使用在外部贴片电极处测量的阻抗的基于阻抗的医疗装置导航中的移动和漂移的校正的制作方法
【专利说明】使用在外部贴片电极处测量的阻抗的基于阻抗的医疗装置 导航中的移动和漂移的校正
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求在2012年11月30日提交的美国专利申请No. 13/690, 737的利益和 优先权，其通过引用包含于此，如同在此全部陈述一样。
技术领域
[0003] 本公开涉及用于确定身体内的医疗装置上的装置电极的一个或多个特性的系统 和方法，装置电极的一个或多个特性包括装置电极的位置和在装置电极处测量的阻抗。特 别地，本公开涉及能够实现基于电场的位置和导航系统中位置和阻抗测量中的漂移和移动 的校正的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 很多医疗装置被插入至身体中以诊断和治疗各种身体状况。导管例如用于执行身 体内的各种任务，包括药物和流体的输送、体液的移除、以及手术工具和器械的传输。在心 房纤颤的诊断和治疗中，例如，除了其他任务以外，导管可以用于将电极输送至心脏以用于 心脏表面的电生理标测以及将消融能量输送至表面。导管通常经由身体的血管系统被导送 至感兴趣区域。在传统的方法中，使用导引器来刺穿皮肤表面，具有大于导管外径的内径的 套管穿过血管至感兴趣区域。导管之后由临床医生手动地或通过使用机电驱动系统纵向地 移动穿过套管至感兴趣区域。
[0005] 临床医生在诸如导管的医疗装置在身体内移动时跟踪医疗装置的位置，以使得例 如药物和其他形式的治疗被施加在适当的位置并且医疗程序可以更有效地和安全地完成。 一种跟踪医疗装置在身体内的位置的传统手段是荧光透视成像。然而，荧光透视法是不利 的，因为它使得患者和医生遭受不期望水平的电磁辐射。因此，医疗装置导航系统被开发来 跟踪医疗装置在身体内的位置。这些系统通常依赖于电场或磁场的生成以及附接至医疗装 置和/或在身体外部的位置传感器上的感应电压和电流的检测。之后经由例如视觉显示器 将从这些系统得到的信息提供给医生。
[0006] 一种传统的医疗装置导航系统可以从圣犹达医疗公司以商标"ENSITE NAVX"获 得。该系统基于以下原理：当电流通过胸腔时，电压降跨越诸如心脏的内部器官产生，并且 该电压降可以被测量并用于确定医疗装置在身体内的位置。该系统包括：三对贴片电极，其 放置在身体的相对表面（例如，胸部和背部、胸腔的左侧和右侧、以及颈部和腿部）上并形 成大致正交的x、y和z轴；以及参考电极，其通常放置在胃部附近并提供参考值并且用作导 航系统的坐标系的原点。正弦电流被驱动通过每对贴片电极，并获得与医疗装置相关联的 一个或多个电极的电压测量。测量出的电压与装置电极和贴片电极之间的距离成比例。将 测量出的电压与参考电极处的电势进行比较，并确定装置电极在导航系统的坐标系内的位 置。
[0007] 上述系统可以用于提供医疗装置在身体内的位置的大致准确的指示。然而，基于 电场的导航系统遭受各种类型的干扰，其可能影响位置测量的精确度。例如，患者身体中电 阻抗的水平不必然是恒定的。阻抗可能由于例如药物的改变而缓慢地漂移或甚至经历瞬 时移动，这可能导致所检测到的医疗装置的位置的漂移和/或移动。已经提出了各种方法 来减轻可能的漂移或移动，包括使用具有参考电极的固定参考导管以及生物阻抗比例缩放 (scaling)。固定参考导管的使用需要将另外的导管插入至身体中，这会增加操作时间和并 发症的风险。此外，参考导管可能在程序期间离开原位。生物阻抗比例缩放通常在校正漂 移时是有效的，但没有充分地校正移动。
