利用阻抗和磁場(chǎng)測(cè)量的導(dǎo)管導(dǎo)航的制作方法
【專利摘要】一種通過(guò)將第一定位系統(tǒng)（12）的第一坐標(biāo)系（14）配準(zhǔn)在第二定位系統(tǒng)（16）的第二坐標(biāo)系（18）中來(lái)操作定位系統(tǒng)（10）的方法，包括確定內(nèi)插函數(shù)，所述內(nèi)插函數(shù)被配置為將第一非標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系配準(zhǔn)在第二標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系中。通過(guò)相應(yīng)的定位系統(tǒng)（12）、（16）來(lái)采集基準(zhǔn)對(duì)，每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包含相應(yīng)坐標(biāo)系（14）、（18）中的相應(yīng)坐標(biāo)，所述坐標(biāo)均表示三維空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)。建立工作內(nèi)插函數(shù)包括利用薄板樣條算法來(lái)分析基準(zhǔn)對(duì)。所述方法進(jìn)一步包括重復(fù)地獲得第一坐標(biāo)系（14）中的第一坐標(biāo)以及根據(jù)內(nèi)插函數(shù)來(lái)確定第二坐標(biāo)系（18）中對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)。
【專利說(shuō)明】利用阻抗和磁場(chǎng)測(cè)量的導(dǎo)管導(dǎo)航
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2011年9月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)n0.13/231，284的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用包含于此，就如同在此全部陳述一樣。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總地涉及醫(yī)療裝置導(dǎo)航，并且更具體地，涉及一種將第一醫(yī)療裝置導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系與第二醫(yī)療裝置導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系配準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已知用于確定醫(yī)療裝置在人體內(nèi)的位置和方向(P&0)以例如用于可視化和導(dǎo)航目的的各種系統(tǒng)。這樣的一種系統(tǒng)已知為基于電阻抗的定位系統(tǒng)?；陔娮杩沟南到y(tǒng)通常包括位于患者體外的一對(duì)或多對(duì)體表電極(例如，貼片)、附接至患者身體的參考傳感器(例如，另一貼片)、以及附接至醫(yī)療裝置的一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，電極)。這些電極對(duì)可以鄰近地線性布置，或者與用于所述定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系的各個(gè)軸相關(guān)聯(lián)。所述系統(tǒng)可以通過(guò)如下的方式來(lái)確定P&0:在電極對(duì)上施加電流，測(cè)量在裝置電極處感生的各個(gè)電壓(B卩，相對(duì)于參考傳感器)，然后對(duì)測(cè)量到的電壓進(jìn)行處理。
[0005]已知的另一系統(tǒng)為基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通常包括:一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器，其附接至患者病床或運(yùn)行環(huán)境的其它部件或者放置在患者病床或運(yùn)行環(huán)境的其它部件附近；以及與醫(yī)療裝置耦合的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)線圈。可選地，磁場(chǎng)發(fā)生器可以與醫(yī)療裝置耦合，并且檢測(cè)線圈可以附接至運(yùn)行環(huán)境的部件或放置在運(yùn)行環(huán)境的部件附近。發(fā)生器在感興趣區(qū)域(即，解剖部位)提供了可控的低強(qiáng)度AC磁場(chǎng)。檢測(cè)線圈產(chǎn)生指示所感測(cè)磁場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)特性的相應(yīng)信號(hào)。系統(tǒng)隨后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理以產(chǎn)生與線圈相關(guān)聯(lián)(因此與醫(yī)療裝置相關(guān)聯(lián))的一`個(gè)或多個(gè)P&0讀數(shù)。P&0讀數(shù)通常相對(duì)于磁場(chǎng)發(fā)生器來(lái)獲得，并且因此磁場(chǎng)發(fā)生器用作基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系的實(shí)際“原點(diǎn)”。與基于電阻抗的系統(tǒng)不同，在坐標(biāo)系是相對(duì)于體表電極所施加的患者的情況下，基于磁場(chǎng)的系統(tǒng)具有獨(dú)立于患者的坐標(biāo)系。
