[发明专利]用于进行自动测绘与精度测试的系统与方法

说明书

本发明公开用于进行自动测绘与精度测试的系统与方法。一种用于对电磁(EM)导航系统进行测绘和精度测试的装置，包括：感测电磁场的电磁矢量的传感器；沿第一方向与不同于第一方向的第二方向移动该传感器的滑架；操作上与该传感器相关联并且检测该传感器沿第一方向的第一方位的第一方位检测器；操作上与该传感器相关联并且检测该传感器沿第二方向的第二方位的第二方位检测器；以及控制器，该控制器操作上与该传感器相关联，并且控制滑架沿第一方向与第二方向的移动，以及基于在坐标系中的预定方位处的所感测的电磁矢量测绘电磁场，该坐标系由第一方向、第二方向及垂直于由第一方向与第二方向限定的平面的第三方向来限定。

技术领域

本公开涉及用于电磁导航系统的自动测绘与精度测试的系统与方法。更具体地，本公开涉及自动地测量用于电磁导航的电磁场的强度以获得测绘数据并且测试测绘数据的精度的系统与方法。

背景技术

电磁导航(EMN)系统已经帮助将治疗的潜力扩展至内部器官与疾病诊断。EMN系统依赖非介入式成像技术，诸如计算机断层成像(CT)扫描、磁共振成像(MRI)或透视技术。这些图像可以配准到电磁场内的患者，而作为结果，位于电磁场内的患者内部的传感器的位置能够在图像中被识别出来。因此，EMN结合这些非介入式成像技术被用来识别目标的位置，并且帮助临床医师在患者的身体内部导航到目标。

为了可视化内部器官与诊断疾病，需要在EMN系统中存储精确的测绘数据。通常，EMN系统测量电磁(EM)场的强度，比较所测得的强度与测绘数据，然后生成视觉图像。测绘数据越准确，就能够获得越准确的图像并且能够识别出目标或内部器官的越准确的位置。测绘数据是手动获得的。例如，制造者或用户手动地测量了EM场在每一个预定方位处的强度，并且在最初使用EMN系统之前将所测得的强度作为测绘数据存储到EMN系统中。测绘数据的精度可以通过生成测绘数据的自动化来提高。

当在不同于生成测绘数据的地方的手术室处安装EMN系统，和/或在EMN系统已经使用了一段时间之后，EMN系统的物理结构可能被改变。此外，EMN系统所产生的EM场可能被靠近系统的外部黑色金属材料影响，并且所生成的图像既不能准确地描绘内部器官或目标，也不能被用来诊断疾病。因此，测绘数据的自动精度测试也能够提升测绘数据的精度保证。

发明内容

概括而言，本公开提供了用于自动地为EMN生成测绘数据并且测试测绘数据的精度的系统与方法。在实施例中，装置包括：感测由EMN系统生成的EM场的EM矢量的传感器；沿第一方向与不同于第一方向的第二方向移动传感器的滑架，其中传感器被固定地附接于滑架；与传感器操作上相关联并且检测传感器沿第一方向的第一方位的第一方位检测器，其中第一方位是沿第一方向的预定方位中的一个；与传感器操作上相关联并且检测传感器沿第二方向的第二方位的第二方位检测器，其中第二方位是沿第二方向的预定方位中的一个；以及控制器，该控制器与传感器操作上相关联，并且控制滑架沿第一方向和第二方向的移动，还基于在由第一方向、第二方向以及垂直于第一方向与第二方向所限定的平面的第三方向所限定的坐标系中的预定方位处感测得到的EM矢量测绘EM场。

在一方面，装置进一步包括多个信号生成器，每一个信号生成器被配置来生成信号，并且其中每一个信号生成器被定位在沿第一方向的预定方位中的对应方位处。传感器被配置来在第一方位检测器检测到由沿第一方向的多个信号生成器中的每一个生成的信号强度时感测EM矢量。多个信号生成器是发光二极管(LED)，其中第一方位检测器检测LED所发出的光的强度。激活沿第二方向的多个信号生成器用于测绘与精度测试。

在另一个方面，沿第二方向的预定方位包括第一组与第二组，其中传感器被配置来在沿第二方向的第一组预定方位处感测用于测绘的EM矢量。传感器被配置来在沿第二方向的第二组预定方位处感测用于精度测试的EM矢量。装置进一步包括第一多个信号生成器与第二多个信号生成器，第一多个信号生成器中的每一个都被配置来生成信号，并且第一多个信号生成器中的每一个被定位在第一组的对应方位处，第二多个信号生成器中的每一个都被配置来生成信号，并且第二多个信号生成器中的每一个被定位在第二组的对应方位处。