使用位置和力測(cè)量來(lái)估算組織厚度的制作方法
【專利摘要】一種方法包括：將醫(yī)療探針的遠(yuǎn)端壓靠在體腔的壁上，以及從所述探針接收由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力的第一測(cè)量。所述方法還包括：從所述探針接收第二測(cè)量，所述第二測(cè)量指示所述壁響應(yīng)于所述力的位移。所述方法還包括：基于所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量估算所述壁的厚度。
【專利說(shuō)明】使用位置和力測(cè)量來(lái)估算組織厚度
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及侵入性探針，且具體地涉及基于從侵入性探針接收到的位置和接觸力測(cè)量來(lái)估算組織厚度。
【背景技術(shù)】
[0002]廣泛的醫(yī)療手術(shù)涉及將物體(諸如傳感器、管、導(dǎo)管、分配裝置和植入物)放入患者體內(nèi)。已經(jīng)開發(fā)出了用于跟蹤這樣的物體的位置感測(cè)系統(tǒng)。磁性位置感測(cè)是本領(lǐng)域已知的方法之一。在磁性位置感測(cè)中，通常將磁場(chǎng)發(fā)生器放在患者外部的已知位置處。在探針的遠(yuǎn)端內(nèi)的磁場(chǎng)傳感器響應(yīng)于這些磁場(chǎng)而產(chǎn)生電信號(hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理以確定探針的遠(yuǎn)端的位置坐標(biāo)。這些方法和系統(tǒng)描述于:美國(guó)專利5，391，199,6, 690, 963,6, 484，118、6，239，724,6, 618，612 和 6，332，089，PCT 國(guó)際公開 W01996/005768,和美國(guó)專利申請(qǐng)公開2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1，它們的公開內(nèi)容都通過(guò)引用并入本文。[0003]當(dāng)將探針?lè)湃塍w內(nèi)時(shí)，可能合乎需要的是，使所述探針的遠(yuǎn)側(cè)末端與身體組織直接接觸。所述接觸可以如下驗(yàn)證:例如，通過(guò)測(cè)量遠(yuǎn)側(cè)末端和身體組織之間的接觸壓力。美國(guó)專利申請(qǐng)公開2007/0100332、2009/0093806和2009/0138007 (其公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文)描述了使用嵌入導(dǎo)管中的力傳感器感測(cè)導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)末端和體腔中的組織之間的接觸壓力的方法。
[0004]一些探針包括力傳感器和位置傳感器。美國(guó)專利申請(qǐng)13/152，423(其公開內(nèi)容也通過(guò)引用并入本文)描述了一種用于檢測(cè)組織中的隆起物的方法(由于探針的遠(yuǎn)側(cè)末端向所述組織施加的力)，其中使用從包括位置傳感器和力傳感器的探針接收到的位置和力測(cè)量。
[0005]通過(guò)引用并入本專利申請(qǐng)中的文件應(yīng)當(dāng)視作本申請(qǐng)的組成部分，除了下述情況以外:在這些并入的文件中以與在本說(shuō)明書中明確地或暗示地給出的定義沖突的方式定義任何術(shù)語(yǔ)，此時(shí)僅應(yīng)當(dāng)考慮在本說(shuō)明書中的定義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種方法，所述方法包括:
[0007]將醫(yī)療探針的遠(yuǎn)端壓靠在體腔的壁上；
[0008]從所述探針接收由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力的第一測(cè)量；
[0009]從所述探針接收指示所述壁響應(yīng)于所述力的位移的第二測(cè)量；以及
[0010]基于所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量估算所述壁的厚度。
[0011]通常，所述探針包括導(dǎo)管。
[0012]在公開的實(shí)施例中，所述方法包括，在將所述探針的遠(yuǎn)端壓靠在所述壁上之前，初始化一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣，校準(zhǔn)矩陣中的每一個(gè)與一種組織的類型相關(guān)聯(lián)。通常，所述組織的類型選自包含動(dòng)脈組織和心內(nèi)膜組織的列表。[0013]初始化給定的校準(zhǔn)矩陣可以包括:將力值、位移值和相關(guān)聯(lián)的厚度值存儲(chǔ)至所述校準(zhǔn)矩陣的每個(gè)元素。
