CN215653333U - 一种医疗导管及三维磁定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种医疗导管及三维磁定位系统，所述医疗导管包括导管本体、第一磁传感器和第二磁传感器；所述导管本体包括轴向依次连接的头端管段、可调弯段和直管段；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均设置在所述头端管段上。该医疗导管的定位更为精确，有利于提高医疗导管的控制精度。

Description

一种医疗导管及三维磁定位系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种医疗导管及三维磁定位系统。

背景技术

心血管疾病是一种严重威胁人类健康的疾病，其患病率、致残率和死亡率都较高。目前，微创伤介入手术已成为临床上诊疗心血管疾病比较有效的方法，微创伤介入手术需要使用各种不同结构、形状和尺寸的医疗导管。在医疗导管的设计制造过程中，会根据其预期用途不同，将远端预塑成不同的弯型，使其与特定病变部位的解剖学形态相适应，便于医疗导管远端对准人体内的病变部位。近年来，各种形状和角度的远端预塑形医疗导管被陆续开发并投入临床使用，然而当人体生理结构出现个体差异时，即使是根据特定人体生理解剖结构设计的远端预塑形医疗导管也无法与个体化的生理解剖结构相适应，手术过程中通常需要更换其他形状的预塑形医疗导管，增加了患者的手术负担。因此近年来开发了医疗导管远端可调弯技术，通过体外调节使医疗导管的远端反复在不同角度间变化以适应不同的生理解剖学形态。

传统的电生理介入手术是在二维模式下进行的，专业医生在X光机的引导下结合X射线成像和操作方法将医疗导管的远端导入人体内的病变位置，操作时间长，准确度较低，风险较高。而且即使是具有良好电生理介入手术经验的医生也需要多次使用X射线来显示心脏形状和判定医疗导管的位置，这对患者和医生造成了大量的辐射。

基于此，现有技术中已出现了具有力感知磁定位功能且可控弯的医疗导管，其通过感测导管远端与组织的接触力及其远端位姿信息，并基于测得的接触力及位姿信息计算接触力矢量以判断特定的解剖结构，例如当医疗导管的远端伸入肺静脉口并外滑时接触力矢量的方向会发生跳跃性变化，由此医生可根据医疗导管远端的接触力矢量方向的相应变化判定医疗导管远端的当前位置为肺静脉口。将具有磁定位功能的医疗导管与三维定位装置结合使用时，三维定位装置可根据医疗导管远端的位置信号及接触力矢量在心脏的电解剖标测图上估算导管远端接触组织的位置，从而更新电解剖标测图，并还可根据医疗导管远端与组织的接触力及其位姿信息计算控弯方向，以指导医生对医疗导管进行精准控制，使得医疗导管的远端与目标组织贴靠且评判其贴靠情况，避免通过X射线来判断，降低射线对医患双方的辐射伤害，提高手术安全性。然而现有技术中的这一类医疗导管存在磁定位传感器设置位置不合理，导致定位不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种医疗导管及三维磁定位系统，旨在通过磁传感器精确定位并显示医疗导管的头端管段的位姿，提高医疗导管的控制精度，改善介入手术精确性，同时使医患双方免受射线辐射，提高手术安全性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种医疗导管，包括导管本体、第一磁传感器和第二磁传感器；所述导管本体包括轴向依次连接的头端管段、可调弯段和直管段；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均设置在所述头端管段上。

可选地，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器呈夹角设置。

可选地，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器所形成的夹角的角度为5°～175°。

可选地，所述头端管段包括结构件，所述结构件的近端与所述可调弯段连接；所述第一磁传感器设置于所述结构件上。

可选地，所述结构件上设有第一通道，所述第一通道的轴线与所述结构件的轴线呈夹角设置；

所述第一磁传感器至少部分地设置在所述第一通道中。

可选地，所述第二磁传感器设置于所述结构件上。

可选地，所述结构件上还设有第二通道，所述第二通道与所述第一通道沿所述结构件的周向间隔布置，且所述第二通道的轴线与所述第一通道的轴线呈夹角设置；所述第二磁传感器至少部分地设置在所述第二通道中。

可选地，所述第二通道的轴线与所述结构件的轴线平行设置。

可选地，所述结构件还被配置为具有铁磁性，所述第二磁传感器包括感应线圈，所述感应线圈至少部分地缠绕于所述结构件的外周面上；或，

所述结构件包括非铁磁性的结构件本体和套装在所述结构件本体之外部的铁磁芯管，所述第一通道设置于所述结构件本体中；所述第二磁传感器包括感应线圈，所述感应线圈至少部分地缠绕于所述铁磁芯管的外周面上。

可选地，所述第一通道的轴线与所述结构件的轴线所形成的夹角的角度为5°～10°。

可选地，所述结构件上设有沿其周向间隔布置的一个所述第一通道和三个第二通道；所述第二通道与所述第一通道呈夹角布置；且在所述结构件的径向截面上，每个所述第二通道的轮廓线至少部分开放设置。

