CN113425411B - 一种病变定位导航的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种病变定位导航的装置，导航方法包括将虚拟磁定位电极固定于患者体表或患者周围；将病变外周区域、病变部位和虚拟磁定位电极作为一个整体进行CT/MRI扫描；通过三维处理模块对CT/MRI图像进行图像处理，生成三维虚拟模型；通过三维处理模块对病变部位进行标注，并规划从路径入口到病变模型的导航路径；将实时磁定位电极固定于患者体表或患者周围，在三维导航场景内形成实时磁定位电极的三维模型；将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内；将安装有磁定位电极的介入器械与三维定位模块连接，通过三维定位模块获取介入器械的三维坐标，在三维导航场景内显示介入器械的三维模型，实现实时导航。

Description

一种病变定位导航的装置
技术领域
本发明涉及定位导航技术领域，特别是一种病变定位导航的装置。
背景技术
在医疗领域，小病变部位(例如肺部外周区域的小病变部位)一直以来都难以定位和到达，病变部位的观察、活检、治疗等目前采用比较多的方式分为几类：首先是采用外科手术开胸或胸腔镜方式。其次使用电离辐射成像技术来辅助介入器械定位和导航，例如X光影像、CT成像等。再次是通过支气管内窥镜的介入视频方式。最后是近年来采用电磁导航技术来对介入器械进行动态定位和导航。
传统的外科手术开胸对患者的创伤较大，且并发症及术后不良事件可能较严重，后期外科开胸手术逐步被胸腔镜手术取代。虽然胸腔镜手术的创作小，但不能准确定位病变部位，特别对早期隐匿性肺部病变的筛查显得力不从心。
采用X光影像和CT成像技术来进行实时动态的定位和导航，虽然并不存在技术难度，但在实际使用中，却存在诸多劣势。首先，X光影像虽然可以提供实时的影像，但影像是二维的，且无法明确显示介入器械与病变部位的位置关系，导致医生无法准确判断。在CT成像技术引导下经胸壁肺穿刺也被用于肺部病变定位，但CT成像的时间长，用于实时动态时需要反复多次进行CT扫描，增加了患者和医生的电离辐射损害。
采用支气管内窥镜介入视频方式具有创伤小、可操作性强、更直观的可视化等优势，但由于肺部外周区域的气管分支较多、较细，在实际使用过程中经常发生医生无法确定内窥镜的具体位置，只能从最初入口重新开始进行，导致手术效率较低，且容易误定位。
采用电磁导航技术来动态引导介入器械较之传统成像技术引导的方式有很大的进步，电磁导航技术的优势在于可结合CT/MRI图像与实时导航，提高了介入器械定位的准确度和实时性，避免了影像导航的时间长和损害大的劣势。
但是电磁导航技术也存在一定的局限性，首先在电磁导航的介入器械进入足够多的肺支气管分支之前，因为没有足够的匹配标注点，实时动态的导航轨迹是无法与静态的CT的肺部支气管三维解剖图进行匹配的，导致手术前期的介入器械导航仍然是处于探索状态，并不具备路径导航作用。其次，由于CT三维解剖图与动态导航的匹配精度与动态标注点的选取有直接关系，存在匹配偏差，会导致微小病变部位的定位精度出现偏差，影响临床活检结果。再次，实时介入的器械会受到肺部呼吸运动的影响而形成运动伪迹，动态的介入器械的导航轨迹无法完全与静态的肺部支气管三维解剖图融合在一起，造成导航到达病变部位，以及在病变部位准确实施诊疗手段时困难。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种病变定位导航的装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种病变定位导航的方法，包括以下步骤：
步骤一：将多个虚拟磁定位电极固定于患者体表或患者周围；
步骤二：将病变外周区域、病变部位和虚拟磁定位电极作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像；
步骤三：通过三维处理模块对CT/MRI图像进行图像处理，生成包含病变外周区域、磁定位电极的三维虚拟模型；
步骤四：通过三维处理模块在CT/MRI图像、三维虚拟模型中对病变部位进行标注，形成病变模型；通过三维处理模块在CT/MRI图像、三维虚拟模型中规划从路径入口到病变模型的导航路径；
步骤五：将多个实时磁定位电极固定于患者体表或患者周围，将实时磁定位电极与磁发生模块连接，将实时磁定位电极与三维定位模块连接，在三维导航场景内形成实时磁定位电极的三维模型；
步骤六：将虚拟磁定位电极的三维坐标与实时磁定位电极的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内；
