在解剖映射系統(tǒng)中估計(jì)恢復(fù)曲線的制作方法
【專利說明】在解剖映射系統(tǒng)中估計(jì)恢復(fù)曲線
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.第119(e)章要求于2013年I月2日提交的題為“在解剖映射系統(tǒng)中估計(jì)恢復(fù)曲線”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/748181的權(quán)益，在此將其全部通過引用并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及心臟映射系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及被配置為基于所記錄的激活信號(hào)來估計(jì)恢復(fù)曲線的心臟映射系統(tǒng)。
[0004]WM
[0005]電恢復(fù)是動(dòng)作電位時(shí)程的變化與第一心臟收縮和額外的收縮之間發(fā)生的變化的舒張間隔之間的關(guān)系?；謴?fù)(restitut1n)反映心臟組織相對(duì)于額外收縮開始時(shí)的復(fù)原性。可以通過對(duì)一系列舒張間隔測(cè)量動(dòng)作電位時(shí)程來構(gòu)建電恢復(fù)曲線。該曲線最初在短舒張間隔導(dǎo)致動(dòng)作電位時(shí)程更大縮短的位置處非常陡峭。最初陡峭部分之后，隨著動(dòng)作電位時(shí)程(APD)在更長(zhǎng)的舒張間隔處達(dá)到最大而達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。整個(gè)范圍的舒張間隔的電恢復(fù)曲線的斜率或者曲線的最陡峭部分的斜率可以用于Aro變化對(duì)舒張間隔的變化的響應(yīng)的度量。動(dòng)作電位時(shí)程和不應(yīng)性的分散的增加與心律失常的風(fēng)險(xiǎn)的增加相關(guān)聯(lián)。由縮短的舒張間隔產(chǎn)生的縮短的動(dòng)作電位時(shí)程改變心肌的不應(yīng)性，其被認(rèn)為是以極大地增強(qiáng)了對(duì)纖維性顫動(dòng)的敏感性的方式為折返去極化(reentrant depolarizat1n)建立了路徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文公開了用于從心臟導(dǎo)管感測(cè)的內(nèi)在心臟激活信號(hào)映射解剖結(jié)構(gòu)的方法以及使用這種方法的解剖映射系統(tǒng)的各種實(shí)施方案。
[0007]在實(shí)施例1中，一種用于映射解剖結(jié)構(gòu)的方法包括用設(shè)置在所述解剖結(jié)構(gòu)中或者附近的多個(gè)電極感測(cè)生理活動(dòng)的激活信號(hào)，每個(gè)激活信號(hào)具有相關(guān)聯(lián)的周期長(zhǎng)度，估計(jì)每個(gè)周期長(zhǎng)度的動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔，基于所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔產(chǎn)生初始恢復(fù)曲線，迭代地優(yōu)化每個(gè)所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和相應(yīng)的舒張間隔以最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的函數(shù)關(guān)系，和基于所優(yōu)化的動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔產(chǎn)生最終的動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線。
[0008]在實(shí)施例2中，根據(jù)實(shí)施例1所述的方法，其中，估計(jì)動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔的步驟包括隨機(jī)地劃分(partit1n)每個(gè)周期長(zhǎng)度以估計(jì)相應(yīng)的動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔。
[0009]在實(shí)施例3中，根據(jù)實(shí)施例1或者2所述的方法，其中，迭代地優(yōu)化每個(gè)所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和相應(yīng)的舒張間隔的步驟進(jìn)一步包括用第一分區(qū)分辨率迭代地優(yōu)化，和在用所述第一分區(qū)分辨率優(yōu)化之后用第二分區(qū)分辨率迭代地優(yōu)化，其中，所述第二分區(qū)分辨率高于所述第一分區(qū)分辨率。
[0010]在實(shí)施例4中，根據(jù)實(shí)施例1-3中的任一個(gè)所述的方法，其中，產(chǎn)生所述恢復(fù)曲線的步驟包括產(chǎn)生使每個(gè)估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程與由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔配對(duì)的二維數(shù)據(jù)集，以及繪制所述二維數(shù)據(jù)集以產(chǎn)生初始恢復(fù)曲線。
