本發明涉及電解剖標測領域，尤其是心臟的電解剖標測領域。

背景技術：

心臟的特定區域的“局部激活時間”為電傳導的波前穿過該區域時的時間。局部激活時間通常基于特定參考時間測得，諸如，體表心電圖(ECG)記錄的QRS波群中的特定時間點。

以引用方式并入本文的Nakagawa等人的“Rapid High Resolution Electroanatomical Mapping”(Circulation:Arrhythmia and Electrophysiology，2012年；第5卷，第2期，第417-424頁)描述了一種犬右心房(RA)線性消融灶模型，該犬右心房(RA)線性消融灶模型用于產生RA激活的復雜模式以評估用于快速、高分辨率(HR)電解剖標測的標測系統。

公開內容以引用方式并入本文的美國專利申請公布2013/0109945涉及有關心臟表面的生理信息的測定和/或表示。

技術實現要素：

根據本發明的一些實施方案，提供了一種用于顯示電解剖信息的方法。該方法包括標識心臟表面的至少一個多激活區域，在該多激活區域處，在心臟的單個心動周期期間記錄到至少兩個不同的局部激活。將多激活區域以指示兩個局部激活的相應時間之間的時間差的方式顯示在心臟表面的電解剖標測圖上。

在一些實施方案中，顯示多激活區域包括以指示時間差的顏色顯示多激活區域。

在一些實施方案中，顯示多激活區域包括利用疊加指示符顯示多激活區域，該疊加指示符的屬性指示時間差。

在一些實施方案中，疊加指示符的屬性包括疊加指示符的顏色。

在一些實施方案中，疊加指示符的屬性包括疊加指示符的尺寸。

在一些實施方案中，顯示多激活區域包括通過將函數應用到時間差來設定多激活區域的顯示屬性的值，該函數將時間差的域映射到顯示屬性的值的范圍。

在一些實施方案中，該函數(i)對于位于上限和下限之間的時間差為單調的，(ii)對于下限返回第一值，并且(iii)對于超過上限的差值則為常數，為第二值。

在一些實施方案中，該方法還包括通過用戶界面從用戶接收上限和下限。

在一些實施方案中，該方法還包括通過用戶界面從用戶接收第一值和第二值。

在一些實施方案中，該方法還包括：

標識心臟表面的至少一個單激活區域，在該單激活區域處，在心動周期期間記錄到僅單個局部激活；以及

將單激活區域以指示單個局部激活的時間的方式顯示在電解剖標測圖上。

在一些實施方案中，

顯示單激活區域包括通過將第一函數應用到單個局部激活的時間來設定單激活區域的顏色，該第一函數將時間域映射到顏色值的第一范圍；并且

顯示多激活區域包括通過將第二函數應用到時間差來設定多激活區域的顏色，該第二函數將時間差的域映射到顏色值的不同于第一范圍的第二范圍。

在一些實施方案中，多激活區域包括心臟的經消融的區域。

根據本發明的一些實施方案，還提供了與顯示器一起使用的設備。該設備包括電接口和處理器，該處理器被配置成(i)通過電接口接收一個或多個心電圖(ECG)信號，(ii)基于ECG信號標識心臟表面的至少一個多激活區域，在該多激活區域處，在心臟的單個心動周期期間記錄到至少兩個不同的局部激活，并且(iii)驅動顯示器，從而將多激活區域以指示兩個局部激活的相應時間之間的時間差的方式顯示在心臟表面的電解剖標測圖上。

根據本發明的一些實施方案，還提供了一種計算機軟件產品，該計算機軟件產品包括其中存儲有程序指令的有形非暫態計算機可讀介質。該指令在由處理器讀取時導致處理器(i)標識心臟表面的至少一個多激活區域，在該多激活區域處，在心臟的單個心動周期期間記錄到至少兩個不同的局部激活，并且(ii)驅動顯示器，從而將多激活區域以指示兩個局部激活的相應時間之間的時間差的方式顯示在心臟表面的電解剖標測圖上。

結合附圖閱讀本發明實施方案的以下詳細說明，將更全面地理解本發明，其中：

附圖說明

圖1為根據本發明的一些實施方案的用于生成心臟的內表面或心外膜表面的電解剖標測圖的系統的示意圖；

圖2-3為根據本發明的一些實施方案顯示的視覺輸出的示意圖；并且

圖4為根據本發明的一些實施方案的用于顯示心臟的內表面或心外膜表面的電解剖標測圖的方法的流程圖。

具體實施方式

概述

在一些手術中，導管的遠側端部沿著心臟的內表面或心外膜表面移動，并且導管的遠側端部處的一個或多個電極用于記錄心臟的電活動。具體地，電極可用于記錄心內ECG信號，從該心內ECG信號可標識出各個區域處的相應局部激活時間。此類信息可用于生成電解剖標測圖。

