用于可视化电生理数据的系统和方法_2

文档序号:9933427阅读:来源:国知局
下以除去标测 导管电描记图上的额外记录(例如,得自起搏装置的"刺激伪影"或"远场信号"),包括已被 标测导管检测的得自另一个腔室或区域的电描记图。
[0022] 每当采集一个点时,系统搜索W0I内的标测导管通道上的电描记图。计算所检测的 电描记图与计时参考的电描记图之间的时间间隔(以毫秒计)。这被记录为该点的LAT或局 部激活时间。当标测导管移动并且对不同位置取样时,这些位置的计时随着当前心律下去 极化波在每个特定位置如何较早或较晚地穿过导管而变化。因此,这些电描记图相比于参 考导管的电描记图出现地较早或较晚,所述参考导管保持固定并且因此每个心跳具有相同 的电描记图计时。出于这种原因,在每个新点处测得的LAT有所变化。具有最低或最负向LAT 的点被视为最早的并且在LAT标测图上显示为红色和橙色;反之,具有较高或较低小负向激 活时间的点为较晚的并且将其在标测图中的区域加深为蓝色和紫色。固定的参考导管及其 "计时参考"的理念是允许将具有相同激活序列的多个不同心跳的标测点编译成示出一个 代表性心搏周期的激活序列的完整LAT标测图。
[0023]已基于磁场感测开发出这些公认的、高度精确的标测系统。它们利用附连到导管 末端的传感器来测量外部产生的磁场的相对强度并且从这些测量结果导出导管的位置和 取向,所述测量结果用于极精确地显示这种"基于传感器的导管"的远侧末端并且产生表示 感兴趣区域的3-D解剖标测图。用于基于磁的方位感测的方法公开于例如Ben-Haim的美国 专利 5,391,199、如.5,443,489、和6,788,967,8611-版丨111等人的美国专利6,690,963,厶。1?^ 等人的美国专利5,558,091,Ashe的美国专利6,172,499,以及Govari的美国专利6,177,792 中,这些专利中的每一个的全部内容以引用方式并入本文。
[0024] 标测系统还可包括存在于感兴趣区域中的"非基于传感器的导管"的可视化。这种 导管可视化可显示这些导管的定位电极,其中"定位"(电极的位置/方位检测)是通过基于 阻抗或电流的测量来获得的。例如,测量附连到导管的电极与布置在身体表面上的电极之 间的阻抗。然后从阻抗测量结果导出导管及其电极的方位。用于基于阻抗的方位感测的方 法公开于例如¥:11^1^11^);1^的美国专利5,983,126、3¥&118〇11的美国专利6,456,864和似1(1611已 的美国专利5,944,022中,这些专利的全部内容以引用方式并入本文。
[0025] 概括地讲,存在两种可视化存在于待标测区域内的导管的方式。基于传感器的导 管利用导管末端内的传感器来测量外部产生的磁场的相对强度并且确定导管的位置和取 向。相比之下,非基于传感器的导管的位置和取向得自导管自身电极与外部放置电极之间 的电流或阻抗测量。可得自Biosense Webster,Inc.的Carto 3标测系统采用磁位置感测与 基于电流的数据的混合技术,以另外提供基于传感器的和非基于传感器的导管及其电极的 可视化。称为高级导管定位(ACL)结构的混合系统描述于Govari等人的美国专利7,536,218 中,该专利的全部公开内容以引用方式并入本文。图7A为由CART0 3标测系统产生的患者心 脏的右心房RA的取样激活标测图,其中示出三个定位导管的可视化。
[0026] ACL技术响应于导管的电极的移动并且因此实时地更新电极的图像,以提供导管 及其电极(相对于Carto 3标测系统上的所显示标测区域适当地定位、设定尺寸、和取向)的 动态可视化。导管视觉表示因此响应于医师的重新定位、移位、和轻微的运动(例如,由患者 自身的呼吸模式引起的运动)。导管图像的这种动态移动相对于其3-D标测图保持原状,所 述3-D标测图是从一组记录的位置产生的并且因而是固定的。