步骤七：将安装有磁定位电极的介入器械与三维定位模块连接，通过三维定位模块获取介入器械的三维坐标，在三维导航场景内显示介入器械的三维模型，实现实时导航。
作为本发明的优选方案，实时磁定位电极能够采集呼吸活动数据，以实时呼吸活动数据为基准，采用实时自适应呼吸补偿算法来消除实时介入器械受到的呼吸干扰。
作为本发明的优选方案，所述实时自适应呼吸补偿算法包括：
1)通过粘贴于患者体表的若干个实时磁定位电极，获取患者呼吸活动的数据，形成呼吸曲线；
2)分别对每一路呼吸曲线进行分解，仅提取代表呼吸成分的信息，生成包含呼吸的幅度、频率信息的参数列；
3)将若干路呼吸曲线的参数列组成参数矩阵；
4)由实时的多路呼吸曲线数据与参数矩阵进行卷积运算，得到消除数据，用消除数据抵消介入器械的运动数据包含的呼吸干扰。
作为本发明的优选方案，所述步骤六中，将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内，包括
将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极三维坐标归一化，迭代计算虚拟磁定位电极与实时磁定位电极三维坐标的均方差，当均方差达到阈值时，结束迭代计算；计算虚拟磁定位电极与实时磁定位电极三维坐标的变换矩阵，根据变换矩阵将病变外周区域、病变模型、磁定位电极融合到三维定位模块的坐标系内。
本发明还公开了一种病变定位导航的装置，包括磁定位电极、CT/MRI扫描机构、磁发生模块、介入器械和处理器，能够实现任一所述的病变定位导航的方法。
本发明还公开了一种病变定位导航的装置，包括
虚拟磁定位电极，用于固定于患者体表或患者周围，用于在CT/MRI图像中获取图像配准的定位数据；
CT/MRI扫描机构，用于将病变外周区域、病变部位和虚拟磁定位电极作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像；
三维处理模块，用于对CT/MRI图像进行图像处理，生成包含病变外周区域、磁定位电极的三维虚拟模型，并在三维虚拟模型中对病变部位进行标注，形成病变模型，在三维虚拟模型中规划从路径入口到病变模型的导航路径；
实时磁定位电极，用于固定于患者体表或患者周围，用于获取图像配准的定位数据；
磁发生模块，与实时磁定位电极相连接，与三维定位模块相连接，用于磁定位信号的发生、采集、计算等；
介入器械，安装有若干个磁定位电极，沿着导航路径在三维虚拟模型中运动；
三维定位模块，与实时磁定位电极、介入器械相连接，用于获取实时磁定位电极、介入器械的三维坐标；
导航模块，用于将虚拟磁定位电极的三维坐标与实时磁定位电极的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内，并在三维导航场景内显示介入器械的三维模型，实现实时导航。
作为本发明的优选方案，所述导航模块在介入器械的导航过程中，实时构建病变外周区域的三维实时模型，根据三维虚拟模型与三维实时模型的形态、特征点、规划点信息进行动态的配准运算，实时修正三维虚拟模型与介入器械之间的动态导航关系。
作为本发明的优选方案，所述虚拟磁定位电极、所述实时磁定位电极的固定方式采用粘贴式，或穿戴式，或架式，或者几种方式的组合。
作为本发明的优选方案，所述虚拟磁定位电极、所述实时磁定位电极的排列方式采用前后两个三角形分布，或采用前后左右的阵列分布，或者几种方式的组合。
作为本发明的优选方案，所述介入器械具有活检功能。
作为本发明的优选方案，所述介入器械具有成像功能。
作为本发明的优选方案，所述介入器械具有消融功能，述消融包括射频消融、脉冲电场消融、冷冻消融、微波消融等。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种病变部位的导航方法和装置，创新采用术前将电磁传感电极的位置信息融入病变外周区域的CT/MRI图像，对CT/MRI图像进行处理，生成包含病变外周区域、病变部位和电磁传感电极的位置信息的三维模型，依据电磁定位的位置信息将三维模型与实时介入定位匹配融合，实现在病变外周区域的三维模型内对介入器械进行动态导航，同时对介入器械进行实时的自适应呼吸补偿，消除介入器械的呼吸干扰，并精准到达病变部位。
