使心脏激活可视化的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于提供心脏组织电激活的同步性的显示的方法和系统。所述方法包括获得心脏电激活的三维模型。所述三维模型包括具有多个节点的网格，各节点具有与其相关的刺激位点处的心脏刺激和该相应节点处的心脏激活之间的时间延迟。对于各节点，在该节点的位置处限定刺激位点。对于各节点，确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型。对于各节点，确定心脏基于该节点处的刺激的心脏激活同步性的度量。确定表示心脏的三维模型的心脏同步性图，其指示在各节点处心脏激活同步性的相应度量。

A system that visualizations to activate the heart

The present invention relates to a method and system for providing synchronization of cardiac tissue electrical activation. The method includes obtaining a three-dimensional model of cardiac electrical activation. The three dimensional model includes a grid with multiple nodes, each of which has a time delay between the heart stimulation at the related stimulation site and the cardiac activation at the corresponding node. For each node, the stimulation site is limited at the location of the node. For each node, a three-dimensional model of the electrical activation of the heart is determined by the stimulation produced at the node. For each node, the cardiac activation synchronicity measurement based on the stimulation at the node is determined. A cardiac synchronization map representing the three-dimensional model of the heart is determined, indicating the corresponding measure of cardiac activation synchrony at each node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使心脏激活可视化的系统专利
本专利技术涉及心脏的多个衍生激活参数在3D心脏模型上的可视化。更具体地，本专利技术涉及提供心脏组织电激活的同步性的显示。此外更具体地，本专利技术涉及虚拟起搏器植入。专利技术背景传导系统中的一些心脏缺陷导致心脏的不同步收缩、传导障碍。因此，心脏不泵送足够的血液，最终导致心力衰竭。这些传导障碍可以具有多种原因，包括年龄、心脏(肌肉)损伤、药物和遗传。此类传导障碍的常见原因是左心室和/或右心室快速激活纤维，希氏-浦肯野系统或瘢痕组织中的障碍部分。由于希氏-浦肯野系统或阻滞性瘢痕组织中的该障碍部分，左心室或右心室不以与另一侧相同的快速方式激活。这被称为左束支传导阻滞(LBBB)或右束支传导阻滞(RBBB)。在LBBB或RBBB的情况中，改善心脏功能的已知方式是植入心脏再同步治疗(CRT)，也被称为“双心室起搏”起搏器。心脏的电刺激再同步改善了心脏的泵送功能。起搏器是利用通过电极(也称为导线)递送的电脉冲的医疗装置，其接触心脏肌肉以调节心脏的搏动。起搏器的主要目的是维持导致较高心输出量的适当的心率。CRT起搏器装置包括两个或更多个导线，其中至少一个位于右心室并且一个位于左心室。这些导线可以用于感知固有的，即正常心脏驱动的激活，或者可以用于刺激，即引发该位置处的激活。然后可以通过感知右心室中固有的激活来实现心脏再同步，并且将该触发用于激活左心室。可选地，可以通过改善或者通过取代既有的固有激活，通过人为刺激来驱动整个激活，即左心室和右心室。与CRT起搏器在当前临床实践中的使用相关的主要问题是找到心室腔室内的最佳起搏导线位置。目前，至少30％植入CRT装置的患者不响应CRT疗法。近几年，卫生保健系统以及起搏器工业均在寻找合适的容易且可靠的指导方法来找到这些最佳位置。专利技术概述本专利技术涉及用于处理来自对象的心电图ECG电极的测量数据的计算机实现方法。所述方法包括获得对象躯干的三维3D解剖学模型。优选地，所述解剖学模型既包含躯干的外表面又包含内部结构(如心脏和肺)的位置信息。对象躯干的三维解剖学模型可以，例如来源于医学成像模式，如MRI、CT、PET-CT、超声等。