DE19823501B4 - Vorrichtung zum Abbilden elektrischer Aktivität in dem Herzen - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Abbilden elektrischer Aktivität im Herzen eines Patienten mit einer bildgebenden Einheit (4, 6, 10) zum Erzeugen eines anatomischen Referenzbildes des Herzens (2) eines Patienten, einem Elektrodenkatheter (18, 20, 22, 30) mit mindestens einer Elektrode (24) zum Abfühlen intrakardialer elektrischer Aktivität und zum Einführen in das Herz und einer Signalbearbeitungseinrichtung (34) zum Bestimmen von Aktivierungszeiten aus der abgefühlten elektrischen Aktivität in Relation zu einer Referenzzeit für elektrische Aktivität an verschiedenen Punkten in dem Herzen, wodurch ein graphisches Bild erzeugt wird, das die Aktivierungszeiten an verschiedenen Punkten in dem Herzen zeigt, und dem Überlagern des anatomischen Bildes mit diesem graphischen Bild, dadurch gekennzeichnet, daß Referenzmittel vorgesehen sind, um zwei Referenzpunkte (26) in dem anatomischen Bild und zwei zu den Referenzpunkten (26) in dem anatomischen Bild korrespondierende Referenzpunkte in dem graphischen Bild festzulegen, und Einstellmittel (28) vorgesehen sind, um das graphische Bild auf das Referenzbild mit Hilfe der Referenzpunkte...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbilden elektrischer Aktivität im Herzen eines Patienten mit einer bildgebenden Einheit zum Erzeugen eines anatomischen Referenzbildes des Herzens eines Patienten, einem Elektrodenkatheter mit mindestens einer Elektrode zum Abfühlen intrakardialer elektrischer Aktivität und zum Einführen in das Herz und einer Signalbearbeitungseinrichtung zum Bestimmen von Aktivierungszeiten aus der abgefühlten elektrischen Aktivität in Relation zu einer Referenzzeit für elektrische Aktivität an verschiedenen Punkten in dem Herzen, wodurch ein graphisches Bild erzeugt wird, das die Aktivierungszeiten an verschiedenen Punkten in dem Herzen zeigt, und dem Überlagern des anatomischen Bildes mit diesem graphischen Bild.
- Ein allgemeines Problem bei der vorliegenden Art elektrophysiologischer Studien besteht darin, gemessene Information zeitlich mit der anatomischen Struktur des Herzens zu korrelieren. Hierzu besteht ein bekanntes Verfahren darin, einen transparenten Film an dem Röntgenbildschirm anzubringen, das Bild für jede zeitliche Abtastung „einzufrieren” und manuell Zeitdaten an der Position der Spitze des Elektrodenkatheters auf dem Monitor einzutragen. Die Spitze des Katheters wird dann zu einer neuen Position hinbewegt und die Prozedur wird wiederholt, bis ein isochrones Bild erzielt ist.
- Zeitdaten, z. B. in der Form von Aktivierungszeiten in Relation zu einer Referenzzeit an verschiedenen Punkten in Herzgewebe können in Farben umgewandelt werden, um eine farbkodierte Darstellung der Zeitinformation zu erzielen.
- Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist bereits durch die
US-A-5 433 198 bekannt, die ein solches System zur Herzabbildung beschreibt, wobei erhaltene Information zur Behandlung von Tachykardie durch Ablation ausgenutzt wird. Daher weist das System gemäß dieser Schrift eine Bildeinheit auf, die über einen Detektor ein anatomisches Bild des Herzens auf einem Monitor erzeugt. Die Bildeinheit verwendet Röntgenstrahlen oder Ultraschall. Mit Multielektrodenkathetern, die mit geeigneter Signalbearbeitungseinrichtung verbunden sind, wird ein Echtzeitbild der Ankunftszeiten eines charakteristischen Signals an verschiedenen Punkten in dem Herzen in Bezug auf eine Referenzzeit erzeugt und örtliche isochrone Signale, aus denen der Ursprung einer Tachykardie identifiziert werden kann, werden auf dem Monitor wiedergegeben. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einer neuen und zuverlässigen Weise durch Abbilden (Mapping) erhaltene Zeitinformationen mit der anatomischen Struktur des Herzens zu korrelieren.
- Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der vorab erwähnten Art mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen erzielt.
