本專利申請要求2015年9月4日提交的美國臨時(shí)專利申請62/214,257的權(quán)益，該臨時(shí)專利申請以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及醫(yī)學(xué)成像，并且具體地，涉及用于校正附連到患者的皮膚貼片的不一致的基于場的位置坐標(biāo)的方法。

背景技術(shù)：

各種醫(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置于身體內(nèi)。在這些手術(shù)期間，實(shí)時(shí)成像方法常常用于幫助醫(yī)生使物體及其周圍事物可視化。然而，在大多數(shù)情況下，實(shí)時(shí)三維成像為不可能或不理想的。相反，常常使用用于獲得內(nèi)部物體實(shí)時(shí)空間坐標(biāo)的系統(tǒng)。

授予Govari等人的美國專利申請2007/0016007描述了一種混合的基于場和基于阻抗的方位感測系統(tǒng)，該專利申請的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。該系統(tǒng)包括能夠引入受檢者的體腔中的探頭。

授予Gilboa的美國專利6,574,498描述了一種用于確定工件在不透明體腔內(nèi)的方位的系統(tǒng)，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。該系統(tǒng)要求使用與一次場相互作用的傳感器，以及與二次場相互作用的若干傳感器。

授予Pfeiffer等人的美國專利5,899,860描述了一種用于確定患者體內(nèi)的導(dǎo)管方位的系統(tǒng)，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。通過來源于接收到的方位信號的校正方位與已知的真實(shí)校正方位之間的差值確定校正函數(shù)，因此可在后續(xù)的測量步驟中根據(jù)校正函數(shù)校正來源于接收到的方位信號的導(dǎo)管方位。

以引用方式并入本專利申請的文獻(xiàn)將視為本專利申請的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻(xiàn)中定義的任何術(shù)語與在本說明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應(yīng)只考慮本說明書中的定義。

以上描述給出了本領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)的總體概述，不應(yīng)當(dāng)被解釋為承認(rèn)了其包含的任何信息構(gòu)成對抗本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，提供了一種利用固定到受檢者的身體表面的貼片陣列來感測的方法，所述貼片包括與所述表面接觸的相應(yīng)電極，并且所述貼片中的至少一個(gè)包括被配置成響應(yīng)于被施加到身體的磁場而輸出信號的貼片傳感器，所述方法包括在第一時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于阻抗的位置坐標(biāo)；在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)；計(jì)算第一基于場的位置坐標(biāo)與第一基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第一關(guān)系以及第二基于場的位置坐標(biāo)與第二基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第二關(guān)系；當(dāng)在第二關(guān)系與第一關(guān)系之間存在差別時(shí)，計(jì)算響應(yīng)于所述差別的基于場的位置坐標(biāo)校正；以及基于響應(yīng)于施加的磁場而從磁跟蹤傳感器接收到的信號來施加基于場的位置坐標(biāo)校正以跟蹤身體內(nèi)的磁跟蹤傳感器的方位。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，給定貼片的第一關(guān)系可包括給定貼片的第一基于阻抗的位置坐標(biāo)至給定貼片的第一基于場的位置坐標(biāo)之間的第一距離和第一取向，并且給定貼片的第二關(guān)系可包括給定貼片的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)至給定貼片的第二基于場的位置坐標(biāo)之間的第二距離和第二取向。在一些實(shí)施方案中，用于給定貼片的第二基于場的位置坐標(biāo)的基于場的位置坐標(biāo)校正包括第一距離和第一取向，并且施加基于場的位置坐標(biāo)校正包括基于第二基于阻抗的位置坐標(biāo)以及第一距離和第一取向來計(jì)算校正的第二基于場的位置坐標(biāo)。

在另外的實(shí)施方案中，所述方法可包括在第二時(shí)間之后的第三時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第三基于場的位置坐標(biāo)，通過測量電流的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第三基于阻抗的位置坐標(biāo)，并且將基于場的位置坐標(biāo)校正施加到第三基于場的位置坐標(biāo)。在另外的實(shí)施方案中，通過將身體定位在被配置成產(chǎn)生磁場的多個(gè)線圈上方來將磁場施加到身體。

