CN118267076A - 笼变形建模 - Google Patents

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Abstract

本公开的发明名称是“笼变形建模”。本发明提供了一种用于医学治疗的设备，该设备由探头和处理器组成。该探头具有：插入管，其具有被配置用于插入到活体受试者的体腔中的远侧端部；和篮状组件，其具有多个弹性脊部，该多个弹性脊部联接到该插入管的该远侧端部并且当该篮状组件不受外力约束时以预定义形式接合在一起。该探头还具有力传感器，该力传感器被配置为输出在该体腔内施加在该篮状组件上的力的指示。该处理器被配置为：接收该力的该指示；响应于该力而计算该篮状组件的受约束形式，该受约束形式与该预定义形式不同；以及将表示该篮状组件的该受约束形式的图形图像渲染到显示器。

Description

笼变形建模
技术领域
本公开整体涉及成像，并且具体地涉及在手术中使用的导管的图像的呈现。
背景技术
在涉及将导管插入到患者的脉管系统中的外科规程期间，对于执行该规程的医师来说，看到脉管系统内的导管的视觉图像是有益的。这可通过跟踪导管(通常是导管的远侧端部的位置)并且在患者的标测图上呈现该位置的指示来实现。
如果规程包括将导管远侧端部插入到患者心脏的腔室中，则呈现通常包括将该指示叠加在腔室的标测图上，该指示可包括远侧端部的图标。
附图说明
图1示出了用于医疗规程的基于导管的电生理学标测和消融系统；
图2是处于不受约束形式的探头的远侧节段的示意图；
图3是示出当篮状组件处于心脏的腔室中时的篮状组件的示意图；
图4示出了本公开的实施方案如何分析由处理器确定的力；
图5示出了经分解的轴向力如何施加到篮状组件的不受约束模型；
图6示出了经分解的赤道力如何施加到篮状组件的不受约束模型；并且
图7是当篮状组件处于其受约束形式时由处理器在将篮状组件的图像渲染到显示装置时采取的步骤的流程图。
具体实施方式
概述
在涉及将包括插入管的探头插入到心脏腔室中的心脏规程中，向执行该规程的医师呈现该腔室内的探头的远侧部分的图形图像的显示是有用的。如果远侧部分包括诸如可用于诊断和/或治疗规程的篮状组件，则图形图像可使用表示该组件的图标。然而，在该规程期间，组件的形式(本文假设包括组件的形状和取向)可从不受约束形式改变为受约束形式，例如在组件按压在腔室的壁上的情况下，但是图标可不显示该改变。
本公开的实施方案提供了一种用于在显示器上呈现篮状组件的改变形式的系统。假设篮状组件包括多个弹性脊部，该多个弹性脊部在它们的近侧端部处连接到探头的插入管的远侧端部，并且在它们的远侧端部处接合在一起以形成篮状组件。脊部通常围绕篮状件轴线对称地分布，该轴线包括从脊部远侧端部到脊部近侧端部的线。在插入管远侧端部处存在力传感器，并且该传感器输出组件上的力的值。
测得的力被分解成平行于篮状件轴线的分量(本文中称为轴向分量)和正交于该轴线的力(本文中称为赤道分量)。假设轴向分量通过沿着篮状件轴线压缩不受约束篮状件来改变篮状件的形状，以形成具有与不受约束篮状件的形式不同的形式的受约束形式。假设赤道分量不改变篮状件的形状，而是使篮状件围绕插入管远侧端部旋转，使得篮状件的取向改变。假设压缩与轴向力分量的值线性相关；假设旋转与赤道力分量的值线性相关。这两个相关性的比例常数是不同的，并且每一者可在规程中使用导管之前测量。
在该规程期间，处理器可使用由力传感器测量的力以及两个已知的比例常数来确定由轴向力分量引起的压缩的数值以及由赤道力分量引起的旋转角度的数值。然后，处理器可使用这些数值将示出篮状组件的受约束形式的表示渲染在该组件的显示器上。
系统描述
在下面的描述中，类似的元件由相同的附图标记识别，并且在需要的情况下通过在数字后面加上字母作为后缀来区分。
