本申請要求2014年6月3日提交的美國臨時(shí)專利申請序號62/007,310的根據(jù)35U.S.C.§119的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容被整體地通過引用結(jié)合到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及醫(yī)療裝置和系統(tǒng)。更具體而言，本公開涉及用于映射和/或消融心臟組織的醫(yī)療裝置和方法。

背景技術(shù)：

已經(jīng)開發(fā)了多種體內(nèi)醫(yī)療裝置以供醫(yī)學(xué)使用，例如血管內(nèi)使用。這些裝置中的某些包括導(dǎo)線、導(dǎo)管等。這些裝置由多種不同的制造方法中的任何一個(gè)制造，并且可根據(jù)多種方法中的任何一個(gè)被使用。在已知的醫(yī)療裝置和方法之中，每個(gè)具有特定優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。一直需要提供替換的醫(yī)療裝置以及用于制造和使用醫(yī)療裝置的替換的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開描述了用于映射和/或消融心臟組織的醫(yī)療裝置、系統(tǒng)和方法。在第一示例中，一種用于映射心臟的腔室的導(dǎo)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：第一多個(gè)電極，其被構(gòu)造為感測生物參考信號；第二多個(gè)電極，其被構(gòu)造為感測生物源信號，其中，所述生物源信號包括生物參考信號的偽像；處理器，其被連接到所述第二多個(gè)電極，其中，所述處理器被構(gòu)造為：基于生物參考信號來確定生物參考信號的偽像；以及從所感測的生物源信號減去生物參考信號的偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了基于生物參考信號來確定生物參考信號的偽像，所述處理器被構(gòu)造為補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號之間的偽像之間的差。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號的偽像之間的差，所述處理器被構(gòu)造為生成生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號的偽像之間的差，所述處理器進(jìn)一步被構(gòu)造為：至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了從所感測的生物源信號減去生物參考信號的偽像，所述處理器被構(gòu)造為從所感測的生物源信號減去生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像，所述處理器被構(gòu)造為：形成投影矩陣，其包括生物參考信號和生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；使用投影技術(shù)來確定一組線性組合系數(shù)；以及從投影矩陣和該組線性組合系數(shù)形成生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述投影技術(shù)包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：最小二乘回歸法；約束最小二乘法；最大似然估計(jì)；非線性編程；以及線性編程。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像，所述處理器被構(gòu)造為：生成卷積矩陣H，其包括生物參考信號和生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；以及確定最佳乘法矢量x，使得卷積矩陣H與最佳乘法矢量x的乘積產(chǎn)生解矢量b'，其中，解矢量b'是與生物源信號最緊密相關(guān)的解。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述處理器進(jìn)一步被構(gòu)造為減少生物參考信號中的冗余。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述處理器進(jìn)一步被構(gòu)造為識別生物參考信號中的心搏定時(shí)。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述處理器進(jìn)一步被構(gòu)造為：識別生物參考信號和生物源信號中的已識別心搏定時(shí)周圍的心搏窗口；以及將該心搏窗口級聯(lián)以產(chǎn)生級聯(lián)生物參考信號和級聯(lián)生物源信號。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述生物參考信號是遠(yuǎn)場信號，并且所述生物源信號是近場信號。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述生物參考信號是室性心臟信號，并且生物源信號是房性心臟信號。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述第一多個(gè)電極包括表面電極。

在另一示例中，一種用于去除存在于生物源信號中的生物參考信號的偽像的方法包括：用一個(gè)或多個(gè)電極來感測生物參考信號；感測生物源信號，其中，所述生物源信號包括生物參考信號的偽像；基于生物參考信號來確定生物參考信號的偽像；以及從所感測的生物源信號減去生物參考信號的偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，基于生物參考信號來確定生物參考信號的偽像包括補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號的偽像之間的差。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號的偽像之間的差包括生成生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，補(bǔ)償生物參考信號與生物參考信號之間的偽像之間的差包括：至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，從所感測的生物源信號減去生物參考信號的偽像包括從所感測的生物源信號減去生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像包括：形成投影矩陣，其包括生物參考信號和生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；使用投影技術(shù)來確定一組線性組合系數(shù)；以及從投影矩陣和該組線性組合系數(shù)形成生物參考信號的估計(jì)偽像。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述投影技術(shù)包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：最小二乘回歸法；約束最小二乘法；最大似然估計(jì)；非線性編程；以及線性編程。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，至少部分地基于生成的生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成生物參考信號的估計(jì)偽像包括：生成卷積矩陣H，其包括生物參考信號和生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；以及確定最佳乘法矢量x，使得卷積矩陣H與最佳乘法矢量x的乘積產(chǎn)生解矢量b'，其中，解矢量b'是與生物源信號最緊密相關(guān)的解。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述方法還包括減少生物參考信號中的冗余。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，減少生物參考信號中的冗余包括對生物參考信號執(zhí)行主成分分析。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述方法還包括識別生物參考信號中的心搏定時(shí)。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，所述方法還包括：識別生物參考信號和生物源信號中的已識別心搏定時(shí)周圍的心搏窗口；以及將該心搏窗口級聯(lián)以產(chǎn)生級聯(lián)生物參考信號和級聯(lián)生物源信號。

在另一示例中，一種用于映射心臟的腔室的導(dǎo)管系統(tǒng)包括：多個(gè)電極，其被構(gòu)造為感測心臟的腔室中的第一組的一個(gè)或多個(gè)激活信號，其中，第一組的每個(gè)激活信號包括近場信號分量和遠(yuǎn)程信號分量；一個(gè)或多個(gè)電極，其被構(gòu)造為感測第二組的一個(gè)或多個(gè)激活信號，其中，第二組激活信號表示第一組激活信號的近場信號分量；處理器，其被構(gòu)造為接收所感測的第一組的一個(gè)或多個(gè)激活信號和所感測的第二組的一個(gè)或多個(gè)第二激活信號，其中，所述處理器被構(gòu)造為：處理第二組激活信號；至少部分地基于已處理的第二組激活信號來生成用于第一組激活信號中的每個(gè)激活信號的估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量；以及從相應(yīng)第一激活信號減去所述估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了至少部分地基于已處理的第二組激活信號來生成用于第一組激活信號中的每個(gè)激活信號的估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量，所述處理器被構(gòu)造為：生成已處理的第二組激活信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；將一個(gè)或多個(gè)移位拷貝投影到第一組激活信號中的每個(gè)激活信號上。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，將一個(gè)或多個(gè)移位拷貝投影到第一組激活信號中的每個(gè)激活信號上產(chǎn)生用于第一組激活信號中的每個(gè)激活信號的估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量，其中，所述估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量是與第一組激活信號中的激活信號的遠(yuǎn)場信號分量最緊密相關(guān)的估計(jì)遠(yuǎn)場信號分量。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，投影包括由以下各項(xiàng)構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)：最小二乘回歸法；約束最小二乘法；最大似然估計(jì)；非線性編程；以及線性編程。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，為了處理第二組激活信號，所述處理器被構(gòu)造為：從一個(gè)或多個(gè)第二激活信號產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)級聯(lián)心搏窗口信號。

在另一示例中，一種用于減少所感測心房信號中的心室信號偽像的方法包括：用多個(gè)電極來感測一個(gè)或多個(gè)心室信號；使用多個(gè)電極來感測心房信號，其中，心房信號包括心房信號分量和表示一個(gè)或多個(gè)心室信號的偽像信號分量；以及至少部分地基于所感測的一個(gè)或多個(gè)心室信號對心房信號進(jìn)行濾波以減少偽像信號分量，其中，所述濾波慮及一個(gè)或多個(gè)心室信號與偽像信號分量之間的差。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，至少部分地基于所感測的一個(gè)或多個(gè)心室信號對心房信號進(jìn)行濾波以減少偽像信號分量包括：產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)心室信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝；至少部分地基于生成的一個(gè)或多個(gè)心室信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成估計(jì)偽像信號；以及從心房信號減去估計(jì)偽像信號。

