[发明专利]心内膜三维导航系统和导航方法

权利要求书

1.一种心内膜三维导航系统，用于心内膜上导管的导航，所述系统包括：

一激励装置，包括：

数字控制逻辑和恒流发生模块，同时产生三个低于10KHz的不同的连续正弦波；和

三对激励电极，位于体表且在空间位置上相互正交，与所述数字控制逻辑和恒流发生模块连接，所述三个连续正弦波分别加载在该三对激励电极上，在体内形成三维的低频稳恒电场；

一导管位置信号获取装置，包括：

导管，位于心内膜上，所述导管上附有电极，用于提取所述导管在所述激励电极形成的三维电场中的电场信号；

第一定位放大器，连接所述导管电极，用于对提取的电场信号进行放大；

第一模数转换器，连接所述第一定位放大器，用于将放大后的电场信号转换成数字信号；

数字解调器，连接所述第一模数转换器，用于在转换后的数字信号中提取导管位置的电场信号强度信息；和

坐标转换模块，将导管位置的电场信号强度信息转换成导管位置信号；

一呼吸阻抗调整装置，包括：

体表电场信号采集电极，采集的体表电场信号包含肺部体积变化的信息；

第二定位放大器，连接所述体表电场信号采集电极，用于对采集到的体表电场信号进行放大；

第二模数转换器，连接所述第二定位放大器，用于将放大后的体表电场信号转换成数字信号；

呼吸数据提取模块，连接所述第二模数转换器，用于提取呼吸阻抗的变化信息；和

呼吸校准模块，输入端连接所述呼吸数据提取模块和所述导管位置信号获取装置中的数字解调器，输出端连接导管位置信号获取装置中的坐标转换模块的输入端，从导管位置的电场信号强度信息中剔除呼吸阻抗的变化信息造成的伪差，输出得到校准的导管位置信号；

一心腔机械外形同步装置，包括：

心脏同步信号提取模块，采集包含心脏搏动周期信息的电生理信号；和

同步处理模块，输入端连接所述心脏同步信号提取模块的输出端和坐标转换模块的输出端，将导管位置信号的更新与心内膜外形的周期性变化进行同步处理。

2.根据权利要求1所述的心内膜三维导航系统，其特征在于，所述数字控制逻辑和恒流发生模块产生的三个低于10KHz的不同的连续正弦波的频率范围是4～6KHz；所述第一模数转换器和第二模数转换器是高分辨率音频模数转换器。

3.根据权利要求1所述的心内膜三维导航系统，其特征在于，所述呼吸阻抗调整装置中体表电场信号采集电极包括所述激励电极和体表ECG电极。

4.根据权利要求1所述的心内膜三维导航系统，其特征在于，所述心腔机械外形同步装置中心脏同步信号提取模块的信号源包括血液动力学指标、生物化学指标。

5.根据权利要求1所述的心内膜三维导航系统，其特征在于，所述第一定位放大器和/或第二定位放大器还设有一自动校准装置，所述装置包括：

温度探测器，用于探测环境温度是否发生改变；

校准控制模块，连接所述温度探测器，在温度探测器探测到温度发生改变后启动校准过程，控制所述第一定位放大器和/或第二定位放大器进入校准模式；

校准信号发生器，连接所述校准控制模块，在校准控制模块启动校准过程后产生一初始校准信号；

幅度提取模块，输入端连接所述数字解调器，输出端连接所述校准控制模块，所述幅度提取模块输出带有误差的校准信号强度至所述校准控制模块，所述校准控制模块根据初始校准信号的强度与带有误差校准信号的强度计算出放大误差，所述误差作为补偿控制放大器的放大增益。

6.根据权利要求1所述的心内膜三维导航系统，其特征在于，所述呼吸校准模块进一步包括：

滤波单元，输入端接收导管电极的固定位置信号以及体表电极采集到的阻抗变化信息，输出导管电极的阻抗变化信息和体表电极的阻抗变化信息；

呼吸模型参数提取单元，输入端连接所述滤波单元的输出端，以体表电极的阻抗变化信息作为输入信号，变换组合输入信号以使其逼近导管电极的固定位置信号，达到最优逼近后呼吸模型的参数被输出；

参数应用单元，输入端连接所述滤波单元和呼吸模型参数提取单元，根据呼吸模型的参数对体表电极的阻抗变化信息进行变换组合，输出一个校准波形信号；

减法单元，输入端连接所述数字解调器和所述参数应用单元，从导管电极位置信号中减去校准波形信号，输出得到校准的导管位置信号。