在解剖映射系统中估计恢复曲线的制作方法
【专利说明】在解剖映射系统中估计恢复曲线
[0001]对相关申请的交叉参考
[0002]本申请根据35U.S.C.第119(e)章要求于2013年I月2日提交的题为“在解剖映射系统中估计恢复曲线”的美国临时申请61/748181的权益，在此将其全部通过引用并入。
技术领域
[0003]本公开涉及心脏映射系统。更具体地，本公开涉及被配置为基于所记录的激活信号来估计恢复曲线的心脏映射系统。
[0004]WM
[0005]电恢复是动作电位时程的变化与第一心脏收缩和额外的收缩之间发生的变化的舒张间隔之间的关系。恢复(restitut1n)反映心脏组织相对于额外收缩开始时的复原性。可以通过对一系列舒张间隔测量动作电位时程来构建电恢复曲线。该曲线最初在短舒张间隔导致动作电位时程更大缩短的位置处非常陡峭。最初陡峭部分之后，随着动作电位时程(APD)在更长的舒张间隔处达到最大而达到平稳状态。整个范围的舒张间隔的电恢复曲线的斜率或者曲线的最陡峭部分的斜率可以用于Aro变化对舒张间隔的变化的响应的度量。动作电位时程和不应性的分散的增加与心律失常的风险的增加相关联。由缩短的舒张间隔产生的缩短的动作电位时程改变心肌的不应性，其被认为是以极大地增强了对纤维性颤动的敏感性的方式为折返去极化(reentrant depolarizat1n)建立了路径。
【发明内容】
[0006]本文公开了用于从心脏导管感测的内在心脏激活信号映射解剖结构的方法以及使用这种方法的解剖映射系统的各种实施方案。
[0007]在实施例1中，一种用于映射解剖结构的方法包括用设置在所述解剖结构中或者附近的多个电极感测生理活动的激活信号，每个激活信号具有相关联的周期长度，估计每个周期长度的动作电位时程和舒张间隔，基于所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔产生初始恢复曲线，迭代地优化每个所估计的动作电位时程和相应的舒张间隔以最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的函数关系，和基于所优化的动作电位时程和舒张间隔产生最终的动作电位时程恢复曲线。
[0008]在实施例2中，根据实施例1所述的方法，其中，估计动作电位时程和舒张间隔的步骤包括随机地划分(partit1n)每个周期长度以估计相应的动作电位时程和舒张间隔。
[0009]在实施例3中，根据实施例1或者2所述的方法，其中，迭代地优化每个所估计的动作电位时程和相应的舒张间隔的步骤进一步包括用第一分区分辨率迭代地优化，和在用所述第一分区分辨率优化之后用第二分区分辨率迭代地优化，其中，所述第二分区分辨率高于所述第一分区分辨率。
[0010]在实施例4中，根据实施例1-3中的任一个所述的方法，其中，产生所述恢复曲线的步骤包括产生使每个估计的动作电位时程与由在前的周期长度所估计的舒张间隔配对的二维数据集，以及绘制所述二维数据集以产生初始恢复曲线。
[0011]在实施例5中，根据实施例1-4中的任一个所述的方法，其中，最大化所述函数关系的步骤包括最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的交互信息，所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的最大信息系数得分，和最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的距离相关度量(a distance correlat1n measure)中的至少一项。
[0012]在实施例6中，根据实施例1-5中的任一个所述的方法，所述方法还包括最大化所产生的恢复曲线和预定的恢复模板之间的相似性。
[0013]在实施例7中，根据实施例1-6中的任一个所述的方法，其中，最大化所述相似性的步骤包括最大化所产生的恢复曲线和所述预定的恢复模板之间的相关系数，和最小化所产生的恢复曲线和所述预定的恢复模板之间的均方误差中的至少一项。
[0014]在实施例8中，根据实施例1-7中的任一个所述的方法，其中，所述预定的恢复模板对应于指数函数、S形函数和先前产生的经优化的恢复曲线中的任何一项。
[0015]在实施例9中，根据实施例1-8中的任一个所述的方法，其中，为所述多个电极中的每一个产生动作电位时程恢复曲线。
