用于標識有效電極的系統(tǒng)、方法和界面的制作方法
【專利說明】用于標識有效電極的系統(tǒng)、方法和界面
[0001]相關(guān)性串請的交叉引用
[0002]本申請要求題為“Systems,Methods, and Interfaces for IdentifyingEffective Electrodes”( “用于標識有效電極的系統(tǒng)、方法和界面”)并且在2013年12月9日提交的美國臨時專利申請61/913，795以及題為“Identifying EffectiveElectrodes"( “標識有效的電極”)并且在2013年4月30日提交的美國臨時專利申請61/817，483的權(quán)益，這些專利申請中的每一項通過引用整體結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]本文的公開內(nèi)容涉及用于標識有效電極的系統(tǒng)、方法和界面，所述有效電極用于感測來自組織(tissue)的信號和/或向組織遞送治療(therapy)。所標識的電極可在用于將可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的用于心臟治療的區(qū)域的系統(tǒng)、方法和界面中使用。
[0004]電極可在用于對患者的醫(yī)學(xué)治療的系統(tǒng)、設(shè)備和方法中使用。更具體地，電極可位于毗鄰患者的組織(例如，皮膚、心臟組織等)附近、或與患者的組織(例如，皮膚、心臟組織等)接觸以感測來自患者的組織的信號和/或向患者的組織遞送治療。由于多種原因，電極中的每一個對于感測來自患者的組織的信號和/或向患者的組織遞送治療可能是有效或無效的。例如，電極可能無法有效地耦合至、或接觸患者的組織，從而致使電極對于感測來自患者的組織和/或向患者的組織遞送治療是無效的。此外，例如電極或在電極與監(jiān)測裝置之間的電連接可能被損壞或以其他方式不起作用而致使電極對于感測來自患者的組織和/或向患者的組織遞送治療是無效的。
[0005]利用多個電極的示例性裝置可包括多極導(dǎo)管(例如，包括多個電極的導(dǎo)管等)，所述多級導(dǎo)管配置成同時記錄沿冠狀竇靜脈或某個其他解剖結(jié)構(gòu)(例如，用于電標測)、在不同點處的激動時間/電壓標測(mapping)。此外，示例性裝置可包括用于體表電位標測的多電極心電圖(ECG)系統(tǒng)，所述ECG系統(tǒng)配置成記錄來自多個電極的同時的ECG測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文所描述的示例性系統(tǒng)、裝置和方法可配置成分析來自一個或多個電極的一個或多個信號并且評估這一個或多個信號以確定一個或多個電極對于感測信號和/或遞送治療是否是有效的。
[0007]用于標識有效電極的示例性系統(tǒng)可包括電極裝置和計算裝置。電極裝置可包括多個電極(例如，以陣列定位的表面電極)，這多個電極配置成位于鄰近患者的組織處。計算裝置可耦合至電極裝置以便使用電極裝置感測電活動，并且可配置成對多個電極中的每一個電極執(zhí)行有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的有效性值(例如，皮爾森(Pearson)相關(guān)系數(shù))。為了對每一個電極執(zhí)行有效性測試，計算裝置可進一步配置成:使用電極監(jiān)測來自患者的信號，存儲至少兩個心動周期的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間(例如，小于或等于250毫秒)的信號的部分(例如，基于心臟信號內(nèi)的再現(xiàn)(recurring)基準元素來存儲信號的部分)，其中，每一個部分對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀；以及比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。
[0008]用于標識位于鄰近患者的組織處的多個電極(例如，以陣列定位的表面電極)中的有效電極的示例性方法可包括:使用電極監(jiān)測來自患者的信號；存儲至少兩個心動周期中的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間(例如，小于或等于250毫秒)的信號的部分(例如，基于心臟信號內(nèi)的再現(xiàn)基準元素來存儲信號的部分)，其中，每一個部分對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀；以及比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值(例如，皮爾森相關(guān)系數(shù))，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。
[0009]用于標識有效電極的示例性系統(tǒng)可包括:電極設(shè)備，用于監(jiān)測來自患者的信號；以及計算設(shè)備，用于存儲至少兩個心動周期中的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間的信號的部分。每一個部分可對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀。計算設(shè)備可進一步用于比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。
