專利名稱：基于混磁和基于阻抗的位置檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及檢測(cè)位于活體內(nèi)一對(duì)象的位置，以及更具體地涉及為基于阻抗的位置傳感器提供準(zhǔn)確參考。
背景技術(shù)：
對(duì)于許多醫(yī)療手術(shù)來說需要跟蹤體內(nèi)對(duì)象，例如傳感器、管子、導(dǎo)管、配藥設(shè)備和植入物的位置。已經(jīng)根據(jù)磁場(chǎng)檢測(cè)研發(fā)了用于確定體內(nèi)對(duì)象位置的良好建立的、準(zhǔn)確度高的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)利用固定到體內(nèi)對(duì)象的傳感器來測(cè)量外部產(chǎn)生磁場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度并從這些測(cè)量結(jié)果得出對(duì)象的位置。基于磁的位置檢測(cè)方法在下述專利中公開，例如授予Ben-Haim的US5,391,199，US5,443,489和US6,788,967；授予Ben-Haim等人的US6,690,963；授予Acker等人的US5,558,091授予Ashe的US6,172,499以及授予Govari的US6,177,792，所有這些專利的公開內(nèi)容在此引用作為參考。
還已經(jīng)研發(fā)了利用基于阻抗測(cè)量的位置檢測(cè)系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，測(cè)量固定到體內(nèi)對(duì)象的電極和位于體表的電極之間的阻抗。然后系統(tǒng)從阻抗測(cè)量結(jié)果得出體內(nèi)對(duì)象的位置?；谧杩沟奈恢脵z測(cè)方法在例如授予Wittkampf的US5,983,126，授予Swanson的US6,456,864以及授予Nardella的US5,944,022中被公開，所有這些專利的公開內(nèi)容在此引用作為參考。
執(zhí)行基于阻抗的位置檢測(cè)通常比執(zhí)行磁場(chǎng)位置的檢測(cè)成本低。許多標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管，例如那些用于電生理繪圖和消融的導(dǎo)管已經(jīng)結(jié)合了能被阻抗測(cè)量使用的電極。然而，部分由于身體阻抗是非線性的，基于阻抗的位置檢測(cè)沒有基于磁的方法準(zhǔn)確。
在此引用其公開內(nèi)容作為參考的授予Gilboa的US6,574,498描述了一種體內(nèi)導(dǎo)航方法，該方法依靠電磁技術(shù)來確定病人相對(duì)于成像設(shè)備的位置和方向，同時(shí)使用另一技術(shù)，例如超聲或電阻抗檢測(cè)技術(shù)確定探測(cè)器相對(duì)病人身體的位置和方向。該方法包括確定探測(cè)器相對(duì)于第一坐標(biāo)系和相對(duì)于第二坐標(biāo)系的位置和方向，并確定從第二坐標(biāo)系到第一坐標(biāo)系的變化。
在此引用其公開內(nèi)容作為參考的授予Pfeiffer等人的US5,899,860描述了一種用于確定導(dǎo)管在病人體內(nèi)位置的方法。通過使導(dǎo)管在體腔內(nèi)執(zhí)行已知運(yùn)動(dòng)確定校正函數(shù)同時(shí)根據(jù)從導(dǎo)管和遠(yuǎn)距離定位位置之間發(fā)送的位置信號(hào)確定導(dǎo)管的位置。隨后，根據(jù)校正函數(shù)校正從所接收位置信號(hào)得到的導(dǎo)管位置。
目前可購得的基于磁的位置檢測(cè)系統(tǒng)包括諸如來自Biosense-Webster(Diamond Bar，CA)的CARTOTMEP導(dǎo)航和消融系統(tǒng)以及LASSOTM圓形繪圖導(dǎo)管的專利產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了混合位置檢測(cè)系統(tǒng)和方法，其結(jié)合了磁和電位置檢測(cè)技術(shù)。在這些系統(tǒng)中，磁位置傳感器提供用于校準(zhǔn)精度低、基于電阻抗測(cè)量的準(zhǔn)確位置參考。為此目的，將包括磁位置傳感器和一個(gè)或多個(gè)電極的諸如導(dǎo)管的混合探測(cè)器用于將磁位置測(cè)量結(jié)果與基于阻抗的測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。這種系統(tǒng)減少了對(duì)多個(gè)磁位置傳感器的需要，并從而有利于提升磁位置檢測(cè)精度和減少基于阻抗的檢測(cè)成本。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，混合導(dǎo)管位于諸如心室的體腔內(nèi)。用磁場(chǎng)傳感器測(cè)量外部施加的磁場(chǎng)，并得到導(dǎo)管的準(zhǔn)確位置坐標(biāo)。還從體表電極施加電流或電壓，并測(cè)量體表電極和導(dǎo)管電極之間的阻抗。在體腔內(nèi)的多個(gè)位置重復(fù)雙位置測(cè)量以便產(chǎn)生校準(zhǔn)圖，將阻抗測(cè)量結(jié)果與由磁場(chǎng)傳感器確定的位置坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。
