DE112009004682T5

DE112009004682T5 - Systeme und Verfahren zum Modellieren elektrischerAktivität einer anatomischen Struktur

Info

Publication number: DE112009004682T5
Application number: DE112009004682T
Authority: DE
Inventors: Joel Q. Xue; Weihua Gao; Xiaodong Han; Yao Chen
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2012-10-25
Also published as: US20120030255A1; GB2481554A; WO2010121390A1; GB201117968D0; US9603539B2

Abstract

Ein System zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur. Das System beinhaltet eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen. Die Zellensatzdaten beinhalten ein Zellenmodell, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Zellenmodell hat einen Modellparameter, der sich auf Ionenkanäle in den Zellen bezieht. Die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität basiert wenigstens teilweise auf dem Modellparameter. Das System beinhaltet auch eine Benutzeroberfläche, die zum Annehmen von Benutzereingaben konfiguriert ist, um den Modellparameter und dadurch die elektrische Aktivität zu ändern, die von dem Zellenmodell repräsentiert wird, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden. Das System beinhaltet auch ein Display, das zur Anzeige der Benutzereingaben konfiguriert ist, und einen Prozessor, der zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur mithilfe des umkonfigurierten Zellenmodells konfiguriert ist.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der vorliegende Gegenstand betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur und insbesondere Systeme und Verfahren zum Modellieren von elektrischer Herzaktivität.
Elektrokardiographische (EKG) Daten stellen die kombinierte elektrische Aktivität der Myokardzellen dar, auch Herzzellen genannt. Die Herzzellen erfahren Aktionspotentiale genannte elektrische Impulse, die verursachen, dass sich die Herzzellen nach der Stimulation zusammenziehen. Die Herzzellen in verschiedenen Regionen und Schichten (d. h. Herzzellen mit verschiedenen räumlichen Positionen im Herz) können zu verschiedenen Zeiten verschiedene Aktionspotentialtypen erfahren. Die kombinierte elektrische Aktivität der Herzzellen während des Herzzyklus kann als eine Wellenform erfasst werden, die elektrisches Potential im Verhältnis zur Zeit zeigt. Zum Beispiel werden bei einem konventionellen Verfahren zur Erfassung von EKG-Daten zehn Elektroden verwendet, die an bestimmten Stellen auf der Haut eines Patienten platziert werden. Jeder Herzzyklus kann als ein(e) PQRST-Wellenform oder -Komplex aufgezeichnet werden, wobei die Buchstaben P, Q, R, S und T verschiedene Wellen oder Auslenkungen in der PQRST-Wellenform darstellen. Generell entspricht eine P-Welle der Aktivität im Atrium, ein QRS-Komplex repräsentiert die elektrische Aktivierung der Kammern und eine T-Welle repräsentiert die elektrische Erholung oder eine Neufüllungsphase der Kammern.
Die PQRST-Wellenform kann analysiert werden, um Merkmale der Wellenform (z. B. QT-Intervall, Form der T-Welle, ST-Segment, das Intervall von der T-Spitze zum T-Ende (TpTe)) zu identifizieren, die mit Herzbeschwerden verbunden sein können. Zum Beispiel wird ein verlängertes QT-Intervall mit potentiell lebensbedrohlichen Beschwerden wie z. B. Herzrhythmusstörungen in Verbindung gebracht. Wenn ein pharmazeutisches Unternehmen entdeckt, dass ein in Untersuchung befindliches Arzneimittel möglicherweise ein verlängertes QT-Intervall verursacht, dann stellt das Unternehmen möglicherweise seine Forschungsarbeiten an diesem Arzneimittel ein. Das QT-Intervall hat aber mehrere Begrenzungen. Erstens steht das QT-Intervall möglicherweise nicht in starker Korrelation zu einigen schwerwiegenden Beschwerden. Zum Beispiel kann es sein, dass ein Arzneimittel die elektrische Aktivität von Herzzellen in gewissen Regionen des Herzens beeinflussen kann, so dass ein EKG-Monitor die elektrische Aktivität des Herzzyklus schließlich als ein verlängertes QT-Intervall aufweisend aufzeichnet. Die betroffenen Herzzellen stellen aber möglicherweise gar keine Bedrohung für die Gesundheit des Patienten dar. Daher werden möglicherweise brauchbare und potentiell hilfreiche Arzneimittel aufgrund irrtümlicher Bedenken hinsichtlich der Sicherheit des Arzneimittels von weiteren Forschungsarbeiten ausgeschlossen. Zweitens hängt das QT-Intervall von der Herzfrequenz ab und folglich wird das QT-Intervall gewöhnlich vor der Analyse korrigiert, was einen weiteren Fehlergrad mit sich bringt. Außerdem kann das QT-Intervall schwierig zu messen und zu analysieren sein.
Dementsprechend suchen Forscher und Mediziner nach alternativen Wellenformmerkmalen, die Herzbeschwerden von Interesse möglicherweise besser identifizieren. Einige der derzeitigen Verfahren zum Identifizieren derartiger Wellenformmerkmale beinhalten aber die Gewinnung von EKG-Daten von Patienten und nach dem Diagnostizieren einer Herzbeschwerde der Patienten oder der Aufzeichnung eines letzten Ereignisses (z. B. Herzinfarkt) das Ermitteln, ob irgendwelche Wellenformmerkmale mit der Herzbeschwerde oder dem letzten Ereignis in Verbindung stehen. Derartige Verfahren können kostspielig und zeitraubend sein. Zu anderen Verfahren zählen die Verwendung von Zell- oder Gewebemodellen, die die elektrische Aktivität der Herzzellen simulieren. Diese Verfahren modellieren aber eventuell nicht das ganze Herz und ermitteln daher möglicherweise nicht die endgültigen Wellenformen, die beispielsweise mit dem konventionellen Zwölf-Kanal-EKG erkannt werden können, und/oder ergeben kein benutzerfreundliches Format für die Analyse und Untersuchung von Wellenformmerkmalen.
Ein weiteres Problem, mit dem Forscher und Mediziner konfrontiert werden, kann auch die PQRST-Wellenform selbst sein. Die aktuelle Standardanordnung von zehn Elektroden liefert nur eine Darstellung der elektrischen Aktivität des Herzens. Es gibt viele andere Anordnungen der Elektroden, die leichter identifizierbare Wellenformmerkmale ergeben, die mit Herzbeschwerden verbunden sind. Die Kosten der Suche nach derartigen Wellenformmerkmalen sind aber möglicherweise viel zu hoch.
Dementsprechend besteht Bedarf an Systemen und Verfahren zum Identifizieren von Wellenformmerkmalen, die mit Erkrankungen von Interesse verbunden sind. Es besteht auch Bedarf an Systemen und Verfahren, die Elektrodenanordnungen ermitteln, die die Erkennung derartiger Wellenformmerkmale erleichtern können. Darüber hinaus besteht Bedarf an benutzerfreundlichen Systemen und Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform ist ein System zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur vorgesehen. Das System beinhaltet eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen. Die Zellensatzdaten beinhalten ein Zellenmodell, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Zellenmodell hat einen Modellparameter, der sich auf Ionenkanäle in den Zellen bezieht. Die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität basiert wenigstens teilweise auf dem Modellparameter. Das System beinhaltet auch eine Benutzeroberfläche, die zum Annehmen von Benutzereingaben konfiguriert ist, um den Modellparameter und dadurch die elektrische Aktivität zu ändern, die von dem Zellenmodell repräsentiert wird, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden. Das System beinhaltet auch ein Display, das zur Anzeige der Benutzereingaben konfiguriert ist, und einen Prozessor, der zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur mithilfe des Zellenmodells einschließlich des umkonfigurierten Zellenmodells konfiguriert ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur vorgesehen. Das Verfahren verwendet ein Rechensystem, das eine Datenbank beinhaltet, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die eine Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur repräsentieren. Die Zellensatzdaten beinhalten ein Zellenmodell, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Zellenmodell hat einen Modellparameter von Ionenkanälen in den Zellen. Die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität basiert wenigstens teilweise auf dem Modellparameter. Das Verfahren beinhaltet die Annahme von Benutzereingaben, die sich auf den Modellparameter beziehen. Die Benutzereingaben ändern die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden. Das Verfahren beinhaltet auch das Anzeigen der Benutzereingaben und das Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur anhand des umkonfigurierbaren Zellenmodells.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein System zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur vorgesehen. Das System beinhaltet eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die eine Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur repräsentieren. Die Zellensatzdaten beinhalten ein Zellenmodell, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das System beinhaltet auch ein Display zum Anzeigen einer grafischen Darstellung der anatomischen Struktur und eine Benutzeroberfläche. Die Benutzeroberfläche ist zum Annehmen von Benutzereingaben zum Auswählen einer Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur konfiguriert. Die ROI beinhaltet die Zellengruppe und wird auf der grafischen Darstellung angezeigt. Das System beinhaltet auch einen Prozessor, der zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der ROI auf der Basis des Zellenmodells konfiguriert ist. Der Prozessor ist zum Erzeugen einer die elektrische Aktivität der ROI anzeigenden Ausgabe konfiguriert.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur bereitgestellt. In dem Verfahren wird ein Rechensystem verwendet, das eine Datenbank beinhaltet, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die eine Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur repräsentieren. Die Zellensatzdaten beinhalten ein Zellenmodell, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Verfahren beinhaltet die Anzeige einer grafischen Darstellung der anatomischen Struktur und die Annahme von Benutzereingaben zum Auswählen einer Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur. Die ROI beinhaltet die Zellengruppe und wird auf der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur angezeigt. Das Verfahren beinhaltet auch das Ermitteln der elektrischen Aktivität der ROI auf der Basis des Zellenmodells und das Erzeugen einer die elektrische Aktivität der ROI anzeigenden Ausgabe.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das elektrische Aktivität von Zellen und anhand dieser gemessene Wellenformdaten darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften erfindungsgemäßen Systems zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur.
3 stellt ein Fenster gemäß einer Ausführungsform dar, das Informationen über elektrische Aktivität der anatomischen Struktur zeigt.
4 stellt ein Fenster gemäß einer Ausführungsform dar, das zusätzlich zu geometrischen Informationen der anatomischen Struktur Informationen über deren elektrische Aktivität zeigt.
5 stellt ein Fenster gemäß einer Ausführungsform dar, das eine Abbildung der elektrischen Potentiale an der Körperoberfläche (BSPM) in Bezug auf Elektrodenpositionen zeigt.
6 stellt ein Fenster dar, das die BSPM in Bezug auf die Elektroden in 5 und in Bezug auf alternative Elektroden zeigt.
7 stellt ein Fenster gemäß einer Ausführungsform dar, das die mit einer Funktionsabbildung der anatomischen Struktur synchronisierte BSPM zeigt.
8 stellt ein Fenster gemäß einer Ausführungsform dar, das eine Funktionsabbildung eines Aktionspotential-(AP)-Merkmals auf einem Querschnitt des Herzens zeigt, der die innere Struktur des Herzens zeigt.
9 stellt ein Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur dar, das gemäß einer Ausführungsform ausgebildet ist.
10 stellt ein weiteres Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur dar, das gemäß einer Ausführungsform ausgebildet ist.