[0010]用于心臟治療的示例性系統(tǒng)可包括:電極裝置(例如，配置成位于鄰近患者的組織處的多個電極)；顯示裝置，包括圖形用戶界面(例如，圖形用戶界面可配置成呈現(xiàn)用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，圖形地描繪患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)(諸如，血管解剖結(jié)構(gòu))以輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等))；以及計算裝置，耦合至電極裝置和顯示裝置。計算裝置可配置成對多個電極中的每一個電極執(zhí)行有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的有效性值。為了對每一個電極執(zhí)行有效性測試，計算裝置可進一步配置成使用電極監(jiān)測來自患者的信號以及存儲至少兩個心動周期中的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間的信號的部分。每一個部分可對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀。計算裝置可進一步配置成比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。計算裝置可進一步配置成在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等)Ο
[0011]用于心臟治療的示例性方法可包括:使用電極監(jiān)測來自患者的信號以及存儲至少兩個心動周期中的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間的信號的部分，每一個部分對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀。示例性方法可進一步包括:比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性；以及在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等)。
[0012]用于心臟治療的示例性系統(tǒng)可包括:電極設(shè)備，用于監(jiān)測來自患者的信號；以及計算設(shè)備，用于存儲至少兩個心動周期中的每一個心動周期的、預(yù)設(shè)的時間期間的信號的部分。每一個部分可對應(yīng)于每一個心動周期內(nèi)的相同的時間幀。計算設(shè)備可進一步用于比較信號的至少兩個所存儲的部分以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。示例性系統(tǒng)可進一步包括顯示裝置，所述顯示裝置用于在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等)。
[0013]在一個或多個實施例中，有效性值可包括相關(guān)性值，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:禁用多個電極中具有小于所選擇的閾值的相關(guān)性值(例如，大于或等于0.7且小于或等于約0.95)的任何電極。在一個或多個實施例中，有效性值可包括相關(guān)性值，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:啟用多個電極中具有大于或等于所選擇的閾值的相關(guān)性值的任何電極。
[0014]在一個或多個實施例中，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:如果大于所選擇的百分比的多個電極具有小于所選擇的閾值的相關(guān)性值，則對多個電極中的每一個電極執(zhí)行附加的有效性測試，從而產(chǎn)生另一個相關(guān)性值。在一個或多個實施例中，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:在比較之前對齊信號的至少兩個部分。
[0015]用于標識電極的一個示例性系統(tǒng)可包括電極裝置和計算裝置。電極裝置可包括多個電極(例如，以陣列定位的表面電極)，這多個電極配置成位于鄰近患者的組織處。計算裝置可耦合至電極裝置以便使用電極裝置感測電活動，并且可配置成對多個電極中的每一個電極執(zhí)行有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的有效性值(例如，表不在主電極與一個相鄰的電極之間的相關(guān)性值、皮爾森(Pearson)相關(guān)系數(shù)等)。為了對每個電一極執(zhí)行有效性測試，計算裝置可進一步配置成使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號以及使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級(secondary)信號。至少一個相鄰的電極可在空間上毗鄰主電極(例如，處于距主電極3厘米之內(nèi))。計算裝置可進一步配置成:存儲在時間期間(例如，對應(yīng)于心室去極化、小于或等于250毫秒等)的第一信號的部分；存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個的部分；以及將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少一個有效性值，所述至少一個有效性值表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效性。
