在心房纖顫過程中識別局灶性源的製作方法

2023-05-19 17:25:51

相關專利申請的交叉引用

本申請要求2016年1月14日提交的美國臨時申請62/278676的權益，該申請以引用方式併入，如同在本申請中完整闡述。本申請如同完整闡述般以引用方式併入如下代理人案卷號：標題為「regionofinterestrotationalactivitypatterndetection」的jnj-bio5643usnp1、標題為「identificationoffractionatedsignals」的jnj-bio5643usnp2、標題為「overallsystemandmethodfordetectingregionsofinterest」的jnj-bio5643usnp3、標題為「non-overlappingloop-typeorspline-typecathetertodetermineactivationsourcedirectionandactivationsourcetype」的jnj-bio5643usnp4以及標題為「regionofinterestfocalsourcedetection」的jnj-bio5643usnp5，所有代理人案卷號均與本申請在同一日期提交。

發明領域

本發明涉及醫學診斷和治療領域，特別是當其涉及心房纖顫時。具體地講，本發明涉及用於確定待消融以治療心律失常(例如心房纖顫)的感興趣區域的系統和方法，並且更具體地講，涉及用於確定待消融的感興趣心房纖顫區域的系統和方法，該系統和方法使用代表心臟的所檢測的電活動的標測圖和代表指示心臟的電活動的狀況的時空表現的標測圖。

發明背景

心律失常包括不同類型的異常或不規律的心律，例如心房纖顫(af)，其特徵在於搏動快速而不規律。在正常的心臟狀況下，心跳由電脈衝(即，信號)產生，該電脈衝源自心臟上部腔室(即，心房)，通過房室(av)結穿過心房傳到心臟的一對下部腔室(即，心室)。當信號通過心房時，心房收縮並將血液從心房泵送到心室中。信號通過av結傳到心室時，引起心室收縮，從而使血液從心臟泵出至身體。然而，在af狀態期間，心房中的信號變得混亂無序，導致心臟不規則跳動。

af可對人生活的身體素質、心理素質和情感素質產生負面影響。af嚴重程度和頻率可逐步增加，如果不及時治療，則可導致慢性疲勞、充血性心力衰竭或中風。一種類型的af治療包括處方藥，例如節律控制藥物和用於控制增加的中風風險的藥物。這些藥物必須無限期地每天服用。另一種類型的af治療包括心臟復律法，該法嘗試通過用放在胸部前的電極為心臟提供電擊來恢復正常的心律。在一些持續型af中，心臟復律無效或不能嘗試。

近年來，用於治療心房纖顫的方法包括微創消融手術(例如，導管消融)，在微創消融手術中，心臟組織被消融以選擇性地終止電通路並阻滯可能引起心律紊亂的錯誤電脈衝。

例如，houben,richardpm等人，「s-wavepredominanceofepicardialelectrogramsduringatrialfibrillationinhumans:indirectevidenceforaroleofthethinsubepicardiallayer」，heartrhythm1.6(2004):639-647中公開了表徵患者纖顫電描記圖形態的研究，以提供對心房纖顫(af)的基礎電病理基質(substrate)的深入了解；該文獻以引用方式併入本文。此外，allessie,mauritsa.等人，「electropathologicalsubstrateoflong-standingpersistentatrialfibrillationinpatientswithstructuralheartdiseaselongitudinaldissociation」，circulation:arrhythmiaandelectrophysiology3.6(2010):606-615描述了在24例長程持續性af患者的心臟手術過程中對右心房、左側壁和左心房後壁的心外膜標測，該文獻以引用方式併入本文。

另外，degroot,natasjams等人，「electropathologicalsubstrateoflongstandingpersistentatrialfibrillationinpatientswithstructuralheartdiseaseepicardialbreakthrough」，circulation122.17(2010):1674-1682描述了在24例長程持續性af和結構性心臟病患者的心臟手術過程中對右心房和左心房的高密度標測，該文獻以引用方式併入本文。儘管已對該問題進行了研究，但當前的檢測和治療方法遠遠不能為消融提供合適的感興趣區域。

技術實現要素：

一種識別局灶性源的系統和方法可包括：經由多個傳感器來檢測隨著時間推移的心電圖(ecg)信號，經由所述多個傳感器中的一個傳感器檢測出的每個ecg信號具有在心臟中的位置並指示所述心臟的電活動，每個信號包括至少r波和s波；創建r-s標測圖，所述r-s標測圖包括ecg信號中的每個ecg信號的r-s比，所述r-s比包括r波的絕對量值與s波的絕對量值的比率；針對所述多個ecg信號中的每個ecg信號，識別一個或多個局部激活時間(lat)；以及使r-s標測圖上多個ecg信號中的一個或多個ecg信號的r-s比與所識別的lat相關聯，並使用這種關聯來識別局灶性源。

在一個方面，該方法還可包括：計算所述r-s比中每個r-s比的導數；以及識別最早的激活lat，所述最早的激活lat具有r-s比的所計算的導數的最大負值。

在一個方面，該方法還可包括從多個ecg信號確定最強ecg信號，所述最強ecg信號具有r波的量值和s波的量值之間的最大差值，以及確定最強ecg信號的傳感器的位置，其中局灶性源中的至少一個局灶性源被識別為具有最強ecg信號和最早的激活lat的傳感器的位置。

在一個方面，該方法還可包括：在顯示裝置上顯示r-s標測圖和lat；以及使用選自顏色、紋理和尺寸的組的合適的性質來表示所識別的局灶性源。

在一個方面，該方法還可包括從所識別的局灶性源確定主要局灶性源。

在一個方面，該方法還可包括：將所識別的局灶性源中的每個局灶性源的周期長度與時間上對應的心律失常心跳信號的周期長度進行比較；以及確定主要局灶性源為所識別的局灶性源，所識別的局灶性源的周期長度最密切對應於時間上對應的心律失常心跳的周期長度。

一種用於識別局灶性源的系統可包括：多個傳感器，所述多個傳感器各自被配置成檢測隨著時間推移的多個心電圖(ecg)信號中的一個心電圖(ecg)信號，所述信號各自具有在心臟中的位置並指示所述心臟的電活動，每個信號包括至少r波和s波；處理裝置，該處理裝置包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置成：創建r-s標測圖，所述r-s標測圖包括ecg信號中每個ecg信號的r-s比，所述r-s比包括r波的絕對量值與s波的絕對量值的比率；針對對所述多個ecg信號中的每個ecg信號，識別一個或多個局部激活時間(lat)；以及使r-s標測圖上多個ecg信號中的一個或多個ecg信號的r-s比與所識別的lat相關聯，並使用該關聯來識別局灶性源。

還提供了用於識別局灶性源的電腦程式產品。

附圖說明

通過以舉例的方式結合附圖提供的以下具體實施方式可得到更詳細地理解，其中：

圖1是示出與本文所公開的實施方案一起使用的示例性af分類的框圖；

圖2是示出用於確定用於消融的afroi以與本文公開的實施方案一起使用的示例性系統的框圖；並且圖3a和圖3b是示出根據一個實施方案確定afroi消融的示例性方法的流程圖的部分。

圖4示出從af發作期間的受試者採集的假定心內電描記圖(ecg)信號。

圖5是根據本發明的一些實施方案的從af發作期間的受試者採集的假定數據的示意圖。

圖6是從af發作期間的受試者採集的假定ecg信號的示意圖。

具體實施方式

用於導管消融的傳統方法和系統通常包括將導管插入穿過皮膚中的切口並引導至心臟。進行消融之前，通過放置在不同心臟區域的電極採集心臟的心內心電圖(icecg)信號。對信號進行監測，並將其用於提供信息，以確定一個或多個心臟區域是否導致不規律的心律。然而，用於確定這些待消融區域的傳統方法和系統不僅耗時(例如，耗費幾個小時)，而且還依賴於具有特定專業知識和經驗的醫療人員(通常需要培訓許多個小時)。

本文公開的實施方案採用了確定待靶向消融的潛在感興趣區域(roi)的系統、裝置和方法。各種標測技術被用來提供af基板的電生理狀況的標測圖以及表示af處理的時空表現的標測圖，從而高效準確地確定潛在消融roi。標測技術利用所獲取的icecg信號的各種參數(例如，周期、早期程度、r-s復波、傳導速度(cv)、阻滯和碎裂)和檢測到的局部激活時間(lat)來識別af基質的驅動灶和維持灶的潛在證據。對驅動灶和維持灶的潛在證據的識別用於提供對af基質的標測(例如，驅動灶標測圖和維持灶標測圖)。標測技術還包括利用所獲取的icecg信號的各種參數和檢測到的局部激活時間來提供可能代表af處理時空表現的標測(例如，激活/波標測圖、cv標測圖、碎裂標測圖、電壓標測圖和阻滯標測圖)。除了af基質的標測之外或替代af基質的標測，可使用af處理的時空表現的標測，以識別潛在的消融roi。標測技術用於潛在地降低af標測圖分析培訓時間，增加消融成功率，並有利於有效地解釋af標測圖。出於簡化目的，本文中所描述的實施方案是指用於af治療的系統和方法。然而，應注意，實施方案可用於治療任何類型的心律失常，包括治療不同類型的異常或不規律的心律。

圖1是示出與本文所公開的實施方案一起使用的示例性af分類的框圖。圖1中的示例性分類區分關鍵af和非關鍵af，並且區分af的驅動灶和維持灶以及它們的相對時空模式。

例如，如圖1所示，被表徵為af102的不規律心律被歸類為關鍵104或非關鍵106。非關鍵af106的示例包括不規律心律的陣發性(即，間歇性)發作，其中心跳往往在幾秒鐘內或在幾個小時後迅速歸於正常，以及不規則心律的持續發作，其中正常心臟可通過節律藥物治療或程序(例如，心臟復律法)恢復。關鍵af104的示例包括持續時間較長(例如，一年以上)的長程持續性不規律心律發作，其中心臟處在恆定af狀態，並且該狀況被認為是永久性的。

關鍵af可根據可來源於icecg信號的特徵(例如，激活的區域)分類。激活的區域可被識別為潛在的af成因。如圖1所示，關鍵af是根據激活的不同區域來分類的，包括af的潛在驅動灶(下稱「驅動灶」)或af的潛在源(下稱「源」)108，以及af的潛在維持灶110(下稱「維持灶」)。驅動灶108是(例如，心房中的)激活區域，電脈衝起源於該區域以刺激心臟收縮，這有可能例如通過產生顫動傳導至心房的其他地區而導致af。維持灶110是持續激活區域(例如，電生理學過程/基質)，它也有可能導致af。

驅動灶108和維持灶110可根據其時空表現表示(例如，標測)。如圖1所示，驅動灶108和維持灶110按示例性時空表現類型歸類，包括局灶性源(灶)112和局部旋轉激活(lra)源或旋轉激活模式(rap)源114。局灶性源是指源於心房的從單點離心傳播的小區域的一種驅動灶類型。rap114源是心臟的一個不規則區域，其中電脈衝圍繞中心區域旋轉至少360度。

圖1還示出了不同類型的維持灶110，包括表現出有組織傳導延遲116的一種類型和表現出無組織傳導延遲118的另一類型。圖1所示維持灶110的另一種類型包括心房撲動(afl)120，其特徵在於有組織傳導延遲116，還包括局部不規則激活(lia)122、線性間隙124和樞軸126(即，圍繞中心區域旋轉小於360度的電脈衝)，其特徵在於無組織傳導延遲118。此外，rap源114既被示為驅動灶108，又被示為維持灶110。驅動灶108和維持灶110被例如分別標測，以便於識別驅動灶和/或維持灶的類型，並且提供對於潛在消融roi的有效而準確的確定。

驅動灶108和維持灶110的標測與識別也可基於一個或多個額外因素，這些因素可能潛在地有助於af，或有助於可潛在地表徵af基質(即，af處理本身)和/或af處理表現的參數。例如，用於識別潛在局灶性源108的af參數或af因素包括：從點開始激活的全向激活擴散，早期程度(例如，在可激活間隙之後開始的局灶性源)，觸發灶諸如快速擊發的(例如，周期長度短且主頻率高的)灶和突破(例如肺靜脈(pv)、自由壁和透壁、心內膜和心外膜)和微再入電路，其表現為局灶性源和短半徑再入電路，後者可以根據中心障礙物的具體各向異性結構表現為驅動灶108。

用於標測和識別rap源114的af參數或af因素包括，例如：重複周期，可表現為驅動灶源108的轉子，結構或功能各向異性(例如，局部或分布式的)，以及短半徑再入電路，其根據中央障礙物的具體各向異性結構可表現為驅動灶108或維持灶110。

用於標測和識別維持灶110的af參數或af因素包括，例如：擴展(增長的)路徑長度，解剖學(病理性)阻滯線，纖維變性，穩定的功能性阻滯線(例如，延長耐藥性的區域，關鍵性(例如，圍繞阻滯線的最短路徑>路徑長度)和顫動傳導因子(例如解離波，再入電路因子)。

圖2是示出與本文公開的實施方案一起使用的示例性系統200的框圖，該系統用於確定用於消融的afroi。如圖2所示，系統200包括導管202、處理裝置204和顯示裝置206。導管202包括導管傳感器(例如，電極)陣列，每個導管傳感器被配置成檢測隨時間推移的心臟區域的電活動(電信號)。當進行icecg時，每個電極檢測與該電極接觸的心臟區域的電活動。該系統200還包括心外傳感器210(例如，患者皮膚上的電極)，該心外傳感器被配置成通過檢測因心臟的電生理模式而引起的皮膚上的電變化來檢測心臟的電活動。

檢測到的icecg信號和檢測到的心外信號由處理裝置204處理(例如，隨著時間推移記錄，過濾，碎裂，標測，組合，內插等)，並在顯示裝置206上顯示。

實施方案包括任意數量的用於檢測ecg信號的傳感器210，其中包括用於檢測icecg信號的傳感器，以及檢測心外ecg信號的傳感器。出於簡化目的，本文所述系統和方法是指檢測和使用icecg信號。然而，應注意，實施方案可利用icecg信號或心外ecg信號或者icecg信號和心外ecg信號兩者的組合。

處理裝置204可以包括一個或多個處理器，其中每個處理器被配置成處理ecg信號。處理裝置204的每個處理器可被配置成記錄一段時間內的ecg信號，對ecg信號進行過濾，將ecg信號分成信號分量(例如，斜率、波形、復波)，標測ecg信號，結合ecg信號信息，標測並內插標測信息等。

顯示裝置206可包括一個或多個顯示器，這些顯示器被配置成顯示ecg信號、ecg信號的信息、af處理的標測圖和表示af處理的時空表現的標測圖。

導管傳感器208和心外傳感器210可與處理裝置204有線或無線通信。顯示裝置206也可與處理裝置204有線或無線通信。

圖3a和圖3b是示出用於確定潛在消融roi的示例性方法300的流程圖的部分。該方法300採用標測分類法，其從核心向外依次包括：icecg層，預處理層，lat檢測層，標測圖分割層，標測圖內插層和標測圖解釋層。

圖3a示出了示例性方法300的一部分。如圖3a中的框302所示，方法300包括採集表示心臟區域電活動的icecg信號作為icecg層的一部分。在框302處採集的icecg信號是例如從與不同心臟區域接觸的多個電極中的一個獲得的。獲取icecg(302)後，方法300包括預處理所採集的ecg信號作為預處理層的部分，如圖3a的框302所示。所述預處理可包括執行一個或多個算法，諸如心室遠場信號消除、基線校正和噪聲降低。心室遠場檢測可包括，例如，空間平均法(sam)、時間平均法(tam)、系統識別法(sim)和主成分分析(pca)。

對於在框302處獲得的每個icecg信號，在框304處檢測到相應預處理icecg信號的一個或多個lat。在框306處確定每個信號的lat質量(示出為圖3a中的latq)作為示例性lat檢測層的一部分。在框308處確定信號的af複雜性(示出為圖3a中的cplx)。

如決定點310處所示，方法300包括確定是否重新定位基於信號lat質量和af複雜的導管。高品質icecg的典型特徵為極少的基線漂移(例如，低基線對icecgrms幅度、有限心室遠場電位對icecgrms幅度)。icecg信號特徵包括在af期間可辨識的心房復波，例如，由等電片段重複斜率(50-200ms間隔；中位數為約150ms)分隔的受限(～50ms)復波。高品質復波特徵通常再復波內具有內相當大的振幅和陡峭的向下斜率(相對於向上斜率)。icecg信號的特徵可組合成單個可測量特徵或參數(例如，具有0％-100％的可測量值)來定義lat質量。可對比lat質量與af複雜性，以確定是否重新定位導管。

在一些實施方案中，質量由標測af的af複雜性水平的能力來定義。確定是否重新定位導管可包括生成標測圖以及基於標測電極的覆蓋水平是否符合(例如，匹配)af複雜性水平而確定所生成的標測圖是否(例如，足夠)可用於af。標測af的af複雜性水平的能力可包括滿足標測圖閾值水平(例如，足夠水平，可靠水平)。使用單個參數(即，標測覆蓋)定義標測電極的覆蓋水平。被組合以定義標測覆蓋的特徵示例包括：(1)標測電極的接觸(例如，與活性組織(壁)的接觸，所述活性組織與覆蓋區域lat準確性相關)；(2)電極的解析度(例如，電極之間的距離和電極靈敏度半徑，包括平均距離、最小距離和最大距離)；以及(3)由檢測算法提供的icecg質量和相關聯的注釋。

af複雜性可包含af期間創建波解離(阻滯線)、融合和波曲率的激活複雜性。因此，如果達到一定水平的af複雜性(例如，沿y軸測量的)，標測覆蓋(包括信號和沿x軸測量的注釋質量)足以標測af複雜性，這時標測圖可被確定為(例如，可靠或足夠的)可用於標測af的標測圖。否則，在標測圖的可信度可變得受損或不足。

然後，可使用可靠或足夠的標測圖分析信號，以確定導管是否應該重新定位。如果在決定點310處確定重新定位導管，則在框312處(例如，導管202)重新定位導管並在框302處採集新的icecg信號。如果在決定點310處確定導管應該重新定位，則該方法300繼續到「a點」313(圖3a和圖3b中示出)。

出於簡化目的，圖3a示出採集單個icecg信號。然而，實際上，對於接觸心臟的多個電極中的每一者採集到多個信號。在「點a」313處接收在框202處採集的每個icecg信號以及在框204處對每個信號檢測的一個或多個lat。

圖3b示出了可用於確定潛在消融roi的示例性方法。如圖3b所示，每個獲得的icecg信號和一個或多個對每個信號檢測的lat被用於生成af處理的標測圖，包括af基質(表示為圖3b中的af基質314)的電生理狀況的標測圖以及表示af處理(表示為圖3b中的af處理316)的時空表現的標測圖，作為示例性標測圖分割層的部分。

例如，對於圖3b中所示的af基質314，一個或多個所測lat被用於獨立地確定可能導致af的一個或多個因素或參數。圖3b的左側示出了表徵af基質的方法，該方法通過在預定時間窗內收集信息並同時基於隨後lat的差異評估的平均時間間隔(周期)318、第一激活(早期程度)324和icecg形態學方面包括rs比320和碎裂322(例如，碎裂電描記圖)來表徵af基質。例如，所測lat用於獨立地確定框318處的周期信息(例如，周期長度)和框324處的早期程度信息(例如，最早的激活時間，可激活間隙之後開始的早期驅動灶)。每個icecg信號還用於獨立地確定框320處的r-s復波信息(例如，r波與s波之比)和框322處的icecg信號的碎裂信息(例如，斜率信息，指示源行為發生率的信息，所述源行為表示為來自多個電極中一者的最早激活，諸如示出相關聯電極比相鄰電極更早激活的百分比)和框326處的cv阻滯信息(例如，指示電脈衝通過心臟時減慢或阻滯的傳導(即，進展)，諸如電脈衝在心臟中行進一定距離的傳導時間(ct)、路徑長度(即距離)以及電脈衝的cv的信息)。

如圖所示，驅動灶標測圖328產生自周期信息318、早期程度信息324和r-s復波信息320。維持灶標測圖330產生自cv阻滯信息326和碎裂信息322。如圖所示，用於生成驅動灶標測圖328的信息和用於生成維持灶標測圖330的信息組合在一起(例如，一個顯示區域中的單個標測圖、層疊標測圖或相鄰標測圖)，生成組合後的驅動灶/維持灶標測圖334。然後可使用組合的驅動灶/維持灶標測圖334(例如，作為示例性標測圖內插層的一部分而被內插)來確定一個或多個消融roi350。

對於圖3b所示的af處理316，使用一個或多個檢測到的lat來獨立地生成激活/波標測圖336、cv標測圖338(例如，由ct、路徑長度和/或電脈衝的cv生成標測圖)和阻滯標測圖344(如，由指示信號傳導中的阻滯的信息生成標測圖)。

激活/波標測圖326可例如包括表示源行為的發生率的標測圖，該源行為表示由相同波限定的多個電極中的一個的最早激活，諸如指示由早於相鄰電極所激活的相應電極檢測到的但由相同波所激活的相鄰電極限制的激活波的百分比。激活/波標測圖326還可例如包括表示與纖顫波開始相關聯的電極位置發生率的標測圖。

每個icecg信號被用於獨立地生成電壓標測圖342和碎裂標測圖340。用於產生標測圖336-344的信息經組合以提供組合的標測圖或視頻346。在一些實施方案中，用於產生激活/波標測圖336和電壓標測圖342的信息經組合以生成組合的激活/波/電壓標測圖或視頻，並且用於產生cv標測圖338的信息、阻滯標測圖344和分數標測圖340的信息經組合以產生組合的cv/阻滯/分數標測圖或視頻。在方框348處分析該組合的標測圖/視頻346(例如，由醫療人員解釋以作為示例性標測圖內插層的一部分)，從而確定將在方框350處消融的roi。組合的標測圖/視頻346表示af處理316的時空表現，可輕鬆直觀顯現和解釋該處理，從而有利於高效準確地確定用於消融的roi。所確定的roi可以例如用顏色、用4-d標測圖上的3-d等值線、用圖標(例如，動態變化的圖標)等表示(例如，顯示)。

在一些實施方案中，組合的驅動灶/維持灶標測圖334和組合的標測圖/視頻346用於確定框350處消融的roi。在一些實施方案中，組合的驅動灶/維持灶標測圖334或組合的標測圖/視頻346用於確定框350處消融的roi。例如，組合的驅動灶/維持灶標測圖334可用於確定框350處消融的roi，而不使用(例如，查看、分析)組合的標測圖/視頻346。

在一些實施方案中，質量標測圖332還與組合的驅動灶/維持灶標測圖334和/或組合的標測圖/視頻346結合使用，以確定框350處消融的roi。質量標測圖332用於確定所生成的與af基質314有關的標測圖(如驅動灶328、維持灶330和驅動灶/維持灶標測圖334)以及所生成的與af處理316參數有關的標測圖(如激活/波標測圖336、cv標測圖338、碎裂標測圖340、電壓標測圖342和阻滯標測圖344)的置信水平或信賴水平。如果質量標測圖的質量低，則所生成的標測圖不大可信，因此與質量標測圖指示高質量信號(icecg)時相比，消融roi350的指定必須(例如，由醫生)以提高的護理水平作為所生成的標測圖的基礎。

在一些實施方案中，在框350處確定消融的roi包括指定或選擇一個或多個消融位點，用於確定一個或多個消融roi。例如，消融位點可指定或選擇自驅動灶證據和維持灶證據(例如確定自驅動灶標測圖328、維持灶標測圖330或組合的驅動灶/維持灶標測圖334)，roi可基於指定的位點而確定。

本文所公開的標測圖和標測技術可：(i)減少af標測圖分析培訓時間；(ii)減少確定消融roi的時間；(iii)促進對af標測圖的有效解釋；以及(iv)增加旨在隔離和壓制驅動灶、延長路徑長度、延緩再入電路、顫動傳導和碎裂電位的消融的消融成功率。

如上所述，af可通過消融引起纖顫的不正常放電的局灶性源來治療。本發明的實施方案通過識別局灶性源而促進了這種治療。用於執行這種局灶性源識別的方法示出於圖4至圖6中。

圖4示出了一種用於識別局灶性源的方法的一個實施方案，其中假定心內心電圖(ecg)信號20a、20b和20c是從af發作期間的受試者採集的。此方法可被稱為「基於rs的方法」。可例如用與受試者的心臟組織的鄰近區域接觸的不同電極來採集信號20a-c。在實施過程中，許多(例如，數十個或上百個)這種信號採集電極可分布在組織上以獲得對組織的「標測」。

圖4中的每個信號包括一系列r-s復波22，每個r-s復波包括後跟s波(在圖中標記為「s」)的r波(在圖中標記為「r」)。(應注意的是，假定信號是為了說明目的而示意性地示出於圖4中，未必包括在實際心內ecg信號中應正常觀測到的細節水平。)

來自af局灶性源的ecg信號表現為s波，該s波的量值遠大於ecg信號的r波。相對於s波，隨著距局灶性源的距離增大，r波變得更大。因此，圖4中所示的假定數據中的r波和s波的量值指示採集信號20c的電極可定位於局灶性源處，或非常接近局灶性源。採集信號20a(其具有大致等量值的r波和s波)的電極可為離局灶性源第二近，接著是採集信號20b的電極。

在較小數量的激活周期(諸如如圖4所示)中，r波和s波的量值不一定可提供用於識別局灶性源。然而，在較大數量的周期中，具有相對少數例外的一致的信號顯示出確實可能發源於局灶性源的足夠強的s波。

本發明的實施方案另外使用用於定位局灶性源的另一種方法。根據這種第二方法，通過例如識別r-s復波的導數在r波和s波之間獲得其最大負值的時間來識別多個r-s復波中的每一個的局部激活時間(lat)。因為按照定義，在每個激活周期期間，局灶性源的lat在組織的相鄰區域的lat之前，所以lat可用於識別局灶性源。

例如，圖4示出信號20c、20a和20b的第一r-s復波的相應lat，即t1、t2和t3。通過使用例如其中將波分解成外圍波(從外部進圖標測區域的波)、心外膜突破波(出現在標測區域內的心外膜表面處的波)和不連續的傳導波(在另一纖顫波的側邊界處開始，具有13至40ms的時間延遲的波)三種不同類型波的波標測技術，可確定這三種r-s復波(屬於信號20a的復波21a、屬於信號20b的復波21b和屬於信號20c的復波21c)屬於相同的激活周期。因此，t1、t2和t3的時間順序指示：採集信號20c的電極可位於局灶性源處，或非常靠近局灶性源；第二近的是採集信號20a的電極，接著是採集信號20b的電極。

在較小數量的激活周期(諸如如圖4所示)中，激活時間的順序不一定可提供用於識別局灶性源。然而，在較大數量的周期中，具有相對少數例外的一致的信號顯示出相對於組織的鄰近區域的最早激活時間確實可能是發源於局灶性源。

雖然後者「基於lat的」方法可以合理的成功程度識別局灶性源，但是在特定局灶性源在電極標測範圍之外的情況下，該方法可能會失敗。在這種情況下，由電極記錄的最早激活區域可被識別為局灶性源，即使實際的局灶性源在電極標測範圍之外的附近。此外，存在信號中的噪聲將導致對lat的不正確識別和/或排序，從而導致不正確識別局灶性源的風險。

類似地，僅使用上述「基於rs的」方法(其也可以稱為「形態學分析」)，存在電極標測中的不足解析度可導致這樣的風險：即使特定區域的僅一部分是實際局灶性源，但是該特定區域也會被識別為局灶性源。此外，不接觸和信號中的噪聲可導致對r波和s波的量值的不適當測量，並且因此導致對局灶性源的不正確識別。

鑑於以上所述，如下文進一步描述，組合使用這兩種方法，從而允許以更高的置信度識別局灶性源。例如，如果通過lat方法識別的特定最早激活點未表現出強s波，則可推斷最早激活點可能不是局灶性源。因此，在一些情況下，可將電極放置在組織中靠近最早激活點的另外區域上，以便找到真實的局灶性源。類似地，如果特定區域表現出強s波但沒有足夠的最早激活，則可以推斷該區域可能不含有局灶性源，或者另選地可以更高解析度來標測該區域。

現在參見圖5，其是根據本發明的一些實施方案的從af發作期間的受試者採集的假定數據的示意圖。

在圖5中的左側上是三維籃式電極組件23的表示，該組件可用於標測受試者的心臟組織，如上所述。這種表示可以例如在標測過程期間在顯示器上示出。組件23中的電極編號為1至64。(這些編號中的一些在該圖中未清楚地示出。)

基於由組件23記錄的ecg信號，標測圖(或陣列)，諸如在圖5中的右側上示出的那些，可以被構造並顯示在顯示器上。例如，圖5示出基於lat的標測圖24和基於rs的標測圖26。這些標測圖中的每一個將三維籃式電極組件轉換成二維陣列，其中陣列中的每個元件對應相應的電極。例如，組件中的電極1映射至元件a1，電極2映射至a2，電極9映射至b1等。這樣的布局通常允許所採集的數據更容易地被可視化。(在一些實施方案中，可示出一維陣列來替代二維陣列)。

基於lat的標測圖24通過不同尺寸的標記來表示在標測時期期間由電極記錄的最早激活周期的相應數目。例如，尺寸為「10」的標記可以指示在標測時期期間，相應的電極記錄了十個最早激活，即，比所有相鄰電極的激活更早的十個激活。因此，例如，標測圖24中的相對大的標記c5指示對應於標記c5的電極，即電極21，記錄了相對較大次數的最早lat。另一方面，相對較小尺寸的標記a1指示電極1未記錄到大量的最早激活。

類似地，基於rs的標測圖26通過不同尺寸的標記來表示在標測圖24所基於的相同標測時期期間(即，在相同的一系列激活周期內)由電極記錄的相應平均r-s比。(r-s比是r波的絕對量值與s波的絕對量值的比率)。在標測圖26中用較小尺寸的標記表示較高的比率；相反地，用較大尺寸的標記表示較低的比率。

通過使標測圖彼此相關，可以識別在兩個標測圖中都相對較大的特定標記，並且因此可以識別特定的關注區域。例如，標記c4、c5和d5在兩個標測圖中都相對較大，因此與這些標記對應的電極可能在一個或多個局灶性源附近。另一方面，標記c6在標測圖24中相對較大，但在標測圖26中不是相對較大的；因此，對應於標記c6的電極可能不是局灶性源。因此，通過使基於lat的標測圖24與基於rs的標測圖26相關(即，通過檢查在一個標測圖中識別的潛在局灶性源也在另一個標測圖中被識別)，相對於僅使用一個標測圖的情況，可以更大的置信度識別局灶性源。這種相關可用處理器自動完成，或者例如響應於在顯示器上查看兩個標測圖而手動地完成。

應注意的是，本發明的範圍包括使用任何合適的表示體系來顯示標測圖24和26。也就是說，可使用任何合適類型的標記，並且可針對標記區別地設置任何合適的屬性(例如顏色、紋理、尺寸)來替代或補充標記的尺寸。作為另外一種選擇或除此之外，可以在三維組件23的表示上示出lat指示性標記和/或rs指示性標記，來替代或補充以拓撲陣列示出。

在一些存在多個局灶性源的af情況下，沒有局灶性源是主要的。然而，在其他情況下，局灶性源中的至少一個是主要驅動心律失常的主要局灶性源，使得通常有利於識別一個或多個主要局灶性源。

存在主要局灶性源的情況在圖6中示出，該圖是從af發作期間的受試者採集的假定ecg信號的示意圖。信號36是在af發作期間從受試者的冠狀竇採集的假定心律失常信號。信號38a和38b是假定ecg信號，其被(例如，使用上述技術)識別為發源於受試者的相應局灶性源。

在一些實施方案中，主要局灶性源是通過比較每個局灶性源信號的周期長度l1與時間上對應的心律失常心跳信號的周期長度l0而找到的(例如，由處理器自動地找到)。其信號周期長度與心跳信號的信號周期長度最密切對應的局灶性源被認為是主要局灶性源。例如，在圖6中，信號38a的周期長度更密切對應於信號36的周期長度，而不是信號38b的周期長度。例如，信號38a中的r-s復波40a和40b之間的時間近似等於信號36中的r-s復波42a和42b之間的時間，信號38a中的r-s復波40b和40c之間的時間近似等於信號36中r-s復波42b和42c之間的時間，等等。因此，信號38a的源被識別為主要局灶性源。

雖然圖6示出了相對簡單的情況，但是應注意，本發明的實施方案還可用於在更複雜的情況下識別主要局灶性源，諸如在局灶性源在不同的時間激活的情況下和/或在存在多個局灶性源的情況下。例如，本發明的實施方案可識別彼此交替驅動心律失常的兩個或更多個局灶性源。

應當理解，基於本文所公開的內容，許多變型都是可能的。雖然在上文以特定組合描述了特徵和元件，但是每個特徵或元件可單獨使用而無需其他特徵和元件，或者在具有或不具有其他特徵和元件的情況下以各種組合一起使用。

以引用方式併入本專利申請的文獻將視為本專利申請的整體部分，不同的是如果在這些併入的文獻中定義的任何術語與在本說明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相衝突，則應只考慮本說明書中的定義。

所提供的方法包括在通用計算機、處理器或處理器內核中的具體實施。合適的處理器包括例如：通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位訊號處理器(dsp)、多個微處理器、與dsp核相關聯的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)電路、任何其他類型的集成電路(ic)和/或狀態機。可通過使用經處理的硬體描述語言(hdl)指令和包括網絡表的其他中間數據的結果(此類指令能夠被存儲在計算機可讀介質上)來配置製造過程，從而製造出這樣的處理器。這種處理的結果可以是掩碼作品(maskwork)，其隨後在半導體製造過程中用於製造能實施本文所述方法的處理器。

本文提供的方法或流程圖可在嵌入於非暫態計算機可讀存儲介質中的電腦程式、軟體或固件中具體實施，以供通用計算機或處理器執行。非暫態計算機可讀存儲介質的示例包括rom、隨機存取存儲器(ram)、寄存器、高速緩存存儲器、半導體存儲器設備、磁性介質(諸如內置硬碟和可換式磁碟)、磁光介質，以及光學介質(諸如cd-rom盤和數字通用光碟(dvd))。