[发明专利]用于使用光学形状感测提供电活动图的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助由布置于生物的外表面上的多个表面电极采集的来自所述生物的心脏的电信号提供所述心脏的电活动图的系统、方法和计算机程序。本发明还涉及一种包括多个表面电极的背心。

背景技术

P.S.Cuculich等人的文章《Noninvasive Characterization of EpicardialActivation in Humans With Diverse Atrial Fibrillation Patterns》（Circulation,Journal of the American Heart Association，122，第1364到1372页（2010年））公开了一种包括具有用于测量人外表面上电势的表面电极的电极背心的系统。该系统还包括基于i）心脏表面与人外表面上的表面电极间的空间关系和ii）测量的电势重建心外膜电势的重建单元。通过采集同时显示了心脏表面和人外表面上的表面电极的X射线计算机断层摄影图像来获得心脏表面与人外表面上的表面电极间的空间关系。通过采集X射线计算机断层摄影图像会有相对高的辐射剂量施加于人。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于借助由布置于生物的外表面上的多个表面电极采集的来自所述生物的心脏的电信号提供所述心脏的电活动图的系统、方法和计算机程序，其中，能够减少，具体而言能够消除施加到人的辐射剂量。本发明的另一目的是提供一种由生物穿戴并用于提供电活动图的背心。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于借助由布置于生物的外表面上的多个表面电极采集的来自所述生物的心脏的电信号提供所述心脏的电活动图的系统，所述系统包括：

-表面电极位置确定单元，其用于借助光学形状感测定位确定所述多个表面电极的位置，

-心脏结构位置确定单元，其用于确定所述生物的心脏结构的位置，

-电活动图确定单元，其用于基于在所述生物的外表面上测量的所述电信号、所确定的所述多个电极的位置和所确定的所述心脏结构的位置确定所述心脏结构处的所述电活动图。

由于所述多个表面电极的位置是借助光学形状感测定位确定的，所以能够确定这些位置而不需要采集显示所述多个表面电极的计算机断层摄影图像。这样允许减少具体而言消除为了生成心脏的电活动图而施加到所述生物的X射线辐射剂量。

所述心脏结构优选是心脏的心外膜表面。

如果所述心脏结构是三维的，具体而言，如果所述心脏结构是三维心外膜表面，所述心脏结构的位置优选地定义了所述心脏结构的每个点的位置，在所述位置处，应当确定所述电活动图。因此，例如，如果所述心脏结构位置确定单元确定所述心外膜表面的位置，则其至少确定所述心外膜表面上的这样点的位置：应当针对所述点确定电势，以生成所述电活动图。

所述多个表面电极能够被看作所述系统的元件，或者其能够被看作单独的元件，其中，所述系统适用于使用所述表面电极的所述电信号，以提供所述电活动图。

所述多个表面电极能够包含在能够由所述生物穿戴的背心中。所述生物优选为人，但所述生物也能够是动物。

所述心脏结构位置确定单元优选包括用于生成指示所述心脏结构的位置的超声信号的超声单元，以及用于基于所述超声信号计算所述心脏结构的位置的心脏结构位置计算单元。所述超声单元优选是经胸廓回波探头或经食道回波探头。如果所述超声单元是经胸廓回波探头或经食道回波探头，那么能够以高质量采集显示心外膜表面的心脏超声图像，由此允许所述心脏结构位置计算单元以高准确性确定作为优选的心脏结构的心外膜表面的位置。

在实施例中，所述心脏结构位置计算单元适于执行用于在超声图像中分割所述心脏结构的分割程序，以检测所述心脏结构。在另一实施例中，所述心脏结构位置计算单元适于提供解剖结构心脏模型，所述解剖结构心脏模型为包括所述心脏结构的心脏的解剖结构模型，并适于调整所述心脏模型以适应心脏超声图像，以检测所述心脏结构。所述调整能够仅仅是旋转和/或平移，并且任选地能够是所述心脏模型的缩放，或者其还能够包括所述心脏模型的变形。所述心脏模型优选为通用心脏模型，即在调整之前，所述心脏模型不是特异于某个人或动物的。其能够通过例如对可以在医学图像中分割出的一组生物的已分割心脏求平均得以确定。