在电解剖标测图上显示多激活区域的制作方法

本发明涉及电解剖标测领域，尤其是心脏的电解剖标测领域。

背景技术：

心脏的特定区域的“局部激活时间”为电传导的波前穿过该区域时的时间。局部激活时间通常基于特定参考时间测得，诸如，体表心电图(ECG)记录的QRS波群中的特定时间点。

以引用方式并入本文的Nakagawa等人的“Rapid High Resolution Electroanatomical Mapping”(Circulation:Arrhythmia and Electrophysiology，2012年；第5卷，第2期，第417-424页)描述了一种犬右心房(RA)线性消融灶模型，该犬右心房(RA)线性消融灶模型用于产生RA激活的复杂模式以评估用于快速、高分辨率(HR)电解剖标测的标测系统。

公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2013/0109945涉及有关心脏表面的生理信息的测定和/或表示。

技术实现要素：

根据本发明的一些实施方案，提供了一种用于显示电解剖信息的方法。该方法包括标识心脏表面的至少一个多激活区域，在该多激活区域处，在心脏的单个心动周期期间记录到至少两个不同的局部激活。将多激活区域以指示两个局部激活的相应时间之间的时间差的方式显示在心脏表面的电解剖标测图上。

在一些实施方案中，显示多激活区域包括以指示时间差的颜色显示多激活区域。

在一些实施方案中，显示多激活区域包括利用叠加指示符显示多激活区域，该叠加指示符的属性指示时间差。

在一些实施方案中，叠加指示符的属性包括叠加指示符的颜色。

在一些实施方案中，叠加指示符的属性包括叠加指示符的尺寸。

在一些实施方案中，显示多激活区域包括通过将函数应用到时间差来设定多激活区域的显示属性的值，该函数将时间差的域映射到显示属性的值的范围。

在一些实施方案中，该函数(i)对于位于上限和下限之间的时间差为单调的，(ii)对于下限返回第一值，并且(iii)对于超过上限的差值则为常数，为第二值。

在一些实施方案中，该方法还包括通过用户界面从用户接收上限和下限。

在一些实施方案中，该方法还包括通过用户界面从用户接收第一值和第二值。

在一些实施方案中，该方法还包括：

标识心脏表面的至少一个单激活区域，在该单激活区域处，在心动周期期间记录到仅单个局部激活；以及

将单激活区域以指示单个局部激活的时间的方式显示在电解剖标测图上。

在一些实施方案中，

显示单激活区域包括通过将第一函数应用到单个局部激活的时间来设定单激活区域的颜色，该第一函数将时间域映射到颜色值的第一范围；并且

显示多激活区域包括通过将第二函数应用到时间差来设定多激活区域的颜色，该第二函数将时间差的域映射到颜色值的不同于第一范围的第二范围。

在一些实施方案中，多激活区域包括心脏的经消融的区域。

根据本发明的一些实施方案，还提供了与显示器一起使用的设备。该设备包括电接口和处理器，该处理器被配置成(i)通过电接口接收一个或多个心电图(ECG)信号，(ii)基于ECG信号标识心脏表面的至少一个多激活区域，在该多激活区域处，在心脏的单个心动周期期间记录到至少两个不同的局部激活，并且(iii)驱动显示器，从而将多激活区域以指示两个局部激活的相应时间之间的时间差的方式显示在心脏表面的电解剖标测图上。

根据本发明的一些实施方案，还提供了一种计算机软件产品，该计算机软件产品包括其中存储有程序指令的有形非暂态计算机可读介质。该指令在由处理器读取时导致处理器(i)标识心脏表面的至少一个多激活区域，在该多激活区域处，在心脏的单个心动周期期间记录到至少两个不同的局部激活，并且(ii)驱动显示器，从而将多激活区域以指示两个局部激活的相应时间之间的时间差的方式显示在心脏表面的电解剖标测图上。

结合附图阅读本发明实施方案的以下详细说明，将更全面地理解本发明，其中：

附图说明

图1为根据本发明的一些实施方案的用于生成心脏的内表面或心外膜表面的电解剖标测图的系统的示意图；

图2-3为根据本发明的一些实施方案显示的视觉输出的示意图；并且

图4为根据本发明的一些实施方案的用于显示心脏的内表面或心外膜表面的电解剖标测图的方法的流程图。

具体实施方式

概述

在一些手术中，导管的远侧端部沿着心脏的内表面或心外膜表面移动，并且导管的远侧端部处的一个或多个电极用于记录心脏的电活动。具体地，电极可用于记录心内ECG信号，从该心内ECG信号可标识出各个区域处的相应局部激活时间。此类信息可用于生成电解剖标测图。

