CN115154840A - 一种基于rfid标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法 - Google Patents

一种基于rfid标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及介入医学房间隔穿刺技术领域，特别涉及一种基于RFID标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法，所述导引鞘管包括鞘管主体，所述鞘管主体设置若干RFID标签，所述RFID标签空间耦合读卡器、磁场发生器、磁定位传感器中的一种或多种，定位所述RFID标签在磁场中位置。本发明的一种基于RFID标签的导引鞘管，通过将RFID标签应用于鞘管主体，在鞘管主体外径尺寸受限的条件下，确保鞘管内腔空间尺寸满足穿刺组件、电生理导管等穿行部件的顺利通过，制造工艺难度和成本降低，同时，RFID标签通过无线通讯定位，准确指示导引鞘管的具体位置和弯型状态，能够确保使用过程中导引鞘管的准确定位，大幅度降低X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险。

Description

一种基于RFID标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法
技术领域
本发明涉及介入医学房间隔穿刺技术领域，特别涉及一种基于RFID标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法。
背景技术
在电生理导管消融术中房间隔穿刺通常发生在左侧旁路经房间隔途径消融、心房颤动消融、左心房房性心动过速消融及左房心房扑动消融等，经皮途径的介入导管需要通过主动脉瓣和二尖瓣才能达到左心房，该两处均为心脏血液单向流动结构，因此介入导管难以到达，并且容易损伤瓣膜，因此对医生的操作技能要求非常严苛。
卵圆窝是房间隔上最薄的组织，它也是房间隔穿刺进入左心房的理想穿刺位置，因此在房间隔穿刺前，需要准确判断卵圆窝的位置。在传统的手术中，主要采用放射解剖定位模式进行穿刺，通过X射线系统显示穿刺系统的形状及位置，再将导引鞘管的头端在房间隔上移动，基于卵圆窝凹下的解剖结构，在移动过程中，操作者会有微小的力度变化反馈，从而确定卵圆窝的位置，确定位置后，仍需要一定角度的X射线显影，进而判断导引鞘管头端是否垂直于房间隔面，确定垂直后，才能插入穿刺组件进行房间隔穿刺，非垂直的穿刺方向可能导致穿刺失败，并可能增大手术风险。
目前的房间隔穿刺术中，确定卵圆窝的位置和穿刺方向需要医生具有良好的经验，同时仍需多次使用X射线来显示心脏结构和判断导引鞘管的位置以及确定穿刺方向，这对患者和医生造成了大量的辐射。
因此，目前亟需要一种技术方案，以解决房间隔穿刺术中难以准确判断卵圆窝的位置，现有技术难以准确定位导引鞘管在心脏内的具体位置、难以准确的判断鞘管前端是否与房间隔垂直、无法准确的判定鞘管与导管或房间隔穿刺针的准确位置关系，容易造成穿刺部位错误，给患者带来巨大痛苦和疾患风险，且需要使用大量X射线，给患者及医生带来不同程度的身体辐射伤害的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术难以准确对心脏内的房间隔穿刺导引鞘管及其配套组件间相对位置进行精确定位，容易造成刺穿部位错位，给患者带来疾患风险和辐射伤害的技术问题，提供了一种基于RFID标签的导引鞘管、穿刺组件及其定位方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于RFID标签的导引鞘管，包括鞘管主体，所述鞘管主体设置若干RFID标签，所述RFID标签空间耦合读卡器、磁场发生器、磁定位传感器中的一种或多种，定位所述RFID标签在磁场中位置。
本发明的一种基于RFID标签的导引鞘管，通过将RFID标签应用于鞘管主体，常规RFID标签的结构尺寸在毫米级，且通常为平面结构，采用无线通讯定位，相对传统导引鞘管的定位传感器，无需在鞘管主体中构建专门的导线通道，避免导线通道挤占鞘管主体内腔尺寸，同时，RFID标签厚度薄、体积较小且便于封装成型，在鞘管主体外径尺寸受限的条件下，能够确保鞘管内腔空间尺寸满足穿刺组件、电生理导管等穿行部件的顺利通过，相对传统导引鞘管制造工艺难度和成本降低，同时，RFID标签通过无线通讯定位，准确指示导引鞘管的具体位置和导引鞘管弯型状态，能够确保使用过程中导引鞘管的准确定位，大幅度降低X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险。
