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CN107019552A - 肺静脉隔离间隙寻找器 - Google Patents

肺静脉隔离间隙寻找器 Download PDF

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CN107019552A
CN107019552A CN201610974514.6A CN201610974514A CN107019552A CN 107019552 A CN107019552 A CN 107019552A CN 201610974514 A CN201610974514 A CN 201610974514A CN 107019552 A CN107019552 A CN 107019552A
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Abstract

本发明题为“肺静脉隔离间隙寻找器”。本发明公开了通过下述步骤寻找阻碍心脏中的多个消融位点之间的电传播的间隙的方法：将所述位点在三维坐标系中的位置投射到模拟平面上，识别与所述位点的所投射位置的对之间的二维连接对应的一组最短三维路径，并且将所述组中最长的一个报告为间隙。

Description

肺静脉隔离间隙寻找器
版权声明
本专利文档的公开的一部分包含从属于版权保护的材料。当本专利出现在专利与商标局的专利文件或记录中时，版权所有人不反对本专利文档或本专利申请的任一者的拓制，但是在其他方面无论何种状况都保留所有版权权利。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2015年11月6日提交的美国临时专利申请62/252,109的权益，该临时专利申请的内容在此以引用方式并入本文。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及用于组织消融的医疗器械。更具体地，本发明涉及通过在肺静脉组织附近进行消融来治疗心律失常。
2.相关领域描述
目前熟知的是，心房纤颤可通过起源于从心房延伸至肺静脉的肌肉束的异常传导通路来触发，并且目的在于产生肺静脉电隔离消融的那种消融可保持窦性心律。
接触力方法在实现周边肺静脉隔离方面为有效的。例如，以引用方式并入本文的授予Schwartz等人的共同转让的美国专利6,997,924描述了利用激光能量的高能辐射的肺静脉隔离。在将导管经中隔地推进到肺静脉口之后，锚定气球膨胀以将镜子定位在肺静脉口附近，使得当激发激光源时，光能被反射并且周向地围绕肺静脉口被导向。从而产生周向消融区域，该周向消融区域有效地阻止肺静脉和左心房之间的电传播。
最近的具有接触力传感器和隔离传感器的混合导管例如Smart TouchTM导管已经用于电隔离肺静脉。然而，尽管进行了最优的消融，但在一些患者体内可能保留残余的传导间隙。
发明内容
根据本发明的实施方案提供了方法，该方法通过下述步骤实现：对活体受检者的心脏中的多个位点进行消融，将位点在三维坐标系中的位置投射到模拟平面上，识别与位点的投射位置的对之间的二维连接对应的一组最短三维路径，并且将该组最长的一个报告为间隙。
该方法的另一方面通过下述步骤实现：限定源和目的地，将源和目的地投射到模拟平面上。位点的投射位置在模拟平面上位于投射源和投射目的地之间。该方法还通过在模拟平面上产生从投射源到投射目的地延伸的二维路径来实现，该路径具有位点的投射位置中的两个之间的通道。该方法还通过下述步骤实现：确定二维路径中的每个二维路径的通道的最小尺寸，并且报告二维路径的最大尺寸。
仍在该方法的另一个方面，位点的投射位置位于最佳拟合的椭圆上，其中位点的投射位置的一部分位于椭圆之外。该方法还通过放大椭圆以包括位点的所有投射位置来实现。
该方法的另外的方面通过下述步骤实现：将心脏的部分建模成包括消融点的三角形网，并且从网节点绘制由无向边缘连接的图形节点的网格图，将网格图上的消融点表示为其最近网节点的对应图形节点，并且将该对应图形节点用作位点的投射位置以产生二维路径。
根据本发明的实施方案还提供了方法，该方法通过下述步骤实现：对活体受检者的心脏中的多个位点进行消融，并且根据该位点的所有三维位置建立树形图。该方法还通过下述步骤实现：限定由位点的对之间的最短线段构造的路径，选择源，其中该树形图具有卷绕该源的环，该环描述消融位点中的两个之间的间隙。该方法还可通过报告可闭合间隙的树形图中的最短边缘来实现。
该方法的另一方面包括选择附加的源，并且利用附加的源对建立树形图的步骤进行迭代。
根据本发明的实施方案还提供了设备，包括适于插入以与受检者体内的心脏接触的探头。该探头具有探头的远侧部分上的位置传感器和电极、消融功率发生器、和处理器，该处理器连接到位置传感器并且与消融功率发生器协同布置以用于对心脏中多个位点进行消融。该处理器为可操作的以用于将位点的位置投射到模拟平面上，识别与位点的投射位置的对之间的二维连接对应的一组最短三维路径，并且将三维路径中最长的一个报告为间隙。
附图说明
为了更好地理解本发明，以举例的形式，结合下述附图进行阅读对本发明的具体实施方式提供参考，其中类似的元件给定类似的参考数字，并且其中：
图1为根据本发明的公开实施方案执行心脏上的导管插入工序的系统的插图；
