Определение проявлений фокальной и/или роторной аритмогенной активности в областях сердечной ткани

Группа изобретений относится к медицине, а именно к картированию сердца, и в частности к анализу анатомических карт сердца. Предложена система для реализации способа, содержащая: катетер для электроанатомического картирования пациента; память, выполненную с возможностью хранения двухмерной (2D) электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости органа пациента, причем 2D EA-карта включает в себя электрофизиологические (EP) значения, измеренные в соответствующих местоположениях на внутренней поверхности; и процессор, выполненный с возможностью: аппроксимации комплексной аналитической функцией набора EP-значений, которые были измерены в заданной области 2D EA-карты; определения сингулярности в аппроксимирующей комплексной аналитической функции; причем процессор выполнен с возможностью определения сингулярности путем вычисления одного или более вычетов комплексной аналитической функции в заданной области; и построения обратной проекции области указанной 2D-области на трехмерную (3D) EA-карту внутренней поверхности, с сохранением указания количества и форм аритмогенных зон; и отображения по меньшей мере части 3D EA-карты для пользователя, в том числе с указанием аритмогенной EP-активности в местоположении на карте 3D EA, соответствующем области сингулярности, определенной в аппроксимирующей комплексной аналитической функции. Группа изобретений обеспечивает более точное определение мест расположения зон аритмии, а также типов аритмии, с использованием процессора, получающего данные с датчиков, прикрепленных к телу пациента, обрабатывающего полученные данные так, чтобы дать хирургу возможность точного определения зоны воздействия на область аритмии, с учетом типа аритмии. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится по существу к картированию сердца, и в частности к анализу анатомических карт сердца.

Предпосылки создания изобретения

В прошлом в патентной литературе описывались попытки моделирования электрофизиологической активности сердца. Например, в публикации заявки на патент США 2013/0079653 описан способ диагностирования аритмии и устройство для диагностики аритмий, например, фибрилляции или тахикардии. Способ диагностирования аритмии включает следующие стадии: измерение (a) характерных размеров сердца и (b) частоты и (c) скорости сердечной проводимости электрической волны; и (d) определение наличия или отсутствия аритмии на основании безразмерной величины, полученной в результате обработки трех параметров, измеренных на стадиях (a)-(c). С помощью безразмерного параметра можно предсказывать и диагностировать формирование ротора электрической волны - одной из причин аритмии. Для анализа проводимости электрической волны в сердечных тканях и волн в сердечных тканях и извлечения безразмерного параметра уравнение диффузии волны напряжения преобразуют в безразмерное уравнение.

В качестве другого примера в публикации заявки на патент США 2006/0084970 описан способ картирования электрофизиологических данных в одной из камер сердца. Полученные электрофизиологические данные сопоставляют с определенными соответствующими данными о местоположении. Описан алгоритм, в котором применяется теория электростатического поля объемного проводника для построения электрофизиологической карты объема камеры с высоким разрешением.

Изложение сущности изобретения

В варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ, включающий получение в процессоре двухмерной (2D) электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости органа пациента, причем в такую 2D EA-карту включены электрофизиологические (EP) значения, измеренные в соответствующих местоположениях на внутренней поверхности. Комплексная аналитическая функция аппроксимируется с набором EP-значений, которые были измерены в заданной области 2D EA-карты. Определяется область сингулярности в аппроксимирующей комплексной аналитической функции. Область проецируется на трехмерную (3D) EA-карту внутренней поверхности. Пользователь видит по меньшей мере часть отображенной 3D EA-карты, в том числе с указанием аритмогенной EP-активности в местоположении на 3D EA-карте, соответствующем области сингулярности, определенной в аппроксимирующей комплексной аналитической функции.

В некоторых вариантах осуществления определение области сингулярности включает определение фокальной сингулярности, а указание аритмогенной EP-активности включает указание фокальной аритмогенной EP-активности.

В некоторых вариантах осуществления определение области сингулярности включает определение роторной сингулярности, а указание аритмогенной EP-активности включает указание роторной аритмогенной EP-активности.

В варианте осуществления определение области сингулярности и указание аритмогенной EP-активности включает разграничение между фокальной аритмогенной EP-активностью и роторной аритмогенной EP-активностью.

