CN110461227B - 通过电气自感测的体内探针导航 - Google Patents

Abstract

描述了用于位置确定的方法和系统，用于使用具有多个电极的体内探针来生成多个不同的电场、并且还使用所述多个电极来测量包括当所述探针保持处于一个位置时所述多个不同电场的多个测量结果的测量结果集(V_e‑e测量结果集)。根据所述V_e‑e测量结果集，使用在先前观察到的V_e‑e测量结果集与体内坐标系中的位置之间建立的映射，在所述体内坐标系内估计所述体内探针的空间位置坐标。还描述了用于生成和选择此类映射的系统和方法。

Description

通过电气自感测的体内探针导航

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月9日提交的美国临时专利申请号62/456,752的优先权；并且还要求国际专利申请号PCT/IB2018/050192的优先权。这些文献各自的内容通过援引以其全文并入本文。

背景技术

在本发明的一些实施例中，本发明涉及通过体内探针进行体腔导航的领域，并且更具体地涉及例如在体腔导航期间确定体内探针的位置。

心脏病学和其他医学领域中的若干医疗程序包括使用诸如导管探针等体内探针来实现组织靶向诊断和/或治疗，同时最小化医疗程序侵入性。用于导管导航和监测治疗的早期基于成像的技术(诸如荧光镜检查)仍在不断完善，并且现在加入了诸如电场引导的位置感测系统的技术。

发明内容

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计具有多个电极的探针的体内位置的方法，所述方法包括：使用所述多个电极来生成多个电场；在所述体内位置处并且使用所述多个电极来测量位置标识数据集，所述位置标识数据集包括所述多个电场的多个测量结果；以及基于所述位置标识数据集来估计所述体内位置的位置坐标。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计具有多个电极的探针的体内位置的方法，所述方法包括：使用所述多个电极从所述体内位置生成多个电场；在所述体内位置处并且还使用所述多个电极来测量位置标识数据集，所述位置标识数据集包括所述多个电场的多个测量结果；以及基于所述位置标识数据集来估计在空间坐标系内定义所述体内位置的多个位置坐标。

在一些实施例中，由于所述多个电极生成的电场与不同体内位置的不同电气环境的相互作用，通过所述多个电极测量的所述位置标识数据集的测量结果在所述探针的不同位置处有所不同。

在一些实施例中，所述估计包括基于位置坐标与位置标识数据集之间的映射来确定所述位置坐标。

在一些实施例中，所述测量检测通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述探针移动时所述多个电场的等势面形状的变化而引起的差异。

在一些实施例中，所述测量检测通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述探针移动时由受控电流建立的电压的测量值的变化而引起的差异。

在一些实施例中，所述位置坐标对应于物理空间坐标系中的坐标。

在一些实施例中，所述映射存在于由解剖学数据定义的位置坐标与位置标识数据集之间。

在一些实施例中，所述解剖学数据包括所述探针置于体内的受试者的解剖学成像数据。

在一些实施例中，所述映射使用如下位置坐标，所述位置坐标是关于由远离所述探针而定位的电极生成的交叉体内电场的测量结果定义的。

在一些实施例中，所述交叉体内电场是由体表电极生成的。

在一些实施例中，所述多个电场包括以多个频率生成的电场。

在一些实施例中，所述多个频率中的频率以至少约100Hz的步长彼此分开。

在一些实施例中，所述多个电场是同时生成的。

在一些实施例中，所述多个电场是由所述多个电极中的至少两个电极生成的。

在一些实施例中，所述多个电场是由所述多个电极中的至少四个电极生成的。

在一些实施例中，所述多个电场是通过所述多个电极中的至少两个电极测量的。

在一些实施例中，所述多个电场是通过所述多个电极中的至少四个电极测量的。

在一些实施例中，所述多个电场包括至少4个电场，每个电场是根据所述多个电极中的两个或更多个电极测量的。

在一些实施例中，所述多个电场包括至少16个电场，每个电场是根据所述多个电极中的四个或更多个电极测量的。

在一些实施例中，所述方法包括使用所估计的位置坐标来指导所述探针在体腔内的导航。

在一些实施例中，所述方法包括使用所估计的位置坐标来重建体腔的形状。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种映射受试者的体腔以通过具有多个电极的探针来进行导航的方法，所述方法包括：从所述多个电极接收来自体腔内的所述探针的多个位置中的每个位置的位置标识数据集，所述位置标识数据集包括通过所述多个电极对多个电场进行的测量结果，每个电场由所述多个电极中的一个电极生成；将每个位置标识数据集与测量所述位置标识数据集的体内位置相关联以形成映射；以及存储所述映射以用于探针的导航。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于具有多个电极的探针的体内导航的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：从所述多个电极接收来自体腔内的所述探针的多个位置中的每个位置的位置标识数据集，所述位置标识数据集包括通过所述多个电极对多个电场进行的测量结果，每个电场由所述多个电极中的一个电极生成；以及基于所述位置标识数据集来估计所述探针在坐标系内的位置坐标。

在一些实施例中，所述处理器被配置成基于体内位置与位置标识数据集之间的映射来估计所述体内位置。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计探针的体内位置的方法，所述探针包括射频接收电极并且被定位在受试者的体腔中，所述方法包括：分析由所述射频接收电极从射频发射电极接收的射频信号的测量结果，所述射频发射电极从所述受试者体内发射射频信号；以及基于所述分析的结果来估计所述探针相对于所述体腔的体内位置。

在一些实施例中，当所述射频接收电极位于所述受试者的心脏腔室中时，所述射频接收电极接收所述射频信号。

在一些实施例中，所述射频发射电极从所述心脏腔室内发射所述射频信号。

在一些实施例中，所述射频接收电极和所述射频发射电极是所述探针的一部分。

在一些实施例中，所述射频接收电极和所述射频发射电极是同一个电极。

在一些实施例中，所述射频发射电极从所述受试者心脏的冠状窦内发射所述射频信号。

在一些实施例中，所述分析包括分析由全部形成所述探针的一部分的多个射频接收电极所接收的射频信号的测量结果；并且所述估计包括基于所述分析的结果来估计所述探针相对于所述体腔的体内位置。

在一些实施例中，所述分析包括分析由射频接收电极从多个射频发射电极接收的射频信号的测量结果，每个射频发射电极以相应的频率发射射频信号。

在一些实施例中，所述分析包括使用在测量待分析的测量结果之前生成的变换来变换所述待分析的测量结果。

在一些实施例中，所述分析包括：从在测量所述待分析的测量结果之前生成的多个变换中选择变换；以及使用所选变换来变换所述待分析的测量结果。

在一些实施例中，所述多个变换中的每一个变换是使用由射频接收电极从射频发射电极接收的射频信号的相应测量结果集构造的，所述射频发射电极从受试者体内发射射频信号，并且所述选择是基于所述待分析的测量结果与用于构造所述变换的测量结果集之间的比较。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于估计探针在受试者体腔中的位置的系统，其中，所述探针包括射频接收电极和射频发射电极，所述射频发射电极被配置成以所述射频接收电极被配置成进行接收所采用的频率来进行发射，所述系统包括：处理器，所述处理器被配置成：获得由所述射频接收电极在从所述射频发射电极发射的射频下接收的射频信号的测量结果；以及基于对所述测量结果的分析来估计所述探针相对于所述体腔的位置。

在一些实施例中，所述射频接收电极和所述射频发射电极是同一个电极。

在一些实施例中，所述探针包括多个射频接收电极，并且所述处理器进一步被配置成基于由所述多个射频接收电极接收的射频信号的测量结果来估计所述探针相对于所述体腔的位置。

在一些实施例中，所述探针包括多个射频发射电极，每个射频发射电极以相应的频率发射射频信号，其中，所述射频接收电极被配置成以由所有射频发射电极发射的频率来接收射频信号；并且其中，所述处理器进一步被配置成基于由所述接收电极接收的射频信号的测量结果来估计所述探针相对于所述体腔的位置。

在一些实施例中，所述探针包括：多个射频发射电极，每个射频发射电极被配置成以一个或多个相应的频率发射射频信号；以及多个射频接收电极，每个射频接收电极被配置成以所述射频发射电极被配置成进行发射所采用的频率中的每个频率来接收射频信号；并且所述处理器被配置成基于由所述接收电极接收的射频信号的测量结果来估计所述探针相对于所述体腔的位置。

在一些实施例中，所述处理器进一步被配置成通过使用在获得待分析的测量结果之前生成的变换来变换所述待分析的测量结果来估计所述探针的位置。

在一些实施例中，所述处理器进一步被配置成：从在获得所述待分析的测量结果之前生成的多个变换中选择变换；以及使用所选变换来变换所述待分析的测量结果。

在一些实施例中，所述多个变换中的每一个变换是使用由射频接收电极从射频发射电极接收的射频信号的相应测量结果集构造的，所述射频发射电极从受试者体内发射射频信号，并且所述处理器被配置成基于所述待分析的测量结果与用于构造所述变换的测量结果集之间的比较来选择所述变换。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计第一导管在第一体腔中的位置的方法，所述方法包括：从所述第一导管的电极接收位置标识数据集；将所述位置标识数据集与当第二导管处于第二体腔中的多个不同位置时从所述第二导管的电极接收的多个位置标识数据集进行映射；以及基于所述映射来估计所述第一导管的位置。

在一些实施例中，所述第二导管是所述第一导管。

在一些实施例中，所述第二体腔是所述第一体腔。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：选择包括从所述第二导管的电极接收的所述多个位置标识数据集的预定元集，所述选择是从多个预定元集中进行的，每个元集包括当第二导管处于第二体腔中的多个不同位置时从所述第二导管的电极接收的多个位置标识数据集；其中，所述映射包括将从所述第一导管的所述电极接收的所述位置标识数据集与所选元集的位置标识数据集进行比较。

在一些实施例中，选择所述元集包括在第一元集与多个预定元集之间进行比较，所述第一元集包括当所述第一导管处于所述第一体腔中的多个不同位置时从所述第一导管的电极接收的多个位置标识数据集。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于估计第一导管在第一体腔中的位置的设备，所述设备包括：数字存储器，所述数字存储器存储多个位置，每个位置与相应的标识符相关联地被存储；以及处理器，所述处理器被配置成：当所述第一导管处于所述第一体腔中时，从所述第一导管的电极接收测量结果；将接收到的所述测量结果与存储在所述数字存储器上的所述标识符进行比较；以及基于所述比较来估计所述第一导管在所述体腔中的位置。