图2为根据本发明的实施方案确定组织消融区域中的间隙的方法的流程图；
图3为根据本发明的实施方案的图2中所述的方法的方面的图形示图；
图4为根据本发明的实施方案的建立路径的源和目的地的方法的流程图；
图5为根据本发明的另选实施方案的建立路径的源和目的地的方法的流程图；
图6为根据本发明的实施方案的产生路径的方法的流程图；
图7为根据本发明的另选实施方案确定组织消融区域中的间隙的方法的流程图；
图8根据本发明的实施方案示出了由三维网绘制的加权图；
图9为根据本发明的实施方案在图7中示出的方法的方面的详细流程图；
图10为根据本发明的另选实施方案在图7中示出的方法的方面的详细流程图；
图11为详细说明根据本发明的实施方案根据图7中示出的方法产生路径的流程图；
图12为根据本发明的实施方案的消融位点的示例图；
图13为根据本发明的实施方案的产生路径的方法的流程图；
图14为根据本发明的实施方案示出了图13中所示方法的方面的图；
图15为根据本发明的实施方案示出了图13中所示方法的另一方面的图；
图16为根据本发明的实施方案由执行图13中所示方法的步骤产生的树形图；
图17为根据本发明的实施方案的图16的树形图对应的点的三维表示；
图18为根据本发明的实施方案的图13所示方法中评估的示例性环图；
图19为根据本发明的实施方案所产生的复合屏幕显示；和
图20为根据本发明的实施方案示出了在消融点集合中所发现的多个间隙的屏幕显示。
具体实施方式
在下文的具体实施方式中，示出了许多具体细节，以便全面地理解本发明的各种原理。然而，对本领域的技术人员而言将为显而易见的是，并非所有这些详细描述都是实施本发明所必要的。在此示例中，未详细示出熟知的电路、控制逻辑、以及用于常规算法和过程的计算机程序指令的细节，以免不必要地使一般概念模糊不清。
以引用方式并入本文的文献将被视作本申请的整体部分，不同的是，就任何术语在这些并入文件中以与本说明书中明确或隐含地作出的定义矛盾的方式定义而言，应仅考虑本说明书中的定义。
定义。
离散轮廓：在形成闭合曲线的弯曲二维空间中的一组短程线段。
轮廓间隙：离散轮廓中最长的线段。
轮廓顶点：一对线段之间的球体。球体可具有有限半径。
线段长度：顶点中心之间的欧几里得或短线程距离减去顶点半径。
隔离：阻止电流从源流到目的地的表面。如果电流在二维空间(例如，心房的平面或组织)中传播，那么隔离为轮廓。如果存在多个可能的表面，那么应当限定隔离测试以用于对比。如果电流穿过狭缝(例如，两个顶点之间的间隙)的阻碍随着间隙宽度降低而降低，那么隔离测试可被构造成能够使得具有最小间隙的离散轮廓变成隔离。
闭合曲线的卷绕数：闭合曲线在二维弯曲空间中围绕预定点源卷绕的次数。
电流路径：从电流源至电流目的地的开放曲线。
路径轮廓线段交点：闭合轮廓与电流路径相交的点。
系统综述
现在转到附图，首先参见图1，该图为用于在活体受检者心脏12上评估电活动并且执行消融手术的系统10的立体说明图，系统10是根据本发明的公开实施方案构造和操作的。该系统包括导管14，由操作者16将导管14经由皮肤穿过患者的血管系统插入心脏12的心室或血管结构中。操作者16(通常为医师)使导管的远侧尖端18与心脏壁在例如消融目标位点处接触。可根据美国专利6,226,542和6,301,496以及共同转让的美国专利6,892,091中所公开的方法绘制电激活图，上述专利申请的公开内容以引用方式并入本文。具体实施系统10的元件的一个商业产品为以商品名3System购自Biosense Webster，Inc.，3333Diamond Canyon Road，Diamond Bar，CA 91765。这种系统可由本领域的技术人员加以改进以具体实施本文所述的发明的原理。
例如通过电激活图评估确定为异常的区域可通过施加热能进行消融，例如通过使射频电流穿过导管中的线抵达在远侧尖端18处的一个或多个电极，这将射频能量施加到心肌。能量被吸收于组织中，使组织加热到永久失去其电兴奋性的点(通常约60℃)。当成功时，这种工序在心脏组织中产生非导电消融灶，该消融灶破坏导致心律失常的异常电通路。本发明的原理可应用到不同心脏腔室以诊断和治疗许多不同的心律失常。
导管14通常包括柄部20，在柄部上具有合适的控制装置，以使得操作者16能够按需要对导管的远侧端部进行控制、定位和取向以用于消融。为了辅助操作者16，导管14的远侧部分通常包含至少一个位置传感器21，该位置传感器将信号提供到位于控制台24中的处理器22。位置传感器21可为磁性传感器或用于阻抗类定位系统的电极，如授予Govari等人的美国专利7,536,218中所教导，该专利以引用方式并入本文。处理器22可实现下文所述的若干处理功能。
可经由缆线34将消融能量和电信号传送到心脏12，并且从心脏12穿过定位在远侧尖端18处或其附近的一个或多个消融电极32传送到控制台24。通过缆线34和电极32将起搏信号和其他控制信号从控制台24传送到心脏12。还连接到控制台24的感测电极33被设置在消融电极32之间并且连接到缆线34。
线连接35使控制台24与体表电极30和定位子系统的其他部件联接以用于测量导管14的位置和取向坐标。处理器22或另一个处理器(未示出)可以是定位子系统的元件。电极32和体表电极30可用于测量在消融位点处的组织阻抗，如授予Govari等人的美国专利7,536,218中所教导，该专利以引用方式并入本文。温度传感器(未示出)，通常为热电偶或热敏电阻器，可安装在电极32中的每个上或附近。