在補(bǔ)充的實(shí)施方案中，傳感器包括在醫(yī)療探頭中，并且身體內(nèi)的電極包括位于醫(yī)療探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部處的探頭電極。在另外的實(shí)施方案中，所述信號包括第一信號，并且測量阻抗包括從所述至少一個(gè)貼片接收響應(yīng)于由探頭電極遞送到身體的電流的阻抗的第二信號。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，還提供了一種用于感測的設(shè)備，所述設(shè)備包括固定到受檢者的身體表面的貼片陣列，所述貼片包括與所述表面接觸的相應(yīng)電極，并且所述貼片中的至少一個(gè)包括被配置成響應(yīng)于被施加到身體的磁場而輸出信號的貼片傳感器；以及控制臺，所述控制臺被配置成：在第一時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于阻抗的位置坐標(biāo)；在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)；計(jì)算第一基于場的位置坐標(biāo)與第一基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第一關(guān)系以及第二基于場的位置坐標(biāo)與第二基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第二關(guān)系；當(dāng)在第二關(guān)系與第一關(guān)系之間存在差別時(shí)，計(jì)算響應(yīng)于所述差別的基于場的位置坐標(biāo)校正；以及基于響應(yīng)于施加的磁場而從磁跟蹤傳感器接收到的信號來施加基于場的位置坐標(biāo)校正以跟蹤身體內(nèi)的磁跟蹤傳感器的位置。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，還提供了一種利用固定到受檢者的身體表面的貼片陣列來感測的計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，所述貼片包括與所述表面接觸的相應(yīng)電極，并且所述貼片中的至少一個(gè)包括被配置成響應(yīng)于被施加到身體的磁場而輸出信號的貼片傳感器，所述產(chǎn)品包括其中存儲程序指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述程序指令在由計(jì)算機(jī)讀取時(shí)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)：在第一時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第一基于阻抗的位置坐標(biāo)；在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間，處理所述信號以便計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于場的位置坐標(biāo)，并且通過測量所述貼片中的至少一個(gè)與身體內(nèi)的電極之間的阻抗來計(jì)算所述貼片中的至少一個(gè)的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)；計(jì)算第一基于場的位置坐標(biāo)與第一基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第一關(guān)系以及第二基于場的位置坐標(biāo)與第二基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的第二關(guān)系；當(dāng)在第二關(guān)系與第一關(guān)系之間存在差別時(shí)，計(jì)算響應(yīng)于所述差別的基于場的位置坐標(biāo)校正；以及基于響應(yīng)于施加的磁場而從磁跟蹤傳感器接收到的信號來施加基于場的位置坐標(biāo)校正以跟蹤身體內(nèi)的磁跟蹤傳感器的方位。

附圖說明

本文參照附圖，僅以舉例說明的方式描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的醫(yī)療系統(tǒng)的示意性圖解說明圖，所述醫(yī)療系統(tǒng)具有多個(gè)粘合劑皮膚貼片，并且被配置成當(dāng)在患者的心臟上執(zhí)行基于導(dǎo)管的手術(shù)時(shí)利用基于阻抗的位置坐標(biāo)來校正給定皮膚貼片的基于場的位置坐標(biāo)；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的心臟中的導(dǎo)管的示意性圖解說明圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出可如何利用施加到患者的磁場來確定粘合劑皮膚貼片的相應(yīng)的基于場的位置坐標(biāo)的示意性圖解說明圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出可如何利用遞送到患者的身體的電流來確定粘合劑皮膚貼片的相應(yīng)的基于阻抗的位置坐標(biāo)的示意性圖解說明圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出利用基于阻抗的位置坐標(biāo)來校正給定皮膚貼片的基于場的位置坐標(biāo)的方法的流程圖；并且

圖6A-6B為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出粘合劑皮膚貼片的第一和第二基于場的位置坐標(biāo)、第一和第二基于阻抗的位置坐標(biāo)、和校正的第二基于場的位置坐標(biāo)的示意圖。