[0006]基于電阻抗的定位系統(tǒng)和基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)均具有優(yōu)點(diǎn)。例如，基于電阻抗的系統(tǒng)能夠?qū)⑾鄬?duì)大量的傳感器同時(shí)定位(即，提供P&0讀數(shù))在多個(gè)醫(yī)療裝置上。然而，由于基于電阻抗的系統(tǒng)利用人體內(nèi)的電流流動(dòng)，坐標(biāo)系會(huì)是非均勻、各向異性且非標(biāo)準(zhǔn)正交的(即，無(wú)法保證坐標(biāo)系的基矢相對(duì)于彼此是成直角的或者具有適當(dāng)?shù)膯挝婚L(zhǎng)度)。另外，基于電阻抗的系統(tǒng)可能受到電干擾。結(jié)果，基于位置測(cè)量提供的幾何形狀和表示形式可能會(huì)表現(xiàn)為相對(duì)于感興趣對(duì)象區(qū)域的實(shí)際圖像失真。另一方面，基于磁場(chǎng)的坐標(biāo)系不依賴于患者的解剖結(jié)構(gòu)的特性并且提供了大體標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系。然而，基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)通常會(huì)局限于跟蹤相對(duì)較少的傳感器。
[0007]因此，需要一種最小化或消除上述一個(gè)或多個(gè)挑戰(zhàn)的定位系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]期望提供一種結(jié)合了基于電阻抗的定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(例如將多個(gè)傳感器定位在多個(gè)導(dǎo)管上)和基于磁場(chǎng)的坐標(biāo)系的優(yōu)點(diǎn)(例如，來(lái)自患者解剖結(jié)構(gòu)的阻抗，標(biāo)準(zhǔn)正交)的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的系統(tǒng)可以通過(guò)將基于電阻抗的定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系配準(zhǔn)在基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系中來(lái)提供。在配準(zhǔn)之后，可以在基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系中操作基于電阻抗的定位系統(tǒng)。
[0009]一種操作定位系統(tǒng)的方法包括多個(gè)步驟。第一步驟包括確定內(nèi)插函數(shù)，所述內(nèi)插函數(shù)被配置為將第一非標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系配準(zhǔn)在第二標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系中。該第一步驟實(shí)際上可以是初步的(即，在醫(yī)療或標(biāo)測(cè)程序之前執(zhí)行)。所述方法進(jìn)一步包括獲得第一坐標(biāo)系中的第一坐標(biāo)，以及根據(jù)內(nèi)插函數(shù)來(lái)確定第二坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)的步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，這些步驟可以以實(shí)時(shí)的方式重復(fù)進(jìn)行，例如在醫(yī)療程序期間。通過(guò)上文，在基于阻抗的定位系統(tǒng)中獲得的坐標(biāo)例如可以基本實(shí)時(shí)地表示為基于磁場(chǎng)的坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。所得到的坐標(biāo)可以用于除跟蹤裝置之外的多個(gè)目的，例如在組織表面上或附近采集數(shù)據(jù)點(diǎn)以產(chǎn)生幾何外形。這樣的外形可以比基于在基于電阻抗的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)的外形更精確。