TW202400093A - 追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法 - Google Patents

追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202400093A
TW202400093A TW112109367A TW112109367A TW202400093A TW 202400093 A TW202400093 A TW 202400093A TW 112109367 A TW112109367 A TW 112109367A TW 112109367 A TW112109367 A TW 112109367A TW 202400093 A TW202400093 A TW 202400093A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
plane
sensor
axis
coordinate system
global coordinate
Prior art date
Application number
TW112109367A
Other languages
English (en)
Inventor
卡特琳 倫澤
Original Assignee
德商阿比奥梅德歐洲有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 德商阿比奥梅德歐洲有限公司 filed Critical 德商阿比奥梅德歐洲有限公司
Publication of TW202400093A publication Critical patent/TW202400093A/zh

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/10Location thereof with respect to the patient's body
    • A61M60/122Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body
    • A61M60/126Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel
    • A61M60/13Implantable pumps or pumping devices, i.e. the blood being pumped inside the patient's body implantable via, into, inside, in line, branching on, or around a blood vessel by means of a catheter allowing explantation, e.g. catheter pumps temporarily introduced via the vascular system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20Type thereof
    • A61M60/205Non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/216Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller
    • A61M60/237Non-positive displacement blood pumps including a rotating member acting on the blood, e.g. impeller the blood flow through the rotating member having mainly axial components, e.g. axial flow pumps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/80Constructional details other than related to driving
    • A61M60/802Constructional details other than related to driving of non-positive displacement blood pumps
    • A61M60/81Pump housings
    • A61M60/816Sensors arranged on or in the housing, e.g. ultrasound flow sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/80Constructional details other than related to driving
    • A61M60/855Constructional details other than related to driving of implantable pumps or pumping devices
    • A61M60/865Devices for guiding or inserting pumps or pumping devices into the patient's body
    • A61M60/867Devices for guiding or inserting pumps or pumping devices into the patient's body using position detection during deployment, e.g. for blood pumps mounted on and driven through a catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107Visualisation of planned trajectories or target regions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046Tracking techniques
    • A61B2034/2051Electromagnetic tracking systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2072Reference field transducer attached to an instrument or patient

Abstract

本發明係關於一種追蹤系統,包含:發射裝置,其在患者身體至少一部分內建立測量空間,患者身體有正中面、橫狀面、冠狀面;可移動感測器,其可在測量空間內移動;第一參考感測器,其在測量空間內建立全域座標系統,全域座標系統有原點、x'軸、y'軸、z'軸;及控制器,被配置為:偵測可移動感測器在全域座標系統內的即時位置;將原點設為關於患者身體的錨點;在x'、z'軸方向橫跨第一參考平面,平行正中面;在y'、z'軸方向橫跨第二參考平面,平行橫狀面;在x'、y'軸方向橫跨第三參考平面,平行冠狀面;及基於可移動感測器之預期移動路徑,平移第一、第二、第三參考平面中至少一者。

Description

追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法
本發明係關於一種追蹤系統,具體而言係當將血液泵或血液泵的導引線引入至患者身體中時可使用的追蹤系統。
本發明係關於一種追蹤系統,其包含發射裝置、可移動感測器、第一參考感測器、及控制器。本發明進一步係關於一種使用對應之追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法。具體而言,當將血液泵或血液泵的導引線引入至患者身體中時使用追蹤系統。血液泵可係一導管泵,具體而言係血管內血液泵、心內血液泵、或任何其他種類的心室輔助裝置。