具體實(shí)施方式

概述

多種診斷和治療程序涉及標(biāo)測心腔內(nèi)表面上的電勢。電標(biāo)測可例如通過以下方式執(zhí)行：將遠(yuǎn)側(cè)端部配有方位傳感器和標(biāo)測電極(本文中還稱為探頭電極)的醫(yī)用探頭(如導(dǎo)管)插入心腔中。通過在內(nèi)腔表面上的多個(gè)點(diǎn)定位探頭而對心腔進(jìn)行標(biāo)測。在每個(gè)點(diǎn)處，利用標(biāo)測電極測量電勢，并且利用方位傳感器測量遠(yuǎn)側(cè)端部方位。測量結(jié)果通常被呈現(xiàn)為心腔表面上的電勢分布標(biāo)測圖。

當(dāng)將醫(yī)療探頭定位在心腔內(nèi)時(shí)，可利用基于阻抗的和/或基于磁場的(本文也稱為基于場的)方位感測系統(tǒng)來確定心腔內(nèi)的探頭的位置。在基于阻抗的方位感測系統(tǒng)(例如，美國專利8,456,182中描述的那些，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文)中，一組粘合劑皮膚貼片被附連到受檢者的身體，并且醫(yī)療探頭(例如，導(dǎo)管)的遠(yuǎn)側(cè)端部被插入受檢者的體腔中。

貼片包括與受檢者的表面接觸的相應(yīng)電極。通常，一組貼片包括三個(gè)或更多個(gè)貼片?？刂婆_將電流遞送到定位在探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部處的電極(本文也稱為基于阻抗的位置傳感器)。貼片中的每個(gè)接收電流的一部分，并且將其相應(yīng)的接收電流傳送回控制臺。通過接收到的電流，控制臺可確定貼片與標(biāo)測電極之間的阻抗，并且基于阻抗來計(jì)算遠(yuǎn)側(cè)端部的基于阻抗的位置坐標(biāo)?；谧杩沟奈恢米鴺?biāo)為相對于由本文的貼片(假設(shè)所述貼片具有基于阻抗的坐標(biāo))限定的參照系測量的三維坐標(biāo)，并且使遠(yuǎn)側(cè)端部在體腔中能夠在這種參照系中被跟蹤。

在基于場的方位感測系統(tǒng)中，多個(gè)磁場發(fā)生器可被定位在受檢者下方?；趫龅姆轿粋鞲衅?本文也稱為磁跟蹤傳感器)被定位在探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部處，并且傳感器響應(yīng)于從場發(fā)生器接收的磁場而將探頭信號傳送到控制臺。在接收到來自跟蹤傳感器的探頭信號時(shí)，控制臺可基于探頭信號計(jì)算遠(yuǎn)側(cè)端部的基于場的探頭位置坐標(biāo)。基于場的探頭位置坐標(biāo)為相對于由磁場發(fā)生器的基于場的位置坐標(biāo)限定的參照系的三維坐標(biāo)，并且還使得遠(yuǎn)側(cè)端部能夠在基于場的參照系中被跟蹤。

基于場的方位感測系統(tǒng)通常比基于阻抗的方位感測系統(tǒng)更精確。例如，基于場的方位感測系統(tǒng)可精確到一毫米之內(nèi)，而基于阻抗的方位感測系統(tǒng)可精確到三毫米之內(nèi)。然而，基于場的方位感測系統(tǒng)通常比基于阻抗的方位感測系統(tǒng)更昂貴。另外，盡管基于場的方位感測系統(tǒng)比基于阻抗的方位感測系統(tǒng)更精確，但基于場的方位感測系統(tǒng)對金屬干擾和患者身體運(yùn)動敏感。

醫(yī)療系統(tǒng)(通常在醫(yī)療手術(shù)期間使用多個(gè)探頭的那些)可將電極和基于場的方位傳感器結(jié)合到探頭中的至少一個(gè)內(nèi)。此類探頭(本文中稱為參考探頭)可用于在兩個(gè)系統(tǒng)中標(biāo)測體腔的體積，并且兩種標(biāo)測之間的相關(guān)性可隨后被應(yīng)用于僅具有標(biāo)測電極的其他探頭，所述標(biāo)測電極用于在基于阻抗的系統(tǒng)中跟蹤探頭。為了使參考探頭的基于阻抗的位置坐標(biāo)對應(yīng)于其基于場的位置坐標(biāo)，對兩個(gè)系統(tǒng)的參照系進(jìn)行配準(zhǔn)，以便產(chǎn)生兩個(gè)參照系之間的關(guān)系。使用該關(guān)系通常增加基于阻抗的系統(tǒng)的精確性，以及允許僅電極探頭在基于場的系統(tǒng)中被跟蹤。

