電生理信號(hào)的波前檢測(cè)的制作方法
【專利說(shuō)明】電生理信號(hào)的波前檢測(cè)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年I月17日提交的并且標(biāo)題為WAVE FRONT DETECT1N FORELECTR0PHYS10L0GICAL SIGNALS的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/753,792的權(quán)益,通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容合并至此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)涉及電生理信號(hào)的波前檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0004]心電圖繪制(ECM)是用來(lái)從傳感得到的電信號(hào)中確定并顯示心臟電信息的技術(shù)。ECM可以基于心電活動(dòng)的有創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)測(cè)量來(lái)執(zhí)行。電生理學(xué)數(shù)據(jù)可以在心律失常的診斷和治療中使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本公開(kāi)涉及電生理信號(hào)的波前檢測(cè)。
[0006]在一個(gè)示例中,具有能夠由處理器執(zhí)行的指令的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以執(zhí)行一種方法。該方法可以包括基于表示多個(gè)節(jié)點(diǎn)隨著時(shí)間的過(guò)去的電活動(dòng)的數(shù)據(jù),計(jì)算跨幾何表面分布的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位值??梢栽诮o定的時(shí)間處對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)評(píng)估計(jì)算的相位值,以識(shí)別相位值包含相位閾值的每對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)。基于該評(píng)估可以確定幾何表面上的與給定時(shí)間處的波前相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)位置。
[0007]另一個(gè)示例可以提供包括存儲(chǔ)器以及一個(gè)或多個(gè)處理器的系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)處理器可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器并執(zhí)行包括波前分析器的指令??梢跃幊滩ㄇ胺治銎饕栽u(píng)估在給定的時(shí)間處多個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)的相位值,并且識(shí)別相位值包含預(yù)先確定相位值的每對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)。波前分析器可以將波前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以識(shí)別幾何表面上的波前位置,波前位置位于幾何表面上每對(duì)識(shí)別的相鄰節(jié)點(diǎn)之間。
[0008]在另一個(gè)示例中,一種方法可以包括將電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以表示跨幾何表面分布的多個(gè)節(jié)點(diǎn)隨著時(shí)間的過(guò)去的電活動(dòng)??梢栽诮o定的時(shí)間評(píng)估為多個(gè)節(jié)點(diǎn)中至少主要部分計(jì)算的相位值,以識(shí)別相位值包含波前相位值的每對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)??梢栽趲缀伪砻嫔献R(shí)別波前位置位于幾何表面上每對(duì)識(shí)別的相鄰節(jié)點(diǎn)之間??梢援a(chǎn)生圖形繪制圖以表示幾何表面的至少一部分上的識(shí)別的波前位置。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1描繪檢測(cè)和產(chǎn)生波前的系統(tǒng)的示例。
[0010]圖2描繪根據(jù)時(shí)間描繪的電勢(shì)和相位的圖的示例。
[0011]圖3描繪示出可以確定的波前的等時(shí)線的相位圖的示例。
[0012]圖4描繪示出多個(gè)電描記圖的、描繪電勢(shì)對(duì)時(shí)間的圖的示例。
[0013]圖5A_f5D描繪相位圖和波前的示例,其可以在不同時(shí)間產(chǎn)生以例示波前跨越表面的運(yùn)動(dòng)。