在一些实施例中，每个标识符包括与指定位置相关联的测量结果集，其中：所述测量结果集包括当第二导管处于所述指定位置时从所述第二导管的电极接收的测量结果，并且所述指定位置是体腔中的位置。

在一些实施例中，所述标识符在所述数字存储器上存储在训练元集中，每个训练元集包括多个标识符，并且每个标识符包括与不同的指定位置相关联的测量结果集。

在一些实施例中，所述处理器进一步被配置成：当所述第一导管处于心脏中的多个位置时，从所述第一导管的电极接收多个测量结果集；以及与当接收到相应测量结果集时所述第一导管所在的相应位置相关联地存储所述多个测量结果集中的每一个，以便存储测试元集。

在一些实施例中，所述处理器进一步被配置成基于所述训练元集与所述测试元集的比较来从多个训练元集中选择训练元集。

在一些实施例中，所述处理器被配置成基于当所述第一导管处于待估计位置时从所述第一导管接收的测量结果与所选训练元集中所包括的所述标识符中的测量结果的比较来估计所述第一导管的位置。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种使用具有多个电极的探针的体内位置来重建体腔形状的方法，所述方法包括：使用所述多个电极来生成多个电场；在所述体内位置处并且使用所述多个电极来测量多个位置标识数据集，所述多个位置标识数据集包括所述多个电场的多个测量结果；以及基于所述多个位置标识数据集来计算重建所述体腔形状的形状。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计具有多个电极的体内探针的位置的方法，所述方法包括：使用所述多个电极来生成多个不同的电场；在体内位置处并且还使用所述多个电极来测量位置标识数据集，所述位置标识数据集包括所述多个不同电场的多个测量结果；以及基于所述位置标识数据集来估计所述体内探针在体内坐标系内的位置坐标。

根据本披露内容的一些实施例，所述估计包括基于所述体内坐标系中的位置坐标与位置标识数据集之间的映射来确定所述位置坐标。

根据本披露内容的一些实施例，所述测量检测通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述体内探针移动时所述多个不同电场的等势面形状的变化而引起的差异。

根据本披露内容的一些实施例，所述测量检测通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述体内探针移动时由受控电流建立的电压的幅值变化而引起的差异。

根据本披露内容的一些实施例，所述位置坐标对应于物理空间坐标系中的坐标。

根据本披露内容的一些实施例，所述映射存在于由解剖学数据定义的位置坐标与位置标识数据集之间。

根据本披露内容的一些实施例，所述解剖学数据包括所述体内探针置于体内的受试者的解剖学成像数据。

根据本披露内容的一些实施例，所述映射使用如下位置坐标，所述位置坐标是关于由远离所述体内探针而定位的电极生成的交叉体内电场的测量结果定义的。

根据本披露内容的一些实施例，所述交叉体内电场是由体表电极生成的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场包括以多个频率生成的电场。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个频率中的频率彼此分开至少约100Hz。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场是同时生成的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场是由所述多个电极中的至少两个电极生成的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场是由所述多个电极中的至少四个电极生成的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场是通过所述多个电极中的至少两个电极测量的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场是由所述多个电极中的至少四个电极感测的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场包括至少4个电场，每个电场是由所述多个电极中的两个或更多个电极感测的。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个不同电场包括至少16个电场，每个电场是由所述多个电极中的四个或更多个电极感测的。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种映射体内腔以通过具有多个电极的体内探针来进行导航的方法，所述方法包括：在使用所述多个电极来生成多个不同的电场的同时将所述体内探针移动到多个体内位置；测量位置标识数据集，其中，在所述多个位置中的每个位置处并且使用所述多个电极来测量所述位置标识数据集；将每个位置标识数据集与测量所述位置标识数据集的体内位置相关联以形成映射；以及存储所述映射以用于体内探针的导航。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于具有多个电极的体内探针的体内导航的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：接收位置标识数据集，所述位置标识数据集包括使用所述多个电极生成的多个不同电场的多个测量结果，其中，所述位置标识数据集是使用所述多个电极来测量的；以及基于所述位置标识数据集来估计所述体内探针在体内坐标系内的位置坐标。

根据本披露内容的一些实施例，所述处理器被配置成基于体内位置与位置标识数据集之间的映射来估计体内位置。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计体内探针的位置的方法，所述体内探针包括射频接收电极并且位于受试者的体腔中，所述方法包括：分析指示由所述射频接收电极从射频生成电极接收的射频信号的数据，所述射频生成电极从所述受试者体内生成射频信号；以及基于所述分析结果来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，当所述射频接收电极位于所述受试者的心脏腔室中时，所述射频接收电极接收所述射频信号。

根据本披露内容的一些实施例，所述射频生成电极从所述心脏腔室内生成所述射频信号。

根据本披露内容的一些实施例，所述射频接收电极和所述射频生成电极是所述体内探针的一部分。

根据本披露内容的一些实施例，所述射频接收电极和所述射频生成电极是同一个电极。

根据本披露内容的一些实施例，所述射频生成电极从所述受试者心脏的冠状窦内生成所述射频信号。

根据本披露内容的一些实施例，所述分析包括分析指示由全部形成所述体内探针的一部分的多个射频接收电极所接收的射频信号的数据；并且所述估计包括基于所述分析的结果来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述分析包括分析指示从多个射频生成电极接收的射频信号的数据，每个射频生成电极以相应的频率发射射频信号。

根据本披露内容的一些实施例，所述分析包括使用在获得待分析的数据之前生成的变换来变换所述待分析的数据。

根据本披露内容的一些实施例，所述分析包括：从在获得所述待分析的数据之前生成的多个变换中选择变换；以及使用所选变换来变换所述待分析的数据。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个变换中的每一个变换都与指示由射频接收电极从射频生成电极接收的射频信号的相应数据集相关联，所述射频生成电极从受试者体内发射射频信号，并且所述选择是基于所述待分析的数据与同所述变换相关联的数据集之间的比较。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于估计体内探针在受试者体腔中的位置的系统，其中，所述体内探针包括射频接收电极和射频生成电极，所述射频生成电极被配置成以所述射频接收电极被配置成进行接收所采用的频率来进行发射，所述系统包括：处理器，所述处理器被配置成：获得指示由所述射频接收电极在从所述射频生成电极发射的射频下接收的射频信号的数据；以及基于对所获得数据的分析来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述射频接收电极和所述射频生成电极是同一个电极。

根据本披露内容的一些实施例，所述体内探针包括多个射频接收电极，并且所述处理器进一步被配置成基于指示由所述多个射频接收电极接收的射频信号的数据来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述体内探针包括多个射频生成电极，每个射频生成电极以相应的频率发射射频信号，其中，所述射频接收电极被配置成以由所有发射电极发射的频率来接收射频信号；并且其中，所述处理器进一步被配置成基于指示由所述接收电极接收的射频信号的数据来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述体内探针包括：多个射频生成电极，每个射频生成电极被配置成以一个或多个相应的频率发射射频信号；以及多个射频接收电极，每个射频接收电极被配置成以所述发射电极被配置成进行发射所采用的频率中的每个频率来接收射频信号；并且，所述处理器被配置成基于指示由所述接收电极接收的射频信号的数据来估计所述体内探针相对于所述体腔的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述处理器进一步被配置成通过使用在获得待分析的数据之前生成的变换来变换所述待分析的数据来估计所述体内探针的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述处理器进一步被配置成：从在获得所述待分析的数据之前生成的多个变换中选择变换；以及使用所选变换来变换所述待分析的数据。

根据本披露内容的一些实施例，所述多个变换中的每一个变换都与指示由射频接收电极从射频生成电极接收的射频信号的相应数据集相关联，所述射频生成电极从受试者体内发射射频信号，并且所述处理器被配置成基于所述待分析的数据与同所述变换相关联的数据集之间的比较来选择所述变换。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种估计第一导管在第一体腔中的位置的方法，所述方法包括：从所述第一导管的电极接收位置标识数据集；将所述位置标识数据集与当第二导管处于第二体腔中的多个不同位置时从所述第二导管的电极接收的多个位置标识数据集进行映射；以及基于所述映射来估计所述第一导管的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述第二导管是所述第一导管。

根据本披露内容的一些实施例，所述第二体腔是所述第一体腔。

根据本披露内容的一些实施例，所述方法进一步包括：选择包括从所述第二导管的电极接收的所述多个位置标识数据集的预先存储的元集，所述选择是从多个预先存储的元集中进行的，每个元集包括当第二导管处于所述第二体腔中的多个不同位置时从所述第二导管的电极接收的多个位置标识数据集；其中，所述映射包括将从所述第一导管的所述电极接收的所述位置标识数据集与所选元集的位置标识数据集进行比较。

根据本披露内容的一些实施例，选择所述元集包括在第一元集与多个预先存储的元集之间进行比较，所述第一元集包括当所述第一导管处于所述第一体腔中的多个不同位置时从所述第一导管的电极接收的多个位置标识数据集。

根据本披露内容的一些实施例，提供了一种用于估计第一导管在第一体腔中的位置的设备，所述设备包括：数字存储器，所述数字存储器存储多个位置，每个位置与相应的标识符相关联地被存储；以及数字处理器，所述数字处理器被配置成：当所述第一导管处于所述第一体腔中时，从所述第一导管的电极接收测量结果；将接收到的所述测量结果与存储在所述数字存储器上的所述标识符进行比较；以及基于所述比较来估计所述第一导管在所述体腔中的位置。

根据本披露内容的一些实施例，每个标识符包括与指定位置相关联的测量结果集，其中：所述测量结果集包括当第二导管处于所述指定位置时从所述第二导管的电极接收的测量结果，并且所述指定位置是体腔中的位置。

