本申請是用于復雜心律失常臨床診治、機制研究的整體心臟三維標測系統。采用該系統能獲得心內膜及其對應區域心外膜的三維電解剖標測信息,并能將二者進行有機融合,實現在心臟位置及形態相對固定時進行心內膜標測,同時也可在開胸直視等心臟位置及形態發生變化時進行準確心外膜標測,完成心臟整體三維標測,滿足復雜心律失常的特有需要。屬于醫療器械技術領域。
背景技術:
心律失常是臨床常見心血管病,房顫、室速、室顫等復雜心律失常嚴重危害人類健康,已成為心血管病研究的重點。標測是復雜心律失常診斷、治療及研究過程中的一個重要環節。通過標測,可實現心律失常的識別、判斷及定位。臨床診治及機制研究時,復雜心律失常標測主要有兩類:心內膜標測和心外膜標測,一直以來,主要進行心內膜標測。但近年來,一些研究發現,相當比例的復雜心律失常,在發生、維持過程中,心外膜病變作用往往較心內膜更嚴重、更廣泛,只進行心內膜標測,無法揭示復雜心律失常確切的電生理機制,不利于臨床診治方案的確定。因此,進行心內膜、心外膜共同標測,獲取更全面的電生理信息,是復雜心律失常臨床診治及機制研究的特有需要。
目前,復雜心律失常研究中,主要應用三維標測技術獲取電生理信息。該技術是基于心內膜標測需要而產生,能三維顯示心臟解剖部位及相應部位的電生理信息。國際上應用該標測技術主要有兩種系統:一是基于磁場定位或磁電雙定位的Carto系統,一是基于電場定位的Ensite系統,這些系統在心內膜應用有獨特的優勢,但在心外膜標測時卻無能為力。主要原因是心外膜標測一般是在開胸心臟直視下進行,此時,電場介質因空氣充盈發生變化,同時手術操作牽拉導致心臟形態、位置也會發生變化,Ensite系統、Carto系統都無法在這種情況下使用。
傳統X線透視下的二維標測技術,可用于開胸心外膜標測,但由于空間顯示不直觀,這種方法存在著準確定位困難、X線曝光時間長等缺陷,同時又無定位、記憶功能,難以滿足復雜心律失常的研究需要。
20世紀90年代應用于臨床的多道電生理標測技術,在計算機的輔助下,通過將多個電極同時放在心外膜表面,可同步獲得多個位點的心電信號,精確度高,但仍然是二維標測,欠缺直觀性,同時難以與心內標測聯合,進行對應區域的分析,并且大多采取離線分析,不能實時得到分析結果,所以應用于臨床受到限制。
光學標測技術是從細胞水平上研究心臟電興奮傳導的一種功能成像技術,雖具有時空分辨率高、多位點同時記錄等諸多優點,但由于存在染色染料的毒副作用、激勵光的光毒性等,該技術目前主要用于動物的離體標測,難以用于人體。
因此,現有二維和三維標測系統都不能很好地滿足復雜心律失常特有的臨床診治及機制研究需要。
技術實現要素:
為了實現上述目的,本申請提供如下技術方案。
一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統,包括:三維標測公共基礎模塊、心內膜三維磁定位標測模塊、心外膜三維標測模塊、心內膜心外膜聯合標測模塊。
所述三維標測公共基礎模塊,用于為系統各標測模塊構建心臟三維解剖模型,并將標測導管取點的電生理信息融合到三維解剖模型上。
所述心內膜三維磁定位標測模塊,用于產生系統所需空間磁場,確定磁場中磁感應導管的位置、方向,確定導管與其所在位置心臟解剖結構的相互位置關系,實現磁定位功能;與三維標測公共基礎模塊結合,用于對心內膜整體進行電學標測,并與心臟三維影像結合,獲得心內膜三維電解剖標測圖。
所述心外膜三維標測模塊,用于在被測對象心外膜三維解剖模型上,劃分并細化特征功能區;采用拓撲映射方法,與三維標測公共基礎模塊結合,用于對心外膜整體進行電學標測,并與心臟三維影像結合,獲得三維心外膜電解剖圖,實現在開胸等動態情況下心外膜的準確標測;用于與傳統的電生理記錄儀及程控刺激儀結合,進行起搏、拖帶、記錄分析。
