СПОСОБ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВНУТРИСЕРДЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОГРАММЫ Российский патент 2022 года по МПК A61B5/339 A61B5/06 G06T11/00 G16H30/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к медицинским системам и, в частности, но не исключительно, к катетерным системам.

Уровень техники

Широкий спектр медицинских процедур включает размещение в теле пациента зондов, таких как катетеры. Для отслеживания таких зондов были разработаны системы определения местоположения. Одним из способов, известных в данной области, является определение местоположения с использованием магнитного поля. При определении местоположения с использованием магнитного поля генераторы магнитного поля обычно размещают в известных местах возле пациента. Датчик магнитного поля, вмонтированный в дистальный конец зонда, под действием магнитных полей генерирует электрические сигналы, посредством обработки которых можно определить координаты положения дистального конца зонда. Такие способы и системы описаны в патентах США № 5391199, 6690963, 6484118, 6239724, 6618612 и 6332089, в публикации международной заявки WO 1996/005768 и в публикациях заявок на патент США 2002/006455, 2003/0120150 и 2004/0068178. Местоположения также можно отслеживать с помощью систем полного сопротивления или токовых систем.

Одной из медицинских процедур, в которой эти типы зондов или катетеров имеют лечебную чрезвычайную эффективность, является лечение аритмий сердца. Аритмии сердца, в частности фибрилляция предсердий, являются наиболее распространенными и опасными заболеваниями, особенно среди людей старшего возраста.

Диагностика и лечение аритмий сердца включает картирование электрических свойств сердечной ткани, в особенности эндокарда и объема сердца, и селективную абляцию сердечной ткани путем воздействия энергии. Такая абляция может прекратить или изменить распространение нежелательных электрических сигналов из одного участка сердца в другой. В процессе абляции разрушаются нежелательные пути прохождения электрического сигнала посредством образования непроводящих повреждений. Были раскрыты различные методики доставки энергии для формирования повреждений. Они включают в себя применение микроволновой, лазерной и чаще всего радиочастотной энергий для создания блоков проводимости вдоль ткани сердечной стенки. Во время данной двухэтапной процедуры (картирование с последующей абляцией) электрическая активность в точках внутри сердца обычно регистрируется и измеряется путем продвижения внутрь сердца катетера, содержащего один или более электрических датчиков, и получения данных во множестве точек. Затем эти данные используются для выбора целевых областей эндокарда, в которых должна выполняться абляция.

Электродные катетеры широко применяются в медицинской практике в течение многих лет. Они используются для стимуляции и картирования электрической активности сердца, а также для абляции участков c нарушенной электрической активностью. На практике электродный катетер вводят в главную вену или артерию, например, в бедренную артерию, и затем направляют в соответствующую камеру сердца. Стандартная процедура абляции включает введение в камеру сердца катетера с одним или более электродами на его дистальном конце. Может быть предусмотрен контрольный электрод, который, как правило, фиксируется на коже пациента или с использованием второго катетера, размещаемого в полости сердца или рядом с ним. Радиочастотный (РЧ) ток подается к точечному электроду (электродам) абляционного катетера и проходит через окружающую среду, а именно через кровь и ткань, по направлению к контрольному электроду. Распределение тока зависит от площади поверхности электрода, контактирующей с тканью в сравнении с кровью, которая обладает большей проводимостью, чем ткань. Нагревание ткани обусловлено ее электрическим удельным сопротивлением. Ткань нагревается в достаточной степени, чтобы вызвать разрушение клеток сердечной ткани, в результате чего на сердечной ткани формируется поврежденный участок, который не проводит электрический ток.

Сущность изобретения

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается медицинская система, содержащая катетер, выполненный с возможностью введения в камеру сердца живого субъекта, и содержащая электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в соответствующих местоположениях внутри камеры сердца, дисплей и схему обработки, выполненную с возможностью принимать сигналы от катетера, и в ответ на сигналы дискретизировать соответствующие значения напряжения сигналов при соответствующих временных значениях, и воспроизводить на дисплее соответствующие внутрисердечные электрограммы (IEGM), представляющие электрическую активность в тканях, которая измеряется электродами катетера в соответствующих местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает линейное расположение соответствующих форм, связанных и расположенных во временном порядке соответствующих временных значений, при этом заполнители соответствующих форм форматируются в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения схема обработки выполнена с возможностью отображения на дисплее соответствующих IEGM, причем заполнители соответствующих форм по меньшей мере частично окрашены в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям.

Дополнительно в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения схема обработки выполнена с возможностью отображения на дисплее соответствующих IEGM, причем прозрачность заполнителей соответствующих форм корректируется в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения схема обработки выполнена с возможностью получения значений по атрибуту соответствующих сигналов в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения и соответствующими временными значениями, и отображения на дисплее соответствующих представленных IEGM, при этом заполнители соответствующих форм форматируются первым форматированием в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям, и заполнители соответствующих форм также форматируются вторым форматированием в соответствии с производными значениями.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения атрибут представляет собой скорость изменения дискретизированных значений напряжения.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения атрибут представляет собой фракционирование соответствующих сигналов.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первое форматирование включает форматирование цвета, а второе форматирование включает в себя форматирование прозрачности.

Дополнительно, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения схема обработки выполнена с возможностью отображения на дисплее соответствующих представленных IEGM с по меньшей мере одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующего: буквенно-цифровой символ, иной символ, линия, точка, временная маркировка, максимум в текущих данных, импульс электрокардиостимулятора.