根据本披露内容的一些实施例，所述标识符在所述数字存储器上存储在训练元集中，每个训练元集包括多个标识符，并且每个标识符包括与不同的指定位置相关联的测量结果集。

根据本披露内容的一些实施例，所述数字处理器进一步被配置成：当所述第一导管处于心脏中的多个位置时，从所述第一导管的电极接收多个测量结果集；以及与当接收到相应测量结果集时所述第一导管所在的相应位置相关联地存储所述多个测量结果集中的每一个，以便存储测试元集。

根据本披露内容的一些实施例，所述数字处理器进一步被配置成基于所述训练元集与所述测试元集的比较来从多个训练元集中选择训练元集。

根据本披露内容的一些实施例，所述数字处理器被配置成基于当所述第一导管处于待估计位置时从所述第一导管接收的测量结果与所选训练元集中所包括的所述标识符中的测量结果的比较来估计所述第一导管的位置。

除非另外定义，否则在此使用的所有技术术语和/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。虽然可以使用与在此描述的那些类似或等同的方法和材料来实践或试验本发明的实施例，但是下文描述了示例性方法和/或材料。如有冲突，本专利说明书、包括定义将占先。此外，这些材料、方法和示例仅是说明性的，并非旨在是必然限制性的。

如将由本领域的技术人员理解，本发明的各方面可以具体化为一种系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或者在本文中通常被称为“电路”、“模块”或者“系统”的组合软件和硬件方面的实施例(例如，可以使用“计算机电路系统”来实施方法)的形式。此外，本发明的一些实施例可以采取在一个或多个计算机可读介质中具体化的计算机程序产品的形式，这些计算机可读介质具有在其上具体化的计算机可读程序代码。本发明的一些实施例的方法和/或系统的实施方式可以涉及手动地、自动地或以其组合方式执行和/或完成所选任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的一些实施例的实际仪器和设备，所选的若干任务可以通过硬件、软件、或固件和/或其组合、例如使用操作系统来实施。

例如，用于执行根据本发明的一些实施例的所选任务的硬件可以被实施为芯片或电路。作为软件，根据本发明的一些实施例的所选任务可以被实施为由计算机使用任何适合的操作系统来执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，根据如本文所述的方法和/或系统的一些示例性实施例的一个或多个任务通过数据处理器(在本文中也被称为“数字处理器”，参考使用数字位组进行操作的数据处理器)来进行，诸如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器，和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器、例如磁性硬盘和/或可移除介质。可选地，还提供网络连接。还可选地提供显示器和/或用户输入装置、诸如键盘或鼠标。这些实施方式中的任一者在本文中更一般地被称为计算机电路系统的实例。

一个或多个计算机可读介质的任何组合可以用于本发明的一些实施例。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置、或者前述内容的任何适合的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下内容：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置或前述内容的任何合适组合。在本文件的背景下，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储用于由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序。计算机可读存储介质还可以包含或存储供这样的程序使用的信息，例如，以计算机可读存储介质记录的方式构造的数据，使得计算机程序可以将所述数据作为例如一个或多个表格、列表、阵列、数据树和/或另外的数据结构来进行访问。本文中，以可检索为数字位组的形式记录数据的计算机可读存储介质也被称为数字存储器。应当理解，在一些实施例中，计算机可读存储介质在本质上不是只读、和/或不是处于只读状态的情况下，计算机可读存储介质可选地也用作计算机可写存储介质。

在本文中，数据处理器被说成“被配置”用于在其耦合到计算机可读存储器以从所述存储器接收指令和/或数据的情况下执行数据处理动作、处理所述指令和/或数据、和/或将处理结果存储在同一个或另一个计算机可读存储器中。(可选地对数据)所执行的处理由指令指定。处理动作可以另外或可替代地由一个或多个其他术语来指代；例如：比较、估计、确定、计算、标识、相关联、存储、分析、选择和/或变换。例如，在一些实施例中，数字处理器从数字存储器接收指令和数据、根据指令处理所述数据、和/或将处理结果存储在数字存储器中。在一些实施例中，“提供”处理结果包括传输、存储和/或呈现处理结果中的一个或多个。呈现可选地包括在显示器上示出、通过声音指示、在打印输出上打印、或以其他方式给出人类感官能力可访问的形式的结果。在一些实施例中，数字存储器可以是数字处理器的一部分。在一些实施例中，数字存储器可以在数字处理器外部。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，所述信号中具体化有计算机可读程序代码，例如在基带中或作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取多种形式中的任何一种形式，包括但不限于电磁的、光学的、或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是并非计算机可读存储介质并且可以传送、传播或传输用于由指令执行系统、设备、或装置使用或与其结合使用的程序的任何计算机可读介质。

在计算机可读介质上具体化的程序代码和/或由其使用的数据可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等或前述各项的任何合适的组合。

用于执行本发明的一些实施例的操作的计算机程序代码可以用以下一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言，诸如Java、Smalltalk、C++等；以及传统的程序化编程语言，诸如作为“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件包执行、部分在用户的计算机上执行、以及部分在远程计算机上执行、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过以下任何类型的网络连接至用户的计算机，包括：局域网(LAN)或广域网(WAN)；或者可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)。

下文可以参考根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述本发明的一些实施例。应理解的是，流程图图示和/或框图的每个框、以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建了用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指明的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质可以命令计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制造制品，包括实施流程图和/或框图的一个或多个框中指明的功能/动作的指令。

所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使得在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行一系列操作步骤从而产生计算机实现的过程，使得在所述计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在流程图和/或框图的一个或多个框中指明的功能/动作的过程。

附图说明

在此仅通过举例的方式参考附图来描述本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，所强调的是，所示的细节是示例性的、并且是出于阐释讨论本发明的实施例的目的。在这方面，结合附图进行的描述使得本领域技术人员清楚可以如何实践本发明的实施例。

在附图中：

图1A是根据本披露内容的一些实施例的用于基于根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果来找到探针的体内位置的方法的流程图；

图1B是根据本披露内容的一些实施例的用于基于根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果来找到探针的体内位置、以及计算探针正在其内移动的腔的重建的方法的流程图；

图2A是根据本披露内容的一些实施例的用于将探针的体内位置映射到由探针的电极生成和感测的电场的测量结果的方法的流程图；

图2B是根据本披露内容的一些实施例的用于从映射库中选择并且可选地调整探针的体内位置到由探针的电极生成和感测的电场的测量结果的映射的方法的流程图；

图3A示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的包括电极的电极探针；

图3B示意性地表示了心脏的截面。

图3C示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的从探针生成和测量的电场的测量结果到由交叉电场的测量结果定义的物理空间坐标和/或准空间坐标的映射；

图4A至图4B示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的由于体内探针移动到新周围环境而引起的由体内探针的电极产生的电场的形状变化，包括探针的电极处的所感测电场参数的变化；

图5示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的用于进行、选择和/或使用位置坐标测量结果与V_e-e测量结果之间的映射的系统；并且

图6提供了根据本披露内容的一些实施例的创建和使用位置坐标测量结果与V_e-e测量结果之间的映射的示例。

具体实施方式

在本发明的一些实施例中，本发明涉及通过体内探针进行体腔导航的领域，并且更具体地涉及例如在体腔导航期间确定体内探针的位置。

综述

本发明的一些实施例的广泛方面涉及使用电场来在体内位置跟踪探针。在一些实施例中，体内探针是导管探针(即，包括传感器的探针，所述传感器诸如被配置成执行测量并且承载在导管的远端部分上的电极)。更具体地，在一些实施例中，导管探针是用于进入受试者的心脏腔室的导管的电极承载部分，例如用于递送治疗的目的。在一些实施例中，待递送的治疗是消融(例如，射频消融)。在一些实施例中，实现成功的治疗结果依赖于探针的准确定位，例如，消融成功可能依赖于消融导管的准确定位。在一些实施例中，探针被导航到心脏或其他体腔以用于另一目的；例如，用于映射活动、测量组织状态和/或递送另一种治疗类型。

已经描述了系统和方法，并且在一些情况下所述系统和方法用于提供体内探针空间坐标定位信息，这些方法包括荧光透视方法、超声方法、磁方法和电解剖方法。向用户的反馈(其实现了对体内探针(例如，导管探针)的指导导航和定位)可以包括被导航的空间的视觉表示。为此和/或出于其他原因，在处理的某个阶段的位置信息优选地表达为三维坐标系内的位置，例如，以用于生成模拟物理三维空间的显示图像。与此相称，使用依赖于某种形式的三维感测的探针位置感测和/或导航系统。

作为示例，一些电解剖系统使用对三个或更多个交叉电场的阻抗感测，这些交叉电场可通过它们的频率来区分并且在待导航的体内区域内彼此交叉。在这些场在物理空间中近似线性并且在三个物理空间维度中的每一个维度中至少部分地彼此不相关的区域中，这些场可以被视为定义三维阻抗空间。可选地，此空间的形状足够接近可以被直接显示的物理空间的形状。可选地，通过适当的变换将阻抗空间变换为更接近地类似于实际的三维物理空间。

实现电场的线性和去相关的特性可能对场生成电极位置施加某些限制。对于某些系统，解决方案是使用体表电极，这些体表电极被放置成使得它们所生成的场在可行的程度上接近正交轴。这些电极彼此相距足够远，使得在它们之间可以生成有用大小的近似线性的场区域。这样的潜在缺点包括灵敏度的降低(例如，由于电压梯度(出于安全原因限制了总幅值)在较长的距离上分散开)、设置的复杂性(例如，可重复和/或繁琐地放置体表电极)和/或易受电气不稳性和/或不可预测性的影响(例如，由于与体表的电接触的变化、身体移动和/或电场在到达感兴趣的导航区域之前需要穿透的大量“无关”组织的不均匀性/可变性)。

本发明的一些实施例的一方面涉及使用体内探针电极以从体内生成电场，以及在体内探针导航和/或映射中使用这些场。潜在地，体内电场生成部位减少了体表电极的一些缺点。从目标导航/映射的体腔附近的位置生成的电场的测量结果可能对远离探针的身体区域的电特性的可变性不太敏感，和/或对特定感兴趣区域内的位置差异更敏感。

