本发明专利技术涉及磁电结合医疗定位导航领域，具体涉及一种磁电结合定位跟踪的方法和装置，包括磁场定位模块、电场定位模块以及磁电匹配定位模块，磁电匹配定位模块被配置为针对定位空间，基于磁场定位模块得到磁传感器的磁场位置数据，与电场定位模块得到电场阻抗数据建立匹配关系，通过匹配关系对电场定位进行校准；具体匹配方法包括通过对定位空间划分单元格，记录空间点位置对应的磁场位置数据和电场阻抗数据，计算该单元格的匹配关系，最后利用该单元格的匹配关系，经运算获得校准后的电场定位结果；本发明专利技术解决了电场非线性定位的问题，提高电场定位的准确性。高电场定位的准确性。高电场定位的准确性。
A method and device for positioning and tracking combined with magnetoelectricity
【技术实现步骤摘要】
一种磁电结合定位跟踪的方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种磁电结合医疗定位导航领域，特别是一种磁电结合定位跟踪的方法和装置。
技术介绍
[0002]目前医疗定位导航有基于电阻抗的定位系统包括在患者体外的一对或多对身体表面电极(例如，贴片)，附接到患者身体的参考传感器(例如，另一贴片)，以及附接到医疗设备的一个或多个传感器(例如，电极)。通过在电极对上施加电流，测量在设备电极处感应的相应电压(即相对于参考传感器)，处理测量的电压来确定定位。
[0003]而基于磁场的定位系统通常包括一个或多个磁场发生器，该磁场发生器放置在患者床或操作环境的其它组件附近，还包括与医疗设备耦合的一个或多个磁场检测线圈，磁场发生器与医疗设备耦合，并且检测线圈可以附接到操作环境的组件或放置在该操作环境的组件附近。发生器在解剖区域中提供磁场，检测线圈产生感应信号，系统处理这些信号，以产生与线圈相关联的一个或多个定位信息。与基于电阻抗的系统不同，在坐标系是相对于应用了身体表面电极的患者的情况下，基于磁场的系统具有与患者无关的坐标系。
[0004]基于电阻抗和基于磁场二者的定位系统提供优点，例如，基于电阻抗的系统提供了在多个医疗设备上同时定位相对大量传感器的能力。然而，由于基于电阻抗的系统利用人体中的电流流动，因此此类系统可能受到电干扰，会导致基于位置测量呈现的几何形状和表示可相对于受检区域的实际图像会发生失真。另一方面，基于磁场的坐标系不取决于患者解剖结构的特性，并且通常提供提高的准确度。然而，基于磁场的定位系统通常仅限于跟踪相对较少的传感器。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的基于电场定位系统受到电干扰，导致位置测量不准确的问题，提供一种磁电结合定位跟踪装置和方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种磁电结合定位跟踪装置，包括磁场定位模块、电场定位模块以及磁电匹配定位模块；
[0008]磁电匹配定位模块，被配置为在建立磁电匹配关系阶段，对定位空间进行单元格划分，基于磁场定位模块得到磁场位置数据，与电场定位模块得到电场阻抗数据，建立各个单元格内的匹配关系；在校准电场阶段，通过电场定位模块确定测量对象所在的单元格位置，利用该单元格内的匹配关系校准其电场定位。
[0009]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，包括：
[0010]磁场定位，获取磁场位置数据，包括磁传感器的空间位置和摆放角度；
[0011]电场定位，获取电场阻抗数据；
[0012]建立匹配关系，对定位空间划分单元格，记录经过各个单元格内空间点位置的磁
场位置数据和电场阻抗数据，分别计算各个单元格的匹配关系；
[0013]校准电场定位，利用单元格的匹配关系，校准该单元格内采集的电场阻抗数据，获得校准后的电场定位结果。
[0014]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，利用毕奥
‑
萨伐尔定律，获取所述磁场位置数据。
[0015]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，磁场位置数据计算公式为：
[0016][0017][0018][0019][0020]Vol
i
＝γ*(B
(x,i)
*cos(α)*cos(β)+B
(y,i)
*cos(α)*sin(β)+B
(z,i)
*sin(α))
[0021]其中，磁场生成器方向向量(x
i
,y
i
,z
i
)为三维空间位置，i≥6；(x,y,z)为磁传感器的三维空间位置，(α，β)为磁传感器的极角和方位角，γ为增益系数；Vol
i
为第i个磁场生成器生成磁场作用于磁传感器上产生的信号量。
[0022]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，采用LM算法，求解磁传感器的空间位置和摆放角度。
[0023]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，电场定位还包括以下步骤：
[0024]步骤S1，通过电极片上的磁传感器获得电极片的位置信息，筛选最优电极片的作为共地电极片，并记录到系统中，其最优的筛选评判方法表达式如下：