[0016]用于標識有效電極(例如，以陣列定位的表面電極)的一個示例性方法可包括:使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號以及使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級信號。至少一個相鄰的電極可在空間上毗鄰主電極(例如，處于距主電極3厘米之內(nèi))。示例性方法可進一步包括:存儲在時間期間(例如，對應(yīng)于心室去極化、小于或等于250毫秒等)的第一信號的部分；存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分；以及將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效性的至少一個有效性值(例如，表示主電極與一個相鄰的電極之間的相關(guān)性值、皮爾森相關(guān)系數(shù)等)。
[0017]用于標識有效電極的示例性系統(tǒng)可包括電極設(shè)備和計算設(shè)備，所述電極設(shè)備用于使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號并且用于使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級信號，其中，至少一個相鄰的電極在空間上毗鄰主電極；所述計算設(shè)備用于存儲在時間期間的第一信號的部分，用于存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分，以及用于將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少一個有效性值，所述至少一個有效性值表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效性。
[0018]用于心臟治療的示例性系統(tǒng)可包括電極裝置(例如，配置成位于鄰近患者的組織處的多個電極)和顯示裝置，所述顯示裝置包括圖形用戶界面(例如，圖形用戶界面可配置成呈現(xiàn)用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，圖形地描繪患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，以便輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等))。示例性系統(tǒng)可進一步包括計算裝置，所述計算裝置耦合至電極裝置和顯示裝置。計算裝置可配置成對多個電極中的每一個電極執(zhí)行有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的有效性值。為了對每一個電極執(zhí)行有效性測試，計算裝置可進一步配置成:使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號；使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級信號，其中，至少一個相鄰的電極在空間上毗鄰主電極；存儲在時間期間的第一信號的部分；以及存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分。計算裝置可進一步配置成:將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少一個有效性值，所述至少一個有效性值表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效性；以及在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等))。
[0019]用于心臟治療的示例性方法可包括:使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號以及使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級信號，其中，至少一個相鄰的電極在空間上毗鄰主電極。示例性方法可進一步包括:存儲在時間期間的第一信號的部分；存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分；以及將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少一個有效性值，所述至少一個有效性值表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效值。示例性方法可進一步包括:在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等)。