控制台24通常包含一个或多个消融功率发生器25。导管14可适于利用任何已知的消融技术(例如，射频能量、超声能量和激光产生的光能量)将消融能量传导到心脏。此类方法在共同转让的美国专利6,814,733、6,997,924和7,156,816中有所公开，上述专利以引用方式并入本文。
在一个实施方案中，定位子系统包括磁位置跟踪构造，该磁位置跟踪构造通过利用场产生线圈28在预定工作空间产生磁场并且在导管处感测这些磁场来确定导管14的位置和取向。定位子系统在美国专利7,756,576(该专利以引用方式并入本文)以及上述的美国专利7,536,218中所有描述。
如上文所述，导管14联接到控制台24，这使得操作者16能够观察和调控导管14的功能。控制台24包括处理器，优选地是具有合适的信号处理电路的计算机。该处理器被联接以驱动监视器29。信号处理电路通常对来自导管14的信号加以接收、放大、过滤和数字化，包括由传感器(例如电传感器、温度传感器和接触力传感器)和位于导管14中的远侧的多个位置感测电极(未示出)产生的信号。数字化信号由控制台24和定位系统接收和利用，以计算导管14的位置和取向，并且分析来自电极的电信号。
为了产生电解剖标示图，处理器22通常包括电解剖标示图发生器、图像配准程序、图像或数据分析程序和被构造成能够用于将图形信息显示在监视器29上的图形用户界面。
通常，系统10包括其他元件，为了简单起见所述其他元件未在图中示出。例如，系统10可包括心电图(ECG)监视器，该心电图监视器被联接以从一个或多个体表电极接收信号，以便将ECG同步信号提供到控制台24。如上文所述，系统10通常还包括基准位置传感器，该基准位置传感器在附接到受检者身体外部的外加基准贴片上或者在内置导管上，该基准位置传感器被插入到心脏12内以保持在相对于心脏12的固定位置。提供了使液体循环流过导管14以用于冷却消融位点的常规泵和线。系统10可从外部成像形态(例如MRI单元等)接收图像数据，并且包括可被处理器22结合或调用的图像处理器以用于产生和显示图像。
期望的是，通过应用而产生的消融灶形成连续线，以便阻止穿过该消融灶的电传播。下述的工序分析消融灶之间的关系以确定线中的显著间隙是否存在。应当指出的是，消融位点存在于三维空间中，但是显示器上的展示代表三维到另一表面(通常为二维平面)上的投射。例如通过利用图像旋转技术重复检测，对显示的人工测评是可能的，但是为繁琐和容易出错的，因为人类操作者可丢失球体的叠合(例如，间隙)，这可导致心律失常复发或者甚至工序的彻底失败。这项任务的操作者表现总是增加导管插入环节的持续时间，并且因此增加对患者的风险，并且此外可限制可在导管插入术实验室中进行评估的患者的数目。
记录关于消融位点的信息的一个方法为VisiTagTM模块，该模块为上述CARTO系统的部件。
下文总结了寻找隔离的两种方法，该方法在下文的实施方案中详细示出。
第一方法：
(a)产生所有可能的电流路径。由于这并非完全可能的，故随机产生非常大量的可模拟整个流动的路径。
(b)对于每个路径而言，寻找所有相交线段并且选择具有最小线段长度的线段。将这些线段添加到候选列表。
(c)列表中具有最大线段长度的线段为隔离中的最大间隙。
(d)隔离曲线的其余可通过下述步骤来寻找：消除不具有最大间隙的曲线并且因此修整列表。
第二方法：
(a)寻找由围绕源卷绕仅一次的最小线段构造的离散轮廓。
第一实施方案。
“无标测图文件”变体。
由于电波在组织表面上行进，所以波的传播和渗透可被模拟为随机传播的一维波阵面。该模拟涉及随机产生从可疑源(肺静脉)至目的地的多个路径。目的地为包括组织表面的闭合轮廓上的点，并且超过消融的所有位点。换句话讲，消融线位于源和目的地之间。每个路径包括从一个中间点到下一个的一系列步骤，直到抵达了目的地。
这种变体不依赖于所存在的描述心房几何结构的标测图文件。
在源处开始，路径的每个步骤的长度和方向为随机产生的，直到路径抵达目的地。沿这种路径的传播可视为受到路径中消融位点之间的最小间隙的阻碍。这种间隙的宽度被存储为路径的“阻滞值”。
如果产生了足够路径，那么将横贯并且标测出所有似乎合理的间隙。路径中最大的阻滞值被报告为间隙的尺寸。
每个消融位点与数据库(例如，上述的VisiTag模块)中的记录对应。每个记录中包含多种数据，包括位点的三维坐标、接触力、电力供应持续时间、以及与本公开不相关的其他信息。
如果待产生的路径的源和目的地由操作者提供，那么下文所述的工序为特别有效的。然而，如下文在图5的讨论中所述，付出一些精度方面的代价，自动地估计源和目的地是可能的。在提供了消融尺寸的情况下，在间隙计算中可考虑这些尺寸。
现在参见图2，其为根据本发明的实施方案确定组织消融区域中的间隙的方法的流程图。为了清楚地表述，处理步骤在本文的这种和其他流程图中以特定线性序列示出。然而，显而易见的是，它们中的许多可并行、异步或以不同顺序执行。本领域的技术人员将会理解，处理将另选地被表示为多个相关联的状态或事件，例如处于状态图中。此外，可能并非需要所有示出的处理步骤来实施该方法。参考肺静脉隔离的实施例描述了该方法；然而，它可适用于心脏中的其他消融工序。