所述心內膜心外膜聯合標測模塊,內置心內膜心外膜聯合標測算法,用于實現所取標測點獲取的心內膜、心外膜電生理信息的有機融合,結合心內膜三維磁定位標測模塊、心外膜標測模塊、三維標測公共基礎模塊,將心內膜、心外膜電生理信息分別與心臟三維解剖圖形對應融合,實現心內膜及心外膜的電生理信息對應,得到整體心臟的三維電解剖標測圖。
其中,所述三維標測公共基礎模塊,包括心臟三維解剖模型構建技術研究單元、心臟模型與電生理信息融合技術研究單元,用于實現心臟三維解剖模型構建和心臟模型與電生理信息融合。
所述心臟三維解剖模型構建技術研究單元,用于實現構建基于CT/MRI數據模擬心臟解剖模型。
所述心臟模型與電生理信息融合技術研究單元,用于實現心臟三維解剖模型與電生理信息的融合。
其中,所述心內膜三維磁定位標測模塊,包括磁場發生器、磁定位標測導管、信號處理裝置、第一工作站。
磁場發生器,用于產生系統所需空間磁場,空間磁場強度和磁場頻率符合被測對象安全范圍。
磁定位標測導管,用于感應空間磁場的信號,用于在心臟解剖結構上取點,獲取電生理信息。
信號處理裝置,用于處理標測電極、磁傳感器傳遞來的心臟電生理信息及空間方位信息,實現信號數字化處理及與工作站的通信,同時控制磁場發生模塊,保證標測電極的信號與磁場發生模塊同步。
第一工作站內置磁定位軟件、三維構圖軟件、磁定位系統心電分析軟件。用于實現三維磁定位及心內膜三維標測。
磁定位軟件,用于確定標測電極、導管頭端的空間位置和姿態;另外,用于同時接收并處理數十個磁傳感器磁場強度及磁場方向等定位信息,實現多點同步準確磁定位,滿足多點同步標測及高精度三維磁定位的需要,系統三維標測定位精度≤1mm。
三維構圖軟件,用于根據定位軟件計算出的標測電極的空間位置坐標,實時構建心臟三維幾何構形,同時在心臟解剖構形上,實時構建標測電極、導管的位置及姿態。系統三維構形偏差≤2mm。
磁定位系統心電分析軟件,用于實現心臟電信息隨時間變化的實時存儲,通過算法分析,借助計算機,進行心電信息動態波形顯示。
所述心外膜三維標測模塊,包括心外膜分區軟件、心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元、心外膜起搏拖帶單元、心外膜三維標測硬件單元。
心外膜分區軟件,用于實現在模擬心外膜三維解剖模型上,根據特征點進行交互及自動分區,指導操作者在實際心外膜上取點;通過分區軟件人機交互界面,可根據需要增加、刪除特征點,細化分區。
心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元,用于實現基于標測導管或標測電極在被測對象心臟上取點,采用三角面片方法,實時構建心臟三維幾何模型,供心外膜三維標測用;調用三維標測公共基礎模塊,對標測點進行心電信息與空間位置的匹配,實現心電信息與心臟解剖模型的融合;采用拓撲映射方法,將實際心外膜上采集的標測點映射到模擬心臟心外膜三維解剖模型上,同時附帶電生理信息,構建開胸動態情況下心外膜的電解剖圖;用于實現心外膜三維標測的電解剖圖存儲、顯示。
心外膜起搏拖帶單元,用于實現結合傳統的電生理記錄儀、程控刺激儀,進行起搏、拖帶及記錄分析,完成旁道位置的精確定位、完全傳導阻斷的起搏驗證、不同部位心動過速的起搏或拖帶等,輔助進行心律失常機制的判斷及驗證治療的效果。
心外膜三維標測硬件單元,用于提供心外膜三維標測的硬件支持。
其中,所述心外膜三維標測硬件單元由多極標測導管、信號處理裝置、第二工作站組成。
多極標測導管,用于實現心臟多點電生理信號的同步采集,實現心臟多點同步標測的需要,為實現此功能,導管裝備多個磁傳感器,同時配備有多個電極。
導管內埋置的多個磁性傳感器,所受磁力恒定,彼此間無吸引和排斥作用。用于在磁場環境下準確定位。
導管配備的多個電極,由鉑金屬環制成,導管所用金屬材料均為非磁性。在手術時需要將標測電極放入定位磁場,用來感應磁場信號。電極感應磁場的能力,直接影響定位精度。
信號處理裝置,用于處理標測電極傳遞來的心臟電生理信息,實現信號數字化處理及與工作站的通信,該部分借用市場上成熟的模塊即可。
