相对阻抗测量制造技术

一种校准阻抗的方法，该方法包括将相应位置的至少第一、第二、和第三电极耦合到目标躯体的表面。测量在第一和第二躯体－表面电极之间流过该躯体的第一电流，测量在第一和第三躯体－表面电极之间流过该躯体的第二电流。通过该第一和第二电流，导出表示至少一个躯体－表面电极和该躯体表面之间阻抗的接触因子。此外还描述了基于从探针到躯体－表面电极的电流之间的关系而感测探针位置以及检测组织接触的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及追踪置于活体内的对象的移动，特别地涉及使用阻抗测量的对象追踪。
技术介绍
许多医疗过程涉及在病人体内引入对象并感测该对象的移动。为了支持这些过程，在现有技术中已经研发或预想到各种位置感测系统。例如，Wittkampf的美国专利5697377和5983126描述了对病人施加三个基本上正交的交变信号的系统，这些专利的公开内容包含在此作为参考。导管配备了测量电极；对于心脏手术来讲，该导管置于各种位置，置于病人的心壁上或者置于冠状静脉或动脉内。感测该导管尖端和参考电极(优选地为病人身上的表面电极)之间的电压。使用三个处理通道以分离三个分量x、y和z信号，根据这些信号进行计算以确定导管尖端在体内的三维位置。Nardella的美国专利5944022描述了用于检测导管位置的相似系统，其公开内容在此引用作为参考。该系统包括三组激发电极，三个相交轴的每一个轴中分别放置一组电极。信号处理器测量表示置于该导管上的检测电极与各个该三组激发信号之间阻抗的电压，从而确定该导管的X坐标、Y坐标、和Z坐标。Pfeiffer的美国专利5899860、Panescu的美国专利6095150、Swanson的美国专利6456864、以及Nardella的美国专利6050267公开了用于检测沿激发电极之间轴线的阻抗的另外方法，所有这些专利的公开内容包含在此作为参考。阻抗测量还被用于评估电极与躯体内组织之间的接触。例如，在Swanson等的美国专利5935079、Li的美国专利5836990、Marchlinski等的美国专利5447529、以及Goldin等的美国专利6569160中描述了基于导管电极和返回电极之间的阻抗而确定导管电极和内部组织之间的接触，所有这些专利的公开内容在此引用作为参考。Nardella的美国专利5341807描述了利用分离电路进行位置监视和组织接触监视，用于检测消融电极何时接触心内膜组织的系统，该专利的公开内容在此引用作为参考。当消融电极触及内部组织时，体表面与该电极之间的阻抗增大，这是因为更少部分的电极与通常围绕探针的电解液(即血液)接触。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于校准和用于稳定追踪体内对象的基于阻抗系统的有效设备和方法。上述美国专利申请11/030934描述了一种位置追踪系统，其中使用体内探针与病人躯体表面之间的阻抗测量来追踪该探针的位置。这些测量涉及使电流在固定到该探针的电极与躯体-表面上的多个电极之间流动。这种测量对躯体-表面电极的电学接触的变化敏感，还对探针电极和内部组织之间接触程度的变化敏感。由于诸如出汗及部分电极提起的因素，躯体-表面电极接触会出现波动。探针的移动会使探针电极与内部组织接触，由此导致由躯体-表面到探针电极的测量阻抗发生突变。表面电极接触和内部组织接触这两个因素都会影响位置测量的稳定性。在本专利技术一些实施例中，周期性地校准(calibrate)躯体-表面电极接触的质量，从而校正(correct)接触波动。在所公开的实施例中，通过测量多对躯体-表面电极之间的电流进行校准。这些电流表示各电极之间穿过躯体的电流路径的总阻抗，包括电极接触阻抗。下述技术用于从多个电流测量结果中提取各个电极的躯体-表面电极接触的校准因子。为了维持精确的校准，通常以规则的时间间隔重复该过程。本专利技术的另外实施例提供了用于校正由于内部组织接触所致的阻抗变化的工具和方法。为了实现该校正，使用相对阻抗测量而非绝对阻抗测量来追踪探针电极。通过将探针电极到一个躯体-表面电极的阻抗与在探针电极及多个相应躯体-表面电极之间测量的多个阻抗的总和进行比较，由此测量相对阻抗。