В другом варианте осуществления построение 2D карты EA-карты включает получение 2D EA-карты, которая представляет собой проекцию соответствующей 3D EP-карты, с использованием заранее заданного преобразования координат.

В некоторых вариантах осуществления измеренные EP-значения включают значения локального времени активации (LAT). В других вариантах осуществления измеренные EP-значения включают значения напряжения.

В некоторых вариантах осуществления определение области сингулярности включает расчет одного или более вычетов комплексной аналитической функции в данной области.

В некоторых вариантах осуществления один или более вычетов указывают на один или более фокальных источников.

В варианте осуществления определение области сингулярности включает расчет одного или более вычетов наклонной производной комплексной аналитической функции вдоль кривой, огибающей данную область. В другом варианте осуществления один или более вычетов указывают на одну или более роторных зон.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечена система, включающая память и процессор. Память выполнена с возможностью сохранения двухмерной (2D) электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости органа пациента, причем такая 2D EA-карта включает электрофизиологические (EP) значения, измеренные в соответствующих локализациях на внутренней поверхности. Процессор выполнен с возможностью (a) аппроксимации комплексной аналитической функции к набору EP-значений, которые были измерены в заданной области 2D EA-карты, (b) определения области сингулярности в аппроксимирующей комплексной аналитической функции, (c) проекции области на трехмерную (3D) карту внутренней поверхности и (d) отображения по меньшей мере части 3D EA-карты для пользователя, включая указания аритмогенной EP-активности в местоположении на 3D EA-карте, соответствующем области сингулярности, определенной в аппроксимирующей комплексной аналитической функции.

Настоящее изобретение станет более понятным из следующего подробного описания вариантов осуществления, представленных вместе со следующими графическими материалами.

Краткое описание графических материалов

На Фиг. 1 представлено схематическое наглядное изображение системы для электроанатомического (EA) картирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 2A и 2B представлен вид в разрезе 3D электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности полости, полученной системой, показанной на Фиг. 1, и вид в горизонтальной проекции 2D EA-карты соответственно согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 3A-3C представлены частичные виды в горизонтальной проекции прогнозируемой 2D электроанатомической (EA) карты, показанной на Фиг. 2, на которой представлены нормальные, фокальные и роторные потоки EP-потенциала соответственно согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 4 представлена блок-схема, на которой схематично описан способ определения проявлений фокальной и/или роторной аритмогенной активности в областях сердечной ткани на 3D EA-карте, показанной на Фиг. 2, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Общее описание

С помощью методик электроанатомического картирования с использованием катетера можно получать различные виды электроанатомических (EA) карт внутренней поверхности полости органа, например левого предсердия сердца. Как правило, на EA-карте представлено распределение электрофизиологического (EP) параметра, наложенного на выводимую на дисплей трехмерную (3D) анатомическую структуру. Примеры накладываемых параметров EP включают значения напряжения (т.е. потенциалы) и времена активации. Пользователь, например врач, может пытаться интерпретировать 3D EA-карту, чтобы определить, указывает ли данное распределение EP-значений, наложенных на выводимую на дисплей 3D анатомическую структуру, на аберрантную EP-активность, и определить участки ткани на внутренней поверхности, которые являются причиной такой аберрантной EP-активности.

Как правило, аберрантная сердечная EP-активность относится либо к фокальной форме аритмогенной активности, либо к спиральной (т.е. роторной) форме аритмогенной активности. При фокальной аритмии EP-потенциал по большей части направлен радиально от фокального источника. При роторной аритмии EP-потенциал по большей части направлен азимутально вокруг центра вращения.

Анализ поверхности 3D EA-карты, т.е. многосвязной области в 3D-пространстве, очень сложен и требует значительных алгоритмических и вычислительных мощностей. Более того, такой анализ может быть неполным, например, из-за потребности в большем (по сравнению с доступными данными из измеренных значений EP) количестве информации для полного анализа многосвязной области в 3D-пространстве.

