用于装置导航的电磁动态配准制造方法及图纸

可以计算多个基准点的定位，多个基准点可以包括基于阻抗的坐标系中布置于导管上的电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中布置于导管上的磁位置传感器的磁定位。基于阻抗的坐标系中电极的阻抗定位可以转换为基于磁的坐标系中电极的转换阻抗定位。可以确定基于磁的坐标系中电极的磁定位。可以确定基于磁的系统中电极的转换阻抗定位和基于磁的系统中电极的磁定位之间是否存在阻抗位移。可以基于阻抗位移生成基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。

Electromagnetic dynamic registration for device navigation

The location of multiple reference points can be calculated. Multiple reference points can include the impedance location of electrodes placed on the catheter in the impedance based coordinate system and the magnetic location of magnetic position sensors arranged on the catheter in the magnetic coordinate system. The impedance location of the electrode in the impedance - based coordinate system can be converted to the conversion impedance location of the electrode in a magnetic - based coordinate system. The magnetic location of the electrodes in a magnetic - based coordinate system can be determined. It is possible to determine whether there is an impedance displacement between the conversion impedance of the electrode in a magnetic based system and the magnetic location of the electrode in a magnetic system. The electromagnetic dynamic registration between the impedance based coordinate system and the magnetic based coordinate system can be generated based on the impedance displacement.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于装置导航的电磁动态配准相关申请的交叉引用本申请涉及于2015年6月20日提交的具有文档号CD-911US02(065513-001422)、名称为“ELECTROMAGNETICDEVICEREGISTRATIONFORDEVICENAVIGATION”的申请。该申请要求于2015年6月19日提交的名称为“ELECTROMAGNETICDEVICEREGISTRATIONFORDEVICENAVIGATION”的美国临时专利申请no.62/182,200的优先权，其全部内容通过引用包含于此，如同在本文中完全阐述一样。
本公开总体上涉及用于装置导航的电磁动态配准。
技术介绍
患者身体内移动的导管或其他医疗装置的三维坐标通常使用定位系统(有时也称为“标测系统”、“导航系统”、或“位置反馈系统”)来追踪。这些装置通常使用磁、电、超声、及其他辐射源来确定这些装置的坐标。例如，基于阻抗的定位系统通过将医疗装置测量的电压解释为电场内的位置来确定医疗装置的坐标。每种不同类型的定位系统提供了一定优点和缺点。例如，基于阻抗的定位系统提供了同时追踪多个定位元件的能力，但易受电场内不均质性以及由变化的阻抗区域和其他外部因素产生的位移和/或漂移的影响。类似地，基于磁的系统提供了改进的均质性且相比基于阻抗的系统较小漂移的优点。然而，这种系统需要使用特定传感器作为定位元件，并且这样的话，在可以同时追踪的定位元件的数量上是相对受限的。
技术实现思路