[0014]在另一個(gè)公開的實(shí)施例中，估算壁的厚度包括:在給定的校準(zhǔn)矩陣中識(shí)別所述校準(zhǔn)矩陣的給定元素，所述給定元素具有與所述第一測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定力值和與所述第二測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定位移值，以及從所識(shí)別的矩陣元素檢索厚度值。
[0015]估算壁的厚度可以包括:在存儲(chǔ)在兩個(gè)校準(zhǔn)矩陣元素中的厚度值之間內(nèi)插。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括，在初始化所述一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣之后且在估算壁的厚度之前，選擇與所述體腔的壁相對(duì)應(yīng)的組織的類型相關(guān)聯(lián)的給定的校準(zhǔn)矩陣。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括，在選擇給定的校準(zhǔn)矩陣之前，基于所述遠(yuǎn)端的位置來(lái)識(shí)別所述組織的類型。
[0016]在一個(gè)替代實(shí)施例中，接收指示位移的所述第二測(cè)量包括:當(dāng)所述探針接合所述壁時(shí)，從所述探針接收指示所述探針的第一位置的第一位置測(cè)量，當(dāng)所述遠(yuǎn)端向所述壁施加力時(shí)，接收指示所述探針的第二位置的第二位置測(cè)量，以及計(jì)算所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了醫(yī)療設(shè)備，其包括:
[0018]探針，其具有被配置成插入具有壁的體腔中的遠(yuǎn)端，所述探針包括:
[0019]在所述遠(yuǎn)端中的力傳感器，其被配置成產(chǎn)生第一信號(hào)，所述第一信號(hào)指示由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力；和
[0020]在所述遠(yuǎn)端中的位置傳感器，其被配置成產(chǎn)生第二信號(hào)，所述第二信號(hào)指示所述遠(yuǎn)端在所述體腔內(nèi)的位置；和
[0021]處理器，聯(lián)接處理器以接收和處理來(lái)自所述探針的所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)，以便估算所述壁的厚度。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供了一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，其與探針結(jié)合地運(yùn)行，所述探針被配置成插入患者體腔中，且包括:位置傳感器，其用于測(cè)量所述探針的遠(yuǎn)端在所述體腔內(nèi)的位置；和力傳感器，其用于測(cè)量所述遠(yuǎn)端和所述體腔的壁之間的力，所述產(chǎn)品包括非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述介質(zhì)中存儲(chǔ)了程序指令，當(dāng)被計(jì)算機(jī)讀取時(shí)，所述指令導(dǎo)致計(jì)算機(jī)在將所述遠(yuǎn)端壓靠在所述壁上的同時(shí)從所述探針接收由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力的第一測(cè)量，從所述探針接收指示所述壁響應(yīng)于所述力的位移的第二測(cè)量，以及基于所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量估算所述壁的厚度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]在本文中僅僅作為示例參考附圖描述了公開內(nèi)容，其中:
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，被配置成估算組織厚度的醫(yī)療系統(tǒng)的示意圖示；
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，顯示壓敏導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分的細(xì)節(jié)的示意側(cè)視圖；
[0026]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示意地示出校準(zhǔn)導(dǎo)管的方法的流程圖；
[0027]圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)部分向組織施加的力引起的組織位移的示意細(xì)節(jié)圖示；并且[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示意地示出基于從導(dǎo)管接收到的位置和力測(cè)量來(lái)估算組織厚度的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]鍵