现在参考图1，其示出了用于医疗规程的基于导管的电生理学标测和消融系统10。系统10包括多个导管，该多个导管由医师24经由皮肤穿过患者的血管系统插入到患者23的心脏12的腔室或血管结构中。通常，将递送护套导管插入心脏12中的期望位置附近的左心房或右心房中。然后，可将多个导管插入到递送护套导管中，以便到达该期望位置。该多个导管可包括专用于感测心内电描记图(IEGM)信号的导管、专用于消融的导管和/或专用于感测和消融两者的导管。在本文中示出了被配置用于消融的示例性导管14(在本文中也被称为探头14)，该探头包括插入管37和固定到该管的远侧端部的远侧节段28。医师24使远侧节段28与心脏12的腔室36的心脏壁31接触，以用于消融该壁中的目标部位的目的。
图2是处于不受约束形式的远侧节段28的示意图。在本文的描述中，假设导管14包括篮状件导管，使得远侧节段28(在本文中也称为篮状组件28或仅篮状件28)被构造为多个弹性脊部13，这些脊部中的每个脊部具有至少一个可用于消融的附接电极26。每个脊部13具有共同长度，并且脊部的相应远侧末端15连接到连接件17。脊部的相应近侧末端16固定地位于管37的远侧端部19处并且从该管的该远侧端部离开。导管14附加地包括位于远侧端部19处的力传感器29。传感器29被配置为生成指示远侧端部19上的力的大小和方向两者的信号。对于一个实施方案，在美国专利10,688,278中描述了类似于传感器29的传感器。
在图2所示的篮状件28的示例中，存在关于连接件17与远侧端部19之间的线对称分布的六个脊部13，但是应当理解，篮状件28可具有多于或少于六个对称分布的脊部。
在一些实施方案中，方位传感器35也位于端部19中。另选地或附加地，一个或多个此类传感器可被结合到一个或多个脊部13中。通常，方位传感器35是包括用于感测端部19的三维(3D)位置和取向的三个磁线圈的基于磁性的方位传感器。
基于磁性的方位传感器35可与定位垫25一起操作，该定位垫包括被配置为在预定义工作空间中生成磁场的多个磁线圈32。传感器35的实时方位可基于利用定位垫25生成的磁场进行跟踪，并且由传感器感测。基于磁性的方位感测技术的细节描述于美国专利号5,5391,199、5,443,489、5,558,091、6,172,499、6,239,724、6,332,089、6,484,118、6,618,612、6,690,963、6,788,967和6,892,091中。
如上所述，脊部远侧末端15连接到连接件17。连接件被配置为使得在篮状件28的不受约束状态下，例如，当篮状件不与除空气或血液之外的任何物体接触时，脊部处于第一预定义脊部形状，并且连接到连接件17以形成限定第一预定义篮状件形状的篮状件28。在下面的描述中，除非本文另外说明，假设第一预定义脊部形状为圆弧，并且脊部被连接以形成篮状件28，使得它们位于球体上。因此，第一预定义篮状件形状是球体，并且应当理解，由脊部13包围的体积是近似球体的。
在篮状件28的不受约束状态下，由力传感器29配准的力近似为零。在一个实施方案中，球体体积具有大约等于6mm的半径。在不受约束状态下，脊部13围绕篮状件的中心轴线33对称地布置，该轴线包括从近侧末端16的中心到连接件17的中心17C的线。应当理解，轴线33是旋转对称轴线，并且在篮状件28的不受约束状态下，轴线33与远侧端部19的旋转对称轴线34共线。
应当理解，图2所示的篮状件28的不受约束状态存在于篮状件进入上述递送护套之前以及篮状件从该护套离开并进入到心脏腔室中之后。当在护套中时，篮状件28被护套的壁约束成塌缩状态。
当在心脏腔室中时，在篮状件28接触腔室的壁的情况下，该篮状件也可被约束，该接触使得壁在篮状件上施加力。由于接触而产生的力通常导致篮状件的变形和/或篮状件相对于远侧端部19的对称轴线34的位移。下面关于图3至图6分析变形和位移两者。
返回到图1，系统10包括一个或多个电极贴片38，该一个或多个电极贴片被定位成与患者23的皮肤接触，以为定位垫25以及电极26的基于阻抗的跟踪建立位置参考。对于基于阻抗的跟踪，电流被引导朝向电极26并且在电极皮肤贴片38处被感测，使得可经由电极贴片38对每个电极的位置进行三角测量。基于阻抗的位置跟踪技术的细节描述于美国专利7,536,218、7,756,576、7,848,787、7,869,865和8,456,182中。
记录器11显示利用体表ECG电极18捕获的电描记图21以及可利用导管14的电极26捕获的心内电描记图(IEGM)。记录器11可包括用于起搏心律的起搏能力，并且/或者可电连接到独立的起搏器。