[0011]在實(shí)施例5中，根據(jù)實(shí)施例1-4中的任一個(gè)所述的方法，其中，最大化所述函數(shù)關(guān)系的步驟包括最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的交互信息，所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的最大信息系數(shù)得分，和最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的距離相關(guān)度量(a distance correlat1n measure)中的至少一項(xiàng)。
[0012]在實(shí)施例6中，根據(jù)實(shí)施例1-5中的任一個(gè)所述的方法，所述方法還包括最大化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和預(yù)定的恢復(fù)模板之間的相似性。
[0013]在實(shí)施例7中，根據(jù)實(shí)施例1-6中的任一個(gè)所述的方法，其中，最大化所述相似性的步驟包括最大化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和所述預(yù)定的恢復(fù)模板之間的相關(guān)系數(shù)，和最小化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和所述預(yù)定的恢復(fù)模板之間的均方誤差中的至少一項(xiàng)。
[0014]在實(shí)施例8中，根據(jù)實(shí)施例1-7中的任一個(gè)所述的方法，其中，所述預(yù)定的恢復(fù)模板對(duì)應(yīng)于指數(shù)函數(shù)、S形函數(shù)和先前產(chǎn)生的經(jīng)優(yōu)化的恢復(fù)曲線中的任何一項(xiàng)。
[0015]在實(shí)施例9中，根據(jù)實(shí)施例1-8中的任一個(gè)所述的方法，其中，為所述多個(gè)電極中的每一個(gè)產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線。
[0016]在實(shí)施例10中，根據(jù)實(shí)施例1-9中的任一個(gè)所述的方法，其中，響應(yīng)于由所述多個(gè)電極中的至少一個(gè)制定的預(yù)定的起搏方案來感測(cè)生理活動(dòng)的激活信號(hào)。
[0017]在實(shí)施例11中，根據(jù)實(shí)施例1-10中的任一個(gè)所述的方法，所述方法還包括:基于所產(chǎn)生的動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的解剖映射。
[0018]在實(shí)施例12中，一種用于映射解剖結(jié)構(gòu)的方法包括用設(shè)置在所述解剖結(jié)構(gòu)中或者附近的多個(gè)電極感測(cè)心臟激活信號(hào)，每個(gè)激活信號(hào)與周期長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)，將每個(gè)周期長(zhǎng)度劃分成動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔，產(chǎn)生恢復(fù)數(shù)據(jù)集從而使得每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)包括動(dòng)作電位時(shí)程和其前一個(gè)的舒張間隔，產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)點(diǎn)的二維繪圖，所述繪圖具有預(yù)定義的離散網(wǎng)格位置的網(wǎng)格，確定所述恢復(fù)數(shù)據(jù)集內(nèi)的函數(shù)關(guān)聯(lián)，調(diào)整每個(gè)周期長(zhǎng)度的劃分使得每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)從一個(gè)網(wǎng)格位置移動(dòng)到另一個(gè)網(wǎng)格位置，重復(fù)所述調(diào)整和確定步驟以最大化所述恢復(fù)數(shù)據(jù)集內(nèi)的所述函數(shù)關(guān)聯(lián)，以及基于對(duì)應(yīng)于最大化的函數(shù)關(guān)聯(lián)的恢復(fù)數(shù)據(jù)集產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線。
[0019]在實(shí)施例13中，根據(jù)實(shí)施例12所述的方法，其中，所述函數(shù)關(guān)聯(lián)包括最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的交互信息，最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的最大信息系數(shù)得分和最大化所估計(jì)的動(dòng)作電位時(shí)程和由在前的周期長(zhǎng)度所估計(jì)的舒張間隔之間的距離相關(guān)度量中的至少一項(xiàng)。