[0030]多種診斷和治療操作(諸如心臟消融和心內(nèi)電標(biāo)測(cè))使用侵入性探針(諸如導(dǎo)管)，其遠(yuǎn)側(cè)末端配有至少一個(gè)電極。當(dāng)將所述探針壓靠在體腔的壁(在本文中也稱作組織)上時(shí)，所述電極通常運(yùn)行。在這些操作中，經(jīng)常重要的是，確定所述探針在體腔中的精確位置，和所述遠(yuǎn)側(cè)末端在體腔壁上施加的力。因此，一些導(dǎo)管包含位置傳感器和力傳感器，所述位置傳感器用于確定所述遠(yuǎn)側(cè)末端的位置，所述力傳感器用于測(cè)量由所述探針在體內(nèi)組織(諸如心內(nèi)膜)上施加的力。[0031 ] 在消融操作過(guò)程中，在本發(fā)明的實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)要消融的組織的厚度。向薄組織施加(通過(guò)遠(yuǎn)側(cè)末端)過(guò)大的力可能導(dǎo)致穿孔，且另一方面，向較厚的組織施加過(guò)小的力在通過(guò)電來(lái)分離組織區(qū)域時(shí)可能是無(wú)效的。
[0032]由于操作員將探針的遠(yuǎn)側(cè)末端壓靠在體腔壁上，本發(fā)明的實(shí)施例提供了基于從所述探針內(nèi)的傳感器接收到的位置和力測(cè)量來(lái)估算體腔壁的厚度的方法和系統(tǒng)。所述接收到的力測(cè)量指示由遠(yuǎn)側(cè)末端在體腔壁上施加的力，且所述位置測(cè)量指示所述壁響應(yīng)于施加的力的位移。如在下文中詳細(xì)解釋的，可以如下估算組織厚度:用力和位移值定位校準(zhǔn)矩陣中的項(xiàng)目，所述力和位移值與從探針接收到的力和位移測(cè)量相對(duì)應(yīng)。醫(yī)療系統(tǒng)可以使用并入本發(fā)明實(shí)施例的組織厚度測(cè)量替代或補(bǔ)充組織厚度測(cè)量的其它已知方法，諸如磁共振成像(MRI)或計(jì)算機(jī)化斷層攝影(CT)。
[0033]系統(tǒng)描沭
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，被配置成估算組織厚度的醫(yī)療系統(tǒng)20的示意圖不。系統(tǒng) 20 可以基于例如由 Biosense Webster Inc.(Diamond Bar, California)生產(chǎn)的CARTO?系統(tǒng)。系統(tǒng)20包括探針22(諸如導(dǎo)管)和控制臺(tái)24。在下文所描述的實(shí)施例中，假定探針22用于診斷性或治療性處理，諸如對(duì)心臟26中的電勢(shì)進(jìn)行標(biāo)測(cè)或執(zhí)行心臟組織的消融?？商鎿Q地，在細(xì)節(jié)上做必要的修正后，探針22可以用于在心臟中或在其它身體器官中的其它治療和/或診斷目的。
[0035]操作員28(諸如心臟病專家)將探針22插入患者30的血管系統(tǒng)中，使得探針22的遠(yuǎn)端32進(jìn)入心臟26的室中。操作員28使探針22前進(jìn)，使得探針22的遠(yuǎn)側(cè)末端34接合心內(nèi)膜組織的一個(gè)或多個(gè)期望的位置。探針22通常在它的近端處通過(guò)合適的連接件連接至控制臺(tái)24。
[0036]控制臺(tái)24通常使用磁性位置感測(cè)來(lái)確定遠(yuǎn)端32在心臟26中的位置坐標(biāo)。為了確定位置坐標(biāo)，控制臺(tái)24中的驅(qū)動(dòng)電路36驅(qū)動(dòng)場(chǎng)發(fā)生器38在患者30的體內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。通常，場(chǎng)發(fā)生器38包括線圈，所述線圈置于患者軀干下面在患者30外部的已知位置處。這些線圈以預(yù)定義的工作體積產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述工作體積包含心臟26。在探針22的遠(yuǎn)端32內(nèi)的磁場(chǎng)傳感器62 (傳感器62在圖2中更詳細(xì)地顯示)響應(yīng)于這些磁場(chǎng)而產(chǎn)生電信號(hào)。信號(hào)處理器40處理這些信號(hào)以確定遠(yuǎn)端32的位置坐標(biāo)，通常包括位置和取向坐標(biāo)。在上文中描述的位置感測(cè)方法在上述CART0?系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，并且詳細(xì)地描述于上面引用的專利和專利申請(qǐng)中。
[0037]信號(hào)處理器40通常包括通用計(jì)算機(jī)，其具有合適的前端和接口電路，用于接收來(lái)自所述探針22的信號(hào)和控制所述控制臺(tái)24的其它部件。處理器40可以在軟件中程序化以實(shí)現(xiàn)本文中描述的功能。例如，所述軟件可以以電子形式從網(wǎng)絡(luò)下載至控制臺(tái)24，或者它可以提供在非臨時(shí)性有形介質(zhì)(諸如光、磁或電子存儲(chǔ)介質(zhì))上?？商鎿Q地，處理器40的一些或全部功能可以由專用的或可編程的數(shù)字硬件部件實(shí)現(xiàn)。