可选地，所述第二通道用于安装所述第二磁传感器或用于穿设所述第二磁传感器及所述第二磁传感器的导线或用于供介质流通；

在所述结构件的周向上，三个所述第二通道中的一个与所述第一通道相对设置，其余两个所述第二通道分别位于所述第一通道两侧；且在所述结构件的径向截面上，每个所述第二通道的轮廓线均包括弧形边和分别连接于所述弧形边两端的两个直线边。

可选地，与所述第一通道相对设置的所述第二通道的直线边平行于所述第一通道的圆心及与其相对设置的所述第二通道的弧形边的圆心的连接线；其余两个所述第二通道中的一者的直线边垂直于所述连接线，另一者的直线边相对于所述连接线倾斜设置，且所述另一者的弧形边的圆心到与所述第一通道相对设置的所述第二通道的弧形边的圆心的距离小于所述另一者的弧形边的圆心到所述第一通道的圆心的距离。

可选地，所述头端管段包括头电极，所述头电极置于所述头端管段的远端，所述头电极上设有第三通道，所述第二磁传感器至少部分地设置在所述第三通道中。

可选地，所述第一磁定位传感器和所述第二磁传感器在所述头端管段的周向和轴向上相互错开。

可选地，所述第三通道的轴线平行于所述头电极的轴线。

可选地，所述头端管段还包括弹性体，所述弹性体上设置有应变传感器，所述应变传感器用于感测所述头端管段发生变形时所受到的外力的大小。

可选地，所述医疗导管还包括第三磁传感器和第四磁传感器，所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述直管段内，并位于所述直管段的远端；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器呈夹角设置。

可选地，所述第一磁传感器、所述第二磁传感器、所述第三磁传感器及所述第四磁传感器均为五自由度传感器。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种三维磁定位系统，包括定位装置和如前任一项所述的医疗导管；

所述定位装置包括定位处理单元及显示单元；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元被配置用于获取所述第一磁传感器的位姿信息以及所述第二磁传感器的位姿信息，并根据所述第一磁传感器的位姿信息和所述第二磁传感器的位姿信息获取所述头端管段的位姿信息；

所述显示单元与所述定位处理单元通信连接，并被配置用于接收所述头端管段的位姿信息并进行显示。

可选地，当所述医疗导管还包括第三磁传感器和第四磁传感器时，所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述直管段内，并位于所述直管段的远端；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器均用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元还被配置用于获取所述第三磁传感器的位姿信息和所述第四磁传感器的位姿信息，并根据所述第三磁传感器的位姿信息和所述第四磁传感器的位姿信息获取所述直管段远端的位姿信息；以及，根据所述头端管段的位姿信息和所述直管段远端的位姿信息获取所述可调弯段的位姿信息；

所述显示单元被配置用于接收所述可调弯段的位姿信息并进行显示。

可选地，所述定位处理单元被配置用于对所述头端管段的位姿信息以及所述可调弯段的位姿信息进行图形化处理，所述显示单元被配置用于接收经所述图形化处理的位姿信息并进行显示，和/或，所述定位处理单元还被配置用于根据所述头端管段的位姿信息获取所述可调弯段的预期弯曲方向。

可选地，所述医疗导管还包括应变传感器，设置在所述头端管段上，用于在所述头端管段受到外力并发生变形时感测所述外力的大小；所述应变传感器用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元还被配置用于根据所述头端管段的位姿信息和所述头端管段受到的外力的大小获取所述头端管段受到的力矢量；

所述显示单元被配置用于接收所述力矢量并进行显示。

与现有技术相比，本实用新型的医疗导管及三维磁定位系统具有如下优点：

前述的医疗导管包括导管本体、第一磁传感器和第二磁传感器，其中所述导管本体包括轴向依次连接的头端管段、可调弯段和直管段；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均设置在所述头端管段上。在介入手术中，通过将所述医疗导管与定位装置配合能够定位医疗导管的头端管段在人体内的位置，并在图像指导下使得操作者可精确地控制可调弯段的弯型，以使医疗导管的远端抵达目标位置，并使医患双方免受射线辐射，由于两个磁传感器均设置在所述头端管段上，便于更准确地判断头端管段的位姿，且在对所述医疗导管进行控弯时，两个磁传感器不会受到控弯的影响，降低了磁传感器断裂的风险，保证磁定位的可靠性。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是本实用新型实施例所提供的三维磁定位系统的应用场景示意图；