通过实施对更多电场信息的收集，可选地减轻了物理空间中因使用附近的电场生成电极而导致的线性度和/或3D去相关的潜在相对损失。可选地，这包括设置例如通过频率来区分的更多数量的导航场，例如，4个或更多个场(例如，4至16个或更多个电场)。在名称为“CORONARY SINUS-BASED ELECTROMAGNEAG MAPPING(基于冠状窦的电磁映射)”的国际专利申请号PCT IB2018/050289中，描述了导管定位(例如，用于在心脏腔室内导航)，所述导管定位可选地提供由放置在冠状窦内的、和/或放置在靠近目标体内导航区域的从中测量电场以便获得探针位置信息的其他体内位置处的电极导管生成的相对大量电场，所述国际专利申请通过援引以其全文并入本文。

在一些实施例中，包括在生成用作位置参考的电场时所使用的电极的探针与感测探针一起移动；并且可选地是相同的探针，也如以下方面中所描述的。

本发明的一些实施例的一方面涉及使用通过体内探针的多个电极(可选地，在每种情况下为相同的电极)生成和测量的电场来确定此同一体内探针的体内位置。在一些实施例中，使用体内位置的确定来创建体腔形状的所计算重建，其中，使用通过位于体腔内的体内探针的多个电极(可选地，在每种情况下为相同的电极)生成和测量的电场的测量结果来确定体内位置。

在本文中，这样的测量结果被称为V_e-e测量结果或等效地(总体地)被称为一个或多个“位置标识数据集”。“位置标识数据集”可选地还包括由从一个导管的电极生成的电场和/或发射的射频信号、以及从另一个导管的电极测量的电场和/或接收的射频信号构成的测量结果。在本发明的一些实施例中，电场生成电极和电场测量电极不仅被放置在体内，而且还被放置在同一探针上(例如，在同一导管上)。在其上安装有生成电极和测量电极的探针的身体内腔内的移动可以引起电极对电场的响应(例如，在电极处测量的电压)的变化。即使在生成电极和测量电极相对于彼此的位置(例如，距离)固定的情况下，也可能发生这种移动引起的变化。这可能是由于例如当探针进入不同的电气环境时电流如何分散的差异而引起的。例如，不同组织(例如，心肌、肺、食道、脉管组织等)的介电特性彼此不同、和/或与血液不同，并且因此，例如，朝向或远离这些组织行进可能改变电极进行的测量结果。

本发明人的研究表明，在不同位置处采集的V_e-e测量结果集之间的差异可以是足够明显的，使得所述测量结果可以用作“标记”不同探针位置的标识符。在一些实施例中，以足够的采样密度执行标记从而允许映射和/或导航：使用测量部位本身，和/或使用被插值到测量部位之间的部位的测量结果。通过生成相对大量的可区分电场(例如，3至20个或更多个电场)，潜在地增加了标识的独特性(例如，降低噪声、提高分辨率和/或降低模糊性)。也可以由多个不同的电极进行测量；例如，各自测量4个或更多个电场的4个或更多个探针电极潜在地从单个探针位置产生16个或更多个不同的电测量结果。在一些实施例中，使用包括至少四个电极的探针来收集测量结果；可选地，每个电极明显地测量至少四个不同的电场。

本发明的一些实施例的一方面涉及创建和使用物理空间中的所测量位置与电场测量结果之间的映射(预定关联)。可选地，电场测量结果是V_e-e测量结果。可选地，电场测量结果是另一种类型的测量结果，例如来自体表电极和/或来自另一体内探针的电极的测量结果。在一些实施例中，创建这样的映射包括在利用体内探针进行电场测量的同时使用具有该探针的位置感测系统(例如，基于电解剖、磁、荧光透视和/或超声的位置感测系统)。将来自位置感测系统的位置数据与电场测量结果进行相关联以生成映射。

可选地，映射例如被实施为表格，或者被转换为映射函数(其可以可选地被实施为神经网络、计算机代码、分析函数的系数或其他类型的实施方式)。映射可选地将电场测量结果集(在本文中，这些集的集合包括“元集”)映射到物理空间坐标，和/或映射到由位置测量系统的所测量参数的轴定义的准空间坐标。

在一些实施例中，一旦创建了映射，映射就可以可选地用于通过仅进行电场测量并在映射中查找位置来进行定位。这可以使用用于进行映射的第一导管和用于稍后定位的第二导管(可选地，第一导管和第二导管是同一个导管)来执行。

在一些实施例中，建立映射库，所述映射库包含针对多个先前受试者(可选地，先前患者)制作的元集的映射。在一些实施例中，库的映射包括确定映射所根据的数据元集。

为了与当前受试者(进一步地，对于先前受试者，或者在新会话中的先前受试者)一起使用，可以从库中选择映射。可选地，这个选择是基于关于当前受试者进行的一些初始V_e-e测量结果集来进行的。这个选择可选地基于来自当前受试者的V_e-e测量结果与先前受试者的V_e-e测量结果(即，包括来自先前受试者的V_e-e测量结果的预定元集)的相似性。

可选地，相似性在界标处被标识(可选地，在应用最佳拟合变换方法之后)。可选地，从库中选择映射是基于V_e-e点云(即，V_e-e测量结果集的测量空间中的分布)的整体形状的匹配。可选地或另外地，从库中进行选择是基于单独确定的解剖学数据。解剖学数据可以基于例如受试者的解剖学成像数据(例如，CT或MRI成像)。另外地或可替代地，解剖学数据是从(例如，来自其他受试者的解剖学成像数据的)图谱提供的。可选地，基于附加数据来选择和/或修改所使用的解剖学数据，所述附加数据例如是一个或多个受试者病史参数(诸如年龄、性别、体重和/或受试者疾病的特性)。在一些实施例中，使用由解剖学数据定义的身体组织的形状(例如，可从成像和/或从另一重建获得)来定义参考形状，并且调整V_e-e点云的位置以匹配参考形状的位置坐标。

在一些实施例中，使用用于使包括V_e-e测量结果集的点云彼此相匹配的附加变换。在一些实施例中，可以使用相干点漂移配准或另一种配准类型的方法来将一个点云配准到另一个点云。

在本发明的一些实施例中，允许映射例如由于从探针施用的治疗(诸如组织消融)的效果而随时间变化。在一些实施例中，使用当探针保持在适当位置时观察到的电场测量结果变化(并且可选地，如果所述变化与治疗操作相关联的话)来更新这个位置到新电场测量结果的映射。

定义

在本文中，术语“映射(map)”和“映射(mapping)”(用作名词)参考一些实施例用于指代预定的关联(例如，使用计算机程序代码、表格、加权神经网络连接、分析函数的系数和/或其他数据结构来实施)，所述关联允许从一种数据类型的输入转换到可选地另一种数据类型的输出。用作动词时，“映射(map)”和“映射(mapping)”指代此类数据结构的构造。在本发明的一些实施例中，输入数据和输出数据的类型是不同的。例如，这两种类型可以包括不同的参数和/或不同数量的参数。在一些实施例中，输入数据类型包括通过一个或多个体内探针的电极产生的多个测量结果，所述测量结果是也由那些电极生成的电场的测量结果。在一些实施例中，输出数据类型包括空间位置(例如，物理空间中的3D位置)。映射可以包括例如查找表和/或函数。可选地，通过使用(等效地，通过“应用(applying)”或“应用(application)”)映射，等效地将输入说成被“转换”、“映射”或“变换”为输出。映射还可以从输入“产生”输出。映射在本文中也等效地被称为“变换(transformations)”。在确定映射/变换的参数和/或描述如何将映射/变换应用于现有数据(例如，生成所述变换所基于的数据)以及可选地应用于进一步数据的其他数据时，“生成”所述映射/变换。

更具体地，可选地使用输入数据类型和输出数据类型的相关联测量结果来凭经验(经验映射)构造用于本发明的一些实施例的映射。在本文描述的一些实施例中，输入数据和输出数据的关联包括在相关联条件下对每一者的测量结果；所述相关联条件为例如有效地同时、和/或当测量探针基本上保持在单个位置时。在一些实施例中，通过任何合适的方法(例如，样条拟合、线性二次或三次插值、最邻近插值、兰索斯(Lanczos)重采样等)，通过在实际相关联测量结果之间进行插值和/或从实际相关联测量结果进行外推来扩展经验映射的关联以覆盖非测量数据类型的值。可选地或另外地，基于理论考虑因素(例如，所测量特性的物理建模)从经验测量结果来扩展经验映射的关联。在一些实施例中，使用相关联的输入数据和输出数据来确定对输入(例如，应用了映射的新测量结果)进行变换以精确地和/或近似地产生凭经验确定的相关联输出的映射函数。可选地，映射函数在应用于尚未看到的输入时产生输出，例如因为所述映射函数有效地插值/外推输出值、和/或通过将输入分配给最近定义的相邻输入的输出。

在本发明的一些实施例中，使用映射来将在某个方面相对方便获得(例如，方便测量)的数据类型转换为在某个方面相对更适合于特定用途的数据类型。在一些实施例中，映射将多维输入数据类型(可选地，具有多于3个、4个、5个或6个维度)转换为用作位置坐标集(例如，用于显示、位置查找和/或导航)的输出类型。位置坐标可选地使用多个空间维度(例如，在平面内、沿着表面、和/或在3D区域中)来定义物体的位置(例如，探针的体内位置)和/或物体的一个或多个部分(例如，体内探针的一部分(诸如其尖端、电极或另一探针部件))的位置。用于输出数据类型的空间可选地是欧几里德空间。可选地，位置坐标包括描述物体的取向(例如，位于3D区域内的探针的3D取向)的坐标。位置坐标可选地包括坐标测量时间；例如，线性时间和/或一个或多个相位参数(例如，心跳相位和/或呼吸相位)。

在本文中，“位置坐标(position coordinates)”指代坐标系内使用的数字；其中，坐标系通过相互不同的、有序的位置坐标集来唯一地标识歧管上的不同点的位置(例如，本文中提及了与物理空间的三个维度相对应的三维歧管)。可选地，对于输入数据类型的每个映射值，仅存在一个对应的输出数据类型值。在一些实施例中，映射是从输入到输出的一对多映射，并且所得到的模糊性要么被容忍，要么被某种类型的附加信息解决掉。在一些实施例中，所使用的坐标系明确地与物理空间相关，例如，使得坐标系中的点之间的欧几里德距离与它们所表示的物理距离成比例(或至少被视为成比例)，并且使得点之间的角度(即，连结点的线段的取向)也是如此(或至少被视为也是如此)。可选地，使用附加变换以便从映射输出数据类型转换为基本上类似于物理空间中的距离(例如，忽略残差)的坐标系。

