具体实施方式

现在将详细参考本技术的实施例，其示例在附图中示出。相似的参考标记可以用于指代相似的部件。然而，本说明书并不旨在将本公开限制于特定的实施例，并且其应当被解释为包括本文所描述的实施例的各种修改、等同物和/或替代物。

将理解，当在本文中使用时，词语“包含”(和包含的任何形式，例如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有”(和具有的任何形式，例如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括”(和包括的任何形式，例如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有”(和含有的任何形式，例如“含有(contains)”和“含有(contain)”)指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或附加。

还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文用于描述各种限制、元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些限制、元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个限制、元件、部件、区域、层或部分与另一个限制、元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本申请的教导的情况下，下面讨论的第一限制、元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二限制、元件、部件、区域、层或部分。

还应当理解，当元件被称为在另一元件“上”，“附着到”、“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接在另一元件上或上方，或者直接连接到或耦接到另一元件，或者可以存在一个或更多个中间元件。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”，“直接附接”、“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“之间”相对于“直接之间”、“相邻”相对于“直接相邻”等)。

还应当理解，当第一元件被称为在第二元件“中”、“上”和/或“内”时，第一元件可以被定位：在第二元件的内部空间内、在第二元件的一部分内(例如，在第二元件的壁内)；被定位在第二元件的外表面和/或内表面上；以及这些中的一种或更多种组合。

如本文所使用的，当用于描述第一部件或第一位置与第二部件或第二位置接近时，术语“接近”将被认为包括靠近第二部件或第二位置的一个或更多个位置，以及在第二部件或第二位置中、上和/或内的位置。例如，接近解剖部位(例如，目标组织位置)定位的部件应包括靠近解剖部位定位的部件，以及定位在解剖部位中、解剖部位上和/或解剖部位内的部件。

如例如图中所示，例如“下方”、“下部”、“下面”、“上方”、“上部”等空间相对术语，可用于描述元件和/或与另外的(一个或更多个)元件和/或(一个或更多个)特征的特征关系。还应当理解，空间相对术语旨在包括除了图中所示的取向之外的设备在使用和/或操作中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下部”和/或“下方”的元件将被取向为在其它元件或特征“上方”。该设备可以以其它方式取向(例如旋转90度或处于其它取向)，并且相应地解释本文所使用的空间相对描述。

在本文使用的术语“降低”、“减小”、“减少”等包括数量的减少，包括减少到零。减小发生的可能性将包括防止发生。相应地，术语“防止”、“阻止”和“预防”应当分别包括“降低”、“减小”和“减少”的动作。

本文使用的术语“和/或”应被认为是两个指定特征或部件中的每一个与或不与另一个的具体公开。例如，“A和/或B”应被认为是(i)A、(ii)B以及(iii)A和B中的每一个的具体公开，就像每个在本文都单独地陈述一样。

本文所使用的术语“一个或更多个”可以指一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个，多达任何数目。

术语“及其组合”和“以及这些的组合”可以在单独或共同包括的项目列表之后在本文中各自使用。例如，选自以下的部件、过程和/或其它项目：A、B、C以及它们的组合，将包括一组一个或更多个部件，该一组一个或更多个部件包括：项目A中的一项、两项、三项或更多项；项目B中的一项、两项、三项或更多项；和/或项目C中的一项、两项、三项或更多项。

在本说明书中，除非另外明确说明，否则“和”可以表示“或”，并且“或”可以表示“和”。例如，如果特征被描述为具有A、B或C，则该特征可以具有A、B和C，或A、B和C中的任意组合。类似地，如果特征被描述为具有A、B和C，则该特征可以仅具有A、B或C中的一个或两个。

在本公开中使用的表述“配置(或设置)”可以根据情况与例如表述“适用于”、“具有能力”、“设计成”、“适应于”、“制成”和“能够”互换使用。表述“配置(或设置)”不仅意味着硬件中的“专门设计”。可替代地，在一些情况下，表述“设备被配置为”可以意味着该设备“可以”与另一设备或部件一起操作。

如本文所使用的，术语“阈值”是指与期望或不期望状态相关的值的最大水平、最小水平和/或范围。在一些实施例中，系统参数被保持在最小阈值以上、最大阈值以下、在值的阈值范围内和/或在值的阈值范围外，以引起所期望的效果(例如有效的治疗)和/或防止或以其他方式减少(下文中称为“防止”)不期望的事件(例如设备和/或临床不良事件)。在一些实施例中，系统参数被保持在第一阈值以上(例如，在第一温度阈值以上以对组织引起期望的治疗效果)并且在第二阈值以下(例如，在第二温度阈值以下以防止不期望的组织损害)。在一些实施例中，阈值被确定为包括安全裕度，以便考虑患者变异性、系统变异性、耐受性等。如本文所使用的，“超过阈值”涉及参数超过最大阈值、低于最小阈值、在阈值范围内和/或在阈值范围外。

在本文用于描述非圆形几何形状的术语“直径”被认为是近似于所描述的几何形状的假想圆的直径。例如，当描述横截面(诸如部件的横截面)时，术语“直径”应被认为表示具有与所描述的部件的横截面相同的横截面面积的假想圆的直径。

本文所使用的术语部件的“长轴”和“短轴”分别是可完全包围部件的最小体积假想圆柱体的长度和直径。

如本文所使用的，术语“功能元件”被认为包括被构造和布置以执行功能的一个或更多个元件。功能元件可以包括传感器和/或换能器。在一些实施例中，功能元件(例如，被配置为治疗元件的功能元件)被配置为递送能量和/或以其他方式治疗组织。替代地或附加地，功能元件(例如，包括传感器的功能元件)可以被配置为记录一个或更多个参数，诸如患者生理参数、患者解剖参数(例如，组织几何参数)、患者环境参数和/或系统参数。在一些实施例中，传感器或其他功能元件被配置为执行诊断功能(例如，收集用于执行诊断的数据)。在一些实施例中，功能元件被配置为执行治疗功能(例如，以递送治疗能量和/或治疗药剂)。在一些实施例中，功能元件包括一个或更多个元件，所述一个或更多个元件被构造和布置成执行选自以下的功能：递送能量、提取能量(例如，以冷却部件)、递送药物或其他药剂、操纵系统部件或患者组织、记录或以其他方式感测诸如患者生理参数或系统参数的参数、以及这些中的一种或更多种的组合。“功能组件”可包括被构造和布置成执行诸如诊断和/或治疗功能的功能的组件。功能组件可包括可扩展组件。功能组件可包括一个或更多个功能元件。

本文使用的术语“换能器”包括接收能量或任何输入并产生输出的任何部件或部件的组合。例如，换能器可以包括接收电能并(例如，基于电极的尺寸)将电能分配到组织的电极。在一些配置中，换能器将电信号转换成任何输出，诸如光(例如，换能器包括发光二极管或灯泡)、声音(例如，换能器包括被配置为递送超声能量的压电晶体)、压力、热能、低温能量、化学能、机械能(例如，换能器包括马达或螺线管)、磁能和/或不同的电信号(例如，蓝牙或其它无线通信元件)。替代地或附加地，换能器可以将物理量(例如，物理量的变化)转换为电信号。换能器可以包括将能量和/或药剂递送至组织的任何部件，诸如被配置为递送以下中的一中或更多中的换能器：到组织的电能(例如，换能器包括一个或更多个电极)、到组织的光能(例如，换能器包括激光器、发光二极管和/或诸如透镜或棱镜的光学部件)、到组织的机械能(例如，换能器包括组织操纵元件)、到组织的声能(例如，换能器包括压电晶体)、化学能、电磁能、磁能以及这些中的一种或更多种的组合。

如本文所使用的，术语“标测操作”应当包括在患者身上执行的临床操作，临床操作产生与患者组织(诸如器官组织(例如脑或心脏组织))相关的电活动信息。

如本文所使用的，术语“定位操作”应包括建立坐标系，并使用诸如电信号的一个或更多个信号来确定该系统内的一个或更多个物体或物体的部分(本文为“对象”)的位置的过程。在一些实施例中，定位过程结合了从一个或更多个源(例如电极)生成的一个或更多个信号，并结合了从记录位置测量所生成的信号的传感器(例如电极)，所述信号作为空间和/或时间的函数而变化。传感器的记录位置可以在被定位的物体上，或者传感器的记录位置可以与被定位的物体分开。对测量的信号的分析和/或对测量的信号执行的计算可以用于确定传感器和/或物体与所生成的信号的一个或更多个源的位置关系。定位方法可以结合两个或更多个所生成的信号以增加传感器与信号源之间的位置关系的数量或准确性。传感器及物体可以是单个部件和/或传感器及物体可以是共同定位的多个部件。在一些实施例中，作为时间和/或空间的函数的信号变化包括信号与测量环境的交互。在其他实施例中，定位过程例如通过测量来自定位在物体或传感器上的加速度计的信号并将来自加速度计信号的信息并入分析中，测量物体、传感器或测量环境的固有或现有特征。

如本文所使用的，术语“消融操作”应包括在已被识别为对不期望的电活动(诸如与心脏的心律失常(例如，心房纤维性颤动)或脑的不期望的状态(例如，癫痫发作或震颤)相关联的活动)起作用的患者组织上执行的消融治疗操作。

应当理解，为了清楚起见在单独的实施例的背景中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中组合设置。相反，为了简洁起见，在单个实施例的背景中描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合设置。例如，将理解，在任何(无论是独立的还是从属的)权利要求中阐述的所有特征都可以以任何给定的方式组合。

应当理解，本发明的至少一些附图和描述已经被简化以集中于与清楚理解本发明相关的元件，同时为了清楚起见，省去了本领域普通技术人员将理解的也可以包括本发明的一部分的其它元件。然而，因为这些元件在本领域中是公知的，并且因为它们不一定有助于更好地理解本发明，所以本文不提供对这些元件的描述。

本文提供了用于计算患者信息的系统和方法。在一个或更多个记录位置记录患者生理数据，并且使用传递矩阵来确定在可以远离记录位置的一个或更多个目标位置处的患者信息。电信息可以通过放置在患者的皮肤上和/或患者体内的电极来记录，并且可以在目标位置处计算电和/或其他患者信息，诸如该目标位置包括患者器官(例如心脏或脑)。本发明构思的系统可以包括用于确定传递矩阵的部件，例如表征记录位置与目标位置之间的组织特性的电极或其他传感器，对要为其计算患者信息的患者和/或一个或更多个相似的哺乳动物对象执行的特征。

现在参考图1，示出了与本发明构思一致的用于计算与患者的一个或更多个参数相关的信息的系统的示意图。系统10包括记录组件300、记录电极311；记录组件300被配置为从一组一个或更多个传感器接收信息；记录电极311中的每一个都被放置在患者的一个或更多个相关联的记录位置312，例如如图所示的患者P1。系统10还可以包括控制台200，控制台200包括处理单元250，处理单元250经由记录组件300接收由记录电极311产生的信号，并(例如在电子存储器252中)存储关联的记录信号313。处理单元250包括算法255和传递矩阵290。处理单元250可以被配置为使得算法255应用传递矩阵290来将记录信号313转换成所计算的患者信息95，其中信息95表示在一个或更多个患者位置90(例如，患者的一个或更多个皮肤位置和/或一个或更多个内部位置)处的患者生理参数信息。

传递矩阵290是(所有适用的)组织、体积V_X的数学特征，适用于基于在一个或更多个记录位置312处进行的记录来确定在一个或更多个患者位置90处的患者信息95。记录位置312和单个患者位置90限定了中间体积(例如组织体积和/或充气空间)、体积V_I1，其中体积V_I1由记录位置312和患者位置90共同表示的一组点(例如凸包)内的空间限定。注意，在一些实施例中，一个或更多个患者位置90位于仅由记录位置312限定的组织区或体积(本文的“区”或“体积”)内。在单个患者位置90处所计算的患者信息95高度依赖于体积V_I1内的组织和/或其它材料。所计算的患者信息95还依赖于(虽然较少依赖于)在主要起作用的体积V_I1之外，但是与体积V_I1接近的体积V_P1。总起作用的体积，体积V_T1，由主要起作用的体积V_I1与体积V_P1组合来限定。体积V_X可以包括一个或更多个体积V_T1(例如，用于每个患者位置90的体积V_T1)，使得每个体积V_T1都是体积V_X的子集。