[0014]圖6是示例可以實(shí)現(xiàn)以檢測(cè)波前的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開(kāi)涉及電生理信號(hào)的波前檢測(cè)。公開(kāi)了系統(tǒng)和方法以計(jì)算并顯現(xiàn)幾何表面上電信號(hào)的動(dòng)態(tài)波前傳播。例如,電生理信號(hào)可以表不分布在例如與患者的組織相對(duì)應(yīng)的幾何表面上的節(jié)點(diǎn)的電活動(dòng)(例如電勢(shì))。電信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成幾何表面中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位??梢赃x擇相位值以設(shè)置波前的邊界條件,例如指示激活或去極化的開(kāi)始或結(jié)束的相位值??梢栽u(píng)估每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位以基于相位閾值識(shí)別沿著波前邊界的位置??梢宰R(shí)別滿足這種標(biāo)準(zhǔn)的任意數(shù)量的相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)。位于沿著在識(shí)別的相鄰節(jié)點(diǎn)對(duì)之間延伸的線的點(diǎn)可以確定位于波前上。例如,沿著在相鄰節(jié)點(diǎn)組之間延伸的多個(gè)這種線的點(diǎn)可以在圖形繪制圖上連接,以形象化地識(shí)別幾何表面上的波前。這可以在多個(gè)時(shí)間區(qū)間(例如幀)上執(zhí)行以構(gòu)建描繪波BU跨越表面的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間序列圖形繪制圖。
[0016]雖然相對(duì)于關(guān)于心臟包絡(luò)或心臟表面的重建的電描記圖公開(kāi)了波前檢測(cè)的許多示例,但是這里公開(kāi)的系統(tǒng)和方法同樣地適用于幾何表面的任何電信號(hào),不管是從表面直接測(cè)量的還是從測(cè)量中導(dǎo)出的。該概念可以應(yīng)用于ECG和EGM電勢(shì)上,其可以用來(lái)產(chǎn)生相位信息。也就是,這里公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可以應(yīng)用于可以從表面獲取或者對(duì)于表面計(jì)算的任何時(shí)間相位信號(hào)。而且,雖然這里的許多示例在心臟電信號(hào)的波前檢測(cè)和繪制的上下文中描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,這里公開(kāi)的方法同樣地適用于其他電生理信號(hào),例如腦電圖,肌電圖,眼電圖等。
[0017]圖1是描繪檢測(cè)波前并產(chǎn)生相應(yīng)的圖形繪制圖12(例如電生理繪制圖)的系統(tǒng)10的示例。系統(tǒng)10可以基于電數(shù)據(jù)14的分析確定幾何表面的波前。例如,電數(shù)據(jù)14可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如一個(gè)或多個(gè)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))中,作為描述經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間區(qū)間在多個(gè)解剖位置處的電活動(dòng)的電解剖數(shù)據(jù)。例如,電數(shù)據(jù)14可以提供作為表示解剖位置的電活動(dòng)的電描記圖或其他電波形。
[0018]如這里公開(kāi)的,解剖位置可以表示為分布在幾何表面上的節(jié)點(diǎn)。幾何表面可以是解剖結(jié)構(gòu)(例如患者(例如人類或其他動(dòng)物)的組織)的表面。在一些示例中,患者組織可以是心臟組織,使得幾何表面對(duì)應(yīng)于心外膜表面,心內(nèi)膜表面或另一種心臟包絡(luò)。幾何表面可以是患者特有的(例如基于患者的成像數(shù)據(jù)),它可以是表面的一般模型或者它可以是基于患者特有的數(shù)據(jù)(例如成像數(shù)據(jù),患者測(cè)量,重建數(shù)據(jù),等等)定制的一種混合版本的模型。因此電數(shù)據(jù)14可以表征跨任何這種幾何表面(例如患者的組織)分布的節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)。如這里公開(kāi)的,幾何表面可以由存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的幾何數(shù)據(jù)28來(lái)定義。
[0019]作為另一個(gè)示例,電數(shù)據(jù)14可以對(duì)應(yīng)于電生理信號(hào),例如可以對(duì)應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)電極獲得的生理信號(hào)或者從這種信號(hào)中另外導(dǎo)出的生理信號(hào)。例如,可以應(yīng)用電極來(lái)無(wú)創(chuàng)地測(cè)量電活動(dòng),例如電極可以放置在患者的身體表面上,例如患者的頭(例如對(duì)于腦電圖),患者的胸(例如對(duì)于心電圖)或者其他無(wú)創(chuàng)位置。因此電數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于身體表面測(cè)量的電信號(hào),或者如這里公開(kāi)的,可以基于身體表面測(cè)量重建到另一個(gè)表面上。在其他示例中,可以有創(chuàng)地獲取輸入電數(shù)據(jù)14,例如由放置在患者身體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電極(例如在EP研究等期間在導(dǎo)線或籃狀導(dǎo)管上)。在再其他示例中,輸入電數(shù)據(jù)14可以包括混合方法或從其導(dǎo)出,其可以包括無(wú)創(chuàng)獲取的電信號(hào)和有創(chuàng)獲取的電信號(hào)。
