[发明专利]用于可视化电生理数据的系统和方法

说明书

技术领域

本发明整体涉及患者的电活动的可视化，并且更具体地涉及通过导管检测的患者的电生理数据的空间可视化。

背景技术

在美国，心律失常为死亡的主要原因。通常，电采集信号以有序方式传导穿过心房并且进入心室内，从而在每个心搏周期中经过心脏中的每个点仅一次。心脏中的不同位置处的电采集信号具有良好的相关性，其中考虑到从心脏的一个区域到另一区域的正常传播延迟。响应于局部激活信号，心房肌纤维适当同步地收缩以将血泵送穿过心房。

心脏的电传导系统提供心肌的收缩节律或序列，因此其可将血最有效地泵送到身体的其余部位。电生理学家研究传导系统以诊断和治疗异常的心律(称为心律失常)。希望提供下述方法和设备，所述方法和设备辅助医师来诊断异常的心律以及计量通过消融疗法治疗这些心律失常的成功性。

尽管完全理解心电生理领域的全部细节并不重要，但理解本发明的有益效果的确需要心脏电传导系统如何工作和这些心律失常中的一些如何被治疗的基本理解。

心脏组织在其涉及到心脏的电传导系统时具有若干重要的特性。首先，心肌细胞可接收电刺激。接下来，其可响应于这种刺激或者可激活。就心肌细胞而言，它们收缩，由此导致心脏压缩并且泵送血液。在电学方面，这种活动称为去极化。其为细胞中的化学过程。一旦去极化，细胞就需要时间(若干毫秒)来恢复。在这种去极化阶段期间，细胞据称是不应的，这意味着其还未完全恢复并且仍不能接收另一个刺激。最后，心肌细胞可传播该电信号；即，一旦被刺激，它们就可继而刺激紧邻它们的细胞。因此，心肌细胞从初始刺激点、向外传播、穿过心脏腔室而被连续地激活。刚被刺激的细胞的不应性阻止去极化波向后运动；因此该波以有序的方式继续向前穿过心脏组织或心脏腔室壁。“投石问路”类比通常用于描述这种情况；波纹从单个刺激点以有序的方式向外运动。基于这种情况，需注意，在心脏中，一些解剖结构(例如，心脏瓣膜孔和血管口)将形成去极化波传播的障碍。另外，源于心脏手术或受损心肌的疤痕也不传导，并且波必须也绕过这些疤痕的外边缘才能前行。在投石问路实例中，可将疤痕和心脏瓣膜想象为从池塘表面突起的大岩石；波纹绕过它们传播并且在另一侧汇合。正常心脏中的这种刺激点由具有称为自动节律性的附加特性的心肌细胞构成。这些细胞的化学构成允许它们刺激自身，由此启动去极化波，并且随后以特定的节律反复地刺激自身。正常的心肌细胞不具有这种特性，因此一旦复极化并且准备好，它们每次必须仅等待以被再刺激。这种连续的去极化和复极化保持心脏以规则的心率跳动，所述心率被调节以满足身体的氧气需求。

在更宏观的意义上，心脏自身具有允许其去极化和收缩以按照有序且有效的方式泵送血液的一些特征。如图1所示，具有正常电通路(NEP)的正常心跳开始于右心房顶部附近的窦房结(其为包括具有自动节律性的那些细胞的SA结)并且传播穿过整个右心房和左心房，由此导致它们收缩并且利用血液填充心室(心脏中的一系列单向瓣膜阻止血液向后流动)。上部和下部腔室由房室隔分开，所述房室隔由不传导电信号的膜组织构成。因此，在正常心脏中，去极化波不能简单地继续从心房直接前进到心室。这由连接它们的一个电通道处的组织来调节。此心肌细胞集合(称为AV结)具有使其延迟去极化从而允许心房完全收缩的附加特性。其随后将电信号直接发送到心室尖部，其中穿过心室的去极化波导致有效的收缩，从而将血液发送到肺和身体的其余部位。心房和心室去极化之间的延迟导致心脏的分离的“咚-嗒、咚-嗒(lub-Dup,lub-Dup)”声音。

电生理学家利用布置在心脏中的各个位置处的电极头导管来研究其电传导系统，以便诊断心律失常。他们通常使用公认的方法。导管为内部具有导线的长细塑料管，所述导线在远侧端部处连接到一系列均一间隔开的电极或者更通常的是电极对，所述电极用于记录心脏中的离散位置处的局部激活。当接触心脏壁时，一对彼此靠近的电极将仅测量此小块组织处的电活动。记录系统处理这些电描记图，将它们实时地显示在监视器上，并且还允许用户冻结和查看它们。这允许用户测量并且比较在一个时刻得自各个位置的全部电描记图的计时差，以便导出当前激活序列并且作出诊断。