可选地，映射本身包含变换。在一些实施例中，输出数据类型的坐标系足够接近于其被使用(例如，显示)的表示物理空间，“好像”它是距离的真实空间表示一样。

例如，在一些实施例中，三维空间的坐标由从体表电极(或位于远离使用电场来进行导航和/或映射的探针的位置的其他电极)生成的时变电场体内测量的阻抗值定义，使得它们在感兴趣的区域中彼此交叉以进行显示、定位和/或导航。如此定义的三个维度不一定是(并且在一些实施例中可能实际上永远不会是)正交的和线性的，但可以足够接近地被使用，就像它们定义了物理空间一样。可选地，变换(例如，缩放和/或旋转)这三个维度以更准确地表示感兴趣区域中的物理空间的相对角度和距离。

如本文所使用的术语“体内坐标系(intrabody coordinate system)”指的是用作物理空间坐标系(例如，用于显示、定位和/或导航的目的)的坐标系。在坐标系指的是受试者体内的某个特定物理区域的范围内，坐标系是“体内的”，在一些实施例中，所述特定物理区域包括诸如心脏等器官的内腔。在本文中，心脏腔室(并且更具体地，左心房)用于描述示例的目的，但是应当理解，可选地使用可由特定探针导航的任何其他体内空间；例如，胃肠道的内腔、血管内腔、泌尿道的内腔、心室和/或中枢神经系统的管、和/或为外科手术目的而打开的空间。在一些实施例中，估计体内探针的位置包括估计位置坐标。坐标可选地包括体内探针(针对所定位探针的一个或多个部分)在体内坐标系内的笛卡尔轴坐标，和/或体内探针或其一部分的取向坐标。

在本文中，参考了电场的“测量结果”。这些测量结果是可选地直接或间接地如从测量装置的位置检测到的电场的任何参数，例如电压、电流和/或阻抗。在一些实施例中，电场是随时间变化的；例如，时间变化的频率在约10kHz与1MHz之间。在一些实施例中，所使用的电场是在约14kHz的频率附近生成的。同时生成(以及可选地测量)的电场可选地彼此分开了允许它们(即使由同一电极同时测量也能够)被单独分析的任何合适的频率差。在一些实施例中，频率差包括至少约50Hz、100Hz、200Hz、250Hz、500Hz或另一步长的步长。在本文中，生成和/或测量的电场等效地称为生成的、发射的、测量的和/或接收的射频信号(例如，电磁频率在约10Hz至约1MHz范围内的信号)。因此，例如，电极(用作射频天线和/或接收器)可以被称为射频接收电极和/或射频发射电极。在一些实施例中，除了发射电场之外，一个或多个电极(例如，电极探针的电极)可选地被配置成测量电场。如本文中使用的术语，术语电极可以广泛地指代可以从其发射电场的任何结构(在本文中被称为电场生成电极和/或射频发射电极)、和/或通过其可以接收或测量电场和/或射频的任何结构(在本文中被称为电场测量电极和/或射频接收电极)。无论结构最初是否为了发射、生成和/或接收或测量电场的目的而设计的，并且无论结构是否提供任何附加功能(例如：一个或多个电极可以另外用于消融(例如，通过RF消融))，电极的名称和电极类型都适用。所测量的射频信号可以包括由于由一个或多个射频发射电极发射射频信号而测量的任何信号。这包括由射频信号发射生成的电场的测量结果；例如：阻抗的测量结果、电压的测量结果和/或另一测量结果，例如介电特性的测量结果。

在本文中，描述了等势面/线(例如，在频率周期期间达到的最大和/或最小电势的等势面/线)，它们可选地可替代地被理解为(例如，射频信号的)等幅面/线，或者更一般地，被理解为测得参数的等值面。参数的等值面的“形状”是参数保持相同的表面(在空间中，不一定是物体的物理表面)的形状。

在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本发明不一定限于其在以下描述中阐述的和/或附图中展示的部件和/或方法的构造细节和布置方面的应用。本发明能够具有其他实施例或以各种方式来实践或执行。

使用映射从V_e-e测量结果中找到探针位置

现在参考图1A，其是根据本披露内容的一些实施例的用于基于根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果来找到探针的体内位置的方法的流程图。还参考图1B，其是根据本披露内容的一些实施例的用于基于根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果来找到探针的体内位置、以及计算探针正在在其内移动的腔的重建的方法的流程图。

图1A和图1B的流程图均开始；并且在框110处，在一些实施例中，将电极探针(例如，图3A的电极探针310，其可选地是导管探针)放置在体内空间(例如，心脏腔室的内腔)内。简要参考图3A，其示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的包括电极312的电极探针310。这个高度示意性的表示被放大示出，以在图3C至图4B中介绍其用途。示出了四个电极312(例如，四个电极导管探针可用于并且通常用于心房颤动治疗)，但是应当理解，探针310上可选地存在任何合适数量的电极，例如，2、3、4、5、6、7、8、10、20、64或其他数量的电极。电极配置可以是例如采用直线方式、在弯曲(例如，“套索”)探针上、和/或在多个可展开支柱(例如，篮形电极或伞形电极)上。

返回图1A至图1B：在框112处，在一些实施例中，使用一个或多个探针电极312来生成电场。在一些实施例中(例如，如关于图4A至图4B所描述的)，可选地在多个电极312(例如，以相同频率且相反相位电驱动的两个电极)之间生成电场。可替代地或另外地，使用放置在别处的电极(例如，图5的体表电极5)作为地参考，从单个电极312驱动一个或多个电场。在一些实施例中，从每个电极312驱动至少一个电场，每个电场相对于地参考处于不同的频率(例如，约14kHz附近且彼此分开至少100Hz的频率)。可选地，任何电极312以多个频率生成电场，每个频率下的电场本身由一个或多个电极312生成。在一些实施例中，通过使用电极和/或频率的不同组合，所生成的可区分(即，通过分析通过感测电极进行的测量结果可区分)电场的总数至少为4、6、8、10、12、14、16或更多个电场。在一些实施例中，通过诸如傅里叶变换等频率分解方法将场彼此区分开。在一些实施例中，通过时间复用(即，通过在不同的电场之间循环来在不同的时间激活不同的电场)来另外地或可替代地将场彼此区分开。

在一些实施例中，受控电流用于从探针310生成电场。不同的介电环境以或多或少的阻抗传导电流；例如，使得当阻抗也更高时，需要更高的电压来传递相同的电流。这种电压变化可选地用于进行例如框114的测量。在一些实施例中，受控的是电压。然后可以可选地将维持电压所需的电流用作生成电极的位置的测量特性。此外，对于远离生成电极的位置(例如，在探针310的其他电极312处)，可以在受控电流或受控电压生成模式中测量不同的电压，因为所生成的电场受到探针310移动进入不同的介电环境的影响。

在框114处，在一些实施例中，还使用探针310的电极312来测量从探针310的电极312生成的多个电场。为了简洁(如已经提到的)，此类测量结果在本文中被称为“V_e-e”测量结果或者被称为包括“位置标识数据集”(例如，下面描述的电场测量结果集111)，这意味着同一探针的电极生成电场并测量作为输出被提供的电场特性。

在一些实施例中，电场生成/测量布置包括每个电极312被驱动以传递已知的电流(例如，从电极312到地)，同时还测量该同一电极312处的结果电压。在一些实施例中，电极312还进行局部电阻抗相对于由其他电极312生成的电场的电压测量。例如，对于四个电极312，每个电极生成其自己的电场并测量其自身和所有其他电极312的场，可以存在由生成的电场数量×测量部位数量所定义的4×4测量结果矩阵(在特定位置获得的每个测量结果集)。潜在地，使用更多测量结果来表征位置有助于降低噪声和/或提高准确性。应当理解，可以使用任何其他合适的场和测量结果的布置(例如，数量)。例如，一些场可替代地或可选地使用体表电极和/或在单独的体内探针上的电极来生成，并且可选地，这种生成与也用于进行测量的电极探针的电极组合执行。框114的测量的结果在图1A至图1B中由电场测量结果数据集111(其可以存储为例如测量结果数字阵列，可选地称为测量结果向量)表示。

在框116处，在一些实施例中，使用位置标识数据集(例如，使用电场测量结果数据集111)来估计电极探针310的位置。在一些实施例中，使用位置/场测量结果映射113来估计电极探针310的位置。在一些实施例中，估计电极探针的位置包括估计体内探针在体内坐标系内的位置坐标。可选地，使用测量的和/或接收的位置标识数据集来估计电极探针310的位置。位置/场测量结果映射113可以包括函数、表格或者允许基于位置标识数据集的值来查找位置的其他数据结构；例如：电场测量结果数据集。在本文中，参考图2A至图2B详细地描述了位置/场测量结果映射113的创建和/或选择。在本文中，参考图6描述了映射创建和应用的示例。在一些实施例中，在开始图1A至图1B的流程图的操作之前(例如，在开始测量之前)生成映射113。例如，可选地生成映射以用作映射库的一部分，从所述映射库选择映射以用于特定过程。

在一些实施例中，在测量结果数据集到位置的映射中可能存在模糊性。例如，映射函数可能提供若干结果。可选地，通过应用附加约束来解决此类模糊性。例如，使用探针的最近位置历史来查看在进行测量时更可能已经到达由映射函数输出的哪个位置，并且忽略将探针突然跳转到新位置的位置输出。例如，对测量的电势变化的每毫伏最大位置变化施加限制(例如，2mm/mV、4mm/mV、8mm/mV或其他值)。

通过返回图1A至图1B的框110，可选地继续位置估计。

图1B的框117表示在框110、112、114和116之间的循环的迭代期间从在框116处估计的累积位置生成重建(在框229处示出)。还如关于图2A所解释的，在本文中，诸如映射113等映射可选地本身被视为例如基于用于创建映射的测量结果所在的边界而计算的“重建”。在图1B中，重建的基础不一定是映射113；相反，使用在框117处估计的位置。

