用于檢測定位元件的包覆和非包覆的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求在2013年3月5日提交的美國專利申請No. 13/785, 807的權(quán)益和優(yōu) 先權(quán)，其通過引用包含于此，如同在此全部闡述一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及定位系統(tǒng)，諸如用在心臟診斷和治療程序中的定位系統(tǒng)。特別地，本公 開涉及用于檢測諸如電極的定位元件何時從導(dǎo)引器護(hù)套或其他包封器具中露出和/或縮 回至導(dǎo)引器護(hù)套或其他包封器具中的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 導(dǎo)管用于日益增長數(shù)量的程序。例如，僅舉幾個例子，導(dǎo)管用于診斷、治療和消融 程序。通常，導(dǎo)管被操縱通過患者的血管至期望部位，例如，患者心臟內(nèi)的部位。在許多情 況中，導(dǎo)管借助于導(dǎo)引器護(hù)套（有時被簡單地稱為"導(dǎo)引器"或"護(hù)套"）被插入至身體中并 導(dǎo)航至目標(biāo)位置。如普通技術(shù)人員可以理解，導(dǎo)引器是具有中央管腔的導(dǎo)管，其他醫(yī)療裝置 可以通過中央管腔。
[0005] 還已知的是，使用定位系統(tǒng)（有時也稱為"標(biāo)測系統(tǒng)"、"導(dǎo)航系統(tǒng)"或"位置反饋系 統(tǒng)"）來跟蹤在患者的身體內(nèi)移動的導(dǎo)管或其他醫(yī)療裝置的三維坐標(biāo)。這些裝置通常使用 磁、電、超聲和其他輻射源來確定這些裝置的坐標(biāo)。例如，基于阻抗的定位系統(tǒng)通過將醫(yī)療 裝置測量的電壓（更特別地，由承載在醫(yī)療裝置上的一個或多個電極測量的電壓）解釋為 電場內(nèi)的位置來確定醫(yī)療裝置的坐標(biāo)。
[0006] 然而，基于阻抗的系統(tǒng)的一個缺點(diǎn)是阻抗測量在醫(yī)療裝置被撤回至導(dǎo)引器中時變 得不可靠。這是因?yàn)椋瑢?dǎo)引器通常由絕緣材料制成，使得護(hù)套內(nèi)的定位電極附近的電壓梯度 變得非線性和不規(guī)則。實(shí)際上，護(hù)套內(nèi)的定位電極可能看起來寬廣地漂移，使得對于定位系 統(tǒng)而言準(zhǔn)確地和精確地為專業(yè)人員呈現(xiàn)醫(yī)療裝置的圖像是困難的。盡管該狀況的視覺識別 是可以的，但沒有現(xiàn)存的系統(tǒng)或方法分析性地這樣做。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 除了其他方面，本公開提供了檢測定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變（例如，定位電極從導(dǎo) 引器露出或者定位電極撤回至導(dǎo)引器中）的分析方法。
[0008] 本公開還提供識別定位元件相對于導(dǎo)引器的位置（例如，定位元件是位于導(dǎo)引器 內(nèi)部還是外部）的分析方法。
[0009] 此外，公開了分析性地檢測定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變的定位系統(tǒng)。
[0010] 本文還公開了分析性地確定定位元件與導(dǎo)引器護(hù)套的相對位置的定位系統(tǒng)。
[0011] 在一個方面，一種利用定位系統(tǒng)來檢測定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變的方法，包括以 下步驟：使用多個定位場發(fā)生器建立定位場；從經(jīng)由導(dǎo)引器護(hù)套置于定位場內(nèi)的至少一個 由導(dǎo)管承載的定位元件獲得至少一個定位信號，至少一個定位信號包括同相分量和正交分 量；以及基于至少一個定位信號的正交分量來檢測至少一個由導(dǎo)管承載的定位系統(tǒng)的定位 元件/護(hù)套狀態(tài)改變。該方法可選地進(jìn)一步包括利用導(dǎo)引器護(hù)套外部的至少一個定位元件 來建立基準(zhǔn)正交分量。在一些實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)定位信號的解調(diào)延遲直到正交分量隨著 至少一個定位元件的移動而在校準(zhǔn)值保持大致恒定來建立基準(zhǔn)正交分量。定位元件的移動 可以由患者（例如，心臟）動作和/或由導(dǎo)管動作引起。
[0012] 在某些方面中，基于至少一個定位信號的從校準(zhǔn)值偏離多于預(yù)設(shè)量的正交分量來 檢測至少一個定位元件撤回至導(dǎo)引器護(hù)套中。類似地，可以基于至少一個定位信號的返回 至校準(zhǔn)值的預(yù)設(shè)量內(nèi)的正交分量來檢測至少一個定位元件從導(dǎo)引器護(hù)套再次露出。
[0013] 當(dāng)檢測到至少一個定位元件撤回至導(dǎo)引器護(hù)套中時，可以生成警報(bào)。
[0014] 在另一方面，可以通過進(jìn)行多個復(fù)阻抗測量并確定線性模型中的最小二乘參數(shù)來 建立基準(zhǔn)正交分量。之后可以基于至少一個定位信號的從線性模型偏離多于預(yù)設(shè)量的正交 分量來檢測至少一個定位元件撤回至導(dǎo)引器護(hù)套中。
[0015] 還預(yù)期沿著由第一定位場發(fā)生器和第二定位場發(fā)生器限定的軸、相對于大致與軸 對準(zhǔn)的參考點(diǎn)測量定位信號，其中，至少一個由導(dǎo)管承載的定位元件與參考點(diǎn)沿著軸分隔 開。例如，第一定位場發(fā)生器可以位于患者的頸部上，第二定位場發(fā)生器可以位于患者的腿 部上，參考點(diǎn)可以位于患者的腹部上，以及至少一個由導(dǎo)管承載的定位元件可以位于患者 的心臟內(nèi)。