作为本发明的优选方案，所述RFID标签包括耦合元件、芯片和天线，所述耦合元件、芯片和天线通过高分子薄膜材料一体封装成型平面片状结构，弯曲成型环形件、弧形件或柱形件。该RFID标签厚度较小、体积较小、封装容易，能够弯曲或卷帙成型不同形状，使RFID标签能够顺利安装至导引鞘管夹层内或穿行部件的狭小内腔中。
作为本发明的优选方案，平面片状结构的所述RFID标签长度＜18mm，宽度4mm±2mm，0.05mm≤厚度≤0.08mm。基于鞘管主体壁厚一般仅0.4-0.45mm，通过严格控制平面片状结构的RFID标签的结构尺寸，实现使用状态的RFID标签的结构尺寸满足使用要求，避免RFID标签安装位置对应的鞘管主体内外径尺寸超出技术要求可接受范围。
作为本发明的优选方案，所述鞘管主体包括由内到外依次设置的內层管和外层管,所述内层管的内腔尺寸范围为4F-16F, 所述RFID标签位于所述內层管和所述外层管之间。所述内层管采用高分子自润滑材料结构件，所述外层管采用含显影剂的高分子材料结构件。
作为本发明的优选方案，所述鞘管主体包括沿长度方向依次连通的末端管体和近端管体，所述末端管体在长度方向的一端设置第一RFID标签，另一端设置第二RFID标签。所述末端管体前端为鞘管主体头端，为鞘管主体的介入端，第一RFID标签和第二RFID标签位于末端管体的两端位置，使通过第一RFID标签和第二RFID标签的位置信息获取，能够拟合判断末端管体的具体位置及弯型状态。
作为本发明的优选方案，所述第一RFID标签和所述第二RFID标签之间设置若干电极，用于采集电生理信号。电极可实时监测电生理信号，通过电生理信号的变化情况，配合RFID标签的定位功能，能够精确计算出导引鞘管位置，以准确的建立内腔物理模型。
作为本发明的优选方案，所述末端管体包括依次连通的防损伤段和可调弯段，所述第一RFID标签设置在所述防损伤段或所述可调弯段，所述第二RFID标签临近所述可调弯段与所述近端管体的结合处设置。防损伤段为设置在可调弯段顶部的柔软直段，用于在导引鞘管使用过程中起到防损伤组织的功能。
作为本发明的优选方案，所述鞘管主体包括由内到外依次设置的內层管和外层管，所述内层管和所述外层管之间设置编织层，所述编织层覆盖所述可调弯段和所述近端管体，所述编织层与所述外层管之间设置所述RFID标签。设置编织层用于增强导引鞘管刚性及扭矩，将RFID标签设置编织层与外层管之间，避免编织层对RFID标签施加的压力影响其正常使用。
作为本发明的优选方案，所述近端管体连接操控手柄，所述操控手柄通过牵引机构对所述可调弯段进行双弯控制，所述牵引机构包括牵引环和牵引杆，所述牵引环与所述编织层前端抵靠或层叠，所述牵引杆沿所述鞘管主体连接至手柄旋钮，所述牵引杆位于所述编织层与所述外层管之间，第一RFID标签位于所述牵引环前端或后端。牵引环为编织层的终止位置，用于通过牵引杆与手柄旋钮连接，以实现导引鞘管对可调弯段的弯型控制，第一RFID标签越靠近鞘管主体前端，结合RFID标签对鞘管主体的弯型判断越准确。
一种基于RFID标签的导引鞘管定位方法，采用如上所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，对所述鞘管主体进行定位，包括以下步骤：步骤1：建立磁场，通过磁场与所述鞘管主体的RFID标签建立空间耦合关系；步骤2：在所述导引鞘管使用过程中，通过快速检测所述RFID标签的信号角度及信号角度变化情况，获取所述RFID标签与检测点之间的距离测量值；步骤3：通过快速比较所述RFID标签信号角度变化前后的距离测量值，获取所述RFID标签在所述磁场三维空间中的坐标位置；步骤4：通过快速比较若干所述RFID标签的坐标位置，微分拟合得到所述鞘管主体在所述磁场三维空间中的弯型状态。
一种基于RFID标签的穿刺组件，包括如上所述一种基于RFID标签的导引鞘管，所述导引鞘管内腔可穿设扩张器、穿刺针或电生理导管，所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端设置第三RFID标签。
本发明的一种基于RFID标签的穿刺组件，通过采用上述的导引鞘管，在使用过程中，能够通过监测RFID标签的坐标位置及坐标位置变化情况，准确定位导引鞘管的位置，实现导引鞘管位置及弯型的准确判定，且该穿刺组件的定位过程不需要X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险，同时，通过设置第三RFID标签，能够实现导引鞘管与所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端之间相对位置的准确判断，并结合电极采集的电生理信号变化情况，能够实现穿刺部位的准确判定，提高使用安全性。