2、本发明提供的方法和装置克服了传统采用外科开胸手术、X光影像、CT成像技术、单一电磁定位等技术在病变外周区域进行实时导航的劣势，克服了静态肺部支气管三维解剖图与动态介入导航的在手术前期匹配精度低的问题，解决了肺部呼吸活动给实时动态介入导航引入呼吸干扰的难题，实现了在实时动态条件下精准导航介入器械到达病变部位，大幅度减少了传统方法的电离辐射损害，避免外科创伤，降低了并发症的概率，缩短了手术时间，提高了手术效率。因此精确的术前规划和术中三维导航对肺外周病变的观察、活检、治疗具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明所述的一种病变定位导航的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种病变定位导航的方法，包括以下步骤：
步骤一：
将传感器模块A固定于患者体表或患者周围，传感器模块A包含若干个虚拟磁定位电极A1，其中若干个用于采集定位数据，另若干个用于采集患者的呼吸活动数据。
传感器模块A的固定方式采用粘贴式，或穿戴式，或支架式。最优的方式是几种方式组合，用于采集定位数据的虚拟磁定位电极可采用支架式，这样可保证磁定位电极的位置不变，也可保证磁定位电极与患者之间的位置关系不变。用于采集患者呼吸活动数据的虚拟磁定位电极可采用粘贴式，这样可保证磁定位电极能正确获取患者的呼吸活动数据。
传感器模块A的排列方式采用前后三角形分布，或采用前后左右的阵列分布。最优的方式是几种方式的组合，用于采集定位数据的磁定位电极采用三维阵列分布在患者周围，这样可保证在后续CT/MRI图像中至少有三个磁定位电极的位置是可准确识别和获取的。用于采集患者呼吸活动数据的磁定位电极可采用三角形分布，其中一个磁定位电极可固定于患者腹部。
步骤二：
将病变外周区域F、病变部位G和虚拟磁定位电极A1作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像，从而在CT/MRI图像中包含了病变外周区域F、病变部位G和虚拟磁定位电极A1的图像信息、相互之间位置信息等。这一过程是至关重要的，既是后续配准、导航的基础条件，也是本发明区别于其它专利、文献描述的显著特点。
将标准格式的CT/MRI图像导入三维处理模块E。
步骤三：
通过三维处理模块E，在CT/MRI图像中识别病变外周区域F和虚拟磁定位电极A1，进行图像处理，生成包含病变外周区域模型
Figure GDA0003467953450000071
虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000072
的三维虚拟模型M。其中识别和生成虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000073
是后续匹配或配准运算的关键条件，也是有别于其他定位导航系统最显著的步骤和特征。
所述图像识别可通过具备相关资质的医生或技师对CT/MRI图像中的肺部外周区域和病变部位进行分析和判断，可通过图像标注来确定病变部位。
所述的图像处理可包括DICOM图像读取、图像显示、图像变换、图像增强、图像识别、图像分割、图像三维重构等。
步骤四：
通过三维处理模块E，在CT/MRI图像、三维虚拟模型M中对病变部位G进行标注，进行图像处理，形成病变模型；
通过三维处理模块E，在CT/MRI图像、三维虚拟模型M中规划从路径入口到病变模型Gmap的导航路径Imap。
步骤五：
将多个实时磁定位电极A2固定于患者体表或患者周围，将实时磁定位电极A2与磁发生模块D连接，将实时磁定位电极A2与三维定位模块C连接，将磁发生模块D固定于手术垫或手术床下，患者病变外周区域F的下方或侧面。
虚拟磁定位电极A1与实时磁定位电极A2在实质上是相同，只是用于不同的场景，因此在描述上进行区别。
通过三维定位模块C获取实时磁定位电极A2的三维坐标，在三维导航场景内形成实时磁定位电极的三维模型
Figure GDA0003467953450000081
在病变外周区域F内的介入器械H会受到患者呼吸活动的干扰，因为呼吸干扰的频率与幅值基本呈现无规律状态，所以介入器械的三维模型Hmap也会呈现无规律的波动，严重影响对介入器械的导航精度，甚至严重影响对微小病变部位的定位。
通过在患者体表的实时磁定位电极A2采集实时呼吸活动数据，以实时呼吸活动数据为基准，采用实时自适应呼吸补偿算法来消除实时介入器械受到的呼吸干扰。本过程也是本发明有别于其它专利和资料描述的显著特点。
所述实时自适应呼吸补偿算法包括：
1)通过粘贴于患者体表的若干个实时磁定位电极，获取患者呼吸活动的数据；
2)分别对每一路呼吸曲线进行分解，仅提取代表呼吸成分的信息，生成包含呼吸的幅度、频率信息的参数列；
3)将若干路呼吸曲线的参数列组成参数矩阵；