不同類型之此類血液泵已知於先前技術,且意欲在短期應用(其中血管內血液泵置放於患者中達數天或數周)上、或長期應用(其中血管內血液泵置放於患者中達數周或數月)上支援患者心臟的功能。血液泵可例如藉由使用導管通過主動脈插入至患者身體中,或者可置放於胸腔中。在計劃的手術期間,通常使用導引線(充當血管內血液泵的軌道)將血管內血液泵引入至患者身體中。例如,使用螢光透視(fluoroscopy)將導引線及血管內血液泵引入至患者身體中,以保證血管內血液泵正確定位於患者的左心室中。通常,X射線用於螢光透視。
然而,存在著與螢光透視相關聯的某些缺點,且具體地與X射線相關聯。在計劃的手術期間,對於分別置放血液泵或導引線,X射線並非限制可用。另外,患者及醫師在進行x射線時暴露於高量的輻射。
因此,存在著提供改良解決方案的需要,以用於在將血液泵或導引線引入至患者身體中時追蹤血液泵或血液泵的導引線的位置。
根據一第一態樣,一種追蹤系統包含:一發射裝置,其被配置為用以在一患者身體之至少一部分內建立一測量空間;一可移動感測器,其可在該測量空間內移動;及一第一參考感測器,其在該測量空間內建立一全域座標系統。該全域座標系統包含一原點、一x'軸、一y'軸、及一z'軸。該患者身體具有一正中面(median plane, MP)、一橫狀面(transverse plane, TP)、及一冠狀面(coronal plane, CP)。
根據第一態樣之追蹤系統,其進一步包含一控制器,且該控制器被配置為:用以偵測該可移動感測器在該全域座標系統內的即時位置;用以將該全域座標系統的該原點設定為相關於該患者身體的一錨點;用以在該x'軸與該z'軸的方向上橫跨一第一參考平面,其平行於該正中面;用以在該y'軸與該z'軸的方向上橫跨一第二參考平面,其平行於橫狀面;用以在該x'軸與該y'軸的方向上橫跨一第三參考平面,其平行於該冠狀面;且用以基於該可移動感測器之一預期移動路徑,而平行地平移該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面中之至少一者。該第一參考感測器可附接至患者的皮膚,且可定位於胸骨的上部分在柄上。
此處,患者身體之正中面、橫狀面、及冠狀面係人體的三個主要平面,且控制器可將該等參考平面設置為平行於該等主要平面,因為第一參考感測器係追蹤程序的錨點。可移動感測器之預期移動路徑係醫師已知者,因為可移動感測器係例如經由右腋部入點(access)、左腋部入點、或右或左股部入點引入至患者身體中。因此,參考平面中之至少一者可平行地移動以在該測量空間內定界一體積,可移動感測器不應在可移動感測器所附接的例如血管內血液泵或導引線的插入期間離開該體積。此外,因為發射裝置產生測量空間,且因為可移動感測器及第一參考感測器在該測量空間內的位置可被偵測,因此若可移動感測器係在藉由移動參考平面中之至少一者而獲得的所定界體積內,則其亦可被偵測。此允許醫師在分別插入導引線或血管內血液泵時更好的定向及支援。
為了將全域座標系統之原點設定為相關於患者身體的一錨點,可行的是將全域座標系統之原點定義為正中面、橫狀面、及冠狀面的相交點。
較佳地,該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面在該測量空間內建立八個八分區(octants)。較佳地,該控制器被配置為用以基於該可移動感測器之該預期移動路徑調整該等八分區的分割。在移動該等參考平面中之一或多者中,可改變該等八分區之各者的大小。例如,該等八分區之一者可特別受醫師關注,因為涵蓋可移動感測器之預期移動路徑,且因此涵蓋所定界之空間。此可允許更好的定向,因為可移動感測器「離開(leave)」所關注之八分區可直接由醫師辨識。例如,在將具有可移動感測器的導引線經由左腋部入點引入至患者身體中的情況下,涵蓋左腋部入點的八分區分別藉由移動各別參考平面而定大小或放大,使得其涵蓋所關注之整個血管系統及左心室。
較佳地,該追蹤系統包含一第二參考感測器,且該控制器被配置為用以偵測該第二參考感測器在該全域座標系統內的一位置及/或一定向。該第二參考感測器可用作對醫師的進一步幫助,因為其位置對於醫師係已知。例如,第二參考感測器可定位於患者的皮膚上心臟的頂點上方。
該控制器可進一步被配置為用以將該x'軸與該冠狀面與該正中面的一相交線平行地對準,及/或以將該y'軸與該橫狀面與該冠狀面的一相交線平行地對準,及/或以將該z'軸與該正中面與該橫狀面的一相交線平行地對準。
該第一參考感測器可進一步被配置為用以與該正中面、及/或該橫狀面、及/或該冠狀面手動地對準,使得該x'軸與該冠狀面與該正中面的一相交線平行,及/或使得該y'軸與該橫狀面與該冠狀面的一相交線平行,及/或使得該z'軸與該正中面與該橫狀面的一相交線平行。例如,該第一參考感測器可包含指示該x'軸及/或該y'軸的標示或指示,諸如交叉線。標記或指示可見於第一參考感測器之殼體的外表面上。此外,第一參考感測器可包含水平儀以對準z'軸。此水平儀可例如附接至第一參考感測器之殼體。
該追蹤系統可進一步包含一第三參考感測器,且該控制器被配置為用以基於該第三參考感測器的定向,來設定該測量空間內之該正中面的一定向、該橫狀面的一定向、及/或該冠狀面的一定向。一般而言,患者係躺於手術台或類似者上,使得冠狀面平行於手術台之表面,且正中面及橫狀面垂直於手術台。在發射裝置設置於手術台中或手術台上的情況下,可輕易地設定患者身體的三個主要平面。然而,在使用行動發射裝置的情況下,發射裝置相對於患者身體的位置可能不確切已知。藉由使用固定於例如手術台之表面的第三參考感測器,可藉由控制器輕易地設定三個主要平面,因為主要平面在測量空間內的定向因此係已知的。較佳地,第三參考感測器係表示x方向、y方向、及z方向的至少一三自由度感測器(three degrees of freedom sensor)。
較佳地,該控制器被配置為用以偵測該可移動感測器是否跨越該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面中之至少一者。控制器可被配置為用以在偵測到跨越的情況下向醫師發射警告信號。此允許醫師直接注意到可移動感測器之預期移動路徑的可移動感測器的「離開」。
控制器可被配置為用以在該全域座標系統內建立一目標空間。目標空間可係表示可移動感測器沿著預期移動路徑之最終位置的一合適體積,例如患者心臟的左心室。控制器可虛擬地產生表示所關注之體積或區域的目標空間,亦即,移動感測器之最終位置。目標空間可具有任何合適的形狀,例如圓柱形、球形、圓錐形、橄欖球形、或蛋形。此可進一步幫助醫師將例如具有附接至其之可移動感測器的導引線置放於其最終位置上。
控制器可進一步被配置為用以建立空間受限之一輔助平面,該輔助平面可指示該患者身體內的一獨特結構。例如,該獨特結構可係主動脈瓣,且輔助平面可由控制器虛擬地產生,使得主動脈瓣在其位置上大體上對應於輔助平面之位置。此可進一步幫助醫師將例如具有附接至其之可移動感測器的導引線置放於其最終位置上。
該第一參考感測器可係一六自由度感測器(six degrees of freedom sensor)。該第二參考感測器可係一六自由度感測器。該第三參考感測器可係一六自由度感測器。該可移動感測器、該第一參考感測器、該第二參考感測器、及/或該第三參考感測器可係一嵌入式電磁感測器。可移動感測器可係五自由度感測器、或六自由度感測器。此允許整體高解析度。
較佳地,該追蹤系統進一步包含一醫療裝置,其中該可移動感測器附接至該醫療裝置。該醫療裝置可係血管內血液泵、心內血液泵、導管血液泵、或例如血管內血液泵的導引線。
該發射裝置可係一電磁場產生器。該電磁場產生器較佳地被配置為用以發射一低強度變化電磁場,其建立測量空間。該電磁場在該等感測器內(亦即,在該可移動感測器內、在該第一參考感測器內、在該第二參考感測器內、及/或在該第三參考感測器內)感應小電流。所感應電流經中繼至控制器,且控制器較佳地被配置為用以放大並數位化該電流以用於進一步處理為一數位信號。