Также в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения представлен медицинский способ, включающий прием сигналов от катетера, выполненного с возможностью введения в камеру сердца живого субъекта, и включающий электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в соответствующих местоположениях внутри камеры сердца в ответ на сигналы, дискретизацию соответствующих значений напряжения сигналов в соответствующие временные значения и отображение на дисплее соответствующих внутрисердечных электрограмм (IEGM), представляющих электрическую активность в тканях, которая измеряется электродами катетера в соответствующих местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает линейное расположение соответствующих форм, связанных и расположенных во временном порядке соответствующих временных значений, при этом заполнители соответствующих форм форматируются в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения отображение включает отображение на дисплее соответствующих представленных IEGM, при этом заполнители соответствующих форм по меньшей мере частично окрашены в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям.

Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, отображение включает отображение на дисплее соответствующих представленных IEGM, при этом прозрачность заполнителей соответствующих форм регулируется в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего описания способ включает получение значений по атрибуту соответствующих сигналов в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения и соответствующими временными значениями, и при этом отображение включает отображение на дисплее соответствующих представленных IEGM, при этом заполнители соответствующих форм форматируются первым форматированием в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных по соответствующим временным значениям, и заполнители соответствующих форм также форматируются вторым форматированием в соответствии с производными значениями.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения атрибут представляет собой скорость изменения дискретизированных значений напряжения.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения атрибут представляет собой фракционирование соответствующих сигналов.

Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первое форматирование включает форматирование цвета, а второе форматирование включает в себя форматирование прозрачности.

Дополнительно, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения отображение включает отображение на дисплее соответствующих представленных IEGM с по меньшей мере одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующего: буквенно-цифровой символ, иной символ, линия, точка, временная маркировка, максимум в текущих данных, импульс электрокардиостимулятора.

Также в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается программный продукт, включающий энергонезависимый машиночитаемый носитель, в котором хранятся команды программы, при этом команды при чтении центральным процессором (ЦП) заставляют ЦП принимать сигналы от катетера, выполненного с возможностью введения в камеру сердца живого субъекта, и содержащего электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в соответствующих местоположениях внутри камеры сердца в ответ на сигналы, дискретизацию соответствующих значений напряжения сигналов в соответствующие временные значения и отображение на дисплее соответствующих представленных внутрисердечных электрограмм (IEGM), представляющих электрическую активность в тканях, которая измеряется электродами катетера в соответствующих местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает линейное расположение соответствующих форм, связанных и расположенных во временном порядке соответствующих временных значений, при этом заполнители соответствующих форм форматируются в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение станет понятным на примере следующего подробного описания в сочетании с чертежами, на которых:

Фиг. 1 - схематический вид системы для медицинской процедуры, сконструированной и функционирующей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - схематический вид катетера, предназначенного для использования с системой, изображенной на Фиг. 1;

Фиг. 3 - схематический вид записи IEGM и представленной IEGM, которые получают с помощью системы, показанной на Фиг. 1;

Фиг. 4 - схематический вид нескольких IEGM; и

Фиг. 5 - блок-схема, показывающая этапы в способе работы системы, показанной на Фиг. 1.

Описание примеров осуществления изобретения

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Как упомянуто ранее, во время двухэтапной процедуры (картирование, с последующей абляцией) электрическая активность в точках внутри сердца обычно определяется и измеряется путем продвижения внутрь сердца катетера, содержащего один или более электродов, и получения данных во множестве точек. Впоследствии эти данные используются для выбора целевых областей, в которых должна быть выполнена абляция.

В частности, электрическая активность, как правило, отображается в виде внутрисердечной электрограммы (IEGM) для анализа врачом с целью обнаружения источников аритмии. Электрод катетера, который не находится в контакте с тканями сердца, по существу измеряет определенный электрический сигнал от тканей сердца и сигнал дальнего поля. Когда электрод катетера находится в контакте с тканями сердца, значение напряжения сигнала главным образом основано на проводимости тканей, в то время как дальнее поле является незначительным. Таким образом, врач, как правило, заинтересован в анализе записей IEGM от электродов, находящихся в контакте с тканями.

При использовании фокальных катетеров с одним или двумя электродами, как правило, для анализа врачу отображается одна запись IEGM. Врач может на основании формы сигнала быстро определить, находится ли обеспечивающий сигнал электрод катетера в контакте с тканями. Однако многоэлектродные катетеры, одновременно фиксирующие электрическую активность из разных участков тканей, могут обеспечивать данные для одновременного отображения множества записей IEGM на одном дисплее. В некоторых случаях количество записей IEGM может быть слишком большим, чтобы врач мог легко определить, какие из записей IEGM представлены электродами, контактирующими с тканями, а какие нет.

Примером многоэлектродного катетера является катетер Octaray® с более чем 48 электродами, произведенный компанией Biosense Webster Inc., Ирвайн, Калифорния, США. Катетер Octaray содержит восемь отклоняемых плеч, размещенных на дистальном конце ствола, при этом каждое из отклоняемых плеч содержит шесть электродов. Некоторые катетеры могут содержать большее количество электродов, например, но не ограничиваясь этим, 120 электродов.

