对已知畸变器的电磁畸变校正的制作方法

对已知畸变器的电磁畸变校正
1.相关申请
2.本技术要求2020年12月15日提交的并且名称为“electromagnetic distortion corrections for known distorters”的美国临时申请号63/125,874和2021年11月15日提交的并且名称为“electromagnetic distortion corrections for known distorters”的美国实用申请号17/454,921的优先权，这两个申请的全部内容以引用方式整体并入本文。
技术领域
3.本公开整体涉及用于跟踪对象的设备和系统。例如，本公开的实施方案涉及用于在矫正手术期间跟踪解剖结构和/或手术工具的姿态(例如，位置和取向)的电磁(em)系统。
附图说明
4.图1示出了根据实施方案的em跟踪系统对患者的使用。
5.图2示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具在患者的脊柱附近的布置。
6.图3示出了根据实施方案的偶极模型。
7.图4示出了根据实施方案的当em发射器正在传输em场时，在外科手术的执行中工具在患者的脊柱附近的布置。
8.图5示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具在患者的脊柱附近的布置，其中初始畸变场叠加在工具的尖端上。
9.图6示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具在患者的脊柱附近的布置，其中优化畸变场叠加在工具的尖端上。
10.图7示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具在患者的脊柱附近的布置，其中叠加在工具的尖端上的优化畸变场被用于计算表示第一经校正的经历的em场和第二经校正的经历的em场的数据。
11.图8示出了根据一些实施方案的em跟踪系统的部件。
12.图9示出了根据实施方案的em跟踪系统的方法。
具体实施方式
13.电磁(em)跟踪系统可在外科手术期间用于跟踪一个或多个解剖结构，该一个或多个解剖结构在外科手术期间正在被移动或者可能被移动(或者对于该一个或多个解剖结构的姿态信息，包括位置和/或取向，是另外相关的)。em跟踪系统还可在外科手术期间跟踪一个或多个手术工具。例如，em发射器传输、发射或生成具有一个或多个已知特性的一个或多个em场。附接到解剖结构和/或手术工具中的一者或多者的一个或多个em跟踪器测量它们各自经历的em场并且将其报告回em跟踪系统。通过分析如此生成的数据，可确定一个或多个解剖结构或手术工具的姿态(例如，位置和取向)。
14.在某些情况下，例如，可对患者执行矫正手术以治疗或矫正与患者的一个或多个解剖结构(例如，脊椎)相关的急性损伤、慢性损伤或慢性疾病(例如，脊柱侧凸)。例如，当固
位植入物或硬件被固定到椎骨上时，可执行矫正脊柱外科手术以对准移位或未对准的椎骨。在手术期间可使用em跟踪系统来跟踪椎骨相对于相邻椎骨的姿态，以有利于确定椎骨的移位程度和/或对准程度。期望也可使用em跟踪器来跟踪其他项目。此类em跟踪可发生在由em跟踪系统限定并且与em跟踪系统一起使用的空间体积内。
15.一个或多个em跟踪器各自附接(或耦接)到患者的解剖结构。em跟踪器使用一个或多个传感器来检测在其位置处接收到的em场的场强、方向和/或分量(本公开将作用于em跟踪器的传输的em场的检测到的性质描述为em跟踪器的“经历的em场”)。在一些实施方案中，em跟踪器还可能够生成一个或多个em场，该一个或多个em场可被例如系统内的其他em跟踪器和/或em接收器接收。em接收器可具有与em跟踪器类似的检测能力，但是可以是em跟踪系统内本身不被跟踪的设备(并且在一些情况下，可充当由em跟踪系统覆盖的空间体积内的已知参考点)。数据从em跟踪器和/或任何em接收器传输到例如em跟踪系统的一个或多个处理器。处理器处理该数据以确定em跟踪器中的每个em跟踪器相对于相邻em跟踪器的姿态。在一些实施方案中，可参考六个自由度(包括三个位置自由度和三个取向自由度)来确定em跟踪器的姿态。使用em跟踪器的姿态，系统可导出em跟踪器所附接到的对象的姿态(例如，em跟踪器所附接到的解剖结构或工具的姿态)。
16.在一些实施方案中，在em跟踪器处检测到的一个或多个传输的em场可由与em跟踪器分离的em发射器生成，使得可相对于em发射器确定em跟踪器的姿态。另选地(或附加地)，在em跟踪器中的任一者处检测到的一个或多个传输的em场可由em跟踪器中的另一者生成，使得可相对彼此确定em跟踪器的姿态。另选地(或附加地)，与em跟踪器分离的em接收器可从一个或多个em跟踪器接收一个或多个传输的em场，使得可相对于em接收器确定em跟踪器的姿态。
17.在一些情况下，当使用如所描述的em跟踪系统时，将畸变器引入到传输的em场中。例如，畸变器可以是在使用em跟踪系统的外科手术期间要使用的手术工具(或手术工具的一部分)。由于传输的em场与畸变器之间的相互作用，不可忽略的畸变场存在于em场内以及em跟踪器附近，其中结果是由em跟踪器(和/或任何em接收器)报告的em场被畸变场畸变。畸变场可基于畸变器的姿态、磁导率、其电导率、其大小和/或其物理尺寸中的一者或多者(和/或这些的组合)而变化。由em场内的em跟踪器和/或em接收器检测到的经历的em场可不同于经历的em场，该经历的em场将由相同em跟踪器检测到，而不受到该畸变场的影响。
18.此类畸变场的影响可降低不考虑或补偿这些畸变场的影响的某些em跟踪系统(例如，其在没有修改的情况下进行跟踪确定以考虑畸变场对报告由em跟踪系统用于进行所描述的跟踪确定的数据的一个或多个em跟踪器的影响)的准确度。
19.本文中的实施方案描述用于解决这些畸变场的影响的方法、装置和系统。由畸变器与传输的em场之间的相互作用生成的畸变场具有以下方面：基于畸变器的各种性质的位置、取向、量值和相位。例如，传输的em场内的畸变器的姿态(例如，位置和取向)和/或畸变器的材料特性(诸如形状、尺寸、磁导率和/或电导率)将确定畸变场的性质。通过本文所述的测量和/或建模技术，可确定或近似此类畸变场的这些特性。因此，通过使用影响一个或多个em跟踪器的畸变场的特性，本文的实施方案可校正由一个或多个em跟踪器报告的经历的em场。em跟踪系统的一个或多个处理器可执行这些任务以便校正由一个或多个em跟踪器报告的经历的em场。一个或多个处理器然后可使用经校正的经历的em场数据来生成一个或
多个em跟踪器的更准确的姿态。
20.参考附图可理解实施方案，其中在整个附图中类似的部分由类似的数字来表示。受益于本公开的本领域的普通技术人员将容易理解，如本文在附图中一般描述和示出的实施方案的部件可以各种不同配置来布置和设计。因此，如附图中表示的各种实施方案的以下更详细描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅表示各种实施方案。虽然附图中呈现了实施方案的各个方面，但附图未必按比例绘制，除非特别指出。
21.应当理解，出于简化本公开的目的，有时将各种特征组合在单个实施方案、附图或其描述中。这些特征中的许多特征可单独使用和/或彼此组合地使用。
22.短语“联接到”和“与
……
通信”是指两个或更多个实体之间的任何形式的交互，包括机械、电、磁性、电磁、流体和热交互。两个部件可彼此联接或彼此通信，即使它们彼此不直接接触。例如，两个部件可通过中间部件彼此联接或彼此通信。