在初始步骤37处，对受检者进行导管插入处理，并且在相应位点处执行一系列消融，通常为肺静脉(PVI)的消融效应。如上文所述存储与每个消融位点相关的数据。可将示出了与消融相关的位点和数据的显示呈现给操作者。
接下来，在步骤39处，计算消融位点的所有的对之间的欧拉距离。将调用的是，可利用位置传感器21(图1)确定位点的三维坐标。另选地，可利用已知的方法预测在位点处产生的消融灶的半径，并且可考虑将该半径用于距离计算。这当然降低对之间的有效距离。
接下来，在步骤41处，建立路径的源和目的地。路径投射到典型的椭圆上，该椭圆的参数可在步骤41的变体中获取，如下文所述。该椭圆的平面在本文中称为“模拟平面”。
接下来，在步骤43处，利用消融位点的三维空间坐标，将消融点转换到模拟平面上。现在参见图3，该图为根据本发明的实施方案在步骤43中所述的工序的图示。为简单起见示出了消融点45的子集。消融点45的二维投射看起来像位于椭圆53的边界内的一系列转换的消融点51。指示出源55和目的地57。能量(通常为射频能量)施加位点可通过三个不同颜色编码的类别的消融点45表示，如不同影线模式所示。尽管为了便于表示，在图3上指示了三个类别，但是可许多等级进行颜色编码并且将其显示在合适的显示监视器上。该等级可指示电力强度的水平。从关于消融位点的这种和其他记忆信息，例如电力供应的持续时间和接触力，例如根据Govari等人的共同转让的美国专利申请公开20140100563的教导内容来预测所产生的消融灶的直径是可能的，该专利申请以引用方式并入本文。
在步骤59(图2)处，成对地选择点51，并且标测由每一对限定的线段。例如，对61、63、65分别标测到线段67、69、71。线段67、69、71的长度反映对61、63、65之间的欧拉距离。
返回到图2，在步骤73处，确定最大步长(stepMax)。这可通过在消融位点之间经由用户配置值(例如20)划分最长距离来计算。这种值影响模拟的收敛性。
接下来，在步骤75处，产生路径，如下文所述。迭代地执行步骤75。与执行步骤75产生的每个路径相关联的是最小阻滞值，即连接两个消融点并且与路径相交的线段的欧拉距离。
接下来，在决策步骤77处，确定是否已经获得步骤75的迭代的终止判据。例如，判据可为预定的迭代数目、时间间隔的截止或者它们的组合。如果决策步骤77处的确定为否定的，那么控制返回到步骤75。
如果决策步骤77处的确定为肯定的，那么控制前进至最终步骤79。消融点中的间隙被报告为在步骤75中产生的路径中所发现的最小阻碍长度中的最大者。
现在参见图4，该图为根据本发明的实施方案建立源和目的地(步骤41；图2)的一个方法的流程图。典型的椭圆的参数在初始步骤81处利用最小二乘的距离残差(由得自典型椭圆公式的位点位置测得)获取。另选地，可通过进行所有位点的奇异值分解获得参数，该奇异值分解影响由典型椭圆产生的椭圆的三个半径。两个较大半径跨越平面。这些技术在本领域中是已知的并且不在本文中进一步讨论。
接下来，在步骤83处，由操作者确定传导路径的源点。利用图形用户界面，例如通过在屏幕显示上进行鼠标点击可以选择源点。
接下来，在步骤85处，识别距初始步骤81中选择的源点最近的消融点的二维投射。利用这种点使计算时间最小化。
接下来，在步骤87处，源区域在围绕源点的模拟平面上被限定为在源点上居中的圆，并且具有与源点到步骤85中识别的消融点的距离相等的半径。
然后，在最终步骤89处，将其他消融点投射到模拟平面上。
现在参见图5，该图为根据本发明的实施方案执行步骤41(图2)的另一个方法的流程图。在这种变体中，自动估计源和目的地。
在初始步骤91中，将消融位点拟合到典型椭圆中，该典型椭圆根据上文所述相对于初始步骤81(图4)建立以限定模拟平面。最佳拟合的椭圆可不包括所有消融点，但是应当包括它们中的大部分。
接下来，在最终步骤93处，将消融点投射到模拟平面上。
接下来，在步骤95处，保持其长宽比不变，在初始步骤91中限定和拟合的椭圆被放大以包括所有投射的消融点。
然后，在最终步骤97处，得自步骤95的椭圆被报告为路径的目的地。
现在参见图6，该图为根据本发明的实施方案详细描述路径的产生(步骤75；图2)的流程图。在初始步骤99处，产生了适当限定的随机数。这种数代表0至360度之间的角度，并且指定源的轮廓(通常为圆或椭圆)上路径的起始点。
接下来，在步骤101处设定电流阻滞值。这被初始化至处理器中可表示的最大实数。
接下来，在步骤103中产生具有随机确定的长度(r)和方向(θ)(r～Uniform[0；stepMax]，θ～Uniform[0；2π])的步。
接下来，在决策步骤105处，确定在模拟平面上(1)该步骤是否与连接一对投射消融位点的二维线段相交，以及(2)该对之间的三维欧拉距离是否小于电流阻滞值。
如果在决策步骤105处的确定为肯定的，那么控制前进至步骤107。电流阻滞值复位至该对之间的三维欧拉距离。
在执行步骤107之后或者如果在决策步骤105处的确定为否定的，那么在决策步骤109处确定路径是否已经与源相交。
如果在决策步骤109中的确定为肯定的，那么在步骤111中的路径根据其在源(θr＝θi)上的入射角(θi)以角度(θr)反射。当源为点时，不需要反射。
在执行步骤111之后或者如果在决策步骤109处的确定为否定的，那么在决策步骤113处确定路径是否已经到达目的地。如果确定为否定的，那么控制返回至步骤103以产生另一个随机步骤。