除上述示例之外或者作為其替換，并且在另一示例中，至少部分地基于生成的一個(gè)或多個(gè)心室信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝而生成估計(jì)偽像信號包括將生成的一個(gè)或多個(gè)心室信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝投影到心房信號上。

某些實(shí)施例的上述概要并不意圖描述本公開的每個(gè)公開實(shí)施例或每個(gè)實(shí)施方式。隨后的附圖說明以及具體實(shí)施方式更特別地舉例說明這些實(shí)施例。

附圖說明

結(jié)合附圖來考慮以下詳細(xì)描述可更全面地理解本公開，在所述附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的各方面的用于出于診斷和治療的目的訪問身體內(nèi)的目標(biāo)組織區(qū)域的示例性導(dǎo)管系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的各方面的具有籃狀功能元件承載結(jié)構(gòu)以便與圖1的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)地使用的示例性映射導(dǎo)管的示意圖；

圖3是根據(jù)本公開的各方面的包括多個(gè)映射導(dǎo)管的示例性功能元件的示意圖；

圖4是根據(jù)本公開的各方面的所感測心臟電信號的圖示；

圖5是根據(jù)本公開的各方面的已修改的所感測心臟電信號的圖示；

圖6A是根據(jù)本公開的各方面的多個(gè)心臟電信號的另一圖示；

圖6B是根據(jù)本公開的各方面的多個(gè)心臟電信號的另一圖示；

圖7是根據(jù)本公開的各方面的卷積矩陣的圖示；

圖8是根據(jù)本公開的各方面的示例性列矢量的圖示；

圖9是根據(jù)本公開的各方面的示例性列矢量的另一圖示；

圖10是根據(jù)本公開的各方面的示例性心搏窗口的圖示；

圖11是根據(jù)本公開的可由諸如圖1中描繪的導(dǎo)管系統(tǒng)執(zhí)行的說明性技術(shù)；以及

圖12是根據(jù)本公開的可由諸如圖1中描繪的導(dǎo)管系統(tǒng)執(zhí)行的另一說明性技術(shù)。

雖然本公開可修改為多種改型和替代形式，但是已經(jīng)在附圖中以示例的方式示出其特定細(xì)節(jié)，并將進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解的是并不意圖使本發(fā)明的各方面局限于所描述的特定實(shí)施例。相反地，意圖涵蓋落在本公開的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)物以及替換方案。

具體實(shí)施方式

針對以下定義術(shù)語，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用這些定義，除非在權(quán)利要求中或者在本說明書中的別處給出了不同的定義。

所有數(shù)值在本文中被假設(shè)為被術(shù)語“大約”修飾，無論是否明確地指明。術(shù)語“大約”一般地指的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)為等價(jià)于敘述值(例如，具有相同的功能或結(jié)果)的數(shù)的范圍。在許多情況下，術(shù)語“大約”可包括被四舍五入到最近有效數(shù)字的數(shù)。

用端點(diǎn)進(jìn)行的數(shù)值范圍的敘述包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4以及5)。

如在本說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)指示物，除內(nèi)容另外清楚地指明。如在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的術(shù)語“或”一般地在包括“和/或”的意義上采用，除非內(nèi)容清楚地另外規(guī)定。

應(yīng)注意的是在本說明書中對“示例”、“某些示例”、“其它示例”等的提及指示所述示例可包括一個(gè)或多個(gè)特定特征、結(jié)構(gòu)和/或特性。然而，此類敘述不一定意味著所有示例都包括該特定特征、結(jié)構(gòu)和/或特性。另外，當(dāng)結(jié)合一個(gè)示例來描述特定特征、結(jié)構(gòu)和/或特性時(shí)，應(yīng)理解的是此類特征、結(jié)構(gòu)和/或特性也可結(jié)合其它示例來使用，無論是否明確地描述，除非清楚地相反說明。并且，當(dāng)結(jié)合一個(gè)示例來描述特定特征、結(jié)構(gòu)和/或特性時(shí)，隱含的是其它示例可以所有組合方式包括少于全部的公開特征、結(jié)構(gòu)和/或特性。

應(yīng)參考其中將不同圖中的類似元件相同地編號的各圖來閱讀以下描述。本描述和不一定按比例的附圖描繪說明性實(shí)施例，并且并不意圖限制本發(fā)明的范圍。

映射心律紊亂的電生理現(xiàn)象常常涉及到向心室中引入籃狀導(dǎo)管或具有多個(gè)電極和/或傳感器(例如，可從Boston Scientific購得的)的其它映射/傳感裝置。例如電極之類的傳感器檢測傳感器位置處的心臟電活動。可能期望使心臟電活動被處理成相對于傳感器位置準(zhǔn)確地表示通過心臟組織的細(xì)胞激勵(lì)的電記錄圖信號。處理系統(tǒng)然后可分析并向顯示裝置輸出信號。此外，處理系統(tǒng)可將信號作為激活或矢量場映射圖而輸出。諸如醫(yī)生之類的用戶可使用該激活或矢量場映射圖來執(zhí)行診斷程序。

某些示例性導(dǎo)管可包括每個(gè)檢測心臟電活動的六十四個(gè)或更多電極。此類電極可感測在電極附近發(fā)起的心臟電活動(例如近場信號)和遠(yuǎn)離電極發(fā)起的心臟電活動(例如遠(yuǎn)場信號)。在某些情況下，電極可感測在類似的時(shí)間來自兩個(gè)位置的活動，使得所感測信號是來自每個(gè)源的信號的組合。本公開描述了用于修改所感測電信號的各種醫(yī)療設(shè)備和技術(shù)。

圖1是用于出于診斷和/或治療目的來訪問身體內(nèi)的目標(biāo)組織區(qū)域的系統(tǒng)10的示意圖。圖1一般地示出了部署在心臟的左心房中的系統(tǒng)10。替換地，可以將系統(tǒng)10部署在心臟的其它區(qū)域中，諸如左心室、右心房或右心室。雖然所示實(shí)施例示出了系統(tǒng)10被用于消融心肌組織，但系統(tǒng)10(和本文所述的技術(shù))可替換地被構(gòu)造為供在其它組織消融應(yīng)用中使用，諸如用于消融身體的前列腺、大腦、膽囊、子宮、神經(jīng)、血管及其它區(qū)域中的組織的程序，包括在不一定基于導(dǎo)管的系統(tǒng)中。

系統(tǒng)10包括映射探針14和消融探針16。每個(gè)探針14/16可被使用適當(dāng)?shù)慕?jīng)皮訪問技術(shù)通過靜脈或動脈(例如，股靜脈或動脈)而單獨(dú)地引入到選定心臟區(qū)域12中。替換地，可以將映射探針14和消融探針16組裝在集成式結(jié)構(gòu)中以實(shí)現(xiàn)在心臟區(qū)域12中的同時(shí)引入和部署。

映射探針14可包括柔性導(dǎo)管本體18。導(dǎo)管本體18的遠(yuǎn)端承載三維多電極結(jié)構(gòu)20。在所示實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)20采取限定開口內(nèi)部空間22的籃狀的形式(參見圖2)，盡管可以使用其它多電極結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)20承載多個(gè)映射電極24(在圖1上未明確地示出，但在圖2上示出)，每個(gè)在結(jié)構(gòu)20和傳導(dǎo)構(gòu)件上具有電極位置。每個(gè)電極24可被構(gòu)造為感測或檢測鄰近于每個(gè)電極24的解剖區(qū)域中的固有生理活動。