С помощью моделирования EP-активности для многосвязной области в 3D EA, как правило, описывают поток соответствующего EP-параметра (например, биоэлектрического потенциала) в виде решения уравнения распространения волны. К примерам таких уравнений относятся варианты волновых уравнений и волновых диффузионных уравнений, а значит, моделирование EP-активности будет представлять собой попытку получения точного решения, зависимого от времени распространение EP-волны. К сожалению, из-за сложной динамики EP-сигнала в сердечной ткани не удается сделать вывод о том, какое из различных возможных модельных уравнений лучше описывает реальную ситуацию.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных ниже в настоящем документе, предложены более совершенные способы и системы определения проявлений фокальной и/или роторной аритмогенной активности в заданных областях сердечной ткани. В описанной методике проанализирована EP-активность на 2D EA-карте, которая представляет собой проекцию 3D EA-карты на комплексную 2D-плоскость , с применением методов комплексного анализа проекции 2D EA-карты, и таким образом можно получать указания на формы аритмии и их местоположение.

В частности, для получения комплексного аналитического (т.е. голоморфного) решения в , которое надо проанализировать в пределах заданной области проекции 2D EA-карты, в описанной методике использован 2D вариант 3D-лапласиана, который входит в упомянутые выше уравнения для 3D-распространения волны. Поэтому метод включает аппроксимацию каждого набора измеренных EP-значений в заданной области проекции 2D EA-карты к единственному гармоническому решению 2D-лапласиана в пределах данной области, и, как описано выше, расширение гармонического решения до голоморфного.

Таким образом, описанные способы существенно упрощают анализ за счет (a) снижения порядка лапласиана с 3D до 2D посредством проекции многосвязной EP-области из 3D в 2D, (b) аппроксимации данных с помощью решения соответствующего 2D-уравнения Пуассона в виде комплексной аналитической функции (т.е. обобщенное уравнение Лапласа) и (c) анализа аппроксимированного 2D-голоморфного решения для определения проявления фокальной и/или роторной аритмогенной активности.

Среди множества возможных решений 2D-уравнения Пуассона для описанных способов для каждой заданной 2D-области 2D EP-карты только одно из них является единственным комплексным аналитическим решением, которое соответствует измеренному набору EP-значений в заданной области. Такое единственное решение указывает на EP-активность в области и либо отражает свободный поток (например, нормальный) распространения EP-потенциалов, либо получено из по меньшей мере одного или более фокальных источников и/или одной или более роторных зон, находящихся в 2D-области.

Несмотря на то что EP-активность зависит от времени, аритмию в значительной степени определяют посредством анализа измеренного распределения EP-значений в конкретном случае с использованием аппроксимирующей аналитической функции, как описано ниже.

В некоторых вариантах осуществления в процессор поступает 2D EA-карта, которая представляет собой проекцию соответствующей трехмерной (3D) EP-карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости в органе пациента с использованием заранее заданного преобразования координат. Процессор может затем использовать параметры такого заранее заданного преобразования для обратной проекции проанализированной 2D EA-карты в 3D EA-карту. В других вариантах осуществления процессор независимым образом проецирует 3D EP-карту на 2D-плоскость для построения проекции 2D EA-карты.

В любом случае на 2D EA-карту накладываются EP-значения, например значения потенциала или значения локального времени активации (LAT), измеряемые в соответствующих областях проекции на 3D EA-карте. Впоследствии в любой заданной области 2D EA-карты процессор аппроксимирует комплексную аналитическую функцию к измеренными EP-значениям в данной области. Процессор анализирует аппроксимирующую функцию для определения присутствия одной или более форм фокальной сингулярности и форм роторной сингулярности аритмогенной EP-активности в заданной области. Процессор анализирует достаточное количество областей для охвата требуемой части органа. Впоследствии процессор проецирует указанные 2D-области обратно на 3D EA-карту для указания на одну или более соответствующих областей, на которой отмечена аритмогенная EP-активность, а также определения ее формы. Наконец, процессор передает пользователю 3D EA-карту с указанием таких областей.

