補償由熒光檢查儀產(chǎn)生的磁干擾的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及感測設(shè)置在活體內(nèi)的物體的位置，具體地講，涉及補償對位置傳 感器造成影響的磁干擾。
【背景技術(shù)】
[0002] 寬泛的醫(yī)療手術(shù)范圍涉及在體內(nèi)設(shè)置諸如傳感器、管、導(dǎo)管、分配設(shè)備和植入物等 物體。實時成像方法常常用來輔助醫(yī)師在手術(shù)過程中觀察物體及其周邊環(huán)境。一些方法通 過使用磁場的物體來跟蹤物體。然而，磁場方面的干擾可能導(dǎo)致跟蹤出錯。
[0003] 美國專利6, 714, 008描述了測定大物體磁場的梯度測量方法該專利被授予 Holmes等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。
[0004] 美國專利申請2004/0034515描述了在電磁系統(tǒng)中估計位置和取向測量值的方 法，該專利申請授予Bar Tal等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。該方法包括使介于測 量用模型與一個或多個測量值之間的差值最小化。
[0005] W. I. P. 0(世界知識產(chǎn)權(quán)組織）專利公布W0/2004/006770描述了用于校準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成 像系統(tǒng)的方法，該專利公布授予Sati等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。據(jù)說，針對 C形臂成像裝置的多個取向中的每一個取向，該方法都能夠測定成像源的位置和（如果適 用）磁場畸變。
[0006] 美國專利申請2005/0107687描述了用于減少電磁跟蹤器中磁場畸變的系統(tǒng)，該 專利申請授予Anderson，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。據(jù)說，該系統(tǒng)的某些實施例包 括：跟蹤分析單元，其用于分析儀器的跟蹤行為；和跟蹤修正單元，其用于補償儀器的跟蹤 行為。
[0007] 美國專利申請2007/0055125描述了電磁跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：場發(fā)生器和場傳 感器，其被布置用于分別產(chǎn)生和檢測電磁場，該專利申請授予Anderson等人，其公開內(nèi)容 以引用方式并入本文。
[0008] 美國專利申請2008/0183064描述了用于檢測電磁（EM)場畸變的方法，該專利申 請授予Chandonnet等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。該方法包括：對設(shè)置在所關(guān)注 體積內(nèi)的傳感器組件進行采樣，以獲得所關(guān)注體積內(nèi)的電磁場的測量值；以及監(jiān)測所述測 量值，以檢測所關(guān)注體積內(nèi)的電磁場畸變。
[0009] 美國專利6, 147, 480描述了用于跟蹤物體的方法：由于響應(yīng)能量場而引入的物品 產(chǎn)生了干涉作用，在存在干涉作用的情況下，該方法在物體附近使用能量場，該專利被授予 Osadchy等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。
[0010] 美國專利5, 767, 669描述了用于使用從固定位置產(chǎn)生的脈沖磁場來測定遠程傳 感器的位置和取向的系統(tǒng)，該專利被授予Hansen等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。 由該系統(tǒng)單獨感測和消減渦流畸變。
[0011] 美國專利7, 657, 075描述了用于確定三維術(shù)前圖像數(shù)據(jù)集的變換的方法，以獲得 三維圖像數(shù)據(jù)與X射線成像系統(tǒng)的配準(zhǔn)，該專利被授予Viswanathan，其公開內(nèi)容以引用方 式并入本文。
[0012] 美國專利7, 689, 019描述了用于將物體的二維投影圖像相對于同一物體的三維 圖像數(shù)據(jù)記錄配準(zhǔn)的方法和裝置，該專利被授予Boese等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入 本文。物體中包含的三維特征（其也可在三維圖像中識別出）用符號重建。
[0013] 美國專利申請2009/0010540描述了用于進行圖像配準(zhǔn)的方法，該專利申請授予 Mullick等人，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。該方法包括獲得基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)集和目標(biāo)圖 像數(shù)據(jù)集，以及在基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)集中限定用于所關(guān)注的區(qū)域的圖像掩碼。
[0014] 美國專利申請2002/0172328描述了用于將儀器的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成其對應(yīng)的X射 線投影圖像的方法，該專利申請授予Dekel，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。據(jù)說，該方法 的根據(jù)是：通過同時記錄校準(zhǔn)工具的空間坐標(biāo)和X射線投影圖像，將X射線束成像系統(tǒng)的坐 標(biāo)系與定位裝置配準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的實施例提供方法，該方法包括：
