用于节律紊乱分析的信号段的选择制造技术

一种用于处理心脏信号的段的系统和方法。在多个偏移处使在第一信号中的多个段中的每一者相关以确定对于在第一信号中的多个段中的每一者的最高相关系数。在多个偏移处使在第二信号中的多个段中的每一者相关以确定对于在第二信号中的多个段中的每一者的最高相关系数。使用对于第一信号的段和第二信号的段的最高相关系数生成多个复合相关系数。第一信号的段和第二信号的段是近似同时期的。选择包括来自第一信号的段和来自第二信号的段的一组段。该组与来自多个复合相关系数的最高复合相关系数相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月12日递交的美国专利申请No.61/877,093和2014年9月11日递交的美国专利申请No.14/483,914的优先权，这两个美国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本申请总体涉及生物节律紊乱。更具体地，本申请旨在选择用于分析生物节律紊乱(例如，心脏节律紊乱)的信号段的系统和方法。
技术介绍
生物节律紊乱，诸如心脏(心脏附近的)节律紊乱，是常见的且代表在世界各地发病和死亡的重要原因。心脏中的电系统的功能失调代表心脏节律紊乱的直接原因。心脏节律紊乱以许多形式存在，其中最复杂的且难于治疗的形式是心房颤动(AF)、室性心动过速(VT)和心室颤动(VF)。其它节律紊乱治疗起来较为简单，但也可能在临床上是重要的，包括房性心动过速(AT)、室上性心动过速(SVT)、心房颤振(AFL)、室上性异位收缩/搏动(SVE)和室性期前收缩/搏动(PVC)。以前，对心脏节律紊乱(尤其是AF、VF和多形性VT的复合型节律紊乱)的治疗已经很困难，这是因为不能够识别心脏节律紊乱的源在心脏中的位置。对于复合型节律紊乱如何起作用和用于治疗这些复合型节律紊乱的临床应用，已经有各种各样的理论。然而，没有任何应用被证实在治疗复合型节律紊乱上是卓有成效的。近来，有了突破性发现，即首次识别出与复合型心脏节律紊乱相关的源。该技术突破成功地分析且重构在从导入到患者心脏内的导管的电极获得的信号中的心脏激活信息r>(激活起始时间)以识别导致和维持世界范围内大比例的心脏节律紊乱的旋转激活方式(旋转源，例如转子)以及病灶源。因此，对心脏节律紊乱的治疗可对准患者的心脏中的旋转源和/或病灶源，以消除心脏节律紊乱。例如，这种治疗可通过消融而成功地实现。如上所述，心脏信号通常从导入到患者的心脏内的导管的电极获得(例如，感测、获取或记录)。当从患者获得信号时，许多噪声源经常嵌入或叠加在这些信号中。这些源可包括来自患者心脏的另一部分、患者的其它解剖结构的电活动；来自电极运动和/或患者运动(例如，呼吸)的运动伪影；源自彼此接触的电极的机械串扰；电子放大器的饱和；来自外部系统的射频(RF)能量；以及其它噪声源。另外，电极可与患者的心脏具有各种不同层次的接触(或非接触)，这可减小信号的振幅，并且在最糟糕的情况下，甚至可导致信号中不存在电活动。重构心脏激活信息(激活起始时间)需要分析可以是计算密集型且时间密集型的信号。由于分析信号的完整性的这些计算约束或其它计算约束，这种方式可能不是有利的。而且，这些信号的某些部分(在一些情况下，扩展部分)可受到噪声影响。在这样的环境下，有利的是避免信号的分析复杂且受到叠加在信号中的噪声限制的部分。对这些信号的整体的分析可负面地影响在识别心脏节律紊乱的源方面的时间和精确度、以及在对准心脏节律紊乱的源以备治疗和消除方面的精确度。因此，期望的是识别这些信号的包括带有少量噪声的周期性心脏信息的部分(例如，信号段)以备进一步分析，这可改善在识别心脏节律紊乱的源方面的时间和精确度以及在对准心脏节律紊乱的源以备治疗和消除方面的时间和精确度。
技术实现思路
本申请适于在从患者获得的多个信号中选择包括最小噪声和稳定的、定义明确的生物活动的一组信号段，用于检测和治疗患者内节律紊乱的病因或源。信号段选择适合于各种节律紊乱，包括心脏节律紊乱、以及其它生物节律紊乱，诸如神经性癫痫发作、食管痉挛、膀胱不稳定、肠易激综合征和其它生物紊乱，对此，可从多个信号中选择信号段以允许确定、诊断和/或治疗紊乱的病因或源。然而，在引起复合型激活方式的复合型节律紊乱中是特别有用的、尤其在心脏的复合型节律紊乱中是有用的，用以改善对紊乱的病因或源的检测，使得它们可被适宜地治疗。复合型心脏节律紊乱通常导致极其难于解密的激活方式且用以确定复合型紊乱中心跳的精确激活信息的能力先前是不可能的。在本申请的优势中，一个优势在于从多个信号中选择具有最小噪声和稳定的、定义明确的生物活动的信号段从而更为快速地且以更大精度确定和治疗节律紊乱的病因和/或源的能力。另一优势在于本申请提供一种系统和方法，该系统和方法能够在感测设备(诸如其上具有传感器的导管)被用在患者中或患者附近时得以快速执行，并且能够跟随有信号段选择、基于所选择的信号段确定节律紊乱的源、和治疗心脏组织以减轻节律紊乱以及在许多情况下治愈紊乱。根据实施方式或方面，公开了处理心脏信号的段的方法。