Следящее устройство для токовой локализации

Следящее устройство для токовой локализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США 61/101308, поданной 30 сентября 2008 г., которая включена в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка относится, в общем, к определению положения объекта, введенного в живой организм, и, в частности, к обнаружению и компенсации артефактов, возникающих во время определения положения зонда в живом организме.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Широкий диапазон медицинских процедур включает в себя размещение объектов типа датчиков, трубок, катетеров, дозирующих устройств и имплантатов внутри тела. Для помощи врачам при визуализации объекта и его окружения во время упомянутых процедур часто применяют способы визуализации в реальном времени. Однако в большинстве ситуаций трехмерная визуализация в реальном времени невозможна или нежелательна. Вместо этого часто применяют системы для получения в реальном времени пространственных координат внутреннего объекта.

В заявке на патент США 2007/0016007 авторов Govari et al., содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки, описана гибридная система определения положения по магнитным полям и импедансу. Система содержит зонд, выполненный с возможностью введения в полость тела субъекта.

В патенте США 6574498 автора Gilboa, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки, описана система для определения положения изделия в полости непрозрачного тела. В системе заявлено применение измерительного преобразователя, который взаимодействует с первичным полем, и нескольких измерительных преобразователей, которые взаимодействуют с вторичным полем.

В патенте США 5899860 авторов Pfeiffer, et al., содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки, описана система для определения положения катетера внутри тела пациента. Корректирующую функцию определяют по разности между калибровочными положениями, выведенными из полученных сигналов положения, и известными истинными калибровочными положениями, и после этого положения катетера, выведенные из сигналов положения, корректируют на последующих стадиях измерения в соответствии с корректирующей функцией.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат, достигаемый при использовании предложенной группы изобретений, заключается в улучшении точности отслеживания местоположения объекта, расположенного внутри тела, посредством обнаружения и компенсации артефактов (отклонений в измерениях), возникающих в процессе отслеживания местоположения.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ, содержащий этапы, на которых:

устанавливают накладные электроды в гальваническом контакте с телом пациента;

устанавливают инструмент отображения, содержащий электрод отображения, во множестве областей в теле пациента;

отслеживают инструмент отображения в разных положениях в каждой из областей с использованием системы измерения местоположения;

для каждой области генерируют соответствующую совокупность калибровочных токов между накладными электродами и электродом отображения в разных положениях в области;

выводят для каждой области соответствующую зависимость между соответствующей совокупностью калибровочных токов и разными положениями таким образом, чтобы разные области обладали разными соответствующими зависимостями;

устанавливают инструмент для исследования, содержащий электрод для исследования, в местоположение в теле пациента и генерируют токи инструмента для исследования между накладными электродами и электродом для исследования в местоположении; и

определяют местоположение с учетом разных соответствующих зависимостей и токов инструмента для исследования.

Накладные электроды, как правило, содержат опорные накладные электроды, содержащие опорные электромагнитные (EM) датчики, при этом опорные накладные электроды задают EM систему координат и систему координат тела, причем способ содержит этап сравнения калибровочных токов опорных накладных электродов с опорными сигналами из опорных EM-датчиков для установления зависимости между EM системой координат и системой координат тела.

Способ может содержать этап определения относительных импедансов между накладными электродами для компенсации изменения эффективных площадей между накладными электродами и телом.

Способ может содержать этап фильтрации калибровочных токов с учетом, по меньшей мере, чего-то одного из дыхания тела и движения органа в теле, чтобы генерировать фильтрованные калибровочные токи, при этом этап вывода соответствующей зависимости содержит этап формирования зависимости с учетом фильтрованных калибровочных токов.

В одном варианте осуществления этап вывода соответствующей зависимости содержит этап увязки объема, содержащего разные положения с зависимостью и этап определения местоположения содержит этап проверки того, что местоположение находится внутри объема. Как правило, соответствующая зависимость содержит первичную матрицу, и способ содержит этап разбиения объема на частичные объемы и этап увязки соответствующих вторичных матриц с частичными объемами, при этом каждая из соответствующих вторичных матриц связывает соответствующую подсовокупность разных положений с подсовокупностью калибровочных токов, причем этап определения местоположения содержит этап выбора одной из вторичных матриц с учетом данной совокупности калибровочных токов. Местоположение обычно содержит средневзвешенное значение местоположений инструмента для исследования, определенное из первичной матрицы и, по меньшей мере, одной из вторичных матриц.

Этап вывода соответствующей зависимости может содержать этап проверки того, что число разных положений превышает предварительно заданное число разных положений до этапа вывода соответствующей зависимости.

В альтернативном варианте осуществления этап генерирования соответствующей совокупности калибровочных токов содержит этап определения, соответствует ли совокупность калибровочных токов последующей совокупности калибровочных токов, посредством формирования сравнения разных положений, связанных с совокупностью и последующей совокупностью. Способ может также содержать этап использования последующей совокупности при формировании зависимости, если сравнение недействительно, и этап отбрасывания последующей совокупности, если сравнение действительно.

В некоторых вариантах осуществления инструмент для исследования не отслеживается системой измерения местоположения.