- In einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird einem anatomischen Bild, das durch Verwendung einer Strahlungsquelle erzielt wird, die zum Beispiel Ultraschall oder Röntgenstrahlen erzeugt, ein graphisches Bild der Aktivierungszeiten an verschiedenen Punkten in dem Herzen überlagert. Referenzmittel und Einstellmittel stellen sicher, daß das graphische Bild in Relation zu dem anatomischen Bild korrekt ausgerichtet ist. Das ist von größter Bedeutung, wenn sich z. B. der Patient zwischen den Messungen bewegt und wenn der Bediener wünscht, zu der vorhergehenden Position z. B. für eine Ablationsbehandlung zurückzukehren.
- Erfindungsgemäß sind Referenzmittel zum Einfügen zweier Referenzpunkte, die zu den Referenzpunkten in dem anatomischen Bild korrespondieren, in das graphische Bild vorgesehen. Das graphische Bild kann daher an dem anatomischen Bild orientiert werden, wenn diese Referenzpunkte aufeinander ausgerichtet werden. Bei einer anfänglichen Exponierung werden bestimmte Referenzpunkte, oder Landmarken, entsprechend eingestellt und das graphische Bild wird bei jeder nachfolgenden Messung auf die Referenzpunkte ausgerichtet, wodurch sichergestellt wird, daß jeder abgetastete Zeitwert der korrekten Position in dem anatomischen Bild zugeordnet ist. Das überlagerte Bild und das anatomische Bild machen es auch für den Bediener einfacher, geleitet durch das Bild der unverwechselbaren Anatomie des Patienten den Katheter zu positionieren.
- Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung werden das anatomische Bild und das graphische Bild inklusive gemessener elektrischer Aktivität in einem elektronischen Speicher, der mit den Einstellmitteln verbunden ist, gespeichert. Diese Einstellmittel sind so ausgebildet, daß sie das graphische Bild in dem Speicher entsprechend gespeicherter Information verschieben können, bis Referenzpunkte in dem anatomischen Bild und dem graphische Bild zusammenfallen, wenn das graphische Bild dem anatomischen Bild überlagert wird. Das erzielt daher eine automatische Positionierung des graphischen Bildes auf dem anatomischen Bild.
- Gemäß noch einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind die bildgebenden Einheit und die Signalbearbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, überlagerte Bilder in mehr als einer Projektion zu erzeugen. Zwei Projektionen werden verwendet, wenn ein röntgenbildgebendes System z. B. zweiebnig ausgebildet ist.
- Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, in der die bildgebende Einheit eine Strahlungsquelle zum Erzeugen eines Bildes des Herzens des Patienten und einen Detektor zum Detektieren dieses Bildes aufweist, sind die Strahlungsquelle und der Detektor relativ zueinander und zum Patienten verschließbar und Information über die Winkelposition der Strahlungsquelle und des Deektors in Bezug auf den Patiententisch als auch Information über den Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Tisch können in dem Speicher gespeichert werden. Wenn Information über den Winkel und die Tischhöhe mit dem aktuellen Bild gespeichert wird, wird automatisch Information über die Vergrößerung erhalten. Der Bediener ist dann immer in der Lage, zu eiern vorhergehenden Projektion zurückzukehren, nachdem die Strahlungsquelle und der Detektor verschoben worden sind.
- Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung wir die Signalbearbeitungseinrichtung mit dem während der Messung aufgezeichneten IEGM korreliert, so daß Aktivierungszeiten in der gleichen Phase des Herzzyklus bestimmt werden. Ein Atmungssensor kann vorteilhafterweise zum Abfühlen der Atmung des Patienten vorgesehen sein und veranlaßt die Signalbearbeitungseinrichtung, die Bestimmung der Aktivierungszeit mit der Atmung des Patienten zu korrelieren, z. B. derart, daß die Zeit immer in der gleichen Atemphase bestimmt wird.
- Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind Farbmittel vorgesehen, um numerische Werte für Aktivierungszeiten in farbkodierte Bilder zur Überlagerung des anatomischen Bildes zu übersetzen. Ein flüchtiger Blick auf das zusammengesetzte Bild gibt dann dem Bediener einen unmittelbaren Überblick über die Ausbreitung der elektrischen Aktivität im Herzen des Patienten.
- Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist das Elektrodenkatheter für den Anschluß an eine Ablationsausrüstung zur Ausführung einer Ablation ausgebildet. Hierbei ist die Signalbearbeitungseinrichtung passenderweise zur Abbildung von Information über die Ablation, wie die aktuelle Position des Katheters in dem Herzen, den Zeitpunkt, zu dem die Ablation durchgeführt wird, den Effekt der Ablation usw. in dem graphischen Bild ausgebildet.