一种穿刺组件定位方法，采用如上所述的一种基于RFID标签的穿刺组件，并包括如下步骤：S1：通过读卡器、磁场发生器、磁定位传感器中的一种或多种建立磁场，通过磁场与所有RFID标签建立空间耦合关系；S2：在穿刺组件使用过程中，通过快速检测导引鞘管的每一RFID标签的信号角度及信号角度的变化情况，获取导引鞘管的RFID标签在所述磁场三维空间中的坐标位置；S3：通过快速比较导引鞘管的至少两个RFID标签的坐标位置变化情况，结合电极之间间距，微分拟合换算，获取两个所述RFID标签之间鞘管弯型状态；S4：通过电极实时监测电生理信号，对比电生理信号变化情况，获取导引鞘管头端在内腔的相对位置；S5：通过电极采集的电场信号与导引鞘管的RFID标签产生的磁场信号叠加，获取内腔物理模型，结合S3获取鞘管弯型状态，获取导引鞘管相对内腔物理模型的位置信息；S6：通过检测第三RFID标签的信号角度及信号角度的变化值，获取所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端在所述磁场三维空间中的坐标位置，结合S3获取鞘管弯型状态，获取所述介入端相对导引鞘管头端的位置关系。
本发明的一种穿刺组件定位方法，通过磁场耦合方式实现导引鞘管位置及弯型的准确判定，该定位方法容易且准确，无需X射线的使用；并通过磁场耦合方式实现所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端相对导引鞘管的位置的准确判断，实现对穿刺部位的准确判断，使穿刺组件使用安全性提高，提高穿刺定位的安全性。
作为本发明的优选方案，S1中，所述空间耦合关系包括电感耦合或电磁耦合，磁场发生器或磁定位传感器的定位范围为R300-R450mm。
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、本发明的一种基于RFID标签的导引鞘管，通过将RFID标签应用于鞘管主体，相对传统导引鞘管的定位传感器，无需在鞘管主体中构建专门的导线通道，避免导线通道挤占鞘管主体内腔尺寸，在鞘管主体外径尺寸受限的条件下，能够确保鞘管内腔空间尺寸满足穿刺组件、电生理导管等穿行部件的顺利通过；相对传统导引鞘管制造工艺难度和成本降低，同时，RFID标签通过无线通讯定位，准确指示导引鞘管的具体位置和导引鞘管弯型状态，能够确保使用过程中导引鞘管的准确定位，大幅度降低X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险；
2、本发明的一种基于RFID标签的穿刺组件，通过采用上述的导引鞘管，在使用过程中，能够通过监测RFID标签的坐标位置及坐标位置变化情况，准确定位导引鞘管的位置，实现导引鞘管位置及弯型的准确判定，且该穿刺组件的定位过程不需要X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险，同时，通过设置第三RFID标签，能够实现导引鞘管与所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端之间相对位置的准确判断，并结合电极采集的电生理信号变化情况，能够实现穿刺部位的准确判定，提高使用安全性；
3、本发明的一种穿刺组件定位方法，通过磁场耦合方式实现导引鞘管位置及弯型的准确判定，该定位方法容易且准确，无需X射线的使用；并通过磁场耦合方式实现所述扩张器、所述穿刺针或所述电生理导管的介入端相对导引鞘管的位置的准确判断，实现对穿刺部位的准确判断，使穿刺组件使用安全性提高，提高穿刺定位的安全性。
附图说明
图1是本发明中RFID标签的激活示意图；
图2是本发明中导引鞘管无线传感定位过程的示意图；
图3是环形件的RFID标签的结构示意图；
图4是弧形件的RFID标签的结构示意图；
图5是柱形件的RFID标签的结构示意图；
图6是本发明的一种基于RFID标签的导引鞘管的结构示意图；
图7是本发明中所述末端管体的结构示意图；
图8是本发明中所述末端管体的剖面结构示意图；
图9是本发明中所述牵引机构的结构示意图；
图10是本发明中所述扩张器的结构示意图；
图11是本发明中所述穿刺针的结构示意图；
图12是本发明的一种房间隔穿刺组件的结构示意图；
图13是本发明的导引鞘管穿刺前的结构示意图；
图14是本发明的导引鞘管穿刺过程中的结构示意图。
图标：