[0020]用于心臟治療的示例性系統(tǒng)可包括電極設(shè)備和計算設(shè)備，所述電極設(shè)備用于使用主電極監(jiān)測來自患者的第一信號以及用于使用至少一個相鄰的電極監(jiān)測來自患者的至少一個次級信號，其中，至少一個相鄰的電極在空間上毗鄰主電極；所述計算設(shè)備用于存儲在時間期間的第一信號的部分，用于存儲在該時間期間的至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分，以及用于將第一信號的部分與至少一個次級信號中的每一個次級信號的部分比較以提供至少一個有效性值，所述至少一個有效性值表示用于感測來自患者的組織的心臟信號的電極的有效性。示例性系統(tǒng)可進一步包括顯示裝置，所述顯示裝置用于在圖形用戶界面上顯示用于在以下操作中的至少一項中輔助用戶的信息:評價患者的心臟健康；評估和調(diào)節(jié)遞送至患者的心臟治療；以及將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域(例如，患者心臟的至少一部分解剖結(jié)構(gòu)，諸如，血管解剖結(jié)構(gòu)，其用于輔助用戶將至少一個可植入電極導(dǎo)航至患者心臟的區(qū)域等)。
[0021]在一個或多個實施例中，有效性值可包括相關(guān)性值，并且計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:禁用多個電極中使所述多個電極的至少一個相關(guān)性值全都小于或等于所選擇的閾值(例如，大于或等于0.7且小于或等于約0.95)的任何電極。
[0022]在一個或多個實施例中，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或方法可進一步包括:如果大于所選擇的百分比的多個電極使它們的至少一個相關(guān)性值全都小于所選擇閾值，則對多個電極中的每一個電極執(zhí)行附加的有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的至少一個附加的相關(guān)性值。
[0023]在一個或多個實施例中，計算裝置可進一步配置成執(zhí)行或該方法可進一步包括生成圖形標測圖，所述圖形標測圖包括空間分布的多個電極以及多個電極的有效性值。
[0024]用于標識電極的一個示例性系統(tǒng)可包括電極裝置和計算裝置。電極裝置可包括配置成位于鄰近患者的組織處的多個電極。計算裝置可耦合至電極裝置以使用電極裝置感測電活動，并且可配置成對多個電極中的每一個電極執(zhí)行有效性測試，從而產(chǎn)生每一個電極的有效性值。為了對每一個電極執(zhí)行有效性測試，計算裝置可進一步配置成:使用電極監(jiān)測來自患者的信息；存儲在預(yù)設(shè)的時間期間的信號的部分；以及將信號的部分的至少一個形態(tài)特征與至少一個生理指標值比較以提供有效性值，所述有效性值表示用于感測來自患者的組織的信號的電極的有效性。在至少一個實施例中，至少一個形態(tài)特征可包括以下各項中的至少一項:最大值、最小值、最大值與最小值的差、最大斜率、最小斜率以及最大斜率與最小斜率的差。
[0025]在至少一個實施例中，系統(tǒng)和方法可配置成:將在電極陣列內(nèi)的電極處記錄的信號的形態(tài)相似性與該電極空間上毗鄰的相鄰的電極的記錄的信號的形態(tài)相似性比較，例如，使用皮爾森相關(guān)系數(shù)或波形匹配百分比等?？蛇x擇相關(guān)系數(shù)或波形匹配百分比的最大值或這些或相似度量(例如，(多個)值、函數(shù)、比較、差、平均、斜率等)的“最佳匹配”值，并且可對陣列中的每一個電極重復(fù)該過程以找到每一個電極的“最佳匹配”值。然后，可基于其“最佳匹配”值超過某一閾值(例如，大于或等于0.8的相關(guān)系數(shù)和/或大于70的波形匹配百分比分數(shù))來選擇將被使用(例如，用于進一步的分析)的電極。實質(zhì)上，來自空間電極陣列內(nèi)的電極的有效心臟信號可具有(bear)與來自相鄰的電極中的至少一個電極的信號的高度的相似性，而非生理信號(例如，噪聲)可與由相鄰的電極監(jiān)測到的信號(例如，有效心臟信號、噪聲等)不相關(guān)。
[0026]一個示例性方法涉及從一個電極感測的跳(beat)的時間相關(guān)性，并且包括:挑選對應(yīng)于每一跳的定時(timing)基準元素(例如，V_s或VP標記、在給定的ECG引線上的主(dominant)峰或谷等)；生成關(guān)于該基準的、每一個電極處的每一跳的信號上的窗口 ；計算在每個電極處的第j跳與第(j-ι)跳的窗口化的信號之間的相關(guān)性；以及找出產(chǎn)生小于或等于0.8的相關(guān)性的所有電極。在至少一個實施例中，該方法包括:確定具有小于或等于0.8的相關(guān)性的電極的數(shù)量是否超過N/2(其中，N是電極的數(shù)量)，并且如果不超過，則消除具有小于或等于0.8的相關(guān)性的電極，并且對于其余的電極執(zhí)行對第j跳和第(j-Ι)跳的分析。此外，如果電極在該相關(guān)性內(nèi)，則跳過第j跳和第(j-ι)跳并繼續(xù)移動到下一對跳(j, j+1)以重復(fù)分析和/或調(diào)整電極位置。可對N個電極中的每一個電極重復(fù)該示例性方法。
[0027]—個示例性方法可包括將在N個陣列(例如，6或7個電極、2個或更多的電極等)內(nèi)的電極處記錄的信號的形態(tài)相似性與該電極的空間上毗鄰的相鄰電極的記錄的信號的形態(tài)相似性比較。形態(tài)比較可使用皮爾森相關(guān)系數(shù)、波形匹配百分比和/或任何數(shù)量的方法。該方法進一步包括:選擇相關(guān)系數(shù)或波形匹配百分比的最大值或這些或相似度量(例如，(多個)值、函數(shù)、比較、差、平均、斜率等)的“最佳匹配”值；對陣列中的每一個電極重復(fù)并查找該電極的“最佳匹配”值；以及選擇來自其中“最佳匹配”值超過某一閾值(例如，大于0.8的相關(guān)系數(shù)或大于70的波形匹配百分比得分)的電極的信號(例如，以用于進一步的分析)。