在某些示例，電極24可被構(gòu)造為檢測解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的固有生理活動的激活信號。例如，固有心臟電活動可包括在激活事件開始時(shí)具有活動的相對大的尖峰的電活動的重復(fù)或半重復(fù)波。電極24可感測此類激活事件和此類激活事件發(fā)生的時(shí)間。一般地，電極24可隨著電活動波傳播通過心臟而在不同的時(shí)間感測激活事件。例如，電波可在第一組電極24附近開始，該第一組電極24可相對同時(shí)地或者在相對小的時(shí)間窗內(nèi)感測激活事件。隨著電波傳播通過心臟，第二組電極24可在比第一組電極24晚的時(shí)間感測電波的激活事件。

電極24被電耦接到處理系統(tǒng)32。信號線(未示出)可被電耦接到結(jié)構(gòu)20上的每個(gè)電極24。該信號線可延伸通過探針14的本體18，并且將每個(gè)電極24電耦接到處理系統(tǒng)32的輸入端。電極24感測鄰近于其在心臟內(nèi)的身體位置的解剖區(qū)域(例如，心肌組織)中的心臟電活動。感測的心臟電活動(例如，由心臟產(chǎn)生的電信號，其可包括激活信號)可被處理系統(tǒng)32處理以通過生成解剖映射圖(例如，矢量場映射圖、激活時(shí)間映射圖)識別心臟內(nèi)的適合于診斷和/或治療程序(諸如消融程序)的一個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)(site)來幫助用戶(例如醫(yī)生)。例如，處理系統(tǒng)32可識別近場信號分量(例如，源自于鄰近于映射電極24的細(xì)胞組織的激活信號)或相消遠(yuǎn)場信號分量(例如，源自于非相鄰組織的激活信號)。在其中結(jié)構(gòu)20被設(shè)置在心臟的心房中的此類示例中，如在圖1中，近場信號分量可包括源自于心房心肌組織的激活信號，而遠(yuǎn)場信號分量可包括源自于心室心肌組織的激活信號。在某些情況下，用戶可能僅對近場信號分量感興趣，并且系統(tǒng)10可被構(gòu)造為處理所感測信號以去除所感測的遠(yuǎn)場信號分量。近場激活信號分量然后可被進(jìn)一步分析以找到病狀的存在并確定適合于針對該病狀的治療(例如，消融療法)的消融的位置。

處理系統(tǒng)32可包括用于接收和/或處理獲取的心臟電活動的專用電路(例如，分立邏輯元件和一個(gè)或多個(gè)微控制器；專用集成電路(ASIC)；或者特殊配置可編程裝置，諸如可編程邏輯器件(PLD)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA))。在某些示例中，處理系統(tǒng)32包括執(zhí)行用以接收、分析和顯示與接收到的心臟電活動相關(guān)聯(lián)的信息的指令的通用微處理器和/或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?例如，數(shù)字信號處理器或DSP，其可被優(yōu)化以便處理激活信號)。在此類示例中，處理系統(tǒng)32可以包括程序指令，其在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行信號處理的一部分。程序指令可以包括例如被微處理器或微控制器執(zhí)行的固件、微代碼或應(yīng)用代碼。上述實(shí)施方式僅僅是示例性的，并且讀者將認(rèn)識到處理系統(tǒng)32可以采取用于接收電信號和處理接收到的電信號的任何適當(dāng)形式。

在某些示例中，處理系統(tǒng)32可被構(gòu)造為測量鄰近于電極24的心肌組織中的所感測的心臟電活動。例如，處理系統(tǒng)23可被構(gòu)造為檢測與被映射的解剖特征中的支配轉(zhuǎn)子或發(fā)散的激活模式相關(guān)聯(lián)的心臟電活動。支配轉(zhuǎn)子和/或發(fā)散的激活模式在心房纖維性顫動的開始以及保持中起到了作用，并且轉(zhuǎn)子路徑、轉(zhuǎn)子芯和/或發(fā)散的焦點(diǎn)的消融在終止心房纖維性顫動中可以是有效的。處理系統(tǒng)32處理所感測的心臟電活動以生成相關(guān)特性的顯示，諸如等時(shí)線圖、激活時(shí)間映射圖、作用電位持續(xù)時(shí)間(APD)映射圖、矢量場映射圖、等值線圖、可靠性映射圖、電記錄圖、心臟作用電位等。相關(guān)特性可幫助用戶識別適合于消融治療的地點(diǎn)。

消融探針16包括承載一個(gè)或多個(gè)消融電極36的柔性導(dǎo)管本體34。一個(gè)或多個(gè)消融電極36被電連接到射頻(RF)發(fā)生器37，其被構(gòu)造為向一個(gè)或多個(gè)消融電極36輸送消融能量。消融探針16可以是相對于要處理的解剖特征以及結(jié)構(gòu)20而言是可移動的。消融探針16可以隨著一個(gè)或多個(gè)消融電極36相對于要治療的組織被定位而可位于結(jié)構(gòu)20的電極24之間或鄰近于電極24。

處理系統(tǒng)32可向適當(dāng)?shù)难b置輸出數(shù)據(jù)，例如顯示裝置40，其可為用戶顯示相關(guān)信息。在某些示例中，裝置40是CRT、LED或其它類型的顯示器或打印機(jī)。裝置40以對用戶有用的格式呈現(xiàn)相關(guān)特性。另外，處理系統(tǒng)32可生成位置識別輸出以便在裝置40上顯示，其幫助用戶將消融電極36引導(dǎo)至與被識別用于消融的地點(diǎn)處的組織接觸。

圖2圖示出映射導(dǎo)管14，并且示出了適合于在圖1中所示的系統(tǒng)中使用的遠(yuǎn)端處的電極24。映射導(dǎo)管14可包括柔性導(dǎo)管本體18，其遠(yuǎn)端可承載具有映射電極或傳感器24的三維多電極結(jié)構(gòu)20。映射電極24可感測心肌組織中的心臟電活動，包括激活信號。感測的心臟電活動可被處理系統(tǒng)32處理以幫助用戶經(jīng)由生成的并顯示的相關(guān)特性來識別具有心律失?；蚱渌募〔畹囊粋€(gè)或多個(gè)地點(diǎn)。此信息然后可以用來確定用于向已識別地點(diǎn)施加適當(dāng)治療(諸如消融)的適當(dāng)位置，并將一個(gè)或多個(gè)消融電極36導(dǎo)航至已識別地點(diǎn)。

所示的三維多電極結(jié)構(gòu)20包括基部構(gòu)件41和端帽42，在其之間，柔性樣條44大體上以周向間隔開的關(guān)系延伸。如在本文中討論的，結(jié)構(gòu)20可采取限定開口內(nèi)部空間22的籃狀的形式。在某些示例中，樣條44由彈性惰性材料制成，諸如Nitinol、其它金屬、硅橡膠、適當(dāng)?shù)木酆衔锏龋⑶乙詮椥?、預(yù)張狀態(tài)連接在基部構(gòu)件41與端帽42之間，以彎曲并符合于其接觸的組織表面。在圖2中所示的示例中，八個(gè)樣條44形成三維多電極結(jié)構(gòu)20。在其它示例中可以使用附加或更少的樣條44。如所示，每個(gè)樣條44承載八個(gè)映射電極24。在三維多電極結(jié)構(gòu)20的其它示例中，可以在每個(gè)樣條44上設(shè)置附加或更少的映射電極24。在圖2中所示的示例中，結(jié)構(gòu)20是相對小的(例如，在直徑上為40mm或更小)。在替換示例中，結(jié)構(gòu)20甚至更小或更大(例如，在直徑上為小于或大于40mm)。