系统10可包括消融能量发生器50，该消融能量发生器适于将消融能量传导到电极26中的一个或多个电极。由消融能量发生器50产生的能量可包括但不限于射频(RF)能量或脉冲场消融(PFA)能量(包括可用于实现不可逆电穿孔(IRE)的单极或双极高电压DC脉冲)，或它们的组合。
患者接口单元(PIU)30是被配置为在导管、电生理装备、电源和用于控制系统10的操作的工作站55之间建立电通信的接口。系统10的电生理装备可包括例如多个导管、定位垫25、体表ECG电极18、电极贴片38、消融能量发生器50和记录器11。任选地且优选地，PIU30另外包括用于实现导管的位置的实时计算并且用于执行ECG计算的处理能力。
工作站55包括存储器、带有加载有适当操作软件的存储器或存储装置的处理器22，以及用户界面能力。处理器22操作系统10。工作站55可提供多个功能，任选地包括：(1)对心内膜解剖结构进行三维(3D)建模，并且渲染心脏12或其一部分的模型或解剖标测图20以在显示装置27上显示，(2)在显示装置27上以叠加在经渲染的解剖标测图20上的代表性视觉标记或图像显示编译自记录的电描记图21的激活序列(或其他数据)，(3)显示心脏腔室36内的篮状件28的结合实时位置和取向值的表示39，以及(4)在显示装置27上显示感兴趣的部位(诸如已施加消融能量的位置)。一种体现系统10的元件的商品可以CARTOTM3系统购自Biosense Webster,Inc.,31Technology Drive,Suite 200,Irvine,CA 92618。
在本公开的实施方案中，上文提到的篮状件28的方位的实时显示通过对篮状件形式从其不受约束状态的任何变形进行建模来考虑该变形。此外，建模提供了篮状件28的电极26的位置数据。
图3是示出了当篮状件28处于心脏12的腔室36中并且当该篮状件接触腔室的壁31时的该篮状件的示意图。该接触通常可通过使整个篮状件偏转使得篮状件的中心对称轴线33不再与远侧端部19的旋转对称轴线34共线来约束篮状件。因此，在受约束偏转状态下，在两个对称轴线之间存在非零角度α。在这种类型的篮状件约束中，第一预定义篮状件形状和第一预定义脊部形状不改变，但是整个篮状件的方位和/或取向改变。
该接触通常还可通过沿着篮状件的中心对称轴线33压缩篮状件来约束篮状件。在这种类型的约束中，假设在篮状件的不受约束状态下呈圆弧的形式(因为篮状件脊部包围球体体积)的脊部13变形为椭圆的节段。通过对称考虑，应当理解，在受约束状态下，沿着轴线33的压缩使篮状件28变形以包围围绕轴线33的旋转椭圆体。
如上所述，力传感器29生成信号，该信号使得处理器22能够在大小和方向上在传感器上并且因此在篮状件28上形成力。为了清楚起见，在力的作用的以下描述中，假设导管14限定一组笛卡尔xyz轴，其中z轴对应于导管的远侧端部的旋转对称轴线34，并且x轴和y轴是正交于z轴的平面中的正交轴。
图4示出了本公开的实施方案如何分析由处理器22确定的力。如图所示，处理器将向量力分解成两个正交分量：平行于z轴(即平行于轴线34)力Fz，和在垂直于z轴的平面中的力Fθ。力Fz在本文中也称为轴向力；力Fθ在本文中也称为赤道力。
处理器将每个经分解的力的值应用于篮状件28的模型以生成篮状件的受约束形式，并且从受约束形式确定篮状件在其受约束形式中的脊部13的方位。在生成受约束形式时，处理器假设对于经分解的力中的每一者，存在与由经分解的力引起的变形的线性关系，如下面的等式(1)和(2)所示。
根据等式(1)，响应于轴向力Fz，假设篮状件作为弹簧操作：
其中δ是由力Fz引起的篮状件28的轴向变形，并且ka是针对这种类型的变形的篮状件的轴向弹簧常数。参考图5进一步示出和解释δ(在z轴方向上测量的距离)。
也如下文所解释的，篮状件28的ka的值在用于图1所示的规程之前确定。
响应于赤道力Fθ，假设篮状件围绕管37的远侧端部29旋转，该远侧端部根据等式(2)作为弹簧加载的球接合部操作：
α＝kθ·Fθ (2)