配準(zhǔn)可通過將基于場的傳感器結(jié)合到貼片中的至少一個(gè)和通常全部內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)合使得貼片的基于場的位置坐標(biāo)能夠在基于場的系統(tǒng)中進(jìn)行測量，并且配準(zhǔn)關(guān)系可隨后通過比較貼片的基于場的位置坐標(biāo)與其基于阻抗的坐標(biāo)來進(jìn)行計(jì)算。

在醫(yī)療手術(shù)的過程中，配準(zhǔn)關(guān)系可例如因貼片中的一個(gè)的運(yùn)動而有所變化。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，此類變化需要通過找到全部貼片的新的基于場的位置坐標(biāo)來對兩個(gè)參照系進(jìn)行重新配準(zhǔn)。重新配準(zhǔn)為耗時(shí)的和相對計(jì)算機(jī)密集的。

本發(fā)明的實(shí)施方案提供了用于以不同方式管理所述關(guān)系中的變化的方法和系統(tǒng)。如下文所述，當(dāng)檢測到第一時(shí)間與后續(xù)第二時(shí)間之間的配準(zhǔn)關(guān)系中的差別時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施方案假設(shè)后續(xù)第二時(shí)間的基于阻抗的貼片坐標(biāo)為正確的，計(jì)算基于場的位置坐標(biāo)校正，并且施加校正以便校正貼片的基于場的位置坐標(biāo)。與上文引用的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，施加校正耗時(shí)更少，不需要使方位感測系統(tǒng)復(fù)位，并且不干擾正在執(zhí)行的任何醫(yī)療手術(shù)。

校正的基于場的位置坐標(biāo)可基于響應(yīng)于被施加到受檢者的來自發(fā)生器的磁場而由傳感器接收到的信號來用于跟蹤受檢者的身體內(nèi)的磁跟蹤傳感器。磁跟蹤傳感器可為參考探頭的傳感器、或結(jié)合到用于醫(yī)療手術(shù)中的另一個(gè)探頭內(nèi)的任何其他磁傳感器。

系統(tǒng)描述

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的醫(yī)療系統(tǒng)20的示意性圖解說明圖，并且圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于該系統(tǒng)中的探頭的示意圖。系統(tǒng)20可基于例如由Biosense Webster Inc.(Diamond Bar，California)制造的系統(tǒng)。系統(tǒng)20包括醫(yī)療探頭22(諸如導(dǎo)管)和控制臺24。在以下描述的實(shí)施方案中，假設(shè)探頭22用于診斷或治療處理，諸如在心臟26中執(zhí)行心臟組織的消融。作為另外一種選擇，加以必要的變更，探頭22可用于心臟中或其他身體器官中的其他治療和/或診斷用途。

操作者28將探頭22穿過患者30的血管系統(tǒng)插入，使得探頭22的遠(yuǎn)側(cè)端部32(圖2)進(jìn)入心臟26的腔室。在圖1所示的構(gòu)型中，操作者28利用熒光透視單元34來使心臟26內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端部32可視化。熒光透視單元34包括定位在患者30上方的X射線源36，其發(fā)送透過患者的X射線。定位在患者30下方的平板檢測器38包括：閃爍體層40，其將穿過患者30的X射線轉(zhuǎn)換為光；以及傳感器層42，其將所述光轉(zhuǎn)換成電信號。傳感器層42通常包括光電二極管的二維陣列，其中各光電二極管產(chǎn)生與該光電二極管所檢測的光成比例的電信號。