然后，具有診斷或治療功能的另外的導(dǎo)管可以被導(dǎo)入體腔內(nèi)。另外的導(dǎo)管可以與混合導(dǎo)管同時(shí)和/或隨著混合導(dǎo)管從身體去除被導(dǎo)入。這些另外的導(dǎo)管也結(jié)合了類似那些混合導(dǎo)管電極的電極，但不需要包括磁場(chǎng)傳感器。將從另外的導(dǎo)管上的電極獲得的阻抗測(cè)量結(jié)果與校準(zhǔn)圖相關(guān)聯(lián)以便確定這些另外的導(dǎo)管的準(zhǔn)確位置坐標(biāo)。
在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，混合導(dǎo)管包括可變形部分，例如在導(dǎo)管遠(yuǎn)端的套索，在可變形部分上帶有電極。當(dāng)導(dǎo)管被穩(wěn)定保持在一已知構(gòu)造上(即，當(dāng)形狀不改變)時(shí)，采集基于磁和阻抗的測(cè)量結(jié)果。在這種構(gòu)造中，每個(gè)電極的位置相對(duì)于磁傳感器被先知。因此在磁位置測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上得知電極的位置，并且已知的位置可用于校準(zhǔn)在每個(gè)電極進(jìn)行的阻抗測(cè)量結(jié)果。當(dāng)導(dǎo)管隨后在醫(yī)療過程期間被變形時(shí)，可以由基于阻抗的方法相對(duì)準(zhǔn)確地測(cè)量電極位置從它們的校準(zhǔn)位置的小偏轉(zhuǎn)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種位置檢測(cè)的方法，其包括將包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)探測(cè)器電極的探測(cè)器導(dǎo)入對(duì)象體腔內(nèi)；使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器測(cè)量探測(cè)器在體腔內(nèi)一地點(diǎn)的位置坐標(biāo)；測(cè)量至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)在對(duì)象體表上的點(diǎn)之間的阻抗；以及使用所測(cè)量的位置坐標(biāo)校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗。
典型地，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)線圈。
典型地，測(cè)量探測(cè)器位置坐標(biāo)包括產(chǎn)生外部磁場(chǎng)和測(cè)量由于外部磁場(chǎng)在磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器中感應(yīng)的信號(hào)。
在一些實(shí)施例中，測(cè)量位置坐標(biāo)包括驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生磁場(chǎng)并測(cè)量由于該磁場(chǎng)在外部磁場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的信號(hào)。
在另外的實(shí)施例中，測(cè)量阻抗包括驅(qū)動(dòng)電流在至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)體表電極之間通過身體并響應(yīng)電流測(cè)量阻抗。典型地，驅(qū)動(dòng)電流通過身體包括在至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)體表電極之間保持恒定電壓，并且測(cè)量阻抗包括測(cè)量在恒定電壓下的電流。還在另外的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電流通過身體包括在至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)體表電極之間保持恒定電流，并且測(cè)量阻抗包括測(cè)量在至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)體表電極之間的電壓。
典型地，測(cè)量阻抗包括在至少一對(duì)體表電極的兩端施加電壓并在至少一個(gè)探測(cè)器電極測(cè)量壓降。
典型地，測(cè)量位置坐標(biāo)包括使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器在體腔內(nèi)的多個(gè)地點(diǎn)確定位置坐標(biāo)，并且測(cè)量阻抗包括確定在多個(gè)地點(diǎn)的阻抗，并且校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗包括使用位置坐標(biāo)和在多個(gè)地點(diǎn)所確定的阻抗產(chǎn)生校準(zhǔn)圖。在另外的實(shí)施例中，用于產(chǎn)生校準(zhǔn)圖的探測(cè)器是第一探測(cè)器，并且該方法還包括將包括至少一個(gè)第二探測(cè)器電極的第二探測(cè)器導(dǎo)入體腔內(nèi)，以及測(cè)量至少一個(gè)第二探測(cè)器電極和體表上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的阻抗，以及通過使用校準(zhǔn)圖校準(zhǔn)關(guān)于第二探測(cè)器電極所測(cè)量的阻抗確定第二探測(cè)器的第二位置坐標(biāo)。