[0027] 最初,数据点的仅XYZ位置可用于产生和限定被标测腔室的几何形状。通过所谓的 "逐点"标测,电生理学家将"增建外壳",因为他采集到越来越多的点。最近,快速解剖标测 (FAM)(CART0 3标测系统上的特征)允许仅通过基于磁位置传感器的导管在整个心脏腔室 中的移动来快速地产生解剖标测图。电生理学家可如同他可沿着心脏腔室壁移动导管一样 快速地产生感兴趣区域的3-D解剖"外壳",并且可同时地或者在外壳产生之后来采集电激 活数据以产生3-D电解剖标测图,所述3-D电解剖标测图被颜色编码以显示其电激活序列 (或其他数据)。构建标测图的过程(将标测导管操纵到心脏腔室中的多个位置以对该处的 电数据取样)需要时间。简单心律失常的足够标测图可在仅几分钟之内制成,但较复杂的心 律失常可需要详细的标测图,所述详细的标测图可花费十五至三十分钟或更长时间才能产 生。如果心律失常发生改变或者被破坏,则激活序列不再为相同的,因此新数据不能被添加 到此标测图。电生理学家可选择"重新标测",在这种情况下,当前标测图的仅几何形状被复 制到新标测图文件,并且新心律中的新数据点可被采集以在此"空白画布"中涂色。当感测 导管从一个位置移动到另一个位置以采集新LAT组时,根据感兴趣区域的尺寸,重新标测可 花费与原始标测图同样长的时间来产生。
[0028] 对于较简单的心律失常,电生理学家可选择不重新标测,而是仅参考电描记图或 者适当定位的多极点导管(例如,参见图2B和3B),所述多极点导管如此前所述在消融手术 期间通过显示在记录装置上以提供电生理学家所使用的附加数据。在存在公认的、标准的 导管方位以及确定的消融模式的情况下,电描记图可尤其有益地用于心脏的这些区域或腔 室。心房扑动消融手术为这种情况的最简单实例中的一个。如此前简要所述,右心房中的心 房扑动的折返性信号通常具有围绕三尖瓣环TVA顺时针或逆时针的绕行路径。图7A示出了 利用FAM和双重用途的基于传感器的标测和消融导管产生的顺时针心房扑动的标测图。此 标测图中的红色至紫色图案可围绕瓣(绿色边界内的中心圆形切口)顺时针地示出,即,从 上角中的红色区域围绕环直至紫色区域,从而返回到起始点(CART0 3在红色点和紫色点之 间自动地将棕色"早遇晚线"设置在标测图内)。仅一个心脏序列被标测图示出;实际上,去 极化波围绕TVA沿着连续环持续绕圈。在图7A中,三个导管被可视化。用于此手术的导管通 常包括非磁性的、基于电流的感测"Duo-deca"多极点导管(绿色),其从IVC进入右心房RA并 且通常定位在TVA仅外侧的环中。其电描记图因此有助于描述电激活如何围绕三尖瓣移动。 此导管的较长型式(实际上,具有较宽间距的电极对的型式)(类似于附图所示)可延伸穿过 右心房底(三尖瓣峡部)并且进入冠状窦口。正确定位的Duo-Deca导管产生非常清晰的心房 扑动的"倾斜"电描记图图案(参见例如图2B)。倾斜方向指示其为顺时针还是逆时针心房扑 动(例如,在图2B中为顺时针)。还可见于此标测图中的是从右心房RA伸出TCV进入右心室RV 的非磁性的、基于电流的HIS导管(绿色)的远侧末端以及被示为在三尖瓣峡部从IVC伸出的 磁标测和消融导管(白色)。
[0029]用于治疗心房扑动的典型消融模式是穿过三尖瓣峡部CVI(在心脏底)的消融线, 由此在三尖瓣TCV和下腔静脉IVC之间形成"阻断线"。图7A中的标测图示出了标记消融位点 的心脏底上的棕色圆。当CVI被消融时,扑动终止并且患者的正常心律将恢复。然而,仍需要 确认消融线的真实完整性,因为当组织仅被损伤并且未被真正消融时,扑动也可终止。这可 通过下述方式来完成:从仅定位在消融线一侧的导管起搏(递送外部电刺激)并且通过 DuoDeca的电描记图观察所得的激活序列。这也可通过下述方式来完成:在仍起搏期间采集 围绕瓣的新激活点,由此"重新标测"新激活图案。