В дополнение к необходимости определения контакта электрода во время картирования, рассмотренного выше, врач, выполняющий процедуру абляции, отслеживает контакт электродов с тканями, поскольку для эффективной абляции, как правило, требуется достаточный контакт между абляционным электродом (электродами) и тканями. Для небольшого количества электродов мониторинг контакта может быть выполнен путем представления величины контакта, такой как импеданс, наблюдаемый посредством электрода, или усилия, воздействующего на электрод, в числовом виде или даже графически. Тем не менее, по мере увеличения количества активных электродов, используемых в процедуре абляции, врачу становится все труднее контролировать какой-либо параметр для отдельных электродов. В случае контакта с электродом эта проблема усугубляется тем, что в большинстве случаев контакт меняется, поэтому параметр измерения контакта также меняется.

В вариантах осуществления настоящего изобретения указанные выше проблемы решаются во время медицинской процедуры, такой как картирование или абляция, путем представления врачу многоканальных цветных форматированных представленных IEGM вместо показа записей IEGM (графики зависимости напряжения от времени). Каждая представленная IEGM представляет собой дискретизацию значений напряжения IEGM сигнала (обнаруженного соответствующим электродом катетера) с использованием окрашенных форм (например, прямоугольников, продолговатых элементов, овалов или любой подходящей формы), расположенных в линейном порядке на кардиограмме. Формы окрашиваются в соответствии с дискретизированными значениями напряжения и располагаются в представленной кардиограмме в соответствии с временным порядком соответствующих временных значений, связанных с дискретизированными значениями напряжения, закодированными в цветных формах. Например, каждая последующая форма в кардиограмме может соответствовать следующему временному значению, при котором была осуществлена дискретизация, и каждая форма имеет цветовую кодировку в соответствии с дискретизированным значением напряжения, дискретизированным на основании временного значения, связанного с этой формой.

Таким образом, цветовое кодирование линейного расположения форм на представленной кардиограмме представляет значения напряжения в сигнале, обнаруженном соответствующим электродом катетера.

Представленные кардиограммы могут быть показаны одна над другой на дисплее, благодаря чему обеспечивается возможность отображать на одном экране множество IEGM, связанных со множеством электродов катетера. Явновыраженные и другие характерные особенности электрической активности сердца могут быть собраны из кардиограмм, такие как значения максимального и минимального напряжений, расстояния между пиковыми значениями и скорость изменения значений напряжения. Например, скорость изменения напряжения обозначена по ширине цветовых полос на кардиограммах. Например, изменение цвета в одной форме представляет более быструю скорость изменения, чем изменение цвета в нескольких смежных формах.

В некоторых вариантах осуществления изобретения формы могут быть отформатированы с использованием другого способа форматирования, например, с использованием различных уровней прозрачности для заполнителя форм.

Кроме того, или в качестве альтернативы, формы представленных IEGM могут быть отформатированы для отображения другого атрибута сигналов, такого как скорость изменения соответствующего сигнала или фракционирование соответствующего сигнала. В тех случаях, когда различные атрибуты сигналов показаны в одной представленной IEGM, один атрибут может быть представлен с использованием одного типа форматирования (например, с использованием иного окрашивания), а другой атрибут может быть представлен с использованием другого типа форматирования (например, с использованием различных уровней прозрачности).

В некоторых вариантах осуществления изобретения. Записи IEGM могут быть при необходимости отображены в дополнение к представленным IEGM.

Некоторые варианты осуществления включают медицинскую систему, содержащую катетер, который вводят в камеру сердца живого субъекта. Катетер содержит электроды, которые контактируют с тканями в соответствующих местоположениях внутри камеры сердца. Медицинская система может содержать схему обработки, которая принимает сигналы от катетера и в ответ на сигналы дискретизирует соответствующие значения напряжения сигналов при соответствующих временных значениях.

Схема обработки необязательно получает значения атрибута соответствующих сигналов в соответствии с дискретизированными значениями напряжения и соответствующими временными значениями. Атрибут может представлять собой скорость изменения дискретизированных значений напряжения или фракционирование соответствующих сигналов.

Схема обработки отображает на дисплее в ответ на сигналы соответствующие представленные внутрисердечные электрограммы (IEGM), представляющие электрическую активность в тканях, которую регистрируют электроды катетера в соответствующих местоположениях. Каждая представленная IEGM включает линейное расположение соответствующих форм, связанных и расположенных во временном порядке соответствующих временных значений. Заполнители соответствующих форм соответствующим образом форматируются в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях. В некоторых вариантах осуществления изобретения заполнители форматируются на основе дискретизированных значений напряжения или на основе другого атрибута (например, скорости изменения значения напряжения или фракционирования), который основан на дискретизированных значениях напряжения и временных значениях. Таким образом, форматирование представленных IEGM может представлять дискретизированные амплитуды, скорость изменения дискретизированных значений напряжения и/или фракционирование.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема обработки отображает на дисплее соответствующие представленные IEGM с заполнителями соответствующих форм, которые по меньшей мере частично окрашены в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных в соответствии с соответствующими временными значениями. В других вариантах осуществления изобретения схема обработки отображает на дисплее соответствующие представленные IEGM с прозрачностью заполнителей соответствующих форм, скорректированных в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных в соответствии с соответствующими временными значениями.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема обработки отображает на дисплее соответствующие представленные IEGM, при этом: заполнители соответствующих форм отформатированы в соответствии с первым форматированием в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях, и заполнители соответствующих форм также отформатированы в соответствии со вторым форматированием в соответствии со вторым форматированием в зависимости от полученных значений (например, представляющих другой атрибут сигналов, такой как скорость изменения значения напряжения или фракционирование). Таким образом, по меньшей мере некоторые из форм могут быть отформатированы как с помощью первого форматирования, так и с помощью второго форматирования. Например, по меньшей мере некоторые из форм могут иметь как цвет, так и прозрачность. Первое форматирование и второе форматирование могут быть выбраны из любой подходящей схемы форматирования, например, но не ограничиваясь этим, из форматирования цвета или форматирования прозрачности. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое форматирование включает форматирование цвета, в то время как второе форматирование включает форматирование прозрачности. В других вариантах осуществления изобретения первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема обработки отображает на дисплее соответствующие представленные IEGM по меньшей мере с одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующего: буквенно-цифровой символ, иной символ, линия, точка, временная маркировка, максимум в текущих данных, импульс электрокардиостимулятора, только в качестве примера.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