1-鞘管主体，11-末端管体，111-防损伤段，112-可调弯段，12-近端管体，13-导引通道，2-RFID标签,21-第一RFID标签，22-第二RFID标签，23-环形件，24-弧形件，25-柱形件，3-磁场，4-磁场发生器，5-电极，6-排气孔，7-內层管，8-外层管, 9-编织层，10-操控手柄，101-注药三通，102-止血阀，103-鞘管连接器，104-手柄旋钮，20-牵引机构，201-牵引环，202-牵引杆，30-扩张器，40-穿刺针，401-穿刺针定位器，402-穿刺针手柄，403-穿刺针针座开关，50-第三RFID标签，60-卵圆窝。
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
如图1-图5所示，一种基于RFID标签的导引鞘管，包括鞘管主体1，所述鞘管主体1内设置导引通道13，所述鞘管主体1设置若干RFID标签2，所述RFID标签2空间耦合读卡器、磁场发生器4、磁定位传感器中的一种或多种，通过无线通信定位所述RFID标签2在磁场3中位置。
具体的，如图3-图5所示，所述RFID标签2包括耦合元件、芯片和天线，耦合元件、芯片和天线均由柔性耐高温电极材料微加工而成，在鞘管主体1的制备过程中可经受鞘管主体1高分子材料层压熔融状态的温度条件，参考温度200℃±20℃，所述耦合元件、芯片和天线通过耐高温高分子薄膜材料一体封装成型平面片状结构，再弯曲成型或卷帙成型与鞘管主体1上对应安装位置形状相适配的环形件23、弧形件24柱形件25。
具体的，针对RFID标签2在常规结构鞘管主体1的应用，为了避免RFID标签2的使用影响鞘管主体1的径向尺寸，确保鞘管主体1径向尺寸符合技术要求，平面片状结构的所述RFID标签长度＜18mm，宽度4mm±2mm，0.05mm≤厚度≤0.08mm，根据安装位置形状及尺寸进行平面片状结构的RFID标签2尺寸的调整，以严格控制成型的环形件23、弧形件24柱形件25的RFID标签2的结构尺寸。
具体的，如图1-图2所示，基于读卡器、磁场发生器4或磁定位传感器形成磁场，RFID标签2位于该磁场3内，通过磁场3获取载波能量，并转化为电能储存起来，当积累的电压激活该RFID标签2后，其内部耦合元件产生电感磁场，实现RFID标签2与读卡器、磁场发生器4或磁定位传感器之间的电磁感应，进而实现对RFID标签2在磁场3中位置的准确判断，使用时，通过设定某特定频率的读卡器或磁场发生器4，产生近距离的交变磁场，可激活导引鞘管上封装的RFID标签2，激活后的RFID标签2进而可与磁场发生器4或读卡器进行无线传感定位，确定出RFID标签2在磁场3中的空间坐标。
表1.RFID标签通信距离与磁场频率的关系
频率范围 典型频率 通信距离 耦合类型
低频（LF） 30KHz-300KHz 125KHz，133KHz ＜1m 电感耦合
高频（HF） 3MHz-30MHz 13.56MHz ≈1m 电磁耦合
超高频（UHF） 300MHz-3GHz 860-960Mhz ＞1m 电磁耦合
具体的，如表1所示，在低频、高频或超高频模式下实现RFID标签2的无线传感定位，RFID标签2通过磁场与读卡器、磁场发生器、磁定位传感器中的一种或多种进行电感耦合或电磁耦合，RFID标签2的通信距离为1m左右，磁场发生器4或磁定位传感器的定位范围为R300-R450mm，低频方式下，RFID标签2进行电感耦合激活，通信距离小于1m；高频方式下，RFID标签2进行电磁耦合激活，通信距离约1m；超高频模式下，RFID标签2进行电磁耦合激活，通信距离大于1m；可根据实际应用情况，设定不同的激活频率的读卡器、磁场发生器或磁定位传感器，实现RFID标签2与读卡器、磁场发生器4或磁定位传感器进行交变磁场或电磁场作用下的空间耦合，实现无接触的信息传感。
本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，采用厚度薄、体积较小、封装容易的RFID标签2实现无线通讯定位，相对传统导引鞘管的定位传感器，无需在鞘管主体1中构建专门的导线通道，避免导线通道挤占鞘管主体1内腔尺寸，在鞘管主体1外径尺寸受限的条件下，能够确保鞘管主体1内腔空间尺寸满足穿刺针40、扩张器40等介入器械的顺利通过，且制造工艺难度和成本降低，同时，RFID标签2能够较容易的安装至导引鞘管上，准确指示导引鞘管的具体位置和导引鞘管弯型状态，确保使用过程中导引鞘管的准确定位，无需X射线的使用，大幅度降低穿刺、标测等过程的X射线的使用，能够降低患者和使用者受到辐射损伤的风险。
实施例2
如图6-图7所示，本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，所述鞘管主体1包括沿长度方向依次连通的末端管体11和近端管体12，所述末端管体11在长度方向的一端设置第一RFID标签21，另一端设置第二RFID标签22.