[0016] 使用多個磁發(fā)射器在某一區(qū)域中產(chǎn)生磁場；
[0017] 將場擾動元件引入該區(qū)域中；
[0018] 表征每一個磁發(fā)射器在場擾動兀件中的多幅圖像；
[0019] 根據(jù)表征的圖像計算該區(qū)域中的反應(yīng)磁場；
[0020] 將探針定位在該區(qū)域中以及測量在該探針處的被擾動的磁場；以及
[0021] 針對測量的被擾動的磁場和計算的反應(yīng)磁場來測定探針的位置。
[0022] 產(chǎn)生磁場的步驟通常包括在不存在場擾動元件的情況下測量磁場，以及在該區(qū)域 中存在場擾動元件的情況下測量磁場。
[0023] 在本發(fā)明所公開的實施例中，將場擾動元件引入該區(qū)域中的步驟包括測量場擾動 元件相對于磁發(fā)射器限定的軸線的位置和取向。測量場擾動元件的位置和取向的步驟可包 括針對反應(yīng)磁場適應(yīng)地計算位置和取向。
[0024] 在本發(fā)明所公開的另一個實施例中，表征多幅圖像的步驟包括假定多幅圖像相對 于彼此處于預(yù)定構(gòu)型。預(yù)定構(gòu)型可包括矩形，并且多幅圖像可包括位于矩形的拐角和中心 處的五幅圖像。
[0025] 在本發(fā)明所公開的又一個實施例中，計算反應(yīng)磁場的步驟包括根據(jù)球諧函數(shù)展開 來計算場。計算反應(yīng)磁場的步驟可包括進行高達3階的球諧函數(shù)展開。
[0026] 作為另外一種選擇或除此之外，根據(jù)球諧函數(shù)展開來計算場的步驟可包括將該展 開配置成空間轉(zhuǎn)移矩陣，該方法還可包括測定作為反應(yīng)場矩陣的場擾動元件的性質(zhì)，并且 計算反應(yīng)磁場的步驟可響應(yīng)于空間轉(zhuǎn)移矩陣與反應(yīng)場矩陣的乘積。
[0027] 通常，定位探針的步驟包括將探針定位在患者體內(nèi)。
[0028] 在一個實施例中，場擾動元件包括熒光檢查儀的至少一部分。該方法可包括將熒 光檢查儀的熒光檢查儀軸線與發(fā)射器所限定的軸線配準(zhǔn)。配準(zhǔn)熒光檢查儀軸線的步驟可包 括用固定地連接到發(fā)射器的攝像頭來形成附接到熒光檢查儀的基準(zhǔn)標(biāo)記的圖像。引入場擾 動元件的步驟可包括針對圖像來測量場擾動元件的位置和取向。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了設(shè)備，該設(shè)備包括：
[0030] 多個磁發(fā)射器，其被配置用于在某一區(qū)域中產(chǎn)生磁場；
[0031] 場擾動元件，其被引入所述區(qū)域中；和
[0032] 處理器，其被配置用于：
[0033] 表征每一個磁發(fā)射器在場擾動兀件中的多幅圖像，
[0034]根據(jù)表征的圖像計算該區(qū)域中的反應(yīng)磁場，
[0035] 測量設(shè)置在該區(qū)域中的探針處的被擾動的磁場，以及
[0036] 針對測量的被擾動的磁場和計算的反應(yīng)磁場來測定探針的位置。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了方法，該方法包括：
[0038] 在定位墊上安裝磁發(fā)射器，所述磁發(fā)射器被配置用于在患者體內(nèi)產(chǎn)生磁場；
[0039] 將定位墊攝像頭以相應(yīng)的固定取向附接到定位墊；
[0040] 將可旋轉(zhuǎn)攝像頭連接到定位墊；
[0041] 將基準(zhǔn)標(biāo)記附接到被配置用于使患者成像的熒光檢查儀；
[0042] 將熒光檢查儀定位到不同位置中；以及
[0043] 對每一個位置都執(zhí)行如下操作：
[0044] 將可旋轉(zhuǎn)攝像頭取向為已知取向，用可旋轉(zhuǎn)攝像頭和定位墊攝像頭形成相應(yīng)的基 準(zhǔn)標(biāo)記的圖像，以及
[0045]分析相應(yīng)的圖像，以將熒光檢查儀的位置和取向與定位墊的軸線配準(zhǔn)。
[0046] 該方法可包括從定位墊移除可旋轉(zhuǎn)攝像頭，以及僅使用由定位墊攝像頭形成的基 準(zhǔn)標(biāo)記的圖像來確定熒光檢查儀相對于定位墊軸線的位置和取向。在一個實施例中，將定 位墊攝像頭附接到定位墊的步驟包括將可拆卸夾具附接到定位墊，以及通過用攝像頭使夾 具成像而將定位墊攝像頭與相應(yīng)的固定取向?qū)R。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了設(shè)備，該設(shè)備包括：
[0048]定位墊；
[0049] 磁發(fā)射器，其被配置用于在患者體內(nèi)產(chǎn)生磁場，并且被安裝在定位墊上；
[0050] 定位墊攝像頭，其以相應(yīng)的固定取向被附接到定位墊；
[0051] 可旋轉(zhuǎn)攝像頭，其被連接到定位墊；
[0052] 熒光檢查儀，其被配置用于使患者成像；
[0053] 基準(zhǔn)標(biāo)記，其被附接到熒光檢查儀；和
[0054] 處理器，其被配置用于：
[0055] 將熒光檢查儀定位到不同位置中，并對每一個位置都執(zhí)行如下操作：
[0056] 將可旋轉(zhuǎn)攝像頭取向為已知取向，用可旋轉(zhuǎn)攝像頭和定位墊攝像頭形成相應(yīng)的基 準(zhǔn)標(biāo)記的圖像，以及
[0057]分析相應(yīng)的圖像，以將熒光檢查儀的位置和取向與定位墊的軸線配準(zhǔn)。
[0058] 通過以下與附圖結(jié)合在一起的本發(fā)明實施例的詳細說明，將更全面地理解本發(fā) 明。
【附圖說明】
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