該追蹤系統可進一步包含一顯示裝置。該顯示裝置可係合適的裝置,例如薄膜電晶體顯示器(Thin-Film Transistor Display,TFT display)、或液晶顯示器(Liquid-Crystal Display,LCD)。該顯示裝置可被配置為:用以顯示該全域座標系統中之該可移動感測器的該等即時位置、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第一參考平面、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第二參考平面、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第三參考平面、及/或用以顯示該全域座標系統中的該目標空間、及/或用以顯示該全域座標系統中的該輔助平面,及/或用以顯示該等八分區。該顯示裝置可具體地被配置為:用以顯示該全域座標系統中之該可移動感測器相關於該第一參考平面、及/或相關於該第二參考平面、及/或相關於該第三參考平面、及/或相關於該目標空間、及/或相關於該輔助平面的該等即時位置,及/或該可移動感測器相關於該等八分區的該等即時位置。因此,可移動感測器相關於該等額外實體的即時位置可經由顯示裝置向醫師視覺化。此在醫師將例如具有附接至其可移動感測器的導引線插入至患者身體中時可進一步允許更好的定向。
該追蹤系統可進一步包含一輸入裝置。該輸入裝置可被配置為用以與該控制器通訊。該輸入裝置可係合適的裝置,例如遠端控制器、智慧型手機、鍵盤、終端、個人電腦、平板電腦、或類似者。此外,該顯示裝置可包含輸入裝置,例如作為一觸控螢幕。
根據一第二態樣,一種使用一追蹤系統(例如使用如第一態樣之追蹤系統)追蹤一可移動感測器的即時位置的方法包含下列步驟:提供一發射裝置,其被配置為用以在一患者身體之至少一部分內建立一測量空間,該患者身體具有一正中面、一橫狀面、及一冠狀面;提供一可移動感測器,其可在該測量空間內移動;提供一第一參考感測器,其在該測量空間內建立一全域座標系統,該全域座標系統具有一x'軸、一y'軸、及一z'軸;提供一控制器;將該參考感測器附接於該患者身體的皮膚上;使用該控制器在該x'軸與該z'軸的方向上橫跨一第一參考平面,其平行於該正中面;使用該控制器在該y'軸與該z'軸的方向上橫跨一第二參考平面,其平行於該橫狀面;使用該控制器在該x'軸與該y'軸的方向上橫跨一第三參考平面,其平行於該正中面;使用該控制器基於該可移動感測器之一預期移動路徑,而平行地平移該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面中之至少一者;使用該控制器偵測該可移動感測器在該全域座標系統內的即時位置。該第一參考感測器可定位於胸骨的上部分在柄上。
為了將全域座標系統之原點設定為相關於患者身體的一錨點,可將全域座標系統之原點定義為正中面、橫狀面、及冠狀面的相交點。
此處,患者身體之正中面、橫狀面、及冠狀面係人體的三個主要平面,且可將該等參考平面設置為平行於該等主要平面,因為第一參考感測器係追蹤程序的錨點。可移動感測器之預期移動路徑係已知於醫師,因為可移動感測器係例如經由右腋部入點、左腋部入點、或右或左股部入點引入至患者身體中。因此,至少一個參考平面平行地移動以在該測量空間內定界一體積,可移動感測器不應在可移動感測器可附接的例如血管內血液泵或導引線的引入期間離開該體積。此外,因為發射裝置產生測量空間,且因為可移動感測器及第一參考感測器在該測量空間內的位置可被偵測,因此若可移動感測器係在藉由移動參考平面中之至少一者而獲得的所定界區域內,則其亦可被偵測。此允許醫師在分別插入導引線或血管內血液泵時更好的定向及幫助。
該方法可進一步包含下列步驟:使用該控制器,以基於該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面,而在該測量體基內建立八個八分區,且使用該控制器,基於該可移動感測器之該預期移動路徑調整該等八分區的分割。該等八分區之一者可特別受醫師關注,因為涵蓋可移動感測器之預期移動路徑,且因此涵蓋所定界之空間。此可允許更好的定向,因為可移動感測器「離開」所關注之八分區可直接由醫師識別。例如,在將具有可移動感測器的導引線經由左腋部入點引入至患者身體中的情況下,涵蓋左腋部入點的八分區分別藉由移動各別參考平面而定大小或放大,使得其涵蓋所關注之整個血管系統及心臟的左心室。
該方法可進一步包含下列步驟:提供一第二參考感測器,且使用該控制器,以偵測該第二參考感測器在該全域座標系統內的該位置。該第二參考感測器係用作對醫師的進一步幫助,因為其位置已知於醫師。例如,第二參考感測器可定位於患者的皮膚上心臟的頂點上方。
該方法可進一步包含將該x'軸與該冠狀面與該正中面的一相交線平行地對準、及/或將該y'軸與該橫狀面與該冠狀面的一相交線平行地對準、及/或將該z'軸與該正中面與該橫狀面的一相交線平行地對準。
該方法可進一步包含:將該第一參考感測器與該正中面、及/或該橫狀面、及/或該冠狀面手動地對準,使得該x'軸與該冠狀面與該正中面的一相交線平行,且/或使得該y'軸與該橫狀面與該冠狀面的一相交線平行,且/或使得該z'軸與該正中面與該橫狀面的一相交線平行。
該方法可進一步包含下列步驟:提供一第三參考感測器,且使用該控制器,以基於該第三參考感測器的該定向,來設定該測量空間內之該正中面的一定向、該橫狀面的一定向、及/或該冠狀面的一定向。一般而言,患者係躺於手術台或類似者上,使得冠狀面平行於手術台之表面,且正中面及橫狀面垂直於手術台。在發射裝置係設置於手術台中或手術台上的情況下,可輕易地設定患者身體的三個主要平面。然而,在使用行動式裝置的情況下,發射裝置相對於患者身體的位置可能不確切已知。藉由使用固定於例如手術台之表面的第三參考感測器,可輕易地設定三個主要平面,因為主要平面在測量空間內的定向因此係已知的。較佳地,第三參考感測器係表示x方向、y方向、及z方向的至少三個自由度感測器。
該方法可進一步包含使用控制器,以偵測該可移動感測器是否跨越與該第一參考平面、該第二參考平面、及該第三參考平面中之至少一者。
該方法可進一步包含下列步驟:使用該控制器,以在該全域座標系統內建立一目標空間。目標空間可係表示可移動感測器沿著預期移動路徑之最終位置的一合適體積,例如患者心臟的左心室。可使用控制器虛擬地產生目標空間,以用於表示所關注之體積或區域,亦即,移動感測器之最終位置。目標空間可具有任何合適的形狀,例如圓柱形、球形、圓錐形、橄欖球形、或蛋形。此可進一步幫助醫師將例如具有附接至其之可移動感測器的導引線引入至其最終位置中。
該方法可進一步包含下列步驟:使用該控制器,以建立空間受限之一輔助平面,該輔助平面可指示該患者身體內的一獨特結構。例如,該獨特結構可係主動脈瓣,且輔助平面可虛擬地產生,使得主動脈瓣大體上對應於其對於輔助平面之位置的位置。此可進一步幫助醫師將例如具有附接至其之可移動感測器的導引線引入至其最終位置中。
該方法可進一步包含下列步驟:在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中之該可移動感測器的該等即時位置,且/或在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中的該第一參考平面,且/或在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中的該第二參考平面,且/或在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中的該第三參考平面,且/或在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中的該目標空間,且/或在一顯示裝置上顯示該全域座標系統中的該輔助平面,且/或在一顯示裝置上顯示該等八分區。具體而言,可顯示該全域座標系統中之該可移動感測器相關於該第一參考平面、及/或相關於該第二參考平面、及/或相關於該第三參考平面、及/或相關於該目標空間、及/或相關於該輔助平面的該等即時位置,及/或該可移動感測器相關於該等八分區的該等即時位置。因此,可移動感測器相關於該等額外實體的即時位置可向醫師視覺化。此在醫師將例如具有附接至其之可移動感測器的導引線插入至患者身體中時進一步實現更好的定向。
該可移動感測器可係經由股動脈或經由腋動脈引入至該患者身體中。
