The present invention provides a system and method for identifying the position and/or orientation of an electromagnetic (EM) sensor for navigation in an EM volume. The calculated EM field strength at each grid point in the second set of grid points of the EM volume is retrieved from the memory. EM field is generated by antenna components. The measured EM field strength is received from the EM sensor. The first grid point in the first group of grid points of the EM volume is identified based on the measured EM field strength and high density (HD) mapping. Using the first grid point as the initial condition, the position and/or orientation of the EM sensor are identified based on the HD mapping, and the second set of grid points also includes the first set of grid points.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于标测图来识别电磁传感器的位置和/或取向的系统和方法
技术介绍
本公开整体涉及电磁导航，且更具体地涉及用于生成用于电磁导航的标测图并基于标测图来识别传感器的位置和/或取向的系统和方法。相关领域电磁导航(EMN)通过能够在患者的体内准确地确定医疗设备和/或感兴趣的目标的位置和/或取向来帮助扩展医学成像、诊断、预后和治疗能力。一般来讲，天线在电磁(EM)体积中生成EM场，结合到医疗设备上的传感器基于场来感测EM信号或强度，并且EMN系统基于感测的EM强度来识别传感器位置。预先测量或标测EM体积中的每个位置处的EM强度，以使得能够通过将感测的EM强度与先前测量的EM强度进行比较来在EM体积中识别传感器位置。在一些情况下，可能期望传感器为小尺寸的传感器诸如单线圈传感器，因为例如，小尺寸的传感器可导航到患者体内的其他位置(例如，管腔网络的较窄部分)，这是较大尺寸的传感器可能无法导航到的。另外，与在手术期间有时必须从患者体内移除以在工作通道中为其他工具腾出空间的大尺寸传感器相比，小尺寸的传感器可在整个手术期间保留在患者体内而不会干扰其他工具，由此促进整个手术中的EMN功能。为了使小尺寸的传感器诸如单线圈传感器能够准确地定位在EM体积内，可能需要在EM体积内生成多个(例如，6个或更多个)几何形状不同的EM场。然而，由于EM场中的每一个都需要在EM体积中的每个位置处生成对应的EM强度的测量的标测，因此增加EM场的数量会使标测的数量增加，这可能是耗时且费力的。另外，为了提高传感器位置可被确定的准确度，可能需要在EM体积内的许多(例如，数千个)网格点处进行精确测量，这...
【技术保护点】
1.一种用于识别在EM体积内导航的电磁(EM)传感器的位置或取向中的至少一个的方法，所述方法包括：从存储器中检索所述EM体积的第二多个网格点中的每个网格点处的计算的EM场强；通过天线组件生成EM场；从所述EM传感器接收测量的EM场强；基于所述测量的EM场强和高密度(HD)标测图来识别所述EM体积的第一多个网格点中的第一网格点；以及使用所述第一网格点作为初始条件，基于所述HD标测图来识别所述EM传感器的所述位置或所述取向中的至少一个，其中所述第二多个网格点包括所述第一多个网格点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 US 15/337,129;2016.10.28 US 15/337,1661.一种用于识别在EM体积内导航的电磁(EM)传感器的位置或取向中的至少一个的方法，所述方法包括：从存储器中检索所述EM体积的第二多个网格点中的每个网格点处的计算的EM场强；通过天线组件生成EM场；从所述EM传感器接收测量的EM场强；基于所述测量的EM场强和高密度(HD)标测图来识别所述EM体积的第一多个网格点中的第一网格点；以及使用所述第一网格点作为初始条件，基于所述HD标测图来识别所述EM传感器的所述位置或所述取向中的至少一个，其中所述第二多个网格点包括所述第一多个网格点。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述天线组件包括至少六根天线，所述天线中的每一根都包括多个环路。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个环路具有几何构型。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述HD标测图包括针对所述EM体积中的所述第二多个网格点中的每个网格点的计算的EM场强。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述计算的EM场强基于所述至少六根天线的相应的几何构型。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述HD标测图还包括所述第二多个网格点中的每个网格点处的所述计算的EM场强的伪逆。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别所述第一网格点包括：识别取向向量其中(a,b,c)为所述第一多个网格点中的网格点，满足以下条件：其中为的伪逆，其为所述HD标测图中的网格点(a,b,c)处的计算的EM场强；计算与V之间的差值；以及选择所述第一多个网格点中的网格点(A,B,C)作为所述第一网格点，其中与V之间的差值最小。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别所述位置或所述取向中的至少一个包括：识别取向向量其中(d,e,f)为所述第二多个网格点中的网格点并且位于距所述第一网格点(A,B,C)的预定距离内，满足以下条件：其中为的伪逆，其为所述HD标测图中的网格点(d,e,f)处的计算的EM场强；计算与V之间的差值；以及从所述第二多个网格点中选择第二网格点(D,E,F)，其中与V之间的差值最小。9.根据权利要求8所述的方法，其中与所述EM传感器的所述取向相关。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二网格点(D,E,F)为所述EM传感器的所述位置。11.一种用于识别在EM体积内导航的电磁(EM)传感器的位置或取向中的至少一个的系统，所述系统包括：天线组件，所述天线组件被配置为在所述EM体积内辐射EM场；EM传感器，所述EM传感器被配置为基于所述EM场来测量EM场强；处理器；以及存储器，所述存储器存储所述EM体积的第二多个网格点中的每个网格点处的计算的EM场强，并且存储处理器可执行指令，所述处理器可执行指令当由所述处理器执行时，使所述处理器：从所述存储器中检索所述第二多个网格点中的每个网格点处的所述计算的EM场强；基于所述测量的EM场强和所述HD标测图来识别所述EM体积的第一多个网格点中的第一网格点；并且使用所述第一网格点作为初始条件，基于所述HD标测图来识别所述EM传感器的所述位置或所述取向中的至少一个，其中所述第二多个网格点包括所述第一多个网格点。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述天线组件包括至少六根天线，所述天线中的每一根都包括多个环路。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述多个环路具有几何构型。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述HD标测图包括所述EM体积中的所述第二多个网格点中的每个网格点处的计算的EM场强。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算的EM场强基于所述至少六根天线的相应的几何构型。16.根据权利要求14所述的系统，其中所述HD标测图还包括所述第二多个网格点中的每个网格点处的所述计算的EM场强的伪逆。17.根据权利要求11所述的系统，其中所述识别所述第一网格点包括：识别取向向量其中(a,b,c)为所述第一多个网格点中的网格点，满足以下条件：其中为的伪逆，其为所述HD标测图中的网格点(a,b,c)处的计算的EM场强；计算与V之间的差值；以及选择所述第一多个网格点中的网格点(A,B,C)作为所述第一网格点，其中与V之间的差值最小。18.根据权利要求11所述的系统，其中所述识别所述位置或所述取向中的至少一个包括：识别取向向量其中(d,e,f)为所述第二多个网格点中的网格点并且位于距所述第一网格点(A,B,C)的预定距离内，满足以下条件：其中为的伪逆，其为所述HD标测图中的网格点(d,e,f)处的计算的EM场强；计算与...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·科伊拉克，S·M·摩根，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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