11 ist ein Blockdiagramm mit Beispielen dafür, wie Ausführungsformen der Erfindung auf computerlesbaren Datenträgern gespeichert, verteilt und installiert werden können.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen, die unten ausführlich beschrieben werden, sehen Systeme und Verfahren vor, die die Analyse elektrischer Aktivität von Zellen in einer anatomischen Struktur erleichtern. In besonderen Ausführungsformen erleichtern die hierin vorgesehenen Systeme und Verfahren möglicherweise die Analyse der elektrischen Aktivität von Herzzellen und das Identifizieren von Wellenformmerkmalen, die mit Herzbeschwerden von Interesse assoziiert sein können. In einigen Ausführungsformen erleichtern die Systeme und Verfahren möglicherweise das Ermitteln der Anzahl und Anordnung von Elektroden auf einer Körperfläche eines Patienten, um gewünschte Wellenformen zu messen. Auch können einige Ausführungsformen ein System vorsehen, das benutzerfreundlich ist. Zum Beispiel können einige Ausführungsformen möglicherweise gleichzeitige oder synchronisierte Aktivitäten verschiedener Merkmale des Herzens bei einem Herzzyklus demonstrieren.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Ausführungsformen zwar eventuell in Verbindung mit elektrischen Funktionsweisen des Herzens beschrieben werden, die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind aber nicht auf die kardiologische Elektrophysiologie begrenzt. Von daher schließt der hierin verwendete Ausdruck „anatomische Struktur” das Herz oder Herzstrukturen sowie andere Organe, das Gehirn, muskoskelettale(s) Strukturen/System, Lunge und Nervenstrukturen/-system ein. Ausführungen können aber möglicherweise auch zur Analyse des Blutstroms in Herz und Körper verwendet werden. Von den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren gelieferte oder ermittelte Daten können sich auf Menschen oder Tiere beziehen. Der hierin verwendete Begriff „Patient” kann sich daher auf einen Menschen oder ein Tier beziehen. Auch kann eine anatomische Struktur ein ganzes Organ oder System oder eine identifizierbare Region oder Struktur in dem Organ oder System sein. Beispiele für anatomische Strukturen des Herzens beinhalten, aber ohne Begrenzung, eine oder beide Kammern, eine oder beide Atrien, Epikard, Endokard, mittleres Myokard, Sinoatrialknoten (SA-Knoten), eine Gruppe von Herzzellen in einer bestimmten Region des Herzens und leitende Bahnen des Herzens. Anatomische Strukturen können auch das gesamte Skelettmuskelsystem oder (ein) vorbestimmte(r) Muskel und das Nervensystem oder identifizierbare Nerven im Nervensystem sein.
Darüber hinaus beinhalten die US-Patentanmeldungen Nr. 2008/0177192, Nr. 2008/0132799, Nr. 2008/0082013, Nr. 2008/0154143 und Nr. 2008/0312522 dem hierin beschriebenen Gegenstand ähnliche Materie und alle sind durch Bezugnahme vollumfänglich hierin eingeschlossen. Außerdem beinhalten die Artikel von Xue et al., "Study of Repolarization Heterogeneity and Electrocardiographic Morphology with a Modeling Approach", Journal of Electrocardiology, 41 (2008) 581–587, und von Gao et al., "Using a Cell-to-ECG Model to Evaluate Ischemia Detection from Different Lead Sets", Computers in Cardiology, (2007) 34: 329–332, dem hierin beschriebenen Gegenstand ähnliche Materie und beide sind durch Bezugnahme vollumfänglich hierin eingeschlossen.
Die folgende ausführliche Beschreibung gewisser Ausführungsformen wird besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird. Insofern als die Figuren Diagramme der Funktionsblöcke verschiedener Ausführungsformen darstellen, zeigen die Funktionsblöcke nicht unbedingt die Trennung zwischen Hardwareschaltungen an. So kann bzw. können zum Beispiel ein oder mehrere Funktionsblöcke (z. B. Prozessoren oder Speicher) in einem einzelnen Stück Hardware implementiert werden (z. B. einem Universalsignalprozessor oder einem RAM-Speicher, einer Festplatte oder dergleichen). Desgleichen können die Programme eigenständige Programme, als Unterprogramme in ein Betriebssystem integriert, Funktionen in einem installierten Softwarepaket oder ein fern von einem Computerserver ausgeführtes Softwareoberflächenpaket und dergleichen sein. Es versteht sich, dass die diversen Ausführungsformen nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen und Geräte begrenzt sind.
In der hierin verwendeten Form ist ein in der Einzahl genanntes/r Element oder Schritt, dem das Wort ”ein/e” vorangestellt ist, nicht als die Mehrzahl der genannten Elemente oder Schritte ausschließend zu verstehen, es sei denn, ein derartiger Ausschluss wird ausdrücklich angegeben. Ferner dürfen Verweise auf „eine Ausführungsform” nicht als das Bestehen zusätzlicher Ausführungsformen, die ebenfalls die genannten Merkmale aufweisen, ausschließend ausgelegt werden. Des Weiteren können, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben, Ausführungsformen, die ein oder mehrere Elemente mit einer besonderen Eigenschaft „aufweisen” oder „haben”, zusätzliche derartige Elemente beinhalten, die diese Eigenschaft nicht haben.
1 ist ein Blockdiagramm, das Wellenformdaten 70 darstellt, die die erkannte elektrische Aktivität einer anatomischen Struktur 20 repräsentieren. Zellenbasierte Fenster 51–53 werden für beispielhafte biologische Zellen gezeigt, die in der anatomischen Struktur 50 zu finden sein können. Die anatomische Struktur 50 kann mehrere tausend oder Millionen von biologischen Zellen beinhalten. In der dargestellten Ausführungsform sind die biologischen Zellen der zellenbasierten Fenster 51–53 Herzzellen, die biologischen Zellen können aber auch Nervenzellen, Muskelzellen und dergleichen sein. Herzzellen erfahren im Allgemeinen Aktionspotentiale, die sich durch die Herzzellen ausbreitende Wellen von elektrochemischer Aktivität sind. Beispielhafte Aktionspotentiale werden von Aktionspotential-(AP)-Wellenformen 61–63 jeweils in den zellenbasierten Fenstern 51–53 repräsentiert. Die AP-Wellenformen 61–63 reflektieren Änderungen des Membranpotentials (mV) (vertikale Achse) einer entsprechenden Herzzelle im Verhältnis zur Zeit (ms) (horizontale Achse). Die Aktionspotentiale ergeben sich aus Ionenstromänderungen in ihren eigenen Kanälen, die von einem oder mehreren Toren, in einer Herzzelle, gesteuert werden, die sich während eines Herzzyklus öffnen und schließen, wodurch sich das Membranpotential der Herzzelle ändert. Wie in den zellenbasierten Fenstern 51–52 gezeigt, können Herzzellen Phasen durchlaufen, in denen sich das Membranpotential ändert, wie z. B. die mit den Bezugszeichen 0, 1, 2, 3 und 4 bezeichneten Phasen entlang der AP-Wellenformen 61–63. Andere Herzzellen können aber Aktionspotentiale haben, die andere AP-Wellenformen aufweisen.
Phase 4 entspricht dem Ruhemembranpotential und findet statt, wenn die Zelle nicht stimuliert wird. Sobald die Zelle elektrisch stimuliert wird (z. B. durch einen elektrischen Strom von einer Nachbarzelle), beginnt die Zelle eine Folge von Aktionen, an denen der Zu- und Abfluss von vielen Kationen und Anionen durch die Ionenkanäle beteiligt ist, um zusammen ein entsprechendes Aktionspotential der Zelle zu erzeugen. Das entsprechende Aktionspotential breitet sich aus und stimuliert (eine) benachbarte Zelle oder Zellen elektrisch. Phase 0 repräsentiert eine Phase schneller Depolarisation. Der Anstieg von Phase 0 repräsentiert eine maximale Depolarisationsgeschwindigkeit der Zelle und wird typischerweise von einem Zufluss von Natriumionen durch Ionenkanäle verursacht. Phase 1 findet mit der Deaktivierung von Natriumionenkanälen statt. Phase 2 repräsentiert eine Plateauphase und Phase 3 findet während einer schnellen Repolarisation der Herzzelle statt, die das Membranpotential zum Ruhemembranpotential zurückführt.
Die AP-Wellenform 61 kann zum Beispiel eine AP-Wellenform einer Herzzelle im Epikard repräsentieren, während die AP-Wellenform 62 eine AP-Wellenform im mittleren Myokard repräsentieren kann, und die AP-Wellenform 63 kann eine AP-Wellenform einer Herzzelle im Endokard repräsentieren. Andere Herzzellen in der anatomischen Struktur 50 können aber aufgrund mehrerer Faktoren, darunter Zahl, Typ oder Verteilung von Ionenkanälen in der Herzzelle, andere AP-Wellenformen haben. Zudem können AP-Wellenformen sich infolge der Beeinflussung der Ionenkanäle durch Arzneimittel ändern.
Die kollektiven Aktionspotentiale der anatomischen Struktur 50 während einer bestimmten Zeitspanne (z. B. einem Herzzyklus oder mehreren Herzzyklen) können mit einem Gerät wie z. B. einem EKG-Monitor erkannt werden. Das Gerät verwendet gewöhnlich Elektroden, die an bestimmten Stellen auf der Oberfläche eines Körpers oder an oder in der anatomischen Struktur platziert werden, um die elektrische Aktivität (d. h. die Aktionspotentiale) zu erkennen. Wie gezeigt, kann die elektrische Aktivität des Herzens mit PQRST-Wellenformen 64 und 65 dargestellt werden.
Repräsentative PQRST-Wellenformen 64 und 65 werden in 1 gezeigt und beinhalten jeweils eine P-Welle, einen QRS-Komplex und eine T-Welle. Die P-Welle wird von den Aktionspotentialen verursacht, die entstehen, wenn die Atrien des Herzens depolarisiert werden, bevor die Vorhofkontraktion stattfindet. Der QRS-Komplex wird durch die Aktionspotentiale verursacht, die entstehen, wenn die Kammern depolarisiert werden, vor ihrer Kontraktion. Im Laufe des Kontraktions- und des Pumpvorgangs des Herzens beginnt die Repolarisation des Herzmuskels, zuerst langsam und dann schneller. Die Wellenformen 64 und 65 können mit der T-Welle und in einigen Fällen einer zusätzlichen U-Welle (nicht gezeigt) enden.
Wie in 1 gezeigt, können die PQRST-Wellenformen 64 und 65 mehrere Wellenformmerkmale beinhalten. Der hierin verwendete Begriff „Wellenformmerkmal” ist eine messbare Eigenschaft oder Charakteristik einer Wellenform, die mit einem Zustand einer anatomischen Struktur assoziiert sein kann. Zum Beispiel kann ein Wellenformmerkmal eine Länge oder ein Intervall zwischen zwei Punkten auf der Wellenform, eine Amplitude von einer oder mehreren Wellen oder Auslenkungen, ein Gefälle eines vorbestimmten Abschnitts der Wellenform oder ein Verhältnis zwischen zwei Intervallen, Amplituden und/oder Gefällen sein. 1 illustriert einige häufig verwendete oder analysierte Wellenformmerkmale, zu denen ein PR-Segment oder -Intervall, eine QRS-Dauer, ein ST-Segment, ein ST-Intervall und ein R + R-Intervall zählen. Zu weiteren Wellenformen von Interesse zählen, auch wenn sie nicht gezeigt werden, TpTe-Intervall, T-Wellensymmetrie, T-Wellenkerbung, U-Welle. Die obige Liste der Wellenformmerkmale soll keineswegs vollständig sein und es gibt noch viele weitere Wellenformen und viele werden möglicherweise in Zukunft noch hinzukommen. Des Weiteren stehen die gezeigten Wellenformmerkmale zwar in Bezug mit der PQRST-Wellenform, aber Wellenformmerkmale können auch mit Bezug auf andere Wellenformen gemessen werden.
2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 100 zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur und zum Durchführen der hierin beschriebenen Verfahren. Das System 100 beinhaltet ein Rechengerät oder -system 102, das kommunikationsfähig mit einer Benutzeroberfläche 104, einem Display 106 und einem Ausgabegerät 108 gekoppelt ist. Das System 100 kann in eine Komponente (z. B. einen Laptop-Computer) integriert sein oder aus mehreren Komponenten bestehen, die sich nahe beieinander befinden können oder auch nicht. In alternativen Ausführungsformen kann das Rechengerät 102 kommunikationsfähig mit einem EKG-Monitor 110 gekoppelt sein, der wiederum kommunikationsfähig mit mehreren Elektroden 112 zum Überwachen einer anatomischen Struktur eines Patienten gekoppelt ist. Die grafische Darstellung der anatomischen Struktur des Patienten kann durch Daten von Bildgebungsgeräten wie CT oder MRI bereitgestellt werden. Die Elektroden 112 können an bestimmten Stellen auf der Oberfläche der Haut des Patienten positioniert werden. Der EKG-Monitor kann zum Empfangen von elektrischen Signalen von den Elektroden 112 konfiguriert sein. Die Signale von einer Elektrode können ein von der Elektrode 112 erfasstes lokales Oberflächenpotential repräsentieren.