參照圖式詳細地描述本揭露的實施例,圖式中的相似元件符號識別類似或相同的元件。應瞭解所揭示的實施例僅係本揭露的實例,其可以各種形式體現。不詳細描述已廣為人知的功能或構造以避免以不必要的細節混淆本發明。因此,本文揭示的特定結構及功能細節不應解釋為限制,而僅解釋為申請專利範圍的基礎,並解釋為用於教示所屬技術領域中具有通常知識者的代表性基礎以將本揭露不同地使用在實際上任何適當的詳細結構中。
為了提供本文所述之系統、方法、及裝置的整體理解,將描述某些說明性實例。儘管各種實例可能描述血管內血液泵,但應理解本技術之改良亦可經調適且施用至其他類型之醫療裝置,諸如電氣生理檢查及心導管燒灼裝置(electrophysiology study and catheter ablation device)、血管成形術及支架裝置(angioplasty and stenting device)、血管攝影導管(angiographic catheter)、周邊置入中心導管(peripherally inserted central catheter)、中心靜脈導管(central venous catheters)、中線導管(midline catheter)、周邊導管(peripheral catheter)、下腔靜脈過濾器(inferior vena cava filter)、腹部主動脈瘤治療裝置(abdominal aortic aneurysm therapy device)、取栓術裝置(thrombectomy device)、經導管主動脈瓣膜置換輸送系統(transcatheter aortic valve replacement delivery system,TAVR delivery system)、心臟治療及心臟輔助裝置(包括氣球泵(balloon pump))、使用手術切口植入之心臟輔助裝置、及任何其他基於靜脈或動脈引入之導管及裝置。如已知,血管內血液泵可以手術或經皮方式引入至患者中,以將血液從心臟或循環系統中的一個位置遞送至心臟或循環系統中的另一位置。例如,當部署在左心室中時,血管內血液泵可將血液從心臟之左心室泵送至主動脈中。當部署在右心室中時,血管內血管泵可將血液從下腔静脈泵送至肺動脈。
圖1顯示根據本發明之一追蹤系統10的示意方塊圖。追蹤系統10包含一發射裝置12、一可移動感測器14、一第一參考感測器16、一第二參考感測器20、一第三參考感測器22、一控制器18、一醫療裝置24、一顯示裝置26、及一輸入裝置28。較佳地,可移動感測器14係附接至醫療裝置24。醫療裝置24可係血管內血液泵、或血液泵之導引線。在下文中,醫療裝置24將稱為血管內血液泵之導引線。
第一參考感測器16可包含標記或指示,其將在下文更詳細地描述。標記或指示可見於第一參考感測器16之殼體的外表面上。此外,第一參考感測器16可包含一水平儀。此水平儀可例如附接至第一參考感測器16之殼體。
在此實施例中,發射裝置12係一電磁場產生器,該電磁場產生器被配置為用以建立一測量空間(measurement volume),在該測量空間中電磁場產生器發射一低強度變化電磁場,當可移動感測器14、第一參考感測器16、第二參考感測器20、及第三參考感測器22位於該測量空間內時,該電磁場在該等感測器內感應小電流。發射裝置12、可移動感測器14、第一參考感測器16、第二參考感測器20、及第三參考感測器22皆藉由合適的手段(例如藉由電纜或無線地)連接至控制器18。控制器18放大並數位化所接收之電流且計算可移動感測器14的位置、第一參考感測器16的位置、第二參考感測器20的位置、及第三參考感測器22的位置,如將在下文更詳細地解釋。
顯示裝置26亦連接至控制器18,且控制器18可被配置為用以在顯示裝置26上顯示各種資訊。顯示裝置26可係一TFT顯示器。為了操作追蹤系統10,提供了輸入裝置28。輸入裝置28可係鍵盤、終端、智慧型手機、平板電腦、或類似者,其以合適方式連接至控制器18。顯示裝置26可包含輸入裝置28,且因此可係觸控螢幕。圖4至圖12所示的繪示圖亦描繪顯示裝置26上可行的視覺化的實例。
在將導引線24引入至患者身體B中之前,患者經置躺於手術台或類似者上,其中患者的冠狀面(coronal plan, CP)係平行於手術台之表面,且其中患者的正中面(median plane, MP)係垂直於手術台之表面。患者的橫狀面(transverse plane, TP)垂直於患者的冠狀面CP且垂直於患者的正中面MP。圖4描繪具有患者身體之虛擬模型的視圖,其顯示患者的冠狀面CP、患者的正中面MP、及患者的橫狀面TP。
接著,可將第一參考感測器16置放於患者身體B之胸骨的上部分在柄上,參見圖2。第一參考感測器16可係五自由度感測器、或六自由度感測器。為了改良準確度且調適至患者的個別解剖構造,可將第二參考感測器20定位於患者身體B上心臟的頂點上方,參見圖2。第二參考感測器20可係五自由度感測器、或六自由度感測器。為了確保第二參考感測器20的正確定位,可在手術之前例如藉由經胸壁超聲心動圖或超音波成像判定心臟的頂點。
電磁場產生器12可置放於患者身體附近,使得患者身體B的關注部分位於由電磁場產生器12建立的測量空間內。具體而言,電磁場產生器12存在兩個可行的解決方案,亦即以已知方式或未知方式固定在空間中的一場產生器。電磁場產生器12可固定至手術台,使得其在空間中的位置(具體地其相對於手術台的位置)係已知的。此外,電磁場產生器12亦可係一行動式場產生器,例如可移動地附接至臂或類似者,使得其在空間中的位置(具體地其相對於手術台的位置)係不確切已知的。
在使用行動式電磁場產生器12時,第三參考感測器22可能需要判定患者身體所躺之手術台的表面。因此,可將第三參考感測器22置放於手術台之表面上。因為第三參考感測器22僅使用作為一輔助資源,因此第三參考感測器22係三個自由度感測器係足夠的。當然,使用五自由度感測器或六自由度感測器作為第三參考感測器22亦係可行的。藉由第三感測器22之手段,作為測量空間基礎的座標系統藉由控制器18對準,使得x-y平面平行於手術台之表面。測量空間之座標系統具有x軸、y軸、及z軸。
第一參考感測器16之位置現為一錨點,且建立具有x'軸、y'軸、及z'軸的一全域座標系統COS。此外,第一參考感測器16參照全域座標系統COS設定患者身體B的解剖構造。例如可移動感測器14之所有其他位置係由控制器18參照全域座標系統COS來顯示及計算。
患者的冠狀面CP的定向(orientation)、患者的橫狀面TP的定向、及患者的正中面MP的定向可已知於醫師,因為患者一般係躺在手術台上,使得冠狀面CP的、橫狀面TP的、正中面MP的定向係對應於手術台的定向。
例如,全域座標系統(COS)之原點經定義為正中面MP、橫狀面TP、及冠狀面CP的相交點。
在第一步驟中,第一參考感測器16之全域座標系統COS經調適至手術台,且因此調適至由電磁場產生器12建立之測量空間下的座標系統。
較佳地,此調適係藉由控制器18之手段自動完成。在將第一參考感測器16置放於患者身體B之柄上之後,全球座標系統COS經建立,使得例如x'軸可由於患者身體B之胸部的斜率的緣故而相對於患者的冠狀面CP傾斜。因此,x'軸亦可傾斜於手術台之表面(平行於患者的冠狀面CP),參見圖3之左部分。因此,第一參考感測器16之全域座標系統COS藉由控制器18重新校準,使得x'軸平行於患者的冠狀面CP與正中面MP的相交線(LI CP-MP),y'軸平行於患者的橫狀面TP與冠狀面CP的相交線(LI CP-TP),且z'軸平行於患者的正中面MP與橫狀面TP的相交線(LI MP-TP),參見圖3之右部分。換言之,全域座標系統COS現與由電磁場產生器12建立之測量空間下的座標系統完全平行(亦即,對準),且因此與手術台平行。因此,全域座標系統COS之x'軸與測量空間之座標系統的x軸重合,全域座標系統COS之y'軸與測量空間之座標系統的y軸重合,且全域座標系統COS之z'軸與測量空間之座標系統的z軸重合。