- Die Erfindung wir nun detaillierter mit Hilfe einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung und unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschreiben, in denen
-
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung illustriert, und -
2 -4 stilisierte Röntgenbilder des Brustkorbes mit eingesetzten Referenzpunkten, Elektrodenkatheter in verschiedenen Positionen und die Darstellung der Meßwerte zeigen. - Die in
1 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist eine bildgebende Einheit zur Erzeugung eine anatomischen Röntgenbildes eines Herzens2 auf. Die bildgebende Einheit enthält eine Röntgenstrahlenquelle4 und einen Detektor6 zum Detektieren des Röntgenbildes. Das detektierte Bild wird zu einem Speicher8 gesendet, dessen Funktion weiter unten detaillierter beschrieben wird, und zu einem Monitor10 zur Wiedergabe des Bildes. - Es wäre vorteilhaft, wenn Information über die Winkelposition der Röntgenstrahlenquelle
4 und des Detektors6 in Bezug auf den Patiententisch als auch Information über den Abstand zwischen der Röntgenstrahlenquelle4 und dem Röntgenstrahlentisch/Detektor6 zusammen mit dem Bild in dem Speicher8 gespeichert werden könnte. Wenn die Röntgenstrahlenquelle4 und der Detektor6 an einem Ständer angeordnet sind, z. B. einem C-förmigen Arm, kann ihre Winkelposition in Bezug auf den Patiententisch und der Abstand zwischen der Röntgenstrahlenquelle4 und dem Detektor6 variiert werden, wenn ihre Position entlang des Armes geändert wird. Diese Information über die Winkelposition des Armes plus der Information über die Höhe des Patiententisches wird benötigt, um den Bediener in die Lage zu versetzen, die Röntgenstrahlenquelle4 und den Detektor6 zu einer speziellen vorherigen Position zurückzuführen. Da diese Information über Winkel und Abstand in dem Speicher zusammen mit dem aktuellen Bild gespeichert werden können, wird einer verbesserte Funktionalität der Vorrichtung nach der Erfindung inklusive z. B. automatischer Vergrößerung erhalten. - Stilisierte mit der Vorrichtung nach der Erfindung aufgenommene Röntgenbilder des Brustkorbes werden in den
2 –4 dargestellt. Bei dieser Art von Bild erscheint das Herz bestenfalls als ein bleicher Schatten. Das Herz wird in diesen Figuren überhaupt nicht gezeigt. Die Körperteile, die in dem Röntgenbild am besten zu sehen sind, sind Skeletteile wie Wirbel12 und Rippen14 . Das Diaphragma, angedeutet als16 , wird normal in diesen Bildern abgebildet und die Elektroden24 der Elektrodenkatheter18 ,20 ,22 sind deutlich zu sehen. Typische Katheterpositionen sind in den Bildern markiert, nämlich HRA = hohes rechtes Atrium, HIS = His-Knoten und MAP = Mappingkatheter. In der Praxis können die zur Messung verwendeten Katheter18 ,20 ,22 ausgewählt werden, wenn der Bediener auf dem Monitorbild auf ein gewünschtes Katheter18 ,20 ,22 tippt. - Das erste Röntgenbild (
2 ) wird als Referenz gespeichert und eine Referenzmarkierung26 wird an einem Punkt oder einer Vielzahl von Punkten in dem Bild eingeführt. In der Praxis werden die Referenzpunkte26 ausgewählt, wenn der Bediener mit der Maus auf die gewünschten Punkte in dem Referenzbild auf dem Monitor10 klickt. In den2 –4 wird der Übergang zwischen einem Wirbel12 und einer Rippe14 als eine erste Referenzmarkierung und der Übergang zwischen einem Wirbel12 und dem Digphragma16 als eine zweite Referenzmarkierung verwendet. - Das Bild in
3 wird für den zweiten Punkt zum Messen der elektrischen Aktivität im Herzen verwendet. Hier wird das Bild justiert, zuerst vertikal und dann horizontal, bis die Referenzpunkte26 auf die in dem Bild in der2 dargestellten Positionen ausgerichtet sind. Das kann manuell durch Verschieben des Röntgentisches mit dem Patienten auf diesem oder automatisch durchgeführt werden, wenn das Bild in dem Speicher8 (siehe1 ) „verschoben” wird. Das Referenzbild ist in dem Speicher8 gespeichert. Wenn das neue Bild in dem Speicher8 gespeichert wird, kann die Abweichung berechnet und zu den Einstellmitteln28 gesendet werden, die die nötigen Justierungen vornehmen, so daß die mit dem Elektrodenkatheter18 gemessene elektrische Aktivierung auf dem Monitor10 in ms in Bezug auf die erste Referenzmessung gemäß2 dargestellt wird. Bei einer Messung gemäß3 wird der Zeitpunkt der gemessenen elektrischen Aktivierung als –10 dargestellt. Das Minuszeichen gibt an, daß die Aktivierung bei der aktuellen Messung vor der Aktivierung bei der Referenzmessung auftritt. Der Meßwert und seine Position werden mit dem gleichzeitig mit dem(n) Elektrodenkatheter(n)30 aufgezeichneten IEGM's gespeichert. - Ein anderes Signal als MAP in