В предлагаемом варианте осуществления способ может также содержать этапы, на которых:

устанавливают, одновременно с инструментом для исследования, дополнительный инструмент для исследования, содержащий дополнительный электрод для исследования, в дополнительном местоположении в теле пациента;

генерируют токи дополнительного инструмента для исследования между накладными электродами и дополнительным электродом для исследования и

определяют дополнительное местоположение с учетом отличающихся соответствующих зависимостей и токов дополнительного инструмента для исследования.

Система измерения местоположения может содержать, по меньшей мере, какую-то одну из электромагнитной (EM) системы слежения, флуороскопической системы слежения, системы слежения на основе магнитно-резонансной визуализации (MRI) и ультразвуковой системы слежения.

Этап установки накладных электродов обычно может содержать этап установки, по меньшей мере, одного из накладных электродов на тело пациента. В альтернативном варианте этап установки накладных электродов может содержать этап установки, по меньшей мере, одного из накладных электродов в теле пациента.

Соответствующая зависимость обычно содержит матрицу, устанавливающую зависимость между соответствующей совокупностью калибровочных токов и разными положениями.

В дополнительном предлагаемом варианте осуществления способ содержит этапы, на которых:

устанавливают дополнительный инструмент отображения в контакте с подвижным органом тела и

отслеживают дополнительный инструмент отображения с использованием системы измерения местоположения для генерирования положений дополнительного инструмента отображения;

при этом этап определения местоположения содержит этап определения местоположения с учетом положений дополнительного инструмента отображения.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается устройство для отслеживания положения, содержащее:

инструмент для исследования, содержащий проводящий электрод, который подсоединяют для генерирования токов в теле пациента в ответ на приложение напряжения возбуждения к проводящему электроду:

абляционный накладной электрод, устанавливаемый в гальваническом контакте с телом и выполненный с возможностью передачи абляционного тока в тело;

накладные поверхностные электроды, устанавливаемые в гальваническом контакте с телом, которые принимают соответствующие токи на поверхности тела от проводящего электрода; и

процессор, который определяет местоположение инструмента для исследования с учетом соответствующих токов на поверхности тела, при одновременной компенсации отклонения соответствующих токов на поверхности тела абляционным накладным электродом.

Компенсация отклонения обычно включает в себя запись соответствующих токов на поверхности тела перед передачей абляционного тока и определение местоположения с использованием записанных соответствующих токов на поверхности тела.

В альтернативном варианте компенсация отклонения содержит приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода к абляционному накладному электроду и определение калибровочных токов в накладных поверхностных электродах, формируемых в ответ на напряжение возбуждения абляционного накладного электрода. Устройство может содержать абляционное устройство, выполненное с возможностью генерирования абляционного тока, при этом приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода к абляционному накладному электроду содержит приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода посредством абляционного устройства.

Устройство может также содержать абляционный катетер, при этом приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода содержит приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода при одновременном отсоединении абляционного катетера от абляционного устройства. В альтернативном варианте приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода содержит приложение напряжения возбуждения абляционного накладного электрода, при одновременном соединении абляционного катетера с абляционным устройством.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается способ оценки импеданса, содержащий этапы, на которых:

устанавливают накладные электроды в гальваническом контакте с телом пациента;

устанавливают инструмент для исследования, содержащий проводящий электрод, во множестве областей внутри тела;

для каждой области генерируют соответствующие межэлектродные токи между накладными электродами;

для каждой области генерируют соответствующие токи инструмента для исследования между проводящим электродом и накладными электродами; и

для каждой области определяют соответствующий импеданс между каждым из накладных электродов и телом с учетом соответствующих межэлектродных токов и соответствующих токов инструмента для исследования.

Этап генерирования соответствующих межэлектродных токов обычно содержит этап настройки межэлектродных токов равными соответствующим переменным токам, имеющим разные соответствующие частоты.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается устройство, содержащее:

накладные электроды, устанавливаемые в гальваническом контакте с телом пациента;

инструмент отображения, содержащий электрод отображения и выполненный с возможностью установки во множестве областей в теле пациента;

систему измерения местоположения, выполненную с возможностью отслеживания инструмента отображения в разных положениях в каждой из областей;

инструмент для исследования, содержащий электрод для исследования и выполненный с возможностью установки в местоположение в теле пациента и генерирования токов инструмента для исследования между накладными электродами и электродом для исследования в местоположении; и

процессор, который для каждой области генерирует соответствующую совокупность калибровочных токов между накладными электродами и электродом отображения в разных положениях в области и выводит для каждой области соответствующую зависимость между соответствующей совокупностью калибровочных токов и разными положениями таким образом, чтобы разные области характеризовались разными соответствующими зависимостями, и при этом процессор выполнен с возможностью определения местоположения с учетом разных соответствующих зависимостей и токов инструмента для исследования.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается способ отслеживания положения, содержащий этапы, на которых:

подсоединяют инструмент для исследования, содержащий проводящий электрод, для генерирования токов в теле пациента в ответ на приложение напряжения возбуждения к проводящему электроду;

устанавливают абляционный накладной электрод в гальваническом контакте с телом, чтобы передавать абляционный ток в тело;