图2是本实用新型根据实施例一所提供的医疗导管的结构示意图；

图3是本实用新型根据实施例一所提供的医疗导管的头端管段的结构示意图；

图4是图3所示的医疗导管的头端管段的A向示意图；

图5是图4所示的医疗导管的头端管段的B-B剖视图；

图6是本实用新型实施例一中六自由度传感器的旋转坐标图；

图7是本实用新型根据实施例一所提供的医疗导管的剖视图；

图8是图7所示的医疗导管C处的放大示意图；

图9本实用新型根据实施例一所提供的医疗导管的结构件的端面的示意图；

图10是图9所示的医疗导管的结构件的D-D剖视图；

图11本实用新型根据实施例二所提供的医疗导管的头端管段的结构示意图；

图12是图11所示的医疗导管的头端管段的E向示意图；

图13是图12所示的医疗导管的头端管段的F-F剖视图；

图14是本实用新型根据实施例三所提供的医疗导管的头端管段的结构示意图；

图15是图14所示的医疗导管的头端管段的G向示意图；

图16是图15所示的医疗导管的头端管段的H-H剖视图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本实用新型者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本实用新型的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本实用新型实施时的弹性。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，复数形式“多个”包括两个以上的对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外，以及术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“近端”通常是靠近操作者的一端，术语“远端”通常是靠近患者(即首先进入患者体内并靠近病灶)的一端。

本实用新型的核心思想在于提供一种三维磁定位系统，包括定位装置和医疗导管，所述定位装置包括定位处理单元及显示单元。所述医疗导管包括导管本体、第一磁传感器和第二磁传感器。所述导管本体包括轴向依次连接的头端管段、可调弯段及直管段。所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均设置在所述头端管段上，并分别与所述定位处理单元通信连接。所述定位处理单元被配置用于获取所述第一磁传感器的位姿信息和所述第二磁传感器的位姿信息，并根据所述第一磁传感器的位姿信息和所述第二磁传感器的位姿信息获取所述头端管段的位姿信息。所述显示单元与所述定位处理单元通信连接，并被配置用于接收所述头端管段的位姿信息并进行显示。进一步优选地，所述定位处理单元可以对所述头端管段的位姿信息进行图形化处理，所述显示单元接收经图形化处理的位姿信息并进行显示。本实用新型对所述定位处理单元对位姿信息进行图形化处理的方式不作限定。应知晓，位姿信息包括空间位置信息和方向信息。此外，所述医疗导管可以是导引鞘管或电生理导管，电生理导管可以是射频消融导管或标测导管。

利用所述三维磁定位系统执行介入手术时，可实时通过所述第一磁传感器和所述第二磁传感器跟踪医疗导管的头端管段在人体内的位置和方向，并通过显示单元同步显示，有利于提高医疗导管的控制精度，例如当所述医疗导管为导引鞘管时，方便在体内快速地建立导引通道，当所述医疗导管为电生理导管时，方便将所述医疗导管的远端导入目标位置，同时还可使医患双方免受射线辐射，提高介入手术的安全性。尤其地，通过将两个磁传感器均设置在医疗导管的头端管段上，可以更准确地得到头端管段的位姿信息，不仅于此，磁传感器布置在头端管段上还避免了其受可调弯段的控弯影响而发生断裂，保证磁定位的可靠性。

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

如图1所示，本实用新型实施例涉及一种三维磁定位系统，包括医疗导管和定位装置。所述定位装置包括定位处理单元100和显示单元200。请再结合图2，所述医疗导管包括相连接的导管本体300和控制手柄400，所述导管本体300包括轴向依次连接的头端管段310、可调弯段320和直管段330，所述直管段330的近端与所述控制手柄400连接，所述控制手柄400用于控制所述可调弯段320弯曲。所述医疗导管可以是导引鞘管，也可以是标测导管或消融导管。

如图3及图4所示，所述医疗导管还包括第一磁定位机构，用于定位所述头端管段310的位姿信息，应知晓，位姿信息包括空间位置信息和方向信息。所述第一磁定位机构设置在所述头端管段310上，如此设置的好处是，更准确地定位所述头端管段310的位姿，并且在对所述可调弯段320进行控弯时不会对第一磁定位机构产生不利影响，避免第一磁定位机构断裂而导致磁定位功能失效。

本实用新型实施例中，所述第一磁定位机构包括第一磁传感器341和第二磁传感器342。较佳地，请参考图5，所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342在所述头端管段310上呈夹角布置，且两者之间所形成的夹角的角度为5°～175°(包括5°和175°)，优选地，两者的夹角的角度为90°。应理解，两个磁传感器的夹角是指当所述头端管段310处于直线状态时两个磁传感器的轴线所形成的夹角。

