RU2020130901A - Направляемая абляция сердца с использованием машинного обучения (ml) - Google Patents

Направляемая абляция сердца с использованием машинного обучения (ml) Download PDF

Info

Publication number
RU2020130901A
RU2020130901A RU2020130901A RU2020130901A RU2020130901A RU 2020130901 A RU2020130901 A RU 2020130901A RU 2020130901 A RU2020130901 A RU 2020130901A RU 2020130901 A RU2020130901 A RU 2020130901A RU 2020130901 A RU2020130901 A RU 2020130901A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ablation
additional
specifying
damage
initial
Prior art date
Application number
RU2020130901A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020130901A3 (ru
RU2779871C2 (ru
Inventor
Матитяху АМИТ
Лиат ЦОРЕФ
Ярив Авраам АМОС
Ави ШАЛГИ
Original Assignee
Байосенс Вебстер (Изрэйл) Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Байосенс Вебстер (Изрэйл) Лтд. filed Critical Байосенс Вебстер (Изрэйл) Лтд.
Publication of RU2020130901A3 publication Critical patent/RU2020130901A3/ru
Publication of RU2020130901A publication Critical patent/RU2020130901A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2779871C2 publication Critical patent/RU2779871C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1492Probes or electrodes therefor having a flexible, catheter-like structure, e.g. for heart ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4836Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25User interfaces for surgical systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
    • A61B5/7267Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems involving training the classification device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/40ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to mechanical, radiation or invasive therapies, e.g. surgery, laser therapy, dialysis or acupuncture
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00345Vascular system
    • A61B2018/00351Heart
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577Ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00714Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00738Depth, e.g. depth of ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00755Resistance or impedance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00791Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00839Bioelectrical parameters, e.g. ECG, EEG
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00904Automatic detection of target tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00982Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body combined with or comprising means for visual or photographic inspections inside the body, e.g. endoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00994Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body combining two or more different kinds of non-mechanical energy or combining one or more non-mechanical energies with ultrasound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107Visualisation of planned trajectories or target regions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2063Acoustic tracking systems, e.g. using ultrasound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25User interfaces for surgical systems
    • A61B2034/252User interfaces for surgical systems indicating steps of a surgical procedure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0538Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body invasively, e.g. using a catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4848Monitoring or testing the effects of treatment, e.g. of medication

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Claims (76)

