一种基于ICE的多功能非接触式心脏电生理三维标测系统的制作方法

本发明涉及心内导管的三维标测，尤其涉及一种基于ice的多功能非接触式心脏电生理三维标测系统。

背景技术：

1、当前心脏三维电生理标测过程常常需要使用多根多电极标测导管，经过股静脉穿刺的方式进入心腔内，直接接触心内膜进行电势的直接测量，但是上述方法存在缺陷，首先，由于心脏的三维结构复杂，通常需要使用多根不同形状的标测导管，以进行更好的心内膜贴合，而单根标测导管的价格通常在两万人民币左右、且为一次性使用，成本高昂，因此会导致成本较高，其次，电生理心脏病的病变基质同时存在于心内膜、心外膜和心肌内，导管介入的方式只能接触到心脏内壁，因此接触式标测只能对位于心内膜的病变进行定位、无法接触到心外膜或心肌内组织，且操作复杂。因此，如何降低医疗成本以及实现同时对心内膜、心肌内和心外膜进行标测的问题还有待解决。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于ice的多功能非接触式三维超声标测系统，该系统包含成像模式和三维心脏电生理标测两个模式，能够完成ice成像和心脏三维标测两个功能。其三维标测模式可以解决现有技术中需要使用多根不同形状的标测导管进行三维标测以及无法实现同时对心内膜、心肌内和心外膜进行标测的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于ice的多功能非接触式三维超声标测系统，所述系统包括ice导管、超声主机和ecg心电信号采集系统：

3、所述ice导管包括导管管体、ice探头以及手柄或电机，所述手柄或电机用于调整ice探头的位置和成像视野，所述ice探头用于采集心腔内不同空间位置的超声信号，并将所采集的超声信号发送给超声主机，其中，所述超声信号包括ice探头在一个心跳周期内连续采集的信号；

4、所述超声主机用于对同一空间位置连续采集的超声信号进行互相关计算，以识别所述空间位置的心跳激动开始时间和最大幅值，从而得到各个空间位置在一个心跳周期内的三维激动传导顺序图和三维心脏激动的最大幅值分布；

5、所述ecg心电信号采集系统用于采集体表的电信号并识别出心电信号和呼吸信号，从而识别心脏静息状态，并对不同空间位置采集的超声信号进行时间同步，以获取各个空间位置的心脏激动开始时刻对应于心脏静息状态之间的相对激动时间；其中，所述心脏静息状态为舒张末期和呼气末期重叠的时刻。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ice导管用于通过调整ice探头的位置和成像视野，遍历心腔内所有的空间位置；在遍历到的空间位置下，在一个心跳周期内连续采集超声信号，得到所有空间位置在一个完整心跳周期内的超声信号。

7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述超声主机还用于将各个空间位置下的心脏静息状态进行同步，将心脏静息状态时刻作为起始时刻，以及将各个空间位置的相对激动时间作为在一个心跳周期内各个空间位置的心脏激动开始时间，得到三维激动传导顺序。

8、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述超声主机具体用于遍历扫描不同的目标空间位置，所述目标空间位置为空间位置中的任意一个；

9、分别获取遍历到所述目标空间位置的第n个超声回波波束和第n+1个超声回波波束在第m个波束位置的超声信号，通过互相关计算得到所述超声信号在所述第m个波束位置上的激动位移量，m的初始值为1，取值为1至m，m为扫描到的波束位置的总数；

10、令n＝n+1，返回执行返回执行遍历目标空间位置的n个位置连续时间段的步骤的步骤，直至n＝n-1，得到所述目标空间位置的最大激动幅值和相对于心脏静息状态的心脏激动开始时刻，其中n为所述目标空间位置接收到的超声回波波束的总数。

11、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述超声主机用于将所述三维激动传导顺序进行三维立体动态显示，同时将各个空间位置的最大激动幅值进行三维立体动态显示，得到三维心脏激动传导顺序图和最大幅值分布。

12、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ecg体表心电信号采集系统还用于记录各个空间位置超声信号在一个心跳周期内的采集时刻。

13、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ice导管内还包括三维定位传感器，所述三维定位传感器与所述ice探头固定，所述三维定位传感器用于获得探头的三维空间位置和成像角度，从而定位超声波束的位置和激动异常传输的空间位置。

14、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述系统既能作为ice成像系统，用于对心脏进行超声成像和用于获得心脏的b模式图像及进行血流成像；又能作为非接触式标测系统使用，用于进行心脏电生理三维标测。