在一些情況下，心臟的內表面或心外膜表面的一些區域(本文稱為“多激活區域”)在每個心動周期表現出兩個或多個局部激活。特定區域中的多個局部激活可指示該區域中的阻斷線的存在。此類阻斷線可為病理的，或者可為消融手術的預期結果，稱為消融線。此外，局部激活之間的時間差可指示多激活區域相對于阻斷線的邊緣或者相對于消融線中的非預期間隙的靠近度。

根據上述內容，本文所述的實施方案提供了用于將多激活區域以指示多激活區域的相應時間差的直觀方式顯示在電解剖標測圖上的方法和設備。例如，可使用函數將時間差映射到相應的顏色，使得其中特定多激活區域顯示在標測圖上的顏色指示多激活區域的時間差。醫師隨后可使用電解剖標測圖來相對精確地定位病理阻斷線或者標識消融線中的非預期間隙。

本發明的實施方案的優點在于醫師不必檢查“原始”心內ECG信號以便確定多激活區域的激活之間的時間差。相反，醫師可易于僅通過觀察電解剖標測圖來感知時間差。此外，因為電解剖標測圖通常同時顯示多激活區域中的全部，所以相對于醫師將檢查每個單獨心內ECG信號的情況而言，醫師可較快地和/或較有效地定位病理組織或消融線中的非預期間隙。因此，本發明的實施方案可改善對受檢者的診斷和/或治療。

需注意，在包括權利要求的本專利申請的上下文中，包括“線”的術語(諸如，“阻斷線”和“消融線”)在其范圍內包括任何相關類型的具有恒定或變化厚度的開放或閉合的直線或曲線形狀。例如，本文所述的實施方案可用于標識圍繞肺靜脈開口的圓形消融線或心臟的任何區域中的直線或彎曲消融線中的非預期間隙。

系統描述

首先參見圖1，其為根據本發明的一些實施方案的用于生成受檢者25的心臟23的內表面或心外膜表面的電解剖標測圖的系統21的示意圖。在生成電解剖標測圖的過程中，可使用美國專利6,226,542、6,301,496和6,892,091中所公開的方法，這些專利的公開內容以引用方式并入本文。一種包括系統21的元件的商品為購自Biosense Webster,Inc.(3333Diamond Canyon Road,Diamond Bar,CA 91765)的3系統。此系統可由本領域的技術人員進行修改以實施本文所述的實施方案的原理。

圖1示出了保持導管29的醫師27，該導管29的遠側端部31設置在受檢者25的心臟23內。醫師27沿著心臟的內表面或心外膜表面移動導管29的遠側端部31，并且導管的遠側端部處的一個或多個電極用于記錄心內ECG信號，如上所述。處理器(PROC)28通過電接口35接收ECG信號。通過分析ECG信號，處理器28標識任何記錄的局部激活，并且進一步測量局部激活的相應局部激活時間或任何多個局部激活之間的相應差值。響應于測得的局部激活時間和/或時間差，處理器28生成電解剖標測圖并且驅動顯示器26以顯示標測圖，如下文詳細所述。

一般來講，處理器28可被實施為單個處理器或一組協作的網絡或集群處理器。處理器28通常為已編程的數字計算裝置，其包括中央處理單元(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、非易失性二級存儲裝置(諸如，硬盤驅動器或CD ROM驅動器)、網絡接口、和/或外圍裝置。程序代碼(包括軟件程序)和/或數據被加載到RAM中以供CPU執行和處理，并且生成結果以用于顯示、輸出、傳輸、或存儲，如本領域中所公知的那樣。程序代碼和/或數據可例如通過網絡以電子形式下載到計算機，或者另選地或除此之外，其可被提供和/或存儲在非臨時性有形介質(諸如磁存儲器、光學存儲器、或電子存儲器)上。此類程序代碼和/或數據在提供給處理器時產生被配置成執行本文所述的任務的機器或專用計算機。

另外現在參見圖2，其為根據本發明的一些實施方案的顯示在顯示器26上的視覺輸出37的示意圖。視覺輸出37包括心臟的內表面34(例如，心臟的左心室或右心室心肌的一部分)的電解剖標測圖32，該電解剖標測圖由處理器28響應于所記錄的局部激活的局部激活時間而生成。