体积V_X可以包括各种形式的组织(例如皮肤、皮下组织、血管壁组织、血液、心脏和/或其它器官组织、骨和/或骨髓)、胞间隙和/或开放空间(例如患者的肺内的空间)。传递矩阵290可以被配置为考虑组织中的变化和/或从体积V_X内的一个位置到另一个位置的其它变化。体积V_X可以包括时变体积，例如在心动周期期间(例如由于心脏的扩张和收缩以及周围组织的随后运动)变化的体积和/或在呼吸周期期间(例如由于肺的扩张和收缩以及周围组织的随后运动)变化的体积。传递矩阵290可以被配置为考虑体积V_X的时变体积。体积V_X可以包括具有一个或更多个组织参数的组织，如图所示的组织参数信息80随时间变化，例如：随时间变化的阻抗(例如，由于呼吸引起的阻抗变化)、pH、温度、pO₂和/或pCO₂。传递矩阵290可以被配置为考虑体积V_X内的这些组织参数的时间变化。在一些实施例中，传递矩阵290补偿电极变化，诸如表面电极的蒸腾(例如，来自电流的极化)和/或电极的氧化(例如，来自血液反应物)。在一些实施例中，处理单元250存储(例如，用于由算法255处理的)一个或更多个组织参数信息80。

在一些实施例中，可以通过测量内部电极(例如一个或更多个内部电极)和表面电极(例如一个或更多个表面电极)之间的阻抗变化来确定心脏收缩期间的心脏运动。该测量的阻抗变化可以表示心脏的位置、几何形状和/或其他特性的实际变化，并且测量的阻抗变化可以用于在临床操作(诸如监测随时间变化的左心室体积)期间监测心脏功能(例如，组织收缩性、射血分数)。

在一些实施例中，例如在如下所述的传递矩阵290创建过程期间，传递矩阵290根据从患者P1记录的信息(例如电活动)确定。可替代地或附加地，也如下所述，传递矩阵290可根据从不同患者，即患者P2(例如具有与患者P1相似的生理属性的不同哺乳动物对象)记录的信息(例如电活动)确定。

在一些实施例中，体积V_X可以包括中间体积V_I2以及一个或更多个驱动位置(例如，下面描述的驱动位置412)，中间体积V_I2由记录位置312所表示的一组点的凸包内的空间所限定；在确定传递矩阵290的同时从一个或更多个驱动位置发射驱动信号(例如，驱动信号413，也在下面描述)。可以如下所述确定传递矩阵290。在一些实施例中，记录位置312的凸包包围每个驱动位置412，并且体积V_I2仅由记录位置312的凸包限定。传递矩阵290主要取决于体积V_I2内的组织特征。体积V_X还可以包括体积V_I1外部但与体积V_I1接近的体积V_P2。传递矩阵290也依赖于(虽然较少依赖于)体积V_P2内的组织特征。在一些实施例中，可以根据如上所述为第一患者P1限定体积V_XP1，而第二患者P2的体积V_XP2可以近似于体积V_XP1(例如近似于V_XP1的尺寸、形状和生理特征)。

在一些实施例中，体积V_X包括中间体积V_I2，中间体积V_I2通过由记录位置312所表示的一组点的任意分布与在确定传递矩阵290的同时从中发射驱动信号413的一个或更多个驱动位置412之间的空间限定。传递矩阵290可以如本文所述来确定。在一些实施例中，记录位置312的任意分布包含每个驱动位置412，并且体积V_I2仅由记录位置312的分布来限定。传递矩阵290主要取决于体积V_I2内的组织特征。体积V_X还可以包括在体积V_I1外部但接近体积V_I1的体积V_P2。传递矩阵290也依赖于(虽然较少依赖于)体积V_P2内的组织特征。在一些实施例中，可以为第一患者P1限定体积V_XP1(例如，如上所述)，并且第二患者P2的体积V_XP2可以近似于体积V_XP1(例如，近似于V_XP1的尺寸、形状和/或生理特征)。

在一些实施例中，系统10的控制台200或其他部件包括被配置为递送电能(例如，递送驱动信号)的电子组件，如图所示的信号发生器400。在这些实施例中，系统10还包括一组一个或更多个能量递送换能器，即驱动电极411，驱动电极411将驱动信号413递送到一个或更多个驱动位置412处的患者的组织。驱动位置412可包括患者位置(例如，在患者的皮肤上)外部的一个或更多个位置(诸如如图所示的驱动位置412_S)，和/或患者体内(例如，在患者的皮肤下)的一个或更多个位置(如图所示的驱动位置412_i)。由驱动电极411发射的驱动信号413可以用于确定和/或调整(本文中“确定”或“计算”)传递矩阵290(例如，如下所述)，以执行定位操作(例如，如下所述)，以校正定位坐标系(例如，用于定位在场内的一个或更多个设备的阻抗场)，和/或以执行另一功能。驱动信号(例如，驱动信号413)可以包括选自以下的信号：连续波、冲量、图案序列、振幅调制信号、频率调制信号、啁啾以及它们的组合。在一些实施例中，基于适用的组织的电特性或其它特征来实施一个或更多个驱动信号(例如，驱动信号413)。

在一些实施例中，系统10包括一个或更多个患者可插入设备，诸如如图所示的设备100。设备100可以包括导管或其他患者可插入设备，例如包括驱动电极411(如图1所示)的设备。

在一些实施例中，系统10包括一个或更多个患者可附接服装或其他患者可附接部件，如图所示的服装50，其可用于将系统10的一个或更多个传感器定位在与患者P1相关的一个或更多个位置处，例如将记录电极311相对于患者定位。记录电极311可以定位在服装50上和/或服装50内。

在一些实施例中，系统10被配置为使用两个或更多个模态(例如，驱动信号和/或所接收的信号模态)来生成、接收和/或处理信息，例如：电势和超声、电势和阻抗(例如，诸如介电特性的复阻抗)、和/或模态的其他组合(例如，驱动信号和/或所接收的信号形式的组合)。然后可以生成本发明构思的一个或更多个传递矩阵，并且随后使用(例如，结合使用的两个或更多个传递矩阵)来区分经由所采用的每个模态的子集测量(例如，不敏感与敏感测量)的局域、局部和/或全局差异(例如，时间和/或空间差异)。例如，呼吸模式和/或呼吸体积的空间或时间变化可能对阻抗和超声模态两者都敏感，并且对心脏电势模态的敏感度更低，而组织传导性的空间和/或时间变化将经由阻抗来被灵敏地测量，而使用超声的测量是较不敏感的。

系统10可以包括一个或更多个传感器(例如，被配置为记录如本文所限定的电活动的电极)，一个或更多个传感器被定位在患者的皮肤上和/或患者的皮肤下。系统10还可以包括一个或更多个能量递送元件(例如，被配置为递送如本文所限定的电信号的电极)，一个或更多个能量递送元件被定位在患者的皮肤上和/或患者的皮肤下。在一些实施例中，系统10包括背心或其它服装(服装50)，背心或其它服装相对于患者的解剖结构定位一个或更多个传感器、换能器和/或其它功能元件。例如，定位在服装50中的功能元件可以用于对患者执行一个或更多个诊断和/或一个或更多个治疗操作。在一些实施例中，服装50包括一个或更多个传感器，一个或更多个传感器被配置为记录用于产生诊断信息的患者生理数据，诊断信息选自：ECG和其它心电信息、血压测量结果、血流测量结果、呼吸测量结果、心音测量结果、p0₂测量结果、pCO₂测量结果、射血分数测量结果、器官功能测量结果、脑活动测量结果、癫痫发作活动测量结果以及这些的组合。在一些实施例中，系统10还包括定位在患者的皮肤下(例如，接近心脏、脑和/或其他器官)的一个或更多个传感器，其中来自皮肤接触传感器和内部传感器的数据(例如，通过算法255)被处理以产生诊断输出。在一些实施例中，例如当艾因特霍芬三角被用作坐标系时，系统10创建坐标系以识别患者的解剖位置。在一些实施例中，系统10基于一个或更多个表面电极的位置(例如，基于包括一个或更多个表面电极的服装50的位置)创建坐标系。

在一些实施例中，坐标系基于一个或更多个内部电极的位置(例如，基于定位在心脏内的一个或更多个驱动电极的坐标系)。在这些实施例中，坐标系可以相对于用作坐标参考或原点的驱动电极进行配置。可替代地或附加地，坐标系可以相对于用作坐标参考(例如原点)的一个或更多个表面电极进行配置。可替代地或附加地，坐标系可以相对于用作坐标参考(例如原点)的解剖位置(例如结构或边界)进行配置。

在一些实施例中，系统10包括患者的皮肤上的一个或更多个传感器(例如电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)以及定位在患者的心脏中的一个或更多个传感器(例如电极311_I、321_I、411_I和/或基于电极的功能元件99_I)。在这些实施例中，定位在患者的心脏中的传感器(例如电极)可包括在心腔的心内膜表面上的至少一个传感器(例如左心房的心内膜表面上的接触电极)，以及定位在偏离心内膜壁的心腔中的至少一个传感器(例如，偏离所有心内膜表面的流动血液中的左心房或其它心腔中的非接触电极)。可以基于从至少一个皮肤表面传感器、至少一个心内膜表面接触传感器和/或至少一个非接触传感器中的一个或更多个接收的信号(数据)来确定患者信息95。

系统10的电极和/或其它传感器可以包括各种形状、表面区域和构造材料。在一些实施例中，用于记录电活动和/或递送电能的一个或更多个皮肤接触电极(例如，电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)包括选自以下的一种或更多种材料：铂-铱、金、碳、聚合物(例如聚合物涂层)、以及它们的组合。在一些实施例中，定位在患者的皮肤下以记录电活动和/或递送电能的一个或更多个电极(例如电极311_I、321_I、411_I和/或基于电极的功能元件99_I)包括选自以下的一种或更多种材料：铂-铱、金、碳、聚合物(例如聚合物涂层)、铜、银-氯化银、导电凝胶以及这些的组合。

在一些实施例中，系统10的电极和/或其它传感器(例如，电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)相对于患者以垂直布置、水平布置、对角布置和/或螺旋布置的方式定位在患者的皮肤上。例如，这些传感器可以经由服装50(例如，经由到服装50的固定附接物和/或经由接受传感器的服装50的口袋)以这些和/或其他几何布置定位并且处于这样的布置中。

控制台200可包括一个或更多个分立部件，例如当控制台200包括一个或更多个壳体时，这些壳体共同围绕处理单元250、用户接口260、记录组件300和/或信号发生器400的部件。控制台200可包括多个分立部件(例如，每个部件都包括分立壳体)，这些分立部件经由有线和/或无线连接在这些部件之间传递信息、信号和/或功率。控制台200可包括被配置为从一个房间运输到另一个房间(例如，在医院的仓库和临床操作房间之间运输)的组件。

处理单元250可以包括一个或更多个部件，一个或更多个部件接收、存储、分析和/或以其他方式处理信息(例如由记录组件300记录的信息)。处理单元250可以包括一个或更多个部件，一个或更多个部件生成和/或以其他方式提供信息(诸如提供给信号发生器400的信息)，并且由信号发生器400使用以产生驱动信号(例如，用于驱动电极411的驱动信号413)。处理单元250可以包括一个或更多个中央处理单元，例如如图所示的CPU251。处理单元250可以包括一个或更多个电子存储器模块，诸如如图所示的存储器252。