可滑動護(hù)套50可以可沿著導(dǎo)管本體18的主軸移動。相對于導(dǎo)管本體18向遠(yuǎn)側(cè)移動護(hù)套50可促使護(hù)套50在結(jié)構(gòu)20上移動，從而將結(jié)構(gòu)20折疊成適合于引入到解剖結(jié)構(gòu)(諸如心臟)的內(nèi)部空間中和/或從其去除的緊湊式低姿態(tài)狀態(tài)。相反地，相對于導(dǎo)管本體向近側(cè)移動護(hù)套50可使結(jié)構(gòu)20暴露，以允許結(jié)構(gòu)20彈性地?cái)U(kuò)展并采取圖2中所示的預(yù)張位置。

信號線(未示出)可被電耦接到每個(gè)映射電極24。信號線可通過映射導(dǎo)管20的本體18(或者另外通過和/或沿著本體18)延伸到手柄54中，在那里其被耦接到外部連接件56，該外部連接件56可以是多引腳連接件。連接件56將映射電極24電耦接到處理系統(tǒng)32。應(yīng)理解的是這些描述僅僅是示例。在美國專利號6,070,094、6,233,491以及6,735,465中可以找到關(guān)于用于處理由映射導(dǎo)管生成的處理信號的這些及其它示例性映射系統(tǒng)和方法的某些附加細(xì)節(jié)，該專利的公開被通過引用明確地結(jié)合到本文中。

為了舉例說明圖10的操作，圖3是包括多個(gè)映射電極24的籃狀結(jié)構(gòu)20的示例的示意性側(cè)視圖。在所示示例中，籃狀結(jié)構(gòu)包括64個(gè)映射電極24。映射電極24以八個(gè)電極的群組(標(biāo)記為1、2、3、4、5、6、7以及8)被布置在八個(gè)樣條(標(biāo)記為A、B、C、D、E、F、G以及H)中的每一個(gè)上。雖然六十四個(gè)映射電極24的布置被示為設(shè)置在籃狀結(jié)構(gòu)20上，但映射電極24可替換地以不同的數(shù)目(更多或更少的樣條和/或電極)、在不同的結(jié)構(gòu)上和/或在不同的位置上布置。另外，可以將在相同或不同的解剖結(jié)構(gòu)中部署多個(gè)籃狀結(jié)構(gòu)以同時(shí)地從不同的解剖結(jié)構(gòu)獲得信號。

在籃狀結(jié)構(gòu)20鄰近于要治療的解剖結(jié)構(gòu)(例如心臟的左心房、左心室、右心房或右心室)定位之后，處理系統(tǒng)32被構(gòu)造為從每個(gè)電極24通道記錄心臟電活動，并且該心臟電活動與相鄰解剖結(jié)構(gòu)的生理活動有關(guān)。例如，心臟電活動可包括激活信號，其可指示生理活動的開始，諸如心臟的收縮。電極24感測包括激活信號的此類心臟電活動?？身憫?yīng)于固有生理活動(例如固有地生成的電信號)或者基于所述多個(gè)電極24中的至少一個(gè)命令的預(yù)定起搏協(xié)議(例如由起搏裝置輸送的輸送電信號)來感測生理活動的心臟電活動。

電極沿著籃狀導(dǎo)管或其它映射/傳感裝置的布置、尺寸、間距和位置與目標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的特定幾何結(jié)構(gòu)組合可促進(jìn)電極24能夠(或不能)感測、測量、收集并發(fā)送細(xì)胞組織的電活動。如所述，由于映射導(dǎo)管、籃狀導(dǎo)管或其它類似傳感裝置的樣條44是可彎曲的，所以其可以以多種形狀和/或構(gòu)造符合于特定的解剖區(qū)域。此外，在解剖區(qū)域中的任何給定位置處，結(jié)構(gòu)20可被操縱，使得一個(gè)或多個(gè)樣條44可不接觸相鄰細(xì)胞組織。例如，樣條44可相互扭絞、彎曲或堆疊，從而將樣條44與附近的細(xì)胞組織分離。另外，由于電極24被設(shè)置在樣條44中的一個(gè)或多個(gè)上，所以其可不保持與相鄰細(xì)胞組織的接觸。未保持與細(xì)胞組織的接觸的電極24可能不能感測、檢測、測量、收集和/或發(fā)送電活動信息。此外，由于電極24可能不能感測、檢測、測量、收集和/或發(fā)送電活動信息，所以處理系統(tǒng)32可能不能準(zhǔn)確地顯示診斷信息。例如，某些所需信息可能遺漏和/或被不準(zhǔn)確地顯示。

除上文所述的之外，電極24可能由于其它原因而未與相鄰細(xì)胞組織接觸。例如，映射導(dǎo)管14的操縱可導(dǎo)致電極24的移動，從而產(chǎn)生不良的電極與組織接觸。此外，電極24可鄰近于纖維、壞死或功能麻木組織而定位。鄰近于纖維性、壞死或功能上麻木組織而定位的電極24可能不能感測電位的變化，這是因?yàn)槔w維性、壞死或功能上麻木組織可能不能對電位的變化進(jìn)行去極和/或響應(yīng)。最后，遠(yuǎn)程心室事件和電線噪聲可使組織活動的測量結(jié)果失真。

然而，接觸健康的有響應(yīng)性的細(xì)胞組織的電極24可感測到諸如傳播細(xì)胞激活波前的電位之類的心臟電活動。此外，在正常機(jī)能的心臟中，心肌細(xì)胞的放電可以以系統(tǒng)化的線性方式發(fā)生。因此，細(xì)胞激勵(lì)波前的非線性傳播的檢測可以以異常方式指示細(xì)胞啟動。例如，旋轉(zhuǎn)模式中的細(xì)胞啟動可指示出支配轉(zhuǎn)子和/或發(fā)散的激活模式的存在。此外，由于異常細(xì)胞啟動的存在可在局部化的目標(biāo)組織區(qū)域上發(fā)生，所以可能的是電活動當(dāng)在有病或異常細(xì)胞組織周圍、內(nèi)部、之間或附近傳播時(shí)可改變形式、強(qiáng)度或方向。有病或異常組織的這些局部化區(qū)域的識別可為用戶提供將對其執(zhí)行治療和/或診斷程序的位置。例如，包括折返或轉(zhuǎn)子電流的區(qū)域的識別可指示出有病或異常細(xì)胞組織的區(qū)域?？蓪⒃撚胁』虍惓＜?xì)胞組織確定為用于消融程序的目標(biāo)?？墒褂眉せ顣r(shí)間映射圖來識別圓形、粘著、轉(zhuǎn)子或其它異常細(xì)胞激勵(lì)波前傳播的區(qū)域。

如上文所討論的，在某些情況下，可能期望諸如通過從由電極24感測的信號去除遠(yuǎn)場信號來對所感測的心臟電活動進(jìn)行過濾。一般地，系統(tǒng)10可被構(gòu)造為收集源信號和參考信號。例如由電極24感測的源信號包括近場信號分量和遠(yuǎn)場信號分量兩者。遠(yuǎn)場信號分量可以是遠(yuǎn)場信號偽像(artifact)。例如，遠(yuǎn)場信號可隨著遠(yuǎn)場信號從其源向電極24傳播而變得失真。由電極24感測到的此失真遠(yuǎn)場信號是存在于源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像。系統(tǒng)10另外可感測參考信號，其可以是遠(yuǎn)場信號分量的表示。系統(tǒng)10還可處理參考信號以確定遠(yuǎn)程信號偽像的估計(jì)并從源信號減去估計(jì)出的遠(yuǎn)場信號偽像，從而僅留下源信號的近場信號分量。