Теперь обратимся к Фиг. 1, на которой представлен схематический вид системы 20 для медицинской процедуры, сконструированной и функционирующей в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Обратимся также и к Фиг. 2, на которой представлен схематический вид катетера 40 для применения в системе 20, показанной на Фиг. 1.

Система 20 для медицинских процедур используется для определения положения катетера 40, как показано на вставке 25 на Фиг. 1 и более подробно на Фиг. 2. Катетер 40 содержит ствол 22 и множество отклоняемых плеч 54 (только некоторые из них обозначены для простоты) для введения в часть тела (например, камеру сердца 26) живого субъекта. Отклоняемые плечи 54 имеют соответствующие проксимальные концы, соединенные с дистальным концом ствола 22.

Катетер 40 содержит датчик положения 53, расположенный на стволе 22 в заранее определенном пространственном отношении к проксимальным концам отклоняемых плеч 54. Датчик положения 53 может содержать магнитный датчик 50 и/или по меньшей мере один электрод 52 ствола. Магнитный датчик 50 может содержать по меньшей мере одну катушку, например, но не ограничиваясь этим, двухосную или трехосную катушечную конструкцию для обеспечения данных о положении для определения местоположения и ориентации, включая вращение. Катетер 40 содержит множество электродов 55 катетера (только некоторые из них обозначены на Фиг. 2 для упрощения), размещенных в различных соответствующих местоположениях вдоль каждого из отклоняемых плеч 54. Как правило, катетер 40 может быть использован для картирования электрической активности в сердце живого субъекта с помощью электродов 55 или для выполнения любой другой подходящей функции в части тела живого субъекта. Электроды 55 выполнены с возможностью контакта с тканями части тела в соответствующих местоположениях, если вести речь о части тела (например, внутри камеры сердца).

Система 20 для медицинских процедур может определять положение и ориентацию ствола 22 катетера 40 на основании сигналов, подаваемых магнитным датчиком 50 и/или электродами 52 ствола (проксимальным электродом 52a и дистальным электродом 52b), установленными на стволе 22 по обе стороны от магнитного датчика 50. Проксимальный электрод 52a, дистальный электрод 52b, магнитный датчик 50 и по меньшей мере некоторые из электродов 55 соединены проводами, проходящими через ствол 22 через соединительный элемент 35 катетера к различным схемам управления в пульте 24 управления. В некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере два из электродов 55 каждого из отклоняемых плеч 54, электроды 52 ствола и магнитный датчик 50 соединены со схемами управления в пульте 24 управления посредством соединительного элемента 35 катетера. В некоторых вариантах осуществления изобретения дистальный электрод 52b и/или проксимальный электрод 52a могут быть опущены.

Изображение, показанное на Фиг. 2, приведено исключительно в целях обеспечения концептуальной ясности. Возможны и другие конфигурации электродов 52 ствола и электродов 55. В датчик положения 53 могут быть включены дополнительные функциональные возможности. Элементы, не относящиеся к описанным вариантам осуществления настоящего изобретения, такие как порты для орошения, опущены для ясности.

Врач 30 направляет катетер 40 в целевое местоположение в части тела (например, сердце 26) пациента 28 путем манипулирования стволом 22 с помощью манипулятора 32 возле проксимального конца катетера 40 и/или отклонения от интродьюсера 23. Катетер 40 вводят через интродьюсер 23, при этом отклоняемые плечи 54 собираются вместе, и только после выведения катетера 40 из интродьюсера 23 отклоняемые плечи 54 могут разводиться и восстанавливать свою предполагаемую функциональную форму. Путем содержания отклоняемых плеч 54 в свернутой конфигурации интродьюсер 23 также служит для минимизации травмы сосудов на пути к целевому местоположению.

Пульт 24 управления содержит схему 41 обработки, как правило, компьютер общего назначения, и соответствующую схему входного каскада и интерфейсную схему 44 для генерации сигналов и/или приема сигналов от электродов 49 на поверхности тела, которые присоединены проводами, проходящими через кабель 39 к грудной клетке и к спине или любой другой подходящей поверхности кожи пациента 28.