第二工作站,內置心外膜分區軟件、心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元,同時通過數據接口與心外膜起搏拖帶單元、心外膜三維標測硬件單元連接,進行數據信息傳遞。
所述心內膜心外膜聯合標測算法,以拓撲映射原理為基礎,結合三維標測公共基礎模塊、心內膜三維標測、心外膜三維標測功能,在開胸心臟動態變形情況下,實現心內膜及對應區域心外膜的共同標測。
所述磁場發生器由磁場發生電路、單片機、線圈、定位板組成,用于產生體外空間磁場。
線圈,有3組9個,接收磁場發生電路發送的電流,產生磁場。
定位板,用于固定產生磁場的線圈。
磁場發生電路,用于發送震蕩波到線圈中,形成磁場。
單片機,用于控制磁場發生電路的運行,同時與信號處理模塊的單片機同步數據。
從上述技術方案可見,本申請提供了一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統,包括三維標測公共基礎模塊、心內膜三維磁定位標測模塊、心外膜三維標測模塊、心內膜心外膜聯合標測模塊。其中,三維標測公共基礎模塊為整個系統提供心臟三維解剖模型構建及電生理信息與解剖模型融合;心內膜三維磁定位標測模塊內置磁場發生及定位軟硬件,為整個系統提供磁場定位;心外膜標測模塊內置心外膜分區軟件;心內膜心外膜聯合標測模塊,內置心內膜心外膜聯合標測算法,實現心臟整體標測。該系統能獲得并有機融合心內膜及對應區域心外膜共同標測的三維電解剖信息,實現在心臟形態、位置相對固定及開胸等動態情況下均能準確標測,滿足復雜心律失常臨床診治、機制研究的特殊需要。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案,下面簡單地介紹實施例和現有技術描述中所用附圖。顯而易見,所描述附圖僅是本申請的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
圖1 為本申請提供的一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統結構框圖。
圖2 為本申請提供的一種心內膜三維磁定位標測模塊組成示意圖。
圖2a 為本申請提供的一種磁場發生器組成示意圖。
圖2b 為本申請提供的一種心內膜三維磁定位標測用工作站內置軟件示意圖。
圖3 為本申請提供的一種磁場定位流程示意圖。
圖4 為本申請提供的一種心外膜分區示意圖。
圖5 為本申請提供的一種心外膜三維標測流程示意圖。
圖6 為本申請提供的一種心內膜心外膜聯合標測原理示意圖。
圖7 為本申請提供的一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統組成示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖,對本申請的具體實施方式進行詳細描述,顯然,所描述的實施例僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本申請保護的范圍。
實施例一
圖1為本申請提供的一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統結構框圖。
如圖1所示,用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統,包括三維標測公共基礎模塊10、心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、心內膜心外膜聯合標測模塊40。
三維標測公共基礎模塊10,接收輸入的CT/MRI數據,分別為心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、心內膜心外膜聯合標測模塊40構建心臟三維解剖模型,并接收心內膜、心外膜標測電極所取標測點的電生理信息,將其融合到三維解剖模型上。