[0038]輸入/輸出(I/O)接口 42使控制臺(tái)24能夠與探針22相互作用。基于從探針22接收到的信號(hào)(經(jīng)由接口 42和系統(tǒng)20的其它部件)，處理器40驅(qū)動(dòng)顯示器44給操作員30呈現(xiàn)圖像46，所述圖像46顯示了遠(yuǎn)端32在患者體內(nèi)的位置以及關(guān)于在進(jìn)行中的操作的狀態(tài)信息和指導(dǎo)。
[0039]在本實(shí)施例中，在認(rèn)為導(dǎo)管壓靠在心臟26的心內(nèi)膜組織上的階段中，處理器40監(jiān)測(cè)從遠(yuǎn)端32內(nèi)的位置傳感器62和力傳感器64 (力傳感器64更詳細(xì)地顯示在圖2中)接收到的測(cè)量。如在下文中解釋的，當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠心內(nèi)膜組織時(shí)，處理器40可以基于從探針的位置和力傳感器接收到的測(cè)量確定所述組織的厚度。
[0040]處理器40將代表圖像46的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器48中。在一些實(shí)施例中，操作員28可以使用一個(gè)或多個(gè)輸入裝置50操作圖像46。
[0041]可替換地或額外地，系統(tǒng)20可以包括自動(dòng)化機(jī)構(gòu)(未示出)，用于調(diào)遣和操作在患者30體內(nèi)的探針22。這樣的機(jī)構(gòu)通常能夠控制探針22的縱向運(yùn)動(dòng)(前進(jìn)/后退)和所述探針的遠(yuǎn)端32的橫向運(yùn)動(dòng)(偏轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)向)。在這樣的實(shí)施例中，處理器40基于由探針中的磁場(chǎng)傳感器提供的信號(hào)而產(chǎn)生用于控制探針22的運(yùn)動(dòng)的控制輸入。
[0042]盡管圖1顯示了一種特定系統(tǒng)構(gòu)型，還可以采用其它系統(tǒng)構(gòu)型來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，并且因而被視作在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)。例如，使用除了上述磁場(chǎng)傳感器以外的類型的位置轉(zhuǎn)換器，諸如基于阻抗的位置傳感器或超聲位置傳感器，可以應(yīng)用下文所述的方法。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“位置轉(zhuǎn)換器”表示安裝在探針22上的元件，其導(dǎo)致控制臺(tái)24接收指示該元件的坐標(biāo)的信號(hào)。所述位置轉(zhuǎn)換器因而可以包括在探針上的接收器，所述接收器基于所述轉(zhuǎn)換器接收到的能量而給控制單元產(chǎn)生位置信號(hào)；或者它可以包括變送器，所述變送器發(fā)送由在所述探針外部的接收器感測(cè)的能量。此外，下文所述的方法可以類似地用于治療和診斷應(yīng)用，其中不僅使用導(dǎo)管，而且使用其它類型的探針，二者均用于心臟和其它身體器官和區(qū)域中。
[0043]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，探針22的遠(yuǎn)端32的示意剖視圖。具體地，圖2顯示了用于治療和/或診斷活動(dòng)的遠(yuǎn)端32的功能元件。在所述探針的遠(yuǎn)側(cè)末端34處的電極60(例如，消融電極)通常由金屬材料(諸如鉬/銥合金或其它合適的材料)制成。可替換地，沿著探針長(zhǎng)度的多個(gè)電極(未示出)可以用于此目的。
[0044]位置傳感器62將信號(hào)傳送至控制臺(tái)24，所述信號(hào)指示遠(yuǎn)端32的位置坐標(biāo)。位置傳感器62可以包括一個(gè)或多個(gè)微型線圈，且通常包括多個(gè)沿著不同軸線定向的線圈?？商鎿Q地，位置傳感器62可以包括另一類磁性傳感器(即充當(dāng)位置轉(zhuǎn)換器的電極)或其它類型的位置轉(zhuǎn)換器(諸如基于阻抗的位置傳感器或超聲位置傳感器)。盡管圖2顯示了具有單個(gè)位置傳感器的探針，本發(fā)明的實(shí)施例可以利用具有超過(guò)一個(gè)位置傳感器的探針。
[0045]在一個(gè)替代實(shí)施例中，位置傳感器62和磁場(chǎng)發(fā)生器38的作用可以顛倒。換而言之，驅(qū)動(dòng)電路36可以驅(qū)動(dòng)在遠(yuǎn)端32中的磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)。發(fā)生器38中的線圈可以被配置成感測(cè)所述磁場(chǎng)并產(chǎn)生指示這些磁場(chǎng)的分量的振幅的信號(hào)。處理器40接收和處理這些信號(hào)，以確定遠(yuǎn)端32在心臟26內(nèi)的位置坐標(biāo)。