因此，所述方法放松了對(duì)于能夠跟蹤的傳感器/裝置的數(shù)量的限制，但具有患者獨(dú)立的、標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系的精確性優(yōu)點(diǎn)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，確定內(nèi)插函數(shù)的步驟可以依次包括多個(gè)子步驟。第一子步驟包括在三維(3D)空間內(nèi)采集多個(gè)基準(zhǔn)對(duì)，每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)包括(I)由第一定位系統(tǒng)測(cè)量到的第一坐標(biāo)系中的第一坐標(biāo)，以及(2)由第二定位系統(tǒng)測(cè)量到的第二坐標(biāo)系中的第二坐標(biāo)。每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)中的每個(gè)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于3D空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)。第二子步驟包括對(duì)多個(gè)基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)用薄板樣條算法以生成所述內(nèi)插函數(shù)。
[0011]一種用于確定醫(yī) 療裝置的位置的系統(tǒng)，包括電子控制單元(E⑶)、耦合至所述E⑶的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器、以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的被配置為由所述ECU執(zhí)行的邏輯。所述邏輯被配置為確定內(nèi)插函數(shù)并且對(duì)第一非標(biāo)準(zhǔn)正交坐標(biāo)系中的第一坐標(biāo)應(yīng)用內(nèi)插函數(shù)，以確定第二標(biāo)準(zhǔn)正交坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述邏輯可以被配置為通過(guò)對(duì)多個(gè)基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)用薄板樣條算法以生成所述內(nèi)插函數(shù)來(lái)確定內(nèi)插函數(shù)。每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)可以包括(I)由第一定位系統(tǒng)測(cè)量到的第一坐標(biāo)系中的第一坐標(biāo)，以及(2)由第二定位系統(tǒng)測(cè)量到的第二坐標(biāo)系中的第二坐標(biāo)。顯然，基準(zhǔn)對(duì)中的每個(gè)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于3D空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)。如同所述方法一樣，在一個(gè)實(shí)施例中，所述邏輯可以被配置為在例如醫(yī)療程序之前的初步階段確定內(nèi)插函數(shù)。之后，所述邏輯運(yùn)行以在醫(yī)療程序期間應(yīng)用現(xiàn)限定的內(nèi)插函數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是通過(guò)將第一(例如，基于電阻抗的)醫(yī)療定位系統(tǒng)(MPS)與第二(例如，基于磁場(chǎng)的)MPS —起操作來(lái)確定醫(yī)療裝置的位置的系統(tǒng)的方框示圖。
[0013]圖2是示出了在一個(gè)實(shí)施例中適用于圖1的系統(tǒng)的基于電阻抗的示例性定位系統(tǒng)的圖解方框示圖。
[0014]圖3A-3D是適用于圖2的實(shí)施例的被驅(qū)動(dòng)體表電極的示例性偶極對(duì)的示意圖。
[0015]圖4是示出了在一個(gè)實(shí)施例中適用于圖1的系統(tǒng)的基于磁場(chǎng)的示例性定位系統(tǒng)的圖解視圖。[0016]圖5是示出了在一個(gè)實(shí)施例中適用于圖1的系統(tǒng)的基于磁場(chǎng)的示例性定位系統(tǒng)的示意性方框示圖。
[0017]圖6是示出了操作圖1的定位系統(tǒng)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面的詳細(xì)說(shuō)明包括四部分。第一，將一般性地說(shuō)明一種用于將第一(例如，基于電阻抗的)醫(yī)療定位系統(tǒng)(MPS)與第二 (例如，基于磁場(chǎng)的)MPS —起操作的系統(tǒng)。第二，將更詳細(xì)地說(shuō)明一種基于電阻抗的示例性MPS。第三，將更詳細(xì)地說(shuō)明基于磁場(chǎng)的MPS的示例性實(shí)施例。最后，將說(shuō)明一種用于在第二 (例如，基于磁場(chǎng)的)MPS的坐標(biāo)系中操作第一(例如，基于電阻抗的)MPS的方法。