典型地，探測(cè)器包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器位于其中的基礎(chǔ)部分和至少一個(gè)探測(cè)器電極位于其中的可變形部分，可變形部分具有在未變形時(shí)已知的形狀，并且校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗包括確定可變形部分相對(duì)于基礎(chǔ)部分的偏轉(zhuǎn)。在另外的實(shí)施例中，確定位移包括測(cè)量在變形部分未變形時(shí)的第一阻抗和測(cè)量當(dāng)變形部分被偏轉(zhuǎn)時(shí)的第二阻抗，并且將第二阻抗和第一阻抗比較以便確定偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種位置檢測(cè)系統(tǒng)，其包括探測(cè)器，其包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)探測(cè)器電極并適合導(dǎo)入對(duì)象體腔內(nèi)；以及控制單元，其被構(gòu)成為使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器測(cè)量探測(cè)器的位置坐標(biāo)，并測(cè)量在至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)在對(duì)象體表上的點(diǎn)之間的阻抗，并使用所測(cè)量的位置坐標(biāo)校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗。
在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括適合產(chǎn)生外部磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)發(fā)生器，該外部磁場(chǎng)導(dǎo)致磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生位置信號(hào)，并且控制單元被構(gòu)成為接收和處理位置信號(hào)以測(cè)量探測(cè)器的位置坐標(biāo)。
典型地，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器適用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且系統(tǒng)還包括適合響應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生位置信號(hào)的外部磁場(chǎng)傳感器。控制單元被構(gòu)成為接收和處理位置信號(hào)以測(cè)量探測(cè)器的位置坐標(biāo)。
在一些實(shí)施例中，控制單元被構(gòu)成為在至少一個(gè)探測(cè)器電極和在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的體表電極之間驅(qū)動(dòng)電流，并響應(yīng)該電流測(cè)量阻抗。在另外的實(shí)施例中，控制單元被構(gòu)成為在至少一個(gè)探測(cè)器電極和體表電極之間保持恒定電壓，并測(cè)量在恒定電壓下的電流。還在另外的實(shí)施例中，控制單元被構(gòu)成為在至少一個(gè)探測(cè)器電極和體表電極之間保持恒定電流，并測(cè)量在至少一個(gè)探測(cè)器電極和體表電極之間的電壓。
典型地，控制單元被構(gòu)成為跨至少一對(duì)體表電極在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)施加電壓，并通過在至少一個(gè)探測(cè)器電極檢測(cè)壓降來測(cè)量阻抗。
在一些實(shí)施例中，控制單元被構(gòu)成為使用磁轉(zhuǎn)換器在體腔內(nèi)的多個(gè)地點(diǎn)確定位置坐標(biāo)，以及確定在多個(gè)地點(diǎn)的阻抗，并產(chǎn)生確定在多個(gè)地點(diǎn)的阻抗的校準(zhǔn)圖。典型地，用于產(chǎn)生校準(zhǔn)圖的探測(cè)器是第一探測(cè)器，并且該系統(tǒng)還包括第二探測(cè)器，其包括至少一個(gè)二探測(cè)器電極并適合導(dǎo)入體腔內(nèi)，并且控制單元被構(gòu)成為測(cè)量在至少一個(gè)第二探測(cè)器電極和體表上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的阻抗，并通過使用校準(zhǔn)圖校準(zhǔn)關(guān)于第二探測(cè)器電極測(cè)量的阻抗確定第二位置坐標(biāo)。
另外或可選地，探測(cè)器包括至少一個(gè)探測(cè)器電極位于其中的變形部分，和磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器位于其中的基礎(chǔ)部分，可變形部分具有在未變形時(shí)已知的形狀，并且控制單元被構(gòu)成為校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗以相對(duì)于基礎(chǔ)部分確定可變形部分的偏轉(zhuǎn)。在另外的實(shí)施例中，控制單元被構(gòu)成為當(dāng)可變形部分未變形時(shí)測(cè)量第一阻抗，以及當(dāng)可變形部分被偏轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量第二阻抗，并將第二阻抗與第一阻抗比較以確定探測(cè)器的偏轉(zhuǎn)。