[0025][0026]其中，f(n)表示选择第n个电极片作为共地电极片，n＝1,2,3,4,5,6；α、β、γ、μ为权重系数；为第k个电极片与共地电极片之间连线单位向量与第t个电极片与共地电极片之间连线单位向量之间点乘结果；Dis(n,k)为第k个电极片与共地电极片之间距离；V
Ang
表示与之间夹角组成集合的方差，k∈1,2,3,4,5,6，t∈1,2,3,4,5,6，k≠n,t≠n,k≠t；V
Dis
表示其余电极片与共地电极片之间距离集的方差；
[0027]步骤S2，筛选出相对共地电极片正交的三个电极片，并记录到系统中，筛选评判方法表达式如下：
[0028][0029]其中，n
best
为共地电极片的编号，表示与点乘结果，a,b,c为正交的三个电极片，满足a∈1,2,3,4,5,6，b∈1,2,3,4,5,6，c∈1,2,3,4,5,6，a≠b≠c≠n
best
；
[0030]步骤S3，其余电极贴片相对于共地电极片采用分频发放方法或者分时发放方法发放激励，采集介入导管的电极相对于电极片的电场阻抗数据。
[0031]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，匹配关系包括：
[0032]利用正交电极片组(a,b,c)采集的电场阻抗数据建立线性匹配关系：
[0033][0034]利用正交电极片组(a,b,c)采集的电场阻抗数据建立非线性匹配关系：
[0035][0036]利用正交电极片组(a,b,c)采集的两个位置或者两个时刻(m，n)的电场阻抗数据建立线性匹配关系：
[0037][0038]利用所有激励下采集的电场阻抗数据建立线性匹配关系：
[0039][0040]利用所有激励下采集的电场阻抗数据建立非线性匹配关系：
[0041][0042]利用所有激励下采集的两个位置或者两个时刻(m，n)的电场阻抗数据建立线性匹配关系：
[0043][0044]作为本专利技术的优选方案，一种磁电结合定位跟踪方法，利用匹配关系校准后直接输出电场定位结果，或者经加权组合处理后输出电场定位结果，加权组合处理的表达式为：
[0045]Out＝Coef1*Out1+Coef2*Out2+Coef3*Out3+Coef4*Out4+Coef5*Out5+Coef6*Out6[0046]其中，Out1、Out2、Out3、Out4、Out5、Out6分别为匹配关系(1)、匹配关系(2)、匹配关系(3)、匹配关系(3)、匹配关系(5)、匹配关系(6)校准后的电场定位结果；Coef1、Coef2、Coef3、C本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁电结合定位跟踪装置，其特征在于，包括磁场定位模块、电场定位模块以及磁电匹配定位模块(112)；所述磁电匹配定位模块(112)，被配置为在建立磁电匹配关系阶段，对定位空间进行单元格划分，基于磁场定位模块得到磁场位置数据，与电场定位模块得到电场阻抗数据，建立各个单元格内的匹配关系；在校准电场阶段，通过电场定位模块确定测量对象所在的单元格位置，利用该单元格内的匹配关系校准其电场定位。2.一种磁电结合定位跟踪装置的方法，其特征在于，包括：磁场定位，获取所述磁场位置数据，包括磁传感器的空间位置和摆放角度；电场定位，获取所述电场阻抗数据；建立匹配关系，对定位空间划分单元格，记录经过各个单元格内空间点位置的磁场位置数据和电场阻抗数据，分别计算各个单元格的匹配关系；校准电场定位，利用单元格的匹配关系，校准该单元格内采集的电场阻抗数据，获得校准后的电场定位结果。3.根据权利要求2所述的一种磁电结合定位跟踪方法，其特征在于，利用毕奥
‑
萨伐尔定律，获取所述磁场位置数据。4.根据权利要求2所述的一种磁电结合定位跟踪方法，其特征在于，所述磁场位置数据计算公式为：计算公式为：计算公式为：计算公式为：Vol
i
＝γ*(B
(x,i)
*cos(α)*cos(β)+B
(y,i)
*cos(α)*sin(β)+B
(z,i)
*sin(α))其中，磁场生成器方向向量(x
i
,y
i
,z
i
)为三维空间位置，i≥6；(x,y,z)为磁传感器的三维空间位置，(α，β)为磁传感器的极角和方位角，γ为增益系数；Vol
i
为第i个磁场生成器生成磁场作用于磁传感器上产生的信号量。5.根据权利要求4所述的一种磁电结合定位跟踪方法，其特征在于，采用LM算法，求解磁传感器的空间位置和摆放角度。6.根据权利要求2所述的一种磁电结合定位跟踪方法，其特征在于，所述电场定位还包括以下步骤：步骤S1，筛选最优的电极片作为共地电极片，并记录到系统中，其最优的筛选评判方法表达式如下：其中，f(n)表示选择第n个电极片作为共地电极片，n＝1,2,3,4,5,6；α、β、γ、μ为权重系
数；为第k个电极片与共地电极片之间连线单位向量与第t个电极片与共地电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓立，史天才，朱显钊，
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：
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