在执行介入手术时，所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342均与所述定位处理单元100通信连接，例如通过一连接尾线500与一设备连接器600实现与所述定位处理单元100的连接。所述定位处理单元100用于获取所述第一磁传感器341的位姿信息和所述第二磁传感器342的位姿信息，然后根据所述第一磁传感器341的位姿信息和所述第二磁传感器342的位姿信息获取所述头端管段310的位姿信息。所述显示单元200用于接收所述头端管段310的位姿信息并进行显示，使得操作者可实时地掌握所述头端管段310的当前位姿。进一步地，所述定位处理单元100还用于根据所述头端管段310的位姿信息获取所述可调弯段320的预期弯曲方向，所述显示单元200用于接收所述可调弯段320的预期弯曲方向并进行显示，之后操作者可通过操控所述控制手柄400以使所述可调弯段320按照所述预期弯曲方向弯曲以提高所述医疗导管的控制精度。

可选地，所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342均为五自由度传感器。这样设置，可利用所述第一磁传感器341及所述第二磁传感器342合成一个六自由度传感器。也就是说，等同于通过一个六自由度传感器跟踪所述头端管段310的位姿，定位效果好，且相比于直接使用六自由度传感器而言，其占用空间小、成本低，既减小了医疗导管的尺寸，也降低了医疗导管的制造成本。

基于所述医疗导管的构造，所述定位处理单元100用于根据所述第一磁传感器341的位姿信息和所述第二磁传感器342的位姿信息合成一六自由度传感器的位姿信息，并根据该六自由度传感器的位姿信息获取所述头端管段310的位姿信息。本实用新型中，如何利用两个五自由度传感器合成一个六自由度传感器为现有技术，因此，本实用新型对此合成方式不作详细描述。

应理解，所述合成的六自由度传感器可以在空间内自由旋转和移动，而合成的六自由度传感器的位置、旋转和移动即对应于所述头端管段310的位置、旋转和移动。如此设置，可通过六自由度传感器精确判断头端管段310的位置和方向，从而提高医疗导管的定位精度，有利于提高医疗导管的控制精度，方便医疗导管的远端快速且准确地抵达病灶位置。

所述头端管段310的方向信息主要是获得所述头端管段310的角度信息，也即六自由度传感器的角度信息。一般地，可以使用旋转矩阵、旋转向量、四元数或欧拉角表示，且这些量之间也可以相互转换，其中，欧拉角使用较为广泛。在一些实施例中，可以用旋转矩阵表示所述头端管段310的方向信息。以直角坐标系xyz为例，已知四元数q＝(θ x y z)^T；其中θ为轴角；(x y z)为向量；x为x轴的坐标值；y为y轴的坐标值；z为z轴的坐标值。当单位向量ω＝(x y z)旋转θ角度后，根据四元数可求得旋转矩阵R：

上述旋转矩阵R也可以用欧拉角表示，即围绕一个坐标系的各轴的一系列旋转，在空间中描述从一个固定且已知方向的参考系，经过一系列基本旋转得到另一个新参考系的方式。如图6所示，原始参考系xyz的坐标轴被定义为x、y、z，旋转后的新参考系XYZ的坐标轴被定义为X、Y、Z；N被称作交轨线，是xy和XY坐标平面相交处的一条线。

当用欧拉角表示头端管段310的姿态时，首先用以下矩阵进行描述：

式(1-1)等同于

其中：

r₁₁＝cosθ+x²(1-cosθ)；r₁₂＝-zsinθ+xy(1-cosθ)；

r₁₃＝ysinθ+xz(1-cosθ)；r₂₁＝zsinθ+xy(1-cosθ)；

r₂₂＝cosθ+y²(1-cosθ)；r₂₃＝-xsinθ+yz(1-cosθ)；

r₃₁＝-ysinθ+xz(1-cosθ)；r₃₂＝xsinθ+yz(1-cosθ)；

r₃₃＝cosθ+z²(1-cosθ)。α为x轴和N轴之间的角度，代表绕z轴的旋转；β为z轴和Z轴之间的角度，代表绕N轴的旋转；γ为N轴和X轴之间的角度，代表绕Z轴的旋转。

然后，通过旋转矩阵R可以得到相应的欧拉角：

θ_x＝atan2(r₃₂，r₃₃)，

θ_z＝atan2(r₂₁，r₁₁)，

其中：θ_x、θ_y和θ_z分别为绕x轴、y轴和z轴的旋转角度。通过欧拉角即可确定六自由度传感器的姿态，也即确定了头端管段310的姿态。

本领域的技术人员应当可以理解，当两个磁传感器(例如第一磁传感器341和第二磁传感器342)的相对位置保持固定并具有一定夹角，每个磁传感器的空间位置都可以确定，例如在磁传感器外部设置磁场发生器，磁传感器受到磁场作用而产生感应电流，并反馈至定位处理单元100，定位处理单元100进行处理得到磁传感器在磁场的位置，最终确定磁传感器在空间上的具体位置，当两个磁传感器相对固定设置且夹角固定时，当医疗导管转动时，根据两个磁传感器的空间坐标，即可获取所述头端管段310的空间位置，由此达到实时跟踪所述头端管段310的目的。本实用新型实施例中，所述头端管段310可包括结构件312，所述结构件312用于安装至少一个所述磁传感器，例如安装所述第一磁传感器341。