2 , z. B. HRA, kann als Referenz verwendet werden. -
4 zeigt ein Bild mit einer zusätzlichen Anzahl von Messungen. Zur Verdeutlichung sind nur fünf Maßpunkte dargestellt. Jedoch werden in Wirklichkeit weit mehr Messungen durchgeführt, d. h. normalerweise 15–30, und eine Mehrzahl von Messungen kann gleichzeitig durchgeführt werden. Wie in3 deutet das Minuszeichen an, daß die gemessene Aktivierung vor der Aktivierung des Referenzpunktes erfolgte, und eine Quelle einer Tachykardie kann mit Hilfe dieser zusätzlichen Information lokalisiert werden. - Daher werden mit dem Mappingkatheter gemessene Aktivierungszeiten und ihre Orte in dem anatomischen Bild in dem Bild wiedergegeben.
- Das von dem Elektrodenkatheter
30 aufgegriffene Signal wird nach einer Vorkonditionierung bei32 zu der Signalbearbeitungseinrichtung34 gesendet. Das Signal wird auch zu der Ausrüstung36 zur Aufzeichnung der IEGM's gesendet und die IEGM-Information wird auch zu der Signalbearbeitungseinrichtung34 gesendet. Aufgezeichnete IEGM's werden zu der Signalbearbeitungseinrichtung34 gesendet, so daß Messungen durch das IEGM getriggert werden können, wodurch veranlaßt wird, daß Messungen in der gleichen Phase jeden Herzzyklus durchgeführt werden. Alternativ können Messungen für den gleichen Zweck auch durch ein aufgezeichnetes Oberflächen-EKG getriggert werden. - Das nachfolgende Ausgangssignal von der Signalbearbeitungseinrichtung
34 wird zu dem Speicher8 zur Darstellung in dem korrespondierenden Röntgenbild auf dem Monitor10 gesendet. - Ein Atmungssensor
38 kann entsprechend passend mit der Signalbearbeitungseinrichtung34 verbunden werden, um die Atmung des Patienten abzufühlen und die Signalbearbeitungseinrichtung34 zu veranlassen, Messungen in einer spezifischen Phase des Atmungszyklus des Patienten durchzuführen. - Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann so ausgebildet sein, um die Messung in einer einzigen oder einer Vielzahl von Projektionen durchzuführen. Die üblichsten Projektionen sind LAO (linke anterior Obliquität) und RAO (rechte anterior Obliquität). Mit Abbilden in verschiedenen Projektionen muß Information über die Winkelpositionen der Röntgenstrahlenquelle
4 und des Detektors6 in Bezug auf den Patiententisch als auch Information über den Abstand zwischen der Röntgenstrahlenquelle4 und dem Patiententisch/Detektor6 zusammen mit dem relevanten Bild, wie oben beschrieben, gespeichert werden. - Meßwerte werden numerisch in den
2 –4 dargestellt. Jedoch können Farbmittel40 vorgesehen sein, um numerische Werte für Aktivierungszeiten in farbkodierte Bilder zur Überlagerung des anatomischen Röngtenbildes zu übersetzen. Ein farbkodiertes Bild gibt dem Bediener einen augenblicklichen Überblick über die elektrische Aktivierung des Herzens. - Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch eine Ablationsausrüstung
42 aufweisen, die mit dem Elektrodenkatheter30 über einen Schalter44 verbindbar ist. Bei der Ablation ist es oft wünschenswert, den Katheter30 zu einer spezifischen Ablationsposition zurückzuführen. Das kann einfach und zuverlässig mit der Vorrichtung nach der Erfindung mit Hilfe der Referenzmarkierungen26 in dem Bild erfolgen. Hier wird die Katheterposition, bei der die Ablation durchgeführt wurde, wiedergegeben und Information über Energie und Zeit ebenso wie der Effekt der Ablation auf die zu behandelnde Arrythmie, z. B. „kein Effekt”, „Tachykardie beendet”, „transiente Tachykardie” usw. kann mit diesen Punkten verbunden werden.