除了全域座標系統COS至手術台的自動調適以外、或作為此之替代方案,第一參考感測器16的定向可使用第一參考感測器16之殼體上的標記或指示且進一步使用附接至第一參考感測器16之殼體的水平儀,來手動地對準於手術台的定向。按此方式,可將第一參考感測器16與患者的正中面MP、患者的橫狀面TP、及患者的冠狀面CP手動地對準,使得x'軸平行於患者的冠狀面CP與正中面MP的相交線(LI CP-MP),且使得y'軸平行於患者的橫狀面TP與冠狀面CP的相交線(LI CP-TP),且使得z'軸平行於患者的正中面MP與橫狀面TP的相交線(LI MP-TP)。
接下來,控制器18橫跨全域座標系統COS內的三個參考平面RP1、RP2、及RP3。第一參考平面RP1在x軸與z軸的方向上橫跨平行於患者的正中面MP,第二參考平面RP2在y軸與z軸的方向上橫跨平行於患者的橫狀面TP,且第三參考平面RP3在x軸與y軸的方向上橫跨平行於患者的冠狀面CP,參見圖5。三個參考平面RP1、RP2、及RP3皆彼此垂直,且總體在測量空間中定界呈八分區O 1至O 8之形式的八個區域。第一參考平面RP1可與患者的正中面MP相同,第二參考平面RP2可與患者的橫狀面TP相同,且第三參考平面RP3可與患者的冠狀面CP相同。
當然,可移動感測器14在患者身體B內的預期移動路徑於手術之前係已知於醫師,因為醫師熟知攜載可移動感測器14之導引線24的置放方法。為了描述下一步驟,假定右腋部入點(access)係用於將導引線24引入至患者身體中。
如圖5及圖6所示,控制器18在導引線24(且因此可移動感測器14)的預期移動路徑上平行地平移全域座標系統COS中給定之第一參考平面RP1、第二參考平面RP2、及第三參考平面RP3中之至少一者。如此做,調整了八分區O 1至O 8相對於彼此的分割。在該實例中,對於右腋部入點,圖5之前頂部中的八分區O 1定界測量空間內之患者身體的關注部分。因此,第一參考平面RP1在正y軸之方向上平移一特定量(例如,幾毫米),以將右腋部與左腋部分離,且將升主動脈與降主動脈分離。此外,第二參考平面RP2在負x軸之方向上平移一特定量(例如,幾毫米),以限制血管前往患者頭部之方向上的插入空間。此外,第三參考平面RP3在負z軸之方向上平移一特定量(例如,幾毫米),以將升主動脈與降主動脈分離。因此,所關注之八分區O 1經放大,且定界其中顯示可移動感測器14(且因此導引線24)之預期移動路徑的空間。
控制器18進一步被配置為用以偵測可移動感測器14是否跨越參考平面RP1、RP2、及RP3。換言之,控制器18可偵測可移動感測器14離開所關注之八分區,且可向醫師發射警告信號。
為了在將導引線24插入至患者身體B之程序期間進一步幫助醫師,控制器18可被配置為用以建立一目標空間(target volume)TV,且在顯示裝置26上視覺化相同者,參見圖5至圖12。目標空間TV代表在已插入導引線24之後導引線24的最可能最終位置,例如,左心室。目標空間可具有任何合適的形狀,例如球形、圓錐形、圓柱形、或橄欖球形狀。在原理上,可考慮第二參考感測器20之位置來建立目標空間TV。亦可設想到藉由以下手段設定目標空間TV:合適的演算法,或者基於經胸壁超聲心動圖或超音波成像手動。
除了目標空間TV以外,控制器18可進一步被配置為用以建立空間受限之輔助平面AP,以在將導引線24插入至患者身體B之程序期間進一步幫助醫師。輔助平面AP之位置指示患者身體B內的獨特結構(例如,主動脈瓣),參見圖7。可考慮第二參考感測器20之位置建立輔助平面AP。亦可設想到藉由以下手段設定輔助平面AP:合適的演算法,或者基於經胸壁超聲心動圖或超音波成像手動。當然,亦可藉由控制器18以例如表示例如主動脈弓的其他顏色,建立額外輔助平面及/或目標空間。
圖7至圖10描繪可在顯示裝置26上向醫師視覺化的不同視圖,其顯示可移動感測器14在患者身體內對於右腋部入點的移動路徑P RA。當然,可移動感測器14之移動路徑P RA係基於可移動感測器14在全域座標系統COS內的位置之視覺化即時資料。換言之,移動路徑P RA係由可移動感測器14之複數個個別位置組成。如圖所示,醫師可在下列情況下經由輸入裝置28於不同表示之間切換:例如,具有或不具有患者身體之虛擬模型的情況下,具有或不具有第一參考平面RP1的情況下,具有或不具有第二參考平面RP2的情況下,具有或不具有第一參考平面RP3的情況下,具有或不具有目標空間TV的情況下,或者具有或不具有輔助平面AP的情況下。
圖11及圖12另外顯示可移動感測器14對於左腋部入點的移動路徑P LA、及可移動感測器14對於股部入點的移動路徑P FA。如所提及,可移動感測器14可附接至導引線24,或亦直接附接至血管內血液泵。具體而言,特別是在緊急護理手術期間,有時首先將導引線24引入至患者身體中暫時係不可行的。在此一情況下,具有附接至其之可移動感測器14的血管內血液泵可例如透過股部入點直接引入至患者身體B中。即時顯示血管內血液泵之移動路徑大幅地幫助醫師將血管內血液泵正確地置放於患者的左心室中。
例示性實施方案
如已描述,本文所描述之技術可以各種方式實施。就此而言,前述揭露意欲包括(但不限於)以下例示性實施方案中所闡述之系統、方法、及組合以及其次組合。較佳實施例描述於以下段落中:
A1       一種追蹤系統(10),其包含: 一發射裝置(12),其被配置為用以在一患者身體(B)之至少一部分內建立一測量空間,該患者身體具有一正中面(median plane, MP)、一橫狀面(transverse plane, TP)、及一冠狀面(coronal plane, CP); 一可移動感測器(14),其可在該測量空間內移動; 一第一參考感測器(16),其在該測量空間內建立一全域座標系統(COS),該全域座標系統(COS)具有一原點、一x'軸、一y'軸、及一z'軸; 一控制器(18),其被配置為: 用以偵測該可移動感測器(14)在該全域座標系統內的即時位置; 用以將該全域座標系統(COS)的該原點設定為相關於該患者身體的一錨點; 用以在該x'軸與該z'軸的方向上橫跨一第一參考平面(RP1),其平行於該正中面(MP); 用以在該y'軸與該z'軸的方向上橫跨一第二參考平面(RP2),其平行於該橫狀面(TP); 用以在該x'軸與該y'軸的方向上橫跨一第三參考平面(RP3),其平行於該冠狀面(CP);及較佳地 用以基於該可移動感測器(14)之一預期移動路徑,而平行地平移該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者。
A2       如段落A1之追蹤系統(10),其中該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)在該測量空間內建立八個八分區(O 1至O 8),且該控制器(18)被配置為用以基於該可移動感測器(14)之該預期移動路徑調整該等八分區(O 1至O 8)的分割。
A3       如段落A1或A2之追蹤系統(10),其中該追蹤系統(10)進一步包含一第二參考感測器(20),且其中該控制器(18)進一步被配置為用以偵測該第二參考感測器(20)在該全域座標系統(COS)內的該位置。
A4       如前述段落A1至A3中任一段落之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為: 用以將該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LI CP-MP)平行地對準;及/或 用以將該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LI CP-TP)平行地對準;及/或 用以將該z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行地對準。
A5       如前述段落A1至A4中任一段落之追蹤系統(10),其中該第一參考感測器(16)被配置為用以與該正中面(MP)、及/或該橫狀面(TP)、及/或該冠狀面(CP)手動地對準,使得該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LI CP-MP)平行,及/或使得該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LI CP-TP)平行,及/或使得z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行。