心內膜三維磁定位標測模塊20,用于產生系統所需空間磁場,確定磁場中磁感應導管/標測電極的位置、方向,確定導管與其所在位置心臟解剖結構的相互位置關系,得到的空間方位數據分別輸入心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、心內膜心外膜聯合標測模塊40,實現磁定位功能;與三維標測公共基礎模塊10結合,用于對心內膜整體進行電學標測,并與心臟三維影像結合,獲得心內膜三維電解剖標測圖。
心外膜三維標測模塊30,接收三維標測公共基礎模塊10構建的被測對象心外膜三維解剖模型數據,在所建模型上,劃分并細化特征功能區;指引操作者在實際心外膜上取點,同時獲取該點的心電信息和空間位置信息;三維構圖軟件利用所取標測點的空間位置信息實時進行三維構圖;心外膜標測電極取點的電生理信息,由三維標測公共基礎模塊10接收;通過拓撲映射,將實際心外膜所取標測點與模擬心臟模型對應,并將所取標測點的電生理信息融合到心外膜三維解剖模型上;融合數據輸出到心外膜三維標測模塊30,獲得心外膜三維電解剖圖,實現在開胸等動態情況下心外膜的準確標測;心外膜三維標測模塊30,用于與傳統的電生理記錄儀及程控刺激儀結合,進行起搏、拖帶、記錄分析。
心內膜心外膜聯合標測模塊40,用于實現所取標測點獲取的心內膜、心外膜電生理信息的有機融合,結合心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、三維標測公共基礎模塊10,將心內膜、心外膜電生理信息分別與心臟三維解剖圖形對應融合,并借助心內膜心外膜聯合標測算法,得到整體心臟的電解剖標測圖。
從上述技術方案可見,本申請提供了一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統,包括三維標測公共基礎模塊、心內膜三維磁定位標測模塊、心外膜三維標測模塊、心內膜心外膜聯合標測模塊。三維標測公共基礎模塊為心內膜標測、心外膜標測、心內膜心外膜聯合標測提供心臟三維解剖模型構建及電生理信息與解剖模型融合;心內膜三維磁定位標測模塊內置磁場發生及定位軟硬件,為整個系統提供磁場定位,并實現心內膜三維標測;心外膜標測模塊內置有心外膜分區軟件,實現在開胸等動態情況下心外膜的準確標測;心內膜心外膜聯合標測模塊,內置心內膜心外膜聯合標測算法,實現心內膜及對應區域心外膜的共同標測。心臟整體標測滿足了復雜心律失常獲取更全面心臟電生理信息以進行臨床診治及機制研究的特有需要。
三維標測公共基礎模塊10,包括心臟三維解剖模型構建技術研究單元11、心臟模型與電生理信息融合技術研究單元12,如圖7所示,心臟三維解剖模型構建技術研究單元11接收被測對象數據庫傳來的CT/MRI數據,根據解剖結構及生理特征構建基于醫學影像數據的心內膜、心外膜三維解剖模型,然后由心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、心內膜心外膜聯合標測模塊40分別調用,輸出數據到心臟模型與電生理信息融合技術研究單元12,實現心臟三維解剖模型與電生理信息的融合,融合數據分別輸出到心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、心內膜心外膜聯合標測模塊40。
心內膜三維磁定位標測模塊20包括磁場發生器21、磁定位標測導管22、信號處理裝置23和第一工作站24,如圖2所示。用于為整個系統提供三維磁定位功能和心內膜的三維標測功能。
磁場發生器21,用于產生系統所需空間定位磁場,磁場空間里的每一區位具有唯一的磁場強度和磁場極性。在磁場空間設置空間零點,以其作為三維坐標原點。空間磁場強度在和磁場頻率在被測對象允許的安全范圍內。