其中α是由力Fθ引起的篮状件28的旋转角度，并且kθ是针对这种类型的变形的篮状件的刚度系数。参考图6进一步示出和解释α(从z轴方向的旋转角度)。
也如下文所解释的，篮状件28的kθ值在用于图1所示的规程之前确定。
图5示出了经分解的轴向力Fz如何施加到篮状件28的不受约束模型。如上所述，篮状件28具有对称分布的六个脊部13，包括脊部13A、13B、……、13E、13F，并且该图示出了一对脊部13A、13D，该对脊部一起连接到连接件17以在篮状件的不受约束状态下位于圆上。该图还示出了由于沿着轴线33的轴向力而处于约束状态的脊部13A、13D，并且为了在该图中区分该状态，脊部13A、13D针对不受约束情况分别被标记为13AU、13DU，并且针对受约束状态分别被标记为13AA、13DA。
为了清楚起见，已经在一组笛卡尔xz轴上绘制了脊部，其中z轴与旋转对称轴线34共线，并且x轴正交于z轴并且在由连接的脊部13A和13D限定的平面中。x轴的方位已被设定为使得两个轴线的原点对应于由脊部13A、13D在受约束时形成的椭圆的中心60，如下文进一步解释的。
如上所解释的，假设脊部13在它们的不受约束状态下形成球体的一部分，使得脊部13AU、13DU位于圆上，假设该圆具有半径“a”和中心点62。不考虑圆的中心从原点沿着z轴的平移，该圆的等式为：
x2+z2＝a2 (3)
假设轴向力Fz的约束使脊部13A、13D变形为脊部13AA、13DA，并且假设变形的脊部位于椭圆上。假设变形将连接件17(脊部13A和13D的远侧端部的会合位置)沿着z轴平移距离δ。距离δ是线性度量。
因此，椭圆的短轴，即连接件17与在远侧端部19处的脊部13DA和13AA的近侧连接件之间的线段，具有长度(2a-δ)并且椭圆的半短轴的长度为：
假设变形成椭圆是通过在z轴的每一侧上将不受约束脊部延伸大约δ而形成椭圆的长轴，使得长轴具有长度(2a+2δ)。因此，椭圆的半长轴的长度为：
根据表达式(4)和(5)，由受约束脊部13DA和13AA形成的椭圆的等式为：
当脊部受轴向力Fz约束时，等式(3)和(6)分别对应于脊部13A和13D处于其不受约束形式和受约束形式的形状。因此，处理器22能够使用等式(6)来计算脊部13A、13D在其受约束形式下的方位。
当篮状件受轴向力Fz约束时，篮状件28的其他脊部遵循与等式(3)和(6)的等式基本上类似的等式，因为篮状件最初是球体的并且变形为围绕篮状件对称轴线33的旋转椭圆体。因此，尽管为了简单起见，已经针对二维(2D)坐标系写出了方程(3)和(6)，但是本领域普通技术人员将能够针对三维(3D)篮状件28修改这些等式。
此外，应当理解，上文指出的球体和椭圆体形状是以举例的方式，并且本领域普通技术人员将意识到篮状件28的其他初始形状以及篮状件在受轴向力Fz约束时的对应形状。不受约束形状和受约束形状两者在拓扑地等同于球体。例如，不受约束形状可以是椭圆体，并且受约束形状可以是不同的椭圆体形状，或者甚至球体形状。
因此，对于3D坐标系，等式(3)和(6)可被一般化为：
{(x,y,z)|f(x,y,z)} (7)
其中函数f(x,y,z)描述不受约束篮状件的预定义形状，
以及
{(x,y,z)|g(x,y,z,δ)} (8)
其中函数g(x,y,z,δ)描述了当不受约束篮状件已经被压缩距离δ时受约束篮状件的预定义形状。
在图1所示的规程中，当篮状件28受具有轴向分量Fz的力约束时，处理器22可使用等式(7)和(8)来计算该篮状件的形状变化。
图6示出了经分解的赤道力Fθ如何施加到篮状件28的不受约束模型。在图6中，穿过不受约束篮状件28的中心62的x轴已经被绘制成位于由赤道力Fθ和z轴限定的平面64中。(z轴在力Fθ作用之前对应于篮状件28的对称轴线33。)
与轴向力Fz的作用相比，假设赤道力Fθ不使篮状件的脊部变形，使得脊部和篮状件的形状不改变。相反，如上所述，假设赤道力Fθ使篮状件在未变形状态下围绕正交于平面64并穿过探头14的远侧端部29的轴线旋转。根据等式(2)，旋转假设远侧端部29表现为弹簧加载的球接合部。
已经绘制了图6，其示出了与图5相同的不受约束脊部13AU、13DU，并且图6中所示情况的经旋转的脊部被标记为13AB、13DB。