[0046]力傳感器64如下測(cè)量由遠(yuǎn)側(cè)末端34向心臟26的心內(nèi)膜組織施加的力:將信號(hào)傳送至控制臺(tái)，所述信號(hào)指示由遠(yuǎn)側(cè)末端在體內(nèi)組織上施加的力。在一個(gè)實(shí)施例中，所述力傳感器可以包括通過(guò)遠(yuǎn)端32中的彈簧連接的磁場(chǎng)變送器和接收器，且可以基于測(cè)量的彈簧偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生所述力的指示。這類探針和力傳感器的其它細(xì)節(jié)描述于美國(guó)專利申請(qǐng)公開2009/0093806和2009/0138007中，其公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本文?？商鎿Q地，遠(yuǎn)端32可以包括另一類力傳感器。
[0047]組織厚度估算
[0048]在執(zhí)行醫(yī)療手術(shù)(諸如心臟消融)之前，通常使用在下文中描述的實(shí)施例校準(zhǔn)探針22。在醫(yī)療手術(shù)過(guò)程中，處理器40可以利用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以便基于從探針22接收到的力和位移測(cè)量(即，當(dāng)所述探針壓靠在體腔的壁上時(shí))估算組織厚度。
[0049]圖3是示意地示出校準(zhǔn)探針22的方法的流程圖，且圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由遠(yuǎn)側(cè)末端34施加的力引起的體腔壁90中的位移92的示意詳圖。在本文的描述中，不同的體腔壁90和不同的位移92可以分別通過(guò)向標(biāo)識(shí)數(shù)字附加字母來(lái)識(shí)別，使得體腔壁90包括體腔壁90A和體腔壁90B，且位移92包括位移92A (在圖4A中也用Λ X1指示)和位移92Β(在圖4Β中也用八義2指示)。在下文中詳細(xì)描述了計(jì)算八乂1和Δχ2。
[0050]在第一步70中，操作員28選擇具有第一已知厚度的第一體腔壁90。在力施加步驟72中，操作員首先定位探針22，使得遠(yuǎn)側(cè)末端34接合選擇的體腔壁，然后將所述遠(yuǎn)側(cè)末端壓靠在所述壁上。將遠(yuǎn)側(cè) 末端34壓靠在體腔壁90上會(huì)導(dǎo)致壁90響應(yīng)于由遠(yuǎn)側(cè)末端在壁上施加的力的位移92。
[0051]隨著操作員28定位探針22，位置傳感器62輸出指示遠(yuǎn)側(cè)末端34的位置的信號(hào)。另外，隨著操作員將遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠在選擇的體腔壁上，力傳感器64輸出指示由遠(yuǎn)側(cè)末端在所述壁上施加的力的信號(hào)。所述位置和力信號(hào)(分別提供位置和力測(cè)量)被傳送至醫(yī)療系統(tǒng)20。
[0052]當(dāng)操作員28將遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠在選擇的體腔壁上時(shí)，處理器40在第一收集步驟74中收集來(lái)自傳感器64的第一信號(hào),其指不由遠(yuǎn)側(cè)末端在所述壁上施加的力。處理器40還在第二收集步驟76中收集來(lái)自傳感器62的第二信號(hào)，其指示遠(yuǎn)側(cè)末端34的位置。由所述信號(hào)指示的位置包括第一位置和第二位置，所述第一位置包括遠(yuǎn)側(cè)末端34最初與選擇的體腔壁接合的地方，所述第二位置包括在操作員將遠(yuǎn)側(cè)末端壓靠在壁上以后所述遠(yuǎn)側(cè)末端的位置。位移92包括所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
[0053]在校準(zhǔn)步驟78中，處理器42基于收集的位置和力測(cè)量而產(chǎn)生校準(zhǔn)矩陣項(xiàng)目。為了建立所述校準(zhǔn)矩陣元素，處理器42針對(duì)從位置傳感器62接收的位置測(cè)量和從力傳感器64接收的力測(cè)量來(lái)標(biāo)測(cè)體腔壁90的已知厚度。因此，每個(gè)校準(zhǔn)矩陣元素通常包括力值、位移值和相關(guān)聯(lián)的厚度值。可替換地，所述厚度、力和位移值可以存儲(chǔ)為值范圍。例如，就
1.8-2.0之間的范圍而言，可以將所述值范圍在校準(zhǔn)矩陣中存儲(chǔ)為該范圍的下閾值和上閾值(例如，1.8,2.2)，或者存儲(chǔ)為該范圍的中點(diǎn)并從該中點(diǎn)添加和減去所述值(2.0,0.2)。
[0054]在第一對(duì)比步驟80中，如果需要選擇的體腔壁的額外校準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)選擇的體腔壁，那么在提示步驟82中，控制臺(tái)24會(huì)提示操作員28改變由遠(yuǎn)側(cè)末端34在選擇的體腔壁上施加的力(即，施加更小或更大的力)，并且所述方法繼續(xù)進(jìn)行步驟72。例如，為了準(zhǔn)確地校準(zhǔn)給定體腔壁，處理器40可能需要至少收集確定數(shù)目的力(和位移)值，所述值在給定醫(yī)療手術(shù)常用的范圍內(nèi)。如果不需要針對(duì)選擇的體腔壁的額外校準(zhǔn)，那么在第二對(duì)比步驟84中，控制臺(tái)24提示操作員28以確定是否存在要校準(zhǔn)的額外體腔壁。