控制臺24包括將來自熒光透視單元34的電信號轉(zhuǎn)換成圖像46的處理器44，所述處理器將該圖像在顯示器48上呈現(xiàn)為有關(guān)手術(shù)的信息。以舉例的方式，假設(shè)顯示器48包括陰極射線管(CRT)顯示器或平板顯示器，例如液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管(LED)顯示器或等離子顯示器。然而，也可采用其他顯示裝置來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案。在一些實(shí)施例中，顯示器48可包括觸摸屏，所述觸摸屏被配置成除了呈現(xiàn)圖像46之外，還接收來自操作者28的輸入。

系統(tǒng)20可使用基于場的方位感測來確定心臟26內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端部32的方位坐標(biāo)。在其中系統(tǒng)20使用基于場的方位感測的構(gòu)型中，控制臺24包括驅(qū)動電路50，所述驅(qū)動電路50驅(qū)動場發(fā)生器52以在患者30的身體內(nèi)產(chǎn)生磁場。通常，場發(fā)生器52包括線圈，所述線圈在患者30體外的已知方位處被置于患者下方。這些線圈在包含心臟26的預(yù)定工作空間內(nèi)產(chǎn)生磁場。探頭22的遠(yuǎn)側(cè)端部32內(nèi)的磁場傳感器54(本文也稱為方位傳感器54)響應(yīng)于來自線圈的磁場產(chǎn)生電信號，從而使得處理器44能夠確定心臟腔室內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端部32的方位?；诖艌龅姆轿桓櫦夹g(shù)在例如美國專利5,391,199、6,690,963、5,443,489、6,788,967、5,558,091、6,172,499、和6,177,792中有所描述，它們的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。

在醫(yī)療手術(shù)中，將粘合劑皮膚貼片58的陣列附連到患者30的后面62或前面64。換句話講，將陣列中的每個(gè)皮膚貼片附連到患者30的身體表面。貼片中的至少一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)磁場傳感器(如，線圈)，所述磁場傳感器可測量由場發(fā)生器52產(chǎn)生的磁場，并且作為響應(yīng)將磁場測量結(jié)果傳送到控制臺24?；趶慕o定貼片58中的磁場傳感器(本文也稱為貼片傳感器)接收的磁場測量結(jié)果，處理器44可確定給定皮膚貼片相對于場發(fā)生器的當(dāng)前基于場的方位。

每個(gè)貼片58還包括與身體表面接觸的體表電極，并且控制臺24通過纜線56連接到體表電極。在圖2所示的構(gòu)型中，遠(yuǎn)側(cè)端部32由絕緣外表面76包封，并且包括探頭電極72，所述探頭電極72通常包括在遠(yuǎn)側(cè)末端處形成于絕緣外表面76上的一個(gè)或多個(gè)薄金屬層。

在操作中，處理器44可基于在探頭電極與貼片58之間測量的阻抗來確定心臟26內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端部32的基于阻抗的位置坐標(biāo)?；谧杩沟姆轿桓櫦夹g(shù)在例如美國專利5,983,126、6,456,864和5,944,022中有所描述，它們的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，處理器44可在執(zhí)行從磁場傳感器接收的方位依賴性磁信號與從貼片58接收的方位依賴性電信號(即，阻抗測量結(jié)果)之間的配準(zhǔn)時(shí)使用方位傳感器54與電極72之間的距離79。

在操作中，系統(tǒng)20可使用電極72來進(jìn)行基于阻抗的位置感測和其他活動，諸如，消融或用于心臟的電標(biāo)測的電勢采集?？刂婆_24還包括將電力遞送到電極72的射頻(RF)消融模塊78。處理器44使用消融模塊78來監(jiān)測和控制消融參數(shù)，諸如，經(jīng)由電極72施加的消融功率的電平。消融模塊78還可監(jiān)測和控制所提供的消融的持續(xù)時(shí)間。

處理器44接收和處理由方位傳感器54產(chǎn)生的信號，以便確定遠(yuǎn)側(cè)端部32的基于場的方位坐標(biāo)(通常包括基于場的位置坐標(biāo)和基于場的取向坐標(biāo))。除了確定遠(yuǎn)側(cè)端部32的基于場的坐標(biāo)，處理器44還可接收和處理得自貼片58的阻抗以便確定遠(yuǎn)側(cè)端部的基于電的位置坐標(biāo)。上述方位感測方法在上述系統(tǒng)中實(shí)施，并且在上文引用的專利和專利申請中有詳細(xì)描述。