【发明内容】
[0008] 本公开涉及用于确定身体内的医疗装置上的装置电极的一个或多个特性的系统 和方法。特别地，本公开涉及能够实现基于电场的位置和导航系统中的位置和阻抗测量中 的漂移和移动的校正的系统和方法。
[0009] 根据本教导的一个实施例的用于确定设置在身体内的医疗装置上的装置电极的 一个或多个特性的系统包括电子控制单元，其被配置为引起电流在一对有源电极之间的传 输。所述一对有源电极从各自耦合至身体的外表面的多个测量电极中选择。有源电极之间 的电流的传输在装置电极上生成电压。电子控制单元还被配置为接收来自多个无源电极的 阻抗信号。无源电极中的每一个包括多个测量电极中除了所述一对有源电极中的一个以外 的一个。所述阻抗信号中的每一个指示多个无源电极中的一个处的阻抗。电子控制单元还 被配置为响应于阻抗信号在身体内的参考位置处建立虚拟参考电极。电子控制单元还被配 置为响应于装置电极上的第一电压和参考电极的参考位置来生成位置值并使用响应于阻 抗信号计算的比例值来比例缩放所述位置值。
[0010] 根据本教导的一个实施例的制造的产品包括计算机可读存储介质，其上具有编码 的计算机程序，该计算机程序当其由电子控制单元执行时确定设置在身体内的医疗装置上 的装置电极的一个或多个特性。计算机程序包括用于引起电流在一对有源电极之间的传输 的代码。所述一对有源电极从各自耦合至身体的外表面的多个测量电极中选择。有源电极 之间的电流的传输在装置电极上生成电压。计算机程序还包括用于接收来自多个无源电极 的阻抗信号的代码。无源电极中的每一个包括多个测量电极中除了一对有源电极中的一个 以外的一个。所述阻抗信号中的每一个指示多个无源电极中的一个处的阻抗。计算机程序 还包括用于响应于阻抗信号在身体内的参考位置处建立虚拟参考电极的代码。计算机程序 还包括用于响应于装置电极上的第一电压和参考电极的参考位置来生成位置值并使用响 应于阻抗信号计算的比例值来比例缩放所述位置值的代码。
[0011] 根据本教导的一个实施例的用于确定设置在身体内的医疗装置上的装置电极的 一个或多个特性的方法包括引起电流在一对有源电极之间的传输。所述一对有源电极从各 自耦合至身体的外表面的多个测量电极中选择。有源电极之间的电流的传输在装置电极上 生成电压。该方法还包括接收来自多个无源电极的阻抗信号。无源电极中的每一个包括多 个测量电极中除了所述一对有源电极中的一个以外的一个。所述阻抗信号中的每一个指示 多个无源电极中的一个处的阻抗。该方法还包括响应于阻抗信号在身体内的参考位置处建 立虚拟参考电极。该方法还包括响应于装置电极上的第一电压和参考电极的参考位置来生 成位置值并使用响应于阻抗信号计算的比例值来比例缩放所述位置值。
[0012] 根据本教导的系统和方法能够实现由于患者阻抗水平的移动或漂移引起的位置 和阻抗测量中的误差的持续校正。此外，该系统和方法不需要使用附加的参考导管以及所 导致的操作时间和风险的增加。
[0013] 通过阅读以下说明书和权利要求书并且通过查阅附图，本公开的上述以及其他方 面、特征、细节、效用和优点将显而易见。
【附图说明】
[0014] 图1是根据本教导的用于确定设置在身体内的医疗装置上的装置电极的一个或 多个特性的系统的一个实施例的图解视图。
[0015] 图2是示出根据本教导的用于确定设置在身体内的医疗装置上的装置电极的一 个或多个特性的方法的一个实施例的流程图。
[0016] 图3是示出根据本教导的在没有任何移动补偿、利用基于生物阻抗比例缩放的移 动补偿、以及利用移动补偿的情况下，设置在身体内的医疗装置上的装置电极的位置随时 间变化的曲线图。
【具体实