[0020]系統(tǒng)10可以包括相位計(jì)算器16,相位計(jì)算器16被編程,以基于表示隨著時(shí)間的過(guò)去幾何表面的電活動(dòng)的數(shù)據(jù),計(jì)算分布在與患者組織相對(duì)應(yīng)的幾何表面上的節(jié)點(diǎn)的電活動(dòng)的相位。在一些示例中,幾何表面可以表示為一個(gè)網(wǎng),該網(wǎng)包括由邊互連以定義網(wǎng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如,網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)為三角網(wǎng),該三角網(wǎng)互連穿過(guò)感興趣的幾何表面的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于另一個(gè)示例,網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)為表示感興趣的幾何表面的矩形或其他多邊形網(wǎng)。
[0021]可以如何確定計(jì)算的相位以及可以如何執(zhí)行相位繪制的示例在于2013年9月20 日提交的并且標(biāo)題為 PHYS1LOGICAL MAPPING FOR ARRHYTHMIA 的 PCT 申請(qǐng) N0.PCT/US13/60851中公開(kāi),通過(guò)引用合并至此。但是,也可以使用其他的方法來(lái)確定相位并執(zhí)行相位繪制。
[0022]作為示例,可以編程相位計(jì)算器16,通過(guò)將電信號(hào)的每個(gè)周期轉(zhuǎn)換成根據(jù)時(shí)間的周期信號(hào)來(lái)計(jì)算相位。例如,讓-η為周期的任意開(kāi)始,然后η為下一個(gè)周期的開(kāi)始。相位計(jì)算器16可以對(duì)每個(gè)周期的開(kāi)始和結(jié)束之間的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)以遞增的方式指定[-31,π ]之間的相位值。例如,假設(shè)獲得的相位是大小為I的復(fù)數(shù)的相位;那樣,每個(gè)對(duì)應(yīng)的周期可以轉(zhuǎn)換成復(fù)空間中中心為0,O的一個(gè)圓。
[0023]為了便于將信號(hào)轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的相位信號(hào),可以配置相位計(jì)算器(或其他功能)16以在測(cè)量的電信號(hào)上執(zhí)行預(yù)處理,例如去除噪聲,信號(hào)的無(wú)關(guān)振蕩,以及提取輸入信號(hào)的顯著特征,從而增加相位計(jì)算的準(zhǔn)確度和再現(xiàn)性。在一些示例中,預(yù)處理可以在獲取的電信號(hào)上執(zhí)行使得電數(shù)據(jù)14對(duì)應(yīng)于預(yù)處理后的(例如降噪的)信號(hào)。在其他示例中,可以編程相位計(jì)算器以在確定相位之前在電數(shù)據(jù)上執(zhí)行這種預(yù)處理。
[0024]相位計(jì)算器16可以在各種時(shí)間點(diǎn)上對(duì)于幾個(gè)時(shí)間區(qū)間計(jì)算相位信息,使得分析在時(shí)間和空間一致性方面是強(qiáng)健的??梢越M合來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)段的相位信息。在其他示例中,時(shí)間段可以跨越連續(xù)的時(shí)間區(qū)間。在一些示例中,例如對(duì)于電數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于無(wú)創(chuàng)獲取的電信號(hào)或從其導(dǎo)出的示例,相位計(jì)算器16可以對(duì)于心臟包絡(luò)上的每個(gè)位置(例如大約2000或更多點(diǎn))對(duì)于已經(jīng)獲取電數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間區(qū)間提供相對(duì)應(yīng)的相位數(shù)據(jù)。因?yàn)榭梢钥缭綆缀螀^(qū)域(例如跨越整個(gè)心臟表面)同時(shí)測(cè)量電信號(hào),計(jì)算的相位數(shù)據(jù)和作為結(jié)果的波前同樣地跨越感興趣的幾何區(qū)域空間和時(shí)間一致。
[0025]由相位計(jì)算器16提供的計(jì)算的相位信息可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(例如作為相位數(shù)據(jù))并且由波前分析器18使用以表征幾何表面上的一個(gè)或多個(gè)波前。例如,波前分析器18可以基于相位數(shù)據(jù)和電解剖數(shù)據(jù)識(shí)別幾何表面上與一個(gè)或多個(gè)波前相對(duì)應(yīng)的位置。在圖1的示例中,波前分析器18包括激活/去極化計(jì)算器20,其可以被編程以計(jì)算每個(gè)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)(例如在與幾何表面相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)上)的激活或去極化時(shí)間的一個(gè)或二者。
[0026]作為