本文中的各个实施方式提供了一种用于基于阻抗的和基于磁的坐标系之间的配准的方法。该方法可以包括计算多个基准点的定位。多个基准点可以包括基于阻抗的坐标系中布置于导管上的电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中布置于导管上的磁位置传感器的磁定位。该方法可以包括将基于阻抗的坐标系中电极的阻抗定位转换为基于磁的坐标系中电极的转换阻抗定位。该方法可以包括确定基于磁的坐标系中电极的磁定位。该方法可以包括确定基于磁的系统中电极的转换阻抗定位和基于磁的系统中电极的磁定位之间是否存在阻抗位移和/或漂移。该方法可以包括基于阻抗位移和/或漂移生成基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。本文中的各个实施方式提供了存储用于生成基于阻抗和基于磁的坐标系之间的配准的指令的非瞬态计算机可读介质，其可由处理资源执行以计算多个基准点的定位。多个基准点可以包括基于阻抗的坐标系中布置于导管上的电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中布置于导管上的磁位置传感器的磁定位。可以基于多个基准点的定位来计算全局电磁转换，以将基于阻抗的坐标系中电极的阻抗定位转换为基于磁的坐标系中电极的转换阻抗定位。可以确定基于磁的坐标系中电极的磁定位。可以确定基于磁的系统中电极的转换阻抗定位和基于磁的系统中电极的磁定位之间是否存在阻抗位移和/或漂移。可以基于阻抗位移和/或漂移生成基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。可以使用电磁动态配准来确定基于阻抗的医疗装置上电极的位移和/或漂移校正定位。本文中的各个实施方式提供了一种用于生成基于阻抗和基于磁的坐标系之间的配准的系统。该系统可以包括第一导管，其包括第一电极和磁位置传感器。该系统可以包括第二导管，其包括第二电极。该系统可以包括处理器和存储非瞬态计算机可读指令的存储器，其可由处理器执行以计算多个基准点的定位。基准点可以包括基于阻抗的坐标系中第一电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中磁位置传感器的磁定位。可以基于多个基准点的定位来计算全局电磁转换，以将基于阻抗的坐标系中第一电极的阻抗定位转换为基于磁的坐标系中第一电极的转换阻抗定位。可以确定基于磁的坐标系中第一电极的磁定位。可以确定基于磁的系统中第一电极的转换阻抗定位和基于磁的系统中第一电极的磁定位之间是否存在阻抗位移和/或漂移。可以基于阻抗位移和/或漂移生成基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。可以基于电磁动态配准来确定第二电极的位移和/或漂移校正定位。附图说明图1描绘了根据本公开的实施方式的电磁导航系统的示意框图。图2描绘了根据本公开的实施方式的与配准基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系相关的流程图。图3A描绘了根据本公开的实施方式的具有磁位置传感器和电极的导管的侧视图。图3B和3C描绘了根据本公开的实施方式的在其间布置有电极的导管的远侧部和近侧部中具有磁位置传感器的导管的侧视图。图4描绘了根据本公开的实施方式的显示基于阻抗的导管、参考导管以及配准导管的图形表示的图形用户界面。图5描绘了根据本公开的实施方式的与计算装置的处理资源通信的计算机可读介质的示例的框图。图6A描绘了根据本公开的实施方式的显示与从基于阻抗的坐标系至基于磁的坐标系的转换相关的步骤的图形用户界面。图6B描绘了根据本公开的实施方式的显示与从基于阻抗的坐标系至基于磁的坐标系的转换相关的第二步骤的图形用户界面。图7描绘了根据本公开的实施方式的与配准基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系相关的流程图。具体实施方式现在参考附图，其中相似的附图标记用于识别各视图中的相同或类似部件，图1是系统10的图解视图，其中可以使用包含磁位置传感器28和电极30的医疗装置，诸如导丝、导管、导引器(例如护套)。在进行本公开的各实施方式的详细描述之前，将首先阐明对其中可使用这种装置和传感器的示例性环境的描述。继续参考图1，系统10，如所描绘的，包括主电子控制单元12(例如，处理器)，其具有各种输入/输出机构14、显示器16、可选的图像数据库18、心电图(ECG)监视器20、诸如医疗定位系统22的定位系统、医疗定位系统使能的细长医疗装置24、患者参考传感器26、磁位置传感器28以及电极30。为了简单起见，示出了一个磁位置传感器28和一个电极30，然而系统10中可以包括多于一个磁位置传感器28和/或多于一个电极30。输入/输出机构14可以包括用于与基于计算机的控制单元接口的常规设备，例如包括键盘、鼠标、平板、脚踏板、开关等中的一个或多个。显示器16也可以包括常规装置，诸如计算机监视器。本文中描述的各个实施方式可在使用感兴趣区域的实时和/或预获取图像的导航应用中得到使用。因此系统10可以可选地包括图像数据库18以用于存储关于患者身体的图像信息。图像信息可以包括例如围绕医疗装置24的目的地部位的感兴趣区域和/或沿着预期将由医疗装置24穿过的导航路径的多个感兴趣区域。数据库18中的数据可以包括已知的图像类型，其包括(1)在过去的相应、单独时间获取的一个或多个二维静止图像；(2)从图像获取装置实时获得的多个相关二维图像(例如，来自x射线成像设备的荧光透视图像)，其中图像数据库用作缓冲器(实时荧光透视法)；和/或(3)限定动画回放(cine-loop)的相关二维图像的序列，其中序列中的每个图像具有至少与其关联的ECG定时参数，所述参数足以根据从ECG监视器20获得的所获取的实时ECG信号来允许序列的回放。