В некоторых вариантах осуществления процессор определяет наличие одного или более фокальных источников в заданной области 2D EA-карты посредством оценки количества вычетов комплексной аналитической функции, аппроксимирующей EP-данные в данной области. Вычеты рассчитывают посредством линейного интегрирования комплексной аналитической функции вдоль кривой, огибающей данную область. Аналогичным образом процессор определяет, находятся ли в данной области одна или более локализаций роторных потоков на основании оценки количества вычетов наклонной производной той же комплексной аналитической функции.

Если интегрирование комплексной аналитической функции и ее наклонной производной приводит к нулевому значению, процессор впоследствии приходит к выводу об отсутствии в заданной области местоположений, демонстрирующих фокальные или роторные формы аритмогенной EP-активности. Если интегрирование комплексной аналитической функции приводит к конечному числу вычетов, а интегрирование ее наклонной производной приводит к нулевому значению, процессор приходит к выводу, что в заданной области находится одно или более местоположений, демонстрирующих фокальную аритмогенную EP-активность. Если интегрирование комплексной аналитической функции приводит к нулевому значению, а интегрирование ее наклонной производной приводит к конечному числу вычетов, процессор приходит к выводу, что в заданной области находится одно или более местоположений, демонстрирующих роторную аритмогенную EP-активность.

Как правило, процессор запрограммирован в программном обеспечении, содержащем конкретный алгоритм, благодаря которому процессор может выполнять каждую из описанных выше стадий и функций, связанных с процессором.

С помощью описываемой методики можно упрощать интерпретацию EA-карт и уменьшать потребности в вычислительных ресурсах, и благодаря этому получают более точный и доступный кардиологический диагноз с использованием катетера.

Описание системы

На Фиг. 1 представлено схематическое наглядное изображение системы для электроанатомического (EA) картирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг. 1 показано, как врач 27 выполняет EA-картирование сердца 23 пациента 25 с использованием EA-катетера Pentaray® 29. Катетер 29 на дистальном конце содержит одно или более отведений 20, которые могут обладать механической гибкостью, причем каждое из них соединено с одним или более электродами 22. Во время процедуры картирования электроды 22 принимают и/или передают однополярные и/или биполярные сигналы от сердечной ткани 23 и/или в нее. Процессор 28 принимает эти сигналы посредством электрического интерфейса 35 и использует информацию, содержащуюся в таких сигналах, для построения 3D EA-карты 31. Во время и/или после процедуры процессор 28 может отображать анатомическую EA-карту 31 на дисплее 26. В некоторых вариантах осуществления EA-карта 31 включает измеренные значения LAT, как показано на Фиг. 2.

В ходе процедуры систему отслеживания используют для отслеживания соответствующих локализаций измерительных электродов 22 так, что каждый из сигналов может быть связан с местоположением, от которого поступил сигнал. Например, можно использовать систему активной токовой локализации (ACL), выпускаемую Biosense Webster (г. Ирвайн, штат Калифорния, США), которая описана в патенте США № 8,456,182, который путем ссылки включен в текст настоящего документа. В системе ACL процессор оценивает соответствующие местоположения электродов на основе значений импеданса, измеренных между каждым из измерительных электродов 22 и множеством поверхностных электродов 24, которые закреплены на коже пациента 25. Например, три поверхностных электрода 24 могут быть закреплены на грудной клетке пациента, а три других поверхностных электрода могут быть закреплены на спине пациента. (Для наглядности на Фиг. 1 показан только один поверхностный электрод.) Электрические токи проходят между электродами 22 внутри сердца 23 пациента и поверхностными электродами 24. Процессор 28 рассчитывает приблизительное местоположение всех электродов 22 в сердце пациента, исходя из соотношений между наблюдаемыми амплитудами тока, измеренными на поверхностных электродах 24 (или между импедансами, определяемыми такими амплитудами), и известными положениями электродов 24 на теле пациента. Таким образом, процессор может связывать любой конкретный сигнал полного сопротивления, полученный от электродов 22, с местоположением, в котором был получен этот сигнал.