處理器44通常包括通用計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)具有合適的前端和用于從探頭22接收信號并控制控制臺24的其他部件的接口電路。處理器44可利用軟件進(jìn)行編程以執(zhí)行本文所述的功能。例如，可經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將軟件以電子形式下載到控制臺24，或者可在非臨時(shí)性有形介質(zhì)諸如光學(xué)、磁或電子存儲器介質(zhì)上提供。作為另外一種選擇，可通過專用或可編程數(shù)字硬件元件執(zhí)行處理器44的一些或全部功能。

基于從系統(tǒng)20的探頭22和其他部件接收的信號，處理器44驅(qū)動顯示器48以更新圖像46，以便呈現(xiàn)患者體內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端部32的當(dāng)前方位，以及呈現(xiàn)關(guān)于正在進(jìn)行的手術(shù)的狀態(tài)信息和指導(dǎo)。處理器44將表示圖像46的數(shù)據(jù)存儲在存儲器66中。在一些實(shí)施方案中，操作者28可利用一個(gè)或多個(gè)輸入裝置68操縱圖像46。在其中顯示器48包括觸摸屏顯示器的實(shí)施方案中，操作者28可通過觸摸屏顯示器操縱圖像46。

基于場的位置坐標(biāo)校正

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出處理器44可如何基于響應(yīng)于由場發(fā)生器52產(chǎn)生的磁場而由粘合劑皮膚貼片傳送的信號來確定粘合劑皮膚貼片58的相應(yīng)基于場的位置坐標(biāo)的示意性圖解說明圖。在圖3(和以下參考圖4的描述)中，場發(fā)生器52和粘合劑皮膚貼片58可通過對標(biāo)識數(shù)字附加字母來進(jìn)行區(qū)分，使得場發(fā)生器包括場發(fā)生器52A-52C，并且粘合劑皮膚貼片包括貼片58A-58C。

在操作中，每個(gè)貼片58中的一個(gè)或多個(gè)磁場傳感器響應(yīng)于貼片處的接收自場發(fā)生器52A、52B和52C的磁場來向控制臺24傳送信號。在接收到信號時(shí)，處理器44可處理信號以便計(jì)算貼片58的相應(yīng)的三維基于場的位置坐標(biāo)，所述三維基于場的位置坐標(biāo)是相對于由場發(fā)生器的固定方位限定的場發(fā)生器參照系測得的。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出處理器44可如何基于響應(yīng)于由電極72施加到身體的電流而由粘合劑皮膚貼片遞送的信號來確定粘合劑皮膚貼片58的相應(yīng)的基于阻抗的位置坐標(biāo)的示意性圖解說明圖。

在操作中，方位傳感器54響應(yīng)于由場發(fā)生器52A、52B和52C產(chǎn)生的磁場而將第一信號傳送到控制臺24。在接收到第一信號時(shí)，處理器44可處理第一信號以便計(jì)算遠(yuǎn)側(cè)末端74在場發(fā)生器參照系中的三維基于場的位置坐標(biāo)。

另外，當(dāng)操作者28操縱患者身體內(nèi)的探頭的遠(yuǎn)側(cè)端部32時(shí)，控制臺24將電流傳送到電極72，并且探頭電極將傳送的電流遞送到患者的身體。由探頭電極遞送到身體的電流被分配到各個(gè)貼片58中。因此，每個(gè)貼片58中的體表電極接收所遞送電流的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，所述分?jǐn)?shù)中的每個(gè)取決于電極72與給定貼片58之間的阻抗。響應(yīng)于接收到所遞送電流的其相應(yīng)分?jǐn)?shù)，每個(gè)給定貼片58中的體表電極將第二信號傳送到控制臺24，所述第二信號指示由患者30的身體產(chǎn)生的阻抗(即，由電極72遞送的電流的阻抗)。