如果在决策步骤113中的确定为肯定的，那么工序终止于最终步骤115中。
标测图文件变体。
在标测图文件，即网文件作为心房的标测图而存在时使用这种变体。此类文件可例如利用以下文献中的教导内容产生：名称为“Combining Three-Dimensional Surfaces”美国专利申请公开20140125653、名称为“Dynamic Feature Rich AnatomicalReconstruction from a Point Cloud”的美国专利9,265,434、以及名称为“Model BasedReconstruction of the Heart from Sparse Samples”的美国专利申请公开20150018698，上述所有专利为共同转让的并且以引用方式并入本文。图3所示的消融点可用于这种变体。
现在参见图7，其为根据本发明的另选实施方案确定组织消融区域中的间隙的方法的流程图。三角顶点和索引在初始步骤117处从网文件中进行检索，并且用作图形节点。在这种变体中产生的图形称为“网格图”，由此该网格图可与“树形图”区分开来，并且其他构型在本文的其他地方有所讨论。在顶点被限定为三维空间中的网时，节点被限定在抽象的拓扑空间中。
接下来，在步骤119处，绘制具有节点和无向边缘的加权网格图。该图根据相邻顶点之间的三维欧拉距离进行加权。
现在参见图8，该图根据本发明的实施方案示出了根据步骤119(图7)从三维网123绘制的加权网格图121。网格图121的部分被称为子图，例如子图125为网格图121的子图。网格图121包括批量节点，该批量节点包括子图125和子图125之外的节点127。子图125还包括子图批量节点，该子图批量节点完全在子图125内并且仅连接到子图125的其他节点。网格图121还包括与子图125的表面节点(例如节点131)接触的节点129。如下文所述可见，可移除源(例如子图125)的批量节点以简化计算，并且边界上的表面节点(例如节点131)可用作模拟路径的第一步。
参见图7和图8，模制在网123上的消融点(例如消融点126)可位于网123的节点之间。此类消融点没有直接投射到网格图121上，但是在步骤133处被视为距它们最近的网顶点的投射。因此，节点128(网123上最靠近消融点126的节点)到网格图121上的投射(对应图形节点130)将代表网格图上的消融点126。
接下来，在步骤135处，由操作者通过检索源来选择源和目的地。另选地，可估计源和目的地。在下文提供步骤135的细节。
接下来，在步骤137处，识别与投射消融位点中的每一对连接的模拟平面上的路径。投射消融位点中的每一对之间的最短三维路径的长度被确定用于连接。这种步骤构成最短路径问题的解决方案。它利用已知的算法(例如迪科斯彻算法或者若干其他已知的算法)实现。中提供的标准算法适用于步骤137。另选地，可执行“宽度优先”扫描。
接下来，在步骤139处，为每个节点分配相应的“阻滞值”。该阻滞值与步骤137中开发的穿过节点的路径中最短的一个路径对应。如果路径中的每一个都没有穿过节点，那么它的阻滞值被视为无穷大。
接下来，在步骤141a处产生路径，如下文所述。迭代地执行步骤141。与执行步骤141产生的每个路径相关联的是最小阻滞值，即连接两个消融点并且与路径相交的线段的欧拉距离。
接下来，在决策步骤143处，确定是否已经获得步骤141的迭代的终止判据。例如，这可为预定的迭代数目、时间间隔的截止或者它们的组合。如果在决策步骤143处的确定为否定的，那么控制返回到步骤141。
如果在决策步骤143处的确定为肯定的，那么控制前进至最终步骤145。消融点中的间隙被报告为步骤141的迭代中产生的路径中所发现的最小阻滞值中的最大者。
现在参见图9，该图为根据本发明的实施方案的步骤135(图7)的方法的详细流程图。根据本发明的实施方案由操作者通过检索来获得路径的源和目的地。
在初始步骤147处，由操作者选择源输入和目的地。利用图形用户界面，操作者识别三维空间中的源点，并且绘出二维椭圆以限定目的地。接下来，在步骤149处，如上文所述获得目的地典型椭圆参数，从而导致二维椭圆位于三维空间中。
接下来，在步骤151处，从图中移除在步骤119中绘制的坐落于椭圆之外的具有三维坐标的网格图的节点。
接下来，在步骤153处，识别距初始步骤147中选择的源输入最近的消融位点。
接下来，在步骤155处，源被限定为在初始步骤147中所选择的源输入至最近的投射消融位点的距离内的步骤119(图7)中产生的加权图的子图的一维表面。
然后，在最终步骤157处，通过进一步考虑，移除在步骤119(图7)中绘制的加权网格图的所有批量节点，即子图125(图8)的子图批量节点。
另选地，可利用上文相对于图5所述的修改来估计源和目的地。现在参见图10，该图为根据本发明的实施方案的步骤135(图7)的详细流程图。在这种变体中，自动估计源和目的地。步骤91、93、95对图5的方法而言为常见的并且没有重复描述。然后，在步骤159中，椭圆收缩以从其边界排除所有投射的消融点。
在执行步骤159之后，在最终步骤161中，仅在扩张椭圆和收缩椭圆(步骤95、159)之间投射的步骤119中绘制的具有三维坐标的加权网格图的节点被保留用作可能的节点以用于产生路径。