[0055]通過(guò)需要額外體腔壁來(lái)校準(zhǔn)探針22，那么在選擇步驟86中，控制臺(tái)24提示操作員28以選擇具有不同已知厚度的不同體腔壁90，并且所述方法繼續(xù)進(jìn)行步驟72。當(dāng)不需要額外體腔壁來(lái)校準(zhǔn)探針22時(shí)，該方法結(jié)束。
[0056]在一些實(shí)施例中，操作員28可以決定在上述的對(duì)比步驟中是否需要額外校準(zhǔn)(即，在步驟80和84中)。在替代實(shí)施例中，在處理器40上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序可以確定是否需要進(jìn)一步校準(zhǔn)。
[0057]在校準(zhǔn)過(guò)程中，操作員28可以選擇多種不同類型的體腔壁90，因?yàn)椴煌愋偷慕M織可能產(chǎn)生不同的校準(zhǔn)表。例如，心內(nèi)膜的特定部位產(chǎn)生的校準(zhǔn)矩陣可能不同于動(dòng)脈的校準(zhǔn)矩陣，通常因?yàn)椴煌M織的不同彈性。使用在上文中描述的步驟，可以建立不同類型的組織的校準(zhǔn)矩陣集合，其中給定的校準(zhǔn)矩陣與給定組織類型相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，所述校準(zhǔn)矩陣集合可以存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器48?？商鎿Q地，所述校準(zhǔn)矩陣可以存儲(chǔ)至聯(lián)接到探針22 (未示出)的存儲(chǔ)器。
[0058]在圖4A和4B所示的實(shí)例中，操作員28施加相同的力向量F(如通過(guò)力傳感器64所測(cè)得)，所述力向量F與具有不同厚度(分別是T1和T2)的壁90A和90B正交。如上所述，處理器40可以如下測(cè)量組織中的位移:識(shí)別當(dāng)遠(yuǎn)側(cè)末端首先接合給定組織時(shí)遠(yuǎn)側(cè)末端34的第一位置；和識(shí)別當(dāng)由遠(yuǎn)側(cè)末端在給定組織上施加的力為F時(shí)的第二位置。第一位置和第二位置之間的差異(即，位移)是Ax1 (在圖4A中)和Ax2(在圖4B中)。如在圖中所示的實(shí)例所示出的，在組織厚度和組織位移之間存在關(guān)聯(lián)。換而言之，如果由遠(yuǎn)側(cè)末端34施加相同的力向量F，在薄體腔壁90A中產(chǎn)生的位移Λ X1通常大于在厚體腔壁90B中的位移 Δ χ2。
[0059]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示意地示出基于由探針22傳遞的位置和力測(cè)量來(lái)估算組織厚度的方法的示意流程圖。在第一步100中，操作員28將遠(yuǎn)端32放入給定體腔(例如，心臟26)內(nèi)，并將遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠在給定體腔壁90上。如上面解釋的，存在多個(gè)校準(zhǔn)矩陣，它們?yōu)樵卺t(yī)療手術(shù)中可以遇到的不同類型的組織而定義。因此，在將遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠在給定體腔壁90上之前，操作員28可以使用輸入裝置50識(shí)別體腔中的組織的類型。響應(yīng)于操作員對(duì)組織的類型的識(shí)別，處理器40可以選擇與識(shí)別的組織相關(guān)聯(lián)的給定的校準(zhǔn)矩陣。在一個(gè)替代實(shí)施例中，處理器40可以基于遠(yuǎn)側(cè)末端34的位置而識(shí)別所述組織的類型。
[0060]當(dāng)操作員28將遠(yuǎn)側(cè)末端34壓靠在給定體腔壁上時(shí)，處理器40在第一收集步驟102中收集來(lái)自傳感器64的第一信號(hào),其指不由遠(yuǎn)側(cè)末端在所述壁上施加的力。處理器40還在第二收集步驟104中收集來(lái)自傳感器62的第二信號(hào)，其指示遠(yuǎn)側(cè)末端34的位置。由所述信號(hào)指示的位置包括第一位置和第二位置，所述第一位置包括遠(yuǎn)側(cè)末端34最初與給定體腔壁接合的地方，所述第二位置包括在操作員將遠(yuǎn)側(cè)末端壓靠在壁上以后所述遠(yuǎn)側(cè)末端的位置。如上面所解釋的，位移92 (響應(yīng)于施加的力)包括所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
