一种可拉伸环形导管形态确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁电结合医疗定位导航领域，特别涉及一种可拉伸环形导管形态确定方法及装置。本发明专利技术提供的环形导管形态确定方法及装置实现了活体内植入环形导管的实时形态数据的采集、分析及形态的修正，采用本发明专利技术提供的方法具有分析精度高，计算效率高、实时性好的特点，而采用本发明专利技术提供的方法及装置对环形导管拉伸形态进行确定后，可有效避免环形导管形态畸变导致的心腔建模和标测准确性差的问题，从而有效避免医生对病灶区域的判断出错，增加医生治疗位置的准确度。

A method and device for determining the shape of a stretchable circular conduit

【技术实现步骤摘要】
一种可拉伸环形导管形态确定方法及装置
本专利技术涉及磁电结合医疗定位导航领域，特别涉及一种可拉伸环形导管形态确定方法及装置。
技术介绍
目前，许多三维医疗定位导管装置多涉及在活体内放置具有多个阻抗采集器的导管，采用电阻抗定位的方法确定导管的位置，但活体内电场变化复杂，导致采集后显示的导管形态畸变，形态畸变具体如图1A、图1C所示。而导管的形态畸变会影响心腔建模和标测的准确性，进一步影响到医生对病灶区域的判断，最终导致治疗位置错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，为在心腔内采集电阻抗数据功能的环形导管提供一种导管形态数据实时采集和精确分析的方法为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种可拉伸环形导管形态确定方法，包括获取环形导管上电阻抗传感器坐标数据及环形导管上磁传感器坐标数据的步骤；包括根据所述磁传感器坐标数据确定环形导管的自由形态平面的步骤；所述自由形态平面是指导管环形部分(本文中称为环形导管)在未受外力作用时所处的平面，如图1B所示，未收外力作用时导管环形部分上的电极在同一个平面上，该平面即自由形态平面。受力后，导管环形会发生拉伸，图1D是其中一种拉伸形态。包括计算环形导管纵向拉伸幅度、横向伸缩系数的步骤；包括计算环形导管上电阻抗传感器修正后坐标对环形导管形态进行修正的步骤。进一步的，所述环形导管的自由形态平面通过公式a(x-xp)+b(y-yp)+c(z-zp)＝0确定，式中：参数a、b、c由所述自由形态平面的法向量v(a,b,c)确定，参数xp、yp、zp由所述自由形态平面上的点ps(xp，yp，zp)确定。点ps(xp，yp，zp)是根据导管上的磁坐标和磁方向推导出的位于自由形态环面上的点，它的确定如下：ps(xp，yp，zp)＝dis*v(a,b,c)+Pm(xm,ym,zm)；其中，dis为导管上磁传感器距离自由形态面的距离，由生产厂商提供；Pm(xm,ym,zm)是磁传感器实时采集的磁坐标数据；v(a,b,c)为单位磁方向向量，垂直于自由形态平面。进一步的，环形导管的纵向拉伸幅度由如下步骤获取：通过公式pr(i)-p(i)＝λ*v及公式(pr(i)-ps)*v＝0计算环形导管上各个电阻抗传感器的坐标p(i)在所述自由形态平面上的投影位置pr(i)；其中，0＜i≤N，N为环形导管上电阻抗传感器的数量，λ是无量纲系数，λ≠0，v是所述自由形态平面的法向量v(a，b，c)；通过公式及公式获取环形导管的圆心坐标O(xo，yo，zo)；式中，Co(xo，yo，zo)表示环形导管部分N个电极的中心位置，r为环形导管在自由形态下的环半径；通过公式(prc(i)-Oo)·v＝0、||prc(i)-Co||＝r、(prc(i)-Oo)·(prc(i-1)-Oo)＝r2Cos(θ)获取环形导管拉伸形态下电阻抗传感器坐标prc(i)，式中参数θ为相邻电阻抗传感器的圆心角；将修正后各电阻抗传感器到自由形态平面投影的最大距离作为最大纵向拉伸幅hv＝max||pr(i)-p(i)||；所述环形导管上每个电阻抗传感器的纵向拉伸幅度：当1≤i≤iMax时，电阻抗传感器的纵向拉伸幅度当iMax＜i时，电阻抗传感器的纵向拉伸幅度式中参数iMax为最大拉伸幅度电阻抗传感器的索引位置；参数Dis(k)为第k个电阻抗传感器与k-1个电阻抗传感器之间自由形态下的弧线长度，其中Dis(0)＝0。