进一步地，本实用新型实施例中，所述头端管段310在受到外力时能够发生变形，实际工作中，所述外力例如是所述头端管段310与人体组织接触时的接触力。所述医疗导管还包括应变传感器(图中未示出)，所述应变传感器设置在所述头端管段310上，用于在所述头端管段310与人体组织接触并发生变形时感测所述头端管段310所受到的接触力的大小。所述应变传感器310用于与所述定位处理单元100通信连接，所述定位处理单元100还用于根据所述头端管段310的位姿信息及所述头端管段310受到的接触力的大小获取所述头端管段310受到的力矢量，操作者可根据所述头端管段310受到的力矢量评判所述头端管段310与人体组织的贴靠情况。

详细地，请返回参考图3，所述头端管段310可包括弹性体311，当所述弹性体311受到外力发生变形时，所述头端管段310即发生变形。所述弹性体311可与所述结构件312轴向连接，其中所述结构件312的近端与所述可调弯段320的远端连接。或者，所述头端管段310还可包括头电极313，所述头电极313连接于所述弹性体311的远端。所述弹性体311的材质为柔软易变形的高分子材料，当所述头端管段310与人体组织接触且两者之间具有接触力时，所述弹性体311受力变形，如此所述应变传感器可安装于所述弹性体311上。所述结构件312的材质为不锈钢或其他具有一定韧性的高分子材料。所述头电极313可以是铂铱合金电极，其能够用于感测电生理信号和/或进行消融。

通常，所述弹性体311的外径小于所述可调弯段320的外径，通过设置所述结构件312一方面可确保所述弹性体311及所述头电极313与所述可调弯段320的同轴度，另一方面还方便所述第一磁定位机构的安装(例如用于安装所述第一磁传感器和第二磁传感器，或者仅用于安装所述第一磁传感器，所述第二磁传感器安装在所述头电极313上，具体的安装方式将在后文中详细介绍)，并且所述结构件312自身的韧性还可以对安装于其上的磁传感器起到保护作用，避免因头端管段310受力而造成磁传感器损伤。

应理解，当所述医疗导管是导引鞘管时，所述头端管段310可不包括所述头电极313，而当所述头端管段310包括所述头电极313时，所述头端管段310可具备标测和/或消融功能。

进一步地，请参考图7及图8，所述医疗导管还可包括第二磁定位机构，设置在所述直管段320的内部，并位于所述直管段330的远端(即临近所述可调弯段320的位置处)，用于定位所述直管段330远端的位姿。所述第二磁定位机构包括第三磁传感器351和第四磁传感器352。所述第三磁定位传感器351和所述第四磁传感器352均与所述定位处理单元100通信连接(可通过前述的连接尾线500及所述设备连接器600实现)。所述定位处理单元100用于获取所述第三磁定位传感器351的位姿信息和所述第四磁定位传感器352的位姿信息，并根据所述第三磁定位传感器351的位姿信息和所述第四磁定位传感器352的位姿信息获取所述直管段330远端的位姿信息，以及，根据所述头端管段310的位姿信息和所述直管段330远端的位姿信息获取所述可调弯段320的位姿信息(即获取所述可调弯段320的弯型)。所述显示单元200用于接收所述可调弯段320的位姿信息并进行显示。

类似于所述第一磁定位机构，所述第三磁定位传感器351和所述第四磁传感器352也呈夹角设置。所述第三磁传感器351和所述第四磁传感器352优选为五自由度传感器，且所述第三磁传感器351和所述第四磁传感器352合成一个六自由度传感器以跟踪所述直管段330远端的位姿。因此，所述定位处理单元100用于根据所述第三磁传感器351的位姿信息和所述第四磁传感器352的位姿信息合成一六自由度传感器的位姿信息，并根据该六自由度传感器的位姿信息获取所述直管段330远端的位姿信息。

进一步地，所述定位处理单元还用于对所述头端管段310的位姿信息和所述可调弯段320的位姿信息进行图形化处理。所述显示单元200用于接收经所述图像化处理的位姿信息并进行显示。

接下去，结合若干优选实施例对所述医疗导管的结构做进一步详细的说明，以下实施例中均以所述头端管段包括头电极(即所述医疗导管具有标测和/或消融功能)为例介绍，并且以下描述中仅介绍所述医疗导管不同于现有技术的部分。但应理解，以下实施例不作为对本实用新型的限定。

