[发明专利]磁性和光学对准

说明书

在一个实施方案中，一种用于校准包括图像传感器和磁场传感器的探针的设备包括夹具，该夹具被配置成保持探针；磁场发生器，该磁场发生器被配置成生成具有与夹具对准的预定方向的至少一个磁场；光学靶，该光学靶与夹具对准，使得探针中的图像传感器能够在探针保持在夹具中时捕获光学靶的图像；以及处理电路，该处理电路被配置成从探针接收由磁场传感器响应于至少一个磁场输出的信号以及由图像传感器在探针被保持在夹具中时捕获的图像，并且响应于所接收的信号和所接收的图像来校准图像传感器相对于磁场传感器的对准。

技术领域

本发明涉及探针的光学对准。

背景技术

大量的医疗手术涉及将探针诸如导丝和导管放置在患者体内。已经开发出位置感测系统来跟踪这类探头。磁性位置感测为本领域已知的一种方法。在磁性位置感测中，通常将磁场发生器放置在患者体外的已知位置处。探头的远侧端部内的磁场传感器响应于这些磁场生成电信号，这些电信号被处理以确定探头的远侧端部的坐标位置。这些方法和系统在美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089中、在PCT国际专利公布WO 1996/005768中、以及在美国专利申请公布2003/0120150和2004/0068178中有所描述，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。

授予Osadchy等人的美国专利6,266,551(下文的‘551专利)，其以引用的方式并入本文，描述了一种用于插入受试者的身体中的探针，该探针具有远侧端部和近侧端部，并且包括电子微电路，该电子微电路存储与探针的校准有关的信息。优选地，该微电路存储校准代码，该校准代码被加密。另选地或另外地，微电路存储使用代码，该使用代码控制探针对其用户的可用性。探针包括访问控制电路，该访问控制电路允许改变使用代码以便减少探针的可用性，但不增加其可用性。

'551专利描述了用于导管位置和取向的电磁检测的系统通常位于导管中靠近该导管的远端尖端的较小距离处，因为该远侧尖端通常被电极或其他功能元件占据。因此，需要校准位置和取向检测系统以考虑导管的远侧尖端相对于线圈位置的位移。由于制造变化，这种位移通常从一个导管到另一个导管而有所不同。此外，用于生成位置信号的线圈可能不是精确地正交的。出于计算导管的位置和取向的目的，线圈的轴线限定固定到导管尖端的坐标系的相应轴线，并且这些轴线的方向必须相对于导管是已知。如果这些轴线偏离正交性，则必须知道和校正相应的偏差程度以用于位置和取向计算。另外，线圈的相对增益确定了线圈响应于外部施加的场所生成的相应位置信号的强度。由于这些信号强度用于计算导管的位置和取向，因此增益与其预期值的偏差将导致计算的位置和取向的不准确性。因此，必须知道和校正线圈的相应增益以用于位置和取向计算。

‘551专利提供了一种校准用于确定导管的位置和取向的装置的方法，其中校准信息保留在导管中。校准信息数字地存储在微电路中，该微电路的位置易于访问信号处理电路和计算设备，使得导管不需要容纳数字信号线，并使得从微电路传输到信号处理电路和计算设备的数字电子信号不干扰由电线从导管远侧端部传送到电路的低电平模拟信号。

‘551专利描述了用于确定导管在身体内部的位置和取向的装置。该装置(诸如亥姆霍兹校准室)包括与导管的远侧端部相邻的多个线圈。导管还包括与导管的近侧端部相邻的电子微电路。微电路存储与装置的校准有关的信息。

授予Acker的美国专利6,427,314描述了一种磁性位置和取向确定系统，其使用磁场，有利地包括来自定位于感测体积相对侧上的亥姆霍兹线圈的均匀场和由相同线圈生成的梯度场。通过在施加这些场期间监测在探针处检测到的场分量，可推导该场中探针的位置和取向。探针的表示可以叠加在受试者的单独获取的图像上，以示出探针相对于受试者的位置和取向。