进一步的，环形导管上第i个电阻抗传感器的横向伸缩系数式中δ为纵向拉伸与横向伸缩关系系数，1<δ<5。δ与导管材料有关，δ越大，导管在平行于自由面方向上的横向拉伸越困难，δ越小，导管在平行于自由面方向上的横向拉伸越容易，不同材料导管，参数不同。进一步的，修正环形导管形态的步骤中，包括，通过公式pv-best(i)＝hv(i)*(p(i)-pr(i))+pr(i)对环形导管电阻抗传感器坐标进行纵向修正的步骤，式中pv-best(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器纵向修正后的坐标；包括通过公式pt-best(i)＝ht(i)*(pr(i)-Oo)+Oo对环形导管电阻抗传感器坐标进行横向修正的步骤，式中pt-best(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器横向修正后的坐标；包括通过公式pbest(i)＝pv-best(i)+pt-best(i)-pr(i)对环形导管电阻抗传感器坐标进行合成修正的步骤，式中pbest(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器合成修正后的坐标。进一步的，修正环形导管形态的步骤中，还包括通过公式pbest-smoothed(i)＝(1-γ)*pbest-smoothed(i-1)+γ*pbest(i)对环形导管上第i个电阻抗传感器坐标进行滤波处理的步骤；式中pbest-smoothed(i)为第i个电阻抗传感器滤波处理后的坐标，参数γ为滤波系数，取值范围为0＜γ＜1。本专利技术同时提供一种可拉伸环形导管形态确定装置，包括,激励发放装置，用于发射激励信号；磁场发生器，用于产生磁场信号；放大器，用于将自环形导管重电阻抗传感器及磁传感器采集的数据进行放大；控制器，用于控制所述激励发放装置及磁场发生器工作；运算处理器，包括，自由形态平面计算模块、纵向拉伸幅度计算模块、横向伸缩系数计算模块以及导管形态修正模块；所述自由形态平面计算模块用于根据采集自所述磁传感器的坐标数据确定环形导管的自由形态平面；所述纵向拉伸幅度计算模块、横向伸缩系数计算模块用于根据自环形导管重电阻抗传感器及磁传感器采集的数据分别计算电阻抗传感器的纵向拉伸幅度、横向伸缩系数；所述导管形态修正模块用于根据所述自由形态平面计算模块、纵向拉伸幅度计算模块、横向伸缩系数计算模块的计算结果对环形导管形态进行修正。进一步的，所述自由形态平面计算模块通过公式a(x-xp)+b(y-yp)+c(z-zp)＝0确定，式中：参数a、b、c由所述自由形态平面的法向量v(a,b,c)确定，参数xp、yp、zp由所述自由形态平面上的点ps(xp，yp，zp)确定。进一步的，所述纵向拉伸幅度计算模块由如下步骤获取纵向拉伸幅度：通过公式pr(i)-p(i)＝λ*v及公式(pr(i)-ps)*v＝0计算环形导管上各个电阻抗传感器的坐标p(i)在所述自由形态平面上的投影位置pr(i)；其中，0＜i≤N，N为环形导管上电阻抗传感器的数量，λ是无量纲系数，λ≠0，v是所述自由形态平面的法向量v(a，b，c)；通过公式及公式获取环形导管的圆心坐标O(xo，yo，zo)；式中，Co(xo，yo，zo)表示环形导管部分N个电极的中心位置，r为环形导管在自由形态下的环半径；通过公式(prc(i)-Oo)·v＝0、||prc(i)-Co||＝r、(prc(i)-Oo)·(prc(i-1)-Oo)＝r2Cos本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拉伸环形导管形态确定方法，其特征在于，/n包括获取环形导管上电阻抗传感器坐标数据及环形导管上磁传感器坐标数据的步骤；/n包括根据所述磁传感器坐标数据确定环形导管的自由形态平面的步骤；/n包括计算环形导管纵向拉伸幅度、横向伸缩系数的步骤；/n包括计算环形导管上电阻抗传感器修正后坐标对环形导管形态进行修正的步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种可拉伸环形导管形态确定方法，其特征在于，