圖2的左側示出了導致標測圖32的顯示的解剖情形，如圖所示。在此情形下，電波前24沿著表面34傳導，如由箭頭所指出的那樣。在到達阻斷線22的“近”側時，波前24繞行阻斷線，并且在阻斷線的“遠”側繼續沿其先前軌跡行進。由于阻斷線22的繞行，在阻斷線附近測得多個局部激活時間。例如，圖2通過多個“x”符號示出了沿阻斷線的區域30a,30b和30c處的局部激活時間的測量。在這些區域中的每個區域處，每個心動周期測得至少兩個局部激活時間：對應于波前24穿過該區域的近側的第一局部激活時間和對應于波前24穿過該區域的遠側的第二局部激活時間。例如，測得的局部激活時間可如下所述：

區域30a：300ms和310ms

區域30b：290ms和320ms

區域30c：280ms和330ms

諸如區域30a,30b和30c的區域在本文中稱為“多激活區域”。另一方面，每個心動周期記錄到僅單個局部激活的區域在本文中稱為“單激活區域”。(如下文更詳細所述，記錄到多個局部激活但這些局部激活的發生時間相對聚集在一起的區域可被視為單激活區域。)多激活區域處的局部激活時間之間的差值為波前24繞行阻斷線所需的傳導時間的函數，并且因此為多激活區域與阻斷線的邊緣的靠近度的函數。因此，根據上述示例，局部激活時間之間的差值對于區域30c為50ms，但對于區域30a僅為10ms，因為區域30a更靠近阻斷線的邊緣。

基于測得的局部激活時間，處理器28將區域30a,30b和30c標識為多激活區域。處理器28隨后驅動顯示器26以將多激活區域中的每個激活區域以指示在該區域處測得的兩個局部激活時間之間的時間差的方式顯示在電解剖標測圖32上。例如，圖2示出了以指示在該區域處測得的兩個局部激活時間之間的時間差的顏色顯示的區域30a,30b和30c中的每個區域。具體地，在其處測得相對較小時間差的區域30a以較深顏色顯示，而在其處測得較大時間差的區域30c以較淺顏色顯示。區域30b以中間顏色顯示。(需注意，在包括權利要求的本專利申請的上下文中，黑色被視為顏色。)

通常，為了顯示多激活區域諸如以指示兩個局部激活時間之間的時間差，處理器通過將函數應用到時間差來設定多激活區域的顯示屬性的值，該函數將時間差的域映射到顯示屬性的值的范圍。例如，如上文所指出的那樣，圖2示出了其中修改的顯示屬性為顯示顏色的實施方案；因此，處理器應用將時間差delta-T(ΔT)的域映射到顏色值的范圍的函數。此類范圍可以任何相關顏色空間來表示。

通常，用于顯示多激活區域的函數(i)對于位于上限和下限之間的時間差為單調的(例如，嚴格單調的)，(ii)對于下限返回第一值，并且(iii)對于超過上限的差值則為常數，為第二值。例如，在RGBA顏色空間中并且假定10ms的下限和50ms的上限，函數可呈現下述形式：

C2_R＝C2_G＝C2_B＝(max(min(ΔT,50),10)-10)/40,

C2_A＝1,

其中C2_R、C2_G和C2_B分別為其中顯示多激活區域的顏色C2的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)分量，并且C2_A為顏色的不透明度。(因此，此函數將時間差的域映射到由RGBA向量(0,0,0,1)表示的黑色和由RGBA向量(1,1,1,1)表示的白色之間的顏色范圍。)對于顏色分量中的每個顏色分量，此函數(i)對于10m和50ms之間的ΔT值而言為從0到1嚴格單調(例如，線性)增加的，(ii)對于小于或等于10ms的ΔT值而言返回0，并且(iii)對于大于或等于50ms的ΔT值而言返回1。

需注意，本發明的范圍包括設定任何相關的顯示屬性以指示局部激活時間之間的時間差。例如，在一些實施方案中，除了設定多激活區域的顏色之外或者另選地，多激活區域可利用疊加指示符(例如，“+”、“x”或“*”符號)進行顯示，該疊加指示符的屬性指示兩個局部激活時間之間的時間差。例如，疊加指示符的顏色或尺寸可指示時間差。在此類實施方案中，可使用函數將時間差的相關域映射到指示符的顏色或尺寸的值的相關范圍，這類似于上文所述的方式。例如，對于其中將時間差映射到不同指示符尺寸的實施方案而言，函數可例如呈現下述形式：