在某些示例中，在本文中提及的近場信號分量可以是由設(shè)置在心臟的心房中的電極24感測到的心房信號。在此類示例中，連同近場信號分量一起，近場偽像可以是通過患者的組織傳導(dǎo)且被電極24接收到的心室信號。在這種情況下，可能期望從由電極24感測到的信號去除所感測的心室信號以獲得心房信號的更清楚畫面。然而，本文所述的技術(shù)比相對于心房信號和心室信號而言更加寬泛地適用。因此，本公開可使用術(shù)語近場信號分量來描述鄰近于電極產(chǎn)生的由電極感測到的信號，并使用遠(yuǎn)場信號偽像來描述仍被電極感測到的遠(yuǎn)離電極產(chǎn)生的信號。

為了收集參考信號，處理系統(tǒng)32還可包括外部電極15，如圖1中所示。外部電極15可以是在映射探針14外部的電極。在某些示例中，可以標(biāo)準(zhǔn)的12引線表面EKG構(gòu)造來構(gòu)造外部電極15。在心房撲動或心房纖維性顫動的時(shí)間期間，由心房產(chǎn)生的心房信號可能是不穩(wěn)定的且非同步的。因此，到達(dá)患者的表皮上的外部電極15處的心房信號相對于心室信號而言可趨向于變得最小化，這是因?yàn)椴环€(wěn)定且不同步的心房信號可至少在一定程度上相互抵消。在某些示例中，可以其它構(gòu)造來構(gòu)造外部電極15，諸如以Frank構(gòu)造，其具有在完全正交的方向上構(gòu)造的三個(gè)電極。

在其它示例中，外部電極15可以是在患者身體內(nèi)部的電極。例如，外部電極15可以是設(shè)置在心臟內(nèi)的心室或其它腔室內(nèi)的電極。在其它示例中，系統(tǒng)10可不包括外部電極15。在此類示例中，電極24可感測參考信號。處理系統(tǒng)32可另外通過對多個(gè)感測信號求平均以便使近場心房信號最小化來處理由設(shè)置在心臟的其它腔室內(nèi)的電極24或外部電極25感測到的參考信號。

用于收集參考信號的上述技術(shù)僅僅是某些可能示例。一般地，可使用任何信號作為參考信號來執(zhí)行本文公開的技術(shù)。然而，使用具有幾個(gè)特定性質(zhì)的參考信號可幫助增加所述技術(shù)的準(zhǔn)確度。首先，參考信號可包括來自三個(gè)維度的至少某些數(shù)據(jù)。此外，來自每個(gè)維度的數(shù)據(jù)越完整，一般地所述技術(shù)的準(zhǔn)確度可趨向于越高。例如，可通過使用標(biāo)準(zhǔn)12引線構(gòu)造或Frank引線構(gòu)造來獲得此類三維數(shù)據(jù)，如前所述。另外，參考信號相對于固有的心房電活動而言應(yīng)是非相關(guān)的。這并不是說參考信號需要相對于固有的心房電活動而言應(yīng)是完全非相關(guān)的。而是，參考信號與固有心房電活動之間的相關(guān)越低，一般地所述技術(shù)的準(zhǔn)確度越高。例如，如上所述，在心房撲動或纖維性顫動期間由表面電極感測到的信號可以是低相關(guān)信號的充分來源。然而，在其它示例中，處理系統(tǒng)32可處理其它感測信號以減少心房電活動以便生成參考信號。

在收集參考信號之后，通過感測具有適當(dāng)特性的信號或者通過處理信號以生成具有適當(dāng)特性的信號，系統(tǒng)10然后可生成圍繞檢測到的心搏的一個(gè)或多個(gè)窗口，如圖4中所示。例如，系統(tǒng)10可使用峰值檢測器和/或QRS檢測器來確定存在于參考信號420中的R波和/或QRS復(fù)合波，例如QRS復(fù)合波402a、402b以及402c。系統(tǒng)10然后可圍繞每個(gè)檢測到的R波和/或QRS復(fù)合波生成心搏窗口。心搏窗口可從參考點(diǎn)延伸長度408至參考點(diǎn)之前的點(diǎn)。心搏窗口另外可從參考點(diǎn)延伸長度410至在參考點(diǎn)之后的點(diǎn)。在某些示例中，參考點(diǎn)可以是R波的峰值。在其它示例中，參考點(diǎn)可以是QRS復(fù)合波的最大負(fù)斜率的點(diǎn)。在其它示例中，參考點(diǎn)可以是檢測到的R波和/或QRS復(fù)合波內(nèi)或附近的任何其它可識別點(diǎn)。

在某些示例中，心搏窗口可具有預(yù)定尺寸。例如，長度408可以是一百毫秒，并且長度410可以是三百毫秒。然而，在其它示例中，長度408可以是五十、兩百或三百毫秒或任何其它適當(dāng)?shù)臅r(shí)間長度。同樣地，在其它示例中，長度410可以是五十、一百或兩百毫秒或任何其它適當(dāng)?shù)臅r(shí)間長度。在某些示例中，長度408和410可由用戶定義，從而允許心搏窗口尺寸是可調(diào)整的。例如，用戶可向顯示器40中輸入指定用于長度408和長度410的值的輸入。

在圍繞著已識別R波和/或QRS復(fù)合波生成心搏窗口之后，系統(tǒng)10可將心搏窗口級聯(lián)，如圖5中所示。例如，系統(tǒng)10可消除并未落在心搏窗口內(nèi)的任何數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)建僅由落在心搏窗口內(nèi)的信號數(shù)據(jù)構(gòu)成的新信號。該新信號可稱為級聯(lián)參考信號，并且用圖5中的級聯(lián)參考信號430來表示。

系統(tǒng)10可另外收集一個(gè)或多個(gè)源信號。例如，系統(tǒng)10可用每個(gè)電極24來感測信號。這些感測信號中的每一個(gè)可以是源信號。在某些示例中，系統(tǒng)10可與收集參考信號同時(shí)地收集由電極24感測的一個(gè)或多個(gè)源信號。因此，一個(gè)或多個(gè)源信號和參考信號所表示的數(shù)據(jù)可表示關(guān)于相同一個(gè)心動周期或多個(gè)心動周期的信息。在確定參考信號中的一個(gè)或多個(gè)心搏窗口之后，系統(tǒng)10可確定在與參考信號中形成的心搏窗口的那些時(shí)間范圍相對應(yīng)的時(shí)間范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)源信號中的每一個(gè)中的心搏窗口。如參考信號的情況一樣，系統(tǒng)10可將一個(gè)或多個(gè)源信號中的每一個(gè)中的所確定的心搏窗口級聯(lián)，因此形成一個(gè)或多個(gè)級聯(lián)源信號。這確保一個(gè)或多個(gè)源信號中的數(shù)據(jù)與參考信號中的數(shù)據(jù)時(shí)間對準(zhǔn)。

系統(tǒng)10可繼續(xù)對級聯(lián)參考信號執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)處理技術(shù)。例如，系統(tǒng)10可對級聯(lián)參考信號采用許多線性或非線性維數(shù)縮減技術(shù)中的一個(gè)。系統(tǒng)10可采用的一個(gè)線性維數(shù)縮減技術(shù)是主成分分析法(PCA)。然而，在其它示例中，系統(tǒng)10可采用其它已知線性或非線性維數(shù)縮減技術(shù)來減少級聯(lián)參考信號的維數(shù)。

