用于可视化电生理数据的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了题为“用于可视化电生理数据的系统和方法”。本发明专利技术公开了一种用于可视化由导管上的电极感测的电生理信息的方法和系统，所述方法和系统包括记录电极信号采集的时间，标定参考电极信号采集，指定电极信号采集的每个记录时间相对于所述参考电极信号采集的相对时间，标识具有信号采集的所述电极，使指定的相对时间与标识的电极相关联以产生电极信号采集序列，以及利用所述电极的图形图像产生所述电极信号采集序列的视觉表示，其中各个电极被视觉地标记以表示所述电极信号采集序列。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体涉及患者的电活动的可视化，并且更具体地涉及通过导管检测的患者的电生理数据的空间可视化。
技术介绍
在美国，心律失常为死亡的主要原因。通常，电采集信号以有序方式传导穿过心房并且进入心室内，从而在每个心搏周期中经过心脏中的每个点仅一次。心脏中的不同位置处的电采集信号具有良好的相关性，其中考虑到从心脏的一个区域到另一区域的正常传播延迟。响应于局部激活信号，心房肌纤维适当同步地收缩以将血泵送穿过心房。心脏的电传导系统提供心肌的收缩节律或序列，因此其可将血最有效地泵送到身体的其余部位。电生理学家研究传导系统以诊断和治疗异常的心律(称为心律失常)。希望提供下述方法和设备，所述方法和设备辅助医师来诊断异常的心律以及计量通过消融疗法治疗这些心律失常的成功性。尽管完全理解心电生理领域的全部细节并不重要，但理解本专利技术的有益效果的确需要心脏电传导系统如何工作和这些心律失常中的一些如何被治疗的基本理解。心脏组织在其涉及到心脏的电传导系统时具有若干重要的特性。首先，心肌细胞可接收电刺激。接下来，其可响应于这种刺激或者可激活。就心肌细胞而言，它们收缩，由此导致心脏压缩并且泵送血液。在电学方面，这种活动称为去极化。其为细胞中的化学过程。一旦去极化，细胞就需要时间(若干毫秒)来恢复。在这种去极化阶段期间，细胞据称是不应的，这意味着其还未完全恢复并且仍不能接收另一个刺激。最后，心肌细胞可传播该电信号；即，一旦被刺激，它们就可继而刺激紧邻它们的细胞。因此，心肌细胞从初始刺激点、向外传播、穿过心脏腔室而被连续地激活。刚被刺激的细胞的不应性阻止去极化波向后运动；因此该波以有序的方式继续向前穿过心脏组织或心脏腔室壁。“投石问路”类比通常用于描述这种情况；波纹从单个刺激点以有序的方式向外运动。基于这种情况，需注意，在心脏中，一些解剖结构(例如，心脏瓣膜孔和血管口)将形成去极化波传播的障碍。另外，源于心脏手术或受损心肌的疤痕也不传导，并且波必须也绕过这些疤痕的外边缘才能前行。在投石问路实例中，可将疤痕和心脏瓣膜想象为从池塘表面突起的大岩石；波纹绕过它们传播并且在另一侧汇合。正常心脏中的这种刺激点由具有称为自动节律性的附加特性的心肌细胞构成。这些细胞的化学构成允许它们刺激自身，由此启动去极化波，并且随后以特定的节律反复地刺激自身。正常的心肌细胞不具有这种特性，因此一旦复极化并且准备好，它们每次必须仅等待以被再刺激。这种连续的去极化和复极化保持心脏以规则的心率跳动，所述心率被调节以满足身体的氧气需求。在更宏观的意义上，心脏自身具有允许其去极化和收缩以按照有序且有效的方式泵送血液的一些特征。如图1所示，具有正常电通路(NEP)的正常心跳开始于右心房顶部附近的窦房结(其为包括具有自动节律性的那些细胞的SA结)并且传播穿过整个右心房和左心房，由此导致它们收缩并且利用血液填充心室(心脏中的一系列单向瓣膜阻止血液向后流动)。上部和下部腔室由房室隔分开，所述房室隔由不传导电信号的膜组织构成。因此，在正常心脏中，去极化波不能简单地继续从心房直接前进到心室。这由连接它们的一个电通道处的组织来调节。此心肌细胞集合(称为AV结)具有使其延迟去极化从而允许心房完全收缩的附加特性。其随后将电信号直接发送到心室尖部，其中穿过心室的去极化波导致有效的收缩，从而将血液发送到肺和身体的其余部位。心房和心室去极化之间的延迟导致心脏的分离的“咚-嗒、咚-嗒(lub-Dup,lub-Dup)”声音。电生理学家利用布置在心脏中的各个位置处的电极头导管来研究其电传导系统，以便诊断心律失常。他们通常使用公认的方法。导管为内部具有导线的长细塑料管，所述导线在远侧端部处连接到一系列均一间隔开的电极或者更通常的是电极对，所述电极用于记录心脏中的离散位置处的局部激活。当接触心脏壁时，一对彼此靠近的电极将仅测量此小块组织处的电活动。记录系统处理这些电描记图，将它们实时地显示在监视器上，并且还允许用户冻结和查看它们。这允许用户测量并且比较在一个时刻得自各个位置的全部电描记图的计时差，以便导出当前激活序列并且作出诊断。通常具有五个或十个电极对的多极点导管尤其有助于分析穿过特定组织块的去极化波。当此类导管紧靠心内膜(心脏的内壁)定位以使其沿着激活波进行取向时，从一端到另一端(远端到近端或者近端到远端)的激活延迟将导致倾斜的电激活图案。在图2A中，去极化波首先穿过此导管的极点1-2。若干毫秒之后，其穿过电极(或“极点”)3-4，随后穿过5-6，依次类推，直至到达其最后穿过的极点19-20。在此导管上，极点1-2据称是“最早的”，并且极点19-20据称是“最晚的”。图2B示出了所得的电描记图。对于每个心跳或心搏周期，极点1-2的电描记图在时间线上为最早的，极点2-3向后偏移若干毫秒，并且极点19-20为最晚的。相似地，应当理解，沿另一方向运动的去极化波首先穿过极点19-20，之后穿过极点17-18、15-16，依次类推，直至到达极点1-2，其中极点19-20为最早的，并且极点1-2为最晚的，视觉图案将由以另一方式倾斜的电描记图形成。