23.图1示出了根据实施方案的em跟踪系统对患者102的使用。患者102被设置在em发射器104附近。患者102可例如在手术装置内，该手术装置被布置成使得除了别的之外，要在患者102上执行的医疗程序的感兴趣部分接近em发射器104。在这些情况下，至少感兴趣的部分在要由em发射器104传输的一个或多个em场的范围内。在图1的示例中，医疗程序的感兴趣部分包括患者102的脊柱106的一部分，对应于要具体地在脊柱106的该部分上执行的医疗程序。预期在其他实施方案中，其他感兴趣部分(与其他医疗程序对应)可与本文所公开的实施方案一起使用。感兴趣部分可包括将由em跟踪系统跟踪的一个或多个解剖结构。在图1的示例中，要跟踪的解剖结构可以是脊柱106的椎骨108a-108e。
24.为了能够经由em跟踪系统进行此类跟踪，可将一个或多个em跟踪器附接到要被跟踪的每个解剖结构。在图1的示例中，em跟踪器110a-110e已经被附接或以其他方式耦接到椎骨108a-108e中的对应椎骨。由em发射器104传输的em场与em跟踪器110a-110e中的每个em跟踪器之间的相互作用分别由em跟踪器110a-110e测量，并且作为经历的em场信息提供给em跟踪系统。该数据允许em跟踪系统以上述方式跟踪椎骨108a-108e。
25.预期em跟踪器110a-110e中的任一者可服务于除em跟踪之外的附加目的。例如，如图所示，em跟踪器110a-110d完全位于患者102内。然而，em跟踪器110e从患者102向外延伸。这可允许em跟踪器110e充当与光学跟踪系统(其可以是em跟踪系统的一部分)一起使用的光学跟踪器以及用于em跟踪系统的em跟踪器。
26.图2示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具202在患者102的脊柱106附近的布置。工具202可能需要设置在em跟踪器110a-110e附近(例如，如图所示)，以便用于执行使用工具202的外科手术的一部分。在图2的示例中，工具202的尖端204可具有使得尖端204(单独地或作为工具202的一部分)充当畸变器的性质。换句话说，当工具202以所示姿态设置时，由em发射器104传输的em场与尖端204之间的相互作用可在尖端204的位置处/周围引起畸变场。在许多情况下，该(或任何其他)畸变场与em跟踪器110a-110e中的任一者的接近度可能以本文所述的方式干扰由em跟踪器110a-110e中的一个或多个em跟踪器进行的经历的em场测量。
27.畸变器(诸如工具202的尖端204或其他部分)可以说具有姿态(包括例如位置和取向)和特性(例如尺寸、形状、磁导率和/或电导率等)，这些姿态和特性确定对应畸变场的某些性质(例如位置、取向、量值和相位)。根据本文的实施方案的em跟踪系统利用畸变器的姿
态和特性的知识(不管是测量的还是建模的)以便估计或近似对应的畸变场的性质(例如，位置、取向、量值和相位)。如将看到的，畸变器的姿态可由em跟踪系统从包括畸变器的工具的姿态导出，其中其是由em跟踪系统跟踪的工具(而不仅仅是畸变器)。如将在下文进一步详细描述的，畸变器的特性(可能如相对于包括畸变器的整个工具表示的)可在外科手术之前以一种方式或另一种方式已知，并且因此在外科手术期间对于em跟踪系统已知。
28.畸变器(例如，尖端204)的姿态可包括畸变器在传输的em场内的位置以及畸变器相对于em发射器104和/或一个或多个em跟踪器110a-110e中的一者或两者的取向。作为姿态的一部分，畸变器的位置可被理解为畸变器在em场内相对于em场中的已知点的位置。em场中的已知点可以是例如em发射器104上的点。作为定位的一部分，畸变器的取向可被理解为畸变器相对于em发射器104中的一个或多个em发射器和/或em跟踪器110a-110e中的一个或多个em跟踪器的取向。
29.畸变器的姿态的定位和取向元素可以各种方式被em跟踪系统知晓/确定。例如，畸变器在em场内的姿态可以是系统已知的。在一些情况下，可能的是，畸变器在em场内处于预先确定的姿态(并且因此在em场内的已知位置处)并且在外科手术期间不移动。在不涉及使用此类姿态预先确定的能力的其他情况下(例如，涉及可在外科手术的过程期间被重新姿态化的畸变器，诸如工具202的尖端204)，em跟踪系统可跟踪畸变器的姿态。这可以各种方式进行。
30.例如，可能的是，畸变器物理地耦接或附接到机器人姿态设定系统(例如，旨在在外科手术程序期间建立作为畸变器或包括畸变器的对象(诸如工具202)的位置和/或取向的机器人系统)。机器人姿态设定系统可跟踪其自身的配置作为其过程的一部分，并且将该配置报告给em跟踪系统，这允许em跟踪系统确定畸变器的姿态(例如，位置和/或取向)。例如，在工具202的情况下，机器人姿态设定系统可报告关于其自身配置的数据，em跟踪系统可从该数据基于工具202的已知物理属性确定工具202的尖端204的姿态。
31.在一些情况下，可能(另选地或附加地)的是，使用光学跟踪系统(例如，旨在作为或包括畸变器的一个或多个对象(诸如工具202)的外科手术期间光学地确定姿态的光学系统)来跟踪畸变器。光学跟踪系统可跟踪并报告这些对象的姿态(例如，如位置和/或取向)，这允许em跟踪系统确定畸变器的姿态。例如，在工具202的情况下，光学跟踪系统可报告关于工具202的姿态的数据，em跟踪系统可从该数据基于工具202的已知物理属性确定工具202的尖端204的姿态。
32.在一些情况下，可能(另选地或附加地)的是，使用工具202上的em跟踪器在em跟踪系统内跟踪畸变器。例如，工具202的尖端204可以是如所描述的畸变器，而工具202的其余部分不充当畸变器。在这些情况下，可使用em跟踪器来跟踪尖端204的姿态(例如，位置和/或取向)，该em跟踪器被附接到工具202的在em场内不展现出畸变效果的部分(并且从尖端204移开足够远，使得来自尖端204的畸变可忽略)。该em跟踪器可向em跟踪系统报告关于其与从em发射器传输的em场的相互作用的数据，该em跟踪系统被用于确定所述em跟踪器的姿态，从该em跟踪系统可导出工具202的姿态(并且因此工具202的尖端204的位置)。
33.设想了其他类型的跟踪。例如，可识别畸变器和/或包括畸变器的工具(例如，使用基于区域的卷积神经网络，其使用机器学习方法进行训练)的可见光跟踪系统可用于确定畸变器和/或包括畸变器的工具的姿态。又如，激光雷达跟踪系统可用于确定畸变器和/或
包括畸变器的工具的姿态。
34.还预期可一起使用这些描述的跟踪方法中的多个跟踪方法。当如此使用这些方法中的多个方法时，每个方法使用的空间体积可被共同配准，使得来自一个此类系统的数据可通知另一个此类系统。该空间体积可与由em跟踪系统出于跟踪一个或多个em跟踪器的目的使用的空间体积共同配准。例如，光学跟踪系统可与em跟踪系统(例如，如相对于em跟踪系统的em发射器和任何em跟踪器的使用所建立的)用于em跟踪的空间体积共同配准，使得来自光学跟踪系统的光学数据可相对于用于该跟踪体积内的工具202的em发射器(如上所述)的em跟踪方法来使用。此外，机器人姿态设定系统可(也可)与em跟踪系统用于em跟踪的空间体积共同配准，使得来自机器人姿态设定系统的配置数据可相对于用于该跟踪体积内的工具202的em发射器的em跟踪方法来使用。
35.畸变场的位置可基于畸变器的姿态。例如，在要讨论的方法中，可能的是，畸变场近似为表示畸变器的姿态的点。