Пульт 24 управления дополнительно содержит подсистему магнитного обнаружения. Пациент 28 помещается в магнитное поле, созданное гибким электродом, содержащим по меньшей мере один излучатель 42 магнитного поля, который приводится в действие блоком 43, расположенным в пульте 24 управления. Излучатель (излучатели) 42 магнитного поля выполнен с возможностью передачи переменных магнитных полей в область, в которой расположена часть тела (например, сердце 26). Магнитные поля, создаваемые излучателем (излучателями) 42 магнитного поля, генерируют сигналы направления в магнитном датчике 50. Магнитный датчик 50 выполнен с возможностью обнаружения по меньшей мере части переданных переменных магнитных полей и обеспечения сигналов направления в виде соответствующих электрических входов в схему 41 обработки.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки использует сигналы положения, полученные от электродов 52 ствола, магнитного датчика 50 и электродов 55, для оценки положения катетера 40 внутри органа, например, внутри камеры сердца. В некоторых вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки сопоставляет сигналы положения, полученные от электродов 52, 55, с ранее полученными магнитными сигналами положения с калибровкой местоположения, для оценки положения катетера 40 внутри камеры сердца. Координаты положения электродов 52 ствола и электродов 55 могут быть определены схемой 41 обработки на основе, помимо других входных данных, измеренных импедансов или пропорций распределения токов между электродами 52, 55 и электродами 49 на поверхности тела. Пульт 24 управления приводит в действие дисплей 27, на котором показан дистальный конец катетера 40 внутри сердца 26.

Способ определения положения с использованием измерений распределения тока и/или внешних магнитных полей реализуется в различных медицинских приложениях, например, в системе Carto®, производимой компанией Biosense Webster Inc. (Ирвайн, Калифорния), и подробно описан в патентах США № 5391199, 6690963, 6484118, 6239724, 6618612, 6332089, 7756576, 7869865 и 7848787, и в опубликованной заявке WO 96/05768 и в опубликованных заявках на патент США № 2002/0065455 A1, 2003/0120150 A1 и 2004/0068178 A1.

В системе Carto®3 применяется способ Active Current Location (ACL) для отслеживания положения на основе импеданса. В некоторых вариантах осуществления изобретения с применением способа ACL схема 41 обработки выполнена с возможностью создания картирования (например, матрицы текущего положения (CPM) между индикаторами электрического импеданса и положениями в магнитном координатном кадре излучателя (излучателей) 42 магнитного поля. Схема 41 обработки оценивает положения электродов 52 ствола и электродов 55 путем выполнения поиска в CPM.

Схема обработки 41, как правило, программируется в программном обеспечении для выполнения функций, описанных в данном документе. Программное обеспечение может быть загружено на компьютер в электронном виде, например, передано по сети, или в альтернативном или дополнительном варианте осуществления может быть обеспечено и/или может храниться на материальном носителе для долговременного хранения информации, таком как магнитная, оптическая или электронная память.

Для простоты и точности на Фиг. 1 представлены только элементы, относящиеся к описанным методикам. Система 20, как правило, содержит дополнительные модули и элементы, которые непосредственно не связаны с описанными методиками и, в связи с этим, намеренно не показаны на Фиг. 1, а также отсутствуют в соответствующем описании.

Катетер 40, описанный выше, содержит восемь отклоняемых плеч 54 с шестью электродами на плечо 54. Исключительно в качестве примера, вместо катетера 40 может быть использован любой подходящий катетер, например, катетер с различным числом гибких плеч и/или электродов на плече, или зонд с другой формой, такой как баллонный катетер, корзинчатый катетер или катетер типа лассо.

В системе 20 для медицинских процедур возможно также выполнять абляцию тканей сердца с помощью любого подходящего катетера, например, с использованием катетера 40 или другого катетера, и любого подходящего способа абляции. Пульт 24 управления может содержать генератор 34 РЧ-сигналов, выполненный с возможностью генерирования РЧ-мощности, прикладываемой между электродом или электродами катетера, соединенного с пультом 24 управления, и одним или более электродами 49 на поверхности тела для абляции миокарда сердца 26. Пульт 24 управления может содержать насос (не показан), который перекачивает орошающую текучую среду в канал для орошения к дистальному концу катетера, выполняющего абляцию. Катетер, выполняющий абляцию, также может содержать датчики температуры (не показаны), которые применяются для измерения температуры миокарда во время абляции и регулирования мощности абляции и/или скорости орошения для перекачивания орошающей текучей среды в соответствии с измеренной температурой.

Теперь обратимся к Фиг. 3, на которой представлен схематический вид записи IEGM 60 и представленной IEGM 62, которые получены с использованием системы 20, показанной на Фиг. 1. Запись IEGM 60 показывает изменения значений напряжения в зависимости от времени с использованием линейной диаграммы для сигнала, принятого от одного из электродов 55 катетера 40 (Фиг. 2).

Для генерирования представленной IEGM 62 значения напряжения принимаемого сигнала дискретизированы в соответствующие промежутки времени. Значение напряжения в дискретизированное время может представлять собой положительное или отрицательное значение. Интервал времени между дискретизациями может иметь любое подходящее значение, например, но не ограничиваясь этим, в диапазоне от 1 миллисекунды до 50 миллисекунд. Значения напряжения, дискретизированные при соответствующих временных значениях, затем преобразуются в цветовые значения. Цветовые значения могут быть получены на основе поиска значений цвета в таблице, которая сопоставляет диапазоны значений напряжения с цветовыми значениями. В качестве альтернативы цветовые значения могут быть рассчитаны с использованием функции, которая принимает значение напряжения как входное значение и выводит цветовое значение. Цветовые значения могут быть определены с помощью известной цветовой модели, такой как RGB, или на основе заказной цветовой модели. Соответствующим формам 64 IEGM 62 присваиваются соответствующие временные значения, при которых был дискретизирован сигнал. Соответствующие формы 64 затем окрашиваются в соответствии с соответствующими цветовыми значениями, полученными на основе соответствующих дискретизированных значений напряжения, дискретизированных при соответствующих временных значениях.