现在参见图11，该图为根据本发明的实施方案根据步骤141(图7)详细描述路径的产生的流程图。节点通过索引值进行识别，该索引值为描述网的数据对象的指针。在其他方面，这些索引值不具有物理意义。在初始步骤163处，产生随机数(Uniform[0；2π])，并且该随机数用作沿源表面的索引。网文件的对应节点变成路径的起源。
接下来，在步骤165处，在初始步骤163中选择的节点的阻滞值被指定作为路径的电流阻滞值。
接下来，在步骤167处产生路径的步。该步导致随机选择的相邻节点。节点和相邻节点直接连接。它们之间的距离在抽象空间中为“1”。
接下来，在决策步骤169中，确定步骤167中所选的相邻节点的阻滞值是否小于电流阻滞值。如果在决策步骤169中的确定为肯定的，那么控制前进至步骤171。电流阻滞值复位至相邻节点的阻滞值。
在执行步骤171之后或者如果在决策步骤169中的确定为否定的，那么在决策步骤173中确定在步骤167中所选的相邻节点是否为目的地节点。
如果在决策步骤173中的确定为否定的，那么控制返回到步骤167以继续产生路径。
如果在决策步骤173中的确定为肯定的，那么在最终步骤175中该电流阻滞值被报告为路径的阻滞值。
混合变体。
非标测图变体的一些方面可用于改进计算标测图文件变体的效率。网上远离起始消融位点的位置可投射到模拟平面并且可根据二维欧拉距离选择最靠近的节点。
第二实施方案。
在这种实施方案中没有计算源和目的地之间的路径。相反，从几何结构方面的考虑事项来寻找间隙。建立树形图以使得所有位点之间的路径具有最小长度的线段。
现在参见图12，该图为根据本发明的实施方案可用于构建消融位点的树形图的中间图。树形图的节点由数字识别，该数字指示它们相关联的消融位点的数据记录。一对消融位点包括通过边缘连接到其最靠近的节点的节点。一对节点177由虚线圆描绘。节点的集合179由虚线圆概述。
现在参见图13，该图为根据本发明的实施方案的路径产生的方法的流程图。该方法寻找从具有最小阻滞值的目的地隔离源所必需的路径。路径中最大的线段被报告为间隙。
在初始步骤181中，识别样本均值，即所有消融位点的一组位置向量的均值，并且通过从其他向量的每一个中减去均值使点在均值周围居中。
接下来，在步骤183处，对于每个点，一对节点被限定为最靠近其他点的图像边缘。可发现两个点间接相连。在步骤185处移除所有复制的边缘。在列表1的数学代码中详细描述了初始步骤181和步骤183的具体实施。本文的其他列表也以Mathematica代码的形式表达。
列表1
现在参见图14，该图为根据本发明的实施方案示出了步骤185(图13)的简化图。点187最靠近点189(通过三维欧拉距离测得)。点187、189由边缘191连接。以类似方式，点189和点193形成通过边缘195连接的对。另一对包括由边缘197连接的点187、193。然而，边缘197为冗余的，并且因此被删除，如该图右侧所示。
返回到图13，在下述步骤中，图由执行步骤185之后保留的所有边缘构建而成。集合被限定为图中相连接的部件，例如，集合179(图12)。
在步骤199处，每个集合中的点通过索引进行分类。将调用的是，索引为数据对象的任意参考。当完成了步骤199时，分类集合中的第一点具有该集合中的最小索引值。
然后，在步骤201处，集合的列表通过该集合内第一点的索引进行分类，使得集合的顺序改变，如列表2所示。
列表2
firstcon＝SortBy[Sort/@ConnectedComponents[firstgr]，First]；
接下来，在步骤203处，每个集合的第一位置的分类列表源于下述集合的分类列表，所述集合在步骤201中绘制以识别具有该集合中第一点的识别符的每个点，如列表3所示。
列表3
firstList＝Table[Position[firstcon，i，2][[1，1]]，{i，Sort@Flatten@firstcon}]；
在步骤205中，点的所有可能的对根据该对的成员之间的距离来标测和分类，以形成所有可能边缘的分类列表。然后移除复制品。
步骤207包括通过分类对的迭代来连接集合。如果对的索引与不止一个集合相关，那么保留该对并且聚结该两个集合。该过程在所有点处于相同集合中时中止。
现在参见图15，该图为根据本发明的实施方案得自执行步骤207(图13)的典型图。
接下来，在步骤209处，图15的图通过形成与图12的中间图的联合而扩大。该工序在列表4中详细描述。
列表4
pathdat＝Union[firstgrdat，restgraphdat]
GraphUnion[firstgr，restgraph]
现在参见图16，该图为根据本发明的实施方案得自执行步骤209的典型树形图。该树形图限定由点中的每对的最短线段构成的路径。
现在参见图17，该图为根据本发明的实施方案的图16的树形图对应的点的三维表示。图16和图17表示由点中的每对的最短线段构成的路径。
返回至图13，在步骤211处，将步骤209中绘制的树形图的边缘从步骤205中产生的分类列表中移除。在这种步骤中，可报告多个信号隔离中的多个间隙。
在执行步骤211之后，可基于新源任选地识别穿过消融位点的间隙。当省略了这种选项时，如虚线所示，控制继续至最终步骤213，如下文所述。否则，操作者例如利用鼠标在显示器上点击，在步骤215处选择点。操作者可利用其他方法或者自动选择以选择想要隔离的源中的一个或多个点。