CPU 251可以包括一个或更多个数字信号处理器(DSP)，如此处所述，一个或更多个数字信号处理器(DSP)可以分析从系统10的一个或更多个电极或其他传感器接收的信号，用于计算患者信息(例如，患者电信息、患者运动等)。

控制台200可包括用户接口，如图所示的用户接口260，其可接收信息和/或向系统10的用户(例如本文所述的患者P1和/或P2的临床医生)提供信息。用户接口260可以包括一个或更多个用户输入部件，诸如选自以下的输入部件：键盘、鼠标、触摸屏、操纵杆、触觉控制器、麦克风、开关、按键以及这些的组合。用户接口260可以包括一个或更多个用户输出部件，诸如选自以下的输出部件：显示器(例如视频监视器)、扬声器、触觉换能器以及这些的组合。

传递矩阵290可以包括第一组记录位置(例如，第一组记录位置312)和一组目标位置(例如，一组目标位置90)之间的组织(例如，骨、脂肪、皮肤、肺、血液和/或结缔组织)的电特性的特征。

基于在一个或更多个记录位置312(例如，一个或更多个患者皮肤位置312_S和/或一个或更多个患者体内位置，内部位置312_i)处记录的信息，系统10的传递矩阵290可以用于计算一个或更多个患者位置90(例如，一个或更多个患者皮肤位置90_S和/或一个或更多个患者体内位置，内部位置90_i)处的患者信息。

传递矩阵290表示其中第一位置(例如，一组第一位置)处的一系列测量结果可以与第二位置(例如，一组第二位置)处的特征相关的矩阵，该特征通过将传递矩阵应用于第一位置处的一系列测量结果来确定。可以通过(例如从接近第二位置的区域或以其他方式)递送驱动信号以及通过在第一位置处执行记录来生成传递矩阵290。可以在一个或更多个相似或不相似的解剖位置处执行多个记录以创建传递矩阵290。

传递矩阵290表示在两个单独的域中进行的测量结果之间的数学对应。例如，两个单独的域可以包括：患者体内的第一域和患者体外的第二域，在患者身体的特定区上的第一域和在患者身体的另一区上的第二域，在患者身体内的器官内部的第一域和在患者身体内的器官外部的第二域，和/或这些的组合。传递矩阵290数学地描述了在第一域中进行的测量结果与在相应的第二域中的特征(例如组织特征和/或电气条件)之间的关系。这种传递矩阵290也可以描述在第二域中进行的测量结果与第一域的特征之间的关系。传递矩阵290的应用可以用于在计算方面考虑两个域之间的特征差异(如由如上所述的生理和环境所施加的静态和动态两者)，并且传递矩阵290的应用使得能够结合使用来自两个域的测量结果。

在一些实施例中，已知的电信号(电势或电流)从第一驱动电极(例如，内部电极)发射并且由一个或更多个(例如，所有)记录电极(例如，表面电极)记录。随后，从第二驱动电极(例如，内部电极)发射已知的信号，并且由一个或更多个(例如，所有)记录电极(例如，表面电极)记录该已知的信号。在一些实施例中，随后，从第三、第四等驱动电极(例如直到所有驱动电极都已被使用)发射已知的信号。该实施方式为每个记录电极(例如，每个表面电极)提供来自所有驱动电极(例如，所有内部电极)的一组驱动信号(电压或电流)。在这些实施例中，可以利用相同的记录电极(例如，体表电极)记录固有心脏信号(例如，心房电描记图)。

如本文所述，驱动信号与所记录的第二信号的关系(例如，比率)用作传递矩阵290的基础，并且可以用于确定所计算的患者信息95。传递矩阵290可以被连续地更新(例如，在进行的测量结果之间以产生所计算的患者信息95)，例如以便考虑以下的变化：体液状态、电解质浓度、皮肤电阻和/或电极位置(例如，记录电极位置)。

在一些实施例中，诸如以下参考图3所描述的，系统10被配置为创建传递矩阵290。例如，系统10可以包括被配置为递送电能(例如，递送驱动信号)的一个或更多个电极或其他换能器，诸如如图所示的驱动电极411。驱动电极411可以被定位在从其发射驱动信号413的各种驱动位置412处。系统10可以包括一组记录电极321，该组记录电极321可以被定位在多个记录位置322处，并且创建一组记录信号323。在图1中，(例如，当记录电极311和321是相同组的电极或至少一个是另一个的子集时，例如当患者P1和P2是相同的患者时，例如当电极311既用于确定传递矩阵290又用于确定所计算的患者信息95时)记录位置322与上文所述的记录位置312相同。在其他实施例中，诸如当位置322包括不同哺乳动物对象上的位置(例如，用于创建通用传递矩阵290)或位置322包括相同患者身上的不同位置时，记录位置322和记录位置312包括不同的位置(例如，所有位置都是不同的或至少一个位置是不同的)。

可以通过将该组记录信号323与从驱动位置412发射的该组驱动信号413进行比较(例如通过算法255)来确定传递矩阵290。在一些实施例中，驱动位置412包括患者体内的位置，记录位置322包括患者表面(皮肤)上的位置。替代地或附加地，驱动位置412可包括患者表面上的位置和/或记录位置322包括患者体内的位置。在一些实施例中，驱动位置412和/或记录位置322中的至少一个包括患者表面上和患者体内的位置两者。在一些实施例中，驱动位置412和/或记录位置322中的至少一个被限制在患者表面上的位置(即，被限制为仅包括患者表面上的位置)。在一些实施例中，驱动位置412和/或记录位置322中的至少一个被限制在患者体内的位置(即，被限制为仅包括患者体内的位置)。

当驱动信号413用于确定传递矩阵290时，驱动电极411可包括至少1个电极、至少2个电极和/或至少48个电极，记录电极321可包括至少4个电极、至少10个电极和/或至少200个电极。在一些实施例中，驱动电极411可以被定位在彼此相距至少1mm(诸如相距至少2mm，和/或相距至少4mm，和/或相距至少10mm)的驱动位置412处，以及记录电极321可以被定位在彼此相距至少2mm(诸如相距至少3mm，相距至少10mm，和/或相距至少20mm)的记录位置322处。

在一些实施例中，驱动位置412包括患者体内的一个或更多个位置，诸如选自以下的驱动位置：在心脏的腔室内、在心腔的心内膜表面上、在心脏的心外膜表面上、在心脏的血管(例如，静脉或动脉)中、在心包腔中、在食道中、在脑中和/或接近脑、在脑的血管(例如，静脉或动脉)中、以及它们的组合。在这些实施例中，设备100可包括一个或更多个驱动电极411(例如，在远端可扩展篮或设备100的其它远端部分上)，诸如当设备100的远端部分插入患者的心脏中时，导致驱动电极411定位在心腔的心内膜表面上和/或心腔内。在这些实施例中，相关联的一组记录位置322可以包括患者体内、患者的皮肤上或两者的位置。记录电极321可以被定位在选自以下的一个或更多个记录位置322：胸部、背部、躯干、肩部、腹部、胸腔、头部以及这些的组合。在一些实施例中，系统10包括至少6个记录电极。

在一些实施例中，记录电极321包括表面电极321s，表面电极321s被定位以覆盖在所有三维(例如，前-后、头-尾和从右到左)中围绕心脏的区。在一些实施例中，表面电极321_S被配置为递送信号或其他能量以执行定位、心脏电复律等(例如，以避免与用于执行那些附加功能的单独的电极的位置冲突)。

替代地或另外地，用于确定传递矩阵290的驱动信号413可从患者的皮肤上的一个或更多个驱动位置412递送，诸如选自以下的一个或更多个驱动位置：胸部、背部、躯干、肩部、腹部、胸腔、头部以及这些的组合。在这些实施例中，相关联的一组记录位置322可以包括患者体内、患者的皮肤上或患者体内与患者的皮肤上两者的位置。记录电极321可以定位在选自以下的一个或更多个记录位置322：在心脏的腔室内、在心腔的心内膜表面上、在心脏的心外膜表面上、在心脏的血管(例如，静脉或动脉)中、在心包腔中、在食道中、在脑中和/或接近脑、在脑的血管(例如，静脉或动脉)中以及这些的组合。

在一些实施例中，至少4个表面电极用于覆盖3维体积(例如，充分地向3维体积提供驱动信号和/或记录来自3维体积的信号)。例如，一组表面电极可以包括：4个表面电极，4个表面电极被定位以形成横切身体的四面体；5个表面电极，其中4个表面电极形成四面体，第五个表面电极用作与任何四面体表面不共面的区分电极；6个表面电极，形成3个正交或近似正交的笛卡尔坐标轴；6个表面电极，其中3个表面电极在身体的一侧上形成三角形，并且另外3个表面电极在身体的另一侧(例如，胸部和背部)上形成倒三角形。

在一些实施例中，传递矩阵290由一个或更多个驱动电极411a和一个或更多个驱动电极411b确定，一个或更多个驱动电极411a递送包括第一频率的驱动信号413a，一个或更多个驱动电极411b递送包括不同的第二频率的驱动信号413b。在这些实施例中，驱动信号413a和413b可以被同时递送(例如，相应地由记录电极321同时接收)。

在一些实施例中，传递矩阵290由一个或更多个驱动电极411a和一个或更多个驱动电极411b确定，一个或更多个驱动电极411a递送包括第一频率的驱动信号413a，一个或更多个驱动电极411b递送包括类似或不同的第二频率的驱动信号413b。在这些实施例中，驱动信号413a和413b可被顺序地递送(例如，相应地由记录电极321顺序地接收)。

在一些实施例中，通过评估(例如，由定位在记录位置322处的记录电极321记录的)一组记录信号323的幅度和/或相位来确定传递矩阵290。例如，传递矩阵290可以包括数值比例因子，该数值比例因子基于该组记录信号323的幅度和/或相位分别与(例如，由定位在驱动位置412处的驱动电极411递送的)一组驱动信号413的幅度和/或相位的比较。在一些实施例中，该比较基于每组信号的幅值和相位两者。

在一些实施例中，驱动信号413的发射和记录信号323的相关联的记录在患者的至少一个生理周期上发生，并且由此导致的传递矩阵290包括时间依赖性的(例如，周期时间依赖性的)传递矩阵。相关联的生理周期可以包括患者的心动周期(例如，包括收缩和舒张的周期)、呼吸周期、压力变化周期(例如，周期性变化的血压)和/或其他重复生理周期。记录可以在多个周期(例如至少2个周期、至少3个周期或至少5个周期)上进行。传递矩阵290可以包括一个或更多个随时间成比例地适应的参数。诸如当传递矩阵290包括时间依赖性的传递矩阵时，传递矩阵290可以包括与生理周期内的变化有关的信息，该时间依赖性的传递矩阵包括与由电极311记录的信号相对一致地变化的一个或更多个分量，诸如以使由电极311在相似生理周期内进行的这些记录(例如，当计算患者信息95和补偿生理周期内的变化时执行的补偿)相关。在一些实施例中，算法255可以被配置为补偿：心动周期(例如，补偿心脏运动)、呼吸周期(例如，补偿肺运动和/或其他患者呼吸参数)或心动周期与呼吸周期两者。在一些实施例中，算法255通过将时间依赖性的传递矩阵290与患者的生理周期对准来计算患者信息90。传递矩阵290的参数可以根据功能和/或生物过程(例如循环地和/或空间地变化的过程(例如，血流或其它循环地变化的心血管过程))而变化。在一些实施例中，传递矩阵290的一个或更多个参数可以在时间上、线性地和/或指数地变化。这些参数可以包括正在扩展和/或漂移的值。随时间和/或跨空间的变化不需要完全是周期性的。这些非循环变化也可以被建模，例如经由学习算法创建模型并训练模型以补偿变化。也可以通过从先前的变化数据(例如，在患者P1或诸如患者P2的不同哺乳动物中记录的数据)(诸如配置和用作比较模型的数据)外推，来补偿变化。