Claims (10)
- Eine Vorrichtung zum Abbilden elektrischer Aktivität im Herzen eines Patienten mit einer bildgebenden Einheit (
4 ,6 ,10 ) zum Erzeugen eines anatomischen Referenzbildes des Herzens (2 ) eines Patienten, einem Elektrodenkatheter (18 ,20 ,22 ,30 ) mit mindestens einer Elektrode (24 ) zum Abfühlen intrakardialer elektrischer Aktivität und zum Einführen in das Herz und einer Signalbearbeitungseinrichtung (34 ) zum Bestimmen von Aktivierungszeiten aus der abgefühlten elektrischen Aktivität in Relation zu einer Referenzzeit für elektrische Aktivität an verschiedenen Punkten in dem Herzen, wodurch ein graphisches Bild erzeugt wird, das die Aktivierungszeiten an verschiedenen Punkten in dem Herzen zeigt, und dem Überlagern des anatomischen Bildes mit diesem graphischen Bild, dadurch gekennzeichnet, daß Referenzmittel vorgesehen sind, um zwei Referenzpunkte (26 ) in dem anatomischen Bild und zwei zu den Referenzpunkten (26 ) in dem anatomischen Bild korrespondierende Referenzpunkte in dem graphischen Bild festzulegen, und Einstellmittel (28 ) vorgesehen sind, um das graphische Bild auf das Referenzbild mit Hilfe der Referenzpunkte auszurichten. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anatomische Bild und das graphische Bild mit der gemessenen elektrischen Aktivität in einem elektronischen Speicher (
8 ) gespeichert werden, der mit den Einstellmitteln (28 ) verbunden ist, die dazu vorgesehen sind, das graphische Bild in dem Speicher auf der Basis der gespeicherten Information zu verschieben, so daß die Referenzpunkte (26 ) in dem anatomischen Bild und in dem graphischen Bild aufeinander ausgerichtet werden, wenn das graphische Bild dem anatomischen Bild überlagert wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bildgebende Einheit (
4 ,6 ,10 ) und die Signalbearbeitungseinrichtung (34 ) dazu vorgesehen sind, die überlagerten Bilder in mehr als einer Projektion zu erzeugen. - Vorrichtung nach einem der Anspruch 1–3, wobei die bildgebende Einheit eine Strahlungsquelle (
4 ) zum Erzeugen eines Bildes des Herzens des Patienten und einen Detektor (6 ) zum Detektieren dieses Bildes aufweist und die Strahlungsquelle und der Detektor in Beziehung zueinander und zum Patienten verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet daß Information über die Winkelposition der Strahlungsquelle (4 ) und des Detektors (6 ) in Bezug auf den Patiententisch als auch Information über den Abstand zwischen der Strahlungsquelle (4 ) und dem Tisch in dem Speicher (8 ) gespeichert werden kann. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalbearbeitungseinrichtung (
34 ) zu dem während der Messung aufgezeichneten IEGM, das die Ausrüstung dazu veranlaßt, die Aktivierungszeiten in der gleichen Phase des Herzzyklus zu bestimmen, korreliert ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Atmungssensor (
38 ) dazu vorgesehen ist, die Atmung des Patienten abzufühlen und die Signalbearbeitungseinrichtung (34 ) dazu zu veranlassen, die Aktivierungszeiten in der gleichen Phase des Atmungszyklus zu bestimmen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß Farbmittel (
40 ) dazu vorgesehen sind, die numerischen Werte der Aktivierungszeiten in ein farbkodiertes Bild zur Überlagerung über das anatomische Bild zu übersetzen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkatheter (
30 ) zur Verbindung mit einer Ablationsausrüstung (42 ) zur Durchführung einer Ablation ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalbearbeitungseinrichtung (
34 ) zur Wiedergabe der Ablationsinformation wie z. B. der Position des Katheters im Herzen (2 ), der Zeit, zu der die Ablation durchgeführt wurde, dem Effekt der Ablation usw. in dem graphischen Bild ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, daß die bildgebende Einheit (
4 ,6 ,10 ) dazu angepaßt ist, ein anatomisches Röntgenbild zu erzeugen.
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Representative=s name: BERG, P., DIPL.-ING., PAT.-ASS., 80339 MUENCHEN |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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