具体的，第一RFID标签21和第二RFID标签22均为环绕在鞘管主体1上的弧形件24，也可根据实际情况设置为环形件23。
具体的，如图6-图9所示，所述近端管体12连接操控手柄10，所述操控手柄10通过牵引机构20对所述末端管体11进行双弯控制，所述操控手柄10尾部设置注药三通101，用于药物及其他液体注射，同时，操控手柄10尾端同轴设置止血阀102，用于标测导管、房间隔穿刺针40、扩张器30等介入器械的通过。
具体的，如图9所示，所述牵引机构20包括牵引环201和牵引杆202，所述牵引杆202沿所述鞘管主体1连接至手柄旋钮104，通过手柄旋钮104顺时针、逆时针旋转，能够操控鞘管主体1实现两个方向的135°以上弯型，实现导引鞘管的双弯控制。
具体的，牵引杆202为扁钢丝，两根牵引杆202呈180°夹角焊接在牵引环201上，在不影响导引鞘管1径向尺寸的情况下实现对鞘管主体1的弯型调控。
本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，在使用过程中，通过操控手柄10经牵引机构20对末端管体11进行双弯控制，能够通过单个RFID标签2位置信息的获取，准确判断末端管体11在内腔中的位置，能够通过两个RFID标签2的位置信息拟合，准确判断末端管体11的弯型状态。
实施例3
如图6-图9所示，本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，所述第一RFID标签21和所述第二RFID标签22之间设置若干电极5，用于采集电生理信号，所有电极5连接至位于操控手柄10尾部的鞘管连接器103。
本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，电极5可实时监测电生理信号，通过电生理信号的变化情况，配合RFID标签2的定位功能，能够精确计算出导引鞘管位置，拟合导引鞘管弯型状态，并实现内腔物理模型的准确建立。
优选的，所述末端管体11包括依次连通的防损伤段111和可调弯段112，防损伤段111为设置在可调弯段112顶部的柔软直段，所述第一RFID标签21设置在所述防损伤段111或所述可调弯段112，所述第二RFID标签22临近所述可调弯段112与所述近端管体12的结合处设置。
具体的，防损伤段111为导引鞘管头端部的柔软直段，采用低牌号TPU制得，长度5mm，用于在导引鞘管使用过程中防止损伤内腔组织，将防损伤段111限制在5mm，确保导引鞘管在例如心脏内腔的尺寸受限空间内安全打弯，降低内腔组织受损穿孔的风险。
具体的，如图6-图7所示，可调弯段112两端分别设置RFID标签2，第一RFID标签21设置在防损伤段111，第一RFID标签21靠近操控手柄10的一侧设置两个电极5，第二RFID标签22设置在可调弯段112与近端管体12的结合处前端，第二RFID标签22远离操控手柄10的一侧临近设置两个电极5，使用时，当RFID标签2在磁场3中移动时，其信号角度会出现细微变化，信号角度的变化对应RFID标签2与检测点之间距离测量值的变化，对应相应RFID标签2的坐标位置变化，通过快速比较第一RFID标签21和第二RFID标签22的信号角度变化情况，能够获取两个RFID标签2在磁场3三维空间中的坐标位置及其位置关系，通过快速比较两个RFID标签2信号角度变化前后的距离测量值，利用两个RFID标签2坐标位置的变化情况，能够微分拟合得到可调弯段112在磁场3三维空间中的弯型状态。
优选的，所示电极5优选为环电极，环电极环绕导引鞘管设置。
优选的，可根据实际情况，在第一RFID标签21和第二RFID标签22之间可增加设置多个环电极5，用于采集电生理信号辅助定位，提高定位精度。
优选的，所述防损伤段111设置排气孔6，所述排气孔6中心距离所述鞘管主体1末端边缘3-5mm。设置排气孔6以便于导引鞘管使用过程中的抽吸操作和减少空气气泡。
具体的，防损伤段111、可调弯段112和近端管体12采用层压工艺实现相邻段间的热熔拼接成型。
实施例4
如图8所示，本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，所述鞘管主体1包括由内到外依次设置的內层管7和外层管8，所述内层管7采用高分子自润滑材料结构件，所述外层管8采用含显影剂的高分子材料结构件,所述内层管7的内腔尺寸范围为4F-16F, 所述内层管7和所述外层管8之间设置编织层9，所述编织层9整体覆盖所述可调弯段112和所述近端管体12。