Der hierin verwendete Ausdruck „kommunikationsfähig gekoppelt” schließt Geräte oder Komponenten ein, die zum Beispiel durch Leitungen oder Kabel elektrisch gekoppelt und auch drahtlos miteinander verbunden sind, so dass eine(s) oder mehrere der Geräte oder Komponenten des Systems 100 von den anderen abgesetzt angeordnet sein kann/können. Zum Beispiel kann sich die Benutzeroberfläche 104 an einem Ort (z. B. Krankenhauszimmer oder Forschungslabor) befinden und das Rechengerät 102 kann abgesetzt positioniert sein (z. B. zentrales Serversystem).
Das Rechengerät 102 kann zum Beispiel ein Serversystem, ein Arbeitsplatzsystem, ein Desktop-Computer oder ein Laptop-Computer sein. Das Rechengerät 102 beinhaltet einen Prozessor oder ein Steuergerät 114, das mit Modulen zur Ausführung von Verfahren wie hierin beschrieben versehen oder kommunikationsfähig gekoppelt ist. Die Module beinhalten ein Zellenmodellmodul 121, ein Ausbreitungsalgorithmusmodul 122, ein Anatomische-Struktur-Modul 123, ein Elektrisches-Feld-Modul 124 und ein Grafische-Darstellung-Modul 125. Jedes der Module 121 bis 125 kann kommunikationsfähig mit einem Speicher oder einer Datenbank 130 gekoppelt sein und/oder beispielsweise über das Internet kommunikationsfähig mit einem/einer abgesetzten Speicher oder Datenbank 132 gekoppelt sein. Gezeigt wird die Datenbank 130 zwar als von den Modulen 121 bis 125 gemeinsam genutzt, aber jedes Modul 121 bis 125 kann eine(n) separate(n) Speicher oder Datenbank haben. Zudem kann es mehrere zusätzliche Module des Prozessors 114 geben, die nicht abgebildet sind. Zum Beispiel kann der Prozessor 114 ein Signalverarbeitungsmodul beinhalten, das zur Auslegung der EKG-Daten konfiguriert ist, die vom EKG-Monitor 110 und anderen Modulen, die von einem Benutzer zum Analysieren und Auslegen der von dem System 100 gewonnenen Daten verwendet werden, erhalten werden.
Die Datenbanken 130 und 132 können Daten speichern, die von den Komponenten oder Modulen des Systems 100 und anderen entfernt befindlichen Systemen über das Internet oder ein lokales Kommunikationsnetz abgerufen werden können. Die Datenbanken 130 und 132 können Daten speichern, die die Module 121–125 möglicherweise benötigen, um die Funktionen der Module 121–125 zu erfüllen. Zum Beispiel können die Datenbanken 130 und 132 Daten speichern, die sich auf mehrere verschiedene Arten von Zellen- oder Gewebemodellen von elektrischer Aktivität für spezifische anatomische Strukturen beziehen. Die Datenbanken 130 können möglicherweise auch von Bildgebungsvorrichtungen wie CT oder MRI eingescannte patientenspezifische Geometriedaten speichern. Spezieller können die Datenbanken 130 und 132 Zellensatzdaten speichern. Zellensatzdaten können eine oder mehrere miteinander in Wechselwirkung stehende Zellengruppen (auch Zellensätze genannt) repräsentieren. Zum Beispiel kann eine Zelle in einer Gruppe vielleicht eine benachbarte Zelle in der Gruppe stimulieren, die wiederum eine andere Zelle in der Gruppe stimulieren kann. Die Zellen in einer Gruppe befinden sich an einer bestimmten räumlichen Stelle oder Region der anatomischen Struktur. Jede Zellengruppe kann kollektiv elektrische Aktivität erzeugen oder aufweisen, die von einer oder mehreren Elektroden erfasst wird.
Zellensatzdaten können Zellenmodelle beinhalten, die die elektrische Aktivität repräsentieren, die Zellengruppen aufweisen. Durch die Verwendung von Zellensatzdaten kann das System 100 möglicherweise einen Rechenaufwand reduzieren, der zum Modellieren der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur erforderlich ist. Spezieller kann ein Zellenmodell die gesamte elektrische Aktivität repräsentieren, die alle Zellen in einer entsprechenden Gruppe während eines bestimmten Zeitabschnitts aufweisen. Zum Beispiel kann das Zellenmodell elektrische Aktivität repräsentieren, die mehrere Herzzellen in der linken Kammer während eines oder mehrerer Herzzyklen aufweisen. Das Zellenmodell kann einen oder mehrere Modellparameter beinhalten, auf denen die elektrische Aktivität der entsprechenden Zellengruppe wenigstens teilweise basiert. Ferner können Zellenmodelle umkonfigurierbar sein (z. B. kann der Benutzer einen oder mehrere Modellparameter ändern oder auf irgendeine Weise beeinflussen, auf denen die elektrische Aktivität wenigstens teilweise basiert). Zum Beispiel kann ein Modellparameter möglicherweise eine Funktion von Ionenkanälen in der Zellengruppe repräsentieren und ein Benutzer kann möglicherweise den Modellparameter ändern.
Ferner können Zellensatzdaten Informationen über Zellengruppen enthalten. Zum Beispiel können die Zellensatzdaten Daten in Bezug auf die Erregungsleitung einer Zellengruppe, die geometrische oder räumliche Lage einer Zellengruppe im Verhältnis zu anderen Zellengruppen oder anderen identifizierbaren Merkmalen der anatomischen Struktur beinhalten. Des Weiteren können die Zellendaten auch auf andere Weisen kategorisiert werden. Zum Beispiel können sich die Zellensatzdaten auf transmurale Heterogenität beziehen, die sich auf Unterschiede unter verschiedenen Herzschichten konzentriert, auf longitudinale Heterogenität, die sich auf Unterschiede von einer Herzbasis zu einer Herzspitze konzentriert, und die Zellensatzdaten können mit einem allgemeinen Skalierungsfaktor für jede Ionenkanalleitfähigkeit in Beziehung stehen.
Die Datenbanken 130 und 132 können auch Ausbreitungsalgorithmen speichern, die die Erregungsleitung der elektrischen Aktivität durch die anatomische Struktur darstellen. Die Ausbreitungsalgorithmen können die Erregungsleitung durch eine Zelle, eine Zellengruppe oder eine Struktur (z. B. Gewebe, Schicht) im Herz und dergleichen repräsentieren. Die Datenbanken 130 und/oder 132 können auch zwei- oder dreidimensionale Abbildungen oder grafische Darstellungen von anatomischen Strukturen (z. B. Muskeln, Nerven, Herz einschließlich spezifischer Muskeln, Strukturen und Nerven im Herz) speichern, die auf dem Display 106 angezeigt werden können. Die grafischen Darstellungen können auch Fenster, Kurven, Marker, Kalkulationstabellen und dergleichen enthalten oder repräsentieren. Außerdem können die Datenbanken 130 und 132 EKG-Daten, Bilddaten, Patientenanamnesen, Data-Mining-Ergebnisse und klinische Ergebnisse von Arzneimittelversuchen speichern.
Die Benutzeroberfläche 104 ist zum Annehmen oder Empfangen von Benutzereingaben von einem Benutzer des Systems 100 konfiguriert. Die Benutzeroberfläche 104 kann mindestens eines aus Tastatur, bewegliches Zeigegerät (z. B. Maus), Sprachaktivierungssystem und berührungsempfindlicher Bildschirm enthalten. Das Display 106 kann auch die Benutzeroberfläche 104 sein. Ferner kann das Ausgabegerät 108 ein Drucker, ein entfernbares Speichergerät, das Display 106 und/oder die Datenbanken 130 und 132 sein. Vom Prozessor 114 erzeugte Ausgaben können zu grafischen Darstellungen gemacht werden, die auf dem Display 106 angezeigt oder in einer Speichervorrichtung gespeichert werden. Zum Beispiel kann die Ausgabe auf dem Display 106 angezeigte oder in Kalkulationstabellen oder einem anderen Format gespeicherte EKG-Daten sein.
In einigen Ausführungsformen basiert das System zumindest teilweise auf Systemen, die in „Study of Repolarization Heterogeneity and Electrocardiographic Morphology with a Modeling Approach" von Xue et al., Journal of Electrocardiology, 41 (2008) 581–587, und in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2008/0177192, Chen et al., beschrieben werden, die beide durch Bezugnahme vollumfänglich hierin eingeschlossen sind. Zum Beispiel kann das Zellenmodellmodul 121 beliebige Zellen- oder Gewebemodelle verwenden, um elektrische Aktivität von Zellen oder Geweben in der anatomischen Struktur zu ermitteln. Zum Beispiel kann das Zellenmodellmodul 121 zwölf Ionenkanalströme berechnen und transmurale und longitudinale Heterogenitäten erzeugen. Die Ionenkanäle können schnelle und langsame Kaliumkanäle Ikr, Iks, Iks und Ito beinhalten. Ferner kann das Zellenmodellmodul 121 Ionenstromblockfaktoren nutzen, die entweder von einem Benutzer eingegeben oder in das Zellenmodul integriert werden. Ionenstromblockfaktoren können einen prozentualen Anteil von Ionenkanälen repräsentieren, die blockiert werden (z. B. durch einen chemischen Stoff oder ein Arzneimittel).
Das Ausbreitungsalgorithmusmodul 122 ermittelt die Ausbreitung elektrischer Impulse in der ganzen anatomischen Struktur und kann möglicherweise in Verbindung mit dem Zellenmodellmodul 121 arbeiten. Zum Beispiel kann ein Aktionspotential von einer Herzzelle einen elektrischen Impuls verursachen, der durch die Herzzelle wandert und Aktionspotentiale in benachbarten Herzzellen aktiviert. Demgemäß können Ausbreitungsalgorithmen auf verschiedenen Eigenschaften von Geweben, Strukturen, Muskeln und Nerven in der anatomischen Struktur basieren. Zum Beispiel kann das Ausbreitungsalgorithmusmodul 122 auf Faktoren wie z. B. den folgenden basieren: (a) einem Ort des Schenkelblockverbindungspunktes; (b) der Verteilung der Purkinje-Schicht, (c) der Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang der Purkinje-Schicht, dem Schenkelblock, in den Herzzellen, (d) der Myokardfaserausrichtung und (e) MI-induzierter Ausbreitungsänderung. Die obige Liste von Faktoren soll nicht umfassend sein und es können auch andere Faktoren erwogen werden.
Das Elektrisches-Feld-Modul 124 kann Daten oder Informationen verwenden, die vom Ausbreitungsalgorithmus- und vom Zellenmodellmodul 121 und 122 ermittelt werden, und ein Oberflächenpotential berechnen, das schließlich von Elektroden erfasst wird. Das modellierte Oberflächenpotential kann das an einer Oberfläche der anatomischen Struktur oder am Körper eines Patienten (z. B. dem Oberkörper) erfasste Oberflächenpotential repräsentieren. In einigen Ausführungsformen verwendet das System 100 eine Kombination von Finite-Element-Methode (FEM) und Randelementmethode (REM) zur Ermittlung des elektrischen Felds an einem beliebigen Ort des Herzens oder Körpers einschließlich dem Oberkörper. Das Elektrisches-Feld-Modul 124 kann daher eine FEM-REM-Kopplungsformulierung auf der Basis eines Zwei-Domänen-Modells im elektrischen Feld beinhalten. Das Elektrisches-Feld-Modul 124 kann eine dreidimensionale Geometrie und Ausrichtung der anatomischen Struktur bezüglich einer Oberfläche eines Oberkörpers betrachten. Insbesondere kann in einer Ausführungsform eine Formel zur Ermittlung des elektrischen Felds in zwei separate Teile unterteilt werden: (a) im Inneren des Herzens und (b) von der Herzoberfläche zum Oberkörper des Patienten. Mit Bezug auf den Teil innerhalb des Myokards kann eine FEM-Methode angewendet werden, die Myokardanisotropien betrachtet. Für den zweiten Teil kann eine REM-Methode zum Berechnen des Potentials zwischen dem Herz und der Körperoberfläche verwendet werden, um einen höhereren rechnerischen Wirkungsgrad zu erzielen.