36.畸变器的任何特性(例如，尺寸、形状、磁导率和/或电导率等)可被提供给系统或以其他方式为系统所知。如下文将进一步描述的，这些特性性质可作为与任何给定畸变器和/或某一类型的工具对应的一般模型的一部分存在，或者作为特定于该畸变器和/或工具类型的特定实例的特定模型的一部分存在。
37.畸变器在传输的em场内的姿态(例如，畸变器的位置和畸变器的取向)可确定对应畸变场。
38.畸变器的姿态(例如，位置和/或取向)的元素可确定在其各个点处的畸变场的量值。例如，畸变场可近似为表示畸变器的位置的点。畸变器的位置然后影响畸变场内各个点处的畸变场的量值，因为对于畸变场内的同一点(相对于畸变器的近似位置)，该量值可随着畸变器相对于em发射器移动(例如，修改其相对于em发射器的位置)而变化(例如，减小或增大)。又如，畸变场沿第一方向的量值可随着非均匀畸变器的取向改变(随着非均匀性相对于第一方向的位置改变)而改变。此类非均匀性可以是畸变器形状、畸变器材料等。无序相对于em发射器的姿态(例如，位置和/或取向)的元素与组成与畸变器对应的畸变场的各个点的量值之间的关系可以是em跟踪系统已知的(经由实验)或由em跟踪系统建模的(使用畸变器的物理属性)。
39.畸变器的姿态可确定畸变场的取向。当畸变器在em场内从第一姿态移动到第二姿态时，em场相对于畸变器的方向在新位置处可以是不同的。因此，对应畸变场在第二位置处可具有与在第一位置处的对应畸变场不同的方向。
40.传输的em场内的畸变器的特性(例如，尺寸、形状、磁导率和/或电导率)可确定对应畸变场。
41.畸变器的尺寸可确定由畸变器引起的畸变场在各个点处的量值。例如，当使用第二尺寸的畸变器时，一维的畸变器可能导致畸变场在各个点处具有与类似点的畸变不同的量值。畸变器的尺寸与由于该尺寸而引起的畸变场的一个或多个点的量值之间的关系可以是em跟踪系统已知的(经由实验)或由em跟踪系统建模的(基于已知尺寸)。
42.畸变器的形状可确定畸变场在各个点处的量值。例如，在各个方向上与畸变器的近似点等距离的各个点的畸变场的相对量值可大致跟踪畸变器的形状。畸变器的形状与由于该形状而引起的在各个方向上的畸变场的各个点的量值之间的关系可以是em跟踪系统
已知的(经由实验)或由em跟踪系统建模的(基于已知形状)。
43.畸变器的磁导率可确定畸变场的量值和相位。
44.例如，由畸变器引起的畸变场的不同点处的量值通常可随着畸变器的磁导率的增加而增加。畸变器的磁导率与由于该磁导率而引起的畸变场的各个点的量值之间的关系可以是em跟踪系统已知的(经由实验)或由em跟踪系统建模的(基于其他畸变器上的数学估计和/或实验)。
45.又如，在畸变器的磁导率是非线性的情况下，畸变场的相位可(相对于em发射器)偏离零。例如，对于具有不可忽略的矫顽力和损耗的非线性磁性材料，磁相位可从em发射器的相位偏移一定量ε。这种磁相移可经由复磁导率来表示。
46.畸变器的电导率可确定畸变场的量值和相位。
47.例如，与具有较低电导率的畸变器相比，具有较高电导率的畸变器可在畸变场内的各个点处生成量值较大的畸变场。畸变器的电导率与由于该电导率而引起的畸变场的量值之间的关系可以是em跟踪系统中已知的(经由实验)或建模的(基于其他畸变器上的数学估计和/或实验)。
48.又如，导电畸变器的畸变场的相位可在＝π/2处开始(相对于em发射器的相位)。然而，给定畸变器姿态、几何形状和材料，该π/2值可进一步偏移某个δ，其中δ很大程度上取决于畸变器的有效电感和电阻。
49.需注意，给定导电畸变器和磁畸变器，磁导率和电导率两者的方面出现并相互作用。例如，畸变器的磁导率经由磁通量集中增加其有效电感，并且经由感应电流趋肤深度增加其电阻。
50.应当理解，1)畸变器的姿态(例如，位置和取向)的元素和/或2)畸变器的各种特性(尺寸、形状、磁导率和/或电导率)可共同地一起确定畸变场的性质。这意味着可在系统内同时使用这些因素中的多个(包括所有)因素，以使用上述与每个此类因素相关的相关原理来确定用于与畸变器对应的畸变场的适当模型。
51.图3示出了根据实施方案的偶极模型300。偶极模型300可用于概念性地表示根据本文所公开的实施方案的畸变场。虽然在例示的实施方案中使用了偶极模型300，但是在一些实施方案中，可将畸变场建模为多偶极、多极、有效电荷、有效电流、边界元方法模型、有限元分析模型、基于测量的模型或畸变场的任何其他数值近似中的一者。
52.偶极模型300可包括中心302。中心302可表示由畸变器引起的畸变场的位置，如上所述。
53.偶极模型300还可包括取向304，该取向可对应于em场相对于畸变器的姿态的方向，针对该畸变器，偶极模型300正在近似对应畸变场。偶极模型300的取向304可将方向含义赋予表示畸变场的偶极模型300的畸变场线306。畸变场线306表示由传输的em场与畸变器之间的相互作用引起的磁场的一部分。需注意，一个或多个畸变场线可在本文所述的em跟踪系统内以比图3所示的偶极模型300(以示意性形式呈现)中明显更高的保真度来建模。
54.虽然在此直观地呈现，但期望表示畸变场(及其各个部分，诸如中心302、取向304和畸变场线306)的偶极模型300可以参数化方式计算和/或存储于本文所述的系统中(例如，偶极模型300可能未必需要明确地“绘制”以便执行本文所述的方法)。
55.预期其他模型类型可用于对畸变场进行建模。例如，可使用多偶极模型、多极模
型、线、或表面模型(诸如有效电荷或电流模型)、或其他参数化模型(诸如边界元方法或测量和插值模型)来表示畸变场。在这些情况下，em跟踪系统可包括查找表(例如，在存储器中)，该查找表可与当前畸变器姿态信息结合使用以将畸变场确定为例如畸变器几何形状、畸变器电导率和/或畸变器磁导率的模型。
56.此外，还预期这种模型可通过有限元建模和/或直接测量来构建。在这些情况下，em跟踪系统然后可在存储器中包括查找表，该查找表可用于将畸变场确定为例如畸变器姿态、畸变器几何形状、畸变器电导率和/或畸变器磁导率的模型。
57.虽然使用不同的模型来表示畸变场可导致与偶极情况不同的结果，但是使用如此建模的畸变场背后的原理将仍然类似于由本文示例使用的偶极情况中所描述的方法。
58.图4示出了根据实施方案的当em发射器104正在传输em场时，在外科手术的执行中工具202在患者102的脊柱106附近的布置。图4的元素可用于初始化由em场与工具202的尖端204的相互作用生成的畸变场的近似(例如，使用偶极模型)。工具202的尖端204的中心402可以是使用例如光学跟踪系统，机器人姿态设定系统和/或工具202的em跟踪器的方法测量的相对于例如em发射器104的中心的向量，用于确定畸变器姿态，如上所述。
59.由em发射器104传输的em场的磁场部分(在本文中称为b)可(至少部分地)由一个或多个磁场线表示。这些磁场线中的一条磁场线是磁场线404，其示出了在磁场线404上的每个点处的b的方向，与磁场向量406一致，该磁场向量表示在所示出的点(尖端204的中心402)处的b的量值和方向两者。
60.可相对于工具202的尖端204的位置处的磁场向量406来确定用于尖端204的初始畸变器磁矩408(在本文中称为mi)。初始畸变器磁矩408可通过下式计算：
61.mi＝b fi(μr，σ，几何形状)，其中
62.μr是畸变器的(相对)磁导率；
63.σ是畸变器的电导率；并且
64.fi是与畸变器的几何形状对应的函数。
65.例如，对于近似球形的畸变器，取和μr》1，fi等于(4πa3/μ0)((μ
r-1)/(μr+2))。