电场随生成电极位置的变化

现在参考图4A至图4B，其示意性地表示了从图4A中所示的形状403到图4B中所示的形状404的电场形状的变化。由于体内探针310移动到新的周围环境(例如，从远离壁401的点到壁附近的点)，因此由所述体内探针的电极431、434产生了电场。根据本披露内容的一些实施例，场形状的变化可能伴随着在探针的电极432、433处测得的电场参数的变化。

在图4A中，示出了生成电极431和434，所述生成电极可选地以共享频率且相反的相位进行操作以生成射频下的交变电场。电场403的场线可选地表示在电场生成的某个相位的等势面(在图4A的图的平面内)的位置。可选地，所述线表示由电极431、434生成的射频信号的等幅面。I

在图4B中，探针310已经移动的更靠近组织结构401(其可以是例如心脏壁)。因为组织结构401的电特性(例如，介电特性)不同于探针310在其中移动的介质(例如，血液)，所以与电场403相比，由电极431和434生成的电场404改变了其形状。在一些实施例中，这种形状改变的一个结果是，即使在探针310本身上，来自电极的测量也会例如根据生成相位而测量不同电压。

在图4A和图4B的放大区域421和422中分别强调了这种变化。在图4A中，等势面411(由图的平面中的场线表示)被示出为与电极432的位置重合(例如，在射频场生成的某个相位处)。由于图4B中的介电环境的变化，等势面也相对于生成电极发生变化，并且现在等势面412与电极432的位置重合。因此，不同的测量结果是不同位置的特性。通过适当选择至少部分地不相关的V_e-e测量结果，测量结果集可以标识不同的位置(即，用作标识符)。可选地，测量结果集唯一地标识(在某个误差界限内)位置；或者如果不是，则可以与其他信息(诸如探针的最近位置历史)一起用作标识符以明确地标识位置。

构建探针位置到V_e-e测量结果的映射

映射生成方法

现在参考图2A，其是根据本披露内容的一些实施例的用于将探针的体内位置映射到根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果的方法的流程图。在一些实施例中，另外地或可替代地使用映射来产生对探针正在其中移动的体腔的形状的重建。

在框220处，在一些实施例中，准备受试者用于映射。这可选地包括准备用于应用所选映射方法的受试者，所述映射方法允许例如使用在体表电极之间生成的交叉电场的电跟踪、磁跟踪、基于成像(例如，超声或荧光透视)的跟踪等来将体内探针定位在空间坐标系内。例如，图6的示例使用基于由体表电极生成的交叉体内电场的探针位置跟踪。在框220处准备受试者以使用这样的示例进行映射将包括对体表电极进行定位。在另一示例中，国际专利申请号PCT IB2018/050289描述了使用放置在目标内腔附近的相对固定位置处(例如，在位于冠状窦、食道和/或相邻心脏腔室中的单独电极导管上，以便生成用于左心房中的电极探针的基于电场的位置感测的电场)的体内电极。在这种情况下，在框220处准备受试者可选地包括将电场生成探针操纵到位。

在框222处，在一些实施例中，将电极探针(例如，导管探针)移动到体腔内待映射的位置，例如心脏腔室(诸如左心房)。如关于图1A的框110的放置可选地描述了探针和探针放置。

在框224处，在一些实施例中，使用所选的映射到空间坐标的方法(即，如框220处所述，准备受试者的方法)来确定空间探针坐标。例如，在一些实施例中，由体表电极在正在导航的体腔上施加三个交叉且频率区分的电场，并且从体内探针的位置处的每个电场的经适当校准的阻抗测量结果导出空间坐标(大致地，每个电场的阻抗测量结果提供与空间坐标相对应的坐标)。在本文中，此类测量结果也被称为“垫测量结果(pad measurements)”。可选地，使用能够在三个维度上跟踪探针以产生空间坐标的任何其他系统。

在框225处，在一些实施例中，通过体内探针的电极生成的电场通过体内探针的电极(可选地，相同的电极)来测量。可选地，如针对图1A的框112和114所描述的那样执行生成和测量。

在框226处，在一些实施例中，将在框224和225处得出的测量结果添加到正被扩展和/或创建的位置/场测量结果映射227。映射227可选地是新映射、或者是添加新测量结果的现有映射。可选地，映射227是用作图1A的映射113的映射。

将测量结果添加到映射227可选地包括将在框224处测量的探针空间坐标与所存储的映射227中的框225的电场测量结果相关联。对于第一近似，来自框225的测量结果可选地被认为是简单的“标签”，可能与探针位置本身没有系统关系。在这个视图中，映射227简单地将标签与由框224提供的测得空间位置相关联。这种映射可选地简单地实施为查找表。

然而，在实践中，框225的测量结果基于连续可变的物理特性，使得即使难以直接从所述测量结果检索空间坐标位置也可以预期所述测量结果至少示出局部空间相干性。空间相干性的特性意味着从彼此靠近的探针位置取得的测量结果倾向于彼此相似。在一些实施例中，这通过将V_e-e测量结果与位置坐标的1:1映射转换(在测量期间和/或测量完成之后)为映射函数来使用。

框229表示根据位置/场测量结果映射和/或从框226添加到其上的测量结果来计算的重建。应当注意，即使如此，足够完整的映射227也可以被认为是空间(诸如体内探针正在其中移动的体腔)的基本类型的重建。这是正确的，因为直接映射的位置受到体腔限制的界定：这些经映射的位置所定义的形状(例如，被视为测量位置的云)“重建了”(通过表示)体腔的形状。在一些实施例中，映射227(至少最初)基于提供体腔形状的不完全覆盖的测量结果数据。可选地，并且即使映射227本身保持不变，向重建229添加进一步的测量结果也使覆盖范围改善到可以确定体腔形状(再次通过定义体内探针可以去的位置与不可以去的位置之间的边界)的程度。然而，在一些优选实施例中，还将使用允许更完整重建的测量位置来提供更精细的位置/场映射227，使得在实践中映射227与至少基于测量位置云的重建229是同一内容。在一些实施例中，根据框117处的从位置229创建重建的操作，这种将测量位置云表征为重建也适用于图1B的累积位置估计。

在一些实施例中，使用计算方法基于在框226处添加的经映射位置来创建更成熟类型的重建229。例如，可以通过“滚球(rolling ball)”型方法将测量位置云转换为腔形状，在所述方法中，如果特定大小的球体(或球体内的某个点)在测量位置云上滚动而不会侵入超出任何位置(可替代地，不会侵入超出某个预设量)，则计算所述球体(或球体内的某个点)可以到达的位置。这个操作可以将测量位置的离散点转换为连续表面，并且所述连续表面可以用作体腔形状的重建。所述表面进而可以例如被处理成适合于渲染到显示图像的多边形网格表示。

在重建的另一个示例中：从一些测量结果的值和/或梯度可以明显看出，所述测量结果是与体腔壁接触而进行的。例如，当由电极接近和/或接触时，靠近和/或接触体腔壁的位置可能是显著不同的，这是由于例如与存在于体腔内腔内的介质(例如，血液)相比的(例如，心脏组织的)导电性差异。在一些实施例中，呈现这样的测量结果以定义体腔边界的位置(无论全点云是否可用)。可选地，选择那些测量结果作为例如使用滚球技术来计算重建229的基础。可选地，通过连接最近邻域或其他方法来将被估计位于体腔边界处的测量位置直接转换为网格重建。可选地，此类重建方法另外地或可替代地在图1B的框117处使用估计位置与诸如映射113或227等映射分开地实施。

可选地，映射(表格或函数)将V_e-e测量结果转换为垫测量结果。垫测量结果与物理空间坐标的映射可以允许以两个步骤将V_e-e测量结果转换为物理空间坐标：从V_e-e测量结果到垫测量结果，以及从垫测量结果到物理空间坐标。另外地或可替代地，可以例如通过将垫测量结果云变换为适合于通过成像(例如，CT)定义的解剖学维度的测量结果云来将垫测量结果转换为物理空间坐标，例如使用相干点漂移(CPD)方法，诸如在名称为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR REGISTRATION OF INTRA-BODY ELECTRICAL READINGS WITH A PRE-ACQUIRED THREE DIMENSIONAL IMAGE(用于利用预先获取的三维图像来配准体内电读数的系统和方法)”的国际专利申请号PCT IB2017/056616中所描述的，所述国际专利申请的内容通过引用以其全部内容并入本文。

将电场测量结果转换为估计解剖学(物理空间)坐标的维度的另一种方法使用探针电极之间的已知距离、以及关于垫测量结果的空间相干性的假设作为约束。例如，在名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR RECONSTRUCTION OF INTRA-BODY ELECTRICAL READINGSTO ANATOMICAL STRUCTURE(用于将体内电读数重建为解剖学结构的系统和方法)”的国际专利申请号PCT IB2018/050192中描述了此类方法，所述国际专利申请的内容通过引用以其全部内容并入本文。另外地或可替代地，将根据已知距离的映射用作在框224处确定空间探针坐标的方法。

可以应用本领域中已知的几种合适的方法来创建映射函数。简单的示例是最近邻域函数，其中，通过映射中最接近(例如，欧几里德距离)的所定义V_e-e测量结果集来将V_e-e测量结果集映射到位置坐标。在一些实施例中，使用任何合适的插值方法(线性、样条等)来创建映射函数，所述映射函数允许为在原始映射数据中没有找到的V_e-e测量结果集分配位置。

在框228处，在一些实施例中，作出关于当前映射会话是否完成的判定。如果是，则流程图结束。否则，流程返回到框222以进行附加的移动、电场生成/测量、和映射扩展。

一旦映射达到足够的完整性水平，就可选地停止在框224处用于空间探针位置查找的方法。从这时起，导航可选地基于位置/场测量结果映射227而单独地使用框225的测量结果继续。可选地，可以在新的(例如，稍后的)过程中从头开始使用映射227(例如，用作图1A的映射113)，并且所述映射可选地可以形成在其解剖结构与最初映射的患者的解剖结构非常相似的另一个患者中导航的基础。还可以通过进一步的测量结果来添加映射，例如，通过在已经映射的位置之间的位置处填充测量结果集。