3 zeigt ein gemäß einer Ausführungsform ausgebildetes Fenster 200, das auf dem Display 106 (2) angezeigt werden kann. Das Grafische-Darstellung-Modul 125 (2) kann in den Datenbanken 130 und 132 (2) gespeicherte Daten und/oder von den Modulen (121 bis 124 (2) bereitgestellte Daten verwenden, um ein(e) benutzerfreundliche(s) Schnittstelle oder Display bereitzustellen, die/das die Analyse der elektrischen Aktivität einer anatomischen Struktur erleichtern kann. Wie gezeigt, beinhaltet das Fenster 200 eine Reihe von Registerkarten 202A–202F und 204A–204F und eine Reihe von Kästen 206, 208 und 210, die in dem Fenster 200 erscheinen, wenn die Registerkarte 202B gewählt wird. Das Fenster 200 kann eine benutzerfreundliche Schnittstelle bereitstellen, die es dem Benutzer ermöglicht, mit der von dem System 100 (2) verwendeten Zellenmodellierung zu interagieren.
Die Registerkarte 204A wird als „Zellenmodell”-Registerkarte bezeichnet und kann es einem Benutzer des Systems 100 ermöglichen, jede Ionenkanalleitfähigkeitseinstellung der beim Modellieren der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur verwendeten Zellenmodelle auszuwählen, zu wechseln oder zu ändern. Auf der Registerkarte 204A sind mehrere Einstellungen oder Faktoren 230 für Ionenströme aufgelistet, die gewöhnlich mit dem Aktionspotential von Herzzellen assoziiert sind. Die Einstellungen 230 können auf Modellparameter für ein entsprechendes Zellenmodell bezogen sein. Die Registerkarte 204A ermöglicht einem Benutzer die Auswahl des Zellentyps (z. B. Endokardzelle, M-Zelle und Epikardzelle) sowie Benutzereingaben innerhalb jeder Einstellung 230, die sich auf den Wert des entsprechenden Ionenstroms bezieht. In der dargestellten Ausführungsform kann sich die Benutzereingabe auf einen Ionenblockierungsfaktor beziehen, der einen prozentualen Leitfähigkeitsanteil von Ionenkanälen repräsentieren kann, die in den modellierten Herzzellen blockiert sind. Zum Beispiel gibt das mit Bezug auf den in 3 gezeigten Ionenstrom Ito eingegebene 0,25 an, dass 25% des Ionenstroms Ito des Endokards blockiert wird, wenn die elektrische Aktivität der anatomischen Struktur modelliert wird. Außerdem lässt die Registerkarte 204A einen Benutzer einen Deltawert 232 eingeben, der die Änderung der Einstellung 230 durch jede Iteration eines Batch-Jobs repräsentiert. Spezifischer ändert sich, wenn ein Batch-Job zehn Iterationen durchführt, die Einstellung 230 für den Ionenblockierungsfaktor um den Deltawert 232 nach jeder Iteration des Batch-Jobs. Wenn der Deltawert 232 zum Beispiel 0,01 ist und es in Batch-Job 10 Iterationen gibt, dann wird die Einstellung 230 am Ende der Iterationen um einen Gesamtwert von 0,1 geändert werden.
Die Registerkarte 202B wird als die AP-Profil-Registerkarte (auch Registerkarte der elektrischen Aktivität) bezeichnet und beinhaltet Informationen oder Daten bezüglich der elektrischen Aktivität einer anatomischen Struktur. Insbesondere beinhaltet die Registerkarte 202B Kästen 206, 208 und 210. Kasten 206 zeigt Informationen über ein Aktionspotentialprofil der anatomischen Struktur oder eine Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur. Wie gezeigt, können die Informationen in einer Kurve 211 angezeigt werden, die eine Änderung des Membranpotentials im Verhältnis zur Zeit zeigt. Insbesondere kann die vertikale Achse 213 in Millivolt (mV) sein und die horizontale Achse 215 kann in Millisekunden (ms) sein.
Der Kasten 210 gibt Informationen über Ionenkanäle in der anatomischen Struktur oder der ROI. Der Kasten 210 beinhaltet eine Kurve 216A, die das Aktionspotential repräsentiert und das Membranpotential im Verhältnis zur Zeit darstellt. Der Kasten 210 stellt auch mehrere Ionenströme dar, die das Membranpotential des Aktionspotentials in (einer) entsprechenden Zelle(n) beeinflussen. Zu den Ionenströmen gehören Ito, IKr, IKs, IK1, IKp, IKatp, INaK, INa, INab, INaCa, INaL, ICaL, ICab, von denen wenigstens einige in den oben genannten veröffentlichten US-Patentanmeldungen oder den Artikeln, die durch Bezugnahme hierin eingeschlossen wurden, besprochen werden. Einige werden auch in Katz, Physiology of the Heart, 4th Edition, (2006) beschrieben. Jeder Ionenstrom wird durch eine Kurve 216B–216N dargestellt. Mit Bezug auf die Kurven 216B bis 216N der Ionenströme zeigt eine horizontale Achse die Zeit in Millisekunden (ms) und die vertikale Achse einen Wert des Stroms des entsprechenden Ionenstroms an.
Wie in Kasten 210 gezeigt, sind die Kurven 216A–216N aufeinander ausgerichtet, um das Ermitteln eines Stromzustands oder -werts jedes Ionenstroms in Bezug auf die anderen Ionenströme oder des Aktionspotentials zu vom Benutzer gewählten Zeiten zu erleichtern. Zum Beispiel kann jede Kurve 216 eines entsprechenden Ionenstroms möglicherweise einen Punkt t₀ (nur ein Punkt t₀ wird gezeigt), der eine Zeit angibt, wenn die Messung des entsprechenden Ionenstroms beginnt, und einen Punkt t_N (nur ein Punkt t_N wird gezeigt) darstellen, der einen Zeitpunkt darstellt, an dem die Messung der entsprechenden Ionenströme endet. Punkt t₀ für jeden Ionenstrom kann vertikal auf die anderen Punkte t₀ ausgerichtet sein und Punkt t_N für jeden Ionenstrom kann vertikal auf die anderen Punkte t_N ausgerichtet sein.
Wie gezeigt, kann eine Verfolgungslinie 218 in vertikaler Richtung entlang den Y-Achsen durch die Kurven 216A–216N verlaufen. Die Verfolgungslinie 218 erleichtert auch das Ermitteln eines aktuellen Zustands oder Wertes jedes Ionenstroms im Verhältnis zu den anderen Ionenströmen zu einem vom Benutzer gewählten Zeitpunkt. Die Verfolgungslinie 218 kann an den horizontalen Achsen der Kurven 216 entlang von einer Seite zur anderen bewegt werden. Zudem kann die Ausrichtung der Kurven 216 und der Verfolgungslinie 218 auch das Ermitteln eines aktuellen Zustands oder Wertes jedes Ionenstroms im Verhältnis zur Aktionspotentialkurve 216A erleichtern. Zum Beispiel illustriert die Position der Verfolgungslinie 218, wie in 3 gezeigt, dass während der Repolarisierungsphase des Aktionspotentials bei t = 176 ms der Ionenstrom Iks über einem Baseline-Wert und der Ionenstrom IK1 im Wesentlichen auf einem Baseline-Wert liegt.
Die Verfolgungslinie 218 kann auch einer im Rahmen 206 gezeigten Verfolgungslinie folgen. Die Verfolgungslinie 220 kann vom Benutzer entlang der horizontalen Achse im Rahmen 206 von Seite zu Seite zu einem vom Benutzer gewählten Zeitpunkt (z. B. t = 176 ms wie in 3 gezeigt) bewegt werden. Desgleichen kann die Verfolgungslinie 218 mit der Verfolgungslinie 220 synchronisiert werden, so dass die Verfolgungslinie 218 gleichzeitig zu dem vom Benutzer gewählten Zeitpunkt bewegt wird.
Der Kasten 208 kann viele Informationen über transmurale Dispersion oder Hetereogenität eines vorbestimmten Abschnitts der anatomischen Struktur geben. Wie gezeigt, enthält der Kasten 208 eine Kurve 209 mit einer vertikalen oder Y-Achse 226 und einer horizontalen oder X-Achse 228. Die X-Achse 228 zeigt eine Position in der anatomischen Struktur zwischen zwei Punkten P1 und P2 an. Zum Beispiel kann P1 eine Oberfläche des Endokards in einem Herz und P2 kann eine Außenfläche des Herzens oder eine Oberfläche des Epikards sein. Die Y-Achse 226 zeigt eine Leitfähigkeit (oder alternativ einen spezifischen Widerstand) gewisser Ionenströme an. Zum Beispiel kann die Kurve 234 die Änderung der Leitfähigkeit (d. h. die transmurale Dispersion oder Heterogenität) des Ionenstroms IKs repräsentieren, während sich das Herz von Herzzellen im Endokard zu Herzzellen im mittleren Myokard und zu Herzzellen im Epikard bewegt. Die Kurve 236 kann die Änderung der Leitfähigkeit des Ionenstroms INaCa repräsentieren. Wenn die Ionenkanäle, die den im Kasten 208 gezeigten Ionenströme entsprechen, von einem chemischen Stoff oder einem Arzneimittel blockiert werden, kann sich die Form der Kurven verändern. Wenn zum Beispiel die Ionenkanäle blockiert werden, würden sich die entsprechenden Leitfähigkeitswerte verringern.
Demgemäß bildet das Fenster eine benutzerfreundliche Schnittstelle, die quantitative und visuelle Informationen zum Analysieren der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur bereitstellt. So möchte beispielsweise ein Benutzer evtl. die Wirkungen verstehen, die ein Arzneimittel oder ein chemischer Stoff auf die elektrische Aktivität einer anatomischen Struktur haben kann. Wenn der Benutzer weiß, welche(r) Ionenkanal/-kanäle in welchem Maße von dem Arzneimittel oder dem chemischen Stoff beeinflusst werden kann/können, kann der Benutzer Werte in die Einstellungen 230 auf der Registerkarte 204A eintragen. Nach der Eingabe derartiger Informationen kann das Fenster 200 aktualisiert werden, um quantitative und visuelle Informationen über das Aktionspotential und die dem Aktionspotential entsprechenden Ionenströme zu geben. Der Benutzer kann anhand der Verfolgungslinien 218 und 220 ermitteln, welche Ionenströme das Aktionspotential zu verschiedenen Zeiten beeinflussen. Zudem kann der Kasten 208 die transmurale Dispersion von Ionenströmen von zwei Positionen in der anatomischen Struktur aus quantitativ und visuell anzeigen.
Wenn der Benutzer es wünscht, kann der Benutzer auch Eingaben in Bezug auf die Deltawerte 232 eingeben. Der Benutzer kann dann eine Anzahl von Iterationen einen Batch-Job durchlaufen lassen. Nach dem Durchführen des Batch-Jobs kann das System 100 eine Ausgabe bereitstellen (z. B. eine auf dem Display 106 angezeigte oder in einer Datenbank oder einem abnehmbaren Gerät gespeicherte Kalkulationstabelle). Die Ausgabe kann durch den Batch-Job erhaltene Daten über die Wellenformen und Werte der Wellenformmerkmale beinhalten.