本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管，内层管7为特氟龙蚀刻管，外层管8和内层管7之间设置钢丝编织层8，用于增强导引鞘管刚性及扭矩，编织层9整体设置在可调弯段112和近端管体12内腔外侧，牵引环201为编织层9的终止位置，牵引环201可与编织层9抵靠也可包覆在编织层9上。
具体的，本实施例的第一RFID标签21和第二RFID标签22优选为环形薄层或弧形薄层，粘贴于内层管7和外层管8之间。
具体的，基于RFID标签2的宽度尺寸，其安装位置受牵引环201与防损伤段111之间的距离影响，若距离允许，第一RFID标签21设置在牵引环201前端，位于无编织层9的内层管7和外层管8之间，若距离不满足，第一RFID标签21设置在牵引环201后端，环绕于编织层9外侧，本实施例中，第一RFID标签21设置在牵引环201前端，使第一RFID标签21位置更靠近导引鞘管前端，以使弯型判断更准确。
具体的，通过严格控制位于编织层9上的RFID标签2的尺寸，确保RFID标签2的设置对导引鞘管外径尺寸的影响。
实施例5
一种基于RFID标签的导引鞘管定位方法，采用实施例1-实施例4任一所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，对所述鞘管主体进行定位，包括以下步骤：
步骤1：建立磁场3，通过磁场3与所述鞘管主体1的RFID标签2建立空间耦合关系；
步骤2：在所述导引鞘管使用过程中，通过快速检测所述RFID标签2的信号角度及信号角度变化情况，获取所述RFID标签2与检测点之间的距离测量值；
步骤3：通过快速比较所述RFID标签2信号角度变化前后的距离测量值，获取所述RFID标签2在所述磁场3三维空间中的坐标位置；
步骤4：通过快速比较若干所述RFID标签2的坐标位置，微分拟合得到所述鞘管主体1在所述磁场3三维空间中的弯型状态。
本实施例的一种基于RFID标签的导引鞘管定位方法，通过磁场耦合方式实现RFID标签2位置的准确获取，定位容易且准确，且无需X射线的使用，同时，通过检测多个RFID标签2的信号角度的变化值，实现鞘管位置及弯型的准确判定。
具体的，导引鞘管使用时，RFID标签2位置实时变化，对应的信号角度和距离测量值也相应变化，通过获取信号角度及距离测量值的变化情况，得到对应RFID标签2在磁场3三维空间中的坐标位置，通过微分模型快速比较两个所述RFID标签2的坐标位置，结合鞘管主体1上电极5之间间距或RFID标签2之间间距，通过算法构建拟合的弯型。
实施例6
如图1-图12所示，一种基于RFID标签的穿刺组件，包括如上所述的导引鞘管，所述导引鞘管内腔可穿设扩张器30、穿刺针40或电生理导管，所述扩张器30、所述穿刺针40或所述电生理导管的介入端设置第三RFID标签50。
本实施例的一种基于RFID标签的穿刺组件，以穿刺针40为例，在穿刺针40针管端部锥面内腔中嵌入设置柱体结构的第三RFID标签50，使用时，在自然伸直状态下，标记第一RFID标签21的位置为P1（X1,Y1,Z1），标记第二RFID标签22的位置为P2（X2,Y2,Z2），其空间距离记为∣P1P2∣，第一RFID标签21和第二RFID标签22之间实际长度是一定的，在打弯过程中，第一RFID标签21的空间坐标为P1'（X1',Y1',Z1'），第二RFID标签22的空间坐标为P2'（X2',Y2',Z2'），二者之间的空间距离∣P1'P2'∣发生变化，结合电极5间间距，建立微分模型，通过微分模型拟合换算可间接计算出可调弯段112的弯型形态，实现对导引鞘管位置及弯型形态的准确判定，同时，通过比较第三RFID标签50的位置变化，能够快速获取穿刺针40针管端部在磁场3中的空间坐标，结合第一RFID标签21、第二RFID标签22和电极5信号的变化情况，能够判断出导引鞘管头端与穿刺针40介入端之间的相对位置，判断穿刺针40介入端是否穿出导引鞘管，实现穿刺过程的精确位置控制。
在具体使用中，通过第一RFID标签21和第二RFID标签22产生的磁场3信号和电极5标测的电场信号的结合，可构建准确的内腔物理模型，以实现穿刺部位平面位置的准确判定，提高穿刺组件的使用安全性，同时，结合鞘管弯型状态的准确判断，能够准确获取鞘管顶端与待穿刺部位之间的相对位置关系，判断穿刺针40是否穿出导引鞘管，使穿刺位置更准确，提高该导引鞘管的使用安全性。
实施例7
