用于检测定位元件的包覆和非包覆的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求在2013年3月5日提交的美国专利申请No. 13/785, 807的权益和优 先权，其通过引用包含于此，如同在此全部阐述一样。
技术领域
[0003] 本公开涉及定位系统，诸如用在心脏诊断和治疗程序中的定位系统。特别地，本公 开涉及用于检测诸如电极的定位元件何时从导引器护套或其他包封器具中露出和/或缩 回至导引器护套或其他包封器具中的系统、设备和方法。
【背景技术】
[0004] 导管用于日益增长数量的程序。例如，仅举几个例子，导管用于诊断、治疗和消融 程序。通常，导管被操纵通过患者的血管至期望部位，例如，患者心脏内的部位。在许多情 况中，导管借助于导引器护套（有时被简单地称为"导引器"或"护套"）被插入至身体中并 导航至目标位置。如普通技术人员可以理解，导引器是具有中央管腔的导管，其他医疗装置 可以通过中央管腔。
[0005] 还已知的是，使用定位系统（有时也称为"标测系统"、"导航系统"或"位置反馈系 统"）来跟踪在患者的身体内移动的导管或其他医疗装置的三维坐标。这些装置通常使用 磁、电、超声和其他辐射源来确定这些装置的坐标。例如，基于阻抗的定位系统通过将医疗 装置测量的电压（更特别地，由承载在医疗装置上的一个或多个电极测量的电压）解释为 电场内的位置来确定医疗装置的坐标。
[0006] 然而，基于阻抗的系统的一个缺点是阻抗测量在医疗装置被撤回至导引器中时变 得不可靠。这是因为，导引器通常由绝缘材料制成，使得护套内的定位电极附近的电压梯度 变得非线性和不规则。实际上，护套内的定位电极可能看起来宽广地漂移，使得对于定位系 统而言准确地和精确地为专业人员呈现医疗装置的图像是困难的。尽管该状况的视觉识别 是可以的，但没有现存的系统或方法分析性地这样做。
【发明内容】
[0007] 除了其他方面，本公开提供了检测定位元件/护套状态改变（例如，定位电极从导 引器露出或者定位电极撤回至导引器中）的分析方法。
[0008] 本公开还提供识别定位元件相对于导引器的位置（例如，定位元件是位于导引器 内部还是外部）的分析方法。
[0009] 此外，公开了分析性地检测定位元件/护套状态改变的定位系统。
[0010] 本文还公开了分析性地确定定位元件与导引器护套的相对位置的定位系统。
[0011] 在一个方面，一种利用定位系统来检测定位元件/护套状态改变的方法，包括以 下步骤：使用多个定位场发生器建立定位场；从经由导引器护套置于定位场内的至少一个 由导管承载的定位元件获得至少一个定位信号，至少一个定位信号包括同相分量和正交分 量；以及基于至少一个定位信号的正交分量来检测至少一个由导管承载的定位系统的定位 元件/护套状态改变。该方法可选地进一步包括利用导引器护套外部的至少一个定位元件 来建立基准正交分量。在一些实施例中，通过调节定位信号的解调延迟直到正交分量随着 至少一个定位元件的移动而在校准值保持大致恒定来建立基准正交分量。定位元件的移动 可以由患者（例如，心脏）动作和/或由导管动作引起。
[0012] 在某些方面中，基于至少一个定位信号的从校准值偏离多于预设量的正交分量来 检测至少一个定位元件撤回至导引器护套中。类似地，可以基于至少一个定位信号的返回 至校准值的预设量内的正交分量来检测至少一个定位元件从导引器护套再次露出。
[0013] 当检测到至少一个定位元件撤回至导引器护套中时，可以生成警报。
[0014] 在另一方面，可以通过进行多个复阻抗测量并确定线性模型中的最小二乘参数来 建立基准正交分量。之后可以基于至少一个定位信号的从线性模型偏离多于预设量的正交 分量来检测至少一个定位元件撤回至导引器护套中。
[0015] 还预期沿着由第一定位场发生器和第二定位场发生器限定的轴、相对于大致与轴 对准的参考点测量定位信号，其中，至少一个由导管承载的定位元件与参考点沿着轴分隔 开。例如，第一定位场发生器可以位于患者的颈部上，第二定位场发生器可以位于患者的腿 部上，参考点可以位于患者的腹部上，以及至少一个由导管承载的定位元件可以位于患者 的心脏内。
