JP6095779B2 - 磁場情報を使用したインピーダンス・ベースの医用デバイス・ナビゲーションにおけるシフト及びドリフトの補正 - Google Patents
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Description
本出願は、2012年8月13日に出願された現在係属中の米国特許出願第13/584,197号(‘197出願)のCIPであり、‘197出願の優先権を主張するものである。‘197出願は、2011年4月14日に出願された現在係属中の米国特許出願第13/087,203号(‘203出願)のCIPである。本出願は、2011年9月13日に出願された現在係属中の米国特許出願第13/231,284号(‘284出願)のCIPでもある。これらの3つの出願のそれぞれは、本明細書に完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。
{nXj,nYj,nZj}
及び
{gXj,gYj,gZj}
という形態の、1対の電気的又は磁気的に測定された三次元座標であり、上式で、nは電場に基づく位置システム18の座標系50内のある点を差し、gは磁場に基づく位置システム20の座標系52内のある点を差し、j=1、2、….N、Nは計画位置の総数である。ステップ62、64は実質的に同時に実行され得ることを理解されたい。また、これらのステップは、カテーテル14上の複数の電気式位置センサ44及び磁気式位置センサ46に対して実施され得ることも理解されたい。いくつかのデバイスでは、複数の電気式位置センサ44が、単一の磁気式位置センサ46に近接して配置されてよく、それによって、磁気式計画位置ごとに複数の電気式計画位置の生成が行われる。そのような場合、方法は、磁気式位置センサ46に近接して配置された複数の電気式位置センサ44に関する複数の計画位置を平均化するステップ66をさらに含むことができる。カテーテル14上のセンサ44、46に関する計画位置の決定は、必要とされる又は所望されるよりも多くの位置を生成することができる。したがって、方法は、単一のセンサ(たとえば、電気式位置センサ441又は磁気式位置センサ461)又は複数のセンサ(たとえば、電気式位置センサ441及び442)に関する1対の計画位置の間の距離を比較するステップ68と、距離が所定の閾値に対する所定の特性(たとえば、4.0ミリメートルなどの所定の距離未満である)を満たす場合、計画位置のうち1つを廃棄するステップ70とをさらに含むことができる。
δij=1,i=j
δij=0,i≠j
これらの方程式の解は、座標系50内のある位置を座標系52にマッピングするために次のように適用可能なマッピング関数gFSを定義するために使用することができる。
δij=1,i=j
δij=0,i≠j
これらの方程式の解は、座標系52内のある位置を座標系50にマッピングするために次のように適用可能なマッピング関数IgFSを定義するために使用することができる。
Claims (22)
- 身体内で医用デバイスをナビゲートするためのシステムであって、
第1の座標系を定義する電場ベースの位置決めシステムと、
第2の座標系を定義する磁場ベースの位置決めシステムと、
前記医用デバイス上の第1の電気式位置センサと、
前記第1の電気式位置センサに近接配置された前記医用デバイス上の第1の磁気式位置センサと、
電子制御ユニットと、を備え、
前記電子制御ユニットは、
前記第1の座標系内で、前記第1の電気式位置センサに関する動作位置を決定し、
前記第2の座標系内で、前記第1の磁気式位置センサに関する動作位置を決定し、
前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第1のマッピング関数を適用し、ここで、前記第1のマッピング関数は、前記第2の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関する前記動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成し、
前記第1の磁気式位置センサの前記マッピングされた位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する第1の調整された動作位置を決定する、
ように構成された、システム。 - 前記電子制御ユニットはさらに、前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第2のマッピング関数を適用するように構成されており、前記第2のマッピング関数は、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する前記第1の調整された動作位置に応じて、前記第2の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、請求項1に記載のシステム。
- 前記電子制御ユニットはさらに、
前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する計画位置を決定し、
前記第2の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関する計画位置を決定し、
前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサに関する計画位置に応じて、前記第1のマッピング関数を計算する、
ように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記電子制御ユニットはさらに、前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサに関する前記各計画位置に応じて、第2のマッピング関数を計算するように構成され、前記第2のマッピング関数は、前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサの前記各計画位置を関連づけ、前記第2のマッピング関数は、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサの前記計画位置に応じて、前記第2の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1の磁気式位置センサに近接配置された前記医用デバイス上の第2の電気式位置センサをさらに備え、
前記電子制御ユニットはさらに、
前記第1の座標系内での前記第2の電気式位置センサに関する計画位置を決定し、
前記第1のマッピング関数を計算する前に、前記第1及び第2の電気式位置センサの前記計画位置を平均化する、
ように構成されている、請求項3又は4に記載のシステム。 - 前記医用デバイス上の第2の電気式位置センサ及び前記医用デバイス上の第2の磁気式位置センサのうちの少なくとも一方をさらに備え、
前記電子制御ユニットはさらに、
前記第1の座標系内での前記第2の電気式位置センサ及び前記第2の座標系内での前記第2の磁気式位置センサのうちの一方の位置センサに関する計画位置を決定し、
前記一方の位置センサの前記計画位置と、前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサのうちの対応する一方の前記計画位置との間の距離を比較し、
前記距離が所定の閾値未満であるときに、前記一方の位置センサに関する前記計画位置を廃棄する、
ように構成されている、請求項3又は4に記載のシステム。 - 前記電子制御ユニットはさらに、前記第1の調整された動作位置を決定するときに、
前記第1の電気式位置センサに関する前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサに関する前記マッピングされた位置との間の差を決定し、
前記第1の電気式位置センサに関する前記動作位置を前記差によって修正して、前記第1の調整された動作位置を取得する、
ように構成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記第1の電気式位置センサに近接配置された前記医用デバイス上の第2の磁気式位置センサをさらに備え、
前記電子制御ユニットはさらに、
前記第2の座標系内での前記第2の磁気式位置センサに関する動作位置を決定し、