如前所述，參考信號可以是源信號的遠(yuǎn)場信號分量的表示。參考信號的形態(tài)在被電極24感測為遠(yuǎn)程偽像之前可能隨著其從產(chǎn)生參考的組織開始傳播通過身體而變得失真。因此，存在于源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像可在形態(tài)上不同于感測的參考信號。例如，可將身體組織建模為R-C網(wǎng)絡(luò)，心臟信號在被電極24感測到之前傳播通過該R-C網(wǎng)絡(luò)。隨著參考信號傳播通過身體組織而對參考信號賦予時(shí)間和/或空間彌散的是通過此類R-C網(wǎng)絡(luò)的傳播。因此，系統(tǒng)10可應(yīng)用反向系統(tǒng)以便補(bǔ)償感測參考信號與存在于源信號中的遠(yuǎn)程信號偽像之間的此類形態(tài)差異，以基于感測的參考信號而產(chǎn)生存在于源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的估計(jì)。系統(tǒng)10然后可從源信號減去估計(jì)出的遠(yuǎn)場信號偽像。

在某些示例中，系統(tǒng)10可通過生成參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝來補(bǔ)償參考信號的任何彌散。例如，如圖6A中所描繪的，系統(tǒng)10可生成在時(shí)間方面向右移位(如箭頭425所證明的)的參考信號420的拷貝，可將其稱為移位參考信號421。系統(tǒng)10可進(jìn)一步在與在參考信號420中相同的(未移位)時(shí)間范圍處在參考信號421中形成心搏窗口。圖6A圖示出此概念，因?yàn)樾牟翱?04a—c是與在圖4和5中描繪的相同心搏窗口，其圍繞著QRS波402a—c而形成，與基于移位參考信號421的特征形成的相反。系統(tǒng)10可進(jìn)一步將針對移位參考信號421形成的心搏窗口級聯(lián)。這可導(dǎo)致移位級聯(lián)參考信號432，如在圖6B中所顯示的。在其它示例中，系統(tǒng)10可生成級聯(lián)參考信號430的拷貝，并且然后使級聯(lián)參考信號430在時(shí)間上向右移位以生成移位級聯(lián)參考信號而不是生成參考信號420的移位拷貝，并且然后將移位參考信號級聯(lián)。

系統(tǒng)10可通過簡單地使相應(yīng)信號的單獨(dú)樣本移位一定量的樣本(可將其稱為移位值)來使參考信號420或級聯(lián)參考信號430移位。某些示例性移位值包括五個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十一個(gè)、十五個(gè)以及二十個(gè)樣本；然而，在其它示例中可使用任何數(shù)目的樣本。在某些示例中，可確定移位值。在其它示例中，移位值可以是用戶定義值。例如，用戶可向顯示器40中輸入移位值。處理系統(tǒng)32可接收此類移位值并將輸入移位值用于生成級聯(lián)參考信號430的移位拷貝。

在某些示例中，系統(tǒng)10可通過使參考信號420移位且然后將移位信號級聯(lián)或者通過使級聯(lián)參考信號430移位來生成多個(gè)移位級聯(lián)參考信號432，如上所述。為了生成所述多個(gè)移位級聯(lián)參考信號，系統(tǒng)10可使參考信號420移位作為第一移位值的倍數(shù)的一定數(shù)目的樣本。例如，如果系統(tǒng)10生成級聯(lián)參考信號430的三個(gè)移位拷貝，則第一拷貝可移位十一個(gè)樣本的移位值。第二拷貝可移位兩倍的該移位值，其為二十二個(gè)樣本。第三拷貝可移位三倍的該移位值，其為三十三個(gè)樣本。在某些示例中，系統(tǒng)10可生成在與移位級聯(lián)參考信號432相反的方向上移位的拷貝。例如，系統(tǒng)10可將移位值的負(fù)倍數(shù)用于生成在時(shí)間上更早移位的此類拷貝。

在某些示例中，系統(tǒng)10可生成預(yù)定數(shù)目的移位級聯(lián)參考信號432。例如，系統(tǒng)10可生成級聯(lián)參考信號430的五個(gè)、十個(gè)、十五個(gè)或二十個(gè)移位拷貝，其中任何數(shù)目的移位拷貝被移位的比級聯(lián)參考信號更早或更晚。在其它示例中，用戶可指定系統(tǒng)10生成多少移位級聯(lián)參考信號432。例如，用戶可向顯示器40中輸入要使系統(tǒng)10生成的移位拷貝的數(shù)目。此外，用戶可輸入相對于級聯(lián)參考信號430移位至更早(如圖6中所描繪的，在級聯(lián)參考信號430的左側(cè))和相對于級聯(lián)參考信號430移位至更晚的移位拷貝的數(shù)目。在此類示例中，系統(tǒng)10可通過遞增移位值的倍數(shù)來生成連續(xù)移位級聯(lián)參考信號430。例如，如果用戶輸入五個(gè)移位拷貝，其中兩個(gè)拷貝移位至比級聯(lián)參考430更早且三個(gè)拷貝移位至比其更晚，則系統(tǒng)10可使用負(fù)二的移位值的倍數(shù)來生成第一移位級聯(lián)參考信號432。系統(tǒng)10然后可將移位值的倍數(shù)增加一，并且使用負(fù)一的移位值的倍數(shù)生成另一移位級聯(lián)參考信號432。系統(tǒng)10可繼續(xù)此過程直至系統(tǒng)10已生成與由用戶輸入的數(shù)目相等的量的移位級聯(lián)參考信號432為止。當(dāng)生成此類移位拷貝時(shí)，如果移位值的倍數(shù)是零，則系統(tǒng)10可跳過生成移位級聯(lián)參考信號432。

一旦系統(tǒng)10已經(jīng)生成一個(gè)或多個(gè)移位級聯(lián)參考信號432，則系統(tǒng)10然后可向后投影級聯(lián)參考信號，并且在某些實(shí)施例中使用誤差最小化技術(shù)將級聯(lián)參考信號的每個(gè)移位拷貝投影到一個(gè)或多個(gè)源信號中的每一個(gè)上。這可導(dǎo)致確定導(dǎo)致了源信號中的參考信號偽像的最小化的信號。系統(tǒng)10針對此過程可采用的一個(gè)技術(shù)是形成包括級聯(lián)參考信號和級聯(lián)參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝的投影矩陣。

在至少某些示例中，投影矩陣可采取卷積矩陣的形式。圖7描繪了示例性卷積矩陣700。卷積矩陣700可包括許多列，每個(gè)列表示信號或信號分量。例如，列706a可表示級聯(lián)參考信號的第一分量。每個(gè)列的每個(gè)符號720可表示信號或信號分量的單獨(dú)樣本。因此，列706a的“b_A1”符號可表示級聯(lián)參考信號的第一樣本，列706a的“b_A2”符號可表示級聯(lián)參考信號的第二樣本等。列706b可表示級聯(lián)參考信號的第二分量。因此，在圖7的示例中，級聯(lián)參考信號包括兩個(gè)分量。然而，在其它示例中，級聯(lián)參考信號可包括更多或更少的分量。

列708a、708b至710a、710b全部可表示級聯(lián)參考信號的移位拷貝的分量。例如，列708a可表示級聯(lián)參考信號的第一移位拷貝的第一分量。列708b可表示級聯(lián)參考信號的第一移位拷貝的第二分量。列710a和710b可表示級聯(lián)參考信號的第二移位拷貝的第一分量和第二分量。雖然在圖7中僅明確地描繪為包括級聯(lián)參考信號的兩個(gè)移位拷貝，但應(yīng)理解的是卷積矩陣700可包括級聯(lián)參考信號的任意量的移位拷貝。