稍后讨论的标测系统将电激活计时以色标描述为图形表示，其中红色表示较早的激活并且紫色表示较晚的激活。然而，当多极点导管横向于激活波进行取向时，或者如果存在两个相交的激活波，电描记图将对它们具有凸形或凹形视觉图案。在图3A中，波首先同时穿过远侧极点1-2和近侧极点19-20，并且最后穿过中部的极点9-10和11-12。图3B中的电描记图反映出这种情况并且形成凹形视觉图案。相似地，在其中极点9-10和11-12首先被穿过并且极点1-2和19-20最后被穿过的相反情况下，所得电描记图的视觉图案将显示出凸形曲线，如图3C所示，其中极点9-10和11-12在前并且极点1-2和19-20在后。另外，还存在日益增多种类的可用的专用电极导管。它们可产生较复杂并且因此难以单独通过电描记图图案来解释的电描记图图案，如图4A和4B所示。在实施过程中，使用电描记图诊断心律失常需要心脏解剖结构的综合理解以及导管在心脏腔室中的当前方位的清楚知识。如果医师将导管布置在不同于其想象的位置，或者如果导管在布置在正确位置之后移动，则由导管的电描记图提供的信息将为不准确的，由此导致延误诊断或者得到甚至错过的或不正确的诊断。一般来讲，心律失常可被广义地分类为局部的、折返的或紊乱的。局部心律失常具有单个源点。远离SA结的小组心肌细胞已获得自动节律性特性并且以快速率去极化。由于它们以快于SA结的速率激活，则此处的细胞并不独立地去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可视化由导管上的电极感测的电生理信息的方法，包括：记录电极信号采集的时间；标识具有信号采集的电极；标定参考电极信号采集；指定电极信号采集的每个记录时间相对于所述参考电极信号采集的相对时间；使指定的相对时间与标识的电极相关联以产生电极信号采集序列；以及利用所述电极的图形图像产生视觉表示，其中各个电极被视觉地标记以表示所述电极信号采集序列。

【技术特征摘要】
2014.12.31 US 14/5879641.一种用于可视化由导管上的电极感测的电生理信息的方法，包括：
记录电极信号采集的时间；
标识具有信号采集的电极；
标定参考电极信号采集；
指定电极信号采集的每个记录时间相对于所述参考电极信号采集的相对时间；
使指定的相对时间与标识的电极相关联以产生电极信号采集序列；以及
利用所述电极的图形图像产生视觉表示，其中各个电极被视觉地标记以表示所述电极
信号采集序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述产生视觉表示包括以系列示出以表示所述电
极信号采集序列的进度的多个图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其中每个图像示出了被视觉地标记的不同的电极。
4.根据权利要求2所述的方法，其中每个图像示出了被视觉地标记的至少一个不同的
电极。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管具有杆节段，每个杆节段在
相邻电极对之间延伸，所述方法还包括：
根据每个杆节段的相邻电极对的相对时间来指定每个杆节段的相对时间；以及
使每个杆节段的所述相对时间与其相邻电极对的所述相对时间相关联，
其中所述产生视觉表示包括提供每个杆节段的图形图像，并且根据所述序列视觉地标
记各个杆节段。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述标识具有信号采集的所述电极包括标识所述
电极的引线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中有关电极的数据包括电极配置。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于用户选择的时间尺度调节所述视觉表示
的时间尺度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述产生所述电极采集序列的视觉表示包括一个
或多个心搏周期的所述电极采集序列。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述产生视觉表示包括用户选择的心搏周期的所
述电极采集序列。
11.一种用于可视化由具有多个电极的导管收集的电生理信息的方法，其中每个电极
适于采集电信号，所述方法包括：
接收有关所述导管的电极配置的数据；
记录所述电极的电信号采集时间；
标定最早的所述电极信号采集作为参考；
指定每个记录时间相对于所述参考的相对时间；
根据有关电极配置的所述数据来标识具有电信号采集的所述电极；
使指定的相对时间与标识的电极相关联以产生电极采集序列；以及
产生所述电极采集序列的视觉表示，所述视觉表示包括所述电极的图形图像，其中各
个电极被视觉地标记以表示所述电极信号采集序列。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述导管包括杆节段，每个杆节段在相邻电极对
之间延伸，所述方法还包括：
根据每个杆节段的相邻采集电极对的相对时间来指定每个杆节段的相对时间；以及
使每个杆节段的所述相对时间与其相邻采集电极对的所述相对时间相关联，
其中所述产生视觉表示包括提供每个杆节段的图形图像，并且根据所述序列视觉地标

【专利技术属性】
技术研发人员：TM塞维里诺，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL