用于生成电生理学图的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年8月20日提交的美国临时申请No.61/867,860的权益，在此通过 引用将其并入，就如同在本文中完整阐述一样。
技术领域
[0003] 本公开涉及电生理学的标测，其例如可以在心脏诊断和治疗过程中执行。特别地， 本公开涉及用于从通过游动电生理学探针采集的数据中生成电生理学图的系统、装置以及 方法。
【背景技术】
[0004] 电生理学标测，以及更具体地，心电图的标测，是许多心脏诊断和治疗过程的一部 分。然而，随着这种过程的复杂程度的增加，所利用的电生理学图必须在质量、密集度，以及 其生成的快速性和容易程度上有所提高。
【发明内容】
[0005] 本文公开的是一种生成患者的身体结构的部分的电生理学图的方法，包括:限定 基于位置的电生理学数据点纳入标准；限定基于节律的电生理学数据点纳入标准;使用电 生理学探针采集电生理学数据点，其中所述电生理学数据点与基于位置的纳入数据和基于 节律的纳入数据关联;将与电生理学数据点关联的基于位置的纳入数据与所限定的基于位 置的纳入标准比较;将与电生理学数据点关联的基于节律的纳入数据与所限定的基于节律 的纳入标准比较；以及在与电生理学数据点关联的基于位置的纳入数据满足基于位置的纳 入标准且与电生理学数据点关联的基于节律的纳入数据也满足基于节律的纳入标准的情 况下，将电生理学数据点加入电生理学图。
[0006] 可以从由速度标准、移动距离标准、停留时间标准、以及邻近标准构成的组中选择 基于位置的纳入标准。例如，速度标准可被限定为使得当电生理学探针的速度在电生理学 数据点被采集的时刻低于预设的速度阈值(例如，约IOmm/秒)时电生理学数据点的基于位 置的纳入数据满足速度标准。作为另一个示例，移动距离标准可以被限定为使得当电生理 学探针在电生理学数据点被采集的时刻的位置与电生理学探针在电生理学数据点被最近 加入电生理学图的时刻的位置的距离高于预设的距离阈值（比如，约3mm)时电生理学数据 点的基于位置的纳入数据满足移动距离标准。
[0007] 可以从由周期长度标准和EKG匹配标准构成的组中选择基于节律的纳入标准。例 如，周期长度标准可被限定为使得当电生理学数据点的周期长度在初始周期长度值附近的 预设范围内（例如，正或负约20ms)时电生理学数据点的基于节律的纳入数据满足周期长度 标准。作为另一个示例，EKG匹配标准可被限定为使得在电生理学数据点被采集时的EKG信 号的匹配分数超过预设的匹配分数阈值(例如，85%)时电生理学数据点的基于节律的纳入 数据满足EKG匹配标准。另外，可预见的，可以相对于范本心跳的多个EKG信号计算匹配分 数，其中范本心跳可对应于被加入电生理学图的初始电生理学数据点。
[0008] 在实施例中，将电生理学数据点的基于位置的纳入数据和基于节律的纳入数据显 示给用户。此外，在电生理学数据点被加入电生理学图时将反馈提供给用户。
[0009] 本文还公开了生成患者的身体结构的部分的电生理学图的方法，包括:定义范本 心跳，范本心跳包括多个范本EKG信号，所述多个范本EKG信号中的每个对应于多个EKG导联 中的相应的一个;使用电生理学探针采集电生理学数据点，其中电生理学数据点与多个瞬 时EKG信号关联，所述多个瞬时EKG信号中的每个对应于多个EKG导联中的相应的一个;将至 少一些瞬时EKG信号与相应的范本EKG信号比较以计算匹配分数；以及当所计算的匹配分数 超过预设的匹配分数阈值(例如，约85% )时将电生理学数据点加入电生理学图。
[0010]可通过选择多个范本EKG信号的子集来定义范本心跳。其后，可将所选择的所述多 个范本EKG信号的子集与相应的瞬时EKG信号比较。
[0011]将至少一些瞬时EKG信号与相应的范本EKG信号比较以计算匹配分数包括:计算范 本面积;计算至少一些瞬时EKG信号与相应的范本信号之间的距离；以及用所计算的范本面 积除所计算的距离。
[0012]将至少一些瞬时EKG信号与相应的范本EKG信号比较以计算匹配分数还利用皮尔 逊相关系数(Pearson Correlation Coeff icient)。例如，可根据公式S = P*f(r)计算分数 S，其中P是范本EKG信号和瞬时EKG信号的皮尔逊相关系数，r是范本EKG信号与瞬时EKG信号 的幅值的比例(并被限定为使得〇 < r < 1)，以及f (r)是单调递增函数且其输出满足0 < f (r) <1。
[0013]在另一个实施例中，生成患者的身体结构的部分的电生理学图的方法，包括:限定 电生理学数据纳入标准；使用电生理学探针采集电生理学数据点，其中电生理学数据点包 括位置数据、电生理学数据、以及纳入数据;将与电生理学数据点的位置数据对应的几何学 点加入电生理学图；将与电生理学数据点关联的纳入数据与所限定的纳入标准比较；以及 在与电生理学数据点关联的纳入数据满足纳入标准时将与电生理学数据点关联的电生理 学数据加入电生理学图。可从由速度标准、移动距离标准、停留时间标准、邻近标准、周期长 度标准、EKG匹配标准、以及它们的组合构成的组中选择电生理学数据纳入标准。在某些方 面，电生理学数据纳入标准包括基于位置的纳入标准和基于节律的纳入标准。
[0014] 根据本公开的另一方面，用于生成患者的身体结构的部分的电生理学图的系统包 括纳入处理器和标测处理器。纳入处理器可被配置为：分析与电生理学数据点关联的基于 位置的纳入数据和基于节律的纳入数据以确定基于位置的纳入数据和基于节律的纳入数 据是否分别满足基于位置的纳入标准和基于节律的纳入标准；以及在基于位置的纳入数据 和基于节律的纳入数据分别满足基于位置的纳入标准和基于节律的纳入标准时将电生理 学数据点加入电生理学图。标测处理器被配置为从被纳入处理器加入电生理学图的多个电 生理学数据点生成电生理学图的图形表示。
[0015] 在另一个方面，用于生成患者的身体结构的部分的电生理学图的系统包括比较处 理器和标测处理器。比较处理器被配置为:将瞬时EKG信号与范本EKG信号比较;计算指示瞬 时EKG信号与范本EKG信号之间的形态匹配的匹配分数；以及在匹配分数超过预设的匹配阈 值时将电生理学数据点加入电生理学图。标测处理器被配置为从被比较处理器加入电生理 学图的多个电生理学数据点生成电生理学图的图形表示。
[0016] 在本公开的另一个方面，用于生成患者身体结构的部分的电生理学图的系统包括 纳入处理器和标测处理器。纳入处理器被配置为：分析与电生理学数据点关联的纳入数据 以确定纳入数据是否满足纳入标准;将对应于与电生理学数据点关联的位置数据的几何学 点加入电生理学图；以及在纳入数据满足纳入标准时将电生理学数据点加入电生理学图。 标测处理器被配置为从被纳入处理器加入电生理学图的多个电生理学数据点生成电生理 学图的图形表示。
[0017] 通过阅读下述说明书和权利要求以及通过参照附图，本发明的前述及其他方面、 特征、细节、功能以及优点将是明显的。
【附图说明】
[0018] 图1是定位系统(例如，可用于电生理学研究）的示意图；
[0019] 图2示出了用于电生理学研究的示例性的导管；
[0020] 图3和图4示出了示例性的电生理学图并示出了本发明的多个方面；
[0021] 图5是示出了根据本发明的实施例的在生成电生理学图的方法中遵循的代表性步 骤的流程图；
[0022] 图6是示出了在电生理学信号中检测心跳所遵循的代表性步骤的流程图；
[0023]图7示出了用于心跳检测的-dVdt过滤算法的输出的代表性曲线图，其在时间域上 与12-导联EKG信号对齐；
[0024]图8是示出了根据本发明的实施例的形态学分类算法的代表性步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供用于创建电生理学图（例如，心脏电生理学图）的方法、装置以及系统。 为了示意的目的，本文会在心脏电生理学过程的环境下描述几个示意性的实施例。然而，可 预见的，本文描述的方法、装置以及系统可被用于其他环境中。
[0026]图1示出了定位系统8的示意图，该定位系统8通过引导心脏导管，测量出现于患者 11的心脏10内的电活动，并三维地标测该电活动和/或与所测量的电活动相关的或表示所 测量的电活动的信息，来进行心脏电生理学研究。例如，系统8可被用于使用一个或多个电 极创建患者的心脏10的解剖模型。系统8也可被用于在沿着心脏表面的多个点处测量电生 理学数据，并将所测量的数据与该电生理学数据被测量的每个测量点的位置信息关联存 储，以例如创建患者心脏10的诊断数据图。
[0027]如本领域普通技术人员将意识到并在下文进一步描述的，定位系统8通常在三维 空间内确定对象的位置(并且在某些方面中确定对象的方向），并将这些位置表示为相对于 至少一个参考确定的定位信息。
[0028] 为了说明的简明，患者11被示意性地描绘为椭圆。在图1所示的实施例中，示出了 施加到患者11表面的三组表面电极(例如，贴片电极），它们