磁場發生器包括線圈210、磁場發生電路211、單片機212、定位板213,如圖2a所示。線圈210,用于接收磁場發生電路發送的電流,產生磁場。線圈有3組9個。定位板213,用于固定產生磁場的線圈。磁場發生電路211,用于發送震蕩波到線圈中,形成磁場。單片機212,用于控制磁場發生電路的運行,同時與信號處理模塊的單片機同步數據。
磁定位標測導管22,裝配有多個磁傳感器和標測電極,用于感應空間磁場的信號,用于在心臟解剖結構上取點,獲取電生理信息。
信號處理裝置23,接收磁定位標測導管22傳來的信息,用于處理標測電極的空間方位信息、磁定位傳感器傳遞來的心臟電生理信息,實現信號數字化處理及與工作站的通信,同時控制磁場發生模塊,保證標測導管的信號與磁場發生模塊同步。處理結果輸出到第一工作站24。
第一工作站24,接收信號處理裝置23輸出的空間方位及電生理信息,實現標測導管、標測電極的三維磁定位及心臟的三維標測。第一工作站24內置有磁定位軟件241、三維構圖軟件242、磁定位系統心電分析軟件243、圖形輸出及顯示單元244,如圖2b所示。
磁定位軟件241,通過數據接口接收信號處理裝置23輸出的標測電極采集點的空間方位信息,計算出相應的空間三維坐標及方向,以確定標測電極及導管頭端的位置和姿態。空間三維坐標及方向數據輸出到三維構圖軟件242。磁定位軟件241,用于接收并處理數十個磁傳感器的磁場強度及方向等定位信息,在算法上,對以三個磁傳感器為基礎的現有三維磁定位技術,進行改進,借助并行算法進行數據的實時處理,實現多點同步準確磁定位,以滿足多點同步標測及高精度三維磁定位需要。磁定位軟件241,三維標測定位精度≤1mm。
三維構圖軟件242,接收磁定位軟件241輸入的導管或標測電極所取標測點的三維空間方位信息,采用三角面片生成方法和平滑算法實時建立心臟三維解剖結構模型,所建立的三維模型可通過任意角度觀察,三維模型構圖偏差≤2mm,同時,在已建立的三維結構模型上,實時顯示磁定位標測電極或標測導管的位置和姿態,三維構圖軟件242輸出的數據送入三維標測公共基礎模塊10,用作三維標測的幾何模型。
心臟實時三維構圖的核心涉及心腔重建算法,較適合磁場定位的心腔重建算法主要有球面收縮法、徑向基函數求解法、實時構建法三種,其中實時構建法能快速重建心腔和肺靜脈,更適合此處使用,系統三維構形偏差≤2mm。
磁定位系統心電分析軟件243,通過數據接口接收信號處理裝置23輸出的標測電極采集點的心電信息,實現心臟標測點心電信息隨時間動態變化的實時存儲及在計算機上的波形顯示。標測電極采集的心電信息,經信號處理模塊23處理后,輸入到心電分析軟件243,通過心電分析算法處理,心電分析軟件243得到每個標測點心電數據采樣點在計算機屏幕上的橫縱坐標,實現在計算機屏幕上顯示標測點心電信息隨時間動態變化的心電波形。
圖形輸出及顯示單元244,調用三維標測公共基礎模塊10的心臟模型與電生理信息融合技術研究單元12,實現心內膜三維解剖模型與采集點的電生理信息匹配融合,獲得心內膜三維電解剖圖,實現三維解剖圖形、心電波形、三維電解剖圖的存儲及在屏幕上的顯示。
心外膜三維標測模塊30,包括心外膜分區軟件31、心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元32、心外膜起搏拖帶單元33、心外膜三維標測硬件單元34。
心外膜分區軟件31,接收心外膜模擬三維解剖模型數據,與三維標測公共基礎模塊10有數據傳遞。心外膜分區軟件31,用于實現在模擬心外膜三維解剖模型上,根據特征點進行交互及自動分區,指導操作者在實際心外膜上取點。心外膜分區的示意圖如圖4所示。
心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元32,接收標測導管上標測電極采集點的空間位置信息和心電信息,與心外膜三維標測硬件單元34中的信號處理裝置341通過數據接口進行數據傳遞。用于實現基于標測導管在被測對象心外膜上取點,采用三角面片方法,實時構建心外膜三維幾何模型;信號處理裝置341處理后的心電信息和空間位置信息輸入三維標測公共基礎模塊10,進行心電信息與空間位置的匹配,實現心電信息與心臟解剖模型的融合。采用拓撲映射數學方法,將實際心外膜上采集的標測點映射到模擬心臟心外膜三維解剖模型上,同時附帶電生理信息,實現開胸等動態情況下心外膜的電解剖圖構建。借助計算機,實現心外膜三維電解剖圖存儲、顯示。