<实施例一>

请返回参考图3至图5及图9、图10，本实施例中，所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342均设置在所述结构件312上。具体地，所述结构件312上设有沿其周向间隔布置的一个第一通道314和至少一个第二通道315，且所述第一通道314的轴线与所述第二通道315的轴线呈夹角设置。优选地，所述第一通道314的轴线与所述结构件312的轴线呈夹角设置，该夹角的角度优选为5°～10°。所述第二通道315的轴线与所述结构件312的轴线相互平行。所述第一磁传感器341至少部分地设置在所述第一通道314中，所述第二磁传感器342至少部分地设置在一个所述第二通道315中，如此所述第一磁传感器341与所述第二磁传感器342所形成的夹角为5°～10°，并且所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342在所述结构件312的周向上相互错开，减少两者之间的相互干扰，提高定位准确性。可理解，所述第一通道314的轴线与其横截面的形状相关，所述第二通道315的轴线也与其横截面的形状相关，后文中将进行说明。

此外，请重点参考图5，本实施例中所述第一通道314的轴线到所述结构件312的轴线的距离沿近端到远端方向逐渐减小，并且优选所述第一磁传感器341的远端伸出所述第一通道314外并延伸至所述弹性体311内，所述第二磁传感器342的近端端伸出所述第二通道315外并延伸至所述可调弯段320内，优点是减小所述结构件312的轴向长度，降低对所述头端管段310的形变的干扰，并还可提高空间利用率。

由于所述头端管段310包括头电极313，故而所述第二通道315的数量可以是三个，其中一个所述第二通道315可用于安装所述第二磁传感器342，另一个所述第二通道315可用于穿设传感器的导线和/或其他导线(例如测力传感器导线、温度传感器的导线和/或所述头电极313的导线)，再一个所述第二通道315可用作介质通道，所述介质例如是生理盐水，其用于对所述头电极313进行冷却。应理解，所述可调弯段320为多腔管，其上的腔室可与三个所述第二通道315一一对应地布置，所述可调弯段320的结构为现有技术，此处不再赘述。

请继续参考图9，在所述结构件312的径向截面上，所述第一通道314的形状可为圆形或椭圆形等规则结构。所述第二通道315可为异形结构，且每个所述第二通道315的轮廓线至少部分开放地设置，开放设置是指所述第二通道315具有不封闭的轮廓线。位于中间的一个所述第二通道315与所述第一通道314相对设置，其余两个所述第二通道315分布在所述第一通道314的两侧。进一步地，每个所述第二通道315的轮廓线均包括弧形边和分别连接于所述弧形边两端的两个直线边，且每个所述第二通道315的两个所述直线边相互平行。本实施例中，与所述第一通道314相对设置的所述第二通道315(即中间的第二通道315)的直线边平行于所述第一通道314的圆心和与其相对的所述第二通道315的弧形边的圆心的连接线d。位于所述第一通道314两侧的两个所述第二通道315中的一者的直线边垂直于所述连接线d，另一者的直线边相对于所述连接线d倾斜设置，且所述另一者的弧形边更靠近与所述第一通道314相对设置的所述第二通道315，也即所述另一者的弧形边的圆心到与所述第一通道314相对设置的所述第二通道315的弧形边的圆心的距离小于所述另一者的弧形边的圆心到所述第一通道314的圆心的距离。以图9所示方位为例，位于所述第一通道314左侧的第二通道315的直线边与所述连接线d垂直，位于所述第一通道314右侧的第二通道315的直线边倾斜向上设置。这样设置的目的在于提高所述结构件312的空间利用率，在所述结构件312的径向尺寸确定的情况下尽可能地增大所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342的夹角，并还顺应导管本体内的各种导线的布置。需要说明的是，本实施例中，每个所述第二通道315的轴线是指经过该第二通道315的所述弧形边的圆心的直线。

此外，在本实施例中，所述第三磁传感器351和所述第二磁传感器352可以任意合适的方式布置在所述直管段330的远端内部，只要两者呈夹角设置即可。例如，所述第三磁传感器351设置在所述直管段330的内壁上，并与所述直管段330的轴线平行，所述第四传感器352通过一斜槽固定件700倾斜地设置在所述直管段330内。或者所述直管段为双层管，且所述直管段的内层管之外表面上开设有两个呈夹角布置的斜槽，第三磁传感器351和所述第四磁传感器352分别布置在一个所述斜槽内。

还需要说明的是，所述医疗导管还包括外套管(图中未示出)。通常，所述弹性体311的外径小于所述可控弯段320的外径，所述结构件312的最大外径可等于所述可控弯段320的外径，所述结构件312的远端可通过卡接结构312a与所述弹性体311的近端的卡槽311a配合连接，然后在所述弹性体311和所述结构件312的远端上套装所述外套管并注胶连接，以增强所述弹性体311与所述结构件312的接合强度，并且在设置所述外套管之后，所述头端管段310具有平整的外表面。