前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第2の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第2のマッピング関数を適用し、ここで、前記第2のマッピング関数は、前記第2の座標系内での前記第2の磁気式位置センサの前記動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第2の磁気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成し、
前記第2の磁気式位置センサの前記マッピングされた位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する第2の調整された動作位置を決定し、
前記第1及び第2の調整された動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する完全に調整された動作位置を決定する、
ように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記電子制御ユニットはさらに、前記完全に調整された動作位置を決定するときに、前記第1及び第2の調整された動作位置を平均化するように構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記電子制御ユニットはさらに、前記完全に調整された動作位置を決定するときに、前記第1の磁気式位置センサ及び前記第2の磁気式位置センサに対する前記第1の電気式位置センサの実際の距離に応じて、前記第1及び前記第2の調整された動作位置のそれぞれを重み付けするように構成されている、請求項8に記載のシステム。
- 前記電子制御ユニットはさらに、前記第1の調整された動作位置に応じて、前記第1の電気式位置センサに対応する画像をディスプレイ上に表示するように構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム。
- 身体内で医用デバイスをナビゲートするためのシステムの作動方法であって、
電場ベースの位置決めシステムによって定義される第1の座標系内で、前記医用デバイス上の第1の電気式位置センサに関する動作位置を決定するステップと、
磁場ベースの位置決めシステムによって定義される第2の座標系内で、前記第1の電気式位置センサに近接配置された前記医用デバイス上の第1の磁気式位置センサに関する動作位置を決定するステップと、
前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第1のマッピング関数を適用するステップであって、ここで、前記第1のマッピング関数は、前記第2の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関する前記動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、ステップと、
前記第1の磁気式位置センサの前記マッピングされた位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する第1の調整された動作位置を決定するステップと、
を含む作動方法。 - 前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第2のマッピング関数を適用するステップをさらに含み、前記第2のマッピング関数は、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する前記第1の調整された動作位置に応じて、前記第2の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、請求項12に記載の作動方法。
- 前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する計画位置を決定するステップと、
前記第2の座標系内での前記第1の磁気式位置センサに関する計画位置を決定するステップと、
前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサに関する前記計画位置に応じて、前記第1のマッピング関数を計算するステップと、
をさらに含む、請求項12に記載の作動方法。 - 前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサに関する前記各計画位置に応じて、第2のマッピング関数を計算するステップをさらに含み、前記第2のマッピング関数は、前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサの前記各計画位置を関連付け、前記第2のマッピング関数は、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサの前記計画位置に応じて、前記第2の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、請求項14に記載の作動方法。
- 前記第1の座標系内での前記医用デバイス上の第2の電気式位置センサに関する計画位置を決定するステップであって、前記第2の電気式位置センサは前記第1の磁気式位置センサに近接配置される、ステップと、
前記第1のマッピング関数を計算する前に、前記第1及び第2の電気式位置センサの前記計画位置を平均化するステップと
をさらに含む、請求項14又は15に記載の作動方法。 - 前記第1の座標系内での第2の電気式位置センサ及び前記第2の座標系内での第2の磁気式位置センサのうち一方の位置センサに関する計画位置を決定するステップと、
前記一方の位置センサの前記計画位置と、前記第1の電気式位置センサ及び前記第1の磁気式位置センサのうちの対応する一方の前記計画位置との間の距離を比較するステップと、
前記距離が所定の閾値未満であるときに、前記一方の位置センサに関する前記計画位置を廃棄するステップと、
をさらに含む、請求項14又は15に記載の作動方法。 - 前記第1の調整された動作位置を決定するステップは、
前記第1の電気式位置センサに関する前記動作位置と前記第1の磁気式位置センサに関する前記マッピングされた位置との間の差を決定するサブステップと、
前記第1の電気式位置センサに関する前記動作位置を前記差によって修正して、前記第1の調整された動作位置を取得するサブステップと、
を含む、請求項12から17のいずれか一項に記載の作動方法。 - 前記第2の座標系内での前記医用デバイス上の第2の磁気式位置センサに関する動作位置を決定するステップであって、前記第2の磁気式位置センサは前記第1の電気式位置センサに近接配置されている、ステップと、
前記第1の電気式位置センサの前記動作位置と前記第2の磁気式位置センサの前記動作位置とを関連付ける第2のマッピング関数を適用するステップであって、前記第2のマッピング関数は、前記第2の座標系内での前記第2の磁気式位置センサの前記動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第2の磁気式位置センサに関するマッピングされた位置を生成する、ステップと、
前記第2の磁気式位置センサの前記マッピングされた位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する第2の調整された動作位置を決定するステップと、
前記第1の調整された動作位置及び前記第2の調整された動作位置に応じて、前記第1の座標系内での前記第1の電気式位置センサに関する完全に調整された動作位置を決定するステップと、
をさらに含む、請求項12に記載の作動方法。 - 前記完全に調整された動作位置を決定するステップは、前記第1及び前記第2の調整された動作位置を平均化するサブステップを含む、請求項19に記載の作動方法。
- 前記完全に調整された動作位置を決定するステップは、前記第1の磁気式位置センサ及び前記第2の磁気式位置センサに対する前記第1の電気式位置センサの実際の距離に応じて、前記第1及び第2の調整された動作位置のそれぞれを重み付けするサブステップを含む、請求項19に記載の作動方法。
- 前記調整された動作位置に応じて、前記第1の電気式位置センサに対応する画像をディスプレイ上に表示するステップをさらに含む、請求項12から21のいずれか一項に記載の作動方法。
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