[0020]在實(shí)施例14中，根據(jù)實(shí)施例12和13中任一個(gè)所述的方法，其中，所述函數(shù)關(guān)聯(lián)基于最大化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和預(yù)定的恢復(fù)模板之間的相似性。
[0021]在實(shí)施例15中，根據(jù)實(shí)施例12-14中的任一個(gè)所述的方法，其中，所述相似性包括最大化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和所述預(yù)定的恢復(fù)模板之間的相關(guān)系數(shù)，以及最小化所產(chǎn)生的恢復(fù)曲線和所述預(yù)定的恢復(fù)模板之間的均方誤差中的至少一項(xiàng)。
[0022]在實(shí)施例16中，根據(jù)實(shí)施例12-15中任一個(gè)所述的方法，其中，所述預(yù)定的恢復(fù)模板對(duì)應(yīng)于指數(shù)函數(shù)，S形函數(shù)，和先前產(chǎn)生的經(jīng)優(yōu)化的恢復(fù)曲線中的任何一項(xiàng)。
[0023]在實(shí)施例17中，根據(jù)實(shí)施例12-16中的任一個(gè)所述的方法，其中，在最大化所述函數(shù)關(guān)聯(lián)之后，所述方法包括增加預(yù)定義網(wǎng)格的分辨率，和重復(fù)所述調(diào)整和確定步驟直到所述函數(shù)關(guān)聯(lián)在整個(gè)恢復(fù)數(shù)據(jù)集進(jìn)一步增加。
[0024]在實(shí)施例18中，根據(jù)實(shí)施例12-17中的任一個(gè)所述的方法，其中，響應(yīng)于由所述多個(gè)電極中的至少一個(gè)制定的預(yù)定的起搏方案來感測(cè)所述心臟激活信號(hào)。
[0025]在實(shí)施例19中，根據(jù)實(shí)施例12-18中的任一個(gè)所述的方法，其中，所述預(yù)定的起搏方案包括從統(tǒng)計(jì)分布取樣的帶有脈沖間間隔的隨機(jī)起搏脈沖的至少一個(gè)。
[0026]在實(shí)施例20中，根據(jù)實(shí)施例12-19中的任一個(gè)所述的方法，所述方法還包括基于所產(chǎn)生的動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線產(chǎn)生心臟映射。
[0027]在實(shí)施例21中，一種用于映射解剖結(jié)構(gòu)的方法包括用設(shè)置在所述解剖結(jié)構(gòu)中或者附近的多個(gè)電極感測(cè)生理活動(dòng)的激活信號(hào)，每個(gè)激活信號(hào)具有相關(guān)聯(lián)的周期長(zhǎng)度，產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)程和在前的周期長(zhǎng)度的函數(shù)，基于所產(chǎn)生的函數(shù)將每個(gè)周期長(zhǎng)度分割成動(dòng)作電位時(shí)程和舒張間隔，以及基于所劃分的動(dòng)作電位時(shí)程和在前的舒張間隔產(chǎn)生動(dòng)作電位時(shí)程恢復(fù)曲線。
[0028]在實(shí)施例22中，根據(jù)實(shí)施例21所述的方法，其中，產(chǎn)生函數(shù)的步驟包括基于所述在前的周期長(zhǎng)度產(chǎn)生每個(gè)激活信號(hào)的周期長(zhǎng)度的直方圖，基于所產(chǎn)生的直方圖確定周期長(zhǎng)度的不應(yīng)期，基于所確定的不應(yīng)期確定動(dòng)作電位時(shí)程，和對(duì)于多個(gè)在前的周期長(zhǎng)度重復(fù)產(chǎn)生直方圖，確定所述不應(yīng)期，并估計(jì)所述動(dòng)作電位時(shí)程的步驟。
[0029]在實(shí)施例23中，根據(jù)實(shí)施例20-21任一個(gè)所述的方法，其中，產(chǎn)生直方圖的步驟包括確定所記錄的周期長(zhǎng)度的范圍，將所確定的范圍分割(segment)成等距豎條(equidistance bin)，識(shí)別三個(gè)連續(xù)的激活信號(hào)的所有三聯(lián)體，和為共享第一周期長(zhǎng)度豎條(bin)的三聯(lián)體產(chǎn)生第二和第三激活信號(hào)的周期長(zhǎng)度的直方圖。
[0030]在實(shí)施例24中，根據(jù)實(shí)施例20-23中的任一個(gè)所述的方法，其中，為所有周期長(zhǎng)度豎條確定所述不應(yīng)期。
[0031]在實(shí)施例25中，根據(jù)實(shí)施例20-24中的任一個(gè)所述的方法，其中，確定所述不應(yīng)期的步驟包括識(shí)別所產(chǎn)生的直方圖的介于零和具有至少等于預(yù)定的閾值的頻數(shù)(count)的第一豎條之間的區(qū)域，以及根據(jù)所識(shí)別的區(qū)域確定所述不應(yīng)期。
[0032]在實(shí)施例26中，根據(jù)實(shí)施例20-25中的任一個(gè)所述的方法，其中，所估計(jì)的動(dòng)作電