通過參考附圖并閱讀后面的本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說明，將更完整地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，顯示包括磁場(chǎng)位置傳感器和多個(gè)電極的混合導(dǎo)管的遠(yuǎn)端的具體示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用混合導(dǎo)管的位置檢測(cè)系統(tǒng)的形象示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在心室內(nèi)的混合導(dǎo)管的剖面形象示意圖，在此該混合導(dǎo)管被用于產(chǎn)生校準(zhǔn)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在繪制校準(zhǔn)圖后位于在心室中的第二導(dǎo)管的剖面形象示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，示意性示出用于產(chǎn)生和應(yīng)用校準(zhǔn)圖的方法的流程圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的混合導(dǎo)管的形象示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括磁場(chǎng)位置傳感器22和多個(gè)導(dǎo)管電極30、32和34的混合導(dǎo)管20的遠(yuǎn)端的具體示意圖。
磁場(chǎng)傳感器22包括三個(gè)垂直線圈24、26和28，如本發(fā)明的背景技術(shù)中引用專利中描述的那樣，這些線圈可用于確定導(dǎo)管20在六個(gè)位置和方向維度中的坐標(biāo)?？蛇x地，磁場(chǎng)傳感器22可以包括一個(gè)或兩個(gè)線圈或更多個(gè)線圈，或者包括除了線圈之外的多個(gè)磁場(chǎng)傳感器，例如霍耳效應(yīng)設(shè)備或其它天線。在本專利申請(qǐng)和權(quán)利要求書的上下文中，這種線圈和其它傳感器一般被稱作是磁場(chǎng)變換器，并且通?？捎糜跈z測(cè)磁場(chǎng)或產(chǎn)生磁場(chǎng)。
電極30、32和34可以采用任何合適的形狀和尺寸，并也可以用于其它目的，例如電生理檢測(cè)或消融。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)管20的遠(yuǎn)端可以是柔性的，從而一個(gè)或多個(gè)電極30、32和34的位置可以相對(duì)于磁場(chǎng)傳感器22的位置偏轉(zhuǎn)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用混合導(dǎo)管20的位置檢測(cè)系統(tǒng)36的形象示意圖。如下文所述，系統(tǒng)36可用于確定導(dǎo)管20的位置和形狀，也可用于從由導(dǎo)管20產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果而產(chǎn)生校準(zhǔn)圖。校準(zhǔn)圖可用于隨后的包括電極但不含磁場(chǎng)傳感器的另外的侵入醫(yī)療設(shè)備的位置檢測(cè)。
在這個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管20用于在對(duì)象40的心臟38的室內(nèi)的侵入過程。可選地，位置系統(tǒng)36可在其它體腔中與類似導(dǎo)管20的混合探測(cè)器一起使用。對(duì)象40置于例如通過將其置于對(duì)象下的包含磁場(chǎng)產(chǎn)生器線圈42的墊板所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。由線圈42產(chǎn)生的磁場(chǎng)在傳感器22的線圈24、26和28中產(chǎn)生電信號(hào)，指示在磁場(chǎng)中它們的位置和方向。這些信號(hào)被傳送到控制單元44，該控制單元44分析上述信號(hào)以確定導(dǎo)管20的坐標(biāo)?？蛇x地，磁場(chǎng)傳感器22中的線圈可以被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)被線圈42檢測(cè)。
控制單元44包括一處理器，典型地是帶有適當(dāng)信號(hào)處理電路的計(jì)算機(jī)。處理器連接到驅(qū)動(dòng)控制臺(tái)52，上述控制臺(tái)52可以提供導(dǎo)管20位置的可視顯示54。
電極30、32和34由線穿過導(dǎo)管20的插入管連接到控制單元44中的阻抗測(cè)量電路?？刂茊卧删€連接到體表電極，該體表電極典型包括粘合皮膚片46、48和50。粘合皮膚片46、48和50可置于探測(cè)器附近的體表上的任何合適位置。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，位于體表上的電極數(shù)量可變并可采用任何形式，例如由醫(yī)療專業(yè)人員56操作的皮下探測(cè)器或手持設(shè)備。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)由授予Govari等人于2005年1月7日提交的名稱為“Current-based Impedance Measurement”的美國專利申請(qǐng)11/030,934中描述的方法測(cè)量體表片和電極30、32及34之間的阻抗，該申請(qǐng)被受讓給本發(fā)明的受讓人并在此引用作為參考?？刂茊卧?4驅(qū)動(dòng)電流通過一個(gè)或多個(gè)電路和介入體組織，每個(gè)電路包括導(dǎo)管電極、各自的體表電極。根據(jù)歐姆定律，每個(gè)電路中電極和粘合片之間的阻抗等于電極之間的電壓除以流過該電路的電流。