4)由实时的多路呼吸曲线数据与参数矩阵进行卷积运算，得到消除数据，用消除数据抵消介入器械的运动数据包含的呼吸干扰。
步骤六：
将虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000091
的三维坐标与实时磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000092
的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000093
与实时磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000094
融合配准在一个坐标系内。本过程也是本发明有别于其他专利和文献描述的另一个显著特点。
因为包含有病变模型Gmap的病变外周区域模型
Figure GDA0003467953450000095
与磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000096
Figure GDA0003467953450000097
在同一个坐标系内，通过磁定位电极的融合，将外周肺部模型
Figure GDA0003467953450000098
和病变模型Gmap融入到实时三维导航场景，因此不再需要介入器械进行匹配运算前的路径和关键点探索，显著提高了三维虚拟模型与实时三维导航场景的匹配准确度，显著提高了手术的效率。从而克服了其他电磁导航方法和装置存在缺陷，例如在电磁导航的介入器械进入足够多的肺支气管分支或明显的分支标记位置之前，因为没有足够的匹配基准点，实时动态的导航轨迹是无法与静态的肺部支气管三维解剖图进行匹配的，导致手术前期的介入器械导航仍然是处于探索状态，并不具有路径导航作用，或者说路径导航的功能尚不能发挥作用。
所述的匹配运算是以三维定位模块的坐标系原点为基准，将磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000099
与
Figure GDA00034679534500000910
三维坐标归一化，迭代计算磁定位电极模型
Figure GDA00034679534500000911
与
Figure GDA00034679534500000912
三维坐标的均方差，当均方差达到阈值时，结束迭代计算。计算磁定位电极模型
Figure GDA00034679534500000913
与
Figure GDA00034679534500000914
三维坐标的变换矩阵。因为病变外周区域模型
Figure GDA0003467953450000101
和病变模型Gmap与磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000102
在同一坐标系内，根据变换矩阵将病变外周区域模型
Figure GDA0003467953450000103
病变模型Gmap、磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000104
融合到以三维定位模块的坐标系内，为实时定位导航提供了有效的支持。或者采用其它配准技术。
步骤七：
将安装有磁定位电极A3的介入器H械与三维定位模块C连接，通过三维定位模块C获取介入器械H的三维坐标，在三维导航场景内显示介入器械H的三维模型Hmap，实现实时导航。
所述安装有磁定位电极A3的介入器械H，可安装若干个磁定位电极A3，实现在三维导航场景内的三维模型Hmap呈现全形态，包括方向、弯形、弯度、长度等信息，这是本发明区别于其他专利、资料描述的方法和装置的另一个显著特点。
实施例2
本发明还公开了一种病变定位导航的装置，包括磁定位电极、CT/MRI扫描机构、磁发生模块、介入器械和处理器，能够实现实施例1所述的病变定位导航的方法。
实施例3
一种病变定位导航的装置，包括
(1)虚拟磁定位电极A1，用于固定于患者体表或患者周围。其中若干个用于采集定位数据，另若干个用于采集患者的呼吸活动数据。固定方式采用粘贴式，或穿戴式，或支架式。最优的方式是几种方式组合，用于采集定位数据的磁定位电极可采用支架式，这样可保证磁定位电极的位置不变，也可保证磁定位电极与患者之间的位置关系不变。用于采集患者呼吸活动数据的磁定位电极可采用粘贴式，其中一个磁定位电极可固定于患者腹部，这样可保证磁定位电极能正确获取患者的呼吸活动数据。