Например, для форм с 64-1 по 64-7, показанных во вставке 66, присваиваются временные значения 3900, 3910, 3920, 3930, 3940, 3950 и 3960 миллисекунд, соответственно. Значения напряжений дискретизированы на 3900, 3910, 3920, 3930, 3940, 3950 и 3960 миллисекундах от сигнала, равного 1,2, 1,24, 1,3, 1,33, 1,31, 1,15 и 1,1 соответственно. Цветовые значения, соответствующие красному, красному, темно-красному, темно-красному, темно-красному, оранжевому и оранжевому, получены от напряжений 1,2, 1,24, 1,3, 1,33, 1,31, 1,15 и 1,1 соответственно. Затем формы 64-1 64-7 окрашиваются в цвета: красный, красный, темно-красный, темно-красный, темно-красный, оранжевый и оранжевый, соответственно. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что два или более различных напряжения могут соответствовать одному и тому же цвету. Например, оба напряжения 1,2 и 1,24 соответствуют красному.

Формы 64 могут быть выбраны из любых подходящих форм, таких как прямоугольник или овал. Формы 64 могут иметь любую подходящую высоту, например, от 1 мм до 100 мм или даже более высокую в зависимости от размера экрана 27 (Фиг. 1) и числа показываемых одновременно IEGM 62. Формы 64 могут иметь любую подходящую ширину, например, от одного пиксела до 5 мм, в зависимости от размера экрана 27 и расстояния отображения от врача 30 (Фиг. 1) и временного интервала между дискретизациями.

Несмотря на то что представленная IEGM 62, показанная на Фиг. 3, показана в градациях серого из-за ограничений патентных графических материалов, IEGM 62 может отображаться на дисплее с использованием цвета, при этом пиковые значения показаны с использованием красного цвета (стрелки 68) и темно-красного цвета (стрелки 69), а точки минимума показаны с использованием темно-синего цвета (стрелки 70), в качестве примера. Для представления значения напряжения с любыми подходящими цветами может использоваться любое подходящее цветовое кодирование.

Явновыраженные и другие характерные особенности электрической активности сердца могут быть собраны из IEGM 62, такие как значения максимального и минимального напряжений, расстояния между пиковыми значениями и скорость изменения значений напряжения. Например, скорость изменения напряжения обозначена по ширине цветовых полос на кардиограммах. Например, изменения цвета в одной форме 64 представляют более быструю скорость изменения, чем изменение цвета в нескольких смежных формах 64.

В некоторых вариантах осуществления изобретения формы 64 могут быть отформатированы с использованием другого способа форматирования (вместо использования различных цветов), например, с использованием различных уровней прозрачности для заполнителя форм 64. Заполнитель форм 64 может представлять собой сплошной или структурированный заполнитель, уровень прозрачности которого регулируется в соответствии со значением напряжения, связанным с формами.

Обратимся теперь к Фиг. 4, на которой представлен схематический вид множества IEGM 62. Представленные IEGM 62 соответственно представляют сигналы, полученные от девятнадцати электродов 55 катетера 40 (Фиг. 1). Представленные IEGM 62 каналов 8, 11, 17 и 18 демонстрируют больше активности в диапазонах отрицательных напряжений, чем представленные IEGM 62 других каналов.

На Фиг. 4 также показаны условные обозначения 72, которые обеспечивают просмотр для врача 30 (Фиг. 1) между различными цветами в представленных IEGM 62 и соответствующими значениями напряжения. Исключительно в качестве примера, верхняя часть условных обозначений может быть окрашена в темно-красный цвет, а нижняя часть условных обозначений -- в темно-синий.

Представленные IEGM 62 показаны одна над другой на дисплее, таким образом позволяя отображать на одном экране дисплея множество представленных IEGM 62.

В некоторых вариантах осуществления изобретения на представленных IEGM 62 могут отображаться другие атрибуты сигналов, такие как скорость изменения соответствующего сигнала или фракционирование соответствующего сигнала, вместо отображения значений напряжения с течением времени путем форматирования форм 64 в соответствии со значениями другого атрибута (атрибутов).

В других вариантах осуществления изобретения на представленных IEGM 62 могут отображаться другие атрибуты сигналов, такие как скорость изменения соответствующего сигнала или фракционирование соответствующего сигнала, в дополнение к отображению значений напряжения в динамике по времени, путем форматирования форм 64 в соответствии со значениями другого атрибута (атрибутов) с использованием одного типа форматирования (например, с использованием различных уровней прозрачности) и путем форматирования форм 64 в соответствии со значениями напряжения, используя другой тип форматирования (например, используя другую раскраску).

Обратимся теперь к Фиг. 5, на которой представлена блок-схема 74, содержащая этапы в способе работы системы 20, показанной на Фиг. 1.

Катетер 40 (Фиг. 1) выполнен с возможностью введения (блок 76) в камеру сердца 26 (Фиг. 1) живого субъекта и содержит электроды 55 катетера (Фиг. 2), выполненные с возможностью контакта с тканями в соответствующих местоположениях внутри камеры сердца 26.