篮状件28的旋转将中心点62平移到经旋转的篮状件的中心点66。因此，对于α的旋转，点66的2D坐标为：
(x,z)＝((-asinα),(acosα-a)) (9)
并且经旋转的脊部13AB、13DB的等式为：
(x+asinα)2+(z-(acosα-a))2＝a2 (10)
一旦如等式(9)中那样建立了经平移的中心点的位置，由于篮状件28尚未变形，因此处理器22能够使用新的中心位置来评估篮状件的所有脊部的位置。
当脊部不受赤道力Fθ约束时，这里再现的等式(3)对应于脊柱13AU、13DU的圆。
x2+z2＝a2 (3)
当脊部由赤道力Fθ约束时，等式(3)和(10)分别对应于脊部13A和13D处于其不受约束形式和受约束形式的形状。因此，处理器22能够使用等式(10)来计算脊部13A、13D在其受约束形式下的方位。
此外，当篮状件28的所有脊部受赤道力Fθ约束时，处理器22能够使用篮状件的中心(如由等式(9)给出的)来确定当篮状件受赤道力Fθ约束时篮状件的所有脊部的位置。
等式(3)已被一般化为3D等式(7)，这里再现为：
{(x,y,z)|f(x,y,z)}(7)
其中函数f(x,y,z)描述不受约束篮状件的预定义形状，
类似地，等式(10)可被一般化为3D等式：
{(x,y,z)|f(x,y,z,α)}(11)
其中函数f(x,y,z,α)将篮状件描述为具有与由等式(7)给出的形状相同的形状，但旋转了角度α。
在图1所示的规程中，当篮状件28受具有赤道分量Fθ的力约束时，处理器22可使用等式(7)和(11)来计算该篮状件的取向变化。
上面的描述解释了处理器22可如何评估由于力的轴向力分量以及单独地由于力的赤道力分量而引起的篮状组件28的形式的变化。处理器使用等式(7)和(8)来评估轴向分量变化，并且使用等式(7)和(11)来评估赤道分量变化。
为了确定规程期间篮状组件28的形式的变化，其中轴向分量和赤道分量同时有效，处理器可顺序地应用等式的结果。例如，最初使用等式(7)和(8)确定形状变化，并且然后当确定取向变化时使用形状变化的结果(等式(8))作为描述篮状组件的初始状态的表达式。应当理解，形状变化和取向变化两者都可用数值来表示。
一旦处理器22已经数值地确定了篮状组件28的形式的变化，它就可使用这些数值来将示出组件的受约束形式的表示39渲染在显示装置27上。如图1所示，表示39通常被结合到解剖标测图20中。
上面的描述假设篮状组件28的一对脊部可被选择为位于2D曲线(诸如用于上面分析的示例的圆)上。这对于篮状组件诸如组件28中的任何数量的脊部是可能的。在存在奇数个脊部的情况下，可针对每个脊部而非一对脊部，同时具有用于计算目的的镜像脊部进行先前公开的计算。然后，表示39可显示没有它们的镜像脊部的脊部。应当理解，脊部分布不需要是旋转对称的，只要kθ相对于xy平面Fθ落在何处是已知的即可。因此，本领域普通技术人员将能够在加以必要的变更的情况下修改对脊部不对称地分布和/或存在奇数个脊部的篮状组件的描述。
如上所述，每个脊部13具有附接到脊部的至少一个电极26，并且应当理解，当篮状组件处于其不受约束状态时，这些电极处于它们相应脊部上的已知方位。对于组件的受约束状态，处理器22可使用初始电极方位和处于其受约束状态的篮状件的脊部的新位置来计算针对受约束状态的电极的新方位。
图7是当篮状组件28处于其受约束形式时由处理器22在将篮状组件的图像渲染到显示装置27时采取的步骤的流程图。可在图1所示的规程期间生成图像。
在初始步骤100中，通常在规程的启动之前执行，处理器被提供有等式(1)中定义的组件28的轴向弹簧常数ka以及等式(2)中定义的组件刚度系数kθ。可通过将已知轴向力和赤道力施加到该组件上并且测量形状和取向的相应变化来实验性地确定这些值。在一个实施方案中，ka＝-31.86g/mm(负号指示δ和Fz的相反方向)并且kθ＝0.29度/g，但是ka和kθ的值可大于或小于这些值。
此外，在初始步骤中，当篮状组件28处于其不受约束状态时，处理器被提供有描述该组件的形状(即，每个脊部13的形状)的数值和/或等式。