排列方式采用前后三角形分布，或采用前后左右的阵列分布。最优的方式是几种方式的组合，用于采集定位数据的磁定位电极采用三维阵列分布在患者周围，这样可保证在后续CT/MRI图像中至少有三个磁定位电极的位置是可准确识别和获取的。用于采集患者呼吸活动数据的磁定位电极可采用三角形分布，其中一个磁定位电极可固定于患者腹部。
(2)CT/MRI扫描机构，用于将病变外周区域F、病变部位G和虚拟磁定位电极A1作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像。
(3)三维处理模块E，用于对CT/MRI图像进行图像处理，生成包含病变外周区域模型
Figure GDA0003467953450000111
磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000112
的三维虚拟模型M，并在三维虚拟模型M中对病变部位G进行标注，进行图像处理，形成病变模型Gmap，在三维虚拟模型M中规划从路径入口到病变模型Gmap的导航路径Imap；
(4)实时磁定位电极A2，用于固定于患者体表或患者周围；虚拟磁定位电极A1与实时磁定位电极A2在实质上是相同，只是用于不同的场景，因此在描述上进行区别。
(5)磁发生模块D，与实时磁定位电极A2相连接，磁发生模块D固定于手术垫或手术床下，患者病变外周区域F的下方或侧面。
(5)介入器械H，安装有磁定位电极A3，沿着导航路径Imap在三维虚拟模型M中运动。所述介入器械可具有活检功能进行精准的活检。所述介入器械也可具有消融功能，所述消融包括射频消融和脉冲电场消融。
(6)三维定位模块C，与实时磁定位电极A2、介入器械H相连接，用于获取实时磁定位电极A2、介入器械H的三维坐标。
(7)导航模块，用于将虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000121
的三维坐标与实时磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000122
的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000123
与实时磁定位电极模型
Figure GDA0003467953450000124
融合配准在一个坐标系内，并在三维导航场景内显示介入器械H的三维模型Hmap，实现实时导航。
医生通过观察三维处理模块E的介入器械的三维模型Hmap在病变外周区域的三维模型
Figure GDA0003467953450000125
中的三维位置，同时也可观察介入器械的三维模型Hmap在CT/MRI图像中的三维位置(因为CT/MRI图像自身具有三维信息)，操作介入器械H运动。
介入器械的三维模型Hmap沿着规划路径Imap在外周肺部的三维模型
Figure GDA0003467953450000126
中运动，到达病变部位Gmap，从而实现在无电离辐射、无视频图像、微创伤的情况下，通过电磁定位、图像导航的方式将介入器械H精准送达病变外周区域F的病变部位G。
所述导航模块在介入器械模型Hmap的导航过程中，实时构建病变外周区域的三维实时模型
Figure GDA0003467953450000127
例如肺支气管和外周区域的模型。根据三维虚拟模型
Figure GDA0003467953450000128
与三维实时模型
Figure GDA0003467953450000129
的形态、特征点、规划点信息进行动态的配准运算，实时修正三维虚拟模型
Figure GDA00034679534500001210
与介入器械模型Hmap之间的动态导航关系，实现更加精准的导航。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种病变定位导航的装置，其特征在于，包括虚拟磁定位电极、实时磁定位电极、CT/MRI扫描机构、磁发生模块、介入器械和处理器，能够实现下述病变定位导航的方法，
所述病变定位导航的方法包括如下步骤：
步骤一：将多个虚拟磁定位电极固定于患者体表或患者周围；
步骤二：将病变外周区域、病变部位和虚拟磁定位电极作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像；
步骤三：通过三维处理模块对CT/MRI图像进行图像处理，生成包括病变外周区域、虚拟磁定位电极的三维虚拟模型；
步骤四：通过三维处理模块在CT/MRI图像、三维虚拟模型中对病变部位进行标注，形成病变模型；通过三维处理模块在CT/MRI图像、三维虚拟模型中规划从路径入口到病变模型的导航路径；