一种穿刺组件定位方法，采用如上所述的一种基于RFID标签的穿刺组件，并包括如下步骤：S1：通过读卡器、磁场发生器4、磁定位传感器中的一种或多种建立磁场3，通过磁场3与所有RFID标签2建立空间耦合关系；S2：在穿刺组件使用过程中，移动穿刺组件，通过快速检测每一RFID标签2的信号角度及信号角度的变化情况，获取导引鞘管的RFID标签2在所述磁场3三维空间中的坐标位置；S3：通过快速比较导引鞘管的两个RFID标签2的坐标位置变化情况，结合电极5之间间距建立微分模型，拟合换算，获取两个所述RFID标签2之间鞘管弯型状态；S4：通过电极5实时监测电生理信号，对比电生理信号变化情况，获取导引鞘管头端在内腔的相对位置；S5：通过电极采集的电场信号与导引鞘管的RFID标签2产生的磁场信号叠加，获取内腔物理模型，结合S3获取鞘管弯型状态，获取导引鞘管相对内腔物理模型的位置信息；S6：通过检测第三RFID标签50的信号角度及信号角度的变化值，获取所述扩张器30、所述穿刺针40或所述电生理导管的介入端在所述磁场3三维空间中的坐标位置，结合S3获取鞘管弯型状态，获取所述扩张器30、所述穿刺针40或所述电生理导管的介入端相对导引鞘管的位置关系。
本实施例的一种穿刺组件定位方法，通过磁场耦合方式实现RFID标签2位置的准确获取，定位容易且准确，且无需X射线的使用，同时，通过检测多个RFID标签2的信号角度的变化值，实现鞘管位置及弯型的准确判定，同时，通过监测鞘管上RFID标签2与介入端RFID标签2的信号角度变化情况，实现对穿刺部位的准确判断，使该穿刺组件使用安全性提高。
具体的，本实施例通过两个RFID标签2定位出导引鞘管可调弯段112的空间位置，通过电极5采集电场信号，在磁场信号和电场信号叠加的基础上，精确计算出导引鞘管在内腔中的位置，并建立精确的内腔物理模型，提高待穿刺部位的位置准确度。
具体的，以房间隔穿刺术中卵圆窝穿刺为例，如图11所示，穿刺针40尾端部设置穿刺针定位器401、穿刺针手柄402和穿刺针针座开关403，介入端设置第三RFID标签50，如图10所示，扩张器30介入端设置第三RFID标签50，如图12所示，配套扩张器30位于导引鞘管中，穿刺针40位于扩张器30中，如图13-图14所示，穿刺组件进入右心房位置时，穿刺针40针尖位于扩张器30内部未露出，通过第三RFID标签50提示针尖在房间隔穿刺组件与心脏模型中的位置信息，并通过可调弯段112上电极采集的电场信号和RFID标签2产生的磁场信号，建立心脏内腔物理模型，根据心脏内腔物理模型，判定卵圆窝60位置平面，根据第一RFID标签21和第二RFID标签22拟合判定的鞘管弯型状态，来判定导引鞘管顶端部与卵圆窝60的相对位置关系，确认是否垂直状态，当导引鞘管顶端部与卵圆窝60平面垂直时，推送房间隔穿刺针40刺破卵圆窝到达左心房，若经过针管的回血为静脉血证明穿刺位置正确，有效固定穿刺针40，确保针尖不再继续深入左房，往前推送导引鞘管，当其上电极采集的电生理信号由右心房信号变化为左心房信号时停止推送，在心脏内腔物理模型中显示导引鞘管头端部的准确位置，完成房间隔穿刺，再退出穿刺针40和扩张器30，完成导管房间隔通道构建。
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 (13)

1.一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，包括鞘管主体（1），所述鞘管主体（1）设置若干RFID标签（2），所述RFID标签（2）空间耦合读卡器、磁场发生器（4）、磁定位传感器中的一种或多种，定位所述RFID标签（2）在磁场（3）中位置。
2.如权利要求1所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述RFID标签（2）包括耦合元件、芯片和天线，所述耦合元件、芯片和天线通过高分子薄膜材料一体封装成型平面片状结构，弯曲成型环形件、弧形件或柱形件。
3.如权利要求2所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，平面片状结构的所述RFID标签（2）长度＜18mm，宽度4mm±2mm，0.05mm≤厚度≤0.08mm。
4.如权利要求1所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述鞘管主体（1）包括由内到外依次设置的內层管（7）和外层管（8）,所述内层管（7）的内腔尺寸范围为4F-16F, 所述RFID标签（2）位于所述內层管（7）和所述外层管（8）之间。
5.如权利要求1所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述鞘管主体（1）包括沿长度方向依次连通的末端管体（11）和近端管体（12），所述末端管体（11）在长度方向的一端设置第一RFID标签（21），另一端设置第二RFID标签（22）。
