[發(fā)明專利]在定位跟蹤測(cè)量中磁偶極子模糊度求解

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010135741.2
• 申請(qǐng)日: 2007-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN101803924A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·戈瓦里;M·巴-塔爾;D·雷茲尼克;D·路德溫;A·沙爾吉;Y·凱達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韋伯斯特生物官能公司
• 主分類號(hào): A61B5/06
• 分類號(hào): A61B5/06;A61B19/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;徐予紅

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年3月2日、申請(qǐng)?zhí)枮?00710092392.9、發(fā)明名稱 為“在定位跟蹤測(cè)量中磁偶極子模糊度求解”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是于2005年2月22日提交的被轉(zhuǎn)讓給本專利申請(qǐng)的受讓人的美國(guó) 專利申請(qǐng)11/063,094的部分繼續(xù)，其公開在此引入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及磁定位跟蹤系統(tǒng)，尤其涉及用于在定位跟蹤測(cè)量中求解磁 偶極子模糊度的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在本領(lǐng)域中已知各種方法和系統(tǒng)用于在醫(yī)療過程中跟蹤對(duì)象的坐標(biāo)。例如， 美國(guó)專利5,391,199和5,443,489描述了采用一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)換能器(transducer) 確定體內(nèi)探測(cè)器的坐標(biāo)的系統(tǒng)，其公開在此引入作為參考。這樣的系統(tǒng)用于產(chǎn) 生關(guān)于醫(yī)療探測(cè)器(例如導(dǎo)管)的位置信息。諸如線圈之類的傳感器被放置在 探測(cè)器中，并響應(yīng)外部施加的磁場(chǎng)而產(chǎn)生信號(hào)。所述磁場(chǎng)由磁場(chǎng)換能器(諸如 輻射器線圈)生成，所述磁場(chǎng)換能器被固定在外部參考系的相互間隔的已知位 置中。對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理以確定在外部參考系中探測(cè)器的坐標(biāo)。

與磁定位跟蹤(magnetic?position?tracking)有關(guān)的其它方法和系統(tǒng)例如也在 PCT專利公布WO?96/05768、美國(guó)專利6,690,963、6,239,724、6,618,612和 6,332,089、和美國(guó)專利申請(qǐng)公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和 2004/0068178A1中被描述，其公開全部在此引入作為參考。所述公布描述了對(duì) 體內(nèi)對(duì)象(例如心臟導(dǎo)管、矯形植入物和在不同醫(yī)療過程中使用的醫(yī)療器具) 的定位進(jìn)行跟蹤的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

一些定位跟蹤系統(tǒng)計(jì)算和提供一個(gè)對(duì)象相對(duì)于另一對(duì)象的相對(duì)坐標(biāo)。一個(gè) 示例性的實(shí)施例是矯形系統(tǒng)，該矯形系統(tǒng)提供插入抽出器具相對(duì)于矯形植入物 的相對(duì)坐標(biāo)。該系統(tǒng)使外科醫(yī)生能夠利用器具以對(duì)周圍組織有最小損傷的方式 接近植入物。

在一些情況中，例如當(dāng)外部施加的磁場(chǎng)為偶極子場(chǎng)時(shí)，相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算是 模糊的，提供與正確相對(duì)坐標(biāo)相應(yīng)的兩個(gè)或多個(gè)可能相對(duì)坐標(biāo)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在計(jì)算兩個(gè)對(duì)象之間的相對(duì)坐標(biāo)時(shí)求解(resolve) 模糊的位置計(jì)算的方法和系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，處于不同位置的第一和第二 場(chǎng)發(fā)生器被用于在兩個(gè)對(duì)象附近產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二磁場(chǎng)。分別與兩個(gè)對(duì)象 相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)定位傳感器測(cè)量所述第一和第二場(chǎng)。將關(guān)于定位傳感器中的一個(gè) 相對(duì)于場(chǎng)發(fā)生器中的至少一個(gè)的定位的先驗(yàn)(a-priori)知識(shí)與由兩個(gè)定位傳感 器對(duì)磁場(chǎng)的相對(duì)測(cè)量相結(jié)合，以明確地求解相對(duì)坐標(biāo)。

在所公開的實(shí)施例中，該系統(tǒng)基于由定位傳感器對(duì)第一磁場(chǎng)的測(cè)量來計(jì)算 第一組可能相對(duì)坐標(biāo)，并基于第二磁場(chǎng)的測(cè)量來計(jì)算第二組可能相對(duì)坐標(biāo)。由 于正確相對(duì)坐標(biāo)并不取決于場(chǎng)發(fā)生器的位置，因而既不出現(xiàn)在第一組也不出現(xiàn) 在第二組中的可能相對(duì)坐標(biāo)是無效的。

然后該系統(tǒng)利用與場(chǎng)發(fā)生器中的至少一個(gè)和定位傳感器中的至少一個(gè)有關(guān) 的先驗(yàn)位置信息使除了余下的相對(duì)坐標(biāo)中的一個(gè)之外全部無效，以產(chǎn)生兩個(gè)對(duì) 象之間的正確相對(duì)坐標(biāo)。在一些實(shí)施例中，提供先驗(yàn)位置信息包括預(yù)先固定場(chǎng) 發(fā)生器中的一個(gè)相對(duì)于對(duì)象中的一個(gè)的取向。

在下文描述的可替換的實(shí)施例中，可利用單個(gè)位置墊片來執(zhí)行確定的定位 測(cè)量，該位置墊片具有以已知偏移被固定在所述位置墊片內(nèi)的多個(gè)場(chǎng)發(fā)生器。

因此根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種用于定位跟蹤的方法，包括：

使用位于相應(yīng)不同的第一和第二位置的第一和第二場(chǎng)發(fā)生器，在第一和第 二對(duì)象的附近產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二磁場(chǎng)；

利用分別與第一和第二對(duì)象相關(guān)聯(lián)的第一和第二定位傳感器測(cè)量第一和第 二場(chǎng)；

響應(yīng)于第一磁場(chǎng)來計(jì)算第一對(duì)象相對(duì)于第二對(duì)象的第一可能相對(duì)坐標(biāo)，和 響應(yīng)于第二磁場(chǎng)來計(jì)算第一對(duì)象相對(duì)第二對(duì)象的第二可能相對(duì)坐標(biāo)；以及

通過：

將第一可能相對(duì)坐標(biāo)與第二可能相對(duì)坐標(biāo)相比較；和

將第一和第二可能相對(duì)坐標(biāo)中的至少一個(gè)與關(guān)于場(chǎng)發(fā)生器中的至少一個(gè)和 定位傳感器中的至少一個(gè)的先驗(yàn)位置信息相比較；

來處理第一和第二可能相對(duì)坐標(biāo)，以確定第一對(duì)象相對(duì)于第二對(duì)象的正確 相對(duì)坐標(biāo)。