3D解剖学模型可以包含躯干的几何形状以及肺、心脏、血腔、胸腔、脂肪和躯干中的任何其它相关组织中的一种或多种的几何形状。本专利技术的专利技术人迄今为止已经在所谓的逆计算方面取得了进步，例如，其中根据表面心电图来估计例如心脏的激活顺序和/或其它参数。本专利技术的专利技术人设计了心脏等时线定位系统(CardiacIsochronePositioningSystem)(CIPS)。CIPS是能够根据例如12或更多导联心电图(ECG)来测定心脏激活的无创心电图成像(ECGI)方法和/或装置。CIPS模型将ECG信号与心脏、肺和躯干的MRI或计算机断层扫描(CT)图像来源的模型整合，以计算心脏等时线的位置。在本文中，等时线指在3D心脏表面模型上描绘的(虚拟)线，其连接该心脏模型上激活同时发生或到达的点。3D心脏表面模型与等时线的组合提供心脏激活时间控制的3D模型，本文也称为心脏激活模型。ECG在本文被定义为将心肌的实际电活动与心脏测量的或导出的(电活动)相关联的任何方法(优选无创的)。在经典心电图的情况下，体表电极之间电势的差异与心脏的电活动相关。也可以通过其它方式(例如通过所谓的ICD(植入型心律转复除颤器)进行的测量)获得导出的ECG。为了获得此类功能图像，必须提供估计的电活动。本专利技术的专利技术人发现，心脏激活模型还可以用于进行模拟。具体地，当向心脏激活模型添加刺激点时，所述模型可以用于预测产生的心脏激活。因此，按照本专利技术，提供了用于提供心脏组织电激活的同步性的显示的计算机实现方法。所述方法包括获得心脏电激活的三维模型。所述方法可以包括获得特定患者心脏电激活的患者特异性的三维模型。所述三维模型包括表示心脏外表面(如心肌外表面)的网格。所述三维模型可以包括隔膜壁。网格具有多个节点。各节点具有与其相关的表示刺激位点处的心脏刺激与该相应节点处的心脏激活之间的时间延迟的数值。所述方法包括，对于心脏三维模型中的各节点，在心脏三维模型中该节点的位置处限定刺激位点。对于各节点，基于心脏电激活的三维模型确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型。对于各节点，基于该节点处的刺激确定心脏的心脏激活同步性度量。确定表示心脏的三维模型的心脏同步性图，其指示在各节点处心脏激活同步性的相应度量。因此，心脏同步性图提供了对于3D心脏模型各节点，由单一节点处的激活所产生的整个心脏激活的同步性的简单概观。这允许对激活位置的影响进行简单评估。任选地，心脏激活同步性的度量是下述之一：心脏去极化(dep)时间的标准差(std)；去极化时间的范围；仅左心室(LV)的标准差；刺激与隔膜激活之间的延迟；AV延迟；VV延迟等。具有最低去极化时间标准差std(dep)的区域可以是心脏起搏器电极的最佳植入位点。任选地，所述方法包括限定常见刺激位点，其中对于各节点，确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型的步骤考虑常见刺激位置处的另外的刺激。因此，对于3D心脏模型各节点，心脏同步性图提供了由常见刺激位置和单个节点处的激活所产生的整个心脏激活的同步性的简单概观。对于两个激活位置，这允许对激活位置的影响进行简单评估。任选地，常见刺激位点是心脏的固有激活位点。因此，对于3D心脏模型各节点，心脏同步性图提供了由固有激活位点和单个节点处的激活所产生的整个心脏激活同步性的简单概观。任选地，常见刺激位点是人工刺激位点。因此，心脏同步性图可以用于提供由两处人工刺激位点的激活所产生的整个心脏激活的同步性的简单概观。可以理解，两处刺激位置的刺激可以同时进行。可选地，两处位置的刺激可能不同时进行。一处的刺激相对于另一处的刺激可能滞后。可以理解，也可以确定滞后时间的持续时间对心脏激活同步性的影响。任选地，所述方法包括限定多个常见刺激位点，其中对于各节点，确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型的步骤考虑所述多个常见刺激位点处的另外刺激例如同时刺激。因此，对于3D心脏模型各节点，心脏同步性图提供了由例如多个常见刺激位点和单个节点处的同时刺激所产生的整个心脏激活的同步性的简单概观。任选地，常见刺激位点之一是心脏的固有激活位点。任选地，所述三维模型包括表示心脏的整个外表面的网格，如心肌的整个外表面，例如包括隔膜壁。任选地，获得心脏电激活的患者特异性的三维模型包括获得心脏以及任选地肺和胸部的患者特异性的三维解剖学模型；获得表示心脏的电功能的ECG数据；以及基于心脏和任选地肺和胸部的三维解剖学模型以及ECG数据确定心脏电激活的三维模型。可以通过医学成像如计算机断层扫描CT和/或磁共振成像MRI获得患者特异性的解剖学模型。任选地，通过从数据库中进行的选择来确定对象的三维解剖学模型。此外，提供了包含多个三维解剖学模型的数据库。3D模型可以包括躯干的几何形状，任选地包括肺、心脏、血腔、胸腔、脂肪以及躯干中的任何其它相关组织中的一种或多种的几何形状。3D解剖学模型相互之间是不同的。3D解剖学模型可以表示不同的可能的对象。