包括获取环形导管上电阻抗传感器坐标数据及环形导管上磁传感器坐标数据的步骤；
包括根据所述磁传感器坐标数据确定环形导管的自由形态平面的步骤；
包括计算环形导管纵向拉伸幅度、横向伸缩系数的步骤；
包括计算环形导管上电阻抗传感器修正后坐标对环形导管形态进行修正的步骤。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环形导管的自由形态平面通过公式a(x-xp)+b(y-yp)+c(z-zp)＝0确定，式中，参数a、b、c由所述自由形态平面的法向量v(a,b,c)确定，参数xp、yp、zp由所述自由形态平面上的点ps(xp，yp，zp)确定。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，环形导管的纵向拉伸幅度由如下步骤获取：
通过公式pr(i)-p(i)＝λ*v及公式(pr(i)-ps)*v＝0计算环形导管上各个电阻抗传感器的坐标p(i)在所述自由形态平面上的投影位置pr(i)；其中，0＜i≤N，N为环形导管上电阻抗传感器的数量，λ是无量纲系数，λ≠0，v是所述自由形态平面的法向量v(a，b，c)；
通过公式及公式获取环形导管的圆心坐标O(xo，yo，zo)；式中，Co(xo，yo，zo)表示环形导管部分N个电极的中心位置，r为环形导管在自由形态下的环半径；
通过公式(prc(i)-Oo)·v＝0、||prc(i)-Co||＝r、(prc(i)-Oo)·(prc(i-1)-Oo)＝r2Cos(θ)获取环形导管拉伸形态下电阻抗传感器坐标prc(i)，式中参数θ为相邻电阻抗传感器的圆心角；
将修正后各电阻抗传感器到自由形态平面投影的最大距离作为最大纵向拉伸幅hv＝max||pr(i)-p(i)||；
所述环形导管上每个电阻抗传感器的纵向拉伸幅度：
当1≤i≤iMax时，电阻抗传感器的纵向拉伸幅度
当iMax＜i时，电阻抗传感器的纵向拉伸幅度
式中参数iMax为最大拉伸幅度电阻抗传感器的索引位置；参数Dis(k)为第k个电阻抗传感器与k-1个电阻抗传感器之间自由形态下的弧线长度，其中Dis(0)＝0。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，环形导管上第i个电阻抗传感器的横向伸缩系数式中δ为纵向拉伸与横向伸缩关系系数，1<δ<5。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，修正环形导管形态的步骤中，包括，通过公式pv-best(i)＝hv(i)*(p(i)-pr(i))+pr(i)对环形导管电阻抗传感器坐标进行纵向修正的步骤，式中pv-best(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器纵向修正后的坐标；
包括通过公式pt-best(i)＝ht(i)*(pr(i)-Oo)+Oo对环形导管电阻抗传感器坐标进行横向修正的步骤，式中pt-best(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器横向修正后的坐标；
包括通过公式pbest(i)＝pv-best(i)+pt-best(i)-pr(i)对环形导管电阻抗传感器坐标进行合成修正的步骤，式中pbest(i)表示环形导管上第i个电阻抗传感器合成修正后的坐标。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，修正环形导管形态的步骤中，还包括通过公式pbest-smoothed(i)＝(1-γ)*pbest-smoothed(i-1)+γ*pbest(i)对环形导管上第i个电阻抗传感器坐标进行滤波处理的步骤；式中pbest-smoothed(i)为第i个电阻抗传感器滤波处理后的坐标，参数γ为滤波系数，取值范围为0＜γ＜1。


7.一种可拉伸环形导管...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓立，
申请(专利权)人：四川锦江电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51