用于重建心脏激动信息的系统和方法技术方案

披露了一种重建心脏激动信息的示例系统和方法。通过一个计算装置处理一个第一心脏信号和一个第二心脏信号，从而确定该第一心脏信号的一个导数相对于该第二心脏信号的一个导数中是否存在高于一个临界值的一个变化点。如果确定该变化点高于该临界值，那么指定该第一心脏信号中的一个激动起始时间在该变化点处，从而界定在该第一心脏信号中指示一次搏动的心脏激动。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年3月21日、申请号为201280026728.0、专利技术名称为“用于重建心脏激动信息的系统和方法”的申请的分案申请。联邦拨款本申请中描述的一些研究是由来自美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)的拨款号R01 HL83359、HL83359-S1以及HL103800提供资金。美国政府因此可以拥有本专利技术中的某些权利。相关申请的交叉引用本申请要求2011年5月2日提交的美国临时专利申请号61/481,607和2011年8月24日提交的美国专利申请号13/217,123的优先权和权益，这两个专利都通过引用以其全文结合在此。
本申请总体上涉及心脏节律紊乱。更确切地说，本申请是针对一种用于重建与心节律紊乱相关的心脏激动信息(激动起始)的系统和方法。
技术介绍
心脏(心)节律紊乱很常见，并且代表了全世界发病和死亡的重要病因。心脏中电系统的故障代表了心脏节律紊乱的近因。心脏节律紊乱以许多形式存在，它们当中最复杂并难以治疗的是心房颤动(AF)、室性心动过速(VT)和心室颤动(VF)。其他节律紊乱治疗起来更简单，但也可能是临床上显著的，包括房性心动过速(AT)、室上性心动过速(SVT)、
心房扑动(AFL)、室上性异位综合症/搏动(SVE)以及室性早搏综合症/搏动(PVC)。尽管在正常条件下，窦房结使心脏保持窦性节律，但在某些条件下，正常窦房结的快速激动可以造成不当的窦性心动过速或窦房结折返，这两种情况也都代表心脏节律紊乱。心脏节律紊乱，尤其是AF、VF以及多形性VT的复杂节律紊乱的治疗可能极其困难。用于复杂节律紊乱的药物疗法不是最佳的，并且功效较差并且副作用显著。消融已通过以下方式越来越多地在心脏节律紊乱方面得到使用：穿过血管或直接在手术时将一个传感器/探针操纵到心脏，并且向隐匿心脏节律紊乱的一个病因的心脏的一个位置递送能量以减轻并且在一些情况下消除心脏节律紊乱。然而，在复杂节律紊乱中，消融通常很困难并且无效，因为鉴别和定位心脏节律紊乱的一个病因的工具较差并且妨碍向心脏的正确区域递送能量以消除紊乱的尝试。已知用于治疗简单心脏节律紊乱的某些系统和方法。在一种简单心脏节律紊乱(例如房性心动过速)中，搏动与搏动间一致的激动起始模式总体上可以追溯到一个最早位置，该位置可以被消融以减轻并且在一些情况下消除紊乱。即使在简单心脏节律紊乱中，一种心脏节律紊乱的病因的此类消融也是有挑战性的，并且有经验的从业人员通常需要数个小时来消融具有一致的搏动到搏动激动模式的简单节律紊乱，如房性心动过速。尚无在鉴别针对复杂节律紊乱(如AF、VF或多形性VT)的病因方面取得成功的已知系统和方法。在一种复杂节律紊乱中，无法鉴别激动起始的一个最早位置，因为激动起始模式在搏动与搏动之间变化，并且是“连续的”，使得无可鉴别的最早点(或开始)或最晚点(或末尾)。诊断和治疗心脏节律紊乱通常涉及穿过一名患者的血管将具有多个传感器/探针的一个导管引入心脏中。这些传感器检测心脏中传感器位置处的心脏电活动。该电活动总体上被处理成代表在这些传感器位置处心脏的激动的电描记图信号。在一种简单心脏节律紊乱中，每个传感器位置处的信号总体上在搏动与搏动之间于时序方面并且通常在其偏转的形状和次数方面一致，使
得能够在每个传感器位置处鉴别激动起始。然而，在一种复杂节律紊乱中，搏动与搏动之间的每个传感器位置处的信号可以在不同形状的一个、数个以及多个偏转之间转变。举例来说，当AF中针对一个传感器位置的一个信号包括5个、7个、11个或更多个偏转时，即使并非不可能，但也很难相对于仍能被心脏中的该传感器感测的另一个远离的位置(即，远场激动)或仅仅是来自患者心脏的另一个部分、其他解剖学结构、该传感器相对于心脏或外部电子系统的移动或运动的噪音，鉴别该信号中的哪些偏转是在心脏中的该传感器位置处或附近(即，局部激动)。尚无已知系统和方法能够在与心脏节律紊乱相关、尤其是复杂节律紊乱中的形状不同的信号中重建心脏激动信息(起始)，从而促进心脏节律紊乱的一个病因的鉴别和其消除。
技术实现思路