在一些情况下，心脏的内表面或心外膜表面的一些区域(本文称为“多激活区域”)在每个心动周期表现出两个或多个局部激活。特定区域中的多个局部激活可指示该区域中的阻断线的存在。此类阻断线可为病理的，或者可为消融手术的预期结果，称为消融线。此外，局部激活之间的时间差可指示多激活区域相对于阻断线的边缘或者相对于消融线中的非预期间隙的靠近度。

根据上述内容，本文所述的实施方案提供了用于将多激活区域以指示多激活区域的相应时间差的直观方式显示在电解剖标测图上的方法和设备。例如，可使用函数将时间差映射到相应的颜色，使得其中特定多激活区域显示在标测图上的颜色指示多激活区域的时间差。医师随后可使用电解剖标测图来相对精确地定位病理阻断线或者标识消融线中的非预期间隙。

本发明的实施方案的优点在于医师不必检查“原始”心内ECG信号以便确定多激活区域的激活之间的时间差。相反，医师可易于仅通过观察电解剖标测图来感知时间差。此外，因为电解剖标测图通常同时显示多激活区域中的全部，所以相对于医师将检查每个单独心内ECG信号的情况而言，医师可较快地和/或较有效地定位病理组织或消融线中的非预期间隙。因此，本发明的实施方案可改善对受检者的诊断和/或治疗。

需注意，在包括权利要求的本专利申请的上下文中，包括“线”的术语(诸如，“阻断线”和“消融线”)在其范围内包括任何相关类型的具有恒定或变化厚度的开放或闭合的直线或曲线形状。例如，本文所述的实施方案可用于标识围绕肺静脉开口的圆形消融线或心脏的任何区域中的直线或弯曲消融线中的非预期间隙。

系统描述

首先参见图1，其为根据本发明的一些实施方案的用于生成受检者25的心脏23的内表面或心外膜表面的电解剖标测图的系统21的示意图。在生成电解剖标测图的过程中，可使用美国专利6,226,542、6,301,496和6,892,091中所公开的方法，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。一种包括系统21的元件的商品为购自Biosense Webster,Inc.(3333Diamond Canyon Road,Diamond Bar,CA 91765)的3系统。此系统可由本领域的技术人员进行修改以实施本文所述的实施方案的原理。

图1示出了保持导管29的医师27，该导管29的远侧端部31设置在受检者25的心脏23内。医师27沿着心脏的内表面或心外膜表面移动导管29的远侧端部31，并且导管的远侧端部处的一个或多个电极用于记录心内ECG信号，如上所述。处理器(PROC)28通过电接口35接收ECG信号。通过分析ECG信号，处理器28标识任何记录的局部激活，并且进一步测量局部激活的相应局部激活时间或任何多个局部激活之间的相应差值。响应于测得的局部激活时间和/或时间差，处理器28生成电解剖标测图并且驱动显示器26以显示标测图，如下文详细所述。

一般来讲，处理器28可被实施为单个处理器或一组协作的网络或集群处理器。处理器28通常为已编程的数字计算装置，其包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、非易失性二级存储装置(诸如，硬盘驱动器或CD ROM驱动器)、网络接口、和/或外围装置。程序代码(包括软件程序)和/或数据被加载到RAM中以供CPU执行和处理，并且生成结果以用于显示、输出、传输、或存储，如本领域中所公知的那样。程序代码和/或数据可例如通过网络以电子形式下载到计算机，或者另选地或除此之外，其可被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光学存储器、或电子存储器)上。此类程序代码和/或数据在提供给处理器时产生被配置成执行本文所述的任务的机器或专用计算机。

另外现在参见图2，其为根据本发明的一些实施方案的显示在显示器26上的视觉输出37的示意图。视觉输出37包括心脏的内表面34(例如，心脏的左心室或右心室心肌的一部分)的电解剖标测图32，该电解剖标测图由处理器28响应于所记录的局部激活的局部激活时间而生成。

