用于心律失常建模的心脏起搏模拟制造技术

本发明专利技术公开了一种心脏模拟方法，所述方法包括在存储器中存储患者心脏的至少部分壁组织的测量的电生理(EP)标测图。基于所存储的EP标测图，在处理器中计算响应于计算机模拟起搏的模拟电活动，所述模拟电活动模拟响应于实际起搏将跨患者心脏壁组织发生的实际电活动。基于在处理器中计算的模拟电活动，识别并向用户指示怀疑为心律失常起源的心脏壁组织上的一个或多个候选位置。

Cardiac pacing simulation for arrhythmia modeling

【技术实现步骤摘要】
用于心律失常建模的心脏起搏模拟
本专利技术整体涉及医学模拟，并且具体地涉及心脏电生理活动的模拟。
技术介绍
心脏规程经常采用技术来分离心脏组织中心律失常的潜在来源。例如，美国专利5，722，416描述了用于分析身体组织中的生物电势形态学的系统和方法。所述系统和方法使用身体组织中已知原因的生物电势事件的模板。该模板包括生物电势随时间变化的曲线图。所述系统和方法将该模板与身体组织中外部触发的生物电势事件的样本进行比较。该样本包括生物电势随时间变化的曲线图。所述系统和方法基于所述比较来生成输出。所述系统和方法可用于将已知诊断的心脏事件的特定事件模板与起搏心脏事件的样本进行比较。比较结果产生匹配因子，以指示输入样本与输入模板的相似程度。所述系统和方法将匹配因子与预定值进行比较，以确定用于消融的潜在合适的位点。指示样本与模板之间紧密相似度的匹配因子提示，起搏位点紧靠潜在适合消融以用于治疗心律失常的区域。又如，美国专利5，041，973描述了心脏标测系统模拟器，所述心脏标测系统模拟器包括用于模拟心跳的电信号传播的微处理器(在微处理器在心脏表面上移动时)。生成模拟电生理波形的一系列脉冲，以形成描述心脏活动的二维标测图。所述一系列脉冲根据预定模式生成，并被施加到心脏标测系统或电生理学实验室设备的输入，以便评估心脏标测系统或电生理学实验室设备在用于患者之前的操作条件。美国专利申请公布2015/0371437描述了一种在各种起搏条件下用于介入计划的心脏变化的可视化的系统和方法，并且公开了指导。基于患者的医学图像数据生成特定患者解剖心脏模型。基于特定患者解剖心脏模型生成特定患者的心脏功能计算模型。使用特定患者的心脏功能计算模型在特定患者解剖心脏模型上的多个位置中的每一个处执行虚拟介入，以计算由在多个位置中的每一个处执行的虚拟介入所产生的一个或多个心脏参数。生成一个或多个结果图，以在特定患者解剖心脏模型上的多个位置中的每一个处使得得自在特定患者解剖心脏模型上的那个位点处执行的虚拟介入的一个或多个心脏参数的最优值可视化。
技术实现思路
本专利技术的实施方案提供了一种医疗方法，所述医疗方法包括在存储器中存储患者心脏的至少部分壁组织的测量的电生理(EP)标测图。基于所存储的EP标测图，在处理器中计算响应于计算机模拟起搏的模拟电活动，所述模拟电活动模拟响应于实际起搏将跨患者心脏壁组织发生的实际电活动。基于在处理器中计算的模拟电活动，识别并向用户指示怀疑为心律失常起源的心脏壁组织上的一个或多个候选位置。在一些实施方案中，该方法包括存储局部激活时间(LAT)标测图、电压标测图和经调整的LAT标测图中的一者或多者，并且其中所述一个或多个位置包括EP标测图上的电解剖位置。在一些实施方案中，该方法包括通过将模拟电活动与实际电活动(所述实际电活动在患者心脏中采集且表现出心律失常)进行比较，以及寻找在模拟电活动和实际电活动之间产生最佳拟合的候选位置，来识别一个或多个候选位置。在一个实施方案中，该方法包括寻找模拟电活动和实际电活动之间的最佳时间配合。在另一个实施方案中，该方法还包括为所述一个或多个候选位置指定相应等级，所述等级量化候选位置为心律失常源的可能性。在一些实施方案中，该方法还包括将指定给一个或多个候选位置的所述等级呈现给用户。在一些实施方案中，该方法包括利用指定给一个或多个候选位置的等级更新EP标测图。在一个实施方案中，该方法包括经由用户界面接收指示用户输入的一个或多个候选位置。根据本专利技术的实施方案，另外提供了包括存储器和处理器的起搏模拟器。所述存储器被配置成存储患者心脏的至少部分壁组织的测量的电生理(EP)标测图。处理器被配置成基于所存储的EP标测图，计算响应于计算机模拟起搏的模拟电活动，所述模拟电活动模拟响应于实际起搏将跨患者心脏壁组织发生的实际电活动。处理器还被配置成基于在处理器中计算的模拟电活动，识别并向用户指示怀疑为心律失常起源的心脏壁组织上的一个或多个候选位置。结合附图，通过以下对本专利技术的实施方案的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：附图说明图1为根据本专利技术的实施方案的心脏3D导航和电生理信号分析系统的示意性图解；图2为根据本专利技术的实施方案的心脏局部激活时间(LAT)标测图的示意性图解；并且图3为根据本专利技术的实施方案示意性地示出了通过模拟在LAT标测图上识别可发生心律失常的位置的方法的流程图。具体实施方式概述本文所述的本专利技术的实施方案提供了心脏模拟器和模拟方法，以用于识别、估计和对心脏表面上心律失常可起源的位置进行分级。被定义为正常心率和/或节奏的变化的心脏心律失常，可属于若干类别。一个类别的特征在于形成增强的或异常的脉冲(来自心脏组织处异常灶点活动的位置)。另一类别的特征在于心脏表面上的各种可能位置处的导电扰动。寻找心律失常起源的位置的一种可能方法是用电信号刺激患者心脏表面上的选定位置，以尝试产生与该患者预先记录的心律失常相匹配的实际心律失常。匹配的质量可以考虑下述因素，例如在系统上测量的形态、序列和相关的时间间隔。下面的假设是，例如通过施加消融来治疗此类位置很可能减少或消除所考虑的心律失常。上述的侵入式诊断规程称为“起搏”，而比较的过程称为“起搏标测”。起搏通常为冗长的过程，因为它通常必须在心脏中的多个位置上手动重复。在本专利技术的一些实施方案中，上述起搏规程被计算机化模拟替代，本文也称为“虚拟起搏”。在一些实施方案中，心脏模拟器包括处理器，所述处理器存储患者心脏表面的至少一部分的预先采集的电生理标测图。此类电生理标测图的一个示例在本文中称为局部激活时间(LAT)标测图。LAT标测图表征启动的电信号(电势)的时间依赖性传播，所述启动的电信号流过组成心脏的心肌和结缔组织，如下文进一步解释。LAT标测图的变体也在本专利技术的一些实施方案中使用，并且在本文之后命名为“经调整的LAT标测图”。经调整的LAT标测图为被优化以增加一致性的LAT标测图，如授予本专利申请的受让人的美国专利9，050，011和美国专利申请公布2017/0281031中所述，其公开内容均以引用方式并入本文。此类电生理标测图的另一个示例在本文中被称为电压标测图，其中每个电解剖位置的电压被记录并翻译成颜色编码的标测图，以识别病变组织、健康组织和疤痕的区域。在一个实施方案中，仅使用LAT标测图来执行模拟起搏的计算，而不使用任何其他类型的标测图。在一些实施方案中，用于虚拟起搏的候选源位置也可使用电压标测图来限定。例如，良好的候选者为疤痕或峡部区域的边界区。在本专利技术的另一个实施方案中，可使用一个或多个LAT标测图。例如，在窦性节律期间构建的一个LAT标测图和在一些心律失常期间或起搏期间构建的另一个LAT标测图。为了识别心律失常可起源的位置，处理器使用来自电压标测图和经调整的LAT标测图的另外的输入从LAT标测图上的一个或多个候选位置模拟电活动的传播。处理器在下文称为“模拟起搏”的过程中模拟此类活动。在LAT和/或经调整的LAT标测图上的各种位置处，处理器计算，得自一个或多个虚拟起搏电势的电活动的传播。处理器通常考虑到电波传播基于初始虚拟起搏的选定位置以及该位置与解剖网格的每个点之间的近似时间差来构建新的LAT标测图：■开始时间(t＝0)被定义为模拟起搏的选定位置处的启动时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心脏模拟方法，所述方法包括：在存储器中存储患者心脏的至少部分壁组织的测量的电生理(EP)标测图；在处理器中，基于所存储的EP标测图，计算响应于计算机模拟起搏的模拟电活动，所述模拟电活动模拟响应于实际起搏将跨所述患者心脏壁组织发生的实际电活动；以及基于在所述处理器中计算的所述模拟电活动，识别并向用户指示怀疑为心律失常起源的所述心脏壁组织上的一个或多个候选位置。

