CN106308794B - 一种标测鞘管心脏卵圆窝定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，将带有若干个定位元件的标测鞘管放入心腔中，并且使标测鞘管紧贴包含卵圆窝的房间隔壁移动，通过对定位元件的形态信息采集、放大、运算转换等处理，构建出包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管形态的三维模型，并通过计算机将构建的包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管形态的三维模型共同直观地在计算机的显示器上显示。运用本发明提供的方法可为定位卵圆窝的位置提供更方便更可靠的信息，能够降低了由于个体差异所造成对卵圆窝位置的定位的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，特别涉及一种带有若干个定位元件的标测鞘管准确定位心脏卵圆窝位置的方法。
背景技术
人类的心脏包括右心室、右心房、左心室和左心房，在右心房的房间隔下部，有一卵圆形的浅凹，称卵圆窝，是胎儿时期卵圆孔闭合后的遗迹，形成于胎儿出生一年后，是从右心房进入左心房心导管穿刺的理想部位。而大多数人在出生后卵圆孔就关闭了，从而形成卵圆窝。只有5％的成人在左右心房之间保持着一个开口，即卵圆孔未关闭。
在介入治疗中进入左心房的方法主要是通过横穿隔膜的途径，通过将鞘管插入右心房并接着刺穿心房间隔壁来进入左心房，但在介入治疗中会因为穿刺点定位的不准确，有对心脏的其他组织造成损伤的风险，或者对穿刺点定位的耗时过长而耽误治疗进程，而由于卵圆窝处的壁厚薄以及其特别的位置，使它成为横穿隔膜的最理想的穿刺点。
目前的卵圆窝定位方法，是通过透视二维影像，并结合使用者在卵圆窝处移动鞘管的手感判断，此方法需要依赖使用者的经验，不便于广泛地应用，且工作效率低。因此有必要开发一种快速精确直观的卵圆窝定位方法。
发明内容
本发明针对本领域的不足，提供一种标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，将带有若干个定位元件的标测鞘管放入心腔中，并标测鞘管紧贴房间隔表面移动，通过采集电路、放大电路、计算单元对定位元件的形态信息采集、放大、运算转换等处理，再由计算机构建出房间隔表面和标测鞘管形态的三维模型，并通过计算机的显示器将构建的房间隔表面和标测鞘管形态的三维模型直观地显示。使用者根据显示的房间隔表面的三维模型，并结合房间隔表面上的卵圆窝所具有卵圆形浅凹的特征，可准确地定位心脏卵圆窝的位置。运用本发明提供的方法可为定位卵圆窝的位置提供更方便更可靠的信息，能够降低了由于个体差异所造成对卵圆窝位置的定位的影响。
本发明提供的一种标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，其包括以下步骤，
将带有若干个定位元件的标测鞘管置于右心房中并紧贴房间隔表面移动，以使若干定位元件检测房间隔表面的形态信息；
由采集电路采集各个定位元件检测到的房间隔表面的形态信息，并将采集的形态信息传输至放大电路进行放大，所述放大电路将经其放大处理后的形态信息传输至计算单元；
由所述计算单元将所述形态信息转换为所述定位元件的位置数据，并将所述位置数据传输至计算机；
由所述计算机根据所述位置数据分别构建房间隔表面和所述标测鞘管形态的三维模型；并将房间隔壁面和所述标测鞘管形态的三维模型在所述计算机的显示器上显示。
根据一种优选的实施方式，所述采集电路通过其多路采集通道，以一定的频率分别采集每个定位元件检测到的形态信息；所述放大电路对所述采集电路采集的形态信息按同一倍数进行放大。
根据一种优选的实施方式，由所述计算单元将所述形态信息转换为定位元件的位置数据的步骤包括，
由所述计算单元对所述形态信息进行滤波处理以降低所述形态信息的噪音；
由所述计算单元根据所述形态信息与所述定位元件位置参数的映射关系，生成与各个定位元件对应的位置参数；
由所述计算单元对各个定位元件的位置参数进行浮点运算，并将各个定位元件的位置参数组合并构成位置数据。
根据一种优选的实施方式，所述位置数据包含各个定位元件与其位置参数的对应关系的信息。
根据一种优选的实施方式，由所述计算机根据所述位置数据构建房间隔表面的三维模型的步骤包括，
由所述计算机接收并存储每一个所述计算单元传输的位置数据；
由所述计算机每接收存储一个所述位置数据，则对所接收存储的所述位置数据进行运算处理，以实时地构建房间隔表面的三维模型。
根据一种优选的实施方式，所述计算机对所述位置数据进行凸包运算处理，并将运算结果导入至用于构建房间隔表面三维模型的数学模型。
根据一种优选的实施方式，由所述计算机每接收存储一个所述位置数据，则对接收存储的所述位置数据进行运算处理，以实时地构建所述标测鞘管形态的三维模型。
根据一种优选的实施方式，所述计算机对所述位置数据进行坐标运算处理，并将运算结果导入至用于构建所述标测鞘管形态三维模型的数学模型。
根据一种优选的实施方式，所述计算机将包含房间隔表面和所述标测鞘管形态三维模型信息的数据转换为视频输出数据，用以在所述计算机的显示器上显示。
本发明的有益效果在于：
本发明通过带有若干定位元件的标测鞘管紧贴包含卵圆窝的房间隔表面移动，可准确地实时地根据定位元件检测的形态信息，构建出房间隔表面的三维模型，为介入治疗中对卵圆窝的定位提供更可靠更精确的信息，避免由于个体差异导致对卵圆窝的定位的影响，同时方便使用者及时精确地控制标测鞘管。