心外膜起搏拖帶單元33,用于實現結合傳統的電生理記錄儀、程控刺激儀,進行起搏、拖帶及記錄分析,完成旁道位置的精確定位、完全傳導阻斷的起搏驗證、不同部位心動過速的起搏或拖帶等,輔助進行心律失常機制的判斷及驗證治療的效果。
心外膜三維標測硬件單元34,用于提供心外膜三維標測的硬件支持。心外膜三維標測硬件單元34包括多極標測導管340、信號處理裝置341、第二工作站342。
多極標測導管340,用于實現心臟多點電生理信號的同步采集,實現心臟多點同步標測的需要,為實現此功能,導管裝備多個磁傳感器,同時配備有多個電極,借助磁定位軟件241,三維構圖軟件32等,用于在磁場環境下取點,實現準確定位、心臟多點同步標測。
導管內埋置的多個磁性傳感器,所受磁力恒定,彼此間無吸引和排斥作用。用于在磁場環境下準確定位。
導管配備的多個電極,由鉑金屬環制成,導管所用金屬材料均為非磁性。在手術時需要將標測電極放入定位磁場,用來感應磁場信號。電極感應磁場的能力,直接影響定位精度。
信號處理裝置341,用于處理磁傳感器、標測電極傳遞來的心臟空間位置及電生理信息,實現信號數字化處理及與計算機的通信。
第二工作站342,內置心外膜分區軟件、心外膜三維構圖及電解剖圖顯示單元,同時通過接口與信號處理裝置、多極標測導管及心外膜起搏拖帶單元連接,進行數據信息傳遞。用于實現圖形構建、顯示,算法分析,人機交互,數據傳遞等。
心內膜心外膜聯合標測模塊40,與心內膜三維磁定位標測模塊20、心外膜三維標測模塊30、三維標測公共基礎模塊10通過數據接口進行數據傳遞,將心內膜、心外膜電生理信息分別與心臟三維解剖圖形對應融合,并借助心內膜心外膜聯合標測算法,實現取點獲取的心內膜、心外膜電生理信息的有機融合,得到整體心臟的電解剖標測圖。
實施例二
本實施例具體闡述的是,本申請提供的用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統,在臨床診治及機制研究中,實現在開胸動態情況下進行準確心外膜標測及整體心臟三維標測的過程。
圖7為本申請提供的一種用于復雜心律失常的整體心臟三維標測系統組成示意圖。
如圖7所示,若需對一患有復雜心律失常的被測對象進行整體心臟三維電解剖標測操作,需要進行三維磁定位、心內膜三維標測、心外膜三維標測、心內膜心外膜聯合標測,具體按如下步驟進行。
三維磁定位的實現過程按如下步驟進行。
1、如圖3所示,磁場發生器21產生三維磁定位所需空間磁場,磁場空間里的每一區位具有唯一的磁場強度和磁場極性,在磁場空間設置空間零點,以其作為三維坐標原點。
2、當裝配有磁傳感器的標測導管22在磁場內移動時,磁傳感器可以測定所在位置的磁場強度及磁場方向信息。
3、磁場信息通過信號處理裝置23進行放大、濾波、模數轉換等信號處理,由通訊數據接口輸入到內置有磁定位及標測軟件的計算機24。
4、通過計算機24內置的磁定位軟件,確定標測導管在空間的坐標位置及姿態,結合標測電極在標測導管上的相對空間位置關系,實現磁導管及標測電極的定位。
三維心內膜標測的實現過程按如下步驟進行。
1、標測電極在心臟內膜上取點,每一點附帶有空間信息和心電信息。
2、空間信息輸入第一工作站24內置的磁定位軟件,得到標測點的三維坐標及標測電極、導管的方向數據,實現標測電極、導管的磁定位。
3、將標測點的三維坐標及標測電極、導管的方向數據輸入到第一工作站24中的三維構圖軟件,進行心臟標測解剖圖形構建。
4、心電信息輸入到信號處理模塊23進行放大、模數轉換等信號處理。
5、處理后的信息由第一工作站24通訊接口接收,調用三維標測公共基礎模塊10,實現心電信息與心臟標測解剖圖形的融合及配準,獲得心臟心內膜三維電解剖圖,完成心內膜三維標測。