步骤五：将多个实时磁定位电极固定于患者体表或患者周围，将实时磁定位电极与磁发生模块连接，将实时磁定位电极与三维定位模块连接，在三维导航场景内形成实时磁定位电极的三维模型；
步骤六：将虚拟磁定位电极的三维坐标与实时磁定位电极的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内；
步骤七：将安装有第三磁定位电极的介入器械与三维定位模块连接，通过三维定位模块获取介入器械的三维坐标，在三维导航场景内显示介入器械的三维模型，实现实时导航；
实时磁定位电极能够采集呼吸活动数据，以实时呼吸活动数据为基准，采用实时自适应呼吸补偿算法来消除实时介入器械受到的呼吸干扰；
所述实时自适应呼吸补偿算法包括：
通过粘贴于患者体表的若干个实时磁定位电极，获取患者呼吸活动的数据，形成呼吸曲线；
分别对每一路呼吸曲线进行分解，仅提取代表呼吸成分的信息，生成包含呼吸的幅度、频率信息的参数列；
将若干路呼吸曲线的参数列组成参数矩阵；
由实时的多路呼吸曲线数据与参数矩阵进行卷积运算，得到消除数据，用消除数据抵消介入器械的运动数据包含的呼吸干扰。
2.根据权利要求1所述的一种病变定位导航的装置，其特征在于，所述步骤六中，将虚拟定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内，包括
将虚拟定位电极与实时磁定位电极三维坐标归一化，迭代计算虚拟磁定位电极与实时磁定位电极三维坐标的均方差，当均方差达到阈值时，结束迭代计算；计算虚拟磁定位电极与实时磁定位电极三维坐标的变换矩阵，根据变换矩阵将病变外周区域、病变模型、磁定位电极融合到三维定位模块的坐标系内。
3.一种病变定位导航的装置，其特征在于，包括
虚拟磁定位电极，用于固定于患者体表或患者周围，用于在CT/MRI图像中获取图像配准的定位数据；
CT/MRI扫描机构，用于将病变外围区域、病变部位和虚拟磁定位电极作为一个整体进行CT/MRI扫描，形成CT/MRI图像；
三维处理模块，用于对CT/MRI图像进行图像处理，生成包含病变外周区域、虚拟磁定位电极的三维虚拟模型，并在三维虚拟模型中对病变部位进行标注，形成病变模型，在三维虚拟模型中规划从路径入口到病变模型的导航路径；
实时磁定位电极，用于固定于患者体表或患者周围，用于获取图像配准的定位数据；
磁发生模块，与实时磁定位电极相连接，与三维定位模块相连接，用于磁定位信号的发生、采集、计算；
介入器械，安装有若干个第三磁定位电极，沿着导航路径在三维虚拟模型中运动；
三维定位模块，与实时磁定位电极、介入器械相连接，用于获取实时磁定位电极、介入器械的三维坐标；
导航模块，用于将虚拟磁定位电极的三维坐标与实时磁定位电极的三维坐标进行匹配运算，将虚拟磁定位电极与实时磁定位电极融合配准在一个坐标系内，并在三维导航场景内显示介入器械的三维模型，实现实时导航；
实时磁定位电极能够采集呼吸活动数据，以实时呼吸活动数据为基准，采用实时自适应呼吸补偿算法来消除实时介入器械受到的呼吸干扰；
所述实时自适应呼吸补偿算法包括：
1）通过粘贴于患者体表的若干个实时磁定位电极，获取患者呼吸活动的数据，形成呼吸曲线；
2）分别对每一路呼吸曲线进行分解，仅提取代表呼吸成分的信息，生成包含呼吸的幅度、频率信息的参数列；
3）将若干路呼吸曲线的参数列组成参数矩阵；
4）由实时的多路呼吸曲线数据与参数矩阵进行卷积运算，得到消除数据，用消除数据抵消介入器械的运动数据包含的呼吸干扰。
4.根据权利要求3所述的一种病变定位导航的装置，其特征在于，所述导航模块在介入器械的导航过程中，实时构建病变外周区域的三维实时模型，根据三维虚拟模型与三维实时模型的形态、特征点、规划点信息进行动态的配准运算，实时修正三维虚拟模型与介入器械之间的动态导航关系。
5.根据权利要求3所述的一种病变定位导航的装置，其特征在于，所述虚拟磁定位电极、所述实时磁定位电极的固定方式采用粘贴式、或穿戴式、或架式，或者几种方式的组合。
6.根据权利要求3所述的一种病变定位导航的装置，其特征在于，所述虚拟磁定位电极、所述实时磁定位电极的排列方式采用前后两个三角形分布，或采用前后左右的阵列分布，或者几种方式的组合。
7.根据权利要求3-6任一所述的一种病变定位导航的装置，其特征在于，所述介入器械具有活检功能，或所述介入器械具有成像功能，或所述介入器械具有消融功能，所述消融包括射频消融、脉冲电场消融、冷冻消融和微波消融。
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