[发明专利]人体腔室内壁三维标测方法及其设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体腔室内壁的三维标测方法及其设备和系统，主要用于对心脏内电生理导管的可视化导航、心腔内壁三维电解剖图像的构建配准和同步处理多路电生理信号，从而辅助临床医生进行诊断和手术治疗心律失常疾病。

背景技术

心房颤动是世界上最常见的心律失常疾病之一，经常导致患者出现中风等严重并发症，严重影响着患者的生命质量。随着经导管射频消融技术在治疗阵发性室上速、特发性室上速和心房扑动等心律失常疾病上的广泛开展和日益成熟，越来越多的临床医生开始将导管射频消融转向心房颤动的治疗。目前医学界已经证明，通过对心房峡部、后壁等电兴奋局灶靶点施加射频消融治疗，尤其是对心房的几个肺静脉开口处进行环形射频消融电传导隔离，可以有效的治疗房颤，特别是阵发性房颤。由于房颤的发病机理复杂，需要消融的心肌组织也很多，仅仅依赖传统的用于治疗上述室上速等普通心律失常疾病的设备，即多道电生理记录仪和X光透视设备，已经无法满足房颤消融手术的需要，其主要局限性在于需要消融的部位很多，造成手术时间长，为了能够观察导管的位置需要频繁的启动X光设备，从而造成患者和医生过多的接受X线损害，临床上难以接受；另外传统的多道记录仪虽可以提供丰富的电生理信号，但是却无法提供心脏心腔机械结构的映射，无法满足临床手术对导管进行导航需要。因此，建立一种能够尽量少的依赖于X光透视的既能实现导管实时三维导航，又可以重建心腔的三维电解剖结构，同时也可以显示必要的电生理信号的三维电生理标测系统对于房颤等疾病的手术治疗具有重要的意义。

公开号为US2004/0254437的美国专利申请“METHOD ANDAPPARATUS FOR CATHETER NAVIGATION AND LOCATION ANDMAPPINGINTHE HEART”、公开号为CN101147676A的专利“心内壁三维导航系统和导航方法”、公开号为CN200970234Y“心内壁三维导航系统”和公开号为CN201033076Y“心脏导管三维标测系统”等上述四个专利涉及到一种心脏导管三维导航系统，其原理均为利用三对空间位置正交的激励电极放置在患者的体表上，典型地放置在患者身上的前胸-后背，左腋-右腋，脖子后面-左大腿内侧，对这三对激励电极加电形成三维电场，导管电极采集导管所处位置在三维电场中的电场信号，根据电场信号计算出导管的位置信息，从而实现导管的导航和心腔机械结构的图形重建。但是这种基于三维正交电场的导航系统结构复杂，其导管的位置数据不是直接取自空间定位数据，而是依赖于复杂的经验算法来逆推出导管的位置，并借此构建心腔的三维电解剖结构。这种系统一方面容易受到患者自身肌肉组织的电传导特性和患者呼吸等因素的影响而造成导管位置和建立的新腔结构失真；另一方面系统对于采集各个通道电极和导管的电信号的放大采集电路的增益一致性要求很高，如果不一致势必造成信号畸变，但在实际中由于电路容易受到温度变化和电子元器件自身特性的不一致性，各个通道的增益一致性难以实现，即使借助复杂的补偿电路和算法也很难保证各通道的一致性；再者，系统容易受到外部其他干扰电场的影响同样造成构建的心腔结构失真。因此上述几项专利中所述的以三维正交电场为基础的标测系统总体来说结构复杂，算法复杂且难以适用于不同患者的特殊情况，心腔机械结构和导管位置总是存在一定的变形失真。

公知地，通过场定位设备可以跟踪定位一个目标的空间位置，该技术已在各个领域开始应用，包括医疗仪器领域。美国专利US6,385,482描述了一种测量位于某空间内的目标装置位置的方法，美国专利6,553,326描述了一种测量磁定位或磁定向变化的方法，美国专利6,625,563描述了一种测量探测器的位置、方向以及系统增益因子的系统，此外，S本哈伊姆等人的专利CN 1168625A号公开了一种医用诊断、治疗及成像系统，其核心内容涉及到位置可加以检测和调整的且具有辅助检测，成像和/或治疗功能的医用探头。在该专利中叙述了一种基于磁场定位的位置跟踪系统，其描述的是三个非重叠磁场发生装器，基于AC交流磁场，来跟踪一个侵入式医用器械的位置，获得该器械上的一个点的三个位置坐标和三个取向坐标。该系统强调其通过三个传感器来获得空间一个点的六维坐标信息。这些专利的全文以参考方式合并于本发明的说明书中。

该专利中所描述的磁场位置跟踪系统在实际应用时还存在需要解决的技术问题。