附图说明
图1是本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法流程图；
图2是本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法实施图。
附图标记
1：标测鞘管 2：采集电路 3：放大电路
4：计算单元 5：计算机
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
图1是本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法流程图，步骤10，将带有若干个定位元件的标测鞘管1置于右心房中，并且将标测鞘管1紧贴着房间隔壁移动。当标测鞘管1紧贴着房间隔的表面移动时，由于房间隔表面形态高低起伏的变化，标测鞘管1上的若干定位元件的状态也会相应地产生变化，通过对定位元件的状态信息的采集，可近似地获得房间隔表面形态的信息。
步骤11，设置在标测鞘管1上的若干个定位元件分别与采集电路2的多路采集通道连接，采集电路2通过其多路采集通道，按照一定的频率，对应地采集每个定位元件上的形态信息，并将采集的形态信息传输至放大电路3。
步骤12，放大电路3与采集电路2连接，在接收采集电路2采集的每个定位元件的形态信息后，放大电路3对所有定位元件的形态信息进行相同倍数的电压放大或功率放大，以提高形态信息的抗干扰能力；放大电路3将放大处理后的形态信息传输至计算单元4。
步骤13，计算单元4与放大电路3连接，在计算单元4接收经放大电路3放大处理的形态信息后，首先计算单元4对接收的形态信息进行带通滤波，消除高频干扰形态信息和低频环境变化形态信息，可降低形态信息的噪音和误差；然后，由计算单元4根据该形态信息与定位元件位置参数的映射关系，在计算单元4内部的运算器中生成与各个定位元件对应的位置参数，其中，该映射关系存储在计算单元4的存储器中，位置参数是表征各定位元件位置状态的参数；接着，通过计算单元4对各个定位元件的位置参数进行浮点运算，将每个定位元件对应的位置参数转换为一个数据段，计算单元4将与定位元件对应的数据段组合排列，共同构成一个位置数据，其中，位置数据包含位置参数与各个定位元件对应关系的信息。
具体的，计算单元4每接收一个形态信息，并将接收的每个形态信息转换为定位元件的位置数据后，将位置数据存储在计算单元4的寄存器中，并由计算单元4将位置数据传输至计算机；其中，计算单元4存储一个位置数据时，会覆盖上一个存储在计算单元4寄存器中的位置数据，以便于提高计算单元4的运算存储的速度。
步骤14，计算机5接收定位元件的位置数据，通过计算机5内部的处理器对接收的定位元件的位置数据进行运算处理。
具体的，计算机5每接收一个计算单元4传输的位置数据，并将接收的位置数据存储至计算机5的存储器中；计算机5的处理器立即运算处理所接收存储的位置数据，并根据运算结果实时地构建房间隔的三维模型。
其中，计算机5对接收存储的位置数据进行凸包运算处理，实现三维模型的外壳提取，首先将最近接收的位置数据与已接收的邻近的位置数据进行判别，如果已接收的邻近的位置数据的状态为空，则将最近接收的位置数据的状态设为外壳；如果已接收的邻近的位置数据的状态为非空，则最近接收的位置数据的状态设为内部；如果已接收的邻近的位置数据的状态即有空也有非空，则将最近接收的位置数据的状态设为外壳，同时将已接收的邻近的位置数据的状态设为内部。通过上述运算，最近接收的位置数据将形成一个空间的外壳信息，该空间的外壳信息包含最近接收的位置数据与已接收的邻近的位置数据之间生成的若干个三角面数据，将该空间的外壳信息整合后而构成空间曲面数据。
通过将该空间曲面数据导入至用于构建房间隔表面的三维模型的数学模型中，该数学模型可提取空间曲面数据，并按照采集电路2采集形态信息的时序，将所有相邻的形态信息对应的空间曲面数据，通过它们之间相同的空间曲面边界而集合在一起，从而构建出包含卵圆窝的房间隔壁表面的三维模型。
本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，通过运算处理相邻的两个形态信息之间的位置数据的变化，可实时地获得包含卵圆窝的房间隔壁表面的信息，同时高频率重复性的运算也极大地提高了定位精度。
具体的，计算机5接收每一次计算单元5传输的位置数据，并将每一次接收的位置数据存储至计算机5的存储器中；计算机5的处理器立即运算处理接收存储的位置数据，并根据运算结果实时地构建所述标测鞘管1形态的三维模型。
其中，计算机5根据预先定义的数据通道对最近接收的位置数据进行判定，以确定位置数据与标测鞘管1的若干个定位元件的对应关系，并通过将最近接收的位置数据与已接收的邻近的位置数据进行坐标运算，计算出每个定位元件的坐标变量数据。
通过将坐标变量数据导入至用于构建标测鞘管1形态的三维模型的数学模型中，该数学模型可提取定位元件的坐标变量数据，并按照若干定位元件在标测鞘管1上排布的规则，通过线性差值确定定位元件之间坐标变量数据。根据预先定义的标测鞘管的参数，构建出标测鞘管的三维模型的位置和形态。
本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法，通过对每个形态信息的位置数据的坐标运算处理，可实时地获得标测鞘管1形态的信息，可方便使用者对标测鞘管1精确和及时的控制。