<实施例二>

本实施例与实施例一的区别之处在于，如图11至图13所示，所述结构件312被配置为具有铁磁性，所述第一磁传感器341至少部分地设置在所述结构件312的所述第一通道内，所述第二磁传感器342包括感应线圈，所述感应线圈至少部分地缠绕在所述结构件312的外周面上。这样一来三个所述第二通道315中的两个可用于穿设各种导线，另一个仍用作介质通道。相比于实施例一，本实施例的优势在于可减小所述结构件312的轴向长度，进而减小所述头端管段310的硬段长度，提高导管在体内的灵活响应性以及尽可能地增大所述第一磁传感器341与所述第二磁传感器342之间所形成的夹角(锐角)的角度，且可以通过调整第一磁传感器341伸入弹性体311内的长度，减少对所述头端管段310的变形的干扰。所述感应线圈可直接采用漆包线绕制，或者所述感应线圈采用导电金属绕制，并在相邻两圈之间设置介电层。

在一些实现方式中，所述结构件312可整体采用铁磁材料制作。或者，在另一项实现方式中，如图11至图13所示，所述结构件312为分体式结构并包括结构件本体312b和铁磁芯管312c。所述结构件本体312b不具有铁磁性，其上设置有所述第一通道314和所述第二通道315，所述铁磁芯管312c套装在所述结构件本体312b上，如此所述第二磁传感器342至少部分地缠绕在所述铁磁芯管312c的外周面上，通过如此设计，增大了所述第二磁传感器，从而进一步增强磁传感器的信号，提高合成的6个自由度的磁定位传感器的精确性和灵敏度。

本实施例中，所述结构件312的最大外径可小于所述可控弯段320的外径，且所述外套管还包覆所述第二磁传感器342。

<实施例三>

本实施例与实施例一的区别之处在于，所述第一磁传感器341设置在所述结构件312上，所述第二磁传感器342设置在所述头电极313上。

具体地，请参考图14至图16，所述头电极313上设有第三通道316，所述第三通道316的轴线优选平行于所头电极313的轴线。可理解，当所述头端管段310处于直线状态时(即所述头端管段310未变形)所述头电极313与所述结构件312同轴布置，因而所述第三通道316的轴线也与所述结构件312的轴线平行。所述第二磁传感器342至少部分地设置在所述第三通道316内，优选地，所述第二磁传感器342的远端位于所述第三通道316内，近端伸出所述第三通道316并延伸至所述弹性体311内。这样设置的优点在于，一方面第二磁传感器不占据结构件312的及弹性体311近端的空间，使得两个磁传感器可在有限的空间内形成更大的夹角(锐角)，本实施例中，所述第二磁传感器342与所述第一磁传感器341所形成的夹角可达到20°，从而提高磁传感器的位置精度；另一方面所述第二磁传感器342更接近所述导管本体的远端端部，使得导管头端的定位更加准确；再一方面，所述第一磁传感器341和所述第二磁传感器342在轴向上相互错开，可降低两者之间的干扰。

较佳地，在所述头端管段310的周向上，所述第一通道314和所述第三通道316相互错开(即所述第一通道314的轴线与所述第三通道316的轴线异面)，以进一步降低两个磁传感器之间的干扰。所述第三通道316与一个所述第二通道315例如位于中间的与所述第一通道314相对的一个所述第二通道315对齐，以便于所述第二磁传感器342的导线的布置，也便于在所述头电极313的中心设置介质流道317。

虽然本实用新型披露如上，但并不局限于此。本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (23)

1.一种医疗导管，其特征在于，包括导管本体、第一磁传感器和第二磁传感器；所述导管本体包括轴向依次连接的头端管段、可调弯段和直管段；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均设置在所述头端管段上。

2.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器呈夹角设置。

3.根据权利要求2所述的医疗导管，其特征在于，所述第一磁传感器和所述第二磁传感器所形成的夹角的角度为5°～175°。

4.根据权利要求2所述的医疗导管，其特征在于，所述头端管段包括结构件，所述结构件的近端与所述可调弯段连接；所述第一磁传感器设置于所述结构件上。

5.根据权利要求4所述的医疗导管，其特征在于，所述结构件上设有第一通道，所述第一通道的轴线与所述结构件的轴线呈夹角设置；

所述第一磁传感器至少部分地设置在所述第一通道中。

6.根据权利要求5所述的医疗导管，其特征在于，所述第二磁传感器设置于所述结构件上。

7.根据权利要求6所述的医疗导管，其特征在于，所述结构件上还设有第二通道，所述第二通道与所述第一通道沿所述结构件的周向间隔布置，且所述第二通道的轴线与所述第一通道的轴线呈夹角设置；所述第二磁传感器至少部分地设置在所述第二通道中。

8.根据权利要求7所述的医疗导管，其特征在于，所述第二通道的轴线与所述结构件的轴线平行设置。

9.根据权利要求6所述的医疗导管，其特征在于，所述结构件还被配置为具有铁磁性，所述第二磁传感器包括感应线圈，所述感应线圈至少部分地缠绕于所述结构件的外周面上；或，