66.初始畸变器相位(在本文中称为δφi)可通过下式计算：
67.δφi＝gi(μr，σ，几何)，其中
68.μr是畸变器的(相对)磁导率；
69.σ是畸变器的电导率；并且
70.gi是与畸变器的几何形状对应的函数。
71.例如，取σ＝0和μr》1以及gi等于0。
72.一旦mi已知，就可用di(mi,r)来确定初始畸变场(在本文中可称为di)。因此，di可以说是由畸变器引起的畸变场的近似。在一个示例中，在使用偶极对初始畸变场建模的情况下，相关计算/表达式可以是
73.di(mi,r)＝μ0(3(mi●er
)e
r-mi)/(4πr3)，其中
74.r是从偶极中心到近似畸变场内的感兴趣位置的向量，并且
75.er是沿着r的单位向量。
76.图5示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具202在患者102的脊柱106附
近的布置，其中初始畸变场502叠加在工具202的尖端204上。工具202的尖端204充当与初始畸变场502对应的畸变器。初始畸变场502可概念性地表示di(当使用偶极模型时)。
77.如图所示，em跟踪器110c和em跟踪器110d在尖端204附近。因此，系统基于初始畸变场502来推测对这些em跟踪器的一些非零畸变效果。
78.因为工具202的尖端204的姿态相对于em跟踪器110c和em跟踪器110d中的每个的位置是已知(例如，使用上述方法，经由机器人姿态设定系统、光学跟踪系统和/或工具202的em跟踪器)(可使用尖端204的已知位置以及来自将工具202引入患者102中之前的em跟踪器110c和em跟踪器110d的位置数据来确定的信息)，所以可以上述方式使用di(mi,r)来确定第一畸变向量504和第二畸变向量506。因此，第一畸变向量504(与em跟踪器110c的位置对应)和第二畸变向量506(与em跟踪器110d的位置对应)可表示初始畸变场502在第一畸变向量504和第二畸变向量506的位置处的推测效果，并且可被相应地计算。
79.预期在一些实施方案中，畸变器(和/或包括畸变器的工具)的姿态和/或一个或多个特性可在它们用于确定畸变场近似以供在系统中使用之前被优化或细化。可使用该经优化姿态和/或特性以便产生经优化畸变场do。在这些实施方案中，然后可能的是，可使用do而不是任何di来计算一个或多个畸变向量。
80.例如，可能的是，em跟踪系统的存储器可包含用于畸变器和/或包括畸变器的工具的一般模型，该一般模型包括一个或多个特性(例如，几何形状、磁导率、电导率等)。该一般模型可基于关于畸变器和/或包括畸变器的工具的预先推测(例如，预先编程的参数化)。另选地可能的是，该一般模型可基于em跟踪系统的先前经验，该em跟踪系统具有与当前畸变器和/或包括畸变器的工具相同类型的畸变器和/或包括畸变器的工具。例如，em跟踪系统可包括工具202和/或其尖端204的一般模型。在一些情况下，来自用于畸变器和/或包括畸变器的工具的一般模型的特性被用于以上述方式计算di。
81.用于畸变器的一般模型可能已经预先存储在em跟踪系统的存储器内。另选地(或附加地)，预期em跟踪系统可从在畸变器和/或包括畸变器的工具上找到的存储器接收用于畸变器和/或包括畸变器的工具的一般模型，以及/或者通过从畸变器和/或包括畸变器的工具接收标识符(例如，来自畸变器和/或包括畸变器的工具的射频标识(rfid))并且使用该标识符从通过em跟踪系统在其上通信的网络可访问的服务器定位用于畸变器和/或包括畸变器的工具的一般模型。
82.可注意/理解，由于制造差异(或其他原因)，畸变器和/或包括畸变器的工具可能不精确地匹配与畸变器和/或包括畸变器的工具对应的一般模型。例如，基于轻微材料变化，工具202的尖端204的磁导率可与预期略有不同。又如，工具202的大小可与对应于工具202的一般模型略有不同。因此，可能的是，系统能够使用由一个或多个em跟踪器收集的数据(例如，经历的em场数据)，该收集的数据在由畸变器引起的畸变场的影响下取得，以基于这些测量的响应来外推如在一般模型中记录的畸变器和/或包括畸变器的工具的特性(例如，尺寸、形状、磁导率和/或电导率等)与畸变器和/或包括畸变器的工具的特定物理实例的实际特性之间的相关差异。
83.此类差异可通过将经历的em场数据与预测的经历的em场数据进行比较来确定，该预测的经历的em场数据通过使用畸变器和/或包括畸变器的工具的当前姿态与一般模型的特性(例如，根据初始畸变场di，以上述方式)来确定。基于经历的em场数据与预测的经历的
em场数据之间的增量，可外推在一般模型中记录的特性与实际畸变器和/或包括畸变器的工具的特性之间的差异。这些特性差异然后可被应用于与畸变器和/或包括畸变器的工具对应的一般模型，从而得到用于特定畸变器和/或包括特定畸变器的工具的特定模型。
84.用于模型优化目的的收集的数据(例如，姿态数据和经历的em场数据)未必是出于该优化的目的而唯一收集的任何数据。例如，如此使用的此类收集的数据在一些情况下可以是先前姿态数据和当畸变器(和/或包括畸变器的工具)出于其他目的而在em场内处于先前姿态时生成的对应em响应数据。
85.此外，还预期(先前优化的)特定模型可甚至通过(重复)用于畸变器和/或包括畸变器的工具的与上述用于优化一般模型的过程类似的过程来进一步优化。因此，期望用于畸变器和/或包括畸变器的工具的特定模型的特性可变得越来越准确，畸变器和/或包括畸变器的工具在系统内用于各种目的也越多。
86.用于畸变器的特定模型然后可被存储在em跟踪系统的存储器内。另选地(或附加地)，预期em跟踪系统可将用于畸变器和/或包括畸变器的工具的特定模型存储到在畸变器和/或包括畸变器的工具上找到的存储器。另选地(或附加地)，em跟踪系统可将特定模型存储到通过em跟踪系统在其上通信的网络可访问的服务器，使得特定模型与由工具报告的标识符(例如，rfid)相关联。这种存储(在任何情况下)可允许em跟踪系统中的用于畸变器和/或包括畸变器的工具的优化特性的后续使用，而不必重复优化过程。与如上所述的畸变器和/或包括畸变器的工具的重复使用对应，这种存储还可允许用于要通过从特定模型的先前版本开始的重复优化连续地改进畸变器和/或包括畸变器的工具的特定模型。
87.一旦确定了任何此类优化特性(例如，以几何形状、磁导率、电导率等)，这些值就可用于确定例如畸变器和/或包括畸变器的工具的优化(更准确)姿态(例如，位置和/或取向)。它们还可和/或另选地用于确定用于畸变器的优化畸变器磁矩mo(例如，通过将优化特性代入上述mi的公式中)。然后优化畸变场do可用do(mo,r)以上述方式(例如，通过将mo和优化r代入di(mi,r的公式中)如上所述来确定。
88.因此，do可以说是已经从di优化的由畸变器引起的畸变场的近似，并且此类优化可(至少部分地)基于表示被由一个或多个em跟踪器报告的由畸变器引起的第二畸变场畸变的一个或多个经历的em场的数据。
89.此类优化可在单个em跟踪器内基于每em传感器而发生。em跟踪器可具有多个em传感器(诸如多个感应线圈)。这些传感器的优化可相对于近似畸变来校正信号量值和信号相位。例如，每个传感器可经历传输的em场和畸变场中的每个的分量量值和相位。初始畸变场模型可暗示与实际发生的分量量值和相位不同的分量量值和相位。可适当地调整畸变场模型。例如，传感器可经历1mv的分量量值和84度的相对相位。初始畸变场模型可暗示1mv的分量量值和85度的相对相位。利用该差异，可优化畸变器电阻。