Пример, показанный на Фиг. 1, приведен исключительно для обеспечения концептуальной ясности. Можно использовать и другие методы отслеживания, например, основанные на измерении сигналов, как в случае системы Carto®4 (выпускаемой Biosense Webster). Можно использовать другие типы измерительных катетеров, например в равной мере можно использовать Lasso® Catheter (выпускаемый Biosense Webster). На дистальном конце EA-катетера 29 можно устанавливать контактные датчики. Как отмечалось выше, аналогичным образом можно применять другие типы электродов, например используемые для абляции, при установке на электродах 22 для получения необходимых данных о локализации. Таким образом, абляционный электрод, используемый для получения данных о локализации, в данном случае рассматривается как измерительный электрод. В необязательном варианте осуществления процессор 28 дополнительно выполнен с возможностью указания качества физического контакта между каждым из электродов 22 и внутренней поверхностью камеры сердца во время измерения.

Процессор 28, как правило, представляет собой компьютер общего назначения с программным обеспечением, запрограммированным на выполнение описанных в настоящем документе функций. В частности, процессор 28 использует специализированный алгоритм, описанный в настоящем документе, в том числе на Фиг. 4, благодаря которому процессор 28 может осуществлять описанные стадии, которые приведены ниже. Программное обеспечение может быть загружено на компьютер в электронном виде, например передано по сети, или в альтернативном или дополнительном варианте осуществления оно может быть обеспечено и/или может храниться на энергонезависимом материальном носителе, таком как магнитная, оптическая или электронная память.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЯВЛЕНИЙ ФОКАЛЬНОЙ И/ИЛИ РОТОРНОЙ АРИТМОГЕННОЙ АКТИВНОСТИ В ОБЛАСТЯХ СЕРДЕЧНОЙ ТКАНИ

На Фиг. 2A и 2B представлен вид в разрезе 3D электроанатомической (EA) карты 72 внутренней поверхности полости, полученной системой, показанной на Фиг. 1, и вид в горизонтальной проекции 2D EA-карты 80 соответственно согласно варианту осуществления настоящего изобретения. 3D EA-карта 72 включает в себя EP-значения 70, например потенциалы, измеренные в соответствующих локализациях 76 на внутренней поверхности. Местоположения 76 определяются в 3D-системе координат (представленной ортогональными и сферическими координатами) с началом координат 78. Секцию 74 вырезали из внутренней поверхности, чтобы показать, каким образом определяют местоположения 76 (для простоты показан только один срез).

На Фиг. 2B представлена 2D EP-карта 80, на которой топография поверхности закодирована с помощью процессора 28 с использованием контурных линий 86 и профилей так, что пользователь, рассматривающий карту, может различать относительные подъемы уровня на топографической проекции. Кодированная 2D EA-карта включает углубления 82 и подъемы 84. Согласно иллюстрации 2D EA-карта 80 отображает EP-значения 70, которые процессор 28 накладывает на соответствующие проекции местоположений на 2D-карте.

Проекцию на 3D-карту и проекцию с такой карты и частично сглаженной 2D-карты, как правило, выполняют в соответствии с любым подходящим преобразованием координат. Метод построения проекций между картами, представленными на Фиг. 2А и 2В, описан в заявке на патент США 16/289,843, поданной 1 марта 2019 года, озаглавленной «Map of Body Cavity», права на которую переданы правопреемнику настоящей заявки на патент и описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

В некоторых вариантах осуществления процессор 28 выполняет анализ EP-потока на строго плоской 2D EP-карте, а значит, расчеты становятся проще по сравнению, например, с использованием неплоских многосвязных 2D-областей. Вместе с тем в общем случае расчеты, например, линейных интегралов, можно проводить на неплоских поверхностях.

В варианте осуществления для вычислений, выполненных в настоящем документе процессором 28, использована 2D-система координат, при этом проигнорированы относительные значения элевации, которые на локальном уровне преимущественно невелики, (например, аппроксимированы нулем). В альтернативном варианте осуществления для сохранения упрощенных строгих 2D-условий без аппроксимации рассматриваемые области на 2D EA-карте можно определять только в пределах области, кодируемой с одинаковой элевацией, как, например, показано в примере на Фиг. 3.

На Фиг. 3A-3C представлены частичные виды в горизонтальной проекции прогнозируемой электроанатомической (EA) 2D-карты, показанной на Фиг. 2, на которой представлены нормальные, фокальные и роторные потоки EP-потенциала соответственно согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Нормальную или аберрантную EP-активность можно описывать с помощью комплексной аналитической функции обозначает полярные координаты, конструируемые на основе решения 2D-уравнения Пуассона, описывающего распределение, например, функции EP-потенциала.