4 zeigt ein Fenster 240, das Kästen 244, 246, 248 und 250 beinhaltet. Die Kästen 246, 248 und 250 können den oben mit Bezug auf 3 beschriebenen Kästen 206, 208 und 210 ähnlich sein. Hierin beschriebene Ausführungsformen können eine Schnittstelle vorsehen, die es einem Benutzer ermöglicht, eine Region von Interesse (ROI) in einer anatomischen Struktur zu wählen und dann quantitative und visuelle Informationen über die elektrische Aktivität der vom Benutzer gewählten ROI zu geben. Zum Beispiel zeigt der Kasten 244 eine grafische Darstellung 254 einer anatomischen Struktur. Die anatomische Struktur kann ein Herz sein, wie in 4 gezeigt, oder eine andere anatomische Struktur wie ein Muskel oder ein Nerv. Das System 100 (1) kann es einem Benutzer ermöglichen, die grafische Darstellung 254 zu bewegen oder ihre Ausrichtung zu ändern, um dem Benutzer eine bessere Ansicht zu bieten. Zum Beispiel zeigt der Kasten 244 die Achsen X, Y und Z. Die anatomische Struktur kann um jede der Achsen X, Y und Z gedreht werden und kann in dem Kasten 244 auch von Seite zu Seite oder in Auf-Ab-Richtung verschoben werden.
Die grafische Darstellung 254 kann von den Anatomische-Struktur- und/oder Grafische-Darstellung-Modulen 123 und 125 (2) bereitgestellt und aus der Datenbank 130 oder 132 (2) abgerufen werden. Die grafische Darstellung 254 kann von medizinischen Bildern wie z. B. von medizinischer CT- oder MRI-Bildgebung stammenden medizinischen Bildern abgeleitet werden. Die grafische Darstellung 254 kann auch die anatomische Struktur eines bestimmten Patienten repräsentieren oder von mehreren Darstellungen einer anatomischen Struktur abgeleitet sein. Zum Beispiel kann die grafische Darstellung 254 anhand von mehreren medizinischen Bildern von Herzen mit einem(r) gemeinsamen strukturellen Mangel oder Anomalität abgeleitet werden. Die grafische Darstellung 254 kann auch von mehreren medizinischen Bildern von Herzen abgeleitet werden, bei denen ermittelt wurde, dass sie eine besondere Herzerkrankung haben oder in einem gesunden Zustand sind.
Wie in 4 gezeigt, befindet sich die grafische Darstellung 254 in einer/m dreidimensionalen Box oder Gehäuse 255. Das Gehäuse 255 erleichtert es einem Benutzer möglicherweise, die Ausrichtung der anatomischen Struktur zu verstehen. Die grafische Darstellung 254, ebenfalls gezeigt, ist ein. Querschnitt durch die anatomische Struktur (z. B. Querschnitt durch das Herz). Auch eine Querschnittebene 258 wird gezeigt, die angibt, wo der Herzquerschnitt genommen wurde. Die Ebene 258 kann durch die grafische Darstellung 254 des Herzens (und des Gehäuses 255) bewegbar sein, wenn der Benutzer die Ansicht ändern will. Wie in 4 gezeigt, ist die Ebene 258 dem das Fenster 240 betrachtenden Benutzer im Wesentlichen zugekehrt. Die Ebene 258 und das Gehäuse 255 können aber auch gleichzeitig mit der grafischen Darstellung 254 oder unabhängig von der grafischen Darstellung 254 um die X-, Y- und Z-Achse 255 bewegt (d. h. neu ausgerichtet) werden, so dass der Benutzer andere Querschnittansichten wählen kann. Des Weiteren kann der Kasten 244 auch einen Pfeil 263 enthalten, der dem Benutzer hilft, die Ausrichtung der anatomischen Struktur zu verstehen.
Ferner kann die grafische Darstellung 154 mehrere Zellenmarker 256 beinhalten. Jeder Zellenmarker 256 repräsentiert eine Gruppe von Zellen, die sich in der gezeigten Region der anatomischen Struktur befinden. Wie oben erörtert, können Zellensatzdaten ein Zellenmodell beinhalten, das die elektrische Aktivität der dem Zellenmarker 256 entsprechenden Zellengruppe repräsentiert. Die Zahl der gezeigten Zellenmarker 256 kann die Zahl der Zellenmodelle angeben, die zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur berechnet werden. Demgemäß nimmt die Zahl der vom System 100 durchgeführten Rechenvorgänge mit zunehmender Dichte der Zellenmarker 256 zu. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer des Systems die Dichte der Zellenmarker 256 auswählen.
Die Benutzerschnittstelle 104 (2) kann so konfiguriert sein, dass sie Benutzereingaben zum Auswählen der ROI annimmt. Die ROI kann eine besondere Stelle oder räumliche Region in der anatomischen Struktur bezeichnen, die von der grafischen Darstellung 254 repräsentiert wird. Zum Beispiel kann das Grafische-Darstellung-Modul 125 einen Sondenmarker 260 bereitstellen, der in 4 als kugelförmiges und leicht transparentes Bild gezeigt wird. Das System 100 kann es dem Benutzer ermöglichen, den Sondenmarker 260 auf eine gewünschte Stelle oder räumliche Region in der grafischen Darstellung 254 der anatomischen Struktur zu bewegen. In 4 befindet sich der Sondenmarker 260 entlang einer Oberfläche einer Herzkammer.
In der illustrierten Ausführungsform zeigt ein Volumen oder Raum der anatomischen Struktur, das/der vom Sondenmarker 260 bedeckt wird, die zu modellierende ROI. Wie gezeigt, kann der Sondenmarker 260 Zellenmarker 256 umschließen oder bedecken. Wenn das System 100 die elektrische Aktivität der anatomischen Struktur berechnet, verwendet das System 100 möglicherweise nur die Zellenmodelle, die den Zellenmarkern 256 entsprechen, die sich innerhalb der ROI befinden. Somit kann die elektrische Aktivität der ROI ermittelt werden. Zum Beispiel, wenn der Benutzer den Sondenmarker 260 in der grafischen Darstellung 254 positioniert hat, kann das System 100 dann die Zellenmodelle benutzen, die den Zellenmarkern 256 in der ROI entsprechen, um die elektrische Aktivität der ROI zu ermitteln. Der Prozessor 114 kann einen Durchschnitt jedes Ionenstroms, jedes Aktionspotentials, jeder transmuralen Dispersionskurve oder jedes anderen berechenbaren Messwerts aus jedem Zellenmodell in der ROI nehmen. Diese Durchschnitte können dann z. B. in Kästen 246, 248 und 250 angezeigt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Prozessor 114 möglicherweise nur das Zellenmodell des Zellenmarkers benutzen, der einem Mittelpunkt des Sondenmarkers 260 am nächsten liegt.
Indem es einem Benutzer ermöglicht wird, einen Querschnitt der anatomischen Struktur zu betrachten, kann er Gruppen von Zellen betrachten und analysieren, die von einer Oberfläche der anatomischen Struktur her nicht sichtbar sind. Zum Beispiel kann der Benutzer eine ROI wählen, die Zellenmarker 256 in einer Wand oder einer anderen Gewebeschicht des Herzens beinhaltet. Der Sondenmarker 260 kann mehrere Gewebeschichten beinhalten oder abdecken (z. B. vom Endokard zum Epikard).
Der Sondenmarker 260 kann nicht nur beweglich, sondern auch in Größe und Form zum Ändern der ROI einstellbar sein. Zum Beispiel kann der Benutzer in der Lage sein, den Sondenmarker 260 auszuwählen und einen Durchmesser des kugelförmigen Bildes einzustellen, so dass der Sondenmarker 260 mehr Zellenmarker 256 abdeckt. Ferner können weitere Formen des Sondenmarkers 160 zum Abdecken verschiedener Zellenmarker 256 benutzt werden. In alternativen Ausführungsformen kann der Benutzer des Systems 100 möglicherweise auch vorbestimmte Stukturen, Zellenschichten oder einzelne Zellenmarker 256 direkt auswählen, um die zu modellierende ROI festzulegen.
Außerdem kann ein Benutzer beispielsweise auch Blockierer 262 auf der Erregungsleitungsbahn der Purkinje-Schicht (PK-Schicht) auswählen und positionieren. Die Blockierer 262 können Teile des Herzens repräsentieren, wo die elektrische Erregungsleitung von den Blockierern „blockiert” wird. Zum Beispiel kann bei einigen Herzbeschwerden die Leitungsbahn zur linken Seite des Herzens blockiert sein, dann wird ein Linksschenkelblock (LSB) gebildet. Ebenso wird ein Rechtsschenkelblock (RBB) gebildet, wenn die Bahn an der PK-Schicht zur rechten Seite des Herzens blockiert ist. Wie gezeigt, können sich die Blockierer 262 in räumlichen Regionen befinden, die elektrisch mit der Region der vom Sondenmarker 260 bezeichneten anatomischen Struktur verbunden sind. Dementsprechend stellen die Blockierer 262 ein zusätzliches Mittel zum Modellieren der elektrischen Ausbreitungsaktivität der anatomischen Struktur bereit.
5 zeigt ein Fenster 300, das Kästen 302 und 304 und die Registerkarten 204A–204F beinhaltet. In 5 ist die Registerkarte 204E gewählt und zeigt die Werte vorbestimmter Wellenformmerkmale, die auch EKG-Parameter genannt werden können. Die Wellenformmerkmale entsprechen einer modellierten Abbildung der elektrischen Potentiale an der Körperoberfläche (BSPM) eines menschlichen Oberkörpers. In einigen Fällen repräsentieren EKG und BSPM die gleichen Informationen oder Messwerte. EKG-Daten beziehen sich aber, wie der Name schon sagt, auf Daten, die mit elektrischer Aktivität des Herzens zusammenhängen. BSPM-Daten können mit mehr Informationen über die elektrische Aktivität des Herzens oder eine andere anatomische Struktur in Beziehung stehen. Standard-EKG ist ein Teilsatz des BSPM. In den meisten Fällen repräsentiert das EKG eine wichtige elektrische Aktivität des Herzens, in anderen Fällen könnte das EKG aber eine spezifische Aktivität des Herzens nicht erfassen.
Der Kasten 302 zeigt eine grafische Darstellung 306 eines Oberkörpers mit mehreren Elektroden 308, die sich an bestimmten Stellen befinden. In einigen Ausführungsformen kann das System 100 (2) die BSPM am Oberkörper entlang anzeigen. Zum Beispiel kann das System 100 die BSPM durch Farbcodierung anzeigen, wie in Tabelle oder Legende 313 angezeigt. Rot und Gelb können ein positives Potential repräsentieren, Blau kann ein negatives Potential repräsentieren. Grün kann ein Potential repräsentieren, das nahe null liegt und geringfügig positiv oder geringfügig negativ ist. 5 zeigt aber nur das BSP des Oberkörpers zu einem bestimmten Zeitpunkt. Im Verlauf eines Herzzyklus kann sich das BSP an verschiedenen Punkten an der Oberfläche des Oberkörpers ändern. Somit kann sich die Farbenverteilung in einer Darstellung entlang der Oberfläche des Oberkörpers im Verhältnis zum Herzzyklus ändern. Zum Beispiel kann der Benutzer das BSP des Oberkörpers während eines oder mehrerer Herzzyklen betrachten und die Änderung des BSP beobachten (d. h. wie sich die Farbdichte oder -verteilung ändert), als ob er sich einen Film der Herzzyklen anschaute. Zudem können die Benutzer das BSP des Oberkörpers an individuell vom Benutzer gewählten Zeitpunkten oder frame-weise betrachten. Somit kann der Prozessor zum Präsentieren eines „Filmmodus” des BSP sowie anderer Funktionsdarstellungen (unten erörtert) konfiguriert sein.