還可將級聯(lián)源信號形成為矩陣。例如，可對級聯(lián)源信號進(jìn)行采樣并布置成矩陣，諸如圖8中所示的矩陣800。矩陣800的每個(gè)元素820是級聯(lián)源信號的單獨(dú)樣本，并且該樣本可與矩陣700的元素720對準(zhǔn)，例如第一樣本定位在矩陣800的頂部處且最后一個(gè)樣本位于矩陣800的底部處。在其中級聯(lián)源信號僅包括單個(gè)分量的示例中，矩陣800可以是單個(gè)列矩陣，稱為列矢量(如在圖8中)。

系統(tǒng)10可另外生成列矢量，諸如圖9的列矢量900，其包括元素920所表示的線性組合系數(shù)，如下面將描述的。隨著卷積矩陣700具有分量(列)，矢量900可被布置成具有相同數(shù)目的元素。為了便于下面的提及，可將矩陣700稱為矩陣H_b，可將矩陣800稱為矢量b，并且可將矢量900稱為矢量x。當(dāng)矩陣H_b和矢量x被一起相乘時(shí)，其可產(chǎn)生如在以下等式(1)中的稱為矢量b'的矢量矩陣積。

H_bx＝b’ (1)

矢量b'可具有與矢量b(即矩陣800)相同的尺寸。一般而言，矢量b'可以是矢量b的估計(jì)或投影，并且有時(shí)可稱為級聯(lián)源信號的遠(yuǎn)場信號偽像的估計(jì)。

系統(tǒng)10可被構(gòu)造為確定導(dǎo)致最佳矢量b'的用于矢量x的一組線性組合系數(shù)(例如矢量x的元素)。過程系統(tǒng)10可用來發(fā)現(xiàn)一般地可稱為“投影”的此類線性組合系數(shù)。在此類過程中使用的本領(lǐng)域中已知的眾所周知的技術(shù)包括最小二乘回歸法、約束最小二乘法、最大似然估計(jì)以及線性編程的方法。根據(jù)所使用的特定技術(shù)，“最佳”矢量b'可以是不同的—例如，針對不同目的原因被認(rèn)為最佳的。在至少最小二乘法投影的情況下，導(dǎo)致最佳矢量b'的用于x的解導(dǎo)致與矢量b最緊密相關(guān)的矢量b'。

使上文所討論的矩陣和矢量返回與源和參考信號相關(guān)，如上所述，矢量b是級聯(lián)源信號的表示。如先前提到的，級聯(lián)源信號由近場信號分量和遠(yuǎn)場信號偽像的混合體構(gòu)成。矩陣H_b包括一個(gè)或多個(gè)級聯(lián)參考信號和移位級聯(lián)參考信號，其可包括表示存在于級聯(lián)源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的分量。根據(jù)矩陣H_b來確定矢量b'然后導(dǎo)致具有與級聯(lián)源信號的遠(yuǎn)場偽像緊密相關(guān)的分量的信號(矢量b')。

一旦系統(tǒng)10已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生最佳矢量b'的線性組合系數(shù)(例如矢量x的分量)的集合，系統(tǒng)10然后可確定作為連續(xù)采樣源信號的遠(yuǎn)場信號偽像的估計(jì)的連續(xù)采樣信號。例如，系統(tǒng)10用心搏窗口化信號來執(zhí)行上述投影—矩陣H_b和矢量b'兩者包含級聯(lián)心搏窗口化信號的表示。在確定用于矢量x的線性組合系數(shù)之后，系統(tǒng)10可生成附加矩陣H_c，其中，矩陣H_c的列表示連續(xù)采樣(例如非級聯(lián))參考信號(或信號分量)和連續(xù)采樣移位參考信號(或信號分量)。換言之，矩陣H_b和矩陣H_c可以是類似的，只是矩陣H_b包含級聯(lián)心搏窗口化參考和移位參考信號的表示，而矩陣H_c表示連續(xù)采樣參考和移位參考信號的表示。系統(tǒng)10然后可將包含所確定的線性組合系數(shù)的矢量x與矩陣H_c相乘，產(chǎn)生如等式(2)中所示的連續(xù)采樣信號(矢量c')。

H_cx＝c’ (2)

矢量c'可類似于矢量b'，只是矢量c'表示連續(xù)采樣信號。在等式(2)中，系統(tǒng)10使用先前發(fā)現(xiàn)的矢量x來優(yōu)化矢量b'與生物源信號之間的相關(guān)。因此，矢量c'表示與生物源信號最緊密相關(guān)的矩陣H_c的分量。如矩陣H_b的情況一樣，矩陣H_c可包括表示存在于原始源信號(例如連續(xù)采樣源信號)中的遠(yuǎn)場信號偽像的分量。因此，矢量c'由與原始源信號的遠(yuǎn)場信號偽像緊密相關(guān)的分量構(gòu)成。矢量c'也可稱為源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的估計(jì)。

系統(tǒng)10最后可用原始源信號減去矢量c'以獲得表示原始源信號的近場信號分量的信號。也就是說，由于矢量c'是原始源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的估計(jì)，所以從原始源信號減去矢量c'可僅留下原始源信號的近場信號分量。矢量c'與原始源信號之間的此差可稱為殘余信號。

已產(chǎn)生用于單個(gè)源信號的殘余信號，系統(tǒng)10可針對每個(gè)源信號執(zhí)行類似過程。例如，如上所述，系統(tǒng)10可包括收集六十四個(gè)源信號的六十四個(gè)電極。另外，如上所述，系統(tǒng)10可進(jìn)一步在其它應(yīng)用中采用這些信號，諸如以便確定要消融的心臟的區(qū)域。

如前所述，在某些程序中，此近場信號分量是在確定要消融的心臟區(qū)域時(shí)感興趣的信號。例如，系統(tǒng)10可另外確定用于由電極24感測的每個(gè)信號的一個(gè)或多個(gè)激活時(shí)間，以便生成描繪關(guān)于心臟的信息的一個(gè)或多個(gè)視覺映射圖。例如，系統(tǒng)10可根據(jù)在2014年3月11日提交的“MEDICAL DEVICES FOR MAPPING CARDIAC TISSUE”(具有61/951266的臨時(shí)申請?zhí)柷冶还餐?中描述的技術(shù)進(jìn)行操作。去除所感測源信號的遠(yuǎn)場信號分量可允許系統(tǒng)更準(zhǔn)確地確定激活定時(shí)和/或生成一個(gè)或多個(gè)映射圖。

然而，在某些情況下，參考信號還可包括表示源信號的近場信號分量的分量。在這種情況下，矩陣H_b和H_c因此還將包含表示源信號的近場信號分量的分量。任何結(jié)果得到的矢量c'和殘余信號然后可能并未在源信號的近場信號偽像與近場信號分量之間被清楚地分離。先前所討論的處理技術(shù)描述了不強(qiáng)調(diào)近場信號分量和/或強(qiáng)調(diào)存在于參考信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的表示以便生成矩陣H_b和H_c的某些方法。例如，對參考信號執(zhí)行PCA是強(qiáng)調(diào)存在于參考信號中的遠(yuǎn)場信號偽像的表示和/或不強(qiáng)調(diào)近場信號分量(相對于源信號)的一個(gè)方式。因此，執(zhí)行PCA可用于增強(qiáng)參考信號與存在于源信號中的遠(yuǎn)場偽像之間的相關(guān)。然而，系統(tǒng)10可采用其它技術(shù)以服務(wù)于類似結(jié)果—除此類處理技術(shù)之外或最為其替代。

例如，系統(tǒng)10可確定用于給定源信號的多個(gè)矢量b'。如上所述，矩陣H_b可包括一個(gè)或多個(gè)移位級聯(lián)參考信號，其中，每個(gè)移位級聯(lián)參考信號被移位了等于移位值的倍數(shù)的樣本數(shù)目。在某些示例中，系統(tǒng)10可進(jìn)一步通過使生成的心搏窗口移位來生成多個(gè)矩陣H_b。例如，如上所述，當(dāng)生成移位參考信號時(shí)，系統(tǒng)10保持以原始參考信號中的所檢測QRS波或峰值為中心的心搏窗口。為了生成附加矩陣H_b，系統(tǒng)10可使用生成的移位參考信號，除使心搏窗口在如圖10中所示的移位參考信號內(nèi)移動之外。圖10示出了具有心搏窗口404a-c的移位參考信號421。系統(tǒng)10可使心搏窗口404a-c向右移位，導(dǎo)致心搏窗口406a-c。通過以這種方式使心搏窗口移位，系統(tǒng)10正在捕捉供在附加矩陣H_b中使用的移位參考信號的略有不同的部分。在生成第一附加矩陣H_b時(shí)，系統(tǒng)10可使心搏窗口404a-c移位單個(gè)樣本。在生成第二附加矩陣H_b時(shí)，系統(tǒng)10可使心搏窗口404a-c移位兩個(gè)樣本。在某些示例中，系統(tǒng)10可以這種方式生成等于比移位值小一個(gè)的附加矩陣。

系統(tǒng)10然后可執(zhí)行與上文所述的類似的過程以便生成用于每個(gè)所生成附加矩陣H_b的最佳矢量b'，從而產(chǎn)生用于每個(gè)源信號的許多矢量b'。在此類示例中，系統(tǒng)10可進(jìn)一步確定相應(yīng)誤差矢量e，如等式(3)中所示。

b＝b’+e (3).

如前所述，矢量b表示級聯(lián)源信號，并且矢量b'表示等式(1)的輸出。誤差矢量e然后可表示矢量b與矢量b'之間的差，并且就矢量b'包括與存在于級聯(lián)源信號中的遠(yuǎn)場信號偽像緊密相關(guān)的分量而言，誤差矢量e可表示存在于級聯(lián)源信號中的近場信號分量。雖然如前所述在某些情況下矢量b'和矢量e兩者可包含近場信號分量的混合體和遠(yuǎn)場信號分量的表示。

在針對每個(gè)級聯(lián)源信號生成許多矢量b'之后，系統(tǒng)10可進(jìn)一步通過對用于給定矢量e的每個(gè)心搏窗口中的信號求平均而創(chuàng)建用于每個(gè)矢量e的平均心搏窗口。例如，由于矩陣H_b包括由級聯(lián)心搏窗口構(gòu)成的信號，所以生成的矢量b'和因此的矢量e由級聯(lián)心搏窗口構(gòu)成。因此，系統(tǒng)10然后可創(chuàng)建用于每個(gè)矢量e的平均心搏窗口。對用于每個(gè)矢量e的心搏窗口求平均可趨向于使矢量e中的任何近場信號分量最小化，并且強(qiáng)調(diào)任何存在的近場信號偽像。系統(tǒng)10然后可執(zhí)行許多眾所周知的誤差最小化技術(shù)中的任何一個(gè)，諸如RMS、平均絕對誤差等，以確定矢量e中的哪一個(gè)與其相應(yīng)矩陣H_b最不相關(guān)—從而是與存在于源信號中的遠(yuǎn)場偽像具有最小相關(guān)的矢量e和與源信號的近場信號分量具有最大相關(guān)的矢量e。

圖11是可由諸如圖1中所示的導(dǎo)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的說明性技術(shù)的流程圖。雖然將相對于圖1的導(dǎo)管系統(tǒng)來描述圖11的方法，但圖11的說明性方法可由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管或醫(yī)療裝置系統(tǒng)執(zhí)行。

在某些示例中，導(dǎo)管裝置(例如導(dǎo)管系統(tǒng)10)可包括設(shè)置在心臟內(nèi)的電極24。系統(tǒng)100可被構(gòu)造為用電極24來感測生物參考信號，如在1102處所示。系統(tǒng)10可另外被構(gòu)造為感測生物源信號，其中，該生物源信號包括生物參考信號的偽像，如在1104處所示。系統(tǒng)10可進(jìn)一步被構(gòu)造為基于生物參考信號來確定生物參考信號的偽像，如1106處所示。例如，系統(tǒng)10可生成生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝并將生物參考信號和生物參考信號的一個(gè)或多個(gè)移位拷貝向后投影到生物源信號上。在其它示例中，系統(tǒng)10可以其它方式來確定生物參考信號的偽像。最后，系統(tǒng)10可從所感測的生物源信號減去生物參考信號的偽像，如在1108處所示。

圖12是可由諸如圖1中所示的導(dǎo)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的說明性方法的流程圖。雖然將相對于圖1的導(dǎo)管系統(tǒng)來描述圖12的方法，但圖12的說明性方法可由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管系統(tǒng)執(zhí)行。

在某些示例中，導(dǎo)管裝置(例如導(dǎo)管系統(tǒng)10)可包括設(shè)置在心臟內(nèi)的電極24。系統(tǒng)100可被構(gòu)造為用多個(gè)電極來感測一個(gè)或多個(gè)心室信號，如在1202處所示。系統(tǒng)10可進(jìn)一步被構(gòu)造為使用多個(gè)電極來感測心房信號，其中，心房信號包括心房信號分量和表示一個(gè)或多個(gè)心室信號的偽像信號分量，如在1204處所示。最后，系統(tǒng)10可被構(gòu)造為至少部分地基于所感測的一個(gè)或多個(gè)心室信號、心房信號進(jìn)行濾波以減少偽像信號分量，其中，所述濾波慮及一個(gè)或多個(gè)心室信號與偽像信號分量之間的差，如在1206處所示。

上述技術(shù)僅表示本公開所設(shè)想的幾個(gè)示例性技術(shù)。在其它示例中，系統(tǒng)10可在較小的程度上處理源和參考信號。例如，可在沒有確定心搏窗口和產(chǎn)生級聯(lián)信號的情況下使用本文所述的技術(shù)。替代地，在此類示例中，系統(tǒng)可對未修改參考信號執(zhí)行PCA分析，并且用完整的源信號和完整的參考信號來執(zhí)行向后投影。另外，在其它示例中，系統(tǒng)10在向后投影之前可不采用FCA或任何其它維數(shù)縮減技術(shù)。在某些情況下，此類示例可以充分的準(zhǔn)確度產(chǎn)生結(jié)果，此類附加步驟不是必需的。

然而，在其它示例中，系統(tǒng)10可執(zhí)行源和/或參考信號的附加處理。例如，系統(tǒng)10可進(jìn)行帶通濾波或另外地執(zhí)行本領(lǐng)域中眾所周知的技術(shù)以便減少存在于源和/或參考信號中的任何噪聲干擾。

另外，雖然已相對于心臟電信號描述了上述技術(shù)，但過程在適用性方面不僅限于心臟電信號。本文所述的技術(shù)可適用于從包括感興趣近場信號分量和不期望遠(yuǎn)場偽像兩者的源信號去除在形態(tài)上不同于遠(yuǎn)場信號的任何遠(yuǎn)場信號偽像。例如，本文所述的技術(shù)可適用于感測由患者的大腦產(chǎn)生的電信號并確定源信號的哪些分量是由大腦的局部化區(qū)域產(chǎn)生的和源信號的哪些分量是由于傳導(dǎo)到該局部化區(qū)域的遠(yuǎn)場信號而引起的。