90.此类优化可在每em跟踪器基础上发生。例如，由一个或多个单独em跟踪器驱动的优化可相对于近似畸变来校正跟踪度量。
91.此类优化可跨多个em跟踪器发生。例如，由一组多个em跟踪器驱动的优化可校正近似畸变的跟踪度量、相对姿态、位置、取向和量值。
92.此类优化可针对用于优化畸变场的位置、取向、量值和/或相位的一个或多个约束来检查。例如，可使用来自用于畸变器/包括畸变器的工具的一般模型的特性针对初始畸变
场来检查使用优化特性生成的优化畸变场的位置、取向、量值和/或相位中的每个，以便确保这两个畸变场之间的差异在特定可允许或预期界限内。例如，可能发生的是，优化过程可能试图将偶极位置移动到畸变器的几何形状之外。这会指示某个错误已经发生，并且这种优化不会被执行。
93.基于如由约束调整的优化，对用于畸变器/包括畸变器的工具的一般模型进行校正，以生成用于畸变器/包括畸变器的工具的特定模型，该特定模型被用于生成对应优化畸变场。用于畸变器/包括畸变器的工具的特定模型可被保存在em跟踪系统的存储器中。
94.图6示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具202在患者102的脊柱106附近的布置，其中优化畸变场602叠加在工具202的尖端204上。优化畸变场602可概念性地表示do(当使用偶极模型时)。通过与图5比较可看出，由于本文所述的优化过程，优化畸变场602与初始畸变场502略有不同(例如，在位置、取向、量值和/或相位中的一者或多者上不同)。
95.如图所示，em跟踪器110c和em跟踪器110d在初始优化畸变场602附近。因此，由于由em发射器104传输的em场与尖端204在这些em跟踪器上的相互作用，em跟踪系统推测某种非零畸变效果。第一畸变向量604和第二畸变向量606(表示分别在em跟踪器110c和em跟踪器110d的位置处由优化畸变场602表示的畸变场的推测效果)可由em跟踪系统使用do(mo,r)以本文所述的方式来计算。
96.em跟踪器110c向em跟踪系统报告第一经历的em场608。第一经历的em场608是由em跟踪器110c取得的原始读数，该原始读数尚未针对由第一畸变向量604表示的畸变场的影响进行校正。em跟踪器110d向em跟踪系统报告第二经历的em场610。第二经历的em场610是由em跟踪器110d取得的原始读数，该原始读数尚未针对由第二畸变向量606表示的畸变场的影响进行校正。
97.图7示出了根据实施方案的在外科手术的执行中工具202在患者102的脊柱106附近的布置，其中叠加在工具202的尖端204上的优化畸变场602被用于计算表示第一经校正的经历的em场702和第二经校正的经历的em场704的数据。第一经校正的经历的em场702可由系统通过获取由em跟踪器110c报告的第一经历的em场608并且针对第一畸变向量604对其进行校正来计算。第二经校正的经历的em场704可由系统通过获取由em跟踪器110d报告的第二经历的em场610并且针对第二畸变向量606对其进行校正来计算。
98.系统然后在使用em跟踪器110c和/或em跟踪器110d的经历的em场的跟踪操作中使用第一经校正的经历的em场702和/或第二经校正的经历的em场704来适当地确定例如椎骨108a-108e中的一个或多个椎骨的姿态。
99.虽然图7已经示出了使用优化畸变场602的第一经校正的经历的em场702和第一经校正的经历的em场702的计算，但是预期在不优化它们的畸变场的一些系统中可替代地使用例如类似于初始畸变场502的近似来类似地计算一个或多个经校正的经历的em场。
100.图8示出了根据一些实施方案的em跟踪系统802的部件。em跟踪系统802包括存储器804、一个或多个处理器806、一个或多个i/o设备808、一个或多个em跟踪器810、em发射器812、机器人姿态设定系统814、光学跟踪系统816和网络接口818。这些元件中的每个元件可通过通信接口820电耦接，该通信接口可表示一个或多个内部通信接口(诸如例如存储器804、处理器806与网络接口818之间的一个或多个传统数据总线)和/或一个或多个外部通
信接口(诸如到例如i/o设备808、em跟踪器810、机器人姿态设定系统814和/或光学跟踪系统816的外部数据布线)。其他布置是被预期的。还预期一些em跟踪系统还可包括和/或使用激光雷达跟踪系统和/或可见光跟踪系统(以及其他可能的跟踪系统)，如上所述。
101.存储器804包括一个或多个一般模型822、一个或多个特定模型824以及可由处理器806执行的引擎指令826。
102.处理器806可操作在em跟踪系统802的存储器804处找到的计算机可读指令以执行其作为引擎的各种功能。例如，处理器806可操作(执行)畸变器姿态引擎828、畸变场近似引擎830、经历的em场校正引擎832和em跟踪器姿态引擎834。这些指令可如在例如em跟踪系统802的存储器804中找到的那样被执行(例如，引擎指令826)。
103.i/o设备808可为本地用户提供从系统提供输入/接收输出的方式。此类i/o设备808的示例可包括键盘、鼠标、监视器、扬声器等。由如本文所述的em跟踪系统802确定的任何结果(例如，解剖结构的位置、经校正的经历的em场等)可经由一个或多个i/o设备808传达给em跟踪系统802的用户。
104.em跟踪器810可连接到患者的解剖结构，并且可各自以上述方式一般地向em跟踪系统802报告相应经历的em场。em跟踪器810中的每个em跟踪器可经由例如将此类信令从em跟踪器810携带到例如em跟踪系统802的处理器806的导线来连接。
105.em发射器812可被设置在患者附近，使得由em发射器812传输的一个或多个em场将有效地覆盖患者的感兴趣区域内的一个或多个em跟踪器810，如上所述。
106.机器人姿态设定系统814可负责建立例如畸变器和/或包括畸变器的工具在由em发射器812传输的em场内的姿态(例如，位置和取向)。如上所述，机器人姿态设定系统814通常可向em跟踪系统802报告其自己的配置，从而允许em跟踪系统802确定正在由机器人姿态设定系统814在em场内操纵的畸变器和/或包括畸变器的工具的位置和/或取向。
107.光学跟踪系统816可在em场内光学地跟踪畸变器和/或包括畸变器的工具。光学跟踪系统816可相应地能够向em跟踪系统802报告大体上关于畸变器和/或包括畸变器的工具的位置和/或取向。
108.期望在一些实施方案中，机器人姿态设定系统814和光学跟踪系统816可被共同配准836，使得来自两者的数据通常可在em跟踪系统802中使用以确定畸变器在em场内的姿态(例如，位置和/或取向)。如上所述，这些中的任一者或两者可被进一步共同配准到由em跟踪系统802使用的用于em跟踪的空间体积。
109.网络接口818可将数据传输到em跟踪系统802中以及从其传输出来。例如，由如本文所述的em跟踪系统802确定的任何结果(例如，解剖结构的位置、经校正的经历的em场等)可经由网络接口818传输到另一设备。此外，期望在一些实施方案中，机器人姿态设定系统814和光学跟踪系统816可不直接是如图8中所示的em跟踪系统802的元件，而是可以是经由网络接口818与em跟踪系统802通信的单独实体。在这种情况下，em跟踪系统802可经由网络接口818与机器人姿态设定系统814和/或光学跟踪系统816中的任一者/两者通信并且使用它们中的任一者/两者，类似地如本文所述。