应当理解前述实施方式仅仅是示例并且本质上不是限制性的。例如，图像数据库还可包括三维图像数据。还应当理解可以通过现在已知的或以后发展的任何成像模态获取图像，例如X射线、超声、计算机断层扫描、核磁共振等。ECG监视器20被配置成通过使用可以在外部附着到患者的身体的外部的多个ECG电极(未显示)连续地检测心脏器官的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的配准的方法，所述方法包括：计算多个基准点的定位，其中所述基准点包括基于阻抗的坐标系中布置于导管上的电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中布置于所述导管上的磁位置传感器的磁定位；将所述基于阻抗的坐标系中所述电极的阻抗定位转换为所述基于磁的坐标系中所述电极的转换阻抗定位；确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位；确定所述基于磁的系统中所述电极的转换阻抗定位和所述基于磁的系统中所述电极的磁定位之间是否存在阻抗位移；以及利用计算机基于所述阻抗位移生成所述基于阻抗的坐标系和所述基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 US 62/1822001.一种用于基于阻抗的坐标系和基于磁的坐标系之间的配准的方法，所述方法包括：计算多个基准点的定位，其中所述基准点包括基于阻抗的坐标系中布置于导管上的电极的阻抗定位和基于磁的坐标系中布置于所述导管上的磁位置传感器的磁定位；将所述基于阻抗的坐标系中所述电极的阻抗定位转换为所述基于磁的坐标系中所述电极的转换阻抗定位；确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位；确定所述基于磁的系统中所述电极的转换阻抗定位和所述基于磁的系统中所述电极的磁定位之间是否存在阻抗位移；以及利用计算机基于所述阻抗位移生成所述基于阻抗的坐标系和所述基于磁的坐标系之间的电磁动态配准。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算另外数量的基准点的定位；以及基于另外数量的基准点来更新所述电磁动态配准。3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过平滑函数在所述电磁动态配准和更新的电磁动态配准之间过渡。4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括使用所述导管上的所述电极和布置于所述导管上的所述磁位置传感器之间的已知距离以及布置于所述导管上的所述磁位置传感器的方向来将所述电极的阻抗定位转换为所述电极的磁定位。5.根据权利要求4所述的方法，还包括使用罗德里格转换模型将所述电极的阻抗定位转换为所述电极的磁定位。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括使用布置于所述导管上的多个电极之间的已知距离来将所述电极的阻抗定位转换为所述电极的磁定位。7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位基于布置于所述导管上的两个五自由度磁定位传感器。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括基于两个五自由度磁位置传感器的位置和方向以及布置于所述导管上的电极之间的已知距离来确定布置于所述导管的远端和近端的两个五自由度磁位置传感器之间的Hermite曲线。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括基于所述基于阻抗的坐标系和所述基于磁的坐标系之间的仿射转换来确定所述电极的磁定位。10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括计算所述基于阻抗的坐标系和所述基于磁的坐标系之间的仿射转换，其中扩展卡尔曼滤波器用于推断对应于所述仿射转换的状态变量，以及其中所述状态变量基于所述导管的形状。11.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述基于磁的坐标系中所述电极的磁定位包括计算两个五自由度传感器之间的弧长以及使用双弧曲线来表示所述两个传感器之间的导管主体，其中所述五自由度传感器布置于所述导管的近端和远端。12.根据权利要求1所述的方法，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·马里宁，A·希尔，C·汤普森，L·吕茨，
申请(专利权)人：圣犹达医疗用品心脏病学部门有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US