[发明专利]电磁传感器

说明书

一种设备，包括可插入结构、光纤线路和一个或多个电磁传感器，所述可插入结构可在手术室中使用，所述光纤线路延伸穿过所述结构，其中计算机系统被配置为确定延伸穿过所述结构的所述光纤线路的形状，所述一个或多个电磁传感器至少部分地缠绕在所述光纤线路的一个或多个部分周围，其中所述计算机系统被配置为确定所述一个或多个电磁传感器的位置和取向，其中所述计算机系统被配置为基于延伸穿过所述结构的所述光纤线路的所确定的形状以及所述一个或多个电磁传感器的所确定的位置和取向来确定所述结构的形状和位置。

技术领域

本公开涉及电磁(EM)传感器，并且更具体地，涉及混合EM-光学传感器。

背景技术

电磁跟踪(EMT)系统用于帮助在医疗程序中定位器械和解剖结构。这些系统利用靠近一个或多个磁传感器的磁发射器。一个或多个传感器可以相对于发射器在空间上定位。一个或多个传感器可以被配备用于使用例如光纤形状感测(FOSS)的EM和/或光学跟踪。

发明内容

在医疗程序中提供姿态(即，位置和取向)信息的跟踪系统用于定位器械并相对于患者解剖结构进行测量。这些医疗程序跨越许多领域，并且可以包括外科手术介入、诊断程序、成像程序和放射处置。一些常见的产品是a)基于可由光学相机唯一识别和跟踪的工具，和/或b)测量来自磁场发生器的场的电磁传感器。

在一些实施方式中，导管或导丝可以被配备用于形状感测，包括光纤形状感测(FOSS)和通过一个或多个电磁(EM)传感器的姿态测量。使用这种传感器的组合，可以确定导管的姿态的绝对测量。这样的形状感测可以用于诸如内窥镜检查、血管导管插入术、GI和肺部研究等的程序。

在一个方面，一种系统包括计算机系统、可插入结构、光纤线路和一个或多个电磁传感器，所述计算机系统包括用于执行指令的处理器，所述可插入结构可在手术室中使用，所述光纤线路延伸穿过所述结构，其中所述计算机系统被配置为确定延伸穿过所述结构的所述光纤线路的形状，所述一个或多个电磁传感器至少部分地缠绕在所述光纤线路的一个或多个部分周围，其中所述计算机系统被配置为确定所述一个或多个电磁传感器的位置和取向，并且其中所述计算机系统被配置为基于延伸穿过所述结构的所述光纤线路的所确定的形状以及所述一个或多个电磁传感器的所确定的位置和取向来确定所述结构的形状和位置。

实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施方式中，所述系统包括与所述一个或多个电磁传感器通信的场发生器。

在一些实施方式中，所述场发生器位于患者下方。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器为所述光纤线路提供参考坐标系。

在一些实施方式中，所述光纤线路的一个或多个节段包括一个或多个光纤布拉格光栅以产生应变测量。

在一些实施方式中，所述光纤线路的一个或多个节段所经历的应变是根据瑞利散射来确定的。

在一些实施方式中，所述光纤线路的所确定的形状是针对温度进行补偿的。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器中的一个电磁传感器具有螺线管几何形状，所述螺线管几何形状包括多个实质上环形的匝。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器中的一个电磁传感器具有鞍形几何形状，所述鞍形几何形状包括多个实质上90度的匝。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器的中心轴与所述光纤线路的中心轴对准。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器直接缠绕在所述光纤线路周围。

在一些实施方式中，所述一个或多个电磁传感器缠绕在围绕所述光纤线路的芯周围。

在一些实施方式中，所述芯包括以下各项中的至少一种：铁氧体材料、高导磁合金(mu-metal)材料或坡莫合金材料。