在导管插入步骤102中，医师24将导管14插入到患者23中，使得组件28进入心脏腔室36。处理器使用方位传感器35在位置和取向两者上跟踪组件28，并配准力传感器29的输出。对于跟踪的位置和取向，在由力传感器29配准的力近似为零的情况下，处理器以篮状组件的不受约束形式在显示装置27上显示篮状组件的图像。
在继续插入步骤104中，当处理器仍然跟踪组件的位置和取向时，处理器配准来自力传感器29的输出指示存在作用在传感器上并且因此作用在篮状组件上的非零力。使用组件的跟踪的取向，处理器将由传感器输出指示的力分解为轴向分量和赤道分量。
在计算步骤106中，处理器使用这些力分量来计算组件28的形状变化以及该组件的取向变化，如上文参考图5和如6描述的。处理器使用计算出的变化来确定组件的脊部中的每个脊部的受约束形式，以便在篮状件受到由力传感器配准的力约束时得出篮状件的形状和取向。也如上文所述，处理器还可计算电极26在受约束脊部上的方位。
在成像步骤108中，处理器22使用受约束形式的数值来计算篮状组件的受约束形式的图像，并且将该图像作为受约束形式的表示渲染到显示装置27。该表示由图1中的表示39例示。
实施例
实施例1.一种用于医学治疗的设备，包括：
探头，所述探头包括：
插入管，所述插入管具有被配置用于插入到活体受试者的体腔中的远侧端部；
篮状组件，所述篮状组件包括多个弹性脊部，所述多个弹性脊部联接到所述插入管的所述远侧端部并且当所述篮状组件不受外力约束时以预定义形式接合在一起；和
力传感器，所述力传感器被配置为输出在所述体腔内施加在所述篮状组件上的力的指示；和
处理器，所述处理器被配置为：接收所述力的所述指示；响应于所述力而计算所述篮状组件的受约束形式，所述受约束形式与所述预定义形式不同；以及将表示所述篮状组件的所述受约束形式的图形图像渲染到显示器。
实施例2.根据实施例1所述的设备，其中所述多个脊部具有脊部远侧端部和脊部近侧端部，所述脊部远侧端部接合到具有中心点的连接件，所述脊部近侧端部固定到所述插入管远侧端部，从而限定在所述中心点与所述插入管远侧端部之间的组件轴线，并且其中所述处理器被配置为将所述力分解成平行于所述组件轴线的轴向分量和正交于所述组件轴线的赤道分量，并且响应于所述轴向分量和所述赤道分量中的至少一者来计算所述受约束形式。
实施例3.根据实施例2所述的设备，其中所述预定义形式具有预定义形状，并且其中响应于所述轴向分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义形状不同的受约束形状。
实施例4.根据实施例3所述的设备，其中所述受约束形状与所述预定义形状相差平行于所述组件轴线的线性度量。
实施例5.根据实施例4所述的设备，其中所述线性度量与所述轴向分量成正比。
实施例6.根据实施例2所述的设备，其中所述预定义形式具有预定义取向，并且其中响应于所述赤道分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义取向不同的受约束取向。
实施例7.根据实施例6所述的设备，其中所述受约束取向与所述预定义取向相差围绕正交于所述组件轴线的旋转轴线测量的角度。
实施例8.根据实施例7所述的设备，其中所述角度与所述赤道分量成正比。
实施例9.根据实施例7所述的设备，其中所述旋转轴线穿过所述插入管远侧端部并且正交于所述赤道分量。
实施例10.根据实施例1所述的设备，其中所述力传感器固定地位于所述插入管的所述远侧端部处。
实施例11.根据实施例1所述的设备，其中所述多个脊部中的给定脊部具有在所述给定脊部上的预定义方位处固定地附接到所述给定脊部的电极，并且其中所述处理器被配置为响应于计算所述篮状组件的所述受约束形式而计算所述电极的所述给定脊部上的受约束方位，所述受约束方位与所述预定义方位不同。
实施例12.根据实施例1所述的设备，其中所述预定义形式和所述受约束形式分别包括预定义形状和受约束形状，并且其中所述预定义形状和所述受约束形状各自拓扑地等同于球体形状。
实施例13.一种用于医学治疗的方法，包括：
提供探头，所述探头包括：
插入管，所述插入管具有被配置用于插入到活体受试者的体腔中的远侧端部；