3D解剖学模型可以，例如表示不同性别、年龄、重量、身长、胸围、骨架大小(framesize)、身体本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于提供心脏组织电激活的同步性的显示的计算机实现的方法，其包括：‑获得所述心脏电激活的三维模型，所述三维模型包括表示心肌表面的网格，所述网格具有多个节点，各节点具有与其相关的表示刺激位点处的心脏刺激与该相应节点处的心脏激活之间的时间延迟的数值；‑对于所述心脏的三维模型的各节点：‑在所述心脏的三维模型中限定该节点位置处的刺激位点；‑基于所述心脏电激活的三维模型确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型；‑基于该节点处的刺激确定所述心脏的心脏激活同步性的度量；以及‑确定表示所述心脏的三维模型的心脏同步性图，其指示在各节点处心脏激活同步性的相应度量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.09 US 14/795,6701.用于提供心脏组织电激活的同步性的显示的计算机实现的方法，其包括：-获得所述心脏电激活的三维模型，所述三维模型包括表示心肌表面的网格，所述网格具有多个节点，各节点具有与其相关的表示刺激位点处的心脏刺激与该相应节点处的心脏激活之间的时间延迟的数值；-对于所述心脏的三维模型的各节点：-在所述心脏的三维模型中限定该节点位置处的刺激位点；-基于所述心脏电激活的三维模型确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型；-基于该节点处的刺激确定所述心脏的心脏激活同步性的度量；以及-确定表示所述心脏的三维模型的心脏同步性图，其指示在各节点处心脏激活同步性的相应度量。2.如权利要求1所述的方法，其中所述心脏激活同步性的度量是下述之一：心脏的去极化(dep)时间的标准差(std)；去极化时间的范围；仅左心室(LV)或右心室(RV)的标准差；刺激与隔膜激活之间的延迟。3.如权利要求1或2所述的方法，其还包括限定常见刺激位点，其中对于各节点，确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型的步骤考虑所述常见刺激位点处的另外的刺激。4.如权利要求3所述的方法，其中所述常见刺激位点是所述心脏的固有激活位点或人工刺激位点。5.如权利要求1、2或3所述的方法，其还包括限定多个常见刺激位点，其中对于各节点，确定由该节点处的刺激所产生的改变的心脏电激活的三维模型的步骤考虑所述多个常见刺激位点处的另外的刺激。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中获得所述心脏电激活的三维模型包括：-获得所述心脏以及任选地肺和/或胸部的患者特异性的三维解剖学模型；-获得表示所述心脏电功能的ECG数据；-基于所述心脏以及任选地肺和胸部的三维解剖学模型以及所述ECG数据确定所述心脏电激活的三维模型。7.如权利要求6所述的方法，其中获得所述患者特异性的三维解剖学模型包括：-从包括多个不同三维模型的数据库中获得所述三维模型。8.如权利要求7所述的方法，其中所述数据库中的三维模型代表在下述中的至少一项中不同的对象：性别、年龄、重量、身长、胸围、骨架大小和身体质量指数。9.如权利要求7或8所述的方法，其包括下述步骤：-将所述患者的解剖学三维图像与所述数据库中存储的一种或多种三维模型进行比较；和-选择与所述三维图像最佳对应的三维模型。10.如权利要求6-9中任一项所述的方法，其中获得所述心脏电激活的三维模型包括：-记录ECG电极在所述胸部的准确位置。11.如权利要求6-10中任一项所述的方法，其中获得所述心脏电激活的三维模型包括：-将每个ECG电极的测量值与所述心脏以及任选地肺和胸部的解剖学模型相关联，并通过逆计算估计所述心脏的电激活。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述心脏电激活的三维模型包括：-将瘢痕组织并入所述心脏的三维模型。13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述心脏电激活的三维模型包括：-将心脏血管如心静脉并入所述心脏的三维模型。14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：-基于所述心脏同步性图确定具有最高同步性的节点；15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：-基于所述心脏同步性图确定一个或多个起搏器电极的期望位置。16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括获得一个或多个实际的起搏器电极在所述心脏的位置信息。17.如权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个实际的起搏器电极在所述心脏的位置信息获自所述患者特异性的三维解剖学模型。18.如权利要求16或17所述的方法，其还包括：-在所述同步性图中指示所述一个或多个实际的起搏器电极的位置。19.如权利要求16、17或18以及权利要求3所述的方法，其中所述一个或多个实际的起搏器电极的位置形成所述常见刺激位...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·迈克尔·范坝，埃尔科·马蒂亚斯·范坝，
申请(专利权)人：琵克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL