[發明專利]用于根據醫學圖像和體表電位來表征心臟的電性質的系統和方法

有效

• 申請號: 202010084648.7
• 申請日: 2015-04-02
• 公開（公告）號: CN111493819B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: P.澤格雷爾;T.曼西;M-P.喬利;B.喬治斯庫;A.卡門;D.科馬尼丘;R.莫萊羅;T.帕塞里尼
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/318;A61B5/349;A61B5/366;A61B6/00;A61B6/03;A61B8/08;G09B23/28;G09B23/30;G16H50/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 秦寶龍;劉春元

1.一種用于根據患者的醫學圖像數據和無創性體表電位測量結果來估計患者特定心臟電性質的方法，包括：

根據患者的醫學圖像數據和在患者特定解剖心臟模型與患者特定解剖軀干模型之間的電耦合模型來生成容積患者特定解剖心臟模型和患者特定解剖軀干模型；

根據基于在患者特定解剖心臟模型與患者特定解剖軀干模型之間的電耦合模型測得的患者軀干上的體表電位來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的細胞外電位，以及根據所估計的細胞外電位來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的跨膜電位；以及

通過以下內容來為患者估計空間上變化的患者特定心臟電參數：

根據患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的所估計的跨膜電位來在容積患者特定解剖心臟模型上初始化計算心臟電生理學模型的一個或多個心臟電參數，

使用計算心臟電生理學模型來模擬容積患者特定解剖心臟模型中的多個節點處隨著時間的心臟電生理學，以及

基于患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的所估計的跨膜電位和從模擬心臟電生理學得到的患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的所模擬的跨膜電位來在容積患者特定解剖心臟模型上調整計算心臟電生理學模型的一個或多個心臟電參數。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

顯示所估計的患者特定心臟電參數的3D標測圖。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括：

使用具有所估計的患者特定心臟電參數的患者特定心臟電生理學模型來執行一個或多個患者特定電生理學模擬；以及

基于在一個或多個患者特定電生理學模擬的每一個中模擬的心臟電生理學來顯示一個或多個電生理學標測圖。

4.根據權利要求3所述的方法，其中使用具有所估計的患者特定心臟電參數的患者特定心臟電生理學模型來執行一個或多個患者特定電生理學模擬包括：

接收選擇虛擬起搏電極的一個或多個空間位置和起搏協議的用戶輸入；以及

使用具有在虛擬起搏電極的空間位置處添加的刺激電流的患者特定心臟電生理學模型來模擬隨著時間的心臟電生理學。

5.根據權利要求1所述的方法，其中根據基于在患者特定解剖心臟模型與患者特定解剖軀干模型之間的電耦合模型測得的患者軀干上的體表電位來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的細胞外電位，以及根據所估計的細胞外電位來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的跨膜電位包括：

通過基于在患者特定解剖心臟模型與患者特定解剖軀干模型之間的電耦合模型求解空間正則化問題來根據對于多個時間幀中的每一個測得的患者的體表電位為多個時間幀獨立地重建患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的細胞外電位的近似標測圖；以及

根據心外膜表面上的細胞外電位的近似標測圖來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的跨膜電位并且基于為跨膜電位建模的動作電位的形狀執行心外膜表面的跨膜電位的空間-時間正則化。

6.根據權利要求5所述的方法，其中根據心外膜表面上的細胞外電位的近似標測圖來估計患者特定解剖心臟模型的心外膜表面上的跨膜電位并且基于為跨膜電位建模的動作電位的形狀執行心外膜表面的跨膜電位的空間-時間正則化包括：

基于心外膜表面上細胞外電位的近似標測圖來初始化對心外膜表面上跨膜電位的動作電位傳播進行建模的動作電位持續時間標測圖、活化時間標測圖和動作電位幅度標測圖；

基于使用模板動作電位函數從動作電位持續時間標測圖、活化時間標測圖和動作電位幅度標測圖估計的跨膜電位來初始化表示跨膜電位與細胞外電位之間的關系的函數；以及

執行以下步驟的一個或多個迭代：

使用分段L2正則化的Lp-范數優化來改進動作電位持續時間、活化時間和動作電位幅度標測圖，其中分段L2正則化的Lp范數優化在如醫學圖像數據中標識的患者特定解剖心臟模型的傷痕、邊界和心肌區中獨立地執行正則化；以及

基于從經過改進的動作電位持續時間、活化時間和動作電位幅度標測圖估計的跨膜電位來調整表示細胞外電位與跨膜電位之間的關系的函數以及隨著時間執行函數的正則化。