[發明專利]具有虛擬觸摸屏的定位系統

無效

• 申請號: 200910130767.5
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101530325A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: M·巴-塔爾
• 申請（專利權）人: 韋伯斯特生物官能公司
• 主分類號: A61B5/06
• 分類號: A61B5/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;李家麟

技術領域

本發明涉及用于侵入式醫療過程的系統。更具體地，本發明涉及使用磁場跟蹤活體內的醫療器具。

背景技術

用于醫療應用的磁跟蹤系統使用磁場檢測患者體內的點和靠近身體或在體內的侵入式設備(如導管和手術工具)的地點(location)。為此，磁場發生器在身體中和身體周圍區域產生場，并且身體和侵入式設備中的傳感器檢測該場。系統控制臺接收傳感器信號并且顯示侵入式設備相對于身體的地點。

例如，授予Govari等人的共同受讓的美國專利No.7,174,201公開了用于在對象內執行醫療過程的裝置，其包括固定到組織的無線標簽，并且包括第一傳感器線圈，該專利在此引入以供參考。第二傳感器線圈固定到用于執行該過程的醫療設備。一體化的處理和顯示單元包括多個輻射器線圈以及處理電路和顯示器。該輻射器線圈在組織附近產生電磁場，從而使得電流在傳感器線圈中流動。該處理電路處理該電流以確定標簽相對于醫療設備的坐標。該顯示器由處理電路驅動以便給醫療設備的操作者呈現該設備相對于該標簽的方位的視覺指示。

授予Bladen等人的美國專利No.5,913,820公開了用于通過產生在傳感器處檢測的磁場，優選地以三維定位該傳感器的位置(position)的方法和裝置，該專利在此引入以供參考。從多個地點產生磁場，并且在本發明的一個實施例中，該磁場使得能夠確定單線圈傳感器的方位和地點。該系統允許操作者在他的身體上佩戴小的、單線圈傳感器，以使得他的移動能夠被機器檢測和解釋，而無需操作者和該機器之間的物理接觸。例如，定位系統可使得操作者能夠與電視機或計算機屏幕上的圖像交互，而不用使用常規的鍵盤、鼠標或觸針(stylus)。

授予Haynor等人的美國專利No.6,129,668公開了一種使用三組或更多組磁傳感器檢測耦合到患者內的留置醫療設備的磁體的地點的設備，該三組或更多組磁傳感器每個具有按照已知方式排列的傳感器元件，該專利在此引入以供參考。每個傳感器元件感測由磁體產生的磁場強度，并且提供指示三維空間中磁體的方向的數據。

授予Schneider等人的美國專利No.6,427,079公開了一種遠程地點確定系統，其使用磁場值的樣條(sphne)確定地點參數，該專利在此引入以供參考。該地點確定系統用在可操作以執行心肌血管再生的激光導管上。自動校準技術補償傳感器和相關組件中的任何增益變化。在電磁位置和方位測量系統中使用了用于減少周圍導電物體中的渦流的影響的方法。

發明內容

在如上述美國專利No.7,174,201中公開的系統中，為了與控制臺交互，系統操作者(如醫生)通常必須使用常規的用戶接口設備，例如鍵盤、鼠標或觸摸屏。操作者可能不得不脫離操縱侵入式設備，并且移動到不同位置來操作用戶接口。可選地，他必須指示助手采取必要動作。

本發明的實施例提供了用于用戶與使用磁位置跟蹤的、用于醫療治療和/或診斷的系統的交互的新方法和設備。這些方法和設備允許系統操作者與控制臺交互而不用離開他的正常操作位置。在這些實施例的一些中，給操作者提供包含磁傳感器的觸針或其它用戶接口設備，其鏈接到控制臺。接口設備自身可以具有作為侵入式醫療器具的雙重功能。只要觸針在患者身體附近，傳感器就感測由磁場發生器產生的場。在其它實施例中，接口設備和醫療器具產生磁場，該磁場由外部的位置傳感器感測。控制臺中的位置處理器因此能夠確定觸針的位置，就像其確定系統的其它組件的位置一樣。系統控制臺在屏幕上顯示光標，該光標隨著操作者移動觸針而移動。操作者可以使用該光標啟動(actuate)屏幕上的控制，以在屏幕上畫線，并且標記點以及另外與顯示在屏幕上的圖像和圖交互。

換句話說，觸針和磁跟蹤系統的效果是提供一種系統操作者在對患者操作的同時可以方便地使用的“虛擬觸摸屏”。

本發明的一些實施例允許系統操作者使用“虛擬現實”或“增強現實”顯示，在解剖結構的實際位置中查看該結構的虛擬圖像，并且使用觸針與該圖像交互。例如，操作者使用觸針與其交互的顯示可以呈現在系統操作者佩戴的眼鏡(goggles)上。該眼鏡包含位置傳感器，使得該顯示與患者的身體配準。