[發明專利]發射器導引裝置

有效

• 申請號: 201380036608.3
• 申請日: 2013-07-21
• 公開（公告）號: CN104640501B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 伊齊克·什馬拉克;阿米特·阿史克納茨
• 申請（專利權）人: 特里格醫療有限公司
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 夏東棟;陸錦華

在利用發射器以及一個或多個傳感器監控目標的位置和方向的跟蹤系統中，使用閉環控制系統來自動調整發射器位置和方向，以使測量體積內不同操作傳感器的最大性能優化的方法。

技術領域

本發明總體上涉及監控目標的位置和方向的跟蹤系統，并且特別地涉及用于自動調整發射器位置和方向，以使測量體積內不同操作傳感器最大性能優化的方法。

背景技術

一般來說，跟蹤裝置監控目標的位置和方向。例如，6自由度(6DOF)跟蹤裝置測量關于參考點或幀的位置(例如，x、y和z笛卡爾坐標)，和方向(偏轉、俯仰、和滾轉)。電磁跟蹤裝置測量與發射器和傳感器相關聯的磁場的強度，典型地，磁場定向為彼此垂直。

磁性跟蹤的性能受制于跟蹤系統所使用的發射器和傳感器二者，如現在參照圖1所解釋的。最終轉換成5DOF或6DOF位置和方向(PNO)數據的傳感器信號取決于傳感器1關于磁場的位置或者由發射器2產生的測量體積。

傳感器信號和在3D空間內基于算法的傳感器的位置之間的映射作為離線過程進行；所報告的PNO的精度取決于離線發射器映射圖創建的精度，并且由于本領域內公知的所產生磁場的物理性質而在測量體積的一些部分中更為精確。如果傳感器1正好處于最優化的映射體積內(如圖1中左側位置所示)，則精度是良好的。然而，隨著傳感器更為接近映射體積的邊緣(如圖1中中間位置所示)，直到完全不能使用讀數的點(如圖1中右側位置所示)，傳感器精度的性能將趨于下降。

在一些操作設置中，由于會影響磁性體積的位置的不同的臨床規范、用戶工作區域、機械問題、等等，發射器的位置會受到限制；如果傳感器離開跟蹤體積或處于體積的邊界而引起性能下降，這會導致可用性問題。

為了避免如上文指出的這種行為，發射器可放置為使得它覆蓋整個感興趣區域，包括使用機械的解決方案(例如臂)從而將它放置在感興趣體積附近。另一解決方案使用不同的安全機制來評估傳感器位置并確定讀數質量是否足夠使用。如果用戶處于工作體積的邊界，必須對發射器、傳感器或目標位置進行調整，以繼續跟蹤目標的位置。

發明內容

本發明力圖提供一種用于自動調整發射器位置和方向以使測量體積內不同操作傳感器最大性能優化的方法，如下文將更為詳細描述的。該方法不僅適用于電磁跟蹤系統，還適用于包括光學傳感器、超聲波、等等的其它跟蹤方法。

這里，“最優化的工作區域”限定為具有最佳精度規范的區域。在磁性發射器的情況下，這通常指代映射區域中間的位置，但是它也可以是最接近發射器的點(最小可能距離)，等等。此外，最優化的工作區域通常是具有高信噪比(SNR)的位置，它的高信號質量提供更好的精度。本發明的方法考慮針對最優化的工作區域的上述因素，從而確定傳感器和發射器的最佳工作點；然而，如果存在一些干擾(例如，在光學跟蹤器的情況下的位置線缺失，或者在磁性跟蹤器的情況下的磁性干擾)，該方法還可最優化發射器的位置，其能夠通過將發射器的位置改變為在位置(映射圖精確區域、到發射器的距離等)上不是最優化的但SNR更好的一些其他點而繞過該位置。

附圖說明

結合附圖，從下面的詳細說明書中將更全面地理解和領會本發明，其中：

圖1是關于最優化的映射體積的傳感器的位置的簡化圖解，分別示出了很好地在映射體積內的傳感器，其中精度良好；靠近映射體積邊界的邊緣(精度損失)的傳感器；以及在體積外(沒有感測到任何東西)的傳感器；

圖2是根據本發明的非限制性實施例的用于自動調整發射器位置和方向，以使測量體積內不同操作傳感器最大性能優化的方法的簡化圖解。

圖3是根據本發明的非限制性實施例的用于自動調整發射器位置和方向，以使測量體積內不同操作傳感器最大性能優化的系統的簡化圖解。

圖4A和4B分別是根據本發明實施例的傳感器電纜延伸器在連接之前和連接之后的圖解。

具體實施方式