В данном контексте комплексная функция определена как аналитическая функция в заданной области комплексной плоскости , если дифференцируема в любой точке данной области с допустимым исключением в отдельных точках области, где сингулярна (например, имеет полюс). Как правило, комплексная аналитическая функция бесконечно дифференцируема в заданной области комплексной плоскости (за исключением отдельных сингулярностей). Иными словами, ряд Тейлора комплексной аналитической функции сходится к значению функции в любой точке заданной области комплексной плоскости (за исключением отдельных сингулярностей).

Функцию , где и представляют собой вещественные функции, а связана с условиями Коши-Римана, и .

представляет собой сумму гармонического решения уравнения Лапласа и частного решения, а потому функция представляет собой решение уравнения Пуассона:

Ур. 1

В ур. 1, если правая часть уравнения не равна нулю, единственная функция EP-потенциала , которая является решением ур. 1, описывает потенциалы, формирующиеся в фокальном источнике. В ином случае ур. 1 однородно, а может описывать свободный поток (например, нормаль) или вихревые формы распределений EP-потенциала, в основе которых лежит соответствующий нормальный поток или вихревой поток.

Решение для по ур. 1 может быть получено, например, в форме линейной комбинации базисных функций для любого выбранного базиса. Вместе с тем базис из функций Бесселя и связанных многочленов Лежандра особенно удобен из-за фокальной/роторной геометрии аберрантной активности. В этом случае аналитическое решение может быть аппроксимировано следующим образом:

Ур. 2

В ур. 2 решение для функции потенциала представляет собой линейную комбинацию нескольких базовых функций (например, в которых индексы n и l ограничены несколькими значениями) и служит в качестве хорошего приближения для точной голоморфной функции в области ограниченного размера 2D EA-карты 80, которая отражает EP-потенциал, оцениваемый по EP-значениям 70 в данной области. Оптимальный размер области зависит от числа точек данных в области.

Явная форма выводится при подставлении измеренных EP-значений 70 в ур. 2 в соответствующих локализациях в пределах заданной области, и решении системы неоднородных линейных уравнений для получения Точность аппроксимирующей функции зависит от числа доступных EP-значений в области, а также от числа извлекаемых коэффициентов в ур. 2, которое равно числу измеренных точек данных в заданной области.

После получения можно построить голоморфную (т.е. комплексную аналитическую) функцию с использованием описанных выше свойств f(z).

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения отмечено существование одной или более фокальных сингулярностей или роторных сингулярностей в заданной области (например, в области 90) 2D EA-карты, для чего рассчитывают линейный интеграл по кривой γ (например, кривой 92), огибающей заданную область функции ϕ(z), и наклонной производной комплексной аналитической функции потока , также рассчитываемой вдоль кривой γ...

В соответствии с теоремой о вычетах, если два упомянутых выше линейных интеграла в обоих случаях равны нулю, соответствующие EP-значения, аппроксимируемые , описывают свободный нормальный поток (например, поток 92 на Фиг. 2А) в заданной области.

Если линейный интеграл функции не равен нулю, а интеграл равен нулю, соответствующие EP-значения, аппроксимируемые , описывают EP-поток, вызванный фокальным источником в заданной области, т.е. описывают фокальный аритмогенный источник в заданной области (например, фокальный источник 94 на Фиг. 2В).

Если линейный интеграл функции равен нулю, а интеграл не равен нулю, соответствующие EP-значения, аппроксимируемые , описывают бесциркулярный вихревой EP-поток (например, вихрь 96) в заданной области, т.е. описывают роторную аритмогенную зону в заданной области (например, роторную зону 98 на Фиг. 2С).

Возможно существование нескольких аритмогенных местоположений в заданной области. Если каждый из упомянутых выше линейных интегралов не равен нулю, результат интегрирования можно представить в форме или . N и M представляют собой целые числа, указывающие на местоположения конкретных типов аритмогенных явлений (например, фокальные или роторные),приводящих к аритмии. Для каждого местоположения характерны значения вычетов и для соответствующих аналитических функций . Поэтому описанный способ может указывать на существование множества местоположений аритмогенных явлений в небольшой области.