心外膜分區的實現過程按如下步驟進行。
1、通過數據接口輸入CT/MRI影像數據到計算機,由三維標測公共基礎模塊10接收,依據解剖結構及生理特征,構建含心內膜、心外膜在內的三維模擬心臟解剖模型。
2、編制心外膜分區軟件31,根據電生理標測的需要,可在心外膜上選取不同的特征點,根據特征點劃分不同的區域。
3、通過分區軟件人機交互界面,可根據需要增加、刪除特征點,細化分區,保障開胸變形心臟心外膜標測的準確性。
開胸變形心臟心外膜三維標測的實現過程按如下步驟進行。
1、如圖5所示,由三維標測公共基礎模塊10基于CT/MRI數據進行心臟三維重建,得到模擬心臟三維解剖模型。
2、操作者在模擬心臟三維解剖模型上設定心外膜分區并選取特征點,在實際心臟的心外膜上,對應設定要取點區域,找到對應選取的特征點。
3、選取特征點,獲取該點的心電信息。
4、經信號處理模塊處理后,由三維標測公共基礎模塊10接收,進行心電信息與空間位置的匹配,實現心電信息與心臟三維解剖模型的融合。
5、由拓撲映射關系,將真實模型上取的點,映射到模擬心臟模型上,同時附帶電生理信息,得到基本的三維電解剖模型。
6、根據需要,在特征點周圍可增加新點,或刪除不合適的特征點,以得到符合要求的心外膜三維電生理模型,實現開胸變形心臟心外膜三維標測。
心內膜心外膜聯合標測的實現:
圖6 為本申請提供的一種心內膜心外膜聯合標測原理示意圖。結合圖6,說明心內膜心外膜聯合標測原理及其實現過程。其中,特征點A、B、A’、B’為心內膜、心外膜及其各自對應的點,代表符合要求的任一點。
如圖6所示,心內膜心外膜聯合標測的實現過程按如下步驟進行。
1、三維標測公共基礎模塊10接收由數據接口輸入的CT/MRI影像數據,依據解剖結構及生理特征,構建三維模擬心臟解剖模型。
2、調用三維標測公共基礎模塊10建立的三維模擬心臟解剖模型,選取合適的特征點,利用心外膜分區軟件31,基于特征點進行心外膜分區。
3、在實際的心內膜上取點A’,構建實際的包含心內膜的心臟三維構圖,并獲取所取標測點A’的電生理信息,進行心內膜標測;
4、根據拓撲映射,將心內膜標測的點A’對應到三維模擬心臟模型的心內膜上,得到心內膜虛擬標測點A;
5、在心臟三維虛擬模型上,根據心內膜虛擬標測點A得到對應的心外膜虛擬對應點B,這些點作為基本點,結合虛擬模型上的心外膜分區和特征點,指導操作者有目的地在實際心外膜上取點。
6、在實際心臟的心外膜上,設定要取點的區域,找到對應的基本點B’,取點,獲取心電信息,經信號處理模塊處理后,所取標測點的空間信息輸入定位軟件進行定位處理,輸出信息輸入三維構圖軟件進行實時三維構圖;所取標測點的空間信息和心電信息由三維標測公共基礎模塊10接收,進行心電信息與空間位置的匹配,實現心電信息與心臟解剖模型的融合。
7、由拓撲映射關系,將真實模型上取的點B’,映射到模擬心臟模型上,同時附帶電生理信息,得到包含心內膜和對應區域心外膜的基本的整體心臟三維電解剖模型。
8、根據需要,在基本點周圍可取更多的點,并可刪除不合適的點,以得到符合要求的整體心臟三維電解剖模型,完成整體心臟三維標測。
由上述公開的系統各功能實現過程可以看出,本申請提供的系統能獲得并有機融合心內膜及對應區域心外膜共同標測的三維電解剖信息,實現在心臟形態、位置相對固定及開胸等動態情況下均能準確標測,滿足復雜心律失常獲取更全面電生理信息進行臨床診治、機制研究的特殊需要。
本說明書中兩個實施例各有側重,實施例一重點說明系統組成及各組成部分功能,實施例二重點說明系統各功能實現的過程,兩個實施例之間相同或相似部分可互相參考。上述對公開實施例的說明,使本領域專業技術人員能夠實現本申請。對上述實施例的各種修改,只要在不脫離本申請的思想或范圍的情況下,都屬于本申請保護的范圍。所以,本申請不會被本文所提供的實施例限制,而是所有符合與本文所公開的原理和新穎特征相一致的最寬的范圍。