[0019]利用第二 MPS來(lái)操作第一 MPS的系統(tǒng)。現(xiàn)參考附圖，其中相似的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)各個(gè)視圖中相同的部件，圖1是通過(guò)將第一醫(yī)療定位系統(tǒng)(MPS)(例如，基于電阻抗的)與第二 MPS (例如，基于磁場(chǎng)的)一起操作來(lái)確定醫(yī)療裝置的位置的系統(tǒng)10的方框示圖。如【背景技術(shù)】中所述，每種定位系統(tǒng)均具有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。系統(tǒng)10被配置為保留兩種系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)克服相應(yīng)的缺點(diǎn)。
[0020]系統(tǒng)10不出了第一 MPS12 (基于電阻抗的)和相關(guān)聯(lián)的第一坐標(biāo)系14,第二 MPS16(基于磁場(chǎng)的)和相關(guān)聯(lián)的第二坐標(biāo)系18，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊20、22，雙系統(tǒng)醫(yī)療裝置24，單系統(tǒng)醫(yī)療裝置26，電子控制單元28 (包括相關(guān)的處理器30和存儲(chǔ)器32)，包括配準(zhǔn)塊34、內(nèi)插塊36、參考坐標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)38、計(jì)算系數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)40的邏輯塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，顯示器42，輸入/輸出接口 44以及圖像數(shù)據(jù)庫(kù)46。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解，雖然E⑶28、MPS12和MPS16被分別示出，但這僅是為了易于說(shuō)明的目的，實(shí)質(zhì)上并不限于此。在一個(gè)實(shí)施例中，E⑶28、MPS12和MPS16可以全部在單個(gè)處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)或者不同于所示出`的，分布在多個(gè)設(shè)備中。例如，MPS12和MPS16可以被組合在與ECU28分離的單個(gè)MPS中。在另一實(shí)施例中，MPS12和MPS16可以共享部件，例如ECG導(dǎo)線。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，其它變型也是可行的。
[0022]MPS12可以是基于電阻抗的定位系統(tǒng)，并且被配置為獲取與附接至患者體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)醫(yī)療裝置的一個(gè)或多個(gè)電極相關(guān)聯(lián)的定位(方位)數(shù)據(jù)(即，位置和方向一P&0)。如下面結(jié)合圖2-3更詳細(xì)說(shuō)明的，系統(tǒng)12可以耦合至承載一個(gè)或多個(gè)電極的一個(gè)或多個(gè)可兼容的醫(yī)療裝置(例如，導(dǎo)管、導(dǎo)引器、參考裝置等)。此外，系統(tǒng)12通常采用多個(gè)體表電極(SP，貼片)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)12向貼片對(duì)施加激勵(lì)信號(hào)并且測(cè)量電極上(以及貼片上)產(chǎn)生的信號(hào)，測(cè)量到的信號(hào)經(jīng)系統(tǒng)12分析以產(chǎn)生輸出的P&0讀數(shù)。如所示的，P&0讀數(shù)的示例性位置部分可以以三維表示，例如，表示為3D坐標(biāo)(nX，nY, ηΖ)。根據(jù)配置，還可以確定相應(yīng)的一組方向值。由于多種因素，相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系14可以是非均勻、非標(biāo)準(zhǔn)正交且各向異性的。