在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，電壓可以跨成對(duì)的體表電極被施加，如上述授予Wittkampf的美國專利US5,983,126中所述。測(cè)量在導(dǎo)管電極的每個(gè)壓降以確定相關(guān)阻抗。
典型地，系統(tǒng)20包括為清楚起見未在附圖中示出的其它元件。例如，系統(tǒng)20可以包括被連接以從一個(gè)或多個(gè)體表電極接收信號(hào)的ECG監(jiān)視器，從而將ECG同步信號(hào)提供到控制單元44。系統(tǒng)還可以包括參考位置傳感器，該傳感器位于連接對(duì)象身體外部的外部施加的參考粘合片上，或位于插入心臟38內(nèi)并相對(duì)于心臟保持在固定位置的內(nèi)部布置的導(dǎo)管上。通過比較導(dǎo)管20和參考導(dǎo)管的位置，在不考慮心臟運(yùn)動(dòng)的情況下，導(dǎo)管20相對(duì)心臟的坐標(biāo)被準(zhǔn)確確定?？蛇x地，其它合適方法可用于補(bǔ)償心臟運(yùn)動(dòng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在產(chǎn)生校準(zhǔn)圖期間，位于心臟38室內(nèi)的混合導(dǎo)管20的形象示意圖。從磁場(chǎng)傳感器22接收的信號(hào)被用于計(jì)算導(dǎo)管在多個(gè)地點(diǎn)的位置和方向，并且尤其是根據(jù)磁場(chǎng)坐標(biāo)測(cè)量和已知電極相對(duì)于傳感器22的位移得出在這些地點(diǎn)電極30、32和34的位置坐標(biāo)。也可以對(duì)在不同導(dǎo)管位置的電極30、32和34進(jìn)行阻抗測(cè)量，并且將這些測(cè)量結(jié)果與由磁位置測(cè)量確定的電極位置相關(guān)聯(lián)。以這種方式產(chǎn)生校準(zhǔn)圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在產(chǎn)生校準(zhǔn)圖期間或之后被插入心臟38的第二導(dǎo)管58的形象示意圖。當(dāng)導(dǎo)管58移動(dòng)通過心室時(shí)，將在導(dǎo)管上的電極60、62和64采集的阻抗測(cè)量結(jié)果與先前在校準(zhǔn)圖上的已知位置記錄的阻抗測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。在這種方式中，導(dǎo)管58的坐標(biāo)被準(zhǔn)確確定，不受對(duì)象身體的阻抗的波動(dòng)和非線性影響。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖3和4所示用于產(chǎn)生和應(yīng)用校準(zhǔn)圖的方法的流程圖。在初始步驟66中，諸如導(dǎo)管20的混合導(dǎo)管被插入心室(或在適當(dāng)時(shí)插入另一體腔)。在磁測(cè)量步驟68中，磁場(chǎng)傳感器被用于確定導(dǎo)管的位置坐標(biāo)，并從而得到導(dǎo)管電極的特定位置。然后在阻抗測(cè)量步驟70中進(jìn)行在這些導(dǎo)管電極的阻抗測(cè)量。接下來，在關(guān)聯(lián)步驟72中，將阻抗測(cè)量結(jié)果與在步驟68中確定的電極位置相關(guān)聯(lián)。
在決定步驟74中，基于下一過程的需要作出確定是否已經(jīng)收集了足夠的用于校準(zhǔn)圖的數(shù)據(jù)。如果需要更多數(shù)據(jù)，在定位步驟76中混合導(dǎo)管被移動(dòng)到心室中的新位置，并且重復(fù)步驟68到步驟74。實(shí)際上，步驟68和70被連續(xù)執(zhí)行，從而在逐漸移動(dòng)導(dǎo)管通過待繪圖的腔的不同部分時(shí)，步驟66到步驟76也可以在連續(xù)過程中執(zhí)行。
一旦已采集了足夠的數(shù)據(jù)，在繪圖步驟78產(chǎn)生校準(zhǔn)圖。典型地，校準(zhǔn)圖包括由磁檢測(cè)確定的坐標(biāo)網(wǎng)格，其帶有在網(wǎng)格中每個(gè)點(diǎn)記錄的一組阻抗測(cè)量結(jié)果(相對(duì)每個(gè)體表電極或成對(duì)體表電極)。可選地，網(wǎng)格可以被反轉(zhuǎn)，從而校準(zhǔn)圖指示每組阻抗測(cè)量結(jié)果的實(shí)際、校準(zhǔn)位置。
在完成校準(zhǔn)圖后，導(dǎo)管58和/或另一侵入醫(yī)療設(shè)備在插入步驟80被插入體腔內(nèi)。第二導(dǎo)管包括可用于測(cè)量阻抗的電極，但該導(dǎo)管典型地缺少磁場(chǎng)傳感器。在第二阻抗測(cè)量步驟82中，測(cè)量在第二導(dǎo)管的電極和體表電極之間的阻抗。在位置檢測(cè)步驟84中，通過將已測(cè)量阻抗與校準(zhǔn)圖比較確定這些導(dǎo)管電極的位置坐標(biāo)?；陔姌O位置，也可以確定第二導(dǎo)管的其它元件的位置。