110.一般模型822可包括用于一个或多个畸变器和/或包括此类畸变器的工具的一个或多个模型。这些一般模型822可包括(记录)关于这些畸变器和/或包括畸变器的工具的特性(例如，几何形状、磁导率、电导率等)。这些一般模型822可基于关于畸变器和/或包括畸
变器的工具预先推测(例如，预先编程的参数化)。另选地可能的是，该一般模型基于em跟踪系统802的先前经验，该em跟踪系统具有畸变器和/或包括畸变器的工具中的一者或多者。
111.特定模型824可包括用于一个或多个畸变器和/或包括畸变器的工具的一个或多个模型。这些特定模型824可包括(记录)关于这些畸变器和/或包括畸变器的工具的特性(例如，几何形状、磁导率、电导率等)。如上所述，此类特定模型824可包括通过应用与畸变器和/或包括畸变器的工具对应的一般模型以及在畸变器和/或其工具在使用中时确定的畸变器和/或其工具与一般模型之间的差异(诸如，例如，em响应和/或几何形状的差异)而制成的畸变器和/或包括畸变器的工具的特定实例的模型。
112.引擎指令826可包括用于一个或多个引擎的指令，包括畸变器姿态引擎828、畸变场近似引擎830、经历的em场校正引擎832和em跟踪器姿态引擎834。当处理器806通过使用引擎指令826来操作其相关指令时，这些引擎中的各种引擎可在不同时间处在em跟踪系统802内活动。
113.畸变器姿态引擎828可执行如本文中所述的用于确定畸变器在由em发射器812传输的em场内的姿态的功能性。例如，畸变器姿态引擎828可与机器人姿态设定系统814和/或光学跟踪系统816(和/或另一跟踪系统)操作/交流以用于作出畸变器姿态确定的目的。此外，畸变器姿态引擎828可使用例如包括畸变器的工具的em跟踪器以本文所述的方式作出姿态确定。
114.畸变场近似引擎830可执行本文所述的用于近似畸变场的功能性(例如，计算di和/或d0中的任一者或两者)。
115.经历的em场校正引擎832可执行本文所述的用于根据di和/或d0生成一个或多个畸变向量的功能性。此外，经历的em场校正引擎832可使用所述畸变向量对来自em跟踪器810的一个或多个经历的em场执行校正，如本文所述。
116.em跟踪器姿态引擎834可执行本文所述的用于使用经校正的经历的em场来定位在患者的感兴趣区域内em跟踪器810附接到的一个或多个解剖结构的功能性。
117.图9示出了根据实施方案的em跟踪系统的方法900。方法900包括经由em发射器传输902em场，该em场包含附接到解剖结构的em跟踪器。
118.方法900还包括确定904畸变器在em场内的姿态。
119.方法900还包括从em跟踪器接收906表示在em跟踪器处的经历的em场的数据，该经历的em场被由畸变器引起的畸变场畸变。
120.方法900还包括接收908包括畸变器的一个或多个特性的模型。
121.方法900还可任选地包括优化910包括畸变器的一个或多个特性的模型。优化可基于表示包括畸变器的当前和先前报告的经历的em场的数据。
122.方法900还包括基于畸变器在em场内的姿态和包括畸变器的一个或多个特性的模型来确定912由畸变器在em场内引起的畸变场。
123.方法900还包括使用em跟踪器处的经历的em场和畸变场来计算914表示用于em跟踪器的经校正的经历的em场的数据。
124.虽然图1至图9的描述已经使用了em发射器和多个em跟踪器，但是预期类似的原理可应用于向em跟踪器中的其他em跟踪器提供em场的em跟踪器的情况中。还预期类似的原理可应用于向em接收器提供em场的em跟踪器的情况中。
125.此外，虽然图2至图7的描述描述了包括单个畸变器(尖端204)的工具202的使用，但是预期一些工具可包括多个畸变器。在这些情况下，可分别跟踪、建模和说明多个畸变器，如上所述。在这些情况下，可相对于em跟踪器生成多个畸变向量(工具中的每个畸变器一个畸变向量)，并且可与em跟踪器的经历的em场一起求和以便生成用于em跟踪器的经校正的经历的em场。
126.本文所公开的任何方法包括用于执行所述方法的一个或多个步骤或动作。方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话讲，除非需要特定顺序的步骤或动作来正确地操作实施方案，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
127.对于一个或多个实施方案，在前述附图中的一个或多个前述附图中阐述的部件中的至少一个部件可被配置为执行如在下面的实施例部分中阐述的一个或多个操作、技术、过程和/或方法。
128.实施例部分
129.以下实施例涉及其他实施方案。
130.实施例1能够包括一种方法，所述方法包括：确定畸变器在电磁(em)场内的姿态；从所述em场中的em跟踪器接收表示在所述em跟踪器处的经历的em场的数据，所述经历的em场被由所述畸变器在所述em场内引起的畸变场畸变；基于所述畸变器在所述em场内的所确定的姿态和包括所述畸变器的一个或多个特性的所述畸变器的模型来确定由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变场；以及使用在所述em跟踪器处的所述经历的em场和所确定的畸变场来计算用于所述em跟踪器的经校正的经历的em场。
131.实施例2能够包括根据实施例1所述的方法，还包括基于表示所述经历的em场的所述数据来优化所述畸变器的所述模型。
132.实施例3能够包括根据实施例1所述的方法，其中由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变是第一畸变场，并且其中所述经历的em场是第一经历的em场，所述方法还包括基于表示受由所述畸变器引起的第二畸变场影响的第二经历的em场的数据来优化所述畸变器的所述模型。
133.实施例4能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变场被建模为以下中的一者：偶极、多偶极、多极、有效电荷、有效电流、边界元方法模型、有限元分析模型和基于测量的模型。
134.实施例5能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态包括所述畸变器在所述em场内的位置和所述畸变器相对于所述em发射器和所述em跟踪器中的一者的取向中的一者或多者。
135.实施例6能够包括根据实施例1所述的方法，其中确定由所述畸变器引起的所述畸变场包括确定所述畸变场的位置、取向、量值和相位中的一者或多者。
136.实施例7能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述模型包括所述畸变器的相对磁导率。
137.实施例8能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述模型包括所述畸变器的电导率。
138.实施例9能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述模型包括所述畸变器的物理尺寸。
139.实施例10能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态使用由机器人姿态设定系统进行的配置跟踪来确定。
140.实施例11能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态使用由光学跟踪系统进行的光学跟踪来确定。