映射的示意图

现在简要参考图3B，其示意性地表示了心脏300的截面。根据本披露内容的一些实施例，阴影区域表示左心房301的内腔，其用作作为图3C中的示例提供的体内区域。

现在参考图3C，其示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的从探针310生成和测量的电场303的测量结果304到由交叉电场307的测量结果定义的物理空间坐标308和/或准空间坐标306的映射。

用两个维度将左心房301的截面331标记为物理空间坐标系305，所述截面包括具有在图中被指定为笛卡尔坐标(x，y，z)的物理空间坐标308(在本文中也被称为“解剖学坐标”)的探针310。坐标系的原点可选地是固定原点，或者是相对于潜在移动的结构(诸如心脏壁的一部分)定义的。可选地，用于完全指定物体位置的附加坐标包括取向和/或附加空间坐标的指定(例如，指定探针的不同部分的位置)。可选地，使用表达时间的一个或多个物理坐标，例如，心跳相位和/或呼吸相位。在一些实施例中，物理空间坐标系305由从准空间坐标系307(截面332)的经校准变换导出，所述准空间坐标系例如是由探针位置跟踪系统使用从体表电极生成的交叉体内电场的测量结果(垫测量结果)建立的。准空间坐标系中的坐标306可选地表达为(V_x，V_y，V_z…)。根据所使用的位置跟踪方法，通过进一步处理，可选地将准空间坐标系307校准到物理空间坐标305(例如，直接对应于物理距离和角度的坐标)。

可选地，可以使用任一种类型的坐标系作为探针位置坐标系的基础，但是在使用时至少非常接近物理空间的度量的坐标系存在潜在的优点。可选地使用物理空间坐标系305或准空间坐标系307中的任一个中的测量结果，作为例如图2A的框225和/或如本文关于图5所描述的位置测量系统24的位置输出。

截面333示意性地指示了不同类型的测量结果，包括探针310生成和测量的电场303的测量结果集304。测量结果集304具有任何合适的维度(例如，包括3、4、5、8、10、12、16、20、64或其他数量的维度)。测量结果集304的使用与坐标系307、305的位置坐标306、308的不同之处在于：除非外部建立(例如，通过映射)，否则可选地不存在关于不同的测量值是如何在空间中分布的明确先验知识。尽管可能存在这样的分布(事实上，映射过程揭示了这种分布)，但其可能太复杂而不能直接用作物理位置的指示。例如，可以从左心房的相隔较远的物理区域记录类似的测量结果集304(例如，欧几里德距离上相对“接近”的集)，同时可以从物理上更近的区域获得更远的测量结果集。测量结果集304还可以包括比一次可以示出的更多的维度(测量结果)；例如，潜在空间信息可能分布在多于三个测量维度上。

截面334指示基于在相同条件下已经获得的两个测量向量而将坐标系307、305中的一个或多个的位置322与测量结果集324相关联的映射的一部分；所述相同条件即探针310保持在同一位置。探针310在截面334中的若干位置被指示为探针位置310A。

在本发明的一些实施例中，导管本身包括柔性的和/或可展开的部分，以允许电极物理地呈现不同的相对位置配置。在一些实施例中，映射的创建包括将导管重新配置成多种不同的形状(受控制以使得形状是已知的，和/或通过允许确定改变了的形状的电极的位置的方法进行观察)，以及获得与不同导管配置相对应的V_e-e测量结果集304。电极位置与V_e-e测量结果之间的关联包括探针的“自映射”。可选地，使用自映射来确定探针形状，因为探针形状可能随时间(例如，在被压到心脏壁时)而变化。可选地，探针形状用作映射查找的一部分。

从映射库中选择映射并准备用于使用

现在参考图2B，其是根据本披露内容的一些实施例的用于从映射库中选择将探针的体内位置映射到根据探针的电极生成和测量的电场的测量结果的映射的方法的流程图。所述方法还可以包括调整映射。

在单个受试者体内，映射在建立后可能立即有用；例如，体表垫可能断开使用，但是导航可以使用电气V_e-e测量结果与探针位置之间建立的映射而如之前一样继续。即使这样，包括变换阶段以实现改善的结果(这在本文中关于图6进行了描述)也可能是有用的。

在一些实施例中，为相对较少数量的受试者建立多个映射(包括“映射库”)，并且然后将所述映射应用于较大的受试者群体。可选地，库中的映射数量包括大约5、10、20、50、100、150或其他数量的映射。

在本发明的一些实施例中，映射库的可选用途是绕过与用于建立物理空间坐标系的方法相关联的设置复杂性和/或风险。例如，荧光透视方法伴随着辐射暴露风险。使用体表电极的方法不仅需要花费时间和其他资源来定位电极，而且还可能与体表电极随时间改变其接触特性(例如，松动或干燥)的风险相关联，这可能产生降级和/或误导性的定位结果。本方法相对于使用放置在其他电极导管上的体内电极的方法的潜在优点可以包括例如节省将其他电极适当地定位在受试者体内所需的时间和其他资源。

图2B的流程图概述了用于从映射库中选择映射、并且可选地调整所述映射以用于特定受试者和/或相反地调整来自受试者的电场测量结果以用于与所选映射一起使用的方法。

在框210处，在一些实施例中，在界标位置处测量电场。在一些实施例中，由探针的电极生成的电场是使用同一探针的电极在感兴趣的目标体腔内的所选位置处测量的以用于导航。例如，关于图1A描述了探针电极和电场配置。在一些实施例中，所选位置包括目标体腔和/或所连接的腔的界标位置。界标可以是可以可选地在不使用坐标定位系统的情况下通过探针(例如，导管探针)可靠且可再现地标识和访问的任何目标。例如，在左心房中，界标可选地包括肺静脉的根部、隔膜壁的卵圆窝、二尖瓣等。可选地，界标由一系列位置定义，例如，电极被引导至肺静脉根部、并被移动使其穿越静脉根部的整个直径以定义其位置。在一些实施例中，通过将探针定位在可用运动范围的极值处来定义界标。框210处的测量结果是界标测量结果数据集211。如本文其他图所述，与每个界标相关联的V_e-e测量结果是多维的；包括例如3、4、6、8、10、16、20、64或其他数量的测量结果。

在框212处，在一些实施例中，从位置/场测量结果映射库213中选择库映射。在一些实施例中，基于当前受试者的界标与库中的映射中的界标之间的界标对应关系来选择库映射。可选地，在来自映射库的映射中具体地标识界标，以便于比较。可选地，所述对应关系基于某个相似性度量，例如，欧氏距离被计算为在库的映射中标识的界标处的相应V_e-e测量结果。

可选地，找到对应关系能够允许V_e-e测量结果的某种程度的变换；例如，允许偏移、缩放或另一种变换的最接近拟合。变换可选地只是对V_e-e界标的变换。

在一些实施例中，用于进行V_e-e测量的电极之间的距离被用于映射库选择。例如，在一些实施例中，根据映射已知，在某个特定距离处的两个测量部位之间的测量差异应当是什么——并且对于当前受试者来说，根据承载电极的探针的尺寸，电极-电极距离是可选地已知的。可选地，匹配检查以选择映射包括验证是否满足这个距离约束，和/或进行变换以最佳地满足约束。

在框214处，在一些实施例中，可选地执行调整，以改善来自受试者的V_e-e测量结果和所选映射的V_e-e测量结果的对应关系。在一些实施例中，调整可以基于界标。调整可以包括任何合适的数学变换，例如，线性变换。

根据界标处的V_e-e测量结果来描述图2B。选择库映射的另一种方法包括在整个目标区域中取足够的V_e-e测量结果以定义V_e-e测量结果的点云的特征，然后选择其自身的V_e-e测量结果点云最接近地类似于当前受试者的点云的库映射。可选地，在搜索当前V_e-e测量结果点云到映射的V_e-e测量结果点云的最佳变换(例如，CPD类型的变换)之后选择库。使用三个测量维度的这种点云的示例如图6所示；可选地使用任何数量的测量维度。图6还描述了使用相干点漂移(CPD)变换来改善用于创建映射的V_e-e测量结果与后来获取的V_e-e测量结果之间的一致性。

在一些实施例中，所选映射可用作所选映射215，其可选地与用作图1A的位置/场测量结果映射113的映射相对应。此外，可选地，将来自当前受试者的新读数添加到源库映射中；例如，如关于图2A所描述的那样添加到活动映射227，并且稍后进行反向变换，使得它们可以被整合到最初提供映射227的库映射中。

用于创建、选择和/或使用映射的系统

现在参考图5，其示意性地表示了根据本披露内容的一些实施例的用于进行、选择和/或使用位置坐标测量结果与V_e-e测量结果之间的映射的系统500。

导管9延伸到身体2中以到达体腔50。导管探针11包括电极3，所述电极可选地对应于例如电极312(例如，图3A的电极)。电极3与电场发生器/测量器10连接，借助于电场发生器/测量器，电极被配置成发射电场4、和/或测量相同的电场4。可选地，接地电极5也附接到电场发生器/测量器10。来自导管探针11的电极3的测量结果到达位置服务模块22，在一些实施例中，所述模块位置服务基于所接收的测量结果和位置/场测量结果映射113来执行关于图1A的框116描述的功能。可选地，将位置估计提供给用户界面40，以允许例如显示估计的探针位置。可选地，还存在使用由位置服务模块22生成的位置信息的其他模块，例如，用于计划、监测和/或预测使用导管探针11递送的治疗(诸如用于治疗心房纤颤的消融治疗)的结果。

框21包括用于生成新映射113的可选模块，包括位置系统测量24(例如，用于执行图2A的框224的操作的任何位置测量系统)、以及映射更新模块23(在一些实施例中被配置成执行图2A的框226的功能)。

可选地，所产生的映射被提供为活动位置/场测量结果映射113，和/或被添加到位置/场测量结果映射库213(对应于图2B的框213)。在一些实施例中，可选的映射选择模块21被配置成执行图2B的方法、或产生位置/场测量结果映射113以供位置服务模块22使用的另一种映射选择和可选的变换的方法。