[0016]在实施例10中，根据实施例1-9中的任一个所述的方法，其中，响应于由所述多个电极中的至少一个制定的预定的起搏方案来感测生理活动的激活信号。
[0017]在实施例11中，根据实施例1-10中的任一个所述的方法，所述方法还包括:基于所产生的动作电位时程恢复曲线产生所述解剖结构的解剖映射。
[0018]在实施例12中，一种用于映射解剖结构的方法包括用设置在所述解剖结构中或者附近的多个电极感测心脏激活信号，每个激活信号与周期长度相关联，将每个周期长度划分成动作电位时程和舒张间隔，产生恢复数据集从而使得每个数据点包括动作电位时程和其前一个的舒张间隔，产生所述数据点的二维绘图，所述绘图具有预定义的离散网格位置的网格，确定所述恢复数据集内的函数关联，调整每个周期长度的划分使得每个数据点从一个网格位置移动到另一个网格位置，重复所述调整和确定步骤以最大化所述恢复数据集内的所述函数关联，以及基于对应于最大化的函数关联的恢复数据集产生动作电位时程恢复曲线。
[0019]在实施例13中，根据实施例12所述的方法，其中，所述函数关联包括最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的交互信息，最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的最大信息系数得分和最大化所估计的动作电位时程和由在前的周期长度所估计的舒张间隔之间的距离相关度量中的至少一项。
[0020]在实施例14中，根据实施例12和13中任一个所述的方法，其中，所述函数关联基于最大化所产生的恢复曲线和预定的恢复模板之间的相似性。
[0021]在实施例15中，根据实施例12-14中的任一个所述的方法，其中，所述相似性包括最大化所产生的恢复曲线和所述预定的恢复模板之间的相关系数，以及最小化所产生的恢复曲线和所述预定的恢复模板之间的均方误差中的至少一项。
[0022]在实施例16中，根据实施例12-15中任一个所述的方法，其中，所述预定的恢复模板对应于指数函数，S形函数，和先前产生的经优化的恢复曲线中的任何一项。
[0023]在实施例17中，根据实施例12-16中的任一个所述的方法，其中，在最大化所述函数关联之后，所述方法包括增加预定义网格的分辨率，和重复所述调整和确定步骤直到所述函数关联在整个恢复数据集进一步增加。
[0024]在实施例18中，根据实施例12-17中的任一个所述的方法，其中，响应于由所述多个电极中的至少一个制定的预定的起搏方案来感测所述心脏激活信号。
[0025]在实施例19中，根据实施例12-18中的任一个所述的方法，其中，所述预定的起搏方案包括从统计分布取样的带有脉冲间间隔的随机起搏脉冲的至少一个。
[0026]在实施例20中，根据实施例12-19中的任一个所述的方法，所述方法还包括基于所产生的动作电位时程恢复曲线产生心脏映射。
[0027]在实施例21中，一种用于映射解剖结构的方法包括用设置在所述解剖结构中或者附近的多个电极感测生理活动的激活信号，每个激活信号具有相关联的周期长度，产生动作电位时程和在前的周期长度的函数，基于所产生的函数将每个周期长度分割成动作电位时程和舒张间隔，以及基于所划分的动作电位时程和在前的舒张间隔产生动作电位时程恢复曲线。
[0028]在实施例22中，根据实施例21所述的方法，其中，产生函数的步骤包括基于所述在前的周期长度产生每个激活信号的周期长度的直方图，基于所产生的直方图确定周期长度的不应期，基于所确定的不应期确定动作电位时程，和对于多个在前的周期长度重复产生直方图，确定所述不应期，并估计所述动作电位时程的步骤。
[0029]在实施例23中，根据实施例20-21任一个所述的方法，其中，产生直方图的步骤包括确定所记录的周期长度的范围，将所确定的范围分割(segment)成等距竖条(equidistance bin)，识别三个连续的激活信号的所有三联体，和为共享第一周期长度竖条(bin)的三联体产生第二和第三激活信号的周期长度的直方图。
[0030]在实施例24中，根据实施例20-23中的任一个所述的方法，其中，为所有周期长度竖条确定所述不应期。
[0031]在实施例25中，根据实施例20-24中的任一个所述的方法，其中，确定所述不应期的步骤包括识别所产生的直方图的介于零和具有至少等于预定的阈值的频数(count)的第一竖条之间的区域，以及根据所识别的区域确定所述不应期。
[0032]在实施例26中，根据实施例20-25中的任一个所述的方法，其中，所估计的动作电