141.实施例12能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态使用由机器人姿态设定系统进行的配置跟踪和由光学跟踪系统进行的光学跟踪来确定。
142.实施例13能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态使用包括所述畸变器的工具的em跟踪器来确定。
143.实施例14能够包括根据实施例1所述的方法，其中所述畸变器的所述姿态使用来自包括所述畸变器的工具的em跟踪器的数据和来自光学跟踪系统的数据来确定。
144.实施例15能够包括一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；和存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以：确定畸变器在电磁(em)场内的姿态；从所述em场中的em跟踪器接收表示在所述em跟踪器处的经历的em场的数据，所述经历的em场被由所述畸变器在所述em场内引起的畸变场畸变；基于所述畸变器在所述em场内的所确定的姿态和包括所述畸变器的一个或多个特性的所述畸变器的模型来确定由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变场；以及使用在所述em跟踪器处的所述经历的em场和所确定的畸变场来计算用于所述em跟踪器的经校正的经历的em场。
145.实施例16能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时进一步配置所述装置以基于表示所述经历的em场的所述数据来优化所述畸变器的所述模型。
146.实施例17能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变是第一畸变场，并且其中所述经历的em场是第一经历的em场，并且其中所述指令在由所述处理器执行时进一步配置所述装置以基于表示受由所述畸变器引起的第二畸变场影响的第二经历的em场的数据来优化所述畸变器的所述模型。
147.实施例18能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述畸变场被建模为偶极、多偶极、多极、有效电荷、有效电流、边界元方法模型、有限元分析模型和基于测量的模型中的一者。
148.实施例19能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述畸变器的所述姿态包括所述畸变器在所述em场内的位置和所述畸变器相对于所述em发射器和所述em跟踪器中的一者的取向中的一者或多者。
149.实施例20能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以通过确定所述畸变场的位置、取向、量值和相位中的一者或多者来确定由所述畸变器引起的所述畸变场。
150.实施例21能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的相对磁导率来确定所述畸变场。
151.实施例22能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的电导率来确定所述畸变场。
152.实施例23能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的物理尺寸来确定所述畸变场。
153.实施例24能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以使用在机器人姿态设定系统处的配置跟踪来确定所述畸变器的所述姿态。
154.实施例25能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以使用由光学跟踪系统进行的光学跟踪来确定所述畸变器的所述姿态。
155.实施例26能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以使用在机器人姿态设定系统处的配置跟踪和由光学跟踪系统进行的光学跟踪来确定所述畸变器的所述姿态。
156.实施例27能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以使用包括所述畸变器的工具的em跟踪器来确定所述畸变器的所述姿态。
157.实施例28能够包括根据实施例15所述的计算装置，其中所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以使用来自包括所述畸变器的工具的em跟踪器的数据和来自光学跟踪系统的数据来确定所述畸变器的所述姿态。
158.实施例29能够包括一种电磁(em)跟踪系统，包括：一个或多个em跟踪器；em发射器，所述em发射器被配置为传输包含所述一个或多个em跟踪器的em场；光学跟踪系统，所述光学跟踪系统被配置为使用光学跟踪来跟踪所述畸变器；存储器，所述存储器包括所述畸变器的模型，所述模型包括所述畸变器的一个或多个特性；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器与所述一个或多个em跟踪器、所述em发射器、所述光学跟踪系统和所述存储器电子通信，所述一个或多个处理器被配置为：确定所述畸变器在所述em场内的姿态；从所述em场中的所述一个或多个em跟踪器中的每个em跟踪器接收表示在所述一个或多个em跟踪器中的每个em跟踪器处的经历的em场的数据，每个经历的em场被由所述畸变器在所述em场内引起的畸变场畸变；基于所述畸变器在所述em场内的所确定的姿态和所述畸变器的所述模型来确定由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变场；以及使用所述一个或多个em跟踪器中的每个em跟踪器处的所述经历的em场和所确定的畸变场来计算所述一个或多个em跟踪器中的每个em跟踪器的经校正的经历的em场。
159.实施例30能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于表示所述经历的em场的所述数据来优化所述畸变器的所述模型。
160.实施例31能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中由所述畸变器在所述em场内引起的所述畸变场是第一畸变场，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于表示被由所述畸变器引起的第二畸变场畸变的经历的em场的数据来优化包括所述畸变器的所述一个或多个特性的所述模型。
161.实施例32能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述畸变场被建模为以下中的一者：偶极、多偶极、多极、有效电荷、有效电流、边界元方法模型、有限元分析模型和基于测量的模型中。
162.实施例33能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述畸变器的所述姿态包括所述畸变器在所述em场内的位置和所述畸变器相对于所述em发射器和所述一个或多个em跟踪器的取向中的一者或多者。