[0061]在估算步驟106中，處理器40識(shí)別校準(zhǔn)矩陣中具有與所述收集的力和所述位移測(cè)量對(duì)應(yīng)的力和位移值的元素，并從所識(shí)別的校準(zhǔn)矩陣元素檢索厚度值，所述方法結(jié)束。在收集的力和位移測(cè)量的對(duì)應(yīng)值沒(méi)有在校準(zhǔn)矩陣中明確發(fā)現(xiàn)的情況下，處理器40可以如下估算厚度:基于在所述校準(zhǔn)矩陣中發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)力和/或位移值之間的內(nèi)插，計(jì)算厚度。
[0062]應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅以舉例的方式進(jìn)行引用，且本發(fā)明并不限于上面具體示出和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括在上文中描述的多個(gè)特征的組合和子組合以及它們的變型和修改，所述變型和修改在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀前述描述以后會(huì)得出，并且沒(méi)有公開在現(xiàn)有技術(shù)中。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 將醫(yī)療探針的遠(yuǎn)端壓靠在體腔的壁上； 從所述探針接收由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力的第一測(cè)量； 從所述探針接收指示所述壁響應(yīng)于所述力的位移的第二測(cè)量；以及 基于所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量估算所述壁的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述探針包括導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，并且包括在將所述探針的所述遠(yuǎn)端壓靠在所述壁上之前，初始化一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣，所述校準(zhǔn)矩陣中的每一個(gè)與一種組織的類型相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述組織的類型選自包含動(dòng)脈組織和心內(nèi)膜組織的列表。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中初始化給定的校準(zhǔn)矩陣包括:將力值、位移值和相關(guān)聯(lián)的厚度值存儲(chǔ)至所述校準(zhǔn)矩陣的每個(gè)元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中估算所述壁的所述厚度包括:在給定的校準(zhǔn)矩陣中識(shí)別所述校準(zhǔn)矩陣的給定元素，所述給定元素具有與所述第一測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定力值和與所述第二測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定位移值，以及從所識(shí)別的矩陣元素檢索所述厚度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中估算所述壁的所述厚度包括:在存儲(chǔ)在兩個(gè)校準(zhǔn)矩陣元素中的厚度值之間內(nèi)插。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，并且包括在初始化所述一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣之后且在估算所述壁的所述厚度之前，選擇與所述體腔的所述壁相對(duì)應(yīng)的所述組織的類型相關(guān)聯(lián)的給定的校準(zhǔn)矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，并且包括在選擇所述給定的校準(zhǔn)矩陣之前，基于所述遠(yuǎn)端的位置來(lái)識(shí)別所述組織的類型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收指示所述位移的所述第二測(cè)量包括:當(dāng)所述探針接合所述壁時(shí)，從所述探針接收指示所述探針的第一位置的第一位置測(cè)量，當(dāng)所述遠(yuǎn)端向所述壁施加力時(shí)，接收指示所述探針的第二位置的第二位置測(cè)量，以及計(jì)算所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