在一些实施例中，对在(例如，以10-15次呼吸/分钟的频率的)呼吸周期期间记录的信号进行平均和/或对心动周期(例如，由于心脏与心脏壁的血液运动和/或收缩运动以及电极而引起的变化)期间记录的信号(例如，以对应于心率的频率)进行平均，以创建传递矩阵290(例如，平均导致更稳定的传递矩阵290，诸如在一个或更多个呼吸和/或心动周期上具有提高的稳定性的传递矩阵290)。

在一些实施例中，系统10考虑患者(例如患者P1和/或患者P2)的一个或更多个生理和/或解剖参数，例如选自以下的参数：(例如，朝向患者的右侧或左侧的)心脏的旋转、胸腔相对于心脏的周长、心脏在胸腔中的位置(例如，低体重患者具有相对高位置的膈膜、肺气肿以及COPD患者具有相对低位置的膈膜)以及这些的组合。这些参数可以通过分析患者的几何特性来确定，例如胸围(作为示例，胸围可以基于表面电极之间的距离来计算，其中可以使用基于阻抗的测量结果来确定该距离)、围绕身体的表面电极之间的数量及角度、和/或心脏相对于表面电极的旋转和/或位置。例如，表面电极(例如，用于提供ECG记录的电极)的标准化位置可用作参考，并且从表面电极测量的诊断生物电信号可用于评估患者的生理和/或解剖条件。作为示例，在标准12导联ECG上，导联V1或V2中某些信号特征的存在可以表示心脏位置的向右偏离。或者，V4-5中的信号特征可表示心脏位置的向左偏离，而其它信号特征可表示较高或较低的心脏位置。

在一些实施例中，系统10修改传递矩阵290至少一次，例如在对单个患者的单个操作期间的至少一次修改传递矩阵290。例如，系统10可以随时间的推移间歇地和/或相对连续地(本文中为“连续地”)(诸如以闭环方式)修改传递矩阵290。由系统10执行的修改可以基于随时间变化的至少一个患者参数。在一些实施例中，由系统10执行的修改可以基于随时间变化的至少两个或至少三个患者参数。由系统10执行的修改可以基于随时间周期性变化的一个或更多个患者参数，例如与患者的呼吸周期和/或心动周期相关地变化的参数。患者参数可以线性地和/或指数地变化。在这些实施例中，系统10可以包括一个或更多个传感器(例如电极311、321和/或411，和/或下面描述的功能元件99)，其被配置成产生与用于调整传递矩阵290的变化的患者参数相关的信号。可以连续地(例如，当连续地修改传递矩阵290时)和/或间歇地(例如，当间歇地修改传递矩阵290时)执行监测。

在一些实施例中，用于患者P1(例如基于记录信号313确定患者信息95)的传递矩阵290包含或至少包括从先前计算的(例如从至少一个其它哺乳动物对象(例如患者P2))和/或其他标准化传递矩阵(标准化传递矩阵290’)中并入的信息。如本文所使用的，传递矩阵290可包含标准化传递矩阵290’(例如基于一种或更多种单独的哺乳动物(患者P2)的传递矩阵)。传递矩阵290可以包括仅基于来自患者P2的数据、仅基于来自患者P1的数据的传递矩阵，或者基于来自患者P2的数据与来自患者P1的数据的传递矩阵。在一些实施例中，可基于要使用标准化传递矩阵290’(或其一部分)的患者的特征(患者P1的特征)，来选择标准化传递矩阵290’(或其一部分)。例如，可确定多个不同的标准化传递矩阵290’，每个都基于具有一个或更多个特定患者特征(例如，一个或更多个相似的患者参数水平)的一个或更多个哺乳动物对象(例如，患者P2)。在一些实施例中，诸如当基于一个或更多个特定患者特征定制该标准化传递矩阵290’时，单个标准化传递矩阵290’可以适应各种患者特征。基于与用于创建标准化传递矩阵290’的对象相似的患者P1的参数水平，可选择和/或定制标准化传递矩阵290’以用作传递矩阵290。在一些实施例中，用于选择和/或定制的适用的患者参数包括选自以下的参数：性别、体重、身高、身体或身体部分尺寸、身体质量指数(BMI)、(例如，由包括诸如CT扫描仪或MRI的成像设备的功能元件99确定的)胸腔周长、食道的位置、心房的尺寸、心房体积的填充、心房压力、脂肪与水的比率、空气与水与脂肪的比率、(例如，通过MRI确定的)骨位置、服用的药物、药物水平、电解质水平、pH、pO₂、pCO₂、水的重量以及它们的组合。

在一些实施例中，传递矩阵290包括标准化传递矩阵290’(例如，基于不同于患者P1的一种或更多种哺乳动物(患者P2)的传递矩阵)，其中由系统10考虑用于创建标准化传递矩阵290’的患者P2上的记录电极的位置与用于产生所计算的患者信息95的患者P1上的记录电极的位置的差异。

在一些实施例中，标准化传递矩阵290’可通过分析来自多个(即两个或更多个)患者P2的数据组的收集而得到。在一些实施例中，数据组包括来自每个单独的患者P2的测量信息，诸如位置信息(例如，解剖结构和/或传感器以及其他物体的位置)、组织信息(例如，组织特性、特征和/或定性类别)、与生理过程相关的信息(例如，呼吸和/或心脏运动，并且呼吸和/或心脏运动可包括在一段时间内来自传感器的记录和/或根据这些记录计算的数据)、环境信息(例如，背景电噪声或设备互连)和/或心脏信息(例如，电激活时间、传导模式、表面电荷、偶极子密度、(测量为电压的)心脏电势电描记图等)。在一些实施例中，数据组包括根据每个单独的患者P2中的测量结果计算的传递矩阵290和来自每个单独的患者P2的图像数据(例如CT和/或MRI数据)。存储器252可用于存储来自多个患者P2的数据组的收集。来自多个患者的数据组的收集可包括具有不同特征(例如性别、尺寸、如肺气肿的疾病的存在、年龄、心脏位置)的P2患者的不同群体，该不同特征也可包括在患者数据组中。

可以执行对来自多个患者P2的数据组的收集的分析，以识别数据组元素(诸如测量的信息、测量的传递矩阵290、变化的患者特征和/或整个收集的图像数据)之间的模式、相关性、对应性和/或其他类似的关系。数据组的收集的这种分析可以是计算和/或算法(例如机器学习方法)过程中的“训练”或“学习”步骤。该分析产生一个或更多个定量实体(例如，方程组或计算“模型”)，一个或更多个定量实体描述了遍及患者P2的群体的数据组元素之间的复杂关系。在一些实施例中，可以使用例如：分类、协同过滤、回归、聚类和/或降维等计算方法进行分析。定量实体可以在第二步中应用，其中来自患者P1的一个或更多个数据组元素被提供作为输入，然后被用于计算、选择、定制、优化、更新和/或预测标准化传递矩阵290’以用于患者P1。在一些实施例中，来自患者P1的数据组元素仅是用于计算定量实体的数据组元素的子集，从而减少或消除患者P1的获得或测量步骤。

在一些实施例中，由于潜在的缺陷或测量的限制(例如环境干扰或人为错误)，与在P1中直接测量的传递矩阵相比，为患者P1计算、选择、定制、优化、更新和/或预测的标准化传递矩阵290’具有提高的准确性或减少的人为因素。在一些实施例中，可一次提供来自患者P1的数据组元素以产生单个标准化传递矩阵290’，和/或可多次连续提供(例如以间隔或连续的方式提供)来自患者P1的数据组元素，诸如以产生连续应用的多个标准化传递矩阵290’，以便提供时变关系的动态更新。在一些实施例中，用于产生定量实体的数据组元素可包含时变信息，并且来自患者P1的数据组元素仅需要应用一次或有限次数，以便产生多个标准化传递矩阵290’，从而比提供来自P1的信息更频繁地提供动态更新，由此在更新标准化传递矩阵290’时提供更大的时间分辨率。在这些实施例中，系统10可以使用标准化传递矩阵290’(例如，传递矩阵290仅包括标准化传递矩阵290’)来产生所计算的患者信息95。在一些实施例中，例如，如果可基于患者P1的特征(例如，诸如尺寸、体重、胸围和/或心脏的旋转和/或位置的特征)选择和/或定制合适的标准化传递矩阵290’，则不使用(例如，不是必需的)患者图像(例如，MRI或CT扫描)。

在一些实施例中，系统10利用动态反馈和/或机器学习来确定传递矩阵290和/或使用传递矩阵290基于记录信号313来确定所计算的患者信息95。在一些实施例中，来自一个或更多个患者P2的数据组的收集(例如，以创建标准化传递矩阵290’)可包括治疗信息。例如，标准化传递矩阵290’可以基于选自以下的一个、两个或更多个治疗参数：持续时间(例如，能量递送的持续时间)、强度(例如，能量递送的强度)、振幅(例如，能量递送的振幅)、温度(例如，接收能量的组织的温度)、功率(例如，能量递送的功率)、阻抗(例如，组织的阻抗)以及这些的组合。可以以绝对、相对和/或差异形式分析每个参数。标准化传递矩阵290’可以基于与所应用的治疗相关的组织参数(例如，由系统10存储的组织参数信息80)，诸如选自以下的一个、两个或更多个组织参数(例如，接收消融能量和/或其他治疗的组织的参数)：尺寸、深度、厚度、密度、成分以及这些的组合。标准化传递矩阵290’可以基于对组织的局部和/或区电特性的治疗(例如，消融治疗)的有效性。标准化传递矩阵290’可以基于治疗的急性(即短期)有效性和/或慢性(例如长期)有效性。适用的短期和/或长期治疗有效性参数包括但不限于：消除传导，组织中电信号的传导、速度、振幅和/或方向的变化，测量的电信号振幅、频率和/或速率的变化，心动周期的速率、模式和/或频率的变化、心律的转换，占空比和/或间歇节奏的持续时间的变化，期望的心律的维持，转换成替代节奏(例如，期望的或不期望的节奏)，和/或导致的节奏(例如，期望的或不期望的节奏)的占空因子。标准化传递矩阵290’可以基于与组织的局部、区域性和/或全局机械和/或功能特性的变化相关的短期和/或长期治疗有效性参数，诸如与以下相关的参数：心输出量和功能的改变或维持；和/或组织硬度、收缩性、位移和/或应变的变化。如上所述，来自一个或更多个患者P2的数据组的收集的分析可由系统10(例如通过算法255)执行，并且结果用于提供所计算的患者信息95以计算、选择、定制、预测、更新和/或以其他方式增强用于患者P1的治疗(例如，治疗能量递送和/或药物治疗策略)。在一些实施例中，传递矩阵290基于根据患者P1记录的减少的数据组(完整数据组的子集)，该减少的数据组与根据一个或更多个患者P2记录的数据(例如全集)结合使用。在这些实施例中，无需从P1患者获取剩余数据组或对剩余数据组进行其它测量即可实现治疗的增强，从而降低了成本、时间和/或操作的复杂性。例如，基于包括的患者P2数据，在治疗操作中产生的一个或更多个损伤的评估可被消除或至少减少。