接下来，在步骤217处，鼠标位置的三维截距被识别为限定线段的一对向量。这可通过限定从鼠标指针延伸到屏幕中的射线的鼠标点击来理解。包含所有相关点的虚拟的三维框与射线相交两次。相交的每个点具有三维坐标。所有消融位点在与相交点相连的线段的中心周围居中。
接下来，在步骤219处，引导旋转操作以使得X轴与在步骤217中鼠标点击限定的线段的方向对齐。该点然后投射到x＝0的平面上。因为该点在鼠标位置周围居中，所以坐标起始点为用于旋转的方便的参考点。
下一步描述了在边缘的分类列表上的迭代，其中保留了符合预定间隙判据(即卷绕数±1)的最短线段。在步骤221处，对于每个边缘，产生边缘的图。这种图为树形图与附加的边缘的联合。以这种方式将边缘添加到树形图中产生环。因此，这种图具有仅一个环，因为该树形图不具有环并且具有与其相连接的所有点。
接下来，在步骤223处，选择作为顺序2中的芯部件的所有图顶点的子图。这种子图为纯环并且不具有弱连接的元件。在图论中，k-退化图为无向图，其中每个子图具有至多等级k的顶点：即，子图中的一些顶点触及子图中边缘的k或者更少。退化还已知为k-芯数。处于本公开的目的，具有弱连接元件的子图具有小于2的k值。
接下来，在决策步骤225中，确定电流子图的环是否包括(即涵盖)起始点。如果二维点在二维多边形内，那么多边形边的内角的和应当正好为360°。确定环是否包括起始点的一个方法为对环图的每个边缘中的点的反正切函数的差进行求和，适当校正范围以便处理间断点。因为在x＜0、y＝0时，反正切从+180°跳至-180°，故每个线段的角度覆盖范围应当校正至(-180°，+180°)范围。如果最终总和为±360°，那么环包括起始点。
如果在决策步骤225中的确定为否定的，那么控制返回到步骤223以通过从下一边缘(按照长度顺序)产生新子图继续迭代。
如果在决策步骤225中的确定为肯定的，那么可推断出已经找到了间隙。在最终步骤213中报告间隙。间隙的长度为间隙边缘任一侧上三维顶点之间的欧拉距离。任选地，通过计算环图的所有边缘的长度，可报告更多间隙，例如任何数量的更小间隙。出于操作者的便利性考虑，通过选择高对比度色彩方案和客观的间隙尺寸范围，根据它们的长度对间隙进行着色。
现在参见图18，该图为根据本发明的实施方案在步骤221中评估的抽象空间中的示例性环图。
现在参见图19，该图为根据本发明的实施方案产生的复合屏幕显示。在窗格227中可见消融点的三维表示。在窗格229中示出了投射在模拟平面上的点。指示间隙尺寸的键231在显示器的右上部分显示。测量7.5mm的间隙233在窗格227中显示。
现在参见图20，该图为根据本发明的实施方案的屏幕显示，当执行始于步骤215处的工序并且其中自动地发现所有适当源时，该屏幕示出了在消融点集合中发现的多个间隙。发现了三个间隙，该三个间隙在通过图7的工序发现和在最终步骤145中报告的间隙中为最大的。它们的尺寸标记在图上。
另外的考虑事项。
一旦通过公式计算了消融位点的消融灶的尺寸，就可在分类前从每个边缘的长度中移除该位点半径。结果将为估计的消融灶之间的最大间隙，而不是位点中心之间的最大间隙。
在线中寻找间隙：一旦确定了开始位点和结束位点，就可利用图论寻找最短路径。至于环中的间隙，可对路径线段进行客观地分类和着色。
排除点：可在消融位点的子集上执行整个工序。
自动的间隙寻找：给定一组输入参数，算法可自动地寻找环和间隙，如位置传感器21中所示。
并非在决策步骤225(图13)中测试环是否包括起始点，而是用于自动的间隙寻找的间隙判据可包括：
环中最小数量的位点(例如8)。
环的最小尺寸(例如，9mm，由点距环中心的中间距离确定)。
最大间隙开口(例如，45°)。
最大间隙尺寸(例如，40mm)。
建议
下述举证形成上述过程的逻辑基础：给定二维表面上的一组离散闭合曲线和点源，隔离为由具有最小线段长度的线段构建的具有单位卷绕数的曲线。
举证
1.假设已经产生从源至目的地的所有可能的路径(命名为路径组)。
2.进一步假设具有一小组线段，所述一小组线段构建所有可能的具有围绕源的单位缠绕数的离散轮廓(分别命名为线段组和轮廓组)。
3.路径组中的每个路径与轮廓组中的所有轮廓相交。
4.假设电流的阻力为轮廓间隙尺寸的倒数，那么与具有最小间隙的轮廓相交的路径在该间隙处经受最大阻力。
5.收集这些线段并且将该组命名为可疑线段组。
6.受阻最小的路径为与来自具有最大线段长度的可疑组的线段相交的路径。因此，这种线段在隔离中具有最大间隙，并且将为该间隙的部分。
7.从轮廓组中移除不包括这种线段的所有轮廓(使得仅为剩余轮廓的部分的线段留在线段组和可疑组中)，可疑组中的下一个最大线段为电流泄露原因顺序中的下一个，并且因此还为隔离的部分。
8.重复这种过程留下仅一个轮廓，该轮廓为具有线段(按顺序具有最小线段长度)的一个，并且这种轮廓为隔离。
本领域的技术人员应当理解，本发明并不限于已在上文具体显示和描述的那些。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合两者，以及不在现有技术范围内的其变型和修改，所属领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到这些变型和修改。

Claims (12)

1.一种方法，包括以下步骤：
对活体受检者的心脏中的多个位点进行消融，所述位点在三维坐标系中具有相应位置；