使在至少一个第一心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数。使在至少一个第二心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数。对于在所述至少一个第一心脏信号中和在所述至少一个第二心脏信号中的额外信号段，重复所述相关，以确定对于各个所述额外信号段的最高相关系数。使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段和所述至少一个第二心脏信号的信号段的最高相关系数，生成多个复合相关系数。所述至少一个第一心脏信号的信号段与所述至少一个第二心脏信号的信号段是近似同时期的。选择一组信号段，该组信号段包括来自所述至少一个第一心脏信号的至少一个信号段和来自所述至少一个第二心脏信号的至少一个信号段。该组信号段与来自多个复合相关系数的最高复合相关系数相关联。根据所述方法，该组信号段可用于确定节律紊乱的源。根据另一实施方式或方面，公开了用以处理心脏信号的段的系统。所述系统包括处理设备和存储器。存储设备存储指令，当处理设备执行所述指令时，所述指令使处理设备执行下面的操作。使在至少一个第一心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数。使在至少一个第二心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数。对于在所述至少一个第一心脏信号中和在所述至少一个第二心脏信号中的额外信号段，重复所述相关，以确定对于各个所述额外信号段的最高相关系数。使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段和所述至少一个第二心脏信号的信号段的最高相关系数，生成多个复合相关系数。所述至少一个第一心脏信号的信号段与所述至少一个第二心脏信号的信号段是近似同时期的。选择一组信号段，该组信号段包括来自所述至少一个第一心脏信号的至少一个信号段和来自所述至少一个第二心脏信号的至少一个信号段。该组信号段与来自多个复合相关系数的最高复合相关系数相关联。这些操作还可包括使用该组信号段来确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理多个心脏信号的段的方法，所述方法包括：使在至少一个第一心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数；使在至少一个第二心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定对于该信号段的最高相关系数；对于在所述至少一个第一心脏信号中和在所述至少一个第二心脏信号中的额外信号段，重复所述相关，以确定对于各个所述额外信号段的最高相关系数；使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段和所述至少一个第二心脏信号的信号段的最高相关系数，生成多个复合相关系数，所述至少一个第一心脏信号的信号段与所述至少一个第二心脏信号的信号段是近似同时期的；以及选择一组信号段，所述一组信号段包括来自所述至少一个第一心脏信号的至少一个信号段和来自所述至少一个第二心脏信号的至少一个信号段，所述一组信号段与来自所述多个复合相关系数的最高复合相关系数相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.12 US 61/877,093;2014.09.11 US 14/483,9141.一种处理多个心脏信号的段的方法，所述方法包括：
使在至少一个第一心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定
对于该信号段的最高相关系数；
使在至少一个第二心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定
对于该信号段的最高相关系数；
对于在所述至少一个第一心脏信号中和在所述至少一个第二心脏信号中的额外信号
段，重复所述相关，以确定对于各个所述额外信号段的最高相关系数；
使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段和所述至少一个第二心脏信号的信号
段的最高相关系数，生成多个复合相关系数，所述至少一个第一心脏信号的信号段与所述
至少一个第二心脏信号的信号段是近似同时期的；以及
选择一组信号段，所述一组信号段包括来自所述至少一个第一心脏信号的至少一个信
号段和来自所述至少一个第二心脏信号的至少一个信号段，所述一组信号段与来自所述多
个复合相关系数的最高复合相关系数相关联。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述至少一个第一心脏信号和所述至少一个