如圖5所示，步驟82和84可以被重復(fù)以連續(xù)跟蹤導(dǎo)管58，直到在完成步驟86中確定過程已完成。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的混合導(dǎo)管88的形象示意圖?；旌蠈?dǎo)管88包括延伸到彎曲點(diǎn)96的相對(duì)剛性基礎(chǔ)部分90，并且還包括超出點(diǎn)96的變形柔性部分92。部分92具有已知的固定長(zhǎng)度，并包括在體腔內(nèi)受到壓力時(shí)，典型可以被扭轉(zhuǎn)但不被拉伸的材料。典型地，部分92具有足夠的彈性，從而在沒有力施加其上時(shí)呈現(xiàn)預(yù)定形狀，而當(dāng)施加力時(shí)從預(yù)定形狀被偏轉(zhuǎn)。
在附圖所示的實(shí)施例中，混合導(dǎo)管88為套索形，其適合沿圓周繪圖和消融圍繞左心房中的肺靜脈開口的區(qū)域。這種導(dǎo)管在例如2003年7月29日提交的名稱為“Lasso for Pulmonary Vein Mapping and Ablation”的美國專利申請(qǐng)10/629,661中被公開，該申請(qǐng)被受讓給本發(fā)明的受讓人并在此引用作為參考。可選地，參照這種導(dǎo)管描述的本發(fā)明的方案也可以被用于其它類型的可偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管，例如籃形導(dǎo)管。
磁傳感器94被固定在接近點(diǎn)96的導(dǎo)管88的剛性部分90。一個(gè)或多個(gè)電極98放置在導(dǎo)管的柔性部分92上。電極98適用于如上所述的測(cè)量阻抗。另外，一些或所有的電極98也可以適合執(zhí)行另外的功能，例如檢測(cè)身體組織的電特性，或執(zhí)行消融。
當(dāng)導(dǎo)管88被保持在沒有施加外部力的初始位置時(shí)，由磁傳感器94測(cè)量的位置測(cè)量結(jié)果可用于確定整個(gè)導(dǎo)管長(zhǎng)度的位置，包括每個(gè)電極98的位置。在這個(gè)初始位置中，也可以在電極采集阻抗測(cè)量，以便校準(zhǔn)阻抗測(cè)量結(jié)果。
當(dāng)力被施加到柔性部分92時(shí)，該部分被變形，從而使電極從它們的校準(zhǔn)位置偏轉(zhuǎn)。由于每個(gè)電極的偏轉(zhuǎn)相對(duì)較小，阻抗測(cè)量結(jié)果可用于確定由每個(gè)電極從其初始位置移動(dòng)的相對(duì)準(zhǔn)確量。從而即使僅使用一個(gè)磁場(chǎng)傳感器，也能夠準(zhǔn)確確定每個(gè)電極的位置，并因此確定導(dǎo)管88的形狀。
系統(tǒng)36表現(xiàn)了本發(fā)明的一實(shí)施例，這是因?yàn)樗梢杂迷谟糜谛呐K狀況的診斷或治療的基于導(dǎo)管的手術(shù)，例如心律不齊中。系統(tǒng)36也可用于血管內(nèi)疾病的診斷或治療，其可以包括血管成形術(shù)或粥樣硬化斑切除術(shù)(atherectomy)。系統(tǒng)36的原理也可以作必要的修正被用于位置檢測(cè)系統(tǒng)，該位置檢測(cè)系統(tǒng)用于診斷和/或治療其它身體結(jié)構(gòu)，例如腦、脊柱、骨骼關(guān)節(jié)、膀胱、胃腸道、衰竭(prosrtrate)以及子宮。
因而應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例以舉例方式描述，并且本發(fā)明不限于在上面已經(jīng)被特別示出和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和二次組合，以及包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀前面說明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的和現(xiàn)有技術(shù)未公開的其變化和變更。
權(quán)利要求
1.一種用于位置檢測(cè)的方法，包括將包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)探測(cè)器電極的探測(cè)器導(dǎo)入對(duì)象體腔內(nèi)；使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器測(cè)量所述探測(cè)器在體腔內(nèi)一地點(diǎn)的位置坐標(biāo)；測(cè)量至少一個(gè)探測(cè)器電極和一個(gè)或多個(gè)在對(duì)象體表上的點(diǎn)之間的阻抗；以及使用所測(cè)量的位置坐標(biāo)校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測(cè)量所述探測(cè)器的所述位置坐標(biāo)包括產(chǎn)生外部磁場(chǎng)和測(cè)量由于所述外部磁場(chǎng)在所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器中感應(yīng)的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測(cè)量所述位置坐標(biāo)包括驅(qū)動(dòng)所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生磁場(chǎng)并測(cè)量由于該磁場(chǎng)在外部磁場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測(cè)量阻抗包括驅(qū)動(dòng)電流在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述一