步骤15，计算机5将具有包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型信息的数据转换为视频输出数据，并将视频输出数据传输至与计算机5连接的显示器，在显示器上直观地显示包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型。
计算机5分别完成构建包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型后，并将与三维模型相关的信息传输至计算机5中的图形处理器，并运用相关的图形处理软件，在显示器上直观实时地显示包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型。
图2是本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法实施图，其中，采集电路2通过细导线与设置在标测鞘管1上的定位元件连接，以实现对定位元件的形态信息的采集；放大电路3与采集电路2连接，使放大电路3对采集电路2采集的形态信息进行放大处理；计算单元4与放大电路3连接，由计算单元4将经放大电路3放大的形态信息转换为定位元件的位置数据；计算机5与计算单元4连接，以使计算机5根据定位元件的位置数据分别构建包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型，并将包含卵圆窝的房间隔壁表面和标测鞘管1形态的三维模型在与计算机5连接的显示器上显示。
本发明的标测鞘管心脏卵圆窝定位方法采用的定位元件为磁场感应传感器或电场感应传感器，比如电场感应传感器作为定位元件，随着标测鞘管1的移动，电场感应传感器在电场中移动，其电势会相应的变化，从而根据其在空间上的电势对应其位置状态，采集电路的最低采样频率为500Hz，放大电路的最低放大倍数为100倍。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，包括：带有若干个定位元件的标测鞘管（1）、采集电路（2）、放大电路（3）、计算单元（4）和计算机（5）；
所述标测鞘管（1）上的定位元件配置为，当标测鞘管（1）置于右心房中并紧贴房间隔表面移动时，检测房间隔表面的形态信息；
所述采集电路（2）采集各个定位元件检测到的房间隔表面的形态信息，并将采集的形态信息传输至所述放大电路（3）进行放大，所述放大电路（3）将经其放大处理后的形态信息传输至计算单元（4）；
所述计算单元（4）将所述形态信息转换为所述定位元件的位置数据，并将所述位置数据传输至计算机（5）；
所述计算机（5）根据所述位置数据分别构建房间隔表面和所述标测鞘管（1）形态的三维模型；并将房间隔表面和所述标测鞘管（1）形态的三维模型在所述计算机（5）的显示器上显示。
2.根据权利要求1所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述采集电路（2）通过其多路采集通道，以一定的频率分别采集每个定位元件检测到的形态信息；所述放大电路（3）对所述采集电路（2）采集的形态信息按同一倍数进行放大。
3.根据权利要求1所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算单元将所述形态信息转换为定位元件的位置数据包括：
所述计算单元（4）对所述形态信息进行滤波处理以降低所述形态信息的噪音；
所述计算单元（4）根据所述形态信息与所述定位元件位置参数的映射关系，生成与各个定位元件对应的位置参数；
所述计算单元（4）对各个定位元件的位置参数进行浮点运算，并将各个定位元件的位置参数组合并构成位置数据。
4.根据权利要求3所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述位置数据包含各个定位元件与其位置参数的对应关系的信息。
5.根据权利要求1所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算机（5）根据所述位置数据构建房间隔表面的三维模型包括：
所述计算机（5）接收并存储所述计算单元（4）传输的每一个位置数据；
所述计算机（5）每接收存储一个所述位置数据，则对所接收存储的所述位置数据进行运算处理，以实时地构建房间隔表面的三维模型。
6.根据权利要求5所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算机（5）对所接收存储的所述位置数据进行凸包运算处理，并将运算结果导入至用于构建包含房间隔表面三维模型的数学模型。
7.根据权利要求1所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算机（5）每接收存储一个所述位置数据，则对接收存储的所述位置数据进行运算处理，以实时地构建所述标测鞘管（1）形态的三维模型。
8.根据权利要求7所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算机（5）对所接收存储的所述位置数据进行坐标运算处理，并将运算结果导入至用于构建所述标测鞘管（1）形态三维模型的数学模型。
9.根据权利要求1所述的一种心脏卵圆窝标测鞘管定位系统，其特征在于，所述计算机（5）将包含房间隔表面和所述标测鞘管形态三维模型信息的数据转换为视频输出数据，用以在所述计算机（5）的显示器上显示。
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