在接收到第二信號時(shí)，處理器44可處理信號以便測量阻抗，并且基于由貼片方位限定的貼片參照系中的測得阻抗來計(jì)算電極72的方位。由于貼片的方位在場發(fā)生器參照系中為已知的，因此處理器44能夠?qū)⑦@兩個(gè)參照系彼此配準(zhǔn)。

圖5為示出校正一個(gè)或多個(gè)粘合劑皮膚貼片58的不一致的基于場的位置坐標(biāo)的方法的流程圖，并且統(tǒng)稱為圖6的圖6A和圖6B為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示出第一貼片基于場的位置坐標(biāo)110,112,114，第一貼片基于阻抗的位置坐標(biāo)116,118,120，第二貼片基于場的位置坐標(biāo)122,124,126，和第二貼片基于阻抗的位置坐標(biāo)128,130,132的示意圖。在圖6所示的示例中，位置110-132包括坐標(biāo)系134中的三維坐標(biāo)，所述坐標(biāo)系134包括X-軸136、Y-軸138、和Z-軸140。

在初始步驟80中，操作者28將主要粘合劑皮膚貼片58附連到患者30。在施加步驟82中，每個(gè)場發(fā)生器52將相應(yīng)的磁場施加到患者30的身體，并且控制臺24將電流傳送到電極72，由此將電流遞送到患者的身體。在接收步驟84中，處理器44從至少一個(gè)貼片58接收響應(yīng)于磁場的信號和正被施加到身體的電流的阻抗的測量結(jié)果。接收信號和阻抗測量結(jié)果在上文參考圖3和圖4的說明中有所描述。

在第一計(jì)算步驟86中，處理器44處理所接收的信號并且基于在第一時(shí)間的信號計(jì)算第一貼片基于場的坐標(biāo)110，112和114。在第二計(jì)算步驟88中，處理器基于第一時(shí)間的阻抗測量結(jié)果計(jì)算第一貼片基于阻抗的位置坐標(biāo)116，118和120。在圖6A所示的示例中，基于場的坐標(biāo)110與基于阻抗的坐標(biāo)116相對應(yīng)并且大體相同，基于場的坐標(biāo)112與基于阻抗的坐標(biāo)118相對應(yīng)并且大體相同，并且基于場的坐標(biāo)114與基于阻抗的坐標(biāo)120相對應(yīng)并且大體相同。

在第三計(jì)算步驟90中，處理器44計(jì)算第一基于場的位置坐標(biāo)110，112，114與第一基于阻抗的位置坐標(biāo)116，118，120之間的第一關(guān)系。在一些實(shí)施方案中，第一關(guān)系包括第一位置坐標(biāo)中的每個(gè)與對應(yīng)的第一基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的距離和取向。

應(yīng)當(dāng)理解，計(jì)算第一關(guān)系對應(yīng)于將場發(fā)生器參照系與貼片參照系配準(zhǔn)(由于后者為基于阻抗的)。處理器44利用第一關(guān)系來實(shí)現(xiàn)基于阻抗的位置坐標(biāo)116與基于場的位置坐標(biāo)110之間的對應(yīng)性、基于阻抗的位置坐標(biāo)118與基于場的位置坐標(biāo)112之間的對應(yīng)性、和基于阻抗的位置坐標(biāo)120與基于場的位置坐標(biāo)114之間的對應(yīng)性。因此(即，由于對應(yīng)性)，在圖6A所示的示例中，基于場的位置坐標(biāo)110與基于阻抗的位置坐標(biāo)116基本上相同，基于場的位置坐標(biāo)112與基于阻抗的位置坐標(biāo)118基本上相同，并且基于場的位置坐標(biāo)114與基于阻抗的位置坐標(biāo)120基本上相同。

在第四計(jì)算步驟92中，處理器44處理所接收的信號并且基于第一時(shí)間之后的第二時(shí)間的信號來計(jì)算第二基于場的坐標(biāo)122，124和126。在第五計(jì)算步驟94中，處理器基于第一時(shí)間的阻抗測量結(jié)果來計(jì)算第一基于阻抗的位置坐標(biāo)128，130和132。在圖6B所示的示例中，基于場的坐標(biāo)122對應(yīng)于基于阻抗的坐標(biāo)128，基于場的坐標(biāo)124對應(yīng)于基于阻抗的坐標(biāo)130，并且基于場的坐標(biāo)126對應(yīng)于基于阻抗的坐標(biāo)132。