在一些实施例中，系统10利用诸如上文所描述的机器学习。系统10可以被配置为从一个或更多个(例如，所有)表面电极获得顺序测量结果，表面电极被配置为记录从一个或更多个内部电极中的每一个顺序发射的信号，并且跟踪随时间的变化(例如，与信号变化相关的生理变化)。系统10可以评估呼吸和/或心动周期，并且系统10可以执行补偿(例如，相减和/或相消)以减少这些变化的不期望的影响(例如，如上所述)。系统10可以通过评估内部电极与表面电极之间的阻抗变化来确定整个心动周期内的心脏运动。该心脏运动确定可以用于计算心脏的机械、动态和/或其他功能特征(诸如收缩性、体积、随时间的体积变化、射血分数、壁运动、壁位移、应变和/或压力)，并且该心脏运动确定可以用于在临床操作期间监测心脏功能(例如，以评估操作的安全性)。在一些实施例中，可以例如通过测量经胸廓的阻抗(例如，与由内部电极提供和/或记录的信号组合)测量心室的功能。心房和心室功能可以由时间窗口分开：例如在QRS复合之后的200ms到500ms评估心室功能时，此时发生心脏收缩。在一些实施例中，基于由两个或更多个表面电极进行的测量结果以及几何形状相对于呼吸的变化(例如，与呼吸偏移和/或呼吸频率相关的变化)来确定胸部的几何形状(例如，直径、周长、体积等)。在一些实施例中，在呼吸和心脏收缩期间，测量心脏相对于表面电极(例如定位在皮肤上的12导联ECG、电极311、321和/或411)的位置，以及心脏的旋转、位置和/或位移(例如上和下)。可以以不同的心律(例如，窦性心律、扑动和/或纤维性颤动)来确定心脏收缩期间的心脏运动。系统10可以将(例如来自CT、MRI、超声和/或其他成像设备的)解剖结构信息与其他信息(例如ECG信息和/或体表电极的信号轴)一起集成到传递矩阵290(例如与空气/脂肪/水比率有关的信息；骨骼、脊柱和/或肋骨的位置；胸部直径的尺寸；和/或心脏的角度和/或旋转)中。系统10可以被配置为创建传递矩阵290，且系统10还可被配置为更新(例如，调适或以其它方式修改)传递矩阵290(例如，连续地或至少重复地更新传递矩阵290)。系统10可以被配置为执行定位操作，诸如以确定一个或更多个电极(例如，内部驱动和/或内部记录电极)相对于定位坐标系的位置。

在一些实施例中，系统10被配置成将能量的矢量脉冲从定位在患者的皮肤上的一个或更多个电极(例如，电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S中的一个或更多个)递送至定位在患者体内的一个或更多个电极(例如，电极311_I、321_I、411_I和/或基于电极的功能元件99_I中的一个或更多个)，诸如集成到设备100的远端部分上的一个或更多个电极。在这些实施例中，在递送矢量脉冲之后，一个或更多个皮肤电极可以立即开始记录(和/或单独的皮肤电极可以记录)，诸如以便基于记录来确定组织的特征，诸如以便基于组织对矢量脉冲的响应来确定电传导特性和/或物理特性(例如，疤痕、纤维化、纤维取向等)。在心内导管周围的组织区中可以立即检测到组织的电激活。该方法类似于使用电矢量来激活从壳体(例如，可移植的金属壳体)到导联的组织的CRT设备。还可以获取幅度和相位信息以确定脉冲是否在矢量的方向上激活了组织区。可以针对心内电极的表面电极的子集执行此确定，以确定在矢量方向上的组织是否是有活力的。该矢量围绕患者的身体旋转和/或通过使用心内导管电极的表面电极的不同子组创建矢量来调制，以创建组织的活力的3D图。替代地或附加地，系统10可以被配置为在表面电极之间递送能量的矢量脉冲。

记录组件300可以被集成到控制台200和/或记录组件300可以包括可操作地附接到控制台200的第二独立控制台。

记录组件300可以被配置为记录系统10的一个或更多个电极或其他传感器(诸如记录电极311)的信号。记录组件300可以记录来自系统10的一个或更多个其它电极的信号，例如也被配置为驱动电极的电极，驱动电极：例如包括患者的皮肤上的一个或更多个驱动电极的驱动电极411_S，和/或包括(例如，当包括在插入患者的设备100上时的)定位在患者体内的一个或更多个电极的驱动电极411_I。记录组件300可以经由如图1所示的有线或无线连接(经由实线示出的到记录电极311和321的连接，以及经由连接到实线的虚线示出的到驱动电极411的连接)，连接到一个或更多个电极。

记录组件300可以包括电路，如图所示的患者隔离电路301，该患者隔离电路301被配置为将患者(例如，如图所示的患者P1或P2)与不期望的电击或与记录组件300的其他不期望的交互隔离。记录组件300可以包括一个或更多个模数转换器，如图所示的A2D 302，其可以被配置为将记录的模拟信号转换为数字信号(例如，由处理单元250从记录组件300接收的数字信号)。记录组件300可以包括一个或更多个信号滤波器，如图所示的滤波器303，其可以被配置为滤除不期望的噪声或其他不期望的信号。记录组件300可以包括本领域技术人员已知的其它信号记录和/或其它信号处理电路，诸如被配置为从服装50接收无线信号的无线接收器、系统10的无线发射电极和/或另一无线发射器。

在一些实施例中，记录组件300被配置为复用(例如，包括复用电路)到多个传感器的连接，使得第一组一个或更多个传感器(例如，被配置为记录电活动的电极)在第一时间段内被记录，之后，第二组一个或更多个传感器(例如，被配置为记录电活动的电极)在随后的第二时间段内被记录。在一些实施例中，三组或更多组传感器被复用。

如上所述，记录组件300可以被配置为执行与患者的呼吸周期和/或生理周期变化相关的动态阻抗和/或动态电压测量。

记录组件300可以被配置为从多个电极共同地(例如，经由复用或其他方案)进行记录以形成“宏电极”，例如以利用多于一个电极和/或多于一个记录通道的电气和/或几何优势。一些优势的示例包括(来自多个电极的)更大的有效电极表面积和(通过多个并行的记录通道的)更低的输入阻抗。

记录电极311可以包括放置在患者的皮肤上的一个或更多个电极(如图所示的电极311_S)，和/或放置在患者体内的一个或更多个电极(如图所示的电极311_i)。记录电极311可以包括两个或更多个电极，例如至少2个、至少4个、至少6个或至少10个电极。

在一些实施例中，记录电极311包括至少3个电极(例如，包括在用于ECG记录的标准6个肢体导联中的3个电极)。在一些实施例中，记录电极311包括至少9个电极(例如，包括在标准12导联ECG中的9个电极)。在一些实施例中，记录电极311包括不超过1000个电极(例如，包括在服装50中的多达1000个表面电极，诸如定位在服装50中的至少50个电极、至少100个电极和/或至少250个电极)。在一些实施例中，记录电极311以相对均匀的图案(例如，由服装50提供的均匀图案)定位在患者的表面上。例如当至少2个电极311(例如，至少2个表面电极)用于所使用的坐标系的每个轴时，记录电极311的数量可以通过使用所使用的坐标系来确定。

记录电极311可以包括一个、两个或更多个电极，一个、两个或更多个电极定位在患者的皮肤上，例如在选自以下的位置312_S处：胸部、背部、躯干、肩部、腹部、头骨、面部、臂、腿、腹股沟以及这些的组合。在这些实施例中，目标位置90可以包括患者体内的一个或更多个位置，诸如患者的器官上和/或患者的器官内的一个或更多个位置。例如，记录位置312可以包括选自以下的一个或更多个位置：胸部、背部、躯干、肩部和/或腹部；目标位置90可以包括一个或更多个心脏位置，例如选自以下的心脏位置：心脏的心外膜表面、心脏组织内(心内膜下)、心腔的心内膜表面、心腔内、心包腔、心包膜以及它们的组合。在一些实施例中，记录电极311包括定位在以下位置的每一个中的至少一个电极：在心腔中、在皮肤上和在食道中。在一些实施例中，记录电极311包括一个内部位置和至少一个非心内位置(例如，皮肤表面上的位置、心外膜表面上的位置和/或心包表面上的位置)。在一些实施例中，记录电极311包括至少9个或至少12个记录电极311(例如，9个或12个电极进一步被配置为12导联EKG设备)。

记录电极311可以包括一个、两个或更多个电极，这些电极经由服装50在位置312_S处定位在患者的皮肤上。服装50可以被配置为将记录电极311相对于彼此和/或相对于患者的解剖结构定位在各种位置处。

记录电极311可以包括一个、两个或更多个电极，这些电极定位在患者体内，例如定位在患者的器官上和/或患者的器官内的记录位置312_I处。在一些实施例中，记录位置312_I包括选自以下的心脏位置：心脏的腔室内的位置、心脏的心内膜表面上的位置、心脏的心外膜表面上的位置以及它们的组合。在一些实施例中，记录位置312_I包括选自以下的一个或更多个位置：食道、(例如，经由经胸廓或剑突下切口进入的)心外膜、(例如，经由剑突下切口的)心包膜、接近心脏但在心脏外部以及它们的组合。在一些实施例中，记录位置312_I包括包含间质液的位置(例如，围绕心脏的组织和/或皮下组织位置)。在一些实施例中，记录位置312_I包括脊柱内的位置和/或至少接近脊柱的位置，和/或脑内的位置和/或至少接近脑的位置。

在一些实施例中，记录电极311包括定位在患者的皮肤上的至少一个记录电极，以及定位在患者体内的至少一个记录电极。在这些实施例中，可以复用外部放置(例如在皮肤上)的记录电极311_S和内部放置(例如在患者体内)的记录电极311_I，以提供源(例如提供作为记录电极的功能)和/或汇(例如提供作为驱动电极的功能)。可以执行电极(例如记录电极311)的复用以形成充当单个源和/或单个汇的一组电极。

在一些实施例中，记录电极311包括选自以下的一个、两个、三个或更多个电极：体表电极、体内电极(例如，放置在体内、患者的皮肤下的电极)、经皮电极、皮下电极、心外膜电极、心包电极、脊柱电极、脑电极以及这些的组合。

在一些实施例中，记录电极311包括选自以下的一个、两个、三个或更多个电极：被配置为发射和/或接收定位信号的一个或更多个电极；被配置为产生ECG信号的多个电极，诸如12导联ECG设备的至少9个电极；被配置为产生高密度ECGi信号的多个电极；被配置为递送心脏起搏能量的一个或更多个电极；被配置为递送除颤能量的一个或更多个电极；被配置为递送治疗能量的一个或更多个电极；以及这些的组合(例如，以避免对标准ECG贴片电极、起搏部件和/或除颤部件的需要)。

在一些实施例中，记录电极311被配置为发射和/或接收定位信号，诸如用于识别定位在患者体内的一个或更多个设备(例如，本文描述的设备100)的位置的定位信号。例如，信号发生器400可以向驱动电极411提供由记录电极311接收的定位信号。附加地或替代地，信号发生器400可以(例如，经由由虚线表示的导管)被电附接到记录电极311，并且信号发生器400可以向记录电极311提供(例如，由驱动电极411、电极321和/或系统10的其他电极接收的)定位信号。

在一些实施例中，记录电极311以限定的图案(例如，标准化图案)(诸如由坐标系限定的图案)，(相对于患者)定位。例如，一个或更多个记录电极311可以定位在服装50中，并且服装50相对于患者定位，以将记录电极311相对于患者定位在特定图案中(例如，经由服装50可以将坐标系标准化)。

在一些实施例中，记录电极311包括一个或更多个电极，一个或更多个电极进一步被配置为记录患者的ECG信号，例如当记录电极311包括：12导联ECG设备的至少9个电极和/或被配置为产生高密度ECGi信号的多个电极时。记录电极311可以被配置为提供患者的心律失常监测。在这些实施例中，记录电极311可以通过服装50相对于患者的解剖结构具体地定位。

在一些实施例中，记录电极311还被配置为向患者递送起搏能量和/或除颤能量，诸如由信号发生器400提供的起搏能量和/或除颤能量。在这些实施例中，记录电极311可以通过服装50相对于患者的解剖结构具体地定位。