A6       如前述段落A1至A5中任一段落之追蹤系統(10),其進一步包含一第三參考感測器(22),該控制器(18)被配置為用以基於該第三參考感測器(22)的定向,來設定該測量空間內之該正中面(MP)的、該橫狀面(TP)的、及該冠狀面(CP)的一定向。
A7       如前述段落A1至A6中任一段落之追蹤系統(10),其中該控制器(18)被配置為用以偵測該可移動感測器(14)是否跨越該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者。
A8       如前述段落A1至A7中任一段落之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為用以在該全域座標系統(COS)內建立一目標空間(TV)。
A9       如前述段落A1至A8中任一段落之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為用以建立空間受限之一輔助平面(AP),該輔助平面(AP)指示該患者身體內的一獨特結構。
A10     如前述段落A1至A9中任一段落之A10追蹤系統(10),其中該第一參考感測器(16)係一六自由度感測器,且/或其中該第二參考感測器(20)係一六自由度感測器。
A11     如前述段落A1至A8中任一段落之追蹤系統(10),其進一步包含一醫療裝置(24),其中該可移動感測器(14)附接至該醫療裝置(24),且其中該醫療裝置(24)較佳地係一血管內血液泵、或例如一血管內血液泵的一導引線。
A12     如前述段落A1至A11中任一段落之追蹤系統(10),其中該發射裝置(12)係一電磁場產生器。
A13     如前述段落A1至A12中任一段落之追蹤系統(10),其中該可移動感測器(14)係一嵌入式電磁感測器,且/或其中該可移動感測器(14)係一五自由度感測器、或一六自由度感測器。
A14     如前述段落A1至A13中任一段落之追蹤系統(10),其進一步包含一顯示裝置(26),其被配置為:以顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)的該等即時位置、及/或以顯示該全域座標系統中的該第一參考平面(RP1)、及/或以顯示該全域座標系統中的該第二參考平面(RP2)、及/或以顯示該全域座標系統中的該第三參考平面(RP3)、及/或以顯示該全域座標系統中的該目標空間(TV)、及/或以顯示該全域座標系統中的該輔助平面(AP),及/或以顯示該等八分區(O 1至O 8);具體地以顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)相關於該第一參考平面(RP1)、及/或相關於該第二參考平面(RP2)、及/或相關於該第三參考平面(RP3)、及/或相關於該目標空間(TV)、及/或相關於該輔助平面(AP)的該等即時位置,及/或該可移動感測器相關於該等八分區(O 1至O 8)的該等即時位置。
A15     如前述段落A1至A14中任一段落之追蹤系統(10),其進一步包含一輸入裝置(28),其被配置為用以與該控制器(18)通訊。
A16     一種使用一追蹤系統(10)追蹤一可移動感測器(14)在一患者身體(B)內的即時位置的方法,例如使用根據前述段落A1至A15中任一段落之追蹤系統,該方法包含下列步驟: 提供一發射裝置(12),其被配置為用以在一患者身體(B)之至少一部分內建立一測量空間,該患者身體具有一正中面(MP)、一橫狀面(TP)、及一冠狀面(CP); 提供一可移動感測器(14),其可在該測量空間內移動; 提供一第一參考感測器(16),其在該測量空間內建立一全域座標系統(COS),該全域座標系統(COS)具有一原點、一x'軸、一y'軸、及一z'軸; 提供一控制器(18); 將該參考感測器(16)附接於該患者身體(B)的皮膚上; 使用該控制器(18)將該全域座標系統(COS)的該原點設定為相關於該患者身體的一錨點; 使用該控制器(18)在x'軸與z'軸的方向上橫跨一第一參考平面(RP1),其平行於該正中面(MP); 使用該控制器(18)在y'軸與z'軸的方向上橫跨一第二參考平面(RP2),其平行於該橫狀面(TP); 使用該控制器(18)在x'軸與y'軸的方向上橫跨一第三參考平面(RP3),其平行於該冠狀面(CP); 使用該控制器(18)基於該可移動感測器(14)之一預期移動路徑,而平行地平移該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者;及 使用該控制器(18)偵測該可移動感測器(14)在該全域座標系統(COS)內的即時位置。
A17     如段落A16之方法,其包含下列步驟: 使用該控制器(18)基於該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3),而在該測量體基內建立八個八分區(O 1至O 8); 使用該控制器(18)基於該可移動感測器(14)之該預期移動路徑,來調整該等八分區(O 1至O 8)之分割。
A18     如段落A16或A17之方法,其包含下列步驟: 提供一第二參考感測器(20);及 使用該控制器(18)偵測該第二參考感測器(20)在該全域座標系統(COS)內的該位置。
A19     如前述段落A16至A18中任一段落之方法,其包含下列步驟: 將該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LICP-MP)平行地對準;及/或 將該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LICP-TP)平行地對準;及/或 將該z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行地對準。
A20     如前述段落A16至A19中任一段落之方法,其包含下列步驟:將該第一參考感測器(16)與該正中面(MP)、及/或該橫狀面(TP)、及/或該冠狀面(CP)手動地對準,使得該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LI CP-MP)平行,及/或使得該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LI CP-TP)平行,及/或使得該z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行。
A21     如前述段落A16至A20中任一段落之方法,其包含下列步驟: 提供一第三參考感測器(22);及 使用該控制器(18)基於該第三參考感測器(22)的該定向,來設定該測量空間內之該正中面(MP)的一定向、該橫狀面(TP)的一定向、及該冠狀面(CP)的一定向。
A22     如前述段落A16至A21中任一段落之方法,其包含下列步驟: 使用該控制器(18)偵測該可移動感測器(14)是否跨越該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者。
A23     如前述段落A16至A22中任一段落之方法,其包含下列步驟: 使用該控制器(18)在該全域座標系統(COS)內建立一目標空間(TV)。
A24     如前述段落A16至A23中任一段落之方法,其包含下列步驟: 使用該控制器(18)建立空間受限之一輔助平面(AP),該輔助平面(AP)指示該患者身體(B)內的一獨特結構。
A25     如前述段落A16至A24中任一段落之方法,其包含下列步驟: 在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)的該等即時位置,及/或在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中的該第一參考平面(RP1),及/或在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中的該第二參考平面(RP2),及/或在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中的該第三參考平面(RP3),及/或在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中的該目標空間(TV),及/或在一顯示裝置(26)上顯示該全域座標系統(COS)中的該輔助平面(AP),及/或在一顯示裝置(26)上顯示該等八分區(O 1至O 8)。