本专利技术可适用于重建不同节律紊乱的激动信息，包括心脏节律紊乱，以及其他生物节律紊乱，如神经性癫痫、食道痉挛、膀胱不稳定、肠易激综合症，以及生物激动信息可以被重建以准许确定、诊断和/或治疗紊乱的病因或来源的其他生物紊乱。然而，本专利技术特别适用于产生复杂激动模式的复杂节律紊乱，并且尤其适用于心脏的复杂节律紊乱，以便找到这些紊乱的一个或多个病因或一个或多个来源，使得可以方便地对它们进行治疗。复杂心脏节律紊乱典型地产生极难解读的激动模式，并且此前尚不可能有能力确定复杂紊乱中心脏搏动的精确激动信息。本专利技术的优势之一为重建心脏激动信息使得紊乱的病因和/或来源的确定可以被确定和治疗的能力。另一个优势为，本专利技术提供一种系统和方法，该系统和方法当在患者体内或附近使用一个感测装置(如其上具有传感器的一个导管)时可以被快速地执行，并且可以接着治疗心脏组织以改善紊乱，并且在许多情况下治愈紊乱。因此可以在计算经重建的心脏信息后立刻进行治疗，因为它将提供该紊乱的病因或来源的一个或多个位置。之前的系统和方法存在不能确定心脏节律紊乱的来源并且因此不提供用于有意义和治愈性治疗的靶向来源的手段的问题。另外，之前的系统和方法需要大量和复杂的治疗步骤，并且仍无法提供一种足以鉴别心脏节律紊乱的一个或多个病因或一个或多个来源的重建心脏激动信息的手段。与之前的系统和方法相比，本专利技术提供数目相对更少的步骤来重建激动信息，以便在几乎不可辨别的激动模式中针对一次心脏搏动确定不同传感器位置处的激动起始时间。如在此所使用，重建是针对一种生物或心脏节律紊乱的一次或多次搏动鉴别不同于附近或邻近传感器位置的一个传感器位置处的一个心脏或生物信号中的激动起始时间的一个过程。如在此所使用，激动起始时间是激动在一个细胞或组织中开始的一个时间点，与激动期间的其他时间点相对。如在此所使用，激动是使一个细胞开始其运作从一种静息(舒张)状态变成一种活跃(电)状态的一个过程。根据一个实施例或方面，披露了一种重建心脏激动信息的系统。该系统包括至少一个计算装置。该计算装置被配置成处理一个第一心脏信号和一个第二心脏信号，从而确定该第一心脏信号的一个导数相对于该第二心脏信号的一个导数中是否存在高于一个临界值的一个变化点。如果确定该变化点高于该临界值，那么该计算装置被进一步配置成指定该第一心脏信号中的一个激动起始时间在该变化点处，从而界定在该第一心脏信号中指示一次搏动的心脏激动。在一种重建心脏激动信息的系统中，对于该第一心脏信号和该第二心脏信号两者来说，该变化点可以在大约相同的时间点处确定。一种重建心脏激动信息的系统进一步包括一个包含多个指令的计算机可读介质，当这些指令由该至少一个计算装置执行时，会引起该至少一个计算装置进行处理和指定。该计算装置可以由该第一心脏信号和该第二心脏信号形成一个复合心脏信号，并且可以在该第一心脏信号中的多个点处确定比值。每个比值可以代表该第二心脏信号的该导数与该复合心脏信号的一个导数之间的差值比该第一心脏信号的该导数与该复合心脏信号的该导数之间的差值。该计算装置还可以选择具有这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重建心脏激动信息的方法，所述方法包括：从多个心脏信号中取出心脏信号对，所述对具有在所述对中常见的第一心脏信号和在所述对中不同的第二心脏信号；处理所述对中的所述第一心脏信号和所述第二心脏信号以确定在所述第一心脏信号中是否存在高于临界值的、所述第一心脏信号的导数相对于所述第二心脏信号的导数发散的变化点；并且如果所述变化点在所述第一信号中，那么基于所述变化点的对应性指定激动起始时间在所述第一心脏信号中的一点处，从而界定指示搏动的心脏激动。

【技术特征摘要】
2011.05.02 US 61/481,607;2011.08.24 US 13/217,1231.一种重建心脏激动信息的方法，所述方法包括：从多个心脏信号中取出心脏信号对，所述对具有在所述对中常见的第一心脏信号和在所述对中不同的第二心脏信号；处理所述对中的所述第一心脏信号和所述第二心脏信号以确定在所述第一心脏信号中是否存在高于临界值的、所述第一心脏信号的导数相对于所述第二心脏信号的导数发散的变化点；并且如果所述变化点在所述第一信号中，那么基于所述变化点的对应性指定激动起始时间在所述第一心脏信号中的一点处，从而界定指示搏动的心脏激动。2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括平均与所述变化点相关的激动起始时间，从而确定所述点的激动起始时间。3.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括平均与所述变化点相关的所选择的激动起始时间，从而确定所述点的激动起始时间，所选择的激动起始时间表示在彼此的一段预定时间间隔内的与所述变化点相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯里·罗伯特·布里格斯，桑吉夫·纳拉扬，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，托佩拉公司，
类型：发明
国别省市：美国;US