[0023]MPS16可以是基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)并且同樣被配置為獲取與一個(gè)或多個(gè)傳感器相關(guān)聯(lián)的定位(方位)數(shù)據(jù)(即，位置和方向一Ρ&0)，該一個(gè)或多個(gè)傳感器附接至患者體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)醫(yī)療裝置或以其它方式與其相關(guān)聯(lián)。如下面結(jié)合圖5更詳細(xì)說(shuō)明的，MPS16可以耦合至承載一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，磁場(chǎng)傳感器，諸如線圈)的一個(gè)或多個(gè)可兼容的醫(yī)療裝置，并且通常還包括多個(gè)電磁場(chǎng)發(fā)生器。MPS16控制電磁場(chǎng)生成以及各個(gè)傳感器處的信號(hào)檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)指示所感測(cè)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)特性。MPS16被配置為對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理并且輸出P&0讀數(shù)。如所示的，P&0讀數(shù)的示例性位置部分可以以三維表示，例如，表示為3D坐標(biāo)(gX，gY，gZ)。根據(jù)配置，還可以確定相應(yīng)的一組方向值。通常，相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系18是均勻且標(biāo)準(zhǔn)正交的。然而，如【背景技術(shù)】中所述，MPS16可能在可同時(shí)確定P&0的傳感器的數(shù)量上受限制。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，坐標(biāo)系14、18可以是彼此獨(dú)立的，具有各自的方向和不同的原點(diǎn)，并且可以是可相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)的。另外，在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)MPS12和MPS16中的任一者或兩者來(lái)提供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償功能性。在圖示的實(shí)施例中，兩個(gè)定位系統(tǒng)均包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊20、22示出的所述功能性。塊20、22所提供的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償功能性可以是彼此獨(dú)立的。通常，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊可以允許對(duì)分別通過(guò)MPS12和MPS16獲得的原始位置數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以考慮患者身體感興趣區(qū)域(ROI)相對(duì)于預(yù)先獲取的圖像、一系列圖像或ROI的幾何形狀的運(yùn)動(dòng)。將結(jié)合圖2對(duì)用于基于電阻抗的定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。將結(jié)合圖5對(duì)用于基于磁場(chǎng)的定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償還可以被提供用于生理(例如，呼吸)活動(dòng)，和/或可以被選用于特定點(diǎn)，例如心動(dòng)周期中的時(shí)間點(diǎn)。
[0025]雙系統(tǒng)醫(yī)療裝置24被配置為與MPS12和MPS16 二者均兼容(即，被配置為與兩個(gè)系統(tǒng)各自的激勵(lì)和感測(cè)機(jī)制協(xié)作以確定位置)。如所示的，裝置24操作地耦合至MPS12和MPS16中的每一個(gè)。裝置24被特別地配置為幫助坐標(biāo)系14、18的配準(zhǔn)。為此目的，裝置24設(shè)置有至少一個(gè)“傳感器對(duì)”，其中該對(duì)中的一個(gè)傳感器與MPS12兼容并且操作地耦合到MPS12，而該對(duì)中的另一傳感器與MPS16兼容并且操作地耦合到MPS16。每個(gè)傳感器對(duì)中的傳感器均被配置為將各自的信號(hào)輸出至對(duì)應(yīng)的定位系統(tǒng)。所述信號(hào)之后被各自的系統(tǒng)12、16用于確定在其相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系中表示的相應(yīng)的位置和方向(P&0)。更特別地，傳感器對(duì)中的傳感器可以相對(duì)于彼此至少隔開(kāi)已知的距離或具有已知的關(guān)系，并且優(yōu)選地彼此靠近以便被視為實(shí)際上占據(jù)三維空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)。如下面所述，傳感器對(duì)中各個(gè)傳感器的相應(yīng)的P&0讀數(shù)在此處被稱為基準(zhǔn)對(duì)?