Die in 5 gezeigte Anordnung von Elektroden 308 ist eine konventionelle Anordnung zum Erhalten von EKG-Daten, bei der zehn Elektroden zum Bilden von zwölf Ableitungen positioniert sind. Die von den zehn Elektroden in 5 aufgezeichneten Wellenformen können der oben mit Bezug auf 1 beschriebenen PQRST-Wellenform ähnlich sein. Die Elektroden 308 beinhalten insbesondere die Folgenden: eine Elektrode am rechten Arm RA, eine Elektrode am linken Arm LA; Brustelektroden V1, V2, V3, V4, V5 und V6, eine Elektrode am rechten Bein RL (in Kasten 302 nicht gezeigt) und eine Elektrode am linken Bein LL. Der Kasten 304 enthält Kurven, die Messwerte von den konventionellen zwölf EKG-Ableitungen illustrieren. Die zwölf EKG-Ableitungen beinhalten die Ableitungen I, II, V1, V2, V3, V4, V5 und V6, die entweder direkt von den Patientensignalen oder von modellsimulierten elektrischen Signalen erfasst werden können, und Ableitungen III, aVR, aVL und aVF, die unter Anwendung des Einthoven’schen Gesetzes abgeleitet werden. Die im Kasten 304 gezeigten Kurven bilden zusammen die konventionelle PQRST-Wellenform, die von Forschern und Fachkräften im Gesundheitswesen gelesen werden kann.
Wenn EKG-Daten von einem Patienten aufgezeichnet werden, erzeugen die zwölf EKG-Ableitungen zwölf verschiedene Wellenformen oder Signale, die die elektrische Aktivität des Herzens des Patienten mit unterschiedlichem Genauigkeitsgrad angeben. Die Genauigkeit eines Messwerts für eine bestimmte Ableitung basiert teilweise auf der Platzierung der entsprechenden. Elektrode oder Elektroden. Die Elektroden V1, V2, V3, V4, V5, V6, RA, LA, RL, LL, die zu einem gegebenen Zeitpunkt der elektrischen Aktivität des Herzens am nächsten und/oder am besten darauf ausgerichtet sind, empfangen das stärkste Signal und sind daher zur Überwachung einer solchen elektrischen Aktivität am besten ausgeführt. Wie im Kasten 302 gezeigt, befinden sich die Elektroden 308 in ihrer jeweiligen optimalen oder gewünschten Position.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die vom System 100 (2) durchgeführte Zelle-zu-EKG-Vorwärtsmodellierung einem Benutzer die Identifizierung von Wellenformmerkmalen erleichtern, die mit einer oder mehreren Herzbeschwerden assoziiert sind, die natürlich oder nach Verabreichung eines Arzneimittels auftreten. Die identifizierten Wellenformmerkmale können durch die konventionelle Anordnung von Elektroden, wie in Kasten 302 gezeigt, erfasst werden oder durch eine andere Anordnung erfasst werden. Ebenso kann die vom System 100 durchgeführte Zelle-zu-EKG-Vorwärtsmodellierung einem Benutzer die Ermittlung einer optimalen Position der Elektroden zum Erfassen der identifizierten Wellenformmerkmale erleichtern. Die ermittelte optimale Anzahl und Position von Elektroden zum Erfassen der Herzbeschwerden kann in der konventionellen Anordnung sein, wie in Kasten 302 gezeigt, oder die optimale(n) Anzahl und Positionen von Elektroden kann eine andere Zahl und Anordnung haben.
Ferner zeigt 5 zwar vier separate Farben (blau, grün, gelb und rot), die Farbkodierung oder Darstellung des Oberkörpers und des Herzens kann ein Farbenspektrum (d. h. viel mehr als vier Farben) durchlaufen. Zum Beispiel kann grün bei zunehmendem Oberflächenpotential fließend (anstatt abrupt) in gelb übergehen und gelb kann fließend in rot übergehen. Zum Beispiel sind, wie in 5 gezeigt, die Elektroden V2 und V3 auf einer Oberfläche oder in einem Bereich des Oberkörpers, der im Wesentlichen rot ist (V3 kann sich auf einer röteren Oberfläche als V2 befinden). Die Elektroden V4 und V5 können sich in einem im Wesentlichen gelben Bereich befinden. V6 kann in einem Bereich sein, der im Wesentlichen grün ist. V1 kann in einem Bereich sein, der von blau zu grün übergeht. In alternativen Ausführungsformen kann es aber eine begrenzte Anzahl von Farben geben, wobei jede Farbe einen Oberflächenpotentialbereich abdeckt. Des Weiteren können außer Farben auch alternative Methoden zur Unterscheidung des Oberflächenpotentials am Oberkörper verwendet werden.
6 zeigt ein Fenster 320 mit einem weiteren Fenster 322, das das Fenster 320 überlagert. Das Fenster 320 beinhaltet eine vergrößerte Ansicht der grafischen Darstellung 306 des Oberkörpers einschließlich der konventionellen Anordnung von Elektroden 308 sowie zusätzliche Elektroden 310, die an verschiedenen Punkten entlang der Oberfläche des Oberkörpers positioniert sind. Das Fenster 322 zeigt das BSP an Punkten, die der Lage der Elektroden 310 entsprechen.
Dementsprechend kann ein Benutzer verschiedene Punkte (bzw. Elektroden 310) entlang der Oberfläche des Oberkörpers auswählen und für jeden Punkt einen modellierten BSP-Messwert sehen. Der Benutzer kann auch gleichzeitig viele Punkte entlang der Oberfläche auswählen und die BSP-Messwerte gleichzeitig im Fenster 320 sehen. Das Fenster 322 kann dem Benutzer die Identifizierung neuer Elektrodenpositionen oder Elektrodenanordnungen erleichtern, die möglicherweise bessere Messwerte zur Identifizierung gewisser Herzbeschwerden bieten. Zum Beispiel können anhand der neuen Elektrodenpositionen oder Elektrodenanordnungen erfasste Wellenformen Wellenformmerkmale haben, die eine hohe Korrelation zu einer oder mehreren Herzbeschwerden haben. Zusätzlich zu Obigem kann das System 100 (2) auch ein bipolares Potential zwischen zwei beliebigen Punkten oder Elektroden 308 oder 310 ermitteln und anzeigen.
Das System 100 kann auch – obwohl in 6 nicht gezeigt – eine Abbildung der elektrischen Potentiale an der Körperoberfläche (BSPM) erzeugen. Zum Herstellen oder Durchführen einer BSPM werden mehrere Elektroden (z. B. 96 Elektroden) auf dem Oberkörper des Körpers eines Patienten oder mehrerer Patienten platziert. Die bei dem einen oder den mehreren Patienten gesammelten EKG-Daten können zum Entwickeln alternativer Ableitungsanordnungen sowie alternativer Elektrodenpositionen verwendet werden. Ebenso kann das System 100 zum Erzeugen einer ähnlichen BSPM mithilfe der Zellenmodelle verwendet werden. Beispielsweise kann ein Forscher, der die Wirkungen eines Arzneimittels untersucht, ein BSPM für ein Herz durchführen, das von dem Arzneimittel beeinflusst wird. Das Arzneimittel blockiert möglicherweise einen oder mehrere Ionenkanäle und verringert dadurch den Ionenstrom in den entsprechenden Zellen. Die anhand der Vorwärtsmodellierung entwickelte BSPM kann das Ermitteln von Elektrodenpositionen der Ableitungsanordnung erleichtern, die Wellenformmerkmale bereitstellen, die eine hohe Korrelation zu von dem Arzneimittel verursachten Herzbeschwerden haben.
Ferner ist es möglich, dass die BSPM das Ermitteln von Elektrodenanordnungen erleichtert, die eine gewisse Toleranz gegenüber Fehlplatzierungen der Elektrode gewähren. Zum Beispiel gibt es mehrere Faktoren, die nicht unbedingt optimale Messwerte ergeben. Zum Beispiel können auf dem Körper eines Patienten platzierte Elektroden von einem Techniker falsch platziert werden, der Körpertyp des Patienten kann sich erheblich vom Standardkörpertyp unterscheiden und die Herzstruktur oder -funktion kann sich vom Standard unterscheiden; sie alle können die Wirksamkeit des Monitors bei der Erfassung der elektrischen Aktivität des Herzens verringern. Demgemäß kann die BSPM das Identifizieren von Elektrodenpositionen und -anordnungen erleichtern, was einen gewissen Fehler bei der Platzierung der Elektroden zulässt und trotzdem noch effektive und zuverlässige Messwerte der elektrischen Aktivität ergibt (d. h. Messwerte, die zum Identifizieren von Wellenformmerkmalen verwendet werden können).
7 zeigt ein Fenster 400, das Kästen 402 und 403 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen ist es möglich, die verschiedenen oben beschriebenen Kästen und Funktionen im Verhältnis zueinander zu synchronisieren und im gleichen Fenster anzuzeigen. Zum Beispiel illustriert Kasten 403 eine grafische Darstellung 404 eines Oberkörpers, die eine BSP-Verteilung des Oberkörpers anzeigt, und Kasten 403 illustriert eine grafische Darstellung 406 eines Herzens, die ein Transmembranpotential (TP) einer Oberfläche des Herzens andeutet. Das BSP des Oberkörpers kann in der grafischen Darstellung 404 farbkodiert sein und das TP des Herzens kann in der grafischen Darstellung 406 farbcodiert sein. Das BSP und das TP können synchronisiert werden, so dass das System 100 (2) dem Benutzer eine visuelle Darstellung des BSP und TP zu vom Benutzer gewählten Zeitpunkten in einer vorbestimmten Zeitspanne (z. B. einem Herzzyklus) geben kann. Der Prozess des Schätzens des TP anhand einer Zeitreihe bekannter BSPM wird als „inverse Lösung” des Herzens bezeichnet. Umgekehrt wird das Schätzen des BSPM anhand des TP als „Vorwärtsproblem oder -lösung” des Herzens bezeichnet. Das Zelle-zu-EKG-Programm kann das Invers- und Vorwärts-Problem separat oder zusammen lösen.
8 zeigt ein Fenster 420, das einen Kasten 422 hat, der eine grafische Darstellung 424 einer anatomischen Struktur illustriert. Insbesondere ist die grafische Darstellung 424 eine Querschnittansicht eines Herzens. Hierin beschriebene Ausführungsformen können Funktionsabbildungen anatomischer Strukturen bereitstellen. Der hierin verwendete Begriff „Funktionsabbildung” ist eine grafische Darstellung einer anatomischen Struktur, die auch visuelle Informationen von Merkmalen bezüglich der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur bereitstellt, während die anatomische Struktur funktioniert. Ferner kann die Funktionsabbildung (d. h. die grafische Darstellung 424, die die Funktionsabbildung illustriert) im Kasten 422 wie oben mit Bezug auf 3 besprochen bewegt oder neu ausgerichtet werden. Auch kann eine Ebene 430 durch die grafische Darstellung 424 bewegt werden, um verschiedene Querschnittansichten der anatomischen Struktur zu betrachten.
Zum Beispiel ist die grafische Darstellung 424 eine Funktionsabbildung, die ein Depolarisationszeitdiagramm illustriert. Das Depolarisationszeitdiagramm zeigt an, wann Regionen des Herzens im Verhältnis zu den anderen Regionen depolarisiert werden. Das Depolarisationszeitdiagramm kann farbcodiert sein. Zum Beispiel können, wie von einem Diagramm oder einer Legende 426 angezeigt, Regionen des Herzens, die innerhalb von 0 bis 25 ms ab einer anfänglichen Aktivierung des SA-Knotens depolarisiert werden, rot gefärbt sein. Regionen des Herzens, die 40 bis 60 ms nach der anfänglichen Aktivierung depolarisiert werden, können gelb gefärbt sein. Regionen des Herzens, die 170 bis 200 ms nach der anfänglichen Aktivierung depolarisiert werden, können dunkelblau gefärbt sein.