篮状组件，所述篮状组件包括多个弹性脊部，所述多个弹性脊部联接到所述插入管的所述远侧端部并且当所述篮状组件不受外力约束时以预定义形式接合在一起；和
力传感器，所述力传感器被配置为输出在所述体腔内施加在所述篮状组件上的力的指示；
接收所述力的所述指示；
响应于所述力而计算所述篮状组件的受约束形式，所述受约束形式与所述预定义形式不同；以及
将表示所述篮状组件的所述受约束形式的图形图像渲染到显示器。
如本文所用，针对任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许零件或部件的集合实现如本文所述的其预期要达到的目的的合适尺寸公差。更具体地，“约”或“大约”可指列举值的值±10％的范围，例如“约90％”可指81％至99％的值范围。
应当理解，上述实施例以举例的方式被引用，并且本公开不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本公开的范围包括前述各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (24)

1.一种用于医学治疗的设备，包括：
探头，所述探头包括：
插入管，所述插入管具有被配置用于插入到活体受试者的体腔中的远侧端部；
篮状组件，所述篮状组件包括多个弹性脊部，所述多个弹性脊部联接到所述插入管的所述远侧端部并且当所述篮状组件不受外力约束时以预定义形式接合在一起；和
力传感器，所述力传感器被配置为输出在所述脊部中的一些与外部构件物理接触时施加在所述篮状组件上的力的指示；和
处理器，所述处理器被配置为：接收所述力的所述指示；响应于所述力而计算所述篮状组件的受约束形式，所述受约束形式与所述预定义形式不同；以及将表示所述篮状组件的所述受约束形式的图形图像渲染到显示器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个脊部具有脊部远侧端部和脊部近侧端部，所述脊部远侧端部接合到具有中心点的连接件，所述脊部近侧端部固定到所述插入管远侧端部，从而限定在所述中心点与所述插入管远侧端部之间的组件轴线，并且其中，所述处理器被配置为将所述力分解成平行于所述组件轴线的轴向分量和正交于所述组件轴线的赤道分量，并且响应于所述轴向分量和所述赤道分量中的至少一者来计算所述受约束形式。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述预定义形式具有预定义形状，并且其中，响应于所述轴向分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义形状不同的受约束形状。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述受约束形状与所述预定义形状相差平行于所述组件轴线的线性度量。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述线性度量与所述轴向分量成正比。
6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述预定义形式具有预定义取向，并且其中，响应于所述赤道分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义取向不同的受约束取向。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述受约束取向与所述预定义取向相差围绕正交于所述组件轴线的旋转轴线测量的角度。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述角度与所述赤道分量成正比。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述旋转轴线穿过所述插入管远侧端部并且正交于所述赤道分量。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述力传感器固定地位于所述插入管的所述远侧端部处。