S＝(max(min(ΔT,50),10)-10)/4,

其中S為以像素計的指示符的尺寸。此類函數對于等于或小于10ms的ΔT值而言返回零像素的尺寸，對于等于或大于50ms的ΔT值而言返回10像素的尺寸，并且對于10ms和50ms之間的ΔT值而言返回從0到10像素線性變化的尺寸。

在上述示例中，映射函數在時間差上限和下限之間為線性增加的。在其他實施方案中，映射函數可為指數型的或對數型的，或者可呈現任何其他合適的形式。

如圖2所示，在一些實施方案中，用于函數的單調變化部分的域的上限和下限和/或該范圍的對應值是通過包括在視覺輸出37中的用戶界面38從用戶(例如，醫師)接收的。例如，圖2示出了呈顏色條形式的用戶界面38。通過沿著顏色條滑動兩個滑塊39，用戶能夠選擇上限和下限以及其中顯示這些極限的顏色。

在其他實施方案中，上限和下限并非從用戶接收，而且相反，是基于ΔT的分布計算的。在其他實施方案中，上限和下限為預設的恒定值。

通常，域的下限也為用于標識多激活區域的臨界值。例如，如果下限為10ms，則具有小于10ms的時間差的區域可被視為單激活區域，盡管這些區域顯示具有多個激發。然而，在其他實施方案中，臨界值可不同于下限。例如，用戶界面38可允許用戶單獨地輸入臨界值。因此，例如，如果用戶輸入5ms的臨界值，10ms的下限和50ms的上限，對于下限假定黑色，并且對于上限假定白色，則：

(i)具有小于5ms的ΔT值的區域將被分類為單激活區域；

(ii)具有介于5ms和10ms之間的ΔT值的區域將以黑色顯示；

(ii)具有介于10ms和50ms之間的ΔT值的區域將以不同的灰度級顯示；

(iv)具有50ms或更高的ΔT值的區域將以白色顯示。

一些多激活區域可表現出多于兩個局部激活時間。在一些實施方案中，對于此類區域，處理器嘗試通過例如將局部激活時間與附近區域的局部激活時間進行比較來將局部激活時間中的一個或多個標識為異常值。通過忽略任何標識的異常值，可減少局部激活時間的數量。如果在忽略異常值之后，多于兩個局部激活時間保持相等，則處理器可例如以第一局部激活時間和最后局部激活時間之間的差值來計算ΔT。在其他實施方案中，處理器不嘗試標識任何異常值，而且相反，僅以第一局部激活時間和最后局部激活時間之間的差值來計算ΔT，或者使用任何其他合適的方法來選擇“主要的”兩個局部激活時間。

在一些實施方案中，處理器忽略在已知具有相對較高電噪聲的心動周期的部分期間記錄的心內ECG的任何部分。這可減少被標識的偽局部激活的數量。

通常，處理器28還標識至少一個單激活區域并且將單激活區域以指示單激活區域的單個局部激活時間的方式顯示在標測圖32上。例如，在圖2中，對于表面34的絕大部分標識單激活區域，并且將這些單激活區域以不同的顏色(在圖2中由不同的點圖案密度指示)顯示在標測圖上，該顏色指示這些區域的不同的相應局部激活時間。

通常，為了設定單激活區域的顯示屬性值，處理器應用函數，該函數將局部激活時間的域映射到顯示屬性值的范圍。例如，處理器可應用函數，該函數將局部激活時間T的域映射到顏色值C1的范圍，該范圍不同于顯示多激活區域的顏色值C2的范圍。例如，C2可在黑色和白色之間的范圍內，而C1的范圍可涵蓋其他顏色，諸如，藍色、紅色、紫色等。不同顏色值范圍的使用允許醫師容易地區別多激活區域和單激活區域。

在一些實施方案中，通過用戶界面38接收用于單激活區域的局部激活時間上限和下限和/或顯示屬性值的范圍。例如，用戶界面可包括用于設定相關值的單獨顏色條和隨附滑塊。

對于其中設定顯示顏色以指示相關時間差(對于多激活區域)和/或相關局部激活時間(對于單激活區域)的實施方案，可使用顏色插值來將顏色值分配給未進行ECG記錄的某些區域。可根據本領域已知的相關技術執行的此類插值通常為電解剖標測圖提供平滑外觀，由此允許電解剖標測圖被較容易地解釋。例如，如果第一區域被分配(0,0,0,1)的顏色值并且附近的第二區域被分配(20,20,20,1)的顏色值，則位于第一區域和第二區域之間的區域可被分配從(0,0,0,1)到(20,20,20,1)增加(例如，線性)的顏色值。