15、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ice超声探头根据结构为单阵元探头、线阵超声探头、相控线阵超声探头、面阵探头、环阵探头、机械旋转线阵探头；根据探头的材料为pzt陶瓷材料、复合材料、cmut或pmut材料。

16、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ice导管与所述超声主机之间具有通信连接，所述超声主机与所述ecg体表心电信号采集系统之间具有通信连接。

17、采用本发明实施例，具有如下有益效果：ice导管用于通过调整ice探头的空间位置成像视野，依次采集心腔内不同空间位置的超声信号，将超声信号发送给超声主机，其中，超声信号包括一个心跳周期内连续采集的信号，ecg体表心电信号采集系统用于测量不同空间位置下的体表心脏电生理信号得到各个空间位置下的心脏静息状态时刻，用于同步超声采集时刻，以获取各个空间位置的心跳激动开始时间，并根据心脏静息状态结束时刻与心跳激动开始时间得到各个空间位置的相对激动开始时间，超声主机用于基于各个空间位置的超声信号获得各个空间位置的连续多个超声波束，基于各个空间位置的连续多个回波波束获得各个空间位置的激动幅值，根据相对激动开始时间和最大激动幅值得到各个空间位置在一个心跳周期内的三维激动传导顺序和三维心脏激动的最大幅值分布。在本技术方案中，ice导管包含成像模式和三维标测模式，既可以作为常规的心腔内超声探头使用，也可以作为三维标测导管使用，从而减少了电生理介入手术导管的数量，降低了医疗成本、简化手术操作；其次，使用ice探头使用超声成像，由于超声具有穿透心内膜、心肌和心外膜组织的能力，因此能够同时对心内膜、心肌内和心外膜进行标测，提高获得的三维激动传导顺序和三维心脏激动的最大幅值图的信息量和手术可靠性。

技术特征：

1.一种基于ice的多功能非接触式心脏电生理三维标测系统，其特征在于，所述系统包括ice导管、超声主机和ecg心电信号采集系统：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ice导管用于通过调整ice探头的位置和成像视野，遍历心腔内所有的空间位置；

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声主机还用于将各个空间位置下的心脏静息状态进行同步，将心脏静息状态时刻作为起始时刻，以及将各个空间位置的相对激动时间作为在一个心跳周期内各个空间位置的心脏激动开始时间，得到三维激动传导顺序。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声主机具体用于遍历扫描不同的目标空间位置，所述目标空间位置为空间位置中的任意一个；

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声主机用于将所述三维激动传导顺序进行三维立体动态显示，同时将各个空间位置的最大激动幅值进行三维立体动态显示，得到三维心脏激动传导顺序图和最大幅值分布。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ecg体表心电信号采集系统还用于记录各个空间位置超声信号在一个心跳周期内的采集时刻。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ice导管内还包括三维定位传感器，所述三维定位传感器与所述ice探头固定，所述三维定位传感器用于获得探头的三维空间位置和成像角度，从而定位超声波束的位置和激动异常传输的空间位置。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统既能作为ice成像系统，用于对心脏进行超声成像和用于获得心脏的b模式图像及进行血流成像；又能作为非接触式标测系统使用，用于进行心脏电生理三维标测。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ice超声探头根据结构为单阵元探头、线阵超声探头、相控线阵超声探头、面阵探头、环阵探头、机械旋转线阵探头；根据探头的材料为pzt陶瓷材料、复合材料、cmut或pmut材料。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ice导管与所述超声主机之间具有通信连接，所述超声主机与所述ecg体表心电信号采集系统之间具有通信连接。

技术总结
本发明实施例公开了一种基于ICE的多功能非接触式心脏电生理三维标测系统，包括ICE系统、超声主机、ECG心电信号采集系统以及三维空间定位系统：通过调整ICE探头的位置和成像角度，连续采集心脏超声信号，以及采集心跳和呼吸信号，来同步在不同心动周期采集的超声信号，对各个空间位置采集的连续超声信号进行互相关计算，从而获得一个心跳周期内的三维心脏激动传导顺序和最大幅值分布。该系统既能进行心腔内超声成像，又能进行非接触式电生理三维标测，降低了传统接触式电生理介入手术中导管的使用和医疗成本、简化手术操作、提高了手术安全性，其次，能同时对心内膜、心肌内和心外膜进行标测，从而进行更精准的手术策划、具有重要的临床价值。

技术研发人员：周欣欢,马俊,赵佳慧,王伟,刘宇钦
受保护的技术使用者：深圳心寰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4