当对多个躯体-表面电极测量得到的阻抗变化了相同的相对数量时，该变化归功于内部组织接触，并且在位置计算时抽取了该变化。因此根据本专利技术实施例提供了用于校准阻抗的方法，包括 将相应位置的至少第一、第二、和第三电极耦合到目标躯体的表面；测量在第一和第二躯体-表面电极之间流过该躯体的第一电流；测量在第一和第三躯体-表面电极之间流过该躯体的第二电流；以及使用该第一和第二电流导出表示至少一个躯体-表面电极和该躯体表面之间阻抗的接触因子。典型地，导出该接触因子包括使用该第一电流与第一及第二电流之和之间的关系确定相对阻抗值。在一些实施例中，导出该接触因子包括确定三个或更多个相对阻抗值并求解线性方程组，其中该方程组的参数包括该三个或更多个值以及该躯体-表面电极之间的距离。在另外的实施例中，该方法包括在躯体内插入包括第四电极的探针；测量该第四电极与至少一个躯体-表面电极之间流过躯体的第三电流；以及同时响应于该至少一个躯体-表面电极的接触因子以及该第三电流而感测该探针的位置。在一些实施例中，感测位置包括确定该探针与至少一个躯体-表面电极之间的相对距离。典型地，第一、第二、和第三躯体-表面电极中至少一个包括粘合的导电小块。另外提供了一种位置感测的方法，包括将包括探针电极的探针插入到目标躯体内；测量在该探针电极和耦合到躯体表面的第一躯体-表面电极之间流过该躯体的第一电流；测量在该探针电极和耦合到躯体表面的第二躯体-表面电极之间流过该躯体的第二电流；计算该第一和第二电流之间的关系；以及响应于该关系而追踪该探针在躯体内的移动。典型地，计算该关系包括确定探针电极和各个躯体-表面电极之间相对阻抗值。在一些实施例中，确定该相对阻抗值包括找到第一电流与该第一及第二电流之和的商。在公开的实施例中，计算该关系包括确定探针电极和第一及第二躯体-表面电极之间的至少两个相对阻抗值，并求解其参数包括该至少两个数值的线性方程组。在另外的实施例中，追踪探针的移动包括确定并不显著改变第一电流和第二电流之间关系的第一及第二电流的变化表明了探针电极与躯体内阻抗变化的组织之间的接触，而不是由于探针移动所致。在另外实施例中，第一电流和第二电流之间的关系表明探针与第一及第二躯体-表面电极之间的相对阻抗。根据本专利技术实施例还提供了用于检测组织接触的方法，包括将包括探针电极的探针插入到目标躯体内，使得该探针电极与躯体内的组织接触；测量在该探针电极和耦合到躯体表面的第一躯体-表面电极之间流过该躯体的第一电流；测量在该探针电极和耦合到躯体表面的第二躯体-表面电极之间流过该躯体的第二电流；计算该第一电流和第二电流之间的关系；以及响应于该关系而检测所述探针与组织之间的接触。典型地，检测探针与组织之间的接触包括测量并未改变第一及第二电流之间关系的第一和第二电流的变化。在一些实施例中，检测组织接触的方法包括响应于第一及第二电流而追踪探针在躯体内的位置并响应于检测探针与组织之间的接触而校正该位置。根据本专利技术实施例还提供了用于校准阻抗的设备，包括至少第一、第二、及第三电极，用于在相应位置耦合到目标躯体的表面；以及控制单元，用于测量第一和第二躯体-表面电极之间流过躯体的第一电流，测量第一和第三躯体-表面电极之间流过躯体的第二电流，以及使用该第一及第二电流导出表明至少一个躯体-表面电极与躯体表面之间阻抗的接触因子。典型地，该控制单元用于利用第一电流和第一及第二电流之和之间的关系，通过确定相对阻抗值而导出该接触因子。在一些实施例中，该控制单元用于确定三个或更多个相对阻抗值，并通过求解线性方程组而导出接触因子，其中该方程组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准阻抗的方法，包括：将相应位置的至少第一、第二、和第三电极耦合到目标躯体的表面；测量在第一和第二躯体－表面电极之间流过该躯体的第一电流；测量在第一和第三躯体－表面电极之间流过该躯体的第二电流；以及使用该第一和第二电流导出表示至少一个躯体－表面电极和该躯体表面之间阻抗的接触因子。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D奥萨奇，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]