将所述位点的所述位置投射到模拟平面上；
识别与所述位点的所投射位置的对之间的二维连接对应的一组最短三维路径，所述三维路径具有相应长度；以及
将所述三维路径中的最长的一个路径报告为间隙。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
限定源和目的地，
将所述源和所述目的地投射到所述模拟平面上，其中所述位点的所投射位置位于所述模拟平面上的所投射源和所投射目的地之间；
在所述模拟平面上随机生成二维路径，所述二维路径从所投射源延伸至所投射目的地并且具有位点的所投射位置中的两个投射位置之间的通道，所述通道具有相应尺寸；以及
对于所述二维路径中的每个二维路径，确定所述二维路径的所述通道的最小尺寸，其中报告间隙包括报告所述二维路径的最大的最小尺寸。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述位点的所投射位置位于最佳拟合的椭圆上，其中所述位点的所投射位置的一部分位于所述椭圆之外，所述方法还包括扩大所述椭圆以包括所述位点的所有所投射位置。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
将所述心脏的一部分建模成包括网节点和消融点的三角形网，相应消融点具有最近的网节点；
从所述网节点绘制具有图形节点的网格图，所述图形节点由无向边缘连接；
将所述网格图上的所述消融点表示为所述消融点的所述最近的网节点的对应图形节点；以及
将所述对应的图形节点用作生成二维路径的步骤中的所述位点的所投射位置。
5.一种方法，包括以下步骤：
对活体受检者的心脏中的多个位点进行消融，所述位点在三维坐标系中具有相应位置；
从所述位点的所有所述位置建立树形图，所述树形图具有边缘并且限定路径，所述路径由所述位点的对之间的最短线段构造；
选择源，其中所述树形图具有围绕所述源卷绕的环，所述环描述所述消融位点中的两个消融位点之间的间隙；以及
将所述树形图中的能够闭合所述间隙的最短边缘报告为间隙尺寸。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括选择附加的源，并且利用所述附加的源对建立树形图的步骤进行迭代。
7.一种设备，包括：
探头，所述探头适于插入成与受检者的身体中的心脏接触，所述探头具有所述探头的远侧部分上的位置传感器和电极；
消融功率发生器；
处理器，所述处理器连接到所述位置传感器并且与所述消融功率发生器协同布置以执行以下步骤：
对所述心脏中的多个位点进行消融，所述位点在三维坐标系中具有相应位置；
将所述位点的所述位置投射到模拟平面上；
识别与所述位点的所投射位置的对之间的二维连接对应的一组最短三维路径，所述三维路径具有相应长度；以及
将所述三维路径中的最长的一个路径报告为间隙。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器可操作地用于执行以下步骤：
限定源和目的地，
将所述源和所述目的地投射到所述模拟平面上，其中所述位点的所投射位置位于所述模拟平面上的所投射源和所投射目的地之间；
在所述模拟平面上随机生成二维路径，所述二维路径从所投射源延伸至所投射目的地并且具有所述位点的所投射位置中的两个投射位置之间的通道，所述通道具有相应尺寸；以及
对于所述二维路径中的每个二维路径，确定所述二维路径的通道的最小尺寸，其中报告间隙包括报告所述二维路径的最大的最小尺寸。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述位点的所投射位置位于最佳拟合的椭圆上，其中所述位点的所投射位置的一部分位于所述椭圆之外，所述方法还包括扩大所述椭圆以包括所述位点的所有所投射位置。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器可操作地用于执行以下步骤：
将所述心脏的一部分建模成包括网节点和消融点的三角形网，相应消融点具有最近的网节点；
从所述网节点绘制具有图形节点的网格图，所述图形节点由无向边缘连接；
将所述网格图上的所述消融点表示为所述消融点的所述最近的网节点的对应图形节点；以及
将所述对应的图形节点用作生成二维路径的步骤中的所述位点的所投射位置。
11.一种设备，包括：
探头，所述探头适于插入成与受检者的身体中的心脏接触，所述探头具有所述探头的远侧部分上位置传感器和的电极；
消融功率发生器；
处理器，所述处理器连接到所述位置传感器并且与所述消融功率发生器协同布置以执行以下步骤：
对所述心脏中的多个位点进行消融，所述位点在三维坐标系中具有相应位置；
从所有所述位点建立树形图，所述树形图具有边缘并且限定路径，所述路径由所述位点的对的所述相应位置之间的最短线段构造；
选择源，其中所述树形图具有围绕所述源卷绕的环，所述环描述所述消融位点中的两个消融位点之间的间隙；以及
将所述树形图中的能够闭合所述间隙的最短边缘报告为间隙尺寸。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述处理器可操作地用于选择附加的源并且利用所述附加的源对建立树形图的步骤进行迭代。
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