；鶞?zhǔn)對(duì)的各個(gè)坐標(biāo)實(shí)際上是指3D空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)這一認(rèn)識(shí)允許特定的等同用于系統(tǒng)10的初步配準(zhǔn)(下面進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明)。雙系統(tǒng)裝置24包括至少一個(gè)傳感器對(duì)，并且可以具有多個(gè)傳感器對(duì)。應(yīng)當(dāng)理解，裝置24可以包括額外的電極和/或傳感器。特別地，可以有利的是，裝置24包括任意兩個(gè)傳感器對(duì)或者包括用于MPS系統(tǒng)12、16中的至少一個(gè)的第二傳感器。在傳感器對(duì)中的兩個(gè)傳感器不位于裝置24中的同一物理點(diǎn)的實(shí)施例中，第二傳感器對(duì)或額外的傳感器可以用于對(duì)裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩ㄏ蛞杂?jì)算基準(zhǔn)對(duì)的方位。裝置24可以是電生理(EP)標(biāo)測(cè)導(dǎo)管、另一 EP導(dǎo)管、或者其它診斷或治療裝置。
[0026]單系統(tǒng)醫(yī)療裝置26被配置為與MPS12兼容，并且如所示的，操作地耦合至MPS12。這樣，裝置26包括能夠感測(cè)電特性的一個(gè)或多個(gè)電極，所述電特性在經(jīng)MPS12處理時(shí)輸出相對(duì)于坐標(biāo)系14表示的P&0讀數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，裝置26被配置為用于醫(yī)療程序、標(biāo)測(cè)程序、或者在坐標(biāo)系14、18初始配準(zhǔn)之后的其它活動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，初始配準(zhǔn)(下面進(jìn)行說(shuō)明)對(duì)于一段特定的醫(yī) 療時(shí)間可以是有效的。裝置26可以是多種醫(yī)療裝置中的一種，例如包括多個(gè)電極的非接觸式EP標(biāo)測(cè)導(dǎo)管。裝置26也可以是消融導(dǎo)管、其它EP導(dǎo)管、或者其它診斷或治療裝置。
[0027]顯示器42被配置為產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)感興趣圖像，例如關(guān)于感興趣區(qū)域的解剖圖像。顯示器42可以包括本領(lǐng)域中已知的常規(guī)設(shè)備。
[0028]輸入/輸出機(jī)構(gòu)44被提供為允許用戶(未示出)與系統(tǒng)10交互的接口，包括系統(tǒng)10的各種部件，例如ECU28。輸入/輸出44可以包括本領(lǐng)域中已知的常規(guī)設(shè)備。
[0029]圖像數(shù)據(jù)庫(kù)46被配置為存儲(chǔ)關(guān)于患者身體的圖像信息，包括例如運(yùn)動(dòng)的感興趣區(qū)域。圖像數(shù)據(jù)庫(kù)46可以包括:(I)在過(guò)去各個(gè)獨(dú)立的時(shí)間獲取的一個(gè)或多個(gè)二維靜止圖像；(2)從圖像獲取裝置實(shí)時(shí)獲得的多個(gè)相關(guān)二維圖像(例如來(lái)自X射線成像設(shè)備的熒光圖像)，其中圖像數(shù)據(jù)庫(kù)用作緩沖器(“實(shí)況”熒光透視);和/或(3)限定了影像回放(CL)的相關(guān)二維圖像序列，其中序列中的每個(gè)圖像至少具有與其足夠相關(guān)聯(lián)的ECG時(shí)間參數(shù)，以允許根據(jù)所獲取的從ECG監(jiān)控器(圖1中未示出)獲得的實(shí)時(shí)ECG信號(hào)來(lái)重放所述序列。應(yīng)當(dāng)理解，二維圖像可以通過(guò)現(xiàn)在已知的或以后研發(fā)的任意的成像形式來(lái)獲取，所述成像形式例如為X射線、超聲、計(jì)算機(jī)斷層掃描、或核磁共振等。
[0030]E⑶28被配置為執(zhí)行多個(gè)函數(shù)，下面對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。首先，E⑶28響應(yīng)于至少來(lái)自MPS12和MPS16的位置數(shù)據(jù)(即，基準(zhǔn)對(duì))，以確定允許坐標(biāo)系14與坐標(biāo)系18配準(zhǔn)的內(nèi)插函數(shù)(“配準(zhǔn)”)。第二，E⑶28被進(jìn)一步配置為獲取坐標(biāo)系14中的坐標(biāo)(由MPS12產(chǎn)生)，并且利用內(nèi)插函數(shù)，輸出坐標(biāo)系18中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(“內(nèi)插”)。