На Фиг. 4 представлена блок-схема, которая в принципе описывает способ определения проявлений фокальной и/или роторной аритмогенной активности в областях сердечной ткани на карте 3D EA, показанной на Фиг. 2, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Алгоритм в соответствии с представленным вариантом осуществления выполняет процедуру, которая начинается с процессора 28, формирующего проекцию на 2D-плоскость с использованием заранее заданного преобразования координат 3D EP-карты 72 с заранее заданными областями для построения 2D EA-карты на стадии 100 проекции EP-карты. В качестве примера, 2D-область 90 проекции EP-карты представляет собой область, соответствующую заранее заданной области на EP 3D-карте 72. Как правило, на 2D EA-карту наложены EP-значения, например значения потенциала или значения локального времени активации (LAT), которые были измерены в соответствующих местоположениях 3D EA-карты.

Затем процессор 28 аппроксимирует измеренные EP-значения комплексной аналитической функцией в соответствующих 2D-областях 2D EA-карты с использованием описанного выше процесса на стадии 102 аппроксимации.

После этого процессор 28 анализирует каждую аналитическую функцию, вычисляя линейные интегралы, как описано выше, для указания на наличие по меньшей мере одной или более форм фокальных сингулярностей и роторных сингулярностей аритмогенной EP-активности в любой из 2D-областей (т.е. выявление аритмогенных областей) на стадии анализа аритмии 104.

Впоследствии на стадии 106 обозначения областей процессор 28 обозначает (например, устанавливает метки) области на 2D EP-карте, в которых отмечается аритмогенная активность. Данная стадия, как правило, включает обозначение типа аритмии.

После этого на стадии обратной проекции 108 процессор строит обратную проекцию указанных 2D-областей на 3D EA-карту, на которой сохраняются указания числа и формы аритмогенных зон в каждой области.

Наконец, на стадии 110 отображения карты процессор представляет пользователю 3D EA-карту с обозначением областей.

Пример блок-схемы, показанный на Фиг. 4, приведен исключительно для обеспечения концептуальной ясности. В необязательных вариантах осуществления можно выполнять различные дополнительные стадии алгоритма, которые были намеренно исключены из описания в настоящем документе для представления более упрощенной блок-схемы. Например, такой стадией может быть стадия, на которой автоматически регистрируются дополнительные слои на EP-картах, например медицинские изображения и другие параметры (например, толщина стенки ткани для облегчения корректировки параметров для последующей абляции).

Несмотря на то что варианты осуществления, описанные в настоящем документе, главным образом касаются кардиологических применений, способы и системы, описанные в настоящем документе, можно также применять в других областях применения, например в неврологии.

Таким образом, следует понимать, что описанные выше варианты осуществления приведены лишь в качестве примера и что настоящее изобретение не ограничено конкретно изображенным и описанным выше в настоящем документе. Напротив, объем настоящего изобретения включает в себя как комбинации, так и подкомбинации различных вышеописанных признаков, а также их варианты и модификации, которые будут очевидны специалистам в данной области после ознакомления с приведенным выше описанием и которые не были описаны на предшествующем уровне техники. Документы, включенные в настоящую заявку на патент путем ссылки, следует считать неотъемлемой частью заявки, за исключением того, что, если определение терминов в этих включенных документах противоречит определениям, сделанным явным или неявным образом в настоящем описании, следует учитывать только определения настоящего описания.

1. Способ определения аритмогенных мест в областях сердечной ткани, включающий:

выполнение электроанатомического картирования пациента с помощью катетера, содержащего электроды, выполненные с возможностью приема и/или передачи данных от сердечной ткани и/или в нее;

обеспечение передачи указанных данных в процессор с получением в процессоре двухмерной (2D) электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости органа пациента, причем 2D EA-карта содержит электрофизиологические (EP) значения, измеренные в соответствующих местоположениях на внутренней поверхности;

аппроксимацию комплексной аналитической функцией набора EP-значений, которые были измерены в заданной области 2D EA-карты;

определение сингулярности в аппроксимирующей комплексной аналитической функции, причем процессор выполнен с возможностью определения сингулярности путем вычисления одного или более вычетов комплексной аналитической функции в заданной области;

построение обратной проекции указанной 2D-области на трехмерную (3D) EA-карту внутренней поверхности, с сохранением указания количеств и форм аритмогенных зон; и

отображение по меньшей мере части 3D EA-карты для пользователя, в том числе с указанием аритмогенной EP-активности в местоположении на 3D EA-карте, соответствующем области сингулярности, определенной в аппроксимирующей комплексной аналитической функции.