A26     如段落A25之方法,其中在該顯示裝置(26)上顯示包括:顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)相關於該第一參考平面(RP1)、及/或相關於該第二參考平面(RP2)、及/或相關於該第三參考平面(RP3)、及/或相關於該目標空間(TV)、及/或相關於該輔助平面(AP)的該等即時位置,及/或該可移動感測器相關於該等八分區(O 1至O 8)的該等即時位置。
A27     如前述段落A16至A26中任一段落之方法,其中經由股動脈或經由腋動脈將該可移動感測器(14)引入至該患者身體(B)中。
10:追蹤系統 12:發射裝置(電磁場產生器) 14:可移動感測器 16:第一參考感測器 18:控制器 20:第二參考感測器 22:第三參考感測器 24:醫療裝置(導引線) 26:顯示裝置 28:輸入裝置 AP:輔助平面 B:身體 COS:全域座標系統 CP:冠狀面 LI CP-MP:相交線 LI CP-TP:相交線 LI MP-TP:相交線 MP:正中面 O 1:八分區 O 2:八分區 O 3:八分區 O 4:八分區 O 5:八分區 O 6:八分區 O 7:八分區 O 8:八分區 P LA:移動路徑 P FA:移動路徑 P RA:移動路徑 RP1:第一參考平面 RP2:第二參考平面 RP3:第三參考平面 TP:橫狀面 TV:目標空間
上述發明內容及下列的例示性實施例之實施方式在結合隨附圖式閱讀時將更有利於理解。出於說明本揭露之目的,請參照圖式。然而,本揭露之範疇不限於圖式中所揭示的具體實施例。
圖1係根據本揭露之態樣的例示性追蹤系統的功能方塊圖; 圖2為患者身體放置有參考感測器的示意圖; 圖3為全域座標系統對準至人體的三個主要平面的示意圖; 圖4為患者身體放置有參考感測器的虛擬模型的示意圖; 圖5為於圖4額外設置目標空間的視圖; 圖6為圖5沿著z軸的俯視圖; 圖7為於圖4額外設置輔助平面及右腋部入點(access)之追蹤位置的視圖; 圖8為圖7沿著z軸的俯視圖; 圖9為圖7不具有患者身體之虛擬模型的視圖; 圖10為圖9沿著z軸的俯視圖; 圖11為類似於圖9具有右腋部入點、左腋部入點、及股部入點之追蹤位置的視圖;及 圖12為圖11沿著z軸的視圖。
10:追蹤系統
12:發射裝置
14:可移動感測器
16:第一參考感測器
18:控制器
20:第二參考感測器
22:第三參考感測器
24:醫療裝置(導引線)
26:顯示裝置
28:輸入裝置

Claims (15)

  1. 一種追蹤系統(10),其包含: 一發射裝置(12),其被配置為用以在一患者身體(B)之至少一部分內建立一測量空間,該患者身體具有一正中面(MP)、一橫狀面(TP)、及一冠狀面(CP); 一可移動感測器(14),其可在該測量空間內移動; 一第一參考感測器(16),其在該測量空間內建立一全域座標系統(COS),該全域座標系統(COS)具有一原點、一x'軸、一y'軸、及一z'軸; 一控制器(18),其被配置為: 用以偵測該可移動感測器(14)在該全域座標系統(COS)內的即時位置; 用以將該全域座標系統(COS)的該原點設定為相關於該患者身體的一錨點; 用以在該x'軸與該z'軸的方向上橫跨一第一參考平面(RP1),其平行於該正中面(MP); 用以在該y'軸與該z'軸的方向上橫跨一第二參考平面(RP2),其平行於該橫狀面(TP); 用以在該x'軸與該y'軸的方向上橫跨一第三參考平面(RP3),其平行於該冠狀面(CP);及較佳地 用以基於該可移動感測器(14)之一預期移動路徑,而平行地平移該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者。
  2. 如請求項1所述之追蹤系統(10),其中該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)在該測量空間內建立八個八分區(O 1至O 8),且其中該控制器(18)被配置為用以基於該可移動感測器(14)之該預期移動路徑調整該等八分區(O 1至O 8)的分割。
  3. 如請求項1或2所述之追蹤系統(10),其中該追蹤系統(10)進一步包含一第二參考感測器(20),且其中該控制器(18)進一步被配置為用以偵測該第二參考感測器(20)在該全域座標系統(COS)內的一位置及/或一定向。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為: 用以將該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LI CP-MP)平行地對準;及/或 用以將該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LI CP-TP)平行地對準;及/或 用以將該z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行地對準。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之追蹤系統(10),其中該第一參考感測器(16)被配置為用以與該正中面(MP)、及/或該橫狀面(TP)、及/或該冠狀面(CP)手動地對準,使得該x'軸與該冠狀面(CP)與該正中面(MP)的一相交線(LI CP-MP)平行,及/或使得該y'軸與該橫狀面(TP)與該冠狀面(CP)的一相交線(LI CP-TP)平行,及/或使得z'軸與該正中面(MP)與該橫狀面(TP)的一相交線(LI MP-TP)平行。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之追蹤系統(10),其進一步包含一第三參考感測器(22),該控制器(18)被配置為用以基於該第三參考感測器(22)的定向,來設定該測量空間內之該正中面(MP)的一定向、該橫狀面(TP)的一定向、及/或該冠狀面(CP)的一定向。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之追蹤系統(10),其中該控制器(18)被配置為用以偵測該可移動感測器(14)是否跨越該第一參考平面(RP1)、該第二參考平面(RP2)、及該第三參考平面(RP3)中之至少一者。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為用以在該全域座標系統(COS)內建立一目標空間(TV)。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之追蹤系統(10),其中該控制器(18)進一步被配置為用以建立空間受限之一輔助平面(AP),該輔助平面(AP)指示該患者身體內的一獨特結構。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之追蹤系統(10),其中該第一參考感測器(16)係一六自由度感測器,且/或其中該第二參考感測器(20)係一六自由度感測器。
  11. 如請求項1至10中任一項所述之追蹤系統(10),其進一步包含一醫療裝置(24),其中該可移動感測器(14)附接至該醫療裝置(24),且其中該醫療裝置(24)較佳地係一血管內血液泵、或例如一血管內血液泵的一導引線。
  12. 如請求項1至11中任一項所述之追蹤系統(10),其中該發射裝置(12)係一電磁場產生器。
  13. 如請求項1至12中任一項所述之追蹤系統(10),其中該可移動感測器(14)係一嵌入式電磁感測器,且/或其中該可移動感測器(14)係一五自由度感測器或一六自由度感測器。