【技术特征摘要】
2018.03.06 US 15/9134831.一种心脏模拟方法，所述方法包括：在存储器中存储患者心脏的至少部分壁组织的测量的电生理(EP)标测图；在处理器中，基于所存储的EP标测图，计算响应于计算机模拟起搏的模拟电活动，所述模拟电活动模拟响应于实际起搏将跨所述患者心脏壁组织发生的实际电活动；以及基于在所述处理器中计算的所述模拟电活动，识别并向用户指示怀疑为心律失常起源的所述心脏壁组织上的一个或多个候选位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中存储所述EP标测图包括存储局部激活时间(LAT)标测图、电压标测图和经调整的LAT标测图中的一者或多者，并且其中所述一个或多个位置包括所述EP标测图上的电解剖位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述一个或多个候选位置包括将所述模拟电活动与在所述患者心脏中采集且表现出所述心律失常的所述实际电活动进行比较，以及寻找在所述模拟电活动和所述实际电活动之间产生最佳拟合的所述候选位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中寻找所述最佳拟合包括在所述模拟电活动和所述实际电活动之间寻找最佳时间拟合。5.根据权利要求1所述的方法，并且包括为所述一个或多个候选位置指定相应等级，所述等级量化所述候选位置为所述心律失常源的可能性。6.根据权利要求5所述的方法，并且包括将指定给所述一个或多个候选位置的所述等级呈现给用户。7.根据权利要求6所述的方法，其中呈现所述等级包括用指定给所述一个或多个候选位置的所述等级来更新所述EP标测图。8.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述一个或多个候选位置包括经由用户界面接收指示所述一个或多个候选位置的用户输入。9.一种心脏起搏...

【专利技术属性】
技术研发人员：E沙米洛夫，V鲁宾斯坦恩，S埃利亚胡，
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