Схема 41 обработки (Фиг. 1) выполнена с возможностью приема сигналов от катетера 40 и в соответствии с дискретизацией (блок 78) сигналов, соответствующих значениям напряжения сигналов при соответствующих временных значениях.

Схема 41 обработки (Фиг. 1) при необходимости выполнена с возможностью получения (блок 80) значений по атрибуту соответствующих сигналов в соответствии с дискретизированными значениями напряжения и соответствующими временными значениями. Атрибут может представлять собой, например, скорость изменения дискретизированных значений напряжения или фракционирование соответствующих сигналов.

Схема 41 обработки (Фиг. 1) выполнена с возможностью отображения (блок 82) на дисплее 27 (Фиг. 1), в ответ на сигналы, соответствующих представленных внутрисердечных электрограмм (IEGM) 62 (Фиг. 3), представляющих электрическую активность в тканях, которую регистрируют электроды 55 катетера в соответствующих местоположениях. Каждая представленная IEGM 62 включает линейное расположение соответствующих форм 64 (Фиг. 3), связанных и расположенных во временном порядке соответствующих временных значений. Заполнители соответствующих форм 64 соответствующим образом форматируются в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях.

Форматирование может быть выполнено в соответствии с дискретизированными значениями напряжения или значениями на основании по меньшей мере некоторых из дискретизированных значений. Например, форматирование может быть основано на скорости изменения дискретизированных значений напряжения или фракционирования соответствующих сигналов. Таким образом, на представленных IEGM 62 может отображаться скорость изменения дискретизированных значений напряжения или фракционирования.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки (Фиг. 1) сконфигурирована для отображения на дисплее 27 (Фиг. 1) соответствующих представленных IEGM 62 с заполнителями соответствующих форм 64, которые по меньшей мере частично окрашены в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных в соответствии с соответствующими временными значениями. В других вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки (Фиг. 1) сконфигурирована для отображения на дисплее 27 (Фиг. 1) соответствующих представленных IEGM 62 с прозрачностью заполнителей соответствующих форм 64, скорректированных в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных в соответствии с соответствующими временными значениями.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки (Фиг. 1) выполнена с возможностью отображения на дисплее 27 (Фиг. 1) соответствующих представленных IEGM 62, с заполнителями соответствующих форм 64, отформатированными в соответствии с первым форматированием в соответствии с соответствующими дискретизированными значениями напряжения соответствующего одного из сигналов, дискретизированных при соответствующих временных значениях, и заполнители соответствующих форм 64 также форматируются в соответствии со вторым форматированием в соответствии с полученными значениями (полученными на этапе блока 80). Первое форматирование и второе форматирование могут быть выбраны из любой подходящей схемы форматирования, например, но не ограничиваясь этим, из форматирования цвета или форматирования прозрачности. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое форматирование включает форматирование цвета, в то время как второе форматирование включает форматирование прозрачности. В других вариантах осуществления изобретения первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

В некоторых вариантах осуществления изобретения схема 41 обработки (Фиг. 1) выполнена с возможностью отображения на дисплее 27 (Фиг. 1) соответствующих представленных IEGM с по меньшей мере одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующего: буквенно-цифровой символ (например, номера каналов, показанные на Фиг. 4), иной символ (например, условные обозначения 72, показанные на Фиг. 4), линия (не показана), точка (не показана), временная маркировка (временные значения, показанные на Фиг. 4), максимум в текущих данных (не показано), импульс электрокардиостимулятора (не показано).

В настоящем документе термины «около» или «приблизительно» в отношении любых числовых значений или диапазонов указывают на приемлемый допуск на размер, который позволяет детали или совокупности компонентов выполнять функцию, предусмотренную для них в настоящем документе. Более конкретно, термин «около» или «приблизительно» может означать диапазон значений ±20% от представленного значения, например «около 90%» может означать диапазон значений от 71% до 99%.

Различные признаки настоящего изобретения, которые для ясности описаны в контекстах разных примеров осуществления, также могут быть обеспечены в комбинации в одном варианте осуществления. С другой стороны, различные характеристики настоящего изобретения, которые для краткости описаны в тексте единственного варианта осуществления настоящего изобретения, могут также быть представлены отдельно или в любой приемлемой подкомбинации.

Описанные выше варианты осуществления приведены лишь в качестве примера, и настоящее изобретение не ограничено вариантами, показанными и подробно описанными выше в настоящем документе. Напротив, объем настоящего изобретения включает в себя как комбинации, так и подкомбинации различных элементов, описанных выше в настоящем документе, а также их варианты и модификации, которые могут быть доступны специалистам в данной области после прочтения приведенного выше описания и которые не были описаны на предшествующем уровне техники.