  14. 如請求項1至13中任一項所述之追蹤系統(10),其進一步包含一顯示裝置(26),其被配置為:用以顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)的該等即時位置、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第一參考平面(RP1)、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第二參考平面(RP2)、及/或用以顯示該全域座標系統中的該第三參考平面(RP3)、及/或以顯示該全域座標系統中的該目標空間(TV)、及/或用以顯示該全域座標系統中的該輔助平面(AP)、及/或用以顯示該等八分區(O 1至O 8)、及/或用以顯示該全域座標系統(COS)中之該可移動感測器(14)相關於該第一參考平面(RP1)、及/或相關於該第二參考平面(RP2)、及/或相關於該第三參考平面(RP3)、及/或相關於該目標空間(TV)、及/或相關於該輔助平面(AP)的該等即時位置,及/或該可移動感測器相關於該等八分區(O 1至O 8)的該等即時位置。
  15. 如請求項1至14中任一項所述之追蹤系統(10),其進一步包含一輸入裝置(28),其被配置為用以與該控制器(18)通訊。
TW112109367A 2022-03-15 2023-03-14 追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法 TW202400093A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22162195 2022-03-15
EP22162195.6 2022-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202400093A true TW202400093A (zh) 2024-01-01

Family

ID=81328507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112109367A TW202400093A (zh) 2022-03-15 2023-03-14 追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202400093A (zh)
WO (1) WO2023174967A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2819610B1 (en) * 2012-02-29 2023-04-12 Smith & Nephew, Inc. Determining anatomical orientations
MX2021003546A (es) * 2018-09-28 2021-05-27 Obalon Therapeutics Inc Sistemas y metodos de dispositivos intragastricos.
KR20220134765A (ko) * 2020-01-30 2022-10-05 버브 서지컬 인크. 3차원 의료 이미징 및 상호작용

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023174967A1 (en) 2023-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11642173B2 (en) Image-based navigation system and method of using same
US11949545B2 (en) Compensation of motion in a moving organ using an internal position reference sensor
US8792964B2 (en) Method and apparatus for conducting an interventional procedure involving heart valves using a robot-based X-ray device
US8252049B2 (en) Method for therapy of heart valves with a robot-based X-ray device
JP6646748B2 (ja) 電磁センサ追跡システムのためのモーション・ボックス視覚化
US10568698B2 (en) Systems and methods for implantation of spinal plate
US8784290B2 (en) Heart treatment kit, system, and method for radiosurgically alleviating arrhythmia
EP1583469B1 (en) Method and system for registering a medical situation associated with a first coordinate system, in a second coordinate system using an mps system
US20170303816A1 (en) System and method for localizing medical instruments during cardiovascular medical procedures
CN106333750B (zh) 用于心脏手术的氟代隐形定位垫结构
US20030073900A1 (en) System and method for monitoring the movement of an interventional device within an anatomical site
US20190307419A1 (en) Systems And Methods For Visualizing Anatomy, Locating Medical Devices, Or Placing Medical Devices
WO2019128961A1 (zh) 用于手术导航的配准系统及方法
US20050148850A1 (en) Clinical tool for structure localization
CN105992556B (zh) 具有观察角优化功能的医学观察系统
Luo et al. Magnetic navigation for thoracic aortic stent-graft deployment using ultrasound image guidance
TW202400093A (zh) 追蹤系統及使用追蹤系統追蹤可移動感測器在患者身體內的即時位置的方法
WO2019236505A1 (en) Systems and methods for visualizing anatomy, locating medical devices, or placing medical devices
TW202400092A (zh) 追蹤系統及使用追蹤系統藉由在患者身體內的可移動感測器追蹤即時位置的方法
Trejos et al. An experimental test-bed for robot-assisted image-guided minimally invasive lung brachytherapy
Ajam et al. Cannulation of the Femoral Arterial Bypass Cannula Allows Completion of TAVR in Unstable Patients
BR102022020744A2 (pt) Arranjo e método para registrar imagens ao vivo e de varredura
KR20220145747A (ko) 랜드마크를 이용한 증강현실 기반의 의료정보 시각화 시스템 및 그 방법