個(gè)或多個(gè)體表電極之間通過身體并響應(yīng)所述電流測(cè)量阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中驅(qū)動(dòng)電流通過身體包括在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述一個(gè)或多個(gè)體表電極之間保持恒定電壓，并且其中測(cè)量阻抗包括測(cè)量在所述恒定電壓下的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中驅(qū)動(dòng)電流通過身體包括在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述一個(gè)或多個(gè)體表電極之間保持恒定電流，并且其中測(cè)量阻抗包括測(cè)量所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述一個(gè)或多個(gè)體表電極之間的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測(cè)量阻抗包括施加跨至少一對(duì)體表電極的電壓并在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極測(cè)量壓降。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中測(cè)量所述位置坐標(biāo)包括使用所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器在體腔內(nèi)的多個(gè)地點(diǎn)確定所述位置坐標(biāo)，并且其中測(cè)量阻抗包括確定在所述多個(gè)地點(diǎn)的阻抗，并且其中所述校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗包括使用所述位置坐標(biāo)和在所述多個(gè)地點(diǎn)所確定的所述阻抗產(chǎn)生校準(zhǔn)圖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中用于產(chǎn)生校準(zhǔn)圖的所述探測(cè)器是第一探測(cè)器，并且其中該方法還包括將包括至少一個(gè)第二探測(cè)器電極的第二探測(cè)器導(dǎo)入體腔內(nèi)，以及測(cè)量所述至少一個(gè)第二探測(cè)器電極和所述體表上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的阻抗，以及通過使用校準(zhǔn)圖校準(zhǔn)關(guān)于所述第二探測(cè)器電極所測(cè)量的阻抗確定所述第二探測(cè)器的第二位置坐標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述探測(cè)器包括所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器位于其中的基礎(chǔ)部分和所述至少一個(gè)探測(cè)器電極位于其中的可變形部分，所述可變形部分具有在未變形時(shí)已知的形狀，并且其中所述校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗包括確定所述可變形部分相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分的偏轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中確定位移包括測(cè)量在所述變形部分未變形時(shí)的第一阻抗和測(cè)量當(dāng)所述變形部分被偏轉(zhuǎn)時(shí)的第二阻抗，并且將所述第二阻抗和所述第一阻抗比較以便確定偏轉(zhuǎn)。
13.一種位置檢測(cè)系統(tǒng)，包括探測(cè)器，其包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)探測(cè)器電極并適合導(dǎo)入對(duì)象體腔內(nèi)；以及控制單元，其被構(gòu)成為使用所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器測(cè)量所述探測(cè)器的位置坐標(biāo)，并測(cè)量所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述一個(gè)或多個(gè)在對(duì)象體表上的點(diǎn)之間的阻抗，并使用所測(cè)量的位置坐標(biāo)校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)線圈。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，還包括適合產(chǎn)生外部磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)發(fā)生器，該外部磁場(chǎng)導(dǎo)致所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生位置信號(hào)，其中所述控制單元被構(gòu)成為接收和處理所述位置信號(hào)以測(cè)量所述探測(cè)器的所述位置坐標(biāo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器適用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且其