Группа изобретений относится к способу и медицинской системе для изображения внутрисердечной электрограммы. Система содержит катетер для введения внутрь камеры сердца живого субъекта с электродами для контакта с тканями в местоположениях внутри камеры сердца, дисплей и схему обработки сигналов от катетера. При этом дискретизируют значения напряжений сигналов при временных значениях. Отображают на дисплее внутрисердечные электрограммы (IEGM), представляющие электрическую активность в тканях. Каждая IEGM включает в себя линейное расположение форм, связанных с и расположенных во временном порядке временных значений. Заполнители форм форматируются в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных при временных значениях. Заполнители форм являются окрашенными в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям. Достигается улучшенное определение качества контакта электродов многоэлектродного катетера с тканями пациента в процессе определения и измерения электрической внутрисердечной активности за счет ее отображения в виде многоканальных цветных форматированных внутрисердечных электрограмм, представленных дискретизированными значениями напряжения сигнала соответствующего электрода с использованием линейного расположения окрашенных форм в соответствии с временным порядком соответствующих временных значений, связанных с дискретизированными значениями напряжения, закодированными в цветных формах. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Медицинская система для изображения внутрисердечной электрограммы, содержащая:

катетер, выполненный с возможностью введения внутрь камеры сердца живого субъекта и содержащий электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в местоположениях внутри камеры сердца;

дисплей; и

схему обработки, выполненную с возможностью приема сигналов от катетера и в ответ на сигналы:

- дискретизирования значений напряжения сигналов при временных значениях; и

- отображения на дисплее представленных внутрисердечных электрограмм (IEGM), представляющих электрическую активность в тканях, которая определяется электродами катетера в местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает в себя линейное расположение форм, связанных с и расположенных во временном порядке временных значений, причем заполнители форм форматируются в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных при временных значениях, причем заполнители форм являются по меньшей мере частично окрашенными в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям.

2. Система по п. 1, в которой схема обработки выполнена с возможностью отображения на дисплее представленных IEGM, при этом прозрачность заполнителей форм корректируется в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям.

3. Система по п. 1, в которой схема обработки выполнена с возможностью:

получения значений по атрибуту сигналов в соответствии с дискретизированными значениями напряжения и временными значениями; и

отображения на дисплее представленных IEGM, при этом:

заполнители форм форматируются в соответствии с первым форматированием в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных при временных значениях, и

заполнители форм также форматируются в соответствии со вторым форматированием в соответствии с полученными значениями.

4. Система по п. 3, в которой атрибут представляет собой скорость изменения дискретизированных значений напряжения.

5. Система по п. 3, в которой атрибут представляет собой фракционирование сигналов.

6. Система по п. 3, в которой первое форматирование включает форматирование цвета, а второе форматирование включает форматирование прозрачности.

7. Система по п. 3, в которой первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

8. Система по п. 1, в которой схема обработки выполнена с возможностью отображения на дисплее представленных IEGM с по меньшей мере одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующих: буквенно-цифровой символ, линия, точка, временная маркировка, максимум в текущих данных, импульс электрокардиостимулятора.

9. Медицинский способ изображения внутрисердечной электрограммы, включающий:

прием сигналов от катетера, выполненного с возможностью введения в камеру сердца живого субъекта и содержащего электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в местоположениях внутри камеры сердца;

в ответ на указанные сигналы дискретизирование значений напряжения сигналов при временных значениях; и

отображение на дисплее представленных внутрисердечных электрограмм (IEGM), представляющих электрическую активность в тканях, которая определяется электродами катетера в местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает в себя линейное расположение форм, связанных и расположенных во временном порядке временных значений, причем заполнители форм форматируются в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных при временных значениях, причем

заполнители форм являются по меньшей мере частично окрашенными в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям.

10. Способ п. 9, при котором отображение включает отображение на дисплее представленных IEGM, при этом прозрачность заполнителей форм корректируется в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям.

11. Способ по п. 9, дополнительно включающий получение значений по атрибуту сигналов в соответствии с дискретизированными значениями напряжения и временными значениями, при этом отображение включает отображение на дисплее представленных IEGM, причем: заполнители форм форматируются первым форматированием в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям, и заполнители форм также форматируются вторым форматированием в соответствии с полученными значениями.

12. Способ по п. 11, при котором атрибут представляет собой скорость изменения дискретизированных значений напряжения.

13. Способ по п. 11, при котором атрибут представляет собой фракционирование сигналов.

14. Способ по п. 11, при котором первое форматирование включает форматирование цвета, а второе форматирование включает форматирование прозрачности.

15. Способ по п. 11, при котором первое форматирование включает форматирование прозрачности, а второе форматирование включает форматирование цвета.

16. Способ по п. 9, при котором отображение включает отображение на дисплее представленных IEGM с по меньшей мере одним дополнительным маркером, выбранным из любого из следующих: буквенно-цифровой символ, линия, точка, временная маркировка, максимум в текущих данных, импульс электрокардиостимулятора.

17. Постоянный машиночитаемый носитель, в котором хранятся команды программы, причем команды при считывании центральным процессором (ЦП) обеспечивают выполнение ЦП:

приема сигналов от катетера, выполненного с возможностью введения в камеру сердца живого субъекта и содержащего электроды катетера, выполненные с возможностью контакта с тканями в местоположениях внутри камеры сердца;

в ответ на указанные сигналы дискретизирования значений напряжения сигналов при временных значениях; и

отображения на дисплее представленных внутрисердечных электрограмм (IEGM), представляющих электрическую активность в тканях, которая определяется электродами катетера в местоположениях, при этом каждая представленная IEGM включает в себя линейное расположение форм, связанных и расположенных во временном порядке временных значений, причем заполнители форм форматируются в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных при временных значениях, причем

заполнители форм являются по меньшей мере частично окрашенными в соответствии с дискретизированными значениями напряжения одного из сигналов, дискретизированных по временным значениям.