所述结构件包括非铁磁性的结构件本体和套装在所述结构件本体之外部的铁磁芯管，所述第一通道设置于所述结构件本体中；所述第二磁传感器包括感应线圈，所述感应线圈至少部分地缠绕于所述铁磁芯管的外周面上。

10.根据权利要求5所述的医疗导管，其特征在于，所述第一通道的轴线与所述结构件的轴线所形成的夹角的角度为5°～10°。

11.根据权利要求5所述的医疗导管，其特征在于，所述结构件上设有沿其周向间隔布置的一个所述第一通道和三个第二通道；所述第二通道与所述第一通道呈夹角布置；且在所述结构件的径向截面上，每个所述第二通道的轮廓线至少部分开放设置。

12.根据权利要求11所述的医疗导管，其特征在于，所述第二通道用于安装所述第二磁传感器或用于穿设所述第二磁传感器及所述第二磁传感器的导线或用于供介质流通；

在所述结构件的周向上，三个所述第二通道中的一个与所述第一通道相对设置，其余两个所述第二通道分别位于所述第一通道两侧；且在所述结构件的径向截面上，每个所述第二通道的轮廓线均包括弧形边和分别连接于所述弧形边两端的两个直线边。

13.根据权利要求12所述的医疗导管，其特征在于，与所述第一通道相对设置的所述第二通道的直线边平行于所述第一通道的圆心及与其相对设置的所述第二通道的弧形边的圆心的连接线；其余两个所述第二通道中的一者的直线边垂直于所述连接线，另一者的直线边相对于所述连接线倾斜设置，且所述另一者的弧形边的圆心到与所述第一通道相对设置的所述第二通道的弧形边的圆心的距离小于所述另一者的弧形边的圆心到所述第一通道的圆心的距离。

14.根据权利要求2或4所述的医疗导管，其特征在于，所述头端管段包括头电极，所述头电极置于所述头端管段的远端，所述头电极上设有第三通道，所述第二磁传感器至少部分地设置在所述第三通道中。

15.根据权利要求14所述的医疗导管，其特征在于，所述第一磁定位传感器和所述第二磁传感器在所述头端管段的周向和轴向上相互错开。

16.根据权利要求14所述的医疗导管，其特征在于，所述第三通道的轴线平行于所述头电极的轴线。

17.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述头端管段还包括弹性体，所述弹性体上设置有应变传感器，所述应变传感器用于感测所述头端管段发生变形时所受到的外力的大小。

18.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述医疗导管还包括第三磁传感器和第四磁传感器，所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述直管段内，并位于所述直管段的远端；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器呈夹角设置。

19.根据权利要求18所述的医疗导管，其特征在于，所述第一磁传感器、所述第二磁传感器、所述第三磁传感器及所述第四磁传感器均为五自由度传感器。

20.一种三维磁定位系统，其特征在于，包括定位装置和如权利要求1-19中任一项所述的医疗导管；

所述定位装置包括定位处理单元及显示单元；所述第一磁传感器和所述第二磁传感器均用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元被配置用于获取所述第一磁传感器的位姿信息以及所述第二磁传感器的位姿信息，并根据所述第一磁传感器的位姿信息和所述第二磁传感器的位姿信息获取所述头端管段的位姿信息；

所述显示单元与所述定位处理单元通信连接，并被配置用于接收所述头端管段的位姿信息并进行显示。

21.根据权利要求20所述的三维磁定位系统，其特征在于，当所述医疗导管还包括第三磁传感器和第四磁传感器时，所述第三磁传感器和所述第四磁传感器设置在所述直管段内，并位于所述直管段的远端；所述第三磁传感器和所述第四磁传感器均用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元还被配置用于获取所述第三磁传感器的位姿信息和所述第四磁传感器的位姿信息，并根据所述第三磁传感器的位姿信息和所述第四磁传感器的位姿信息获取所述直管段远端的位姿信息；以及，根据所述头端管段的位姿信息和所述直管段远端的位姿信息获取所述可调弯段的位姿信息；

所述显示单元被配置用于接收所述可调弯段的位姿信息并进行显示。

22.根据权利要求20所述的三维磁定位系统，其特征在于，所述定位处理单元被配置用于对所述头端管段的位姿信息以及所述可调弯段的位姿信息进行图形化处理，所述显示单元被配置用于接收经所述图形化处理的位姿信息并进行显示，和/或，所述定位处理单元还被配置用于根据所述头端管段的位姿信息获取所述可调弯段的预期弯曲方向。

23.根据权利要求20所述的三维磁定位系统，其特征在于，所述医疗导管还包括应变传感器，设置在所述头端管段上，用于在所述头端管段受到外力并发生变形时感测所述外力的大小；所述应变传感器用于与所述定位处理单元通信连接；

所述定位处理单元还被配置用于根据所述头端管段的位姿信息和所述头端管段受到的外力的大小获取所述头端管段受到的力矢量；

所述显示单元被配置用于接收所述力矢量并进行显示。

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