雖然E⑶28通常還可以被配置為執(zhí)行本領(lǐng)域中已知的其它有用的函數(shù)(例如，處理位置數(shù)據(jù)，解析用戶輸入，產(chǎn)生顯示數(shù)據(jù)，將醫(yī)療裝置的表示精確地疊加在預(yù)先獲取的圖像或者從圖像數(shù)據(jù)庫(kù)46獲得的圖像序列上等)，但下面的說(shuō)明將集中在上面所述的兩種函數(shù)，即，配準(zhǔn)和內(nèi)插。為了執(zhí)行這些函數(shù)，E⑶28被特別地配置為包括配準(zhǔn)邏輯34和內(nèi)插邏輯36，在一個(gè)實(shí)施例中，配準(zhǔn)邏輯34和內(nèi)插邏輯36中的每一個(gè)采用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32中的編程邏輯(即，軟件)的形式，并且被配置為由處理器30執(zhí)行。E⑶28還包括各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括參考坐標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)38和系數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)40。
[0031]配準(zhǔn)邏輯34被配置為創(chuàng)建內(nèi)插函數(shù)，以將第一非標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系(例如，坐標(biāo)系14)配準(zhǔn)在第二標(biāo)準(zhǔn)正交的坐標(biāo)系(例如，坐`標(biāo)系18)中。為此，配準(zhǔn)邏輯34可以被配置為接收一組基準(zhǔn)對(duì)。每個(gè)基準(zhǔn)對(duì)可以包括每個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，兩個(gè)坐標(biāo)表示三維(3D)空間內(nèi)的同一物理點(diǎn)，或者3D空間內(nèi)彼此呈預(yù)定的已知關(guān)系(例如，距離)的兩個(gè)點(diǎn)。而這組基準(zhǔn)對(duì)可以是坐標(biāo)系14、18中數(shù)量為N的一組成對(duì)的相應(yīng)坐標(biāo)。N可以被選擇為足夠大(并且在感興趣區(qū)域上足夠多樣)的任意數(shù)量的基準(zhǔn)對(duì)，以映射坐標(biāo)系的相關(guān)部分，例如患者R0I。坐標(biāo)系14中的基準(zhǔn)對(duì)坐標(biāo)示出為UXpnYi, IiZi)，i=l,…，N，并且可以從MPS12接收。坐標(biāo)系18中的基準(zhǔn)對(duì)坐標(biāo)示出為(gXpgYpgZihiZl, ".，Ν，并且可以從MPS16接收。如此處所使用的，前綴η是指基于電阻抗的系統(tǒng)和坐標(biāo)，而前綴g是指基于磁場(chǎng)的系統(tǒng)和坐標(biāo)。
[0032]基于接收到的基準(zhǔn)對(duì)，配準(zhǔn)邏輯34可以處理一組參考坐標(biāo)和/或?qū)⑵浯鎯?chǔ)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)38中。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)38中的參考坐標(biāo)是從MPS12接收到的數(shù)量為N的一組η坐標(biāo)。配準(zhǔn)邏輯34還可以被配置為利用內(nèi)插算法來(lái)限定內(nèi)插函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述算法是薄板樣條算法，將結(jié)合圖5對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。配準(zhǔn)邏輯34被進(jìn)一步配置為計(jì)算用于限定內(nèi)插函數(shù)的系數(shù)40。配準(zhǔn)邏輯34的輸出可以限定坐標(biāo)系14在坐標(biāo)系18上的映射。所述輸出可以為所創(chuàng)建的內(nèi)插函數(shù)的形式，包括系數(shù)40和參考坐標(biāo)38。可選地，所述輸出可以為系數(shù)40和參考坐標(biāo)38的形式，以便與預(yù)編的內(nèi)插函數(shù)一起使用。
[0033]內(nèi)插邏輯36被配置為跟隨由配準(zhǔn)邏輯34生成的映射，即，將內(nèi)插函數(shù)應(yīng)用于坐標(biāo)系14中的新的η坐標(biāo)(基于阻抗的)(示出為(ηΧ，nY, ηΖ))以生成對(duì)應(yīng)的g坐標(biāo)(示出為(gX，gY，gZ))。該數(shù)據(jù)流在圖1中示出。在一個(gè)實(shí)施例中，可以預(yù)期，邏輯36將處理新的η坐標(biāo)的實(shí)時(shí)流以生成對(duì)應(yīng)的g坐標(biāo)的實(shí)時(shí)流。通常，內(nèi)插邏輯36被配置為(I)應(yīng)用利用參考坐標(biāo)38和系數(shù)40的預(yù)編的內(nèi)插函數(shù)，或者(2)應(yīng)用完全由配準(zhǔn)邏輯34創(chuàng)建的內(nèi)插函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)插函數(shù)可以基于配準(zhǔn)邏輯34所應(yīng)用的同一薄板樣條算法，可以意識(shí)到，諸如系數(shù)的未知數(shù)將在內(nèi)插邏輯36使用算法時(shí)被限定。