创建和使用映射的示例

现在参考图6，其根据本披露内容的一些实施例的创建和使用位置坐标测量结果与V_e-e测量结果之间的映射的示例。

绘图603的浅阴影(黄色)数据点表示三维空间中的对应于三测量结果的V_e-e测量结果集(被选择作为探针的自测量结果矩阵的对角元素)的位置，其被获得用于在电极探针11在表示心脏左心房的测试体模中的移动期间创建映射(例如，如关于图2A所描述的)。在本示例中，绘图603的三个轴对应于三个电极中的每一个的测量结果幅值，每个电极生成并测量其自身的电场(可以针对每个测量结果集取更多测量结果，但是出于说明目的，在本示例中使用三个测量结果)。

绘图605示出了在测量绘图603的V_e-e数据点期间获得的探针11的位置坐标。绘图605中所示的位置是从体表电极发射的电场的、被适当地变换到物理空间坐标的测量结果来获得的。映射604是查找函数，其将绘图603的三测量结果的V_e-e集中的每一个与绘图605中的相应物理空间坐标相关联。映射604可选地是索引到索引；即，绘图603和605中的相应点共享同一索引。

在完成映射604的生成之后，获得另一组V_e-e测量结果，如绘图601所示。允许改变测量设置的配置(例如，单独地准备测量设备以用于单独的测量会话)，使得绘图601的测量结果范围不完全再现绘图603中所示的测量结果范围。在框602处，使用先前描述的数学技术(诸如多维k-d树算法和/或CPD(相干点漂移)算法)来执行绘图601的测量结果与绘图603的测量结果的配准。所使用的方法类似于名称为“SYSTEMS AND METHODS FORREGISTRATION OF INTRA-BODY ELECTRICAL READINGS WITH A PRE-ACQUIRED THREEDIMENSIONAL IMAGE(用于将体内电读数与预先获取的三维图像进行配准的系统和方法)”的国际专利申请号PCT IB2017/056616中所描述的CPD算法，所述国际专利申请的内容通过引用以其全部内容并入本文。在该申请中，配准在垫测量结果与物理(解剖学)坐标之间进行；但是，对于其他类型的“点云”配准(诸如V_e-e到V_e-e变换)，可选地使用、根据需要改变相同的方法。

所述变换允许一个点云的数据点“漂移”，使得与另一个点云的差异被最小化，同时约束作为邻域开始的点以相似的参数漂移，使得这些点在最终结果中保持为邻域。本发明人已经发现配准对提供给变换的参数相对不敏感，因此可以在不进行过度附加实验的情况下实现配准。

绘图607示出了绘图603的较浅阴影(黄色)的V_e-e测量结果，其由绘图601的经变换的、稍暗阴影(绿色)的V_e-e测量结果覆盖。

在最后阶段，在框606处将映射604应用于绘图607的数据。绘图609中的较小、较浅阴影(黄色)的点对应于最初来自绘图603的、被变换为其在绘图605中的相应位置的V_e-e测量结果。绘图609中的较大、较暗阴影(红色)的点对应于最初来自绘图601的在经过映射函数604之后的V_e-e测量结果的位置。

如本文中关于数量或值所使用的，术语“约”是指“在±10％以内”。

术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(having)”及其同源词意指：“包括但不限于”。

术语“由……组成”意指：“包括但限于”。

术语“基本上由……组成”是指组合物、方法或结构可以包括额外的成分、步骤和/或部分，但仅在所述额外的成分、步骤和/或部分并不实质性改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本和新颖特征的情况下。

如本文中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指出。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，所述多种化合物包括它们的混合物。

词语“示例”和“示例性”本文用于是指“用作示例、实例或展示”。被描述为“示例”和“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其他实施例优选或有利、和/或排除纳入来自其他实施例的特征。

词语“可选地”本文用于意指“在一些实施例中提供而在其他实施例中未提供”。除非这些特征冲突，否则本发明的任何特定实施例可以包括多个“可选”特征。

如本文中使用的，术语“方法”是指用于完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于化学、药理学、生物学、生物化学和医学领域的从业者从已知的方式、手段、技术和程序已知的或容易开发的方式、手段、技术和程序。

如本文中所使用的，术语“治疗”包括消除、显著地抑制、减缓或逆转病症的进展；显著地改善病症的临床或美学症状；或显著地防止病症的临床或美学症状的出现。

遍及本申请，可以参考范围格式来呈现本发明的实施例。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，并且不应被解释为对本发明范围的不可改变的限制。因此，对范围的描述应当被认为是具有确切披露的所有可能的子范围以及所述范围内的单独数值。例如，诸如“从1到6”等范围的描述应当被认为是具有诸如从“1到3”、“从1到4”、“从1到5”、“从2到4”、“从2到6”、“从3到6”等确切披露的子范围；以及该范围内的单独数字，例如，1、2、3、4、5和6。无论范围的广度如何，这都适用。

每当本文指示了数值范围(例如“10-15”、“10至15”，或由另一个此类范围指示所联系的任何数字对)时，意味着包括所指示范围极限(包括范围极限在内)内的任何数(分数或整数)，除非上下文另有明确规定。短语在第一指示数与第二指示数之间的“范围/变化范围/范围内”、以及在第一指示数“到”、“直到”、“直至”或“及至”(或另一个这样的指示范围的术语)第二指示数的“范围/变化范围/范围内”本文可互换地使用，并且意指包括第一与第二指示数以及它们之间的所有分数和整数。

虽然已经结合其具体实施例描述了本发明，但显然，许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员将是清楚的。因此，旨在包括如落入所附权利要求的精神和宽范围内的所有此类替代方案、修改、和变化。

本说明书中提及的所有披露文献、专利和专利申请的全部内容均通过援引并入本说明书中，其程度如同每个单独的披露文献、专利或专利申请被具体和单独地指示为通过援引并入本文。此外，本申请中对任何参考文件的引用或识别不应解释为承认这种参考文件可用作本发明的现有技术。在使用章节标题的程度上，它们不应被解释为必然限制。

应当理解，为清楚起见在单独的实施例的背景下描述的本发明的某些特征也可以在单一实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单一实施例中的背景下描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何适合的子组合提供，或者按照本发明的任何其他所描述实施例中的适合方式。在各个实施例的背景下描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非所述实施例在没有那些元件的情况下不起作用。

Claims (27)

1.一种估计具有多个电极的探针的体内位置的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：

接收由所述多个电极在所述体内位置处测量的位置标识数据集，所述位置标识数据集包括使用所述多个电极从所述体内位置生成的多个电场的多个测量结果；以及

基于所述位置标识数据集来估计在空间坐标系内定义所述体内位置的多个位置坐标。

2.如权利要求1所述的系统，其中，由于所述多个电极生成的电场与不同体内位置的不同电气环境的相互作用，通过所述多个电极测量的所述位置标识数据集的测量结果在所述探针的不同位置处有所不同。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还被配置成基于位置坐标与位置标识数据集之间的映射来确定所述位置坐标。

4.如权利要求2所述的系统，其中，所述处理器还被配置成基于位置坐标与位置标识数据集之间的映射来确定所述位置坐标。

5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述多个电极对所述位置标识数据集的测量检测到通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述探针移动时所述多个电场的等势面形状的变化而引起的差异。

6.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述多个电极对所述位置标识数据集的测量检测到通过所述多个电极在不同体内位置处测量的位置标识数据集之间的由于在所述探针移动时由受控电流建立的电压的测量值变化而引起的差异。

7.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述位置坐标对应于物理空间坐标系中的坐标。

8.如权利要求3-4中任一项所述的系统，其中，所述映射存在于解剖学数据定义的位置坐标与位置标识数据集之间。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述解剖学数据包括所述探针置于体内的受试者的解剖学成像数据。

10.如权利要求3或4所述的系统，其中，所述映射使用关于由远离所述探针定位的电极生成的交叉体内电场的测量结果定义的位置坐标。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述交叉体内电场是由体表电极生成的。

12.如权利要求1-4、9和11中任一项所述的系统，其中，所述多个电场包括以多个频率生成的电场。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述多个频率中的频率以至少约100Hz的步长彼此分开。

14.如权利要求12所述的系统，其中，所述多个电场是同时生成的。

15.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场是由所述多个电极中的至少两个电极生成的。

16.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场是由所述多个电极中的至少四个电极生成的。

17.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场是通过所述多个电极中的至少两个电极测量的。

18.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场是通过所述多个电极中的至少四个电极测量的。

19.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场包括至少4个电场，每个电场是根据所述多个电极中的两个或更多个电极测量的。

20.如权利要求1-4、9、11和13-14中任一项所述的系统，其中，所述多个电场包括至少16个电场，每个电场是根据所述多个电极中的四个或更多个电极测量的。

21.如权利要求1-4、9、11和13-14中的任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置为使用所估计的位置坐标来指导所述探针在体腔内的导航。

22.如权利要求1-4、9、11和13-14中的任一项所述的系统，其中，所述处理器还被配置为使用所估计的位置坐标来重建体腔的形状。

23.一种映射受试者的体腔以通过具有多个电极的探针来进行导航的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：

从所述多个电极接收来自体腔内的所述探针的多个位置中的每个位置的位置标识数据集，所述位置标识数据集包括通过所述多个电极对多个电场进行的测量结果，每个电场由所述多个电极中的一个或更多个电极生成；

将每个位置标识数据集与测量该位置标识数据集的体内位置相关联以形成映射；以及

存储所述映射以用于探针的导航。

24.如权利要求23所述的系统，其中，所述多个电场中的每个电场由所述多个电极中的一个电极生成。

25.一种用于具有多个电极的探针的体内导航的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：

从所述多个电极接收来自体腔内的所述探针的多个位置中的每个位置的位置标识数据集，所述位置标识数据集包括通过所述多个电极对多个电场进行的测量结果，每个电场由所述多个电极中的一个电极生成；以及

基于所述位置标识数据集来估计所述探针在坐标系内的位置坐标。

26.如权利要求25所述的系统，其中，所述处理器被配置成基于位置坐标与位置标识数据集之间的映射来估计所述位置坐标。

27.一种使用具有多个电极的探针的体内位置来重建体腔形状的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置成：

接收由所述多个电极在所述体内位置处测量的多个位置标识数据集，所述多个位置标识数据集包括使用所述多个电极生成的多个电场的多个测量结果；以及

基于所述多个位置标识数据集来计算重建所述体腔形状的形状。

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