记录电极321可以包括放置在患者的皮肤上的一个或更多个电极(如图所示的电极321_S)，和/或放置在患者体内的一个或更多个电极(如图所示的电极321_i)。记录电极321可以包括两个或更多个电极，例如至少2个、至少4个或至少10个电极。在一些实施例中，记录电极321包括由系统10所使用的坐标系中存在的坐标轴数量的至少两倍，和/或记录电极321包括一定数量的电极，其数量比坐标系中存在的坐标轴数量多至少一个(例如，对于3轴坐标系是4个电极)。在一些实施例中，记录电极321包括至少9个电极(例如，进一步被配置为标准12导联ECG设备的至少9个电极)。在一些实施例中，记录电极321包括至少3个电极(例如，3个电极进一步被配置为标准6肢体导联ECG)。

记录电极321可以包括一个、两个或更多个电极，这些电极定位在患者的皮肤上，例如在选自以下的位置322_S处：胸部、背部、躯干、肩部、腹部、头骨、面部、臂、腿、腹股沟以及这些的组合。在一些实施例中，记录电极321包括位于以下位置的每一个中的至少一个电极：患者的四肢(例如，在患者的腿或臂上)和患者的躯干(例如，跨患者躯干的至少2个、4个或6个电极)。

记录电极321可以包括一个、两个或更多个电极，这些电极经由服装50在位置322_S处定位在患者的皮肤上。服装50可以被配置为将记录电极321定位在相对于彼此和/或相对于患者的解剖结构的各种位置处。

记录电极321可以包括一个、两个或更多个电极，这些电极定位在患者体内，例如定位在患者的器官上和/或患者的器官内的记录位置322_I处。在一些实施例中，记录位置322_I包括选自以下的心脏位置：心脏的腔室内的位置、心脏的心内膜表面上的位置、心脏的心外膜表面上的位置以及它们的组合。在一些实施例中，记录位置322_I包括选自以下的一个或更多个位置：食道、(例如，经由经胸廓或剑突下切口进入的)心外膜、(例如，经由剑突下切口的)心包膜、接近心脏但在心脏外部以及它们的组合。在一些实施例中，记录位置322_I包括包含间质液的位置(例如，围绕心脏的组织和/或皮下组织位置)。在一些实施例中，记录位置322_I包括脊柱内的位置和/或至少接近脊柱的位置，和/或脑内的位置和/或至少接近脑的位置。

在一些实施例中，记录电极321包括定位在患者的皮肤上的至少一个记录电极，以及定位在患者体内的至少一个记录电极。在这些实施例中，可以复用外部放置(例如在皮肤上)的记录电极321_S和内部放置(例如在患者体内)的记录电极321_I，以提供源(例如提供作为记录电极的功能)和/或汇(例如提供作为驱动电极的功能)。可以执行电极(例如记录电极321)的复用以形成充当单个源和/或单个汇的一组电极。

在一些实施例中，记录电极321包括选自以下的一个、两个、三个或更多个电极：体表电极、体内电极、经皮电极、皮下电极、心外膜电极、心包电极、脊柱电极、脑电极以及这些的组合。

信号发生器400可以(例如，经由由虚线表示的导管)被电附接到记录电极321，并且信号发生器400可以向记录电极321提供驱动信号(例如，驱动信号413)或(例如，由驱动电极411、电极311和/或系统10的其他电极接收的)其他电能。

在一些实施例中，记录电极321以限定的图案(例如，标准化图案)(诸如由坐标系限定的图案)，(相对于患者)定位。例如，一个或更多个记录电极321可以定位在服装50中，服装50相对于患者定位，以将记录电极321相对于患者定位在特定图案中(例如，可以经由服装50将坐标系标准化)。

信号发生器400可以被集成到控制台200和/或信号发生器400可以包括可操作地附接到控制台200的第二独立控制台。

信号发生器400被配置为产生提供给系统10的一个或更多个电极或其他换能器(例如驱动电极411)的信号。

信号发生器400可以包括电路(如图所示的患者隔离电路401)，其被配置为将患者(例如所示的患者P1或P2)与不期望的电击隔离或与信号发生器400的其他不期望的交互隔离。信号发生器400可包括一个或更多个数模转换器(如图所示的D2A 402)，其可被配置为将数字信号(例如，从处理单元250接收的数字信息)转换为模拟信号。信号发生器400可以包括一个或更多个信号滤波器(如图所示的滤波器403)，其可以被配置为滤除不期望的噪声或其他不期望的信号。信号发生器400可以包括本领域技术人员已知的其它信号发生器和/或其它信号处理电路。

在一些实施例中，信号发生器400被配置为提供定位信号，诸如被提供到驱动电极411、记录电极311(例如，定位在服装50中的记录电极311)和/或系统10的其他电极的定位信号。

在一些实施例中，信号发生器400被配置为提供能量以对患者的心脏进行起搏和/或除颤，能量为诸如提供给记录电极311(例如，定位在服装50中的记录电极311)、驱动电极411、功能元件99和/或系统10的其他电极的起搏和/或除颤能量。

在一些实施例中，信号发生器400被配置为复用(例如，包括复用电路)到多个换能器的连接，使得第一组一个或更多个换能器(例如，被配置为递送电信号和/或其他电能的电极)在第一时间段内被提供能量，在此之后，第二组一个或更多个换能器(例如，被配置为递送电信号和/或其他电能的电极)在随后的第二时间段内被提供能量。在一些实施例中，三组或更多组换能器被复用。如上所述，驱动电极可(例如，通过复用或另一方案)被配置以被互连从而形成宏电极。可以将驱动电极的分组进行图案化，以提供几何和/或电气优点，例如，在身体中成形源场、最大化源场的线性、最大化源场的场曲率、和/或通过在电极组中创建或消除“孔”来最大化或最小化边缘效应。

在一些实施例中，信号发生器400从定位在患者体内的第一组电极(例如电极411_I)进行发射，同时，记录组件300同时记录来自定位在患者的皮肤上的第二组电极(例如电极311_S)的信号，之后信号发生器400从定位在患者的皮肤上的第二组电极(例如电极311_S)进行发射，同时记录来自患者体内的第一组电极(例如电极411_I)的信号。这种交替的信号源和接收器可以持续多个周期。在一些实施例中，算法255被配置为确定周期的每个部分的时间，和/或确定在哪些电极中递送信号并记录信号。实现系统10的电极的信号源和接收器变化的复用的组合允许在建立、成形和/或调制通过身体的信号源和接收器信号路径(例如，场)的几何取向和形状方面的灵活性。通过身体的信号路径的几何取向和形状可以根据时间变化，以产生时空变化的序列或图案。

在一些实施例中，至少一个驱动电极411(例如，经由服装50)被定位在患者的皮肤上，并且由服装50(例如，服装50包括一个或更多个驱动电极411)潜在地保持在适当位置。在这些实施例中，驱动电极411可被配置为递送用于确定(如本文所述的)传递矩阵290的驱动信号413、递送定位信号、递送心脏起搏能量、递送除颤能量、递送治疗能量(例如，递送能量以抑制癫痫发作、头痛或其他神经病症和/或以其他方式治疗不利的患者病症)和/或执行另一功能。

设备100可以包括被配置为插入患者体内(例如，插入患者的脉管系统中和/或以其他方式插入患者的皮肤下)的一个或更多个设备。在一些实施例中，设备100包括被配置为插入患者P1的心脏的腔室的远端部分。设备100可包括被配置为提供驱动信号的一组电极(驱动电极411)。

设备100可以包括标测和/或消融设备，诸如经由系统10提供的定位信号(例如，由记录电极311递送的定位信号)定位的消融设备。

服装50可以包括将一个或更多个记录电极311定位在相对于患者的解剖结构的位置处(例如，在患者的皮肤上的特定解剖位置处)的一个或更多个不同形式。服装50可包括选自以下的服装：背心、衬衫、皮带、腰带以及这些的组合。

服装50可以包括无线发射器(例如，被配置为无线发射器的功能元件99_S)，例如被配置为将服装50的一个或更多个电极和/或其它传感器所做的记录无线地发射到记录组件300的接收元件的无线发射器。

在一些实施例中，系统10利用服装50的一个或更多个电极(例如，一个或更多个电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)来执行患者躯干的阻抗断层成像。

在一些实施例中，例如当将服装50放置在患者上以标记传感器放置位置时，和/或当服装50包括通过其将传感器放置在患者的皮肤上的开口时(例如，在移除服装50之后)，服装50被简单地配置为模板。

所计算的患者信息95可以包括患者的器官(例如心脏或脑)的电活动图。绘制的电活动可以包括电压信息、偶极子密度信息和/或表面电荷信息。在心脏应用中，与所计算的患者信息95相关联的目标位置90可以包括心内膜表面上的位置、心脏组织内的位置和/或心外膜表面上的位置。在脑应用中，与所计算的患者信息95相关联的目标位置90可以包括脑表面上和/或脑内(例如，在大脑皮层中和/或在脑深部内)的位置。

所计算的患者信息95可以包括选自以下的信息类型：电信息(例如，电压信息、表面电荷信息、组织电荷信息和/或偶极子密度信息)；组织；结构或机械信息(例如密度、和/或机械特性(例如密度)的差异、尺寸和/或机械特性(例如密度)的变化区的形状)；组织成分信息(例如，受损组织、发炎组织和/或变性组织，诸如变性的蛋白质、胶原蛋白、纤维化、脂肪和/或神经)；电图流量信息；阻抗信息；相位信息(例如，用于相位标测)以及这些的组合。例如，所计算的患者信息95可以包括在组织消融操作(例如，用于治疗心律失常的RF或其他心脏组织消融操作)中已经修改的组织密度信息，例如以便评估所执行的消融的质量。在一些实施例中，所计算的患者信息95可以包括组织的电信息(诸如表面电荷信息)及机械和/或组成特性(变性蛋白质的密度或存在、或消融损伤或其他被治疗组织的结构形成的其他指示)的组合，使得递送的治疗的有效性可以被分类为完整或不完整。例如，由系统10收集的电信息可以指示电传导的损失，而损伤(例如，经由消融能量的递送产生的损伤)的结构形成保持不完整，这可以指示仅暂时有效的损伤(例如，不期望的传导可能在将来再次发生)。所收集的电信息可以指示通过治疗区域的连续传导，并且机械和/或组成信息可以提示水肿的形成而不是完全透壁(消融)损伤，这可以促使治疗策略的改变。所收集的电信息可以指示通过区域的电传导的消除，并且结构和/或组成信息可以指示完全透壁(消融)损伤的形成，这可以增加损伤将长时间保持有效的概率，这增加了所递送的治疗的置信度。

如上所述，所计算的患者信息95可以包括组织成分信息。组织成分可由系统10经由光学测量(例如分光镜或透视)来局部评估。系统10可以被配置为(例如，使用光纤或CCD相机使能的导管)确定来自组织的荧光性、反射性和/或吸收性。系统10经由算法255可以评估组织发荧光、反射光和/或吸收光的程度。对特定的两种或更多种波长的光的这些响应可以增加进一步的特异性，因为不同的生物材料组合物以特定的方式发荧光、反射光和/或吸收光。在一些实施例中，系统10通过监测NADH的荧光透视标记来分析损伤。NADH是存在于所有完整细胞中的辅酶，当用某些波长的光(例如UV)照射时发出荧光。一旦细胞(例如，通过RF消融)被损害，NADH就从细胞的线粒体释放和/或转化为NADH的氧化形式，并且其荧光性显著下降。在一些治疗方法中，细胞损害是临床操作(例如，被配置为治疗诸如心房纤维性颤动的心律失常的消融操作)的期望结果。然而，在一些条件下，组织和/或其它身体对治疗的反应可以变化。例如，当试图向心脏组织递送RF消融时，身体的炎症反应将细胞外的液体积聚到受影响的区域(水肿)，从而保护细胞免受进一步的损害。这种水肿会阻止进一步的RF能量的有效递送，因此降低了随后的消融能量的递送的有效性。当水肿形成时，细胞保持完整，NADH的荧光透视标记保持不变，因此系统10执行的这种荧光透视测量针对组织对所递送的消融能量的期望的响应(例如，细胞损害与损伤形成相关的情况)是高度特异性的。该分析可以与组织密度(也在能量递送位置处)的评估相结合地执行，以进一步细化细胞损害相对于健康组织的评估。在一些实施例中，系统10通过记录与在患者P2上执行的消融操作(例如心脏消融操作)相关的治疗信息，基于一个或更多个患者P2创建标准化传递矩阵290’。治疗信息可以包括：电信息、(例如，由成像设备记录的)解剖结构信息、组织阻抗信息。该信息可与组织成分的测量结果相结合，然后系统10(例如，使用机器学习算法)可以灵敏地和特定地识别组织成分的印记，该印记可与对患者P1执行的操作相关，而不必直接在患者P1中进行成分的实际测量。