此处,电描记图的视觉图案将为斜线(指 示阻断线为完整的并且激活波必须完全围绕瓣行进以使其另一侧的组织去极化)或曲线 (这意味着除了向上和围绕阀行进之外,去极化波还穿过消融线向右移动)。后一情况显示 出,仍剩余较多的组织需要进行消融,以形成完整的阻断线。图7B为在起搏期间制成的相同 手术的标测图,以展示完整的阻断线。起搏刺激被递送到标测图的红色区域中的消融线仅 右侧的电极极点。可通过按照顺序(红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和紫色)跟随彩虹色来跟踪 所得的激活序列,所述彩虹色开始于红色并且以逆时针方式向上和围绕阀移动,直至到达 消融为消融位点左侧的紫色区域,该区域为在此起搏策略期间腔室中被激活的最后组织。 标测图指示阻断线为确实完整的。近侧极点到消融线仅左侧的极点的Duo-deca导管电描记 图将具有类似于图2C的倾斜图案。
[0030] 图8A和8B示出了利用相同的起搏策略来确认CVI中的消融线为完整的另一个实 例。注意图8A中的激活图案,其中去极化波(如通过标测图的红色至紫色图案所证实的那 样)示出激活从红色区域(在标测图的右下区域)不仅向上和围绕阀的顶部而且穿过消融线 和心脏底移动,如通过顶部和消融线左侧的绿色区域所示。最后激活区域为远壁(在标测图 的左侧)。由两个不同的绿色区域显示的这种"分裂"示出不存在完整的阻断线并且需要更 多的消融。这种情况下的duo-deca导管上的电描记图将显示出电描记图的清晰弯曲图案 (如图3B所示),其中近侧和远侧极点比中间极点激活地更早。递送更多的RF能量,并且当在 线左侧起搏时再次产生另一个重新标测(图8B)。此标测图清晰地示出现在阻断线是完整 的。
[0031] 对于消融手术而言,并不少见的是在阻断线被认定完成和成功之前需要在消融和 用于阻断评估的起搏之间进行交替的若干轮治疗。如果针对每个阻断评估执行重新标测, 其中用于新LAT组的每个重新标测各自需要5-10分钟来产生,则这些重复的重新标测可显 著地延长消融手术的持续时间。因此,在右心房中的心房扑动的治疗中,针对上文所述的原 因,电生理学家可仅依赖于每轮消融之后的电描记图而不进行重新标测以评估阻断。应当 指出的是,使用标测系统的保守有益效果之一在于导管被可视化而不需要电离辐射。利用 仅荧光镜透视检查需要患者暴露于辐射以定位导管并且连续地检查它们的方位。在长时间 手术中,这可累积。
[0032] 峡部处的成功阻断的电描记图显示出一条或多条斜线,每个斜线具有相同或相似 的斜率,例如图9A和9B中的项D。然而,穿过不完整阻断的突破的电描记图通常显示出具有 相反斜率的两条斜线,例如图9C和9D中的项D1和D2,所述斜线根据起搏信号的位置形成凸 形或凹形形状。图9A中的电描记图描述了当从如图7B和8B的完整消融线的右侧起搏时大体 预期的电描记图。然而,图9D中的电描记图的凹形形状指示出图8A中的情况,其中阻断线为 不完整的(图9B和9C示出了从线的左侧的起搏,这也被临时地完成以确认从两侧的阻断或 "双向阻断")。图10A-10D示意性地示出了具有冠状窦CS、上腔静脉SVC和下腔静脉IVC的解 剖结构的右心房。这些附图示出了导管CT的位置和图9A-9D的相应电描记图的路径P。在图 10A和10B中,还示出了最早的激活位点S和消融线A。在图10C和10D中,示出了因不完整消融 线B产生的突破。
[0033]应当理解,图7B所示的DuoDeca导管具有较宽间距的极点一由此相比于相同类型 的其他导管给定较长的覆盖跨度。此导管设置成使其极点1-2、3-4和5-6实际上跨过消融 线。尽管图9A-9D中的电描记图表示较标准的导管,其中全部远侧极点被定位在线的左侧, 但电生理学家在分析EGM图案时将必须知道并且考虑每个导管及其电极的解剖学位置。用
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