1. Система для проведения направляемой абляции сердца, содержащая:
интерфейс, выполненный с возможностью приема данных, характеризующих первоначальную операцию абляции, применяемую к области сердца пациента; и
процессор, выполненный с возможностью автоматического задания, на основе полученных данных, дополнительной операции абляции для применения к данной области.
2. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью задания дополнительной абляции путем оценки качества первоначальной операции абляции и задания дополнительной операции абляции в случае обнаружения того, что качество первоначальной операции абляции не соответствует критерию качества.
3. Система по п. 1, в которой данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат по меньшей мере одно из:
глубины повреждения;
радиуса повреждения;
большой оси повреждения;
малой оси повреждения;
трехмерного положения повреждения;
анатомического положения повреждения; и
площади поверхности повреждения.
4. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью указания местоположения для повторной абляции при задании дополнительной операции абляции.
5. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью указания зазора в участке точек абляции при задании дополнительной операции абляции.
6. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью указания в режиме реального времени того, что дополнительную абляцию необходимо выполнять в непосредственной близости к участку точек абляции при задании дополнительной операции абляции.
7. Система по п. 1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью указания значений одного или более параметров абляции для применения в дополнительной абляции при задании дополнительной операции абляции.
8. Система по п. 1, в которой данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат по меньшей мере одно из:
сигнала электрокардиограммы с поверхности тела (ЭКГ);
изменения сигнала ЭКГ с поверхности тела;
внутрисердечного сигнала ЭКГ;
изменения внутрисердечного сигнала ЭКГ;
импеданса абляционного электрода;
изменения импеданса абляционного электрода;
температуры ткани подвергнутой абляции;
изменения температуры подвергнутой абляции ткани;
усилия, действующего на подвергнутую абляции ткань;
изменения усилия, действующего на подвергнутую абляции ткань;
типа абляционного катетера;
трехмерного местоположения точки абляции;
прогнозируемого анатомического местоположения точки абляции;
продолжительности абляции в точке абляции;
скорости орошения; и
мощности, подаваемой во время абляции.
9. Система по п. 8, в которой данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат:
изменение ультразвукового отражения подвергнутой абляции ткани и/или
изменение магнитно-резонансного изображения (МРТ) подвергнутой абляции ткани.
10. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью автоматического задания дополнительной операции абляции путем применения обученной модели машинного обучения (ML).
11. Система по п. 10, в которой ML-модель содержит по меньшей мере одно из автокодировщика, вариационного автокодировщика, общей состязательной сети (GAN), случайного леса (RF), контролируемого ML и ML с подкреплением.
12. Способ проведения направляемой абляции сердца, включающий:
прием данных, характеризующих первоначальную операцию абляции, применяемую к области сердца пациента; и
автоматическое задание процессором, на основе полученных данных, дополнительной операции абляции для применения к данной области.
13. Способ по п. 12, при котором задание дополнительной абляции включает оценку качества первоначальной операции абляции и задание дополнительной операции абляции в случае обнаружения того, что качество первоначальной операции абляции не соответствует критерию качества.
14. Способ по п. 12, при котором данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат по меньшей мере одно из:
глубины повреждения;
радиуса повреждения;
большой оси повреждения;
малой оси повреждения;
трехмерного положения повреждения;
анатомического положения повреждения; и
площади поверхности повреждения.
15. Способ по п. 12, при котором задание дополнительной операции абляции включает указание местоположения для повторной абляции.
16. Способ по п. 12, при котором задание дополнительной операции абляции включает указание зазора в участке точек абляции.
17. Способ по п. 12, при котором задание дополнительной операции абляции включает указание в режиме реального времени того, что дополнительную абляцию необходимо выполнять в непосредственной близости к участку точек абляции.
18. Способ по п. 12, в котором задание дополнительной операции абляции включает указание значений одного или более параметров абляции для применения в дополнительной операции абляции.
19. Способ по п. 12, при котором данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат по меньшей мере одно из:
сигнала электрокардиограммы с поверхности тела (ЭКГ);
изменения сигнала ЭКГ с поверхности тела;
внутрисердечного сигнала ЭКГ;
изменения внутрисердечного сигнала ЭКГ;
импеданса абляционного электрода;
изменения импеданса абляционного электрода;
температуры ткани подвергнутой абляции;
изменения температуры подвергнутой абляции ткани;
усилия, действующего на подвергнутую абляции ткань;
изменения усилия, действующего на подвергнутую абляции ткань;
типа абляционного катетера;
трехмерного местоположения точки абляции;
прогнозируемого анатомического местоположения точки абляции;
продолжительности абляции для каждой точки;
скорости орошения; и
мощности, подаваемой во время абляции.
20. Способ по п. 19, при котором данные, характеризующие первоначальную операцию абляции, содержат:
изменение ультразвукового отражения подвергнутой абляции ткани и/или
изменение магнитно-резонансного изображения (МРТ) подвергнутой абляции ткани.
21. Способ по п. 12, при котором автоматическое задание дополнительной операции абляции включает применение обученной модели машинного обучения (ML).
22. Способ по п. 21, при котором ML-модель содержит по меньшей мере одно из автокодировщика, вариационного автокодировщика, общей состязательной сети (GAN), случайного леса (RF), контролируемого ML и ML с подкреплением.
RU2020130901A 2019-09-22 2020-09-21 Направляемая абляция сердца с использованием машинного обучения (ml) RU2779871C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962903850P 2019-09-22 2019-09-22
US62/903,850 2019-09-22
US17/016,608 2020-09-10
US17/016,608 US20210085387A1 (en) 2019-09-22 2020-09-10 Guiding cardiac ablation using machine learning (ml)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020130901A3 RU2020130901A3 (ru) 2022-03-21
RU2020130901A true RU2020130901A (ru) 2022-03-21
RU2779871C2 RU2779871C2 (ru) 2022-09-14

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020130901A3 (ru) 2022-03-21
EP3795078A1 (en) 2021-03-24
CN112617999A (zh) 2021-04-09
KR20210036278A (ko) 2021-04-02
IL277420A (en) 2021-03-25
JP2021049341A (ja) 2021-04-01
US20210085387A1 (en) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3795078A1 (en) Guiding cardiac ablation using machine learning (ml)
CN103519884B (zh) 根据心电图信号实时评估消融
CN110944581B (zh) 用于电场的递送的可扩展元件
US10383685B2 (en) Techniques for use with nerve tissue
US20130184697A1 (en) System and method for non-invasive treatment of cardiac arrhythmias
RU2539010C2 (ru) Устройство, способ и компьютерная программа для определения характеристик сердца
JP2013529943A (ja) 対象物の特性を決定するための特性決定装置
CN115998412A (zh) 用于心脏消融的系统和相关方法
JP2015073691A (ja) 医療用デバイス
JP6576680B2 (ja) 磁気共鳴撮像による心外膜の穿孔の確認
WO2020177256A1 (zh) 一种实时监测的超声与射频消融二合一导管
CN210170162U (zh) 一种实时监测的超声与射频消融二合一导管
AU2018204091A1 (en) Tissue thickness using pulsed power
US20210369341A1 (en) Overlay of dynamic spatial data on user interface for ablation by irreversible electroporation
JP6866125B2 (ja) 多孔(hyper−apertured)アブレーション電極
CN113491571A (zh) 在消融期间测量心壁组织的厚度
RU2779871C2 (ru) Направляемая абляция сердца с использованием машинного обучения (ml)
WO2022134713A1 (zh) 脉冲消融设备、系统、控制方法及可读存储介质
US11623105B2 (en) Radioactive seed implantation by ablation catheter
US20230051977A1 (en) Assessing lesions formed in an ablation procedure
CN117355271A (zh) 用于减少心脏消融期间微泡形成的设备和方法
Pekarskiy Renal denervation: the interventional perspective between questions and answers
AU740197B2 (en) Apparatus and method for treating cardiac arrhythmias with no discrete target
JP2024518743A (ja) カテーテルの感知
CN113116374A (zh) 超声造影剂消退的检测装置及方法