在一些实施例中，所计算的患者信息95包括偶极子密度和/或表面电荷信息，使用诸如在于2019年8月6日提交的，标题为“Method and Device for Determining andPresenting Surface Charge and Dipole Densities on Cardiac Walls(用于确定和呈现心脏壁上的表面电荷和偶极子密度的方法和设备)”的申请人的共同未决的美国专利申请序列号16/533,028中，和/或于2019年9月12日提交的标题为“Device and Method forthe Geometric Determination of Electrical Dipole Densities on the CardiacWall(用于心脏壁上电偶极子密度的几何确定的设备和方法)”的申请人的共同未决的美国专利申请序列号16/568,768中描述的设备和方法(例如，通过算法255)，来确定该偶极子密度和/或表面电荷信息，以上申请中的每一个的内容都通过引用全部包括在本文中以用于所有目的。

在一些实施例中，所计算的患者信息95包括选自以下的信息类型：药物治疗信息、电解质信息、pH信息以及它们的组合。

在一些实施例中，系统10被配置为收集患者的其他生理数据(例如，除了由记录电极311、321和/或驱动电极411记录的数据之外的数据)。在这些实施例中，系统10可以包括功能元件99，功能元件99包括一个、两个、三个或更多个传感器或其他数据获取部件。在一些实施例中，功能元件99可包括定位在患者体内的一个或更多个传感器或其它功能元件(功能元件99_I)，和/或定位在患者的皮肤上的一个或更多个传感器或其它功能元件(功能元件99_S)，每个如图所示。功能元件99_S可以包括定位在服装50上和/或服装50内的一个或更多个功能元件(如图1所示)。功能元件99_I可包括定位在设备100上和/或设备100内(例如，在如图所示的设备100的篮或其它远端部分上)的一个或更多个功能元件。

在一些实施例中，功能元件99包括一个或更多个部件，一个或更多个部件被配置为收集选自以下的数据：生理周期数据、心脏数据、呼吸数据、患者用药数据、皮肤阻抗数据、排汗数据、(例如，如手动测量的和/或通过诸如CT或MRI的成像设备测量的)胸腔和/或腹腔空间数据、水重量数据、血细胞比容水平数据、壁厚数据(例如心脏壁厚数据)以及这些的组合。例如，功能元件99可包括手动测量设备(例如，卷尺测量或直尺)和/或成像设备(例如，CT或MRI)，所述成像设备用于收集由系统10用来确定传递矩阵290和/或所计算的患者信息95的胸腔测量信息。在一些实施例中，功能元件99包括一个、两个、三个或更多个选自以下的传感器：磁传感器、水传感器、排汗传感器、皮肤阻抗传感器、葡萄糖传感器、pH传感器、PO₂传感器、pCO₂传感器、SpO₂传感器、心率传感器、压力传感器、血压传感器、脊柱传感器、脑电极、脑传感器、流量传感器、血流传感器、运动传感器以及这些的组合。在这些各种实施例中，算法255可被配置为包括该附加患者信息，诸如在分析中计算患者信息95，以确定和/或修改传递矩阵290(例如，以连续和/或间歇方式修改传递矩阵290)，以确定和/或修改系统10参数，和/或执行另一功能。在一些实施例中，传递矩阵290用于测量如本文所述的心脏功能(例如，血量随时间的变化)，诸如在心脏消融或其他心脏操作期间。

在一些实施例中，功能元件99包括被配置为向患者递送电信号和/或电能的一个或更多个电极或其它换能器。例如，功能元件99可以包括一个或更多个电极，一个或更多个电极被配置为：递送用于确定传递矩阵290(如本文所述)的驱动信号(例如，类似于驱动信号413)；递送定位信号；递送心脏起搏能量；递送除颤能量；和/或执行另一功能。

在一些实施例中，功能元件99包括由系统10用于空间跟踪(例如，呼吸跟踪和/或其他患者运动跟踪)的一个或更多个磁体。在这些实施例中，服装50可以包括一个或更多个磁体，诸如以便将一个或更多个磁体定位在相对于患者的一个或更多个预定位置处。

在一些实施例中，功能元件99包括一个或更多个超声元件(例如，传感器和/或换能器)，用于测量距离，例如以创建患者组织和/或定位在患者身上和/或定位在患者体内的系统10的设备的2D或3D图像。在这些实施例中，服装50可以包括一个或更多个超声元件，诸如以便将一个或更多个超声元件定位在相对于患者的一个或更多个预定位置处。

在一些实施例中，功能元件99包括用于记录心音的扩音器，例如集成到患者服装50中以将扩音器定位在相对于患者的特定位置处的扩音器。

在一些实施例中，功能元件99包括加速度计，例如被配置为(例如，当与服装50成一体时)跟踪患者的一部分的运动的加速度计，和/或包括在系统10的另一个部件中(例如，包括在设备100中以跟踪患者组织运动和/或设备100运动)的加速度计。

在一些实施例中，系统10的一个或更多个驱动电极定位在患者体内(例如，在患者的心脏内)的一个或更多个已知位置处(例如，在从心脏壁偏移的腔室内的血液中)，发射已知幅度的驱动信号(例如，一个或更多个驱动信号)。系统10包括一个或更多个记录电极，一个或更多个记录电极定位在患者的皮肤表面上的一个或更多个位置(例如，一个或更多个任意位置)处，一个或更多个记录电极测量对驱动信号的响应。这些记录信号与驱动信号的比率可以被系统10用来产生传递矩阵290。这些比率取决于各个患者特征(例如，肥胖，心脏的尺寸，肺、器官及其他组织的传导，皮肤电阻，心脏的取向，呼吸变化，隔膜位置等)。随后，利用(例如，先前使用的或以其他方式使用的)内部电极和表面电极两者同时测量电活动(例如，心脏的电活动)。使用传递矩阵290，系统10对由表面电极测量的电活动进行变换以产生心脏壁上的第一电势图(例如，由传递矩阵290自身的缩放作为比率计比例)。

在一些实施例中，系统10产生心脏壁上的电势图，同时避免使用反解，例如当通过心脏壁上的点“i”处的电压V_i与体表上的电压值W_k的线性关系(例如经由算法255)来确定该电压V_i时，例如通过使用下面的等式(1)：

等式(1)：

驱动信号被施加到“k”个表面电极(SE_k)，并且在“i”个心脏壁电极(HW_i)上测量响应V_i。在等式(1)的总和中，仅存在一项，对于该项：

因此，W_k被测量，并且根据等式(1)，通过与M_ik本身相乘得到V_i。在这些实施例中，系统10可包括提供驱动信号k的最小数目的表面电极(例如，被配置为驱动电极的电极312_S和/或322_S)，例如至少3个、至少6个、至少9个或至少12个表面电极。

在一些实施例中，系统10将传递矩阵290应用于第一组记录信号313包括将传递矩阵290的比率计函数应用于第一组记录信号313。比率计函数可以包括“恒等函数”，对于该恒等函数(例如，仅通过传递矩阵290本身)确定由此导致的一组记录值(例如，所计算的患者信息95)。比率计函数还可以被配置为将传递矩阵290线性地缩放为“线性比例函数”。可替代地或附加地，比率计函数可以被配置为非线性地缩放传递矩阵290(例如，作为“非线性比例函数”)。

在一些实施例中，系统10将传递矩阵290应用于第一组记录信号313包括将传递矩阵290的非线性几何函数应用于第一组记录信号313。

在一些实施例中，系统10(例如，使用反解)将由内部电极测量的电活动进行变换以产生心脏壁上的第二电势图。系统10可以被配置为基于第一图和第二图来产生心脏壁上的第三电势图，其中第三图比单独的第一图或第二图更精确。可替代地，避免使用内部电极，系统10被配置为仅使用表面电极来产生心脏壁电势数据图。例如，传递矩阵290可以使用患者P2确定，并且为单独的患者P1计算心电活动，例如当患者P2具有与患者P1相似的心脏尺寸或其他相似特征时。可以评估患者P2和P1之间的相似度，并且采用校正因子来说明差异(例如体重、尺寸、心脏尺寸等的差异)。

在一些实施例中，系统10记录第一α位置处的电压信息，并且确定不同的第二β位置处的电活动信息。例如，(例如，定位在患者的皮肤上的)记录电极311可以记录电压，系统10可以产生包括目标位置90处的电活动信息的所计算的患者信息95，目标位置90包括患者体内的位置，诸如在患者器官(诸如心脏或脑)上和/或在患者器官内的位置。在一些实施例中，电活动信息包括电压信息、表面电荷信息和/或偶极子密度信息，诸如在于2019年8月6日提交的标题为“Method and Device for Determining and Presenting SurfaceCharge and Dipole Densities on Cardiac Walls(用于确定和呈现心脏壁上的表面电荷和偶极子密度的方法和设备)”的申请人的共同未决的美国专利申请序列号16/533,028，和/或于2019年9月12日提交的标题为“Device and Method for the GeometricDetermination of Electrical Dipole Densities on the Cardiac Wall(用于心脏壁上电偶极子密度的几何确定的设备和方法)”的申请人的共同未决的美国专利申请序列号16/568,768中描述的，以上申请中的每一个的内容整体并入本文用于所有目的。在这些实施例中，可以使用反解来确定所计算的患者信息95，诸如结合传递矩阵290使用反解，以提高所计算的患者信息95的准确性。系统10可以使用传递矩阵290来补偿空间和/或时间各向异性。

在一些实施例中，系统10包括：设备100，所述设备100包括被配置为记录来自患者的心脏内部的电活动的一个或更多个电极(例如，一个或更多个电极411_I和/或基于电极的功能元件99_I)；一个或更多个电极，所述一个或更多个电极(例如，经由服装50)定位在患者的皮肤上，被配置为记录患者的表面上的电活动；以及算法255，所述算法255被配置为计算心脏的电信息(例如，电压信息、偶极子密度信息和/或表面电荷信息)。在这些实施例中，算法255可以使用来自患者的心脏内部与来自患者的表面的所记录的电活动来计算反解以确定电信息。在一些实施例中，反解被约束(限于)偶极子的法向、严格切向和/或严格标量密度量值。在这些实施例中，附加的记录数据(表面数据)可以用于“双重约束”反解，或者提供证实或校正数据组以提高反解的准确性。可替代地或附加地，附加的记录数据(表面数据)充分地约束反解，使得反解可以允许方向不受约束的矢量偶极子(即法向偶极子和切向偶极子的线性组合)。在一些实施例中，通过在心脏表面的位置处(例如，在没有厚度的三维壳上)应用算法255，可以将附加的记录数据(表面记录数据)用于计算心脏的电信息。在一些实施例中，在组织内和/或遍及组织(通过或遍及一个或更多个心腔的透壁厚度，和/或在包括代表结构解剖的组织厚度(诸如心内膜与心外膜之间的心肌组织、房间隔、室间隔等)的变化的三维结构内)，应用算法255可以将附加的记录数据(表面记录数据)用于计算心脏的电信息。在一些实施例中，算法255可以使用附加的记录数据(表面数据)来提高一个或更多个心脏位置(例如一个或更多个左心房位置(例如接近肺静脉、左心耳和/或二尖瓣的位置))处的反解的准确性。在一些实施例中，内部和表面记录数据可被同时记录并由算法255使用以提高对电信息的心室分量的建模，诸如用于V波(QRST)移除。