2. Способ по п. 1, в котором определение области сингулярности представляет собой определение фокальной сингулярности, и при этом указание аритмогенной EP-активности представляет собой указание фокальной аритмогенной EP-активности.

3. Способ по п. 1, в котором определение области сингулярности представляет собой определение роторной сингулярности, и при этом указание аритмогенной EP-активности представляет собой указание роторной аритмогенной EP-активности.

4. Способ по п. 1, в котором определение сингулярности и отображение аритмогенной EP-активности включает разграничение между фокальной аритмогенной EP-активностью и роторной аритмогенной EP-активностью.

5. Способ по п. 1, в котором получение 2D карты EA-карты представляет собой получение 2D EA-карты, которая представляет собой проекцию соответствующей 3D EP-карты, с использованием заранее заданного преобразования координат.

6. Способ по п. 1, в котором измеренные EP-значения представляют собой значения локального времени активации (LAT).

7. Способ по п. 1, в котором измеренные EP-значения представляют собой значения напряжения.

8. Способ по п. 1, в котором один или более вычетов указывают на один или более фокальных источников.

9. Способ по п. 1, в котором определение сингулярности включает расчет одного или более вычетов наклонной производной комплексной аналитической функции вдоль кривой, огибающей заданную область.

10. Способ по п. 9, в котором один или более вычетов указывают на одну или более роторных зон.

11. Система определения аритмогенных мест в областях сердечной ткани, содержащая:

катетер для электроанатомического картирования пациента, причем катетер содержит электроды, выполненные с возможностью приема и/или передачи данных от сердечной ткани и/или в нее;

память, выполненную с возможностью хранения двухмерной (2D) электроанатомической (EA) карты внутренней поверхности по меньшей мере части полости органа пациента, причем 2D EA-карта включает в себя электрофизиологические (EP) значения, измеренные в соответствующих местоположениях на внутренней поверхности; и

процессор, выполненный с возможностью:

аппроксимации комплексной аналитической функцией набора EP-значений, которые были измерены в заданной области 2D EA-карты;

определения сингулярности в аппроксимирующей комплексной аналитической функции;

причем процессор выполнен с возможностью определения сингулярности путем вычисления одного или более вычетов комплексной аналитической функции в заданной области; и

построения обратной проекции области указанной 2D-области на трехмерную (3D) EA-карту внутренней поверхности, с сохранением указания количества и форм аритмогенных зон; и

отображения по меньшей мере части 3D EA-карты для пользователя, в том числе с указанием аритмогенной EP-активности в местоположении на карте 3D EA, соответствующем области сингулярности, определенной в аппроксимирующей комплексной аналитической функции.

12. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью определения сингулярности посредством определения фокальной сингулярности и указания пользователю на фокальную аритмогенную EP-активность.

13. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью определения сингулярности посредством определения роторной сингулярности и указания пользователю на роторную аритмогенную EP-активность.

14. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью определения сингулярности и отображения аритмогенной EP-активности посредством разграничения фокальной аритмогенной EP-активности и роторной аритмогенной EP-активности.

15. Система по п. 11, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью проекции 3D EP-карты на соответствующую 2D карту EA-карту с использованием заранее заданного преобразования координат.

16. Система по п. 11, в которой один или более вычетов указывают на один или более фокальных источников.

17. Система по п. 11, в которой процессор выполнен с возможностью определения сингулярности посредством вычисления одного или более вычетов наклонной производной комплексной аналитической функции вдоль кривой, огибающей заданную область.

18. Система по п. 17, в которой один или более вычетов указывают на одну или более роторных зон.