將本文所述的單激活區域和多激活區域尤其是同時顯示在標測圖上有助于醫師診斷受檢者的狀態并且/或者決定適當的治療過程。單激活區域的相應顯示屬性值向醫師指示電傳導的方向，而多激活區域的相應顯示屬性值另外指示任何阻斷線的位置。因此，例如，在給定圖2所示的顯示圖的情況下，醫師可基于其中顯示單激活區域的顏色來確定電活動的波前從表面34的區域40沿所有方向向外傳導，包括朝該表面的區域42。其中顯示多激活區域的顏色進一步指示阻斷線沿著從區域40到區域42的路線定位，該阻斷線的邊緣位于區域30a處。

盡管如上所述，但在一些實施方案中，僅兩個激活區域利用指示性顏色屬性值來顯示。因此，例如，兩個激活區域可以黑-白顏色范圍顯示，而單激活區域以單一顏色顯示。

通常，顯示器26包括圖例，該圖例示出用于顯示多激活區域的映射和/或用于顯示單激活區域的映射。例如，用戶界面38可包括如上所述的顏色條形式的此類圖例。

現在參見圖3，其為根據本發明的一些實施方案顯示的視覺輸出58a和58b的示意圖。

如上文所指出的那樣，本文所述的實施方案可用于定位病理阻斷線。類似地，本文所述的實施方案可用于標識消融線中的非預期間隙，該消融線是由醫師在消融手術期間產生的非導電組織線，通常為了終止或改變受檢者的心律失常。

在視覺輸出58a和視覺輸出58b中，疊加在標測圖32上的多個標記物60標記醫師嘗試消融的區域。視覺輸出58a對應于其中消融線為如所預期的連續的情形。在此類情形下，多激活區域的變化顏色為醫師提供消融成功的直觀的視覺反饋。另一方面，視覺輸出58b對應于其中消融線具有非預期間隙62的情形。在此類情形下，多激活區域的變化顏色為醫師提供消融未完全成功的直觀的視覺反饋。響應于此，醫師可對間隙62處的區域進行重新消融。

現在參見圖4，其為根據本發明的一些實施方案的用于顯示心臟的內表面或心外膜表面的電解剖標測圖的方法的流程圖。

首先，在輸入接收步驟46處，通過用戶界面38(圖2)接收用戶輸入。如上所述，此類輸入包括用于針對多激活區域將局部激活時間差映射到顯示屬性值的信息和/或用于針對單激活區域將局部激活時間映射到顯示屬性值的信息。隨后，在測量步驟44處，測量表面的多個區域的局部激活時間，如上所述。(在一些實施方案中，輸入接收步驟46在測量步驟44之后進行。)

隨后，在標識步驟48處，將該表面的區域中的每個區域標識為單激活區域或多激活區域。單激活區域為(i)測得僅一個局部激活時間或(ii)局部激活時間之間的差值小于臨界值的任何區域。如上所述，臨界值通常為用于多激活區域映射的時間差下限。因此，例如，如果用戶輸入10ms的下限，則局部激活時間之間的差值小于10ms的任何區域將被分類為單激活區域。

隨后，在第一函數應用步驟50處，使用基于已接收的用戶輸入的第一函數來將單激活區域的局部激活時間映射到相應的顯示屬性值。類似地，在第二函數應用步驟52處，使用也基于接收到的用戶輸入的第二函數來將多激活區域的局部激活時間之間的差值映射到相應的顯示屬性值。然后在顯示步驟54處，利用在步驟50和52中計算的顯示屬性值來顯示電解剖標測圖。醫師隨后可使用電解剖標測圖來診斷受檢者。

需注意，本文所述的設備和方法可利用從一個心跳到下一個心跳不發生變化的兩個靜態電解剖標測圖和動態電解剖標測圖來實施。此類動態電解剖標測圖可用于例如可視化電傳導模式從一個心跳到下一個心跳的變化，以便更好地診斷和/或治療某些類型的心律失常。

本領域的技術人員應當理解，本發明并不限于上文中具體示出和描述的內容。相反，本發明的范圍包括上文所述各種特征的組合與子組合，以及本領域的技術人員在閱讀上述說明時可能想到的未在現有技術范圍內公開的變型和修改。以引用方式并入本專利申請的文獻將視為本專利申請的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻中定義的任何術語與在本說明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應只考慮本說明書中的定義。