图2的左侧示出了导致标测图32的显示的解剖情形，如图所示。在此情形下，电波前24沿着表面34传导，如由箭头所指出的那样。在到达阻断线22的“近”侧时，波前24绕行阻断线，并且在阻断线的“远”侧继续沿其先前轨迹行进。由于阻断线22的绕行，在阻断线附近测得多个局部激活时间。例如，图2通过多个“x”符号示出了沿阻断线的区域30a,30b和30c处的局部激活时间的测量。在这些区域中的每个区域处，每个心动周期测得至少两个局部激活时间：对应于波前24穿过该区域的近侧的第一局部激活时间和对应于波前24穿过该区域的远侧的第二局部激活时间。例如，测得的局部激活时间可如下所述：

区域30a：300ms和310ms

区域30b：290ms和320ms

区域30c：280ms和330ms

诸如区域30a,30b和30c的区域在本文中称为“多激活区域”。另一方面，每个心动周期记录到仅单个局部激活的区域在本文中称为“单激活区域”。(如下文更详细所述，记录到多个局部激活但这些局部激活的发生时间相对聚集在一起的区域可被视为单激活区域。)多激活区域处的局部激活时间之间的差值为波前24绕行阻断线所需的传导时间的函数，并且因此为多激活区域与阻断线的边缘的靠近度的函数。因此，根据上述示例，局部激活时间之间的差值对于区域30c为50ms，但对于区域30a仅为10ms，因为区域30a更靠近阻断线的边缘。

基于测得的局部激活时间，处理器28将区域30a,30b和30c标识为多激活区域。处理器28随后驱动显示器26以将多激活区域中的每个激活区域以指示在该区域处测得的两个局部激活时间之间的时间差的方式显示在电解剖标测图32上。例如，图2示出了以指示在该区域处测得的两个局部激活时间之间的时间差的颜色显示的区域30a,30b和30c中的每个区域。具体地，在其处测得相对较小时间差的区域30a以较深颜色显示，而在其处测得较大时间差的区域30c以较浅颜色显示。区域30b以中间颜色显示。(需注意，在包括权利要求的本专利申请的上下文中，黑色被视为颜色。)

通常，为了显示多激活区域诸如以指示两个局部激活时间之间的时间差，处理器通过将函数应用到时间差来设定多激活区域的显示属性的值，该函数将时间差的域映射到显示属性的值的范围。例如，如上文所指出的那样，图2示出了其中修改的显示属性为显示颜色的实施方案；因此，处理器应用将时间差delta-T(ΔT)的域映射到颜色值的范围的函数。此类范围可以任何相关颜色空间来表示。

通常，用于显示多激活区域的函数(i)对于位于上限和下限之间的时间差为单调的(例如，严格单调的)，(ii)对于下限返回第一值，并且(iii)对于超过上限的差值则为常数，为第二值。例如，在RGBA颜色空间中并且假定10ms的下限和50ms的上限，函数可呈现下述形式：

C2_R＝C2_G＝C2_B＝(max(min(ΔT,50),10)-10)/40,

C2_A＝1,

其中C2_R、C2_G和C2_B分别为其中显示多激活区域的颜色C2的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)分量，并且C2_A为颜色的不透明度。(因此，此函数将时间差的域映射到由RGBA向量(0,0,0,1)表示的黑色和由RGBA向量(1,1,1,1)表示的白色之间的颜色范围。)对于颜色分量中的每个颜色分量，此函数(i)对于10m和50ms之间的ΔT值而言为从0到1严格单调(例如，线性)增加的，(ii)对于小于或等于10ms的ΔT值而言返回0，并且(iii)对于大于或等于50ms的ΔT值而言返回1。

需注意，本发明的范围包括设定任何相关的显示属性以指示局部激活时间之间的时间差。例如，在一些实施方案中，除了设定多激活区域的颜色之外或者另选地，多激活区域可利用叠加指示符(例如，“+”、“x”或“*”符号)进行显示，该叠加指示符的属性指示两个局部激活时间之间的时间差。例如，叠加指示符的颜色或尺寸可指示时间差。在此类实施方案中，可使用函数将时间差的相关域映射到指示符的颜色或尺寸的值的相关范围，这类似于上文所述的方式。例如，对于其中将时间差映射到不同指示符尺寸的实施方案而言，函数可例如呈现下述形式：