163.实施例34能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为通过确定所述畸变场的位置、取向、量值和相位中的一者或多者来确定由所述畸变器引起的所述畸变场。
164.实施例35能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的磁导率来确定所述畸变场。
165.实施例36能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的电导率来确定所述畸变场。
166.实施例37能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为基于在所述畸变器的所述模型中记录的所述畸变器的物理尺寸来确定所述畸变场。
167.实施例38能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器还与机器人姿态设定系统通信，并且其中所述一个或多个处理器进一步被配置为使用来自所述机器人姿态设定系统的配置跟踪数据来确定所述畸变器的所述姿态。
168.实施例39能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为使用来自所述光学跟踪系统的光学跟踪数据来确定所述畸变器的所述姿态。
169.实施例40能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为使用来自所述机器人姿态设定系统的配置跟踪数据和来自所述光学跟踪系统的光学跟踪数据来确定所述畸变器的所述姿态。
170.实施例41能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为使用包括所述畸变器的工具的em跟踪器来确定所述畸变器的所述姿态。
171.实施例42能够包括根据实施例29所述的em跟踪系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为使用来自包括所述畸变器的工具的em跟踪器的数据和来自所述光学跟踪系统的数据来确定所述畸变器的所述姿态。
172.实施例43能够包括一种装置，所述装置包括用于执行根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素的构件。
173.实施例44能够包括一种或多种非暂态计算机可读介质，所述一种或多种非暂态计算机可读介质包括指令，所述指令在由电子设备的一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备执行根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素。
174.实施例45能够包括一种装置，所述装置包括用于执行根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法或本文所述的任何其他方法或过程的一个或多个元素的逻辑部件、模块或电路。
175.实施例46能够包括根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法、技术或过
程，或其部分或部件。
176.实施例47能够包括一种装置，所述装置包括：一个或多个处理器和一种或多种计算机可读介质，所述一种或多种计算机可读介质包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述实施例中任一项所述或与之相关的方法、技术或过程或其部分。
177.实施例48能够包括根据上述实施例中任一项所述或与之相关的信号，或其部分或部件。
178.实施例49能够包括根据上述实施例中任一项所述或与之相关的数据报、分组、帧、段、协议数据单元(pdu)或消息、或其部分或部件、或在本公开中以其他方式描述。
179.实施例50能够包括根据上述实施例中任一项所述或与之相关的用数据编码的信号，或其部分或部件，或在本公开中以其他方式描述。
180.实施例51能够包括根据上述实施例中任一项所述或与之相关的用数据报、分组、帧、段、pdu或消息编码的信号，或其部分或部件，或在本公开中以其他方式描述。
181.实施例52能够包括一种携带计算机可读指令的电磁信号，其中由一个或多个处理器执行所述计算机可读指令将使得所述一个或多个处理器执行根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法、技术或过程，或其部分。
182.实施例53能够包括一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，其中由处理元件执行所述程序将使得所述处理元件执行根据上述实施例中任一项所述或与之相关的方法、技术或过程，或其部分。
183.实施例54能够包括如本文所示和所述的无线网络中的信号。
184.实施例55能够包括如本文所示和所述的在无线网络中进行通信的方法。
185.实施例56能够包括如本文所示和所述的用于提供无线通信的系统。
186.实施例57能够包括如本文所示和所述的用于提供无线通信的设备。
187.除非另外明确说明，否则上述实施例中的任一者可与任何其他实施例(或实施例的组合)组合。上文对一个或多个实施方式的描述提供了说明和描述，但并不旨是详尽的或将实施方案的范围限制于所公开的精确形式。根据上述教导内容，修改和变型是可能的，或者可从各种实施方案的实践中获得。
188.诸如通过使用术语“基本上”来在整个说明书中提及近似值。对于每个此类提及，应理解，在一些实施方案中，可在没有近似值的情况下指定值、特征或特性。例如，在使用诸如“约”和“基本上”的限定词的情况下，这些术语在其范围内包括缺乏其限定词的限定词语。例如，在关于一个特征叙述术语“基本上垂直”的情况下，应当理解，在另外的实施方案中，该特征可具有精确垂直配置。
189.类似地，在以上对实施方案的描述中，出于简化本公开的目的，有时将各个特征在其单个实施方案、附图或描述中一起分组。然而，本公开的此方法不应被解释为反映以下意图：任何权利要求需要比在该权利要求中明确叙述的那些特征更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，创造性方面在于任何单个前述公开的实施方案的少于所有特征的组合。
190.本书面公开内容之后的权利要求书据此明确并入本书面公开内容中，其中每一权利要求独立地作为单独实施方案。本公开包括独立权利要求及其从属权利要求的所有排列。此外，能够从以下独立权利要求和从属权利要求衍生的附加的实施方案也明确并入本
书面描述中。
191.本文所公开的权利要求和实施方案应被解释为仅是例示性和示例性的，并且不是以任何方式对本公开的范围的限制。借助于本公开，本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离本文的公开内容的基本原理的情况下可对上述实施方案的细节作出改变。换句话讲，以上描述中具体公开的实施方案的各种修改和改进在所附权利要求书的范围内。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域的技术人员可改变本文所公开的方法的步骤或动作的顺序。换句话讲，除非实施方案的正确操作需要特定步骤或动作顺序，否则可修改特定步骤或动作的顺序或使用。因此，本实施方案应被视为说明性而非限制性的，并且本说明书不限于本文给出的细节，而是可在所附权利要求书的范围和等效物内修改。