[发明专利]一种用于电场定位解调系统的误差校准方法

说明书

本发明涉及医疗器械中电场定位技术领域，具体的讲是一种用于电场定位解调系统的误差校准方法，包括如下步骤：计算DFT采样窗口的大小以及DFT处理频率；结合电场信号经短时滑动DFT解调后的实部和虚部，计算得到电场信号的幅度和相位值；计算不同通道上不同方向上经DFT解调得到的幅度值与相位值；对上述幅度值、相位值进行归一化处理，获得增益、相位误差矢量；计算获得不同通道上不同方向上经过校准后的最终幅度值及相位值；获得导管经过校准后的定位坐标；本发明与现有技术相比，省去了FFT获取特定频率的幅度和相位的资源消耗，增强了定位的实时，便捷和稳定性；对不同通道的增益误差和相位误差进行归一化校准，获得较为准确的相对位置关系。

技术领域

本发明涉及医疗器械中电场定位技术领域，具体的讲是一种用于电场定位解调系统的误差校准方法。

背景技术

导管消融术目前是治疗复杂性心律失常的常规手段。在手术过程中，消融导管的精确定位是手术能否顺利进行的关键性因素。定位方法按呈现方式的不同可以分为二维平面定位和三维空间定位，二维的方式主要通过X光照射人体得到特定方位人体的透视图，因而可以观察到导管在人体内的确切位置。这种方式存在明显的缺陷，即患者和医务人员必需长时间暴露在辐射下，对身体的伤害很大；同时，固定方位的平面图也无法准确观察到导管在心腔内的位置和朝向，依然无法有效地满足医生的操作需要。

三维定位技术的发展弥补了传统定位方式存在的不足，主要包括磁场定位和电场定位。

磁场定位通过多个定位点的磁场发生器发射磁场信号，在空间中形成一个稳定的磁场区域。磁导管内部具有专门的磁场接受装置，通过采集磁场传感器变化的数据，可以将空间不同位置的磁场变化映射为三维坐标。电场定位的机制是通过3对相互正交的电场发射器发射电场信号，从而构造一个电场空间。导管在该空间中的移动会引起电场幅度的变化，即AM调制，通过对变化的解调，就可以得到导管在空间中的位置坐标。电场定位相对于磁场定位而言不需要特定的磁场发生和接受的装置，可以极大的提高定位装置的便携性，同时降低系统的成本，因此在工程中受到越来越多的关注。

尽管电场定位有诸多优点，但实际应用中仍存在不小的困难。电场信号解调的方法有很多，传统的AM数字信号包罗解调法在提取所需本地载波时需要的器件和电路非常复杂，在数字元件的处理中可能会引入系统误差，甚至导致信号失真。模拟信号的另一种解调法通过在接收端产生与电场信号相同频率的本振信号直接相乘进行解调，最终经过低通滤波器后即可获得到所需的幅度值。这种方法的难点在于本地恢复载波，在解调过程中往往需要数控振荡器或锁相环等器件，电路非常复杂。因为恢复载波信号的效果直接关系到最终的输出效果及误差，所以对器件要求极高，非常耗费资源。同时，当多个定位电极同时进行定位时，电路中电容分布的细微差异会造成信号的相位延迟，放大器之间的差别还会产生增益误差，这些均会导致最终的测量结果不准确。

为此提供一种可以弥补电场信号解调系统电路中存在增益和相位误差的误差校准方法及校准系统是十分有必要的。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种可以弥补电场信号解调系统电路中存在增益和相位误差的误差校准方法及校准系统。

为了达到上述目的，本发明设计了一种用于电场定位解调系统的误差校准方法，其特征在于：按如下步骤进行校准：

步骤1：利用定位导管采集到的电场信号，计算DFT采样窗口的大小N以及DFT处理频率f_p；

步骤2：根据步骤1得出的N与f_p，在控制器中产生与电场信号相对应的参考输入信号，结合电场信号经短时滑动DFT解调后的实部和虚部，计算得到电场信号的幅度AM_i和相位值φ_i，其中i表示不同的定位方向，即x、y、z方向；

步骤3：按照步骤2的计算方式，获得不同通道上不同方向上经DFT解调得到的幅度值与相位值；