S＝(max(min(ΔT,50),10)-10)/4,

其中S为以像素计的指示符的尺寸。此类函数对于等于或小于10ms的ΔT值而言返回零像素的尺寸，对于等于或大于50ms的ΔT值而言返回10像素的尺寸，并且对于10ms和50ms之间的ΔT值而言返回从0到10像素线性变化的尺寸。

在上述示例中，映射函数在时间差上限和下限之间为线性增加的。在其他实施方案中，映射函数可为指数型的或对数型的，或者可呈现任何其他合适的形式。

如图2所示，在一些实施方案中，用于函数的单调变化部分的域的上限和下限和/或该范围的对应值是通过包括在视觉输出37中的用户界面38从用户(例如，医师)接收的。例如，图2示出了呈颜色条形式的用户界面38。通过沿着颜色条滑动两个滑块39，用户能够选择上限和下限以及其中显示这些极限的颜色。

在其他实施方案中，上限和下限并非从用户接收，而且相反，是基于ΔT的分布计算的。在其他实施方案中，上限和下限为预设的恒定值。

通常，域的下限也为用于标识多激活区域的临界值。例如，如果下限为10ms，则具有小于10ms的时间差的区域可被视为单激活区域，尽管这些区域显示具有多个激发。然而，在其他实施方案中，临界值可不同于下限。例如，用户界面38可允许用户单独地输入临界值。因此，例如，如果用户输入5ms的临界值，10ms的下限和50ms的上限，对于下限假定黑色，并且对于上限假定白色，则：

(i)具有小于5ms的ΔT值的区域将被分类为单激活区域；

(ii)具有介于5ms和10ms之间的ΔT值的区域将以黑色显示；

(ii)具有介于10ms和50ms之间的ΔT值的区域将以不同的灰度级显示；

(iv)具有50ms或更高的ΔT值的区域将以白色显示。

一些多激活区域可表现出多于两个局部激活时间。在一些实施方案中，对于此类区域，处理器尝试通过例如将局部激活时间与附近区域的局部激活时间进行比较来将局部激活时间中的一个或多个标识为异常值。通过忽略任何标识的异常值，可减少局部激活时间的数量。如果在忽略异常值之后，多于两个局部激活时间保持相等，则处理器可例如以第一局部激活时间和最后局部激活时间之间的差值来计算ΔT。在其他实施方案中，处理器不尝试标识任何异常值，而且相反，仅以第一局部激活时间和最后局部激活时间之间的差值来计算ΔT，或者使用任何其他合适的方法来选择“主要的”两个局部激活时间。

在一些实施方案中，处理器忽略在已知具有相对较高电噪声的心动周期的部分期间记录的心内ECG的任何部分。这可减少被标识的伪局部激活的数量。

通常，处理器28还标识至少一个单激活区域并且将单激活区域以指示单激活区域的单个局部激活时间的方式显示在标测图32上。例如，在图2中，对于表面34的绝大部分标识单激活区域，并且将这些单激活区域以不同的颜色(在图2中由不同的点图案密度指示)显示在标测图上，该颜色指示这些区域的不同的相应局部激活时间。

通常，为了设定单激活区域的显示属性值，处理器应用函数，该函数将局部激活时间的域映射到显示属性值的范围。例如，处理器可应用函数，该函数将局部激活时间T的域映射到颜色值C1的范围，该范围不同于显示多激活区域的颜色值C2的范围。例如，C2可在黑色和白色之间的范围内，而C1的范围可涵盖其他颜色，诸如，蓝色、红色、紫色等。不同颜色值范围的使用允许医师容易地区别多激活区域和单激活区域。

在一些实施方案中，通过用户界面38接收用于单激活区域的局部激活时间上限和下限和/或显示属性值的范围。例如，用户界面可包括用于设定相关值的单独颜色条和随附滑块。

对于其中设定显示颜色以指示相关时间差(对于多激活区域)和/或相关局部激活时间(对于单激活区域)的实施方案，可使用颜色插值来将颜色值分配给未进行ECG记录的某些区域。可根据本领域已知的相关技术执行的此类插值通常为电解剖标测图提供平滑外观，由此允许电解剖标测图被较容易地解释。例如，如果第一区域被分配(0,0,0,1)的颜色值并且附近的第二区域被分配(20,20,20,1)的颜色值，则位于第一区域和第二区域之间的区域可被分配从(0,0,0,1)到(20,20,20,1)增加(例如，线性)的颜色值。