在第六計(jì)算步驟96中，處理器44計(jì)算第二基于場的位置坐標(biāo)122，124，126與第二基于阻抗的位置坐標(biāo)128，130，132之間的第二關(guān)系。在一些實(shí)施方案中，第二關(guān)系包括第二基于場的位置坐標(biāo)中的每個(gè)與對應(yīng)的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)之間的距離和取向。

在檢測步驟98中，處理器44檢測第一關(guān)系與第二關(guān)系之間的偏差。所檢測到的偏差通常源于相對于一個(gè)或多個(gè)貼片58的第二基于阻抗的位置坐標(biāo)的不一致的第二基于場的位置坐標(biāo)。在一些實(shí)施方案中，不一致的第二基于場的位置坐標(biāo)源于金屬干擾(即，鄰近貼片和/或場發(fā)生器的金屬物體)或患者身體的運(yùn)動。

在一些實(shí)施方案中，處理器44在將第一關(guān)系施加到第二基于阻抗的位置坐標(biāo)時(shí)檢測第一關(guān)系與第二關(guān)系之間的偏差。在圖6B所示的實(shí)例中，給定貼片58的偏差被呈現(xiàn)為包括基于阻抗的位置坐標(biāo)130與基于場的位置坐標(biāo)124之間的距離和取向的箭頭142。

響應(yīng)于所檢測到的差別，處理器44在第七計(jì)算步驟100中計(jì)算基于場的位置坐標(biāo)校正。處理器可在校正步驟102中將校正施加到不一致的基于場的位置坐標(biāo)以便重新配準(zhǔn)兩個(gè)參照系，并且該方法結(jié)束。在一些實(shí)施方案中，給定貼片58的基于場的位置坐標(biāo)校正包括將第一關(guān)系中的相應(yīng)距離和取向施加到第二基于阻抗的位置坐標(biāo)。

在圖6B所示的示例中，本發(fā)明的實(shí)施方案通過利用第一關(guān)系(即，用于配準(zhǔn)基于阻抗的位置坐標(biāo)118與基于場的位置坐標(biāo)112的第一關(guān)系)配準(zhǔn)基于場的位置坐標(biāo)120與基于阻抗的位置坐標(biāo)130來校正給定貼片58的基于阻抗的位置坐標(biāo)124。如由箭頭142所指出的那樣，處理器44利用第一關(guān)系來校正基于場的位置坐標(biāo)124，使得校正的基于場的位置坐標(biāo)與基于阻抗的位置坐標(biāo)130基本上相同。

一旦處理器44已計(jì)算出貼片58的基于場的位置校正，處理器44就可將基于場的位置校正施加到指示粘合劑皮膚貼片的后續(xù)位置的信號和測得阻抗。因此，在第二時(shí)間之后的第三時(shí)間，處理器58處理信號以便計(jì)算貼片中的至少一個(gè)的第三基于場的位置坐標(biāo)，通過測量電流的阻抗來計(jì)算貼片中的至少一個(gè)的第三基于阻抗的位置坐標(biāo)，并且將基于場的位置坐標(biāo)校正施加到第三基于場的位置坐標(biāo)。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，處理器44可相對于貼片58的相應(yīng)的基于場的位置坐標(biāo)同時(shí)將相應(yīng)的位置校正施加到貼片的相應(yīng)的基于場的位置坐標(biāo)來跟蹤患者的身體內(nèi)的物體(例如，探頭22)。另外，盡管本文所述的實(shí)施方案使用三個(gè)粘合劑皮膚貼片58，但包括不止三個(gè)貼片58的構(gòu)型被視為涵蓋在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施方案以舉例的方式引用，并且本發(fā)明并不限于上文具體示出并描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和亞組合以及它們的變化形式和修改形式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述說明時(shí)將會想到所述變化形式和修改形式，并且所述變化形式和修改形式并未在現(xiàn)有技術(shù)中公開。