如上所述，系统10可以被配置为执行定位操作，例如确定设备100的一个或更多个部分的位置的操作和/或确定已经插入患者体内的另一设备的位置的操作。在这些实施例中，系统10可被配置为利用传递矩阵290提高位置信息的准确性。在一些实施例中，系统10可以被配置为在整个患者操作(例如患者标测和/或消融操作)中实时或至少接近实时(本文中称为“实时”)地提高准确性。在一些实施例中，系统10被配置为使用皮肤放置的电极(例如电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)以及通过由内部和外部电极连续发射和记录确定的电信息来执行定位数据的实时更新。

在一些实施例中，系统10包括电极的分布，该电极的分布被配置为用于多个目的，诸如经由服装50在患者的皮肤上和/或接近患者的皮肤(本文中为“在患者的皮肤上”)定位在相对于患者的解剖结构的特定位置处的多个电极。在一些实施例中，诸如本文所描述的，多个电极用于确定与患者的心脏相关的电信息，诸如心脏表面的电压图、偶极子密度图和/或表面电荷图。在一些实施例中，电极(例如，电极311、321和/或基于电极的功能元件99)中的一个或更多个被配置为递送电信号和/或电能，诸如以执行定位操作、递送心脏起搏能量、递送心脏除颤能量和/或递送治疗能量。在一些实施例中，一个或更多个电极被配置为提供电接地(例如，用于一个或更多个信号的返回路径，诸如用于递送消融能量的返回路径)和/或参考信号(例如，参考电压)。

在一些实施例中，系统10包括用于(例如，经由服装50)定位在患者的皮肤上以执行第一功能的第一组一个或更多个电极，以及用于(例如，经由服装50)定位在患者的皮肤上以执行不同的第二功能的不同的第二组一个或更多个电极。例如，一组电极可包括被配置为执行心脏起搏和/或纤维性颤动的尺寸和/或一组材料，而不同的一组电极包括被配置为记录电信号的尺寸和/或一组材料。

在一些实施例中，系统10包括一组多个电极，该组多个电极(例如，经由开关网络)被复用，使得一个或更多个电极的第一子集用于第一功能，一个或更多个电极的一个或更多个不同的附加子集可以用于不同的功能。例如，一个子集可用于记录信号以创建心脏表面的电压、表面电荷和/或偶极子密度图，一个子集可用于创建ECG(例如，ECGi和用于12导联ECG的子集)，一个子集可用于对患者的心脏进行起搏，一个子集可以用于对患者的心脏进行除颤，一个子集可以用作电接地，和/或一个子集可以用作参考信号。在一些实施例中，用于特定功能的电极的子集可以由系统10的操作者修改，诸如在操作期间进行修改以改善记录和/或能量递送。

在一些实施例中，系统10的一个或更多个功能(例如，定位、除颤和/或上文描述的其他功能)可以在患者操作期间被优化或至少被改善(本文中为“优化”)，诸如以便针对患者特定和/或环境特定的条件进行调整。在一些实施例中，系统10可以包括多个电极，多个电极被互连(分组)在电极的一个或更多个组中，诸如一个或更多个电极组各自执行功能(例如，诊断功能和/或治疗功能)。在一些实施例中，特定电极组(例如用于特定功能的电极组)由系统10进行预定义和/或自动调整。可替代地或附加地，特定电极组可以由系统10的用户(例如，患者的临床医生)选择和/或调整。不同的组可以被配置为执行不同的功能。附加地或替代地，不同的组可被配置为执行相同的功能，诸如当第一组电极被用于执行功能时，在此之后，第二组被用于执行相同的功能，诸如以优化该功能的性能。在一些实施例中，多组电极的组合被配置为执行单个功能，例如多组一个或更多个电极被配置为“定位贴片”。

例如，系统10可以被配置为使得多组一个或更多个电极被配置为定位贴片，这些贴片是动态可调整的，而不必移除和重新应用电极。这些组电极可以被设置和/或调整(例如，选择或调整特定解剖位置处的电极)，诸如在调整中修改正交轴和/或包括附加轴。例如，在心脏操作中，可以执行1-2对电极组的侧向移位，诸如以考虑右位心(心脏更向右)。

在另一个示例中，系统10可被配置为使得多组一个或更多个电极被配置为心脏起搏电极和/或除颤电极，这些组电极可被动态调整以优化起搏和/或除颤，而不必移除和重新应用电极。在一些实施例中，起搏和/或除颤电极放置是基于医师偏好选择的。在一些实施例中，在递送起搏和/或除颤能量之前，将也用于(一个或更多个)不同功能的一个或更多个起搏和/或除颤电极与其他功能电路断开。例如，在递送起搏和/或除颤之后，系统10可以被配置为将电极(和/或其他电极)中的一个或更多个快速切换到标测模式，诸如在起搏和/或除颤之后不久记录心电信息，从而允许创建起搏恢复、除颤恢复和/或心律失常发作(例如，心房纤维性颤动发作)图。替代地或附加地，系统10可以被配置为将电能递送到患者的非心脏器官，诸如患者的脑，诸如以便治疗神经系统疾病，诸如癫痫、偏头痛、抑郁症等。

在另一示例中，系统10可以被配置为使得可以选择多组一个或更多个电极以特定图案来递送能量，诸如以优化到一个位置(例如，患者的心脏、脑和/或另一器官)的能量递送。例如，一组或更多组能量递送电极可以被切换和/或调整以成功地使患者心脏复律，和/或防止或至少减少癫痫发作。在一些实施例中，选择电极的图案以减少所需的能量递送。在一些实施例中，可以包括螺旋形图案的电极。在一些实施例中，可以基于(例如心脏或脑的)绘制的电活动和/或(例如心脏或脑的)生理基质来调节(调整)电极的图案。

在一些实施例中，系统10被配置为确定心脏组织内(例如，心内膜到心外膜，反之亦然)的透壁传导，例如当算法255分析由(例如，经由服装50)放置在患者的皮肤上的传感器(例如，电极311_S、321_S、411_S和/或基于电极的功能元件99_S)记录的数据以及由患者体内的传感器(例如，经由设备100，例如电极311_I、321_I、411_I和/或基于电极的功能元件99_I)记录的数据时。算法255可以使用一个或更多个边界条件(诸如(例如，如由系统10直接测量和/或间接确定的)心内膜、心外膜和/或心包电压)来进行确定。如上所述，算法255可以利用附加的记录数据(例如，表面数据)来“双重约束”数学变换(例如，反解)和/或提供证实或校正数据组以提高算法255的输出的准确性。

现在参考图1A，示出了与本发明构思一致的，用于计算与患者的心脏的一个或更多个参数相关的信息的系统的示意图。图1A的系统10可具有与上文所述的图1的系统10类似的构造和布置，并且其可包括类似的部件。在图1A的实施例中，系统10被布置和配置为计算与患者的心脏相关的患者信息95，诸如与患者的左心房中的一个或更多个目标位置90相关的信息。患者信息95可以使用传递矩阵290来确定，并且可以基于由定位在一个或更多个基于皮肤的记录位置312处的一个或更多个记录电极311记录的信号313。记录信号313可以由记录组件300记录(例如，并且存储在处理单元250的存储器252中)。记录电极311可以被包括在患者服装50中，和/或患者服装50可以简单地用作模板以将电极311定位在患者的皮肤上的特定解剖结构位置。

在一些实施例中，系统10被配置为确定传递矩阵290，诸如当系统10包括定位在一个或更多个驱动位置412处并且被配置为递送驱动信号413(例如，由信号发生器400提供的驱动信号413)的一个或更多个驱动电极411时。在这些实施例中，包括一组记录电极321，并将该组记录电极321定位在位置322处，以记录信号323。在图1A所示的实施例中，驱动电极411定位在患者体内的驱动位置412处(例如，驱动电极411包括在插入身体的设备100的可扩展笼中或其他远端部分中，诸如在患者的心脏的腔室内的位置处)，并且记录电极321被定位在患者的皮肤上的位置322处。在一些实施例中，记录位置322与图1A所示的记录位置322相同或至少相似(例如，记录电极321与记录电极311相同或至少相似)。或者，记录电极321包括不同的电极和/或记录位置322包括分别与记录电极311和记录位置312不同的位置。算法255可以基于对记录信号323与驱动信号413相比较的分析来产生传递矩阵290。

现在参考图2，示出了与本发明构思一致的，确定目标位置处的患者信息的方法的流程图。图2的方法2000提供了一种记录一个或更多个记录位置处的电活动并将传递矩阵应用于记录以确定一个或更多个目标位置处的患者信息的方法。将使用系统10和上面参考图1描述的系统10的各种部件来描述方法2000。

在步骤2100中，确定传递矩阵290。传递矩阵290可基于从单个患者(例如上文参考图1描述的患者P1)和/或多个患者(例如患者P1、P2和/或其它哺乳动物患者)记录的信息来确定。如上文参考图1所述，传递矩阵290可以通过经由一组一个或更多个记录电极321从一个或更多个记录位置322生成驱动信号413来确定。在一些实施例中，传递矩阵290如下文参考图3所述来确定。

在步骤2200中，记录电势。例如，第一组记录电极(记录电极311)，记录在第一组记录位置(记录位置312)处的电势，以创建一组记录信号(存储在控制台200中的记录信号313)，如上文参考图1所述。

在步骤2300中，计算患者信息。例如，可以针对一组目标位置计算患者信息95，一组目标位置为诸如包括患者身上和/或患者体内的一个或更多个位置的目标位置90。患者信息95可以通过将传递矩阵255应用于记录信号313来计算，诸如上文参考图1所描述的。

现在参考图3，示出了与本发明构思一致的，确定传递矩阵并随后使用传递矩阵确定目标位置处的患者信息的方法的流程图。图3的方法3000提供了一种确定传递矩阵的方法。该方法还提供了在一个或更多个记录位置处记录电活动，以及将传递矩阵应用于记录以确定一个或更多个目标位置处的患者信息。将使用系统10及上文参考图1描述的系统10的各种部件来描述方法3000。

在步骤3050中，例如经由一组一个或更多个驱动电极411从一个或更多个驱动位置412将驱动信号发射或以其它方式递送到组织。驱动信号413例如经由来自一个或更多个记录位置322的一组一个或更多个记录电极321被记录，以创建可以存储在控制台200中的一组记录信号323，例如上文参考图1所描述的。

在步骤3100中，基于在步骤3050中记录的记录信号323确定传递矩阵290。

在步骤3200中，记录电势。例如，第一组记录电极(记录电极311)记录第一组记录位置(记录位置312)处的电势，以创建一组记录信号(存储在控制台200中的记录信号313)，如上文参考图1和/或图2所述的。

在步骤3300中，计算患者信息。例如，可以针对一组目标位置计算患者信息95，一组目标位置为诸如包括患者身上和/或患者体内的一个或更多个位置的目标位置90。可以通过将传递矩阵255应用于记录信号313来计算患者信息95，诸如上文参考图1和/或图2所描述的。

上述实施例应当被理解为仅用作说明性示例；可以设想进一步的实施例。本文关于任何一个实施例描述的任何特征都可以单独使用，或者与所描述的其它特征组合使用，并且还可以与任何其它实施例的一个或更多个特征组合使用，或者与任何其它实施例的任何组合使用。此外，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和变型。