Es können, auch wenn dies nicht gezeigt ist, mehrere andere Funktionsabbildungen bereitgestellt werden. Einige Funktionsabbildungen wie z. B. das Depolarisationszeitdiagramm können auf Aktionspotential-(AP)-Merkmale jeder Zelle in der anatomischen Struktur bezogen werden. Ein AP-Merkmal kann mit der Depolarisation, Repolarisation, Amplitude, Frequenz oder Dauer eines Aktionspotentials in Bezug gesetzt werden. Insbesondere können Funktionsabbildungen von AP-Merkmalen Depolarisationsabbildungen, die das Membranpotential von Zellen während der Depolarisation (z. B. von 0 bis 50 ms oder einen anderen zeitlichen Rahmen) zeigen, Repolarisationsabbildungen, die das Membranpotential der Zellen während der Repolarisation zeigen, Amplitudenfunktionsabbildungen, die die Amplitude des Aktionspotentials jeder Zelle zeigen, und Aktionspotential-(AP)-Dauer-Abbildungen beinhalten. Die Depolarisationsabbildung kann auch isochrone Abbildung genannt werden. Ein weiteres Beispiel für eine Funktionsabbildung ist eine durch Frequenzanalyse (d. h. unter Verwendung der Fourier-Transformation oder anderen Transformationen) aus endokardialen oder epikardialen Signalen erzeugte Frequenzabbildung. Jene Signale können entweder aus einem Modell oder durch direkte Probenahmen von Patienten, z. B. aus einem Elektrophysiologielabor (EP-Labor), erzeugt werden. Ein spezifischer Typ von Frequenzabbildung, der mit Systemen hierin erzeugt werden kann, wird als dominante Frequenzabbildung bezeichnet.
Die Funktionsabbildungen können eine visuelle Darstellung dessen bereitstellen, wie verschiedene Herzzustände verschiedene elektrische Aktivität im Herz aufweisen, um die Analyse durch den Benutzer zu erleichtern. Gewisse Funktionsabbildungen können zeitabhängig sein und in einem Filmmodus, Frame für Frame oder zu spezifischen vom Benutzer gewählten Zeitpunkten betrachtet werden. Ferner kann die farbliche Abbildung der Funktionsabbildungen (oder der Abbildung der Oberflächenpotentiale des Herzens) der mit Bezug auf 5 beschriebenen Farbdarstellung ähnlich sein. Zum Beispiel können die Farben durch ein Farbenspektrum fließend ineinander übergehen.
9 zeigt ein Verfahren 500 zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur. Das Verfahren 500 beinhaltet das Bereitstellen eines Rechensystems bei 502, das eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, und spezifischer Geometriedaten der zu analysierenden anatomischen Struktur des Herzens beinhaltet. Die Zellensatzdaten können eine Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur repräsentieren. Die Zellensatzdaten können ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Zellenmodell kann einen Modellparameter haben, der auf Ionenkanäle in den Zellen bezogen ist. Die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität kann wenigstens teilweise auf dem Modellparameter basieren. Das Verfahren 500 beinhaltet auch das Annehmen von von Benutzereingaben bei 504, die den Modellparameter ändern. Zum Beispiel können die Benutzereingaben einen Wert des Modellparameters ändern, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden. Das Verfahren 500 beinhaltet auch das Anzeigen der Benutzereingaben bei 506 und das Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur bei 508 mithilfe des Zellenmodells einschließlich des umkonfigurierten Zellenmodells. Bei 510 kann eine Ausgabe in Bezug auf die elektrische Aktivität erzeugt werden. Die Ausgabe kann die Form von Bildern in einer Anzeige, Kurven, Kalkulationstabellen, Ausdrucke oder gespeicherte Daten haben. Ferner können Ergebnisse von der Modellierung in der Datenbank gespeichert und in einer Kalkulationstabelle präsentiert werden. Die Ausgabe kann durch Selektieren (z. B. Doppeltklicken) einer Zeile der Kalkulationstabelle optisch kontrolliert werden. Die Zeilen können Daten über beliebige messbare oder berechenbare Daten wie z. B. ein Wellenformmerkmal enthalten.
10 zeigt ein Verfahren 600 zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur. Das Verfahren 600 beinhaltet das Bereitstellen eines Rechensystems bei 602, das eine Datenbank beinhaltet, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die eine Zellengruppe der anatomischen Struktur repräsentieren können. Die Zellensatzdaten können ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert. Das Verfahren 600 beinhaltet das Anzeigen einer grafischen Darstellung der anatomischen Struktur bei 604 und das Annehmen von Benutzereingaben bei 606 zum Auswählen einer Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur, die die Zellengruppe beinhaltet. Die Benutzereingaben können in der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur angedeutet sein. Das Verfahren 600 beinhaltet auch das Ermitteln der elektrischen Aktivität der ROI bei 608 auf der Basis des Zellenmodells.
11 ist ein Blockdiagramm von Beispielen dafür, wie verschiedene hierin beschriebene Ausführungsformen gespeichert, verbreitet und auf computerlesbaren Datenträgern installiert werden können. In 11 repräsentiert eine „Anwendung” eines oder mehrere der hierin besprochenen Verfahren und Prozessabläufe. Wie in 11 gezeigt, wird die Anwendung anfänglich als Source-Code 1001 erzeugt und auf einem computerlesbaren Quellen-Datenträger 1002 gespeichert. Der Source-Code 1001 wird dann über den Pfad 1004 geleitet und von einem Kompilierer 1006 verarbeitet, um den Objektcode 1010 zu produzieren. Der Objektcode 1010 wird über den Pfad 1008 befördert und als ein oder mehrere Anwendungsmaster auf einem computerlesbaren Master-Datenträger 1011 gespeichert. Der Objektcode 1010 wird dann zahlreiche Male kopiert, wie durch den Pfad 1012 angedeutet, um Produktionsanwendungskopien 1013 zu erzeugen, die auf separatem computerlesbarem Produktions-Datenträger 1014 gespeichert werden. Der computerlesbare Produktions-Datenträger 1014 wird dann, wie vom Pfad 1016 angedeutet, zu verschiedenen Systemen, Devices, Endgeräten und dergleichen befördert. Im Beispiel von 11 werden ein Benutzerendgerät 1020, ein Device 1021 und ein System 1022 als Beispiele für Hardwarekomponenten gezeigt, in denen computerlesbare Produktions-Datenträger 1014 als Anwendungen installiert sind (wie mit 1030–1032 angedeutet).
Der Source-Code kann als Scripts geschrieben, kompiliert oder in einer beliebigen höheren oder niederen Sprache vorliegen. Beispiele für computerlesbare Source-, Master- und Produktions-Datenträger 1002, 1011 und 1014 beinhalten CDROM, RAM, ROM, Flash-Speicher, RAID-Laufwerke, Speicher in einem Rechensystem oder dergleichen. Beispiele für die Pfade 1004, 1009, 1012 und 1016 sind, aber ohne Begrenzung, Netzwerkpfade, Bluetooth, GSM, Infrarot-WLAN, HIPERLAN, 3G, Satellit und dergleichen. Die Pfade 1004, 1008, 1012 und 1016 können auch öffentliche oder private Betreiberdienste repräsentieren, die eine oder mehrere physikalische Kopie(n) von computerlesbarem Source-, Master- oder Produktions-Datenträger 1002, 1011 oder 1014 zwischen zwei geographischen Orten transportieren. Die Pfade 1004, 1008, 1012 und 1016 können von einem oder mehreren Prozessoren parallel ausgeführte Threads sein. Zum Beispiel kann ein Computer den Source-Code 1001, Kompilierer 1006 und Objektcode 1010 enthalten. Mehrere Computer können parallel arbeiten, um die Produktionsanwendungskopien 1013 zu erzeugen. Die Pfade 1004, 1008, 1012 und 1016 können innerhalb eines Bundeslands/-staats, zwischen Bundesländern/-staaten, innerhalb eines Landes, zwischen Ländern, innerhalb eines Kontinents, zwischen Kontinenten und dergleichen verlaufen.
Die in der Patentbeschreibung und den Ansprüchen durchgehend verwendeten Begriffe „computerlesbarer Datenträger” und „zu ... konfigurierte Befehle” beziehen sich auf jedes oder alle der Folgenden: i) den computerlesbaren Source-Datenträger 1002 und Source-Code 1001, ii) den computerlesbaren Master-Datenträger und Objektcode 1010, iii) den computerlesbaren Produktions-Datenträger 1014 und Produktionsanwendungskopien 1013 und/oder iv) die Anwendungen 1030–1032, die im Speicher von Endgerät 1020, Device 1021 und System 1022 gespeichert werden.
Die verschiedenen Ausführungsformen und/oder Komponenten, z. B. der Monitor oder das Display, oder Komponenten oder Steuereinheiten darin, können auch als Teil eines oder mehrerer Computer oder Prozessoren implementiert werden. Der Computer oder Prozessor kann ein Rechengerät, ein Eingabegerät, eine Anzeigeeinrichtung und eine Schnittstelle, z. B. für Zugang zum Internet, beinhalten. Der Computer oder Prozessor kann einen Mikroprozessor beinhalten. Der Mikroprozessor kann mit einem Kommunikationsbus verbunden sein. Der Computer oder Prozessor kann auch einen Speicher beinhalten. Der Speicher kann Direktzugriffsspeicher (RAM) und Festwertspeicher (ROM) beinhalten. Der Computer oder Prozessor kann ferner ein Speichergerät beinhalten, das ein Festplattenlaufwerk oder ein entfernbares Speicherlaufwerk wie z. B. ein Diskettenlaufwerk, ein optisches Laufwerk und dergleichen sein kann. Das Speichergerät kann auch eine andere ähnliche Einrichtung zum Laden von Computerprogrammen oder anderen Befehlen in den Computer oder Prozessor sein.
Der hierin verwendete Begriff „Computer” kann jedes beliebige System auf Prozessorbasis oder Mikroprozessorbasis sein, einschließlich Systemen, die Mikrocontroller, Reduced Instruction Set Computers (RISC), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), Logikschaltungen und jede(n) beliebige(n) andere(n) Schaltung oder Prozessor verwenden, die/der zur Ausführung der hierin beschriebenen Funktionen in der Lage ist. Die obigen Beispiele sind nur beispielhaft und sollen die Definition und/oder Bedeutung des Begriffs „Computer” in keiner Weise einschränken.
Der Computer oder Prozessor führt einen Satz von Befehlen aus, die in einem oder mehreren Speicherelementen gespeichert sind, um die Eingabedaten zu verarbeiten. Die Speicherelemente können, je nach Wunsch oder Bedarf, auch Daten oder andere Informationen speichern. Das Speicherelement kann die Form einer Informationsquelle oder eines physikalischen Speicherelements in einer Verarbeitungsmaschine haben.
Der Befehlssatz kann verschiedene Befehle beinhalten, die den Computer oder Prozessor als eine Verarbeitungsmaschine anweisen, bestimmte Vorgänge wie die hierin beschriebenen Verfahren und Prozessen durchzuführen. Der Befehlssatz kann die Form eines Software-Programms haben. Die Software kann verschiedene Formen haben, wie z. B. System-Software oder Anwendungssoftware. Ferner kann die Software die Form einer Sammlung separater Programme, eines Programmmoduls in einem größeren Programm oder eines Teils eines Programmmoduls haben. Die Software kann auch modulare Programmierung in der Form von objektorientierter Programmierung beinhalten. Die Verarbeitung von Eingabedaten durch die Verarbeitungsmaschine kann als Reaktion auf Benutzerbefehle oder als Reaktion auf Ergebnisse früherer Verarbeitung oder als Reaktion auf eine Anforderung von einer anderen Verarbeitungsmaschine erfolgen. Das Programm ist zur Abarbeitung auf 32-Bit- und 64-Bit-Betriebssystemen kompiliert. Ein 32-Bit-Betriebssystem wie Windows XP^TM kann nur bis zu 3 GB Speicher benutzen, während ein 64-bit-Betriebssystem wie Windows Vista^TM bis zu 16 Exabytes (16 Milliarden GB) benutzen kann. Das Zelle-zu-EKG-Programm kann von der Benutzung eines großen Speichers profitieren, da die Modellierung und Simulation einer großen Zahl von Zellen im/am Herz wahrscheinlich realistischer wäre als die Verwendung einer kleinen Anzahl von Zellen.