将本文所述的单激活区域和多激活区域尤其是同时显示在标测图上有助于医师诊断受检者的状态并且/或者决定适当的治疗过程。单激活区域的相应显示属性值向医师指示电传导的方向，而多激活区域的相应显示属性值另外指示任何阻断线的位置。因此，例如，在给定图2所示的显示图的情况下，医师可基于其中显示单激活区域的颜色来确定电活动的波前从表面34的区域40沿所有方向向外传导，包括朝该表面的区域42。其中显示多激活区域的颜色进一步指示阻断线沿着从区域40到区域42的路线定位，该阻断线的边缘位于区域30a处。

尽管如上所述，但在一些实施方案中，仅两个激活区域利用指示性颜色属性值来显示。因此，例如，两个激活区域可以黑-白颜色范围显示，而单激活区域以单一颜色显示。

通常，显示器26包括图例，该图例示出用于显示多激活区域的映射和/或用于显示单激活区域的映射。例如，用户界面38可包括如上所述的颜色条形式的此类图例。

现在参见图3，其为根据本发明的一些实施方案显示的视觉输出58a和58b的示意图。

如上文所指出的那样，本文所述的实施方案可用于定位病理阻断线。类似地，本文所述的实施方案可用于标识消融线中的非预期间隙，该消融线是由医师在消融手术期间产生的非导电组织线，通常为了终止或改变受检者的心律失常。

在视觉输出58a和视觉输出58b中，叠加在标测图32上的多个标记物60标记医师尝试消融的区域。视觉输出58a对应于其中消融线为如所预期的连续的情形。在此类情形下，多激活区域的变化颜色为医师提供消融成功的直观的视觉反馈。另一方面，视觉输出58b对应于其中消融线具有非预期间隙62的情形。在此类情形下，多激活区域的变化颜色为医师提供消融未完全成功的直观的视觉反馈。响应于此，医师可对间隙62处的区域进行重新消融。

现在参见图4，其为根据本发明的一些实施方案的用于显示心脏的内表面或心外膜表面的电解剖标测图的方法的流程图。

首先，在输入接收步骤46处，通过用户界面38(图2)接收用户输入。如上所述，此类输入包括用于针对多激活区域将局部激活时间差映射到显示属性值的信息和/或用于针对单激活区域将局部激活时间映射到显示属性值的信息。随后，在测量步骤44处，测量表面的多个区域的局部激活时间，如上所述。(在一些实施方案中，输入接收步骤46在测量步骤44之后进行。)

随后，在标识步骤48处，将该表面的区域中的每个区域标识为单激活区域或多激活区域。单激活区域为(i)测得仅一个局部激活时间或(ii)局部激活时间之间的差值小于临界值的任何区域。如上所述，临界值通常为用于多激活区域映射的时间差下限。因此，例如，如果用户输入10ms的下限，则局部激活时间之间的差值小于10ms的任何区域将被分类为单激活区域。

随后，在第一函数应用步骤50处，使用基于已接收的用户输入的第一函数来将单激活区域的局部激活时间映射到相应的显示属性值。类似地，在第二函数应用步骤52处，使用也基于接收到的用户输入的第二函数来将多激活区域的局部激活时间之间的差值映射到相应的显示属性值。然后在显示步骤54处，利用在步骤50和52中计算的显示属性值来显示电解剖标测图。医师随后可使用电解剖标测图来诊断受检者。

需注意，本文所述的设备和方法可利用从一个心跳到下一个心跳不发生变化的两个静态电解剖标测图和动态电解剖标测图来实施。此类动态电解剖标测图可用于例如可视化电传导模式从一个心跳到下一个心跳的变化，以便更好地诊断和/或治疗某些类型的心律失常。

本领域的技术人员应当理解，本发明并不限于上文中具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合，以及本领域的技术人员在阅读上述说明时可能想到的未在现有技术范围内公开的变型和修改。以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，不同的是如果在这些并入的文献中定义的任何术语与在本说明书中明确或隐含地给出的定义在某种程度上相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。