11.醫(yī)療設(shè)備，包括: 探針，所述探針具有被配置成插入具有壁的體腔中的遠(yuǎn)端，所述探針包括: 在所述遠(yuǎn)端中的力傳感器，所述力傳感器被配置成產(chǎn)生第一信號(hào)，所述第一信號(hào)指示由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力；和 在所述遠(yuǎn)端中的位置傳感器，所述位置傳感器被配置成產(chǎn)生第二信號(hào)，所述第二信號(hào)指示所述遠(yuǎn)端在所述體腔內(nèi)的位置；和 處理器，聯(lián)接所述處理器以接收和處理來(lái)自所述探針的所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，以便估算所述壁的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成處理所述第二信號(hào)，以發(fā)現(xiàn)所述壁響應(yīng)于所述力的位移，并使用所述位移估算所述壁的所述厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中在產(chǎn)生所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)之前，所述處理器被配置成初始化一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣，所述校準(zhǔn)矩陣中的每一個(gè)與一種組織的類型相關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成從包括動(dòng)脈組織和心內(nèi)膜組織的列表中選擇所述組織的類型。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成通過(guò)將力值、位移值和相關(guān)聯(lián)的厚度值存儲(chǔ)至所述校準(zhǔn)矩陣的每個(gè)元素來(lái)初始化給定的校準(zhǔn)矩陣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成如下估算所述壁的所述厚度:在給定的校準(zhǔn)矩陣中識(shí)別所述校準(zhǔn)矩陣的給定元素，所述給定元素具有與所述第一測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定力值和與所述第二測(cè)量對(duì)應(yīng)的給定位移值，以及從所識(shí)別的矩陣元素檢索厚度值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成通過(guò)在存儲(chǔ)在兩個(gè)校準(zhǔn)矩陣元素中的厚度值之間內(nèi)插來(lái)估算所述壁的所述厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中在初始化所述一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)矩陣之后且在估算所述壁的所述厚度之前，所述處理器被配置成選擇與所述體腔的所述壁相對(duì)應(yīng)的所述組織的類型相關(guān)聯(lián)的給定的校準(zhǔn)矩陣。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中在選擇所述給定的校準(zhǔn)矩陣之前，所述處理器被配置成基于所述遠(yuǎn)端的所述位置來(lái)識(shí)別所述組織的類型。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述處理器被配置成如下接收指示位移的所述第二測(cè)量:當(dāng)所述探針接合所述壁時(shí)，從所述探針接收指示所述探針的第一位置的第一位置測(cè)量，當(dāng)所述遠(yuǎn)端向所述壁施加力時(shí)，接收指示所述探針的第二位置的第二位置測(cè)量，以及計(jì)算所述第一位置和所述第二位置之間的距離。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述探針包括導(dǎo)管。
22.—種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，與探針結(jié)合地運(yùn)行，所述探針被配置成插入患者體腔中，并且其包括:位置傳感器，所述位置傳感器用于測(cè)量所述探針的遠(yuǎn)端在所述體腔內(nèi)的位置；和力傳感器，所述力傳感器用于測(cè)量所述遠(yuǎn)端和所述體腔的壁之間的力，所述產(chǎn)品包括非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述介質(zhì)中存儲(chǔ)了程序指令，當(dāng)被計(jì)算機(jī)讀取時(shí)，所述指令導(dǎo)致所述計(jì)算機(jī)在將所述遠(yuǎn)端壓靠在所述壁上的同時(shí)從所述探針接收由所述遠(yuǎn)端施加在所述壁上的力的第一測(cè)量，從所述探針接收指示所述壁響應(yīng)于所述力的位移的第二測(cè)量，以及基于所述第一測(cè)量和所述第二測(cè)量估算所述壁的厚度。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK103829942SQ201310585749
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】D.M.路德溫, A.戈瓦里, A.特格曼, Y.馬克比利, E.齊諾 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司