Die hierin verwendeten Begriffe „Software” und „Firmware” sind untereinander austauschbar und beinhalten jedes in einem Speicher gespeicherte Computerprogramm zur Ausführung durch einen Computer, einschließlich RAM-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher und nichtflüchtiger RAM-Speicher (NVRAM). Die obigen Speichertypen sind nur beispielhaft und begrenzen daher die zur Speicherung eines Computerprogramms verwendbaren Speichertypen nicht.
Ein technischer Effekt der verschiedenen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren beinhaltet benutzerfreundliche Schnittstellen zur Modellierung elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur. Ein weiterer technischer Effekt beinhaltet eine Schnittstelle, die quantitative und visuelle Informationen bezüglich der elektrischen Aktivität einer anatomischen Struktur bereitstellt. Ferner beinhaltet ein weiterer technischer Effekt eine Schnittstelle, die einem Benutzer die Auswahl einer Region von Interesse (ROI) in einer anatomischen Struktur erleichtert und die visuelle und quantitative Informationen bezüglich der elektrischen Aktivität der ROI bereitstellt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein weiterer technischer Effekt ein System und ein Verfahren zum Ermitteln einer Anzahl und Anordnung von Elektroden auf einer Oberfläche eines Patienten zum Analysieren von Wellenformmerkmalen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können noch andere technische Effekte bereitstellen.
Es ist zu beachten, dass die obige Beschreibung zur Veranschaulichung und nicht zu Einschränkung dienen soll. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte derselben) in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können Änderungen vorgenommen werden, um ein(e) besondere(s) Situation oder Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Abmessungen, Materialtypen, Ausrichtungen der verschiedenen Komponenten sowie Anzahl und Positionen der verschiedenen Komponenten, die hierin beschrieben werden, sind zur Definition von Parametern bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und in keiner Weise begrenzend und sind lediglich beispielhafte Ausführungsformen. Der Fachpersonen werden bei der Betrachtung der obigen Beschreibung viele weitere Ausführungsformen und Änderungen im Rahmen des Wesens und Umfangs der Ansprüche einfallen. Der Umfang der Erfindung ist daher mit Bezug auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind, zu bestimmen. In den beiliegenden Ansprüchen werden die Begriffe „beinhalten” und „in der/dem/denen” als einfache Äquivalente der Begriffe „aufweisend” und „wobei” verwendet. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste”, „zweite” und „dritte” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und es ist nicht vorgesehen, dass sie ihren Objekten numerische Anforderungen auferlegen. Ferner sind die Begrenzungen der folgenden Ansprüche nicht im Mittel-für-eine-Funktion-Format geschrieben und dürfen nicht auf der Basis von 35 USC § 112, sechster Absatz, ausgelegt werden, sofern derartige Anspruchsbegrenzungen nicht und bis sie den Ausdruck „Mittel für” gefolgt von einer Funktionsaussage ohne weitere Struktur verwenden.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, einschließlich der besten Art der Ausführung der Erfindung, und auch, um einer Fachperson die Ausübung der Erfindung zu ermöglichen, einschließlich der Herstellung und Benutzung jedweder Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung eingebundener Verfahren. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele beinhalten, die der Fachperson einfallen werden. Es ist vorgesehen, dass derartige weitere Beispiele in den Umfang der Ansprüche fallen, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Sprachen der Ansprüche beinhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Xue et al., ”Study of Repolarization Heterogeneity and Electrocardiographic Morphology with a Modeling Approach”, Journal of Electrocardiology, 41 (2008) 581–587 [0024]
Gao et al., ”Using a Cell-to-ECG Model to Evaluate Ischemia Detection from Different Lead Sets”, Computers in Cardiology, (2007) 34: 329–332 [0024]
„Study of Repolarization Heterogeneity and Electrocardiographic Morphology with a Modeling Approach” von Xue et al., Journal of Electrocardiology, 41 (2008) 581–587 [0041]
Katz, Physiology of the Heart, 4th Edition, (2006) [0047]
35 USC § 112, sechster Absatz [0089]

Claims

System zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur, wobei das System Folgendes umfasst: eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen, wobei die Zellensatzdaten ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert, wobei das Zellenmodell einen Modellparameter hat, der sich auf Ionenkanäle in den Zellen bezieht, wobei die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität wenigstens teilweise auf dem Modellparameter basiert; eine Benutzeroberfläche, die zum Annehmen von Benutzereingaben konfiguriert ist, um den Modellparameter und dadurch die elektrische Aktivität zu ändern, die von dem Zellenmodell repräsentiert wird, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden; ein Display, das zur Anzeige der Benutzereingaben konfiguriert ist, und einen Prozessor, der zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur mithilfe des umkonfigurierten Zellenmodells konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Modellparameter einen Blockierungsfaktor für die Ionenkanäle beinhaltet, wobei die Benutzereingaben den Blockierungsfaktor bezeichnen.
System nach Anspruch 1, wobei der Modellparameter eine Mehrzahl von Modellparametern ist, wobei jeder Modellparameter sich auf entsprechende Ionenkanäle bezieht, die die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität beeinflussen, wobei die Benutzereingaben sich auf wenigstens einen der Modellparameter beziehen.
System nach Anspruch 1, wobei das Zellenmodell eine Mehrzahl von Zellenmodellen beinhaltet, die den Modellparameter haben, wobei die sich auf den Modellparameter beziehenden Benutzereingaben die von der Mehrzahl von Zellenmodellen repräsentierte elektrische Aktivität ändern.
System nach Anspruch 1, wobei die anatomische Struktur ein Herz ist.
System mach Anspruch 1, wobei die anatomische Struktur eine Region oder Schicht von Herzzellen ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erzeugen einer Ausgabe konfiguriert ist, die für die elektrische Aktivität der anatomischen Struktur repräsentativ ist, wobei die Ausgabe eine Wellenform der elektrischen Aktivität und/oder Werte, die sich auf Wellenformmerkmale beziehen, bereitstellt.
System mach Anspruch 7, wobei die Ausgabe die elektrische Aktivität repräsentiert, wie sie an einer Oberfläche des Körpers eines Patienten mit der anatomischen Struktur erfasst wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zum Erzeugen einer Funktionsabbildung der anatomischen Struktur konfiguriert ist, wobei die Funktionsabbildung auf dem Display angezeigt wird und sich auf ein Aktionspotential-(AP-)-Merkmal bezieht.
System nach Anspruch 1, wobei die Benutzeroberfläche zum Annehmen von Benutzereingaben bezüglich einem Deltawert und einer Anzahl von Iterationen konfiguriert ist, wobei der Prozessor zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur für die Zahl der Iterationen konfiguriert ist, wobei eine Differenz zwischen den Modellparametern, die während nachfolgender Iterationen benutzt wird, der Deltawert ist.
System nach Anspruch 9, wobei die Funktionsabbildung eine Querschnittansicht der anatomischen Struktur beinhaltet.
System nach Anspruch 9, wobei die Funktionsabbildung eine Änderung des AP-Merkmals im Verhältnis zu einer vorbestimmten Zeitspanne anzeigt.
System nach Anspruch 12, wobei das Display die Änderung des AP-Merkmals in einem Filmmodus anzeigt.
Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur, wobei das Verfahren ein Rechensystem verwendet, das eine Datenbank beinhaltet, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen, wobei die Zellensatzdaten ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert, wobei das Zellenmodell einen Modellparameter hat, der sich auf Ionenkanäle in den Zellen bezieht, wobei die von dem Zellenmodell repräsentierte elektrische Aktivität wenigstens teilweise auf dem Modellparameter basiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Annehmen von Benutzereingaben, um den Modellparameter und dadurch die elektrische Aktivität zu ändern, die von dem Zellenmodell repräsentiert wird, um ein umkonfiguriertes Zellenmodell zu bilden; Anzeigen von Benutzereingaben und Ermitteln der elektrischen Aktivität der anatomischen Struktur anhand des umkonfigurierbaren Zellenmodells.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Modellparameter einen Blockierungsfaktor für die Ionenkanäle beinhaltet, wobei die Benutzereingaben den Blockierungsfaktor bezeichnen.
System zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur, wobei das System Folgendes umfasst: eine Datenbank, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen, wobei die Zellensatzdaten ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert; ein Display, das zur Anzeige einer grafischen Darstellung der anatomischen Struktur konfiguriert ist; eine Benutzeroberfläche, die zum Annehmen von Benutzereingaben zum Auswählen einer Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur konfiguriert ist, die die Zellengruppe beinhaltet, wobei die ROI auf der grafischen Darstellung angezeigt wird, und einen Prozessor, der zum Ermitteln der elektrischen Aktivität der ROI konfiguriert ist, wobei die elektrische Aktivität wenigstens teilweise auf dem Zellenmodell basiert.
System nach Anspruch 16, wobei der Prozessor zum Erzeugen einer für die elektrische Aktivität der ROI repräsentativen Ausgabe konfiguriert ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Benutzereingaben zum Auswählen der ROI Benutzereingaben zum Positionieren eines Markers auf der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur beinhalten, wobei die Marker die ROI bezeichnen.
System nach Anspruch 18, wobei der Marker eine Größe und Form hat, wobei die Größe und/oder die Form des Markers verstellbar ist, um die ROI auf der graphischen Darstellung zu ändern.
System nach Anspruch 18, wobei die Benutzeroberfläche zum Annehmen von Benutzereingaben zum Bewegen des Markers auf der grafischen Darstellung zum Ändern der ROI konfiguriert ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Benutzeroberfläche auch zum Erhalten von Benutzereingaben zum Positionieren eines Blockierers auf der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur konfiguriert ist, um eine blockierte Leitungsbahn in der anatomischen Struktur zu repräsentieren.
System nach Anspruch 16, wobei der Prozessor zum Erzeugen einer Ausgabe konfiguriert ist, die für die elektrische Aktivität der ROI repräsentativ ist, wobei die Ausgabe eine für die elektrische Aktivität repräsentative Wellenform und/oder Werte, die sich auf Wellenformmerkmale beziehen, beinhaltet.
Verfahren zum Modellieren elektrischer Aktivität einer anatomischen Struktur, wobei das Verfahren ein Rechensystem verwendet, das eine Datenbank beinhaltet, die zum Speichern von Zellensatzdaten konfiguriert ist, die einer Gruppe von Zellen der anatomischen Struktur entsprechen, wobei die Zellensatzdaten ein Zellenmodell beinhalten, das elektrische Aktivität der Zellengruppe repräsentiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anzeigen einer grafischen Darstellung der anatomischen Struktur; Annehmen von Benutzereingaben zum Auswählen einer Region von Interesse (ROI) in der anatomischen Struktur, die die Zellengruppe beinhaltet, wobei die Benutzereingaben auf der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur angezeigt werden, und Ermitteln der elektrischen Aktivität der ROI, wobei die elektrische Aktivität wenigstens teilweise auf dem Zellenmodell basiert.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Benutzereingaben zum Auswählen der ROI Benutzereingaben zum Positionieren eines Markers auf der grafischen Darstellung der anatomischen Struktur beinhalten, wobei der Marker die ROI bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Marker eine Größe und Form hat, wobei die Große und/oder die Form des Markers verstellbar ist, um die ROI auf der graphischen Darstellung zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Annehmen von Benutzereingaben das Annehmen von Benutzereingaben zum Bewegen des Markers auf der grafischen Darstellung zum Ändern der ROI beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 23, das ferner das Anzeigen einer Ausgabe aufweist, die die elektrische Aktivität auf dem Display repräsentiert.