非接触标测系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明总地设及用于标测解剖结构的标测系统和方法，尤其设及使用非接触导管 的运种标测系统和方法。
【背景技术】
[0002] 屯、脏快速性屯、律失常经常是由干扰电信号在患者屯、脏内的正常传播的传导缺陷 所引起的。运些屯、律失常可W被电处理、药物处理或手术处理。处理特殊的快速性屯、律失 常的理想治疗方法依赖于潜在的传导缺陷的性质和位置。因此，通常使用电生理巧巧标测 来探索快速性屯、律失常事件期间屯、脏的电活动。典型的电生理标测过程包括在屯、脏内定位 电极系统。进行电测量W掲示活动在屯、脏内的电传播。如果消融是所指示的疗法，那么治 疗导管被定位于屯、脏内的期望位置并且将能量传送至治疗导管W消融组织。
[0003] =维标测技术通常包括接触标测或非接触标测。在接触标测中，包括一个或多个 电极的一个或多个导管进入屯、脏。在至少所述导管W及在一些方法中所述电极与屯、脏（例 如特定的屯、室）的屯、内膜表面接触的情况下，通过一个或多个电极获得由于屯、脏的电活动 产生的电生理信号。在屯、脏的内表面上获得多个数据点并且用于构造屯、脏的=维绘图。
[0004] 对于非接触标测，携带一个或多个电极的一个或多个导管被定位于屯、脏内，间隔 邻近屯、脏的屯、内膜表面。信号被电极检测并且用于将电极相对于之前确定的屯、脏（或被标 测的屯、脏的一部分）的=维模型的空间位置关联。存在传统的建模系统用于使用诸如CT 扫描、MRI、雷达成像、X-射线成像、和巧光成像的技术生成屯、脏的运种S维模型。通常使用 =维建模技术（一般为某种形式的边界元法度EM)，例如样条邸M或线性邸M)处理运种数 据。在治疗和/或手术的几小时之前W及在一些情况下几天之前进行成像处理。 阳0化]系统必须使用电极检测到的信号确定每个电极的相对位置，然后将运些数据与之 前生成的S维模型关联。由于与运种标测技术有关的诸多因素，例如电极与屯、内膜表面之 间的实际距离，屯、内膜表面的移动作为信号被电极检测等，所确定的相对电极位置可能在 S维模型的边界表面的外部。现有的非接触标测系统，W及特别地屯、电图与运种系统内的 BEM的基本方程的可逆问题，假设电极包含在S维模型的边界表面内。然而，当电极的相对 位置确实位于=维模型的边界表面外时，运种假设会造成屯、脏电生理的错误的且复杂的重 构。
[0006] 因此，期望一种标测系统（W及更特别地非接触标测系统）和方法，其用于标测解 剖结构而不假设所有的测量电极的相对位置位于解剖结构的=维模型的边界表面内。另 夕F，还希望运种标测系统和方法能够做出调整W考虑一个或多个测量电极的相对位置位于 解剖结构的=维模型的边界表面的外部的情况。
【发明内容】
[0007] 在一个实施例中，描述了用于建模电极相对于解剖结构的S维模型的空间位置的 计算机实现方法。所述=维模型具有边界表面。所述方法包括：将电极定位在邻接解剖结 构和间隔邻近解剖结构中至少之一的位置；确定不依赖于解剖结构的=维模型的电极的= 维空间位置；至少部分地基于所确定的电极的=维空间位置确定电极相对于=维模型的边 界表面的位置；将所确定的相对电极位置与针对所确定的相对电极位置的容差标准进行比 较；并且至少部分地基于该比较不满足容差标准，进行改变所确定的相对电极位置和相对 于所确定的相对电极位置改变=维模型的边界表面中至少之一。在运种实施例中，边界表 面限定=维模型的内部和=维模型的外部。容差标准对应于电极的相对位置在=维模型 的边界表面上或者在=维模型的内部。改变步骤包括，响应于电极的相对位置在边界表面 的外部，进行改变相对电极位置和相对于相对电极位置改变=维模型的边界表面中至少之 一，从而使得在改变步骤之后，相对电极位置在=维模型的边界表面上或者在=维模型的 内部。
[0008] 在运种实施例中，改变步骤包括将=维模型的边界表面的至少一部分朝向所确定 的相对电极位置移动，直到满足容差标准。
[0009] 在运种实施例中，朝向所确定的相对电极位置移动=维模型的边界表面的至少一 部分的步骤包括将=维模型的边界表面的至少一部分朝向所确定的相对电极位置移动大 于或者等于所确定的相对电极位置和=维模型的边界表面之间的距离的量。
[0010] 在运种实施例中，所述方法还包括确定=维模型的边界表面上最接近所确定的相 对电极位置的点。确定边界表面上的点和所确定的相对电极位置之间的距离。容差标准的 满足至少部分取决于边界表面上的所述点和所确定的相对电极位置之间的距离。
[0011] 在运种实施例中，所述=维模型包括具有多个网格单元的样条模型，每个网格单 元包括多个顶点。朝向所确定的相对电极位置移动=维模型的表面的至少一部分的步骤包 括在与从边界表面上的所确定的点到所确定的相对电极位置的矢量平行的方向上将所确 定的点位于其中的网格单元的多个顶点移动大于或者等于所述点和所确定的相对电极位 置之间的确定的距离的量。
