[发明专利]使用光纤形状感测结合当前位置的导管定位

说明书

本发明题为“使用光纤形状感测结合当前位置的导管定位”。本发明提供了一种设备，该设备包括轴、柔性远端组件、两个或多个感测电极和光纤形状传感器。轴被配置为用于插入患者的身体中。柔性远端组件装配在轴的远端处。两个或多个感测电极设置在远端组件上方并且被配置为生成指示感测电极在身体内的位置的信号。光纤形状传感器耦合到远端组件的一部分，其中两个或多个感测电极具有距光纤形状传感器上方的已知位置的先验已知距离，并且其中光纤形状传感器被配置为提供柔性远端组件的空间变形的指示。

技术领域

本发明整体涉及感测放置在活体内的物体的位置，并且具体地涉及为基于阻抗的位置传感器提供精确的参考。

背景技术

在许多医学规程中需要跟踪体内物体诸如插入管、导管和植入物的位置。例如，美国专利申请公开2011/0319910描述了一种用于感测或测量可成形细长医疗器械的一个或多个零件的形状或位置和形状的方法、系统和设备，用于使用形状数据进行微创干预或诊断。该方法(包括获得多个局部形状数据)包括使用基于阻抗的定位系统，并且其中可成形器械包括至少一个传感器，其中该系统还包括至少一个电极，其中基于阻抗的定位系统确定传感器和电极之间的电压梯度。

作为另一个示例，美国专利申请公开2008/0218770描述了一种被配置为操纵细长医疗器械的医疗器械组件，包括通过可移动接头耦合到第二构件的第一构件，其中光纤传感器耦合到第一构件和第二构件，使得第一构件和第二构件围绕可移动接头的相对运动引起光纤传感器的至少一部分的弯曲。光纤传感器具有可操作地耦合到控制器的近端，该控制器被配置为从光纤传感器接收指示其弯曲的信号，控制器配置为分析信号以确定第一构件和第二构件围绕可移动接头的相对位置。

美国专利申请公布2014/0095105描述了一种校正和/或缩放基于电流的坐标系的算法，其可包括确定一个或多个全局变换或插值函数和/或一个或多个局部变换函数。全局和局部变换函数可通过计算一个全局度量张量和多个局部度量张量来确定。度量张量可基于预先确定和测量的导管上紧密间隔的传感器之间的距离来计算。

美国专利申请公开2008/0190438描述了用于确定关于具有不同复电导率的材料分布内的物体的位置的信息的方法和系统。该方法包括：(i)使电流流入分布中；(ii)响应于电流，测量材料分布中多个位置中的每个位置处的电信号；(iii)提供关于材料相对于第一参考系的分布的空间信息，该空间信息指示材料分布中不同复电导率的区域；以及(iv)基于测量的电信号和空间信息，确定物体相对于关于材料分布的空间信息的位置。在一个实施方案中，该物体是插入患者心腔中的导管，用于心脏标测。

发明内容

本发明的实施方案提供了一种设备，该设备包括轴、柔性远端组件、两个或多个感测电极和光纤形状传感器。轴被配置为用于插入患者的身体中。柔性远端组件装配在轴的远端处。两个或多个感测电极设置在远端组件上方并且被配置为生成指示感测电极在身体内的位置的信号。光纤形状传感器耦合到远端组件的一部分，其中两个或多个感测电极具有距光纤形状传感器上方的已知位置的先验已知距离，并且其中光纤形状传感器被配置为提供柔性远端组件的空间变形的指示。

在一些实施方案中，该装置还包括处理器，该处理器被配置为基于以下项估计远端组件在身体内的位置：(i)由感测电极生成的信号，(ii)先验已知距离，以及(iii)由光纤形状传感器提供的空间变形的指示。

在一些实施方案中，处理器被配置为通过使用所生成的信号估计感测电极的位置坐标，通过基于先验已知距离对位置坐标进行局部缩放，以及通过基于由光纤形状传感器提供的空间变形的指示来校正所局部缩放的位置坐标，来估计远端组件的位置。