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个脊部中的给定脊部具有在所述给定脊部上的预定义方位处固定地附接到所述给定脊部的电极，并且其中，所述处理器被配置为响应于计算所述篮状组件的所述受约束形式而计算所述电极的所述给定脊部上的受约束方位，所述受约束方位与所述预定义方位不同。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述预定义形式和所述受约束形式分别包括预定义形状和受约束形状，并且其中，所述预定义形状和所述受约束形状各自拓扑地等同于球体形状。
13.一种用于医学治疗的方法，包括：
提供探头，所述探头包括：
插入管，所述插入管具有远侧端部；
篮状组件，所述篮状组件包括多个弹性脊部，所述多个弹性脊部联接到所述插入管的所述远侧端部并且当所述篮状组件不受外力约束时以预定义形式接合在一起；和
力传感器，所述力传感器被配置为输出通过所述脊部中的一些与构件的物理接触而施加在所述篮状组件上的力的指示；接收所述力的所述指示；响应于所述力而计算所述篮状组件的受约束形式，所述受约束形式与所述预定义形式不同；以及
将表示所述篮状组件的所述受约束形式的图形图像渲染到显示器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个脊部具有脊部远侧端部和脊部近侧端部，所述脊部远侧端部接合到具有中心点的连接件，所述脊部近侧端部固定到所述插入管远侧端部，从而限定在所述中心点与所述插入管远侧点之间的组件轴线，所述方法还包括将所述力分解成平行于所述组件轴线的轴向分量和正交于所述组件轴线的赤道分量，并且响应于所述轴向分量和所述赤道分量中的至少一者来计算所述受约束形式。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述预定义形式具有预定义形状，并且其中，响应于所述轴向分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义形状不同的受约束形状。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述受约束形状与所述预定义形状相差平行于所述组件轴线的线性度量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述线性度量与所述轴向分量成正比。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述预定义形式具有预定义取向，并且其中，响应于所述赤道分量计算的所述受约束形式包括与所述预定义取向不同的受约束取向。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述受约束取向与所述预定义取向相差围绕正交于所述组件轴线的旋转轴线测量的角度。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述角度与所述赤道分量成正比。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述旋转轴线穿过所述插入管远侧端部并且正交于所述赤道分量。
22.根据权利要求13所述的方法，其中，所述力传感器固定地位于所述插入管的所述远侧端部处。
23.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个脊部中的给定脊部具有在所述给定脊部上的预定义方位处固定地附接到所述给定脊部的电极，所述方法还包括响应于计算所述篮状组件的所述受约束形式而计算所述电极的所述给定脊部上的受约束方位，所述受约束方位与所述预定义方位不同。
24.根据权利要求13所述的方法，其中，所述预定义形式和所述受约束形式分别包括预定义形状和受约束形状，并且其中，所述预定义形状和所述受约束形状各自拓扑地等同于球体形状。
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