[0012] 在运种实施例中，移动所确定的点位于其中的网格单元的多个顶点的步骤包括将 网格单元的多个顶点移动等于所确定的相对电极位置和表面上的所确定的点之间的确定 的距离和阔值的和的量，从而使得在移动步骤之后，相对电极位置在=维模型内部并且与 边界表面间隔等于或大于阔值的距离。
[0013] 在运种实施例中，定位步骤包括将多个电极定位于邻接解剖结构和间隔邻近解剖 结构中至少之一的相应位置。针对每一个电极实施确定和比较步骤，其中，在多于一个所确 定的点位于网格单元之一内的情况下，移动步骤W如下方式之一进行：a)通过确定电极的 相对电极位置中的哪一个离它的相应的所确定的点最远并且将网格单元的多个顶点移动 大于或者等于所确定的点和远离电极的确定的相对位置之间的确定的距离的量来实施单 个实例，W及b)针对每个相对电极位置实施，直到在网格单元内具有相应的所确定的点的 所有电极的相对位置经历移动步骤。
[0014] 在另一运种实施例中，=维模型包括具有多个单元的多边形网格，每个单元具有 多个顶点。将=维模型的边界表面的至少一部分朝向所确定的相对电极位置移动的步骤包 括将沿所述边界表面离所确定的点小于确定的距离b的每个顶点向外移动确定的量。移动 的确定的量是如下至少之一的函数：a)每个相应的顶点沿边界表面与边界表面上的点的 距离r，W及b)相对电极位置与边界上的点的确定的距离。
[0015] 在运种实施例中，每个待移动的顶点向外移动的确定的量是如下二者的函数：a) 每个相应的顶点沿边界表面与边界表面上的所确定的点的距离r，W及b)相对电极位置与 边界上的所确定的点的确定的距离。
[0016] 在运种实施例中，=维模型包括具有多个单元的多边形网格，每个单元具有多个 顶点。朝向所确定的相对电极位置移动=维模型的边界表面的至少一部分的步骤包括：确 定多个顶点中与边界表面上的确定的点最接近的顶点；在=维模型的边界表面上覆盖一控 制网格，所述控制网格具有远大于=维模型的单元的单元，控制网格的每个单元具有多个 节点，控制网格包括与所确定的顶点相同的主节点；W及在所述主节点处移动控制网格。
[0017] 在运种实施例中，所述方法用于解剖结构的非接触标测，并且还包括生成解剖结 构的=维模型并且将电极定位于解剖结构内与解剖结构的内表面间隔邻近的位置处。之前 描述的确定步骤、比较步骤和改变步骤都使用所生成的解剖结构的=维模型执行。
[0018] 在运种实施例中，定位步骤包括将多电极导管插入解剖结构，每个电极间隔邻近 解剖结构的内表面，并且针对每个电极执行前述的确定步骤、比较步骤和改变步骤中的每 一个。
[0019] 在另一实施例中，用于将电极数据标测至解剖结构的=维模型的非接触系统通常 包括可相对于解剖结构定位的至少一个电极、和被配置为接收来自相对于解剖结构定位的 至少一个电极的信号的计算装置。计算装置包括处理器和禪合至处理器的至少一个存储装 置。存储装置存储解剖结构的=维模型和计算机可执行指令，当处理器执行所述指令时，所 述指令使得控制器：确定电极相对于=维模型的边界表面的位置；将所确定的相对电极位 置与针对所确定的相对电极位置的容差标准进行比较；W及，至少部分地基于该比较不满 足容差标准，执行改变所确定的相对电极位置和相对于所确定的相对电极位置改变=维模 型的边界表面中至少之一。在该系统中，边界表面限定=维模型的第一侧和=维模型的第 二侧。容差标准对应于电极的相对位置在=维模型的边界表面上或者在=维模型的第一侧 上。存储装置存储计算机可执行指令，当处理器执行所述指令时，所述指令使得处理器执行 改变所确定的相对电极位置和相对于所确定的相对电极位置改变=维模型的边界表面中 至少之一，从而使得相对电极位置在=维模型的边界表面上或者在=维模型的第一侧上。
[0020] 在运种系统中，边界表面限定=维模型的内部和=维模型的外部。容差标准对应 于相对电极位置在=维模型的边界表面上或者在=维模型内部上。存储装置存储计算机可 执行指令，当处理器执行该指令时，该指令使得处理器响应于相对电极位置在边界表面外 部来执行改变相对电极位置和相对于相对电极位置改变=维模型的边界表面中至少之一， 从而使得相对电极位置在=维模型的边界表面上或者在=维模型的内部上。
[0021] 在运种系统中，存储装置存储计算机可执行指令，当处理器执行该指令时，该指令 使得处理器通过朝向所确定的相对电极位置移动=维模型的边界表面的至少一部分来相 对于所确定的相对电极位置改变=维模型的边界表面，直到满足容差标准。
[0022] 在运种系统中，朝向所确定的相对电极位置移动=维模型的边界表面的至少一部 分包括将=维模型的边界表面的至少一部分朝向所确定的相对电极位置移动大于或者等 于所确定的相对电极位置和=维模型的边界表面之间的距离的量。
[0023] 在运种系统中，存储装置还存储计算机可执行指令，当处理器执行该指令时，该指 令使得计算装置：确定=维模型的边界表面上最靠近所确定的相对电极位