6.如权利要求5所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述第一RFID标签（21）和所述第二RFID标签（22）之间设置若干电极（5），用于采集电生理信号。
7.如权利要求5所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述末端管体（11）包括依次连通的防损伤段（111）和可调弯段（112），所述第一RFID标签（21）设置在所述防损伤段（111）或所述可调弯段（112），所述第二RFID标签（22）临近所述可调弯段（111）与所述近端管体（12）的结合处设置。
8.如权利要求7所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述鞘管主体（1）包括由内到外依次设置的內层管（7）和外层管（8）,所述内层管（7）和所述外层管（8）之间设置编织层（9），所述编织层（9）覆盖所述可调弯段（111）和所述近端管体（12），所述编织层（9）与所述外层管（8）之间设置所述RFID标签（2）。
9.如权利要求8所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，其特征在于，所述近端管体（12）连接操控手柄（10），所述操控手柄（10）通过牵引机构（20）对所述可调弯段（112）进行双弯控制，所述牵引机构（20）包括牵引环（201）和牵引杆（202），所述牵引环（201）与所述编织层（9）前端抵靠或层叠，所述牵引杆（202）沿所述鞘管主体（1）连接至手柄旋钮（104），所述牵引杆（202）位于所述编织层（9）与所述外层管（8）之间，第一RFID标签（21）位于所述牵引环（201）前端或后端。
10.一种基于RFID标签的导引鞘管定位方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，对所述鞘管主体（1）进行定位，包括以下步骤：
步骤1：建立磁场（3），通过磁场（3）与所述鞘管主体（1）的RFID标签（2）建立空间耦合关系；
步骤2：在所述导引鞘管（1）使用过程中，通过快速检测所述RFID标签（2）的信号角度及信号角度变化情况，获取所述RFID标签（2）与检测点之间的距离测量值；
步骤3：通过快速比较所述RFID标签（2）信号角度变化前后的距离测量值，获取所述RFID标签（2）在所述磁场（3）三维空间中的坐标位置；
步骤4：通过快速比较若干所述RFID标签（2）的坐标位置，微分拟合得到所述鞘管主体（1）在所述磁场（3）三维空间中的弯型状态。
11.一种基于RFID标签的穿刺组件，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的一种基于RFID标签的导引鞘管，所述导引鞘管内腔可穿设扩张器（30）、穿刺针（40）或电生理导管，所述扩张器（30）、所述穿刺针（40）或所述电生理导管的介入端设置第三RFID标签（50）。
12.一种穿刺组件定位方法，其特征在于，采用如权利要求11所述的一种基于RFID标签的穿刺组件，并包括如下步骤：
S1：通过读卡器、磁场发生器（4）、磁定位传感器中的一种或多种建立磁场（3），通过磁场（3）与所有RFID标签（2）建立空间耦合关系；
S2：在穿刺组件使用过程中，通过快速检测导引鞘管的每一RFID标签（2）的信号角度及信号角度的变化情况，获取导引鞘管的RFID标签（2）在所述磁场（3）三维空间中的坐标位置；
S3：通过快速比较导引鞘管的至少两个RFID标签（2）的坐标位置变化情况，结合电极（5）之间间距，微分拟合换算，获取两个所述RFID标签（2）之间鞘管弯型状态；
S4：通过电极（5）实时监测电生理信号，对比电生理信号变化情况，获取导引鞘管头端在内腔的相对位置；
S5：通过电极（5）采集的电场信号与导引鞘管的RFID标签（2）产生的磁场（3）信号叠加，获取内腔物理模型，结合S3获取鞘管弯型状态，获取导引鞘管相对内腔物理模型的位置信息；
S6：通过检测第三RFID标签（50）的信号角度及信号角度的变化值，获取所述扩张器（30）、所述穿刺针（40）或所述电生理导管的介入端在所述磁场（3）三维空间中的坐标位置，结合S3获取鞘管弯型状态，获取所述介入端相对导引鞘管头端的位置关系。
13.如权利要求12所述的一种穿刺组件定位方法，其特征在于，S1中，所述空间耦合关系包括电感耦合或电磁耦合，磁场发生器（4）或磁定位传感器的定位范围为R300-R450mm。
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