[0034]在操作中，系統(tǒng)10可以用于在EP或其它醫(yī)療程序的初步配準(zhǔn)階段將坐標(biāo)系14配準(zhǔn)在坐標(biāo)系18中。如上所述，配準(zhǔn)步驟可以基于對(duì)多個(gè)測(cè)量到的基準(zhǔn)對(duì)的評(píng)估，以及同一物理點(diǎn)表示在各坐標(biāo)系14、18中的等同。MPS12和MPS16被配置為利用雙系統(tǒng)裝置24來(lái)采集基準(zhǔn)對(duì)。這樣，E⑶28可以被配置為使得從MPS12和MPS16中的每一個(gè)的位置數(shù)據(jù)的采集同步和/或控制所述位置數(shù)據(jù)的采集。之后，采集到的基準(zhǔn)對(duì)被提供給應(yīng)用內(nèi)插算法的配準(zhǔn)邏輯34。在下面進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，內(nèi)插算法包括限定具有多個(gè)未知數(shù)的多個(gè)方程，然后對(duì)這些未知數(shù)求解。采集到的基準(zhǔn)對(duì)提供了在對(duì)這些未知數(shù)求解時(shí)涉及的一些信息。方程中給出的各項(xiàng)包括對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并且為這些系數(shù)確定的值(即，在解這組方程時(shí))被反映在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)40中。采集到的基準(zhǔn)對(duì)還可以包括反映在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)38中的一組參考坐標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，配準(zhǔn)階段完成。
[0035]在實(shí)時(shí)一即，在治療期間或配準(zhǔn)階段之后的其它階段一內(nèi)插邏輯36可以連續(xù)地接收來(lái)自MPS12的坐標(biāo)。所述坐標(biāo)可以從單系統(tǒng)裝置26、雙系統(tǒng)裝置24、或者與MPS12兼容的另一(基于電阻抗的)醫(yī)療裝置導(dǎo)出。如上所述，內(nèi)插邏輯36被配置為將內(nèi)插函數(shù)(其利用參考坐標(biāo)38和系數(shù)40)應(yīng)用于接收到的坐標(biāo)系14中的每個(gè)坐標(biāo)并且輸出坐標(biāo)系18中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。結(jié)果，系統(tǒng)10可以在坐標(biāo)系18中實(shí)時(shí)地有效地操作MPS12。因此，系統(tǒng)10利用了 MPS12的能力以同時(shí)確定多個(gè)電極在多個(gè)裝置上的位置，并且同時(shí)得益于坐標(biāo)系18的標(biāo)準(zhǔn)正交性和患者獨(dú)立性。例如，為了生成解剖特征的幾何模型或表面標(biāo)測(cè)圖的目的在坐標(biāo)系14中采集到的位置數(shù)據(jù)，將利用改善的與相同解剖特征的實(shí)際圖像的對(duì)應(yīng)性示出(即，沒(méi)有失真)。在實(shí)時(shí)操作中，MPS16可以從系統(tǒng)10移除、停用或不使用，或者可以繼續(xù)用于獲取位置數(shù)據(jù)。
[0036]基于電阻抗的MPS。圖2是示出了 MPS12的基于電阻抗的示例性實(shí)施例(表示為系統(tǒng)50 (即，可以用于系統(tǒng)10—圖1))的圖解示圖。系統(tǒng)50可以包括本領(lǐng)域中已知的各種可視化、標(biāo)測(cè)和導(dǎo)航部件，包括例如在市場(chǎng)上可以從圣猶達(dá)醫(yī)療公司得到的EnSite?電解剖標(biāo)測(cè)系統(tǒng)，或者是通常通過(guò)參考如下專利可以看到的=Hauck等人的名稱為“Method andApparatus for Catheter Navigation and Location and Mapping in the Heart，，的美國(guó)專利 N0.7，263，397,或 Hauck 的名稱為 “Method of Scaling Navigation Signals toAccount for Impedance Drift in Tissue”的
【發(fā)明者】E·S·奧爾森, C·卡博納拉, L·A·科拉克, D·R·斯塔克斯 申請(qǐng)人:圣猶達(dá)醫(yī)療用品電生理部門有限公司