中所述系統(tǒng)還包括適合響應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生位置信號(hào)的外部磁場(chǎng)傳感器，并且其中所述控制單元被構(gòu)成為接收和處理所述位置信號(hào)以測(cè)量所述探測(cè)器的所述位置坐標(biāo)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中控制單元被構(gòu)成為在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和在所述一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的體表電極之間驅(qū)動(dòng)電流，并響應(yīng)該電流測(cè)量阻抗。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)成為在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述體表電極之間保持恒定電壓，并測(cè)量在所述恒定電壓下的電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)成為在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述體表電極之間保持恒定電流，并測(cè)量在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極和所述體表電極之間的電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)成為跨至少一對(duì)體表電極在所述一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)施加電壓，并通過在所述至少一個(gè)探測(cè)器電極檢測(cè)壓降來測(cè)量阻抗。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)成為使用所述磁轉(zhuǎn)換器在體腔內(nèi)的多個(gè)地點(diǎn)確定所述位置坐標(biāo)，以及確定在所述多個(gè)地點(diǎn)的所述阻抗，并產(chǎn)生確定在所述多個(gè)地點(diǎn)的所述阻抗的校準(zhǔn)圖。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中用于產(chǎn)生所述校準(zhǔn)圖的所述探測(cè)器是第一探測(cè)器，并且其中該系統(tǒng)還包括第二探測(cè)器，其包括至少一個(gè)第二探測(cè)器電極并適合導(dǎo)入所述體腔內(nèi)，以及其中所述控制單元被構(gòu)成為測(cè)量至少一個(gè)第二探測(cè)器電極和所述體表上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的阻抗，并通過使用所述校準(zhǔn)圖校準(zhǔn)關(guān)于所述第二探測(cè)器電極測(cè)量的所述阻抗確定第二探測(cè)器電極的第二位置坐標(biāo)。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述探測(cè)器包括所述至少一個(gè)探測(cè)器電極位于其中的變形部分，和所述磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器位于其中的基礎(chǔ)部分，所述可變形部分具有在未變形時(shí)已知的形狀，以及其中所述控制單元被構(gòu)成為校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗以確定所述可變形部分相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分的偏轉(zhuǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)成為當(dāng)所述可變形部分未變形時(shí)測(cè)量第一阻抗，并且當(dāng)所述可變形部分被偏轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量第二阻抗，并將所述第二阻抗與所述第一阻抗比較以確定所述探測(cè)器的偏轉(zhuǎn)。
全文摘要
一位置檢測(cè)系統(tǒng)包括適于導(dǎo)入對(duì)象體腔內(nèi)的探測(cè)器。該探測(cè)器包括磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器和至少一個(gè)探測(cè)器電極?？刂茊卧粯?gòu)成為使用磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換器測(cè)量探測(cè)器的位置坐標(biāo)。控制單元還測(cè)量在至少一個(gè)探測(cè)器電極和在對(duì)象體表上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的阻抗。通過使用所測(cè)量的位置坐標(biāo)，控制單元校準(zhǔn)所測(cè)量的阻抗。
文檔編號(hào)A61B5/05GK1903122SQ20061012126
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者A·戈法里, A·C·阿爾特曼, Y·施沃茨, Y·埃夫拉思 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能公司