第二心脏信号进行滤波。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个第一心脏信号中的多个信号段至
少部分地重叠。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个第二心脏信号中的多个信号段至
少部分地重叠。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个第一心脏信号中的多个信号段和
在所述至少一个第二心脏信号中的多个信号段中的每一个信号段具有预定的段长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定的段长度在长度上为2秒和4秒中的一
者。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个时间偏移在100毫秒至350毫秒的范围
内。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在多个时间偏移处使第一心脏信号中的第一信号
段相关包括：
从所述第一信号段生成第一参照段，所述第一参照段从所述第一信号段的开端延伸至
由所述第一信号段的末端减去第一时间偏移所表示的结束端；
确定从所述第一信号段中的所述第一时间偏移延伸至所述第一信号段的末端的所述
第一信号段相对于所述第一参照段的第一相关系数；
从所述第一信号段生成第二参照段，所述第二参照段从所述第一信号段的开端延伸至
由所述第一信号段的末端减去第二时间偏移所表示的结束端；
确定从所述第一信号段中的所述第二时间偏移延伸至所述第一信号段的末端的所述
第一信号段相对于所述第二参照段的第二相关系数；以及
在所述第一相关系数和所述第二相关系数中选择对于所述第一心脏信号的最高相关
系数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在多个时间偏移处使第二心脏信号中的第一信号
段相关包括：
从所述第一信号段生成第一参照段，所述第一参照段从所述第一信号段的开端延伸至
由所述第一信号段的末端减去第一时间偏移所表示的结束端；
确定从所述第一信号段中的所述第一时间偏移延伸至所述第一信号段的末端的所述
第一信号段相对于所述第一参照段的第一相关系数；
从所述第一信号段生成第二参照段，所述第二参照段从所述第一信号段的开端延伸至
由所述第一信号段的末端减去第二偏移所表示的结束端；
确定从所述第一信号段中的所述第二时间偏移延伸至所述第一信号段的末端的所述
第一信号段相对于所述第二参照段的第二相关系数；以及
在所述第一相关系数和所述第二相关系数中选择对于所述第二心脏信号的最高相关
系数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，生成多个复合相关系数包括计算对于所述第一
心脏信号的所述最高相关系数和对于所述第二心脏信号的所述最高相关系数的总和。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，生成多个复合相关系数包括计算对于所述第一
心脏信号的所述最高相关系数和对于所述第二心脏信号的所述最高相关系数的平均值。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，生成多个复合相关系数包括计算对于所述第一
心脏信号的所述最高相关系数和对于所述第二心脏信号的所述最高相关系数的均方根。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段
和所述至少一个第二心脏信号的信号段的最高相关系数的总和、平均值和均方根中的一者
来生成所述多个复合相关系数。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括处理所述一组信号段以确定心
脏节律紊乱的源。
15.一种用以处理心脏信号的段的系统，所述系统包括：
处理设备；和
用以存储指令的存储设备，所述指令在被所述处理设备执行时使所述处理设备执行操
作，所述操作包括：
使在至少一个第一心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定
对于该信号段的最高相关系数；
使在至少一个第二心脏信号中的信号段与迁移多个时间偏移的该信号段相关，以确定
对于该信号段的最高相关系数；
对于在所述至少一个第一心脏信号中和在所述至少一个第二心脏信号中的额外信号
段，重复所述相关，以确定对于各个所述额外信号段的最高相关系数；
使用对于所述至少一个第一心脏信号的信号段和所述至少一个第二心脏信号的信号
段的最高相关系数，生成多个复合相关系数，所述至少一个第一心脏信号的信号段与所述
至少一个第二心脏信号的信号段是近似同时期的；以及
选择一组信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯里·罗伯特·布里格斯，鲁奇尔·希赫拉，
申请(专利权)人：托佩拉公司，
类型：发明
国别省市：美国;US