[0016] 在另一方面，一种进行心脏电生理研究的方法，包括：建立包围患者的身体的基于 阻抗的定位场；从经由导引器护套置于患者的身体中的至少一个医疗装置上的至少一个定 位元件获得定位信号，定位信号包括同相分量和正交分量，同相分量反映至少一个定位元 件在定位场内的位置；以及基于定位信号的正交分量来检测至少一个定位元件是在导引器 护套的内部还是外部。
[0017] 该方法还可以包括如果至少一个定位元件被检测为在导引器护套内，则暂停从至 少一个定位元件的数据采集。可替换地，方法可以包括当至少一个定位元件被检测为在导 引器护套内时，丢弃由至少一个定位元件采集的数据。作为又一选择，方法可以包括如果至 少一个定位元件被检测为在导引器护套内，则生成警报。
[0018] 该方法通常包括利用位于导引器护套外部的至少一个定位元件来建立基准正交 分量。这可以例如通过调节针对定位信号的解调延迟直到正交分量随着至少一个定位元件 的移动而在校准值保持大致恒定来完成。之后，至少一个定位元件是在导引器护套的内部 还是外部可以通过以下来确定：当正交分量落入校准值周围的预设范围内时检测为至少一 个定位元件在导引器护套的外部；以及当正交分量落在校准值周围的预设范围外时检测为 至少一个定位元件在导引器护套的内部。
[0019] 本文还公开了一种定位系统，包括：定位处理器，被配置为从至少一个定位元件接 收定位信号作为输入，并将定位信号分解为正交分量和反映至少一个定位元件的位置的同 相分量；以及定位元件/护套状态改变检测处理器，被配置为接收正交分量作为输入并从 输入检测定位元件/护套状态改变。
[0020] 本发明的示例性优点是提供一种检测定位元件/护套状态改变的分析方法，减少 了专业人员视觉上识别这种状况的负担。
[0021] 本发明的另一代表性优点是提供一种定位系统，其具有在定位元件撤回至导引器 中时暂停电生理研究的分析能力，定位元件撤回至导引器中使得其测量不太可靠。
[0022] 本发明的另一代表性优点是提供一种定位系统，其具有丢弃由在导引器内的定位 元件采集的电生理研究数据的分析能力，导引器内的定位元件采集的电生理研究数据使得 其测量不太可靠。
[0023] 通过阅读以下说明书和权利要求书并通过观察附图，本发明的上述以及其他方 面、特征、细节、用途和优点将显而易见。
【附图说明】
[0024] 图1是诸如可以用在电生理研究中的定位系统的示意图。
[0025] 图2示出用在电生理研究中的示例性导管。
[0026] 图3A至3C是定位电极和导引器护套的相对位置的示例性透视图。
[0027] 图4示出四个定位电极的定位信号的同相和正交分量。
[0028] 图5是示出根据本文的教导的代表步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明提供用于检测诸如定位电极的定位元件何时从诸如导引器护套的另一装 置露出和/或撤回至该另一装置中（本文称为"定位元件/护套状态改变"）的方法、设备 和系统。为了示出的目的，本文将在用于心脏电生理程序中的定位系统的背景下详细描述 本发明的实施例。然而，可以想到，本发明可以在其他背景中实践以得到好的优势。
[0030] 图1示出定位系统8的示意图，定位系统8用于通过导航心脏导管和测量患者11 的心脏10中发生的电活动并三维地标测电活动和/或关于或表示如此测量的电活动的信 息来进行心脏电生理研究。系统8可以用于例如使用一个或多个电极来创建患者的心脏10 的解剖模型。系统8还可以用于在沿着心脏表面的多个点处测量电生理数据并且与测量电 生理数据所处的每个测量点的位置信息相关联地存储所测量的数据，例如创建患者的心脏 10的诊断数据标测图。
[0031] 如本领域普通技术人员可以理解并且将在以下进一步描述的，定位系统8确定物 体的通常在三维空间内的位置并且在一些方面中确定物体的方向，并将这些位置表达为相 对于至少一个参考确定的位置信息。
[0032] 为了简单地示出，患者11被示意性地示出为