[0016] 在另一方面，一種進(jìn)行心臟電生理研究的方法，包括：建立包圍患者的身體的基于 阻抗的定位場；從經(jīng)由導(dǎo)引器護(hù)套置于患者的身體中的至少一個醫(yī)療裝置上的至少一個定 位元件獲得定位信號，定位信號包括同相分量和正交分量，同相分量反映至少一個定位元 件在定位場內(nèi)的位置；以及基于定位信號的正交分量來檢測至少一個定位元件是在導(dǎo)引器 護(hù)套的內(nèi)部還是外部。
[0017] 該方法還可以包括如果至少一個定位元件被檢測為在導(dǎo)引器護(hù)套內(nèi)，則暫停從至 少一個定位元件的數(shù)據(jù)采集?？商鎿Q地，方法可以包括當(dāng)至少一個定位元件被檢測為在導(dǎo) 引器護(hù)套內(nèi)時，丟棄由至少一個定位元件采集的數(shù)據(jù)。作為又一選擇，方法可以包括如果至 少一個定位元件被檢測為在導(dǎo)引器護(hù)套內(nèi)，則生成警報(bào)。
[0018] 該方法通常包括利用位于導(dǎo)引器護(hù)套外部的至少一個定位元件來建立基準(zhǔn)正交 分量。這可以例如通過調(diào)節(jié)針對定位信號的解調(diào)延遲直到正交分量隨著至少一個定位元件 的移動而在校準(zhǔn)值保持大致恒定來完成。之后，至少一個定位元件是在導(dǎo)引器護(hù)套的內(nèi)部 還是外部可以通過以下來確定：當(dāng)正交分量落入校準(zhǔn)值周圍的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時檢測為至少一 個定位元件在導(dǎo)引器護(hù)套的外部；以及當(dāng)正交分量落在校準(zhǔn)值周圍的預(yù)設(shè)范圍外時檢測為 至少一個定位元件在導(dǎo)引器護(hù)套的內(nèi)部。
[0019] 本文還公開了一種定位系統(tǒng)，包括：定位處理器，被配置為從至少一個定位元件接 收定位信號作為輸入，并將定位信號分解為正交分量和反映至少一個定位元件的位置的同 相分量；以及定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變檢測處理器，被配置為接收正交分量作為輸入并從 輸入檢測定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變。
[0020] 本發(fā)明的示例性優(yōu)點(diǎn)是提供一種檢測定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變的分析方法，減少 了專業(yè)人員視覺上識別這種狀況的負(fù)擔(dān)。
[0021] 本發(fā)明的另一代表性優(yōu)點(diǎn)是提供一種定位系統(tǒng)，其具有在定位元件撤回至導(dǎo)引器 中時暫停電生理研究的分析能力，定位元件撤回至導(dǎo)引器中使得其測量不太可靠。
[0022] 本發(fā)明的另一代表性優(yōu)點(diǎn)是提供一種定位系統(tǒng)，其具有丟棄由在導(dǎo)引器內(nèi)的定位 元件采集的電生理研究數(shù)據(jù)的分析能力，導(dǎo)引器內(nèi)的定位元件采集的電生理研究數(shù)據(jù)使得 其測量不太可靠。
[0023] 通過閱讀以下說明書和權(quán)利要求書并通過觀察附圖，本發(fā)明的上述以及其他方 面、特征、細(xì)節(jié)、用途和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
【附圖說明】
[0024] 圖1是諸如可以用在電生理研究中的定位系統(tǒng)的示意圖。
[0025] 圖2示出用在電生理研究中的示例性導(dǎo)管。
[0026] 圖3A至3C是定位電極和導(dǎo)引器護(hù)套的相對位置的示例性透視圖。
[0027] 圖4示出四個定位電極的定位信號的同相和正交分量。
[0028] 圖5是示出根據(jù)本文的教導(dǎo)的代表步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明提供用于檢測諸如定位電極的定位元件何時從諸如導(dǎo)引器護(hù)套的另一裝 置露出和/或撤回至該另一裝置中（本文稱為"定位元件/護(hù)套狀態(tài)改變"）的方法、設(shè)備 和系統(tǒng)。為了示出的目的，本文將在用于心臟電生理程序中的定位系統(tǒng)的背景下詳細(xì)描述 本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以想到，本發(fā)明可以在其他背景中實(shí)踐以得到好的優(yōu)勢。
[0030] 圖1示出定位系統(tǒng)8的示意圖，定位系統(tǒng)8用于通過導(dǎo)航心臟導(dǎo)管和測量患者11 的心臟10中發(fā)生的電活動并三維地標(biāo)測電活動和/或關(guān)于或表示如此測量的電活動的信 息來進(jìn)行心臟電生理研究。系統(tǒng)8可以用于例如使用一個或多個電極來創(chuàng)建患者的心臟10 的解剖模型。系統(tǒng)8還可以用于在沿著心臟表面的多個點(diǎn)處測量電生理數(shù)據(jù)并且與測量電 生理數(shù)據(jù)所處的每個測量點(diǎn)的位置信息相關(guān)聯(lián)地存儲所測量的數(shù)據(jù)，例如創(chuàng)建患者的心臟 10的診斷數(shù)據(jù)標(biāo)測圖。
[0031] 如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解并且將在以下進(jìn)一步描述的，定位系統(tǒng)8確定物 體的通常在三維空間內(nèi)的位置并且在一些方面中確定物體的方向，并將這些位置表達(dá)為相 對于至少一個參考確定的位置信息。
[0032] 為了簡單地示出，患者11被示意性地示出為