устанавливают накладные поверхностные электроды в гальваническом контакте с телом, чтобы принимать соответствующие токи на поверхности тела от проводящего электрода; и

определяют местоположение инструмента для исследования с учетом соответствующих токов на поверхности тела в то время, как компенсируют отклонение соответствующих токов на поверхности тела абляционным накладным электродом.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагается устройство для оценки импеданса, содержащее:

накладные электроды, устанавливаемые в гальваническом контакте с телом пациента;

инструмент для исследования, содержащий проводящий электрод, выполненный с возможностью установки во множестве областей внутри тела; и

процессор, который выполнен с возможностью для каждой области:

генерирования соответствующих межэлектродных токов между накладными электродами,

генерирования соответствующих токов инструмента для исследования между проводящим электродом и накладными электродами и

определения соответствующего импеданса между каждым из накладных электродов и телом с учетом соответствующих межэлектродных токов и соответствующих токов инструмента для исследования.

Предмет настоящего изобретения понятно изложен в нижеследующем подробном описании вариантов осуществления настоящего изобретения, взятом в связи с чертежами, на которых:

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A - схематичное изображение системы определения положения, использующей гибридный катетер, и на фиг. 1B приведен схематичный местный вид дистального конца гибридного катетера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2A - блок-схема последовательности операций, схематично поясняющая процесс работы системы определения положения, и на фиг. 2B приведена упрощенная блок-схема системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - схематичный чертеж, иллюстрирующий векторную взаимосвязь для опорных аппликаторов, применяемых в системе определения положения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - принципиальная эквивалентная электрическая схема, изображающая абляционное устройство, подсоединенное к телу пациента, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - схематичное изображение схемы аппликатора для активной токовой локализации (ACL) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - график различных составляющих местоположения опорного катетера венечного синуса в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - график частотной характеристики фильтра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - упрощенная блок-схема, характеризующая составляющие следящего модуля ACL (для активной токовой локализации) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 - схема, отражающая параметры, используемые при задании частичных объемов, на которые разбивают исследуемую область, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - блок-схема последовательности этапов способа, выполняемого процессором в системе определения положения для генерирования матриц преобразования токов в координаты (CPM) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 11 - блок-схема последовательности этапов способа, выполняемого процессором для генерирования положений катетера с использованием матриц CPM, сгенерированных по блок-схеме последовательности операций, показанной на фиг. 10, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

В вариантах осуществления настоящего изобретения используют подсистемы слежения двух типов для измерения местоположения и ориентации объекта, в качестве которого в настоящем описании для примера взят наконечник катетера, в теле пациента.

Одна из подсистем, именуемая в настоящей заявке подсистемой следящего устройства для усовершенствованной токовой локализации (ACL), генерирует ток от электрода на наконечнике катетера и измеряет распределение токов на нескольких аппликаторах, помещенных на поверхности тела, и/или на проводящих элементах, установленных в теле. Местоположение электрода вычисляют по распределению токов.

Вторая подсистема может быть любой системой слежения, которая работает на основе принципа, отличающегося от принципа работы подсистемы ACL. Вторая подсистема обычно обеспечивает более точные результаты, чем результаты, обеспечиваемые подсистемой ACL, когда последняя работает в одиночку. Вторые подсистемы, которыми можно воспользоваться, содержат, но без ограничения, визуализирующие системы, например, электромагнитные (EM) системы, флуороскопические системы, системы магнитно-резонансной визуализации (MRI) и ультразвуковые системы. Вторая подсистема может также содержать комбинации из систем слежения, работающих на основе принципов, отличающихся от принципов работы подсистемы ACL. Формируют зависимости между результатами двух подсистем, и эти зависимости применяют к измеренным токам подсистемы ACL для повышения ее точности слежения. Например, в настоящем описании приняты зависимости на базе матриц.

В предложенном нижеописанном варианте осуществления вторая подсистема содержит EM-подсистему следящего устройства. Следящее EM-устройство использует магнитные поля, сгенерированные тремя трехкатушечными источниками в установочной приставке (LP), внешней относительно пациента, и результаты измерений полей, выполненные EM-датчиками, расположенными в наконечнике катетера, для вычисления местоположения наконечника катетера. Следящее EM-устройство обычно обеспечивает местоположение наконечника катетера и ориентацию с точностью около соответственно 1 мм и 1 градуса.

В фазе калибровки предлагаемого варианта осуществления инструмент отображения, содержащий EM-датчики и электрод, перемещают в несколько положений внутри тела пациента. Инструмент отображения именуется также в настоящем описании гибридным катетером. Результаты EM-измерений и результаты измерений тока записывают для нескольких положений. Результаты EM-измерений используют для обучения следящего устройства ACL определению, по результатам измерений тока, местоположения с более высокой степенью точности, чем степень точности определения одним следящим устройством ACL. Следящее устройство ACL, после обучения, можно применять в фазе слежения для отслеживания местоположений инструментов для исследования, например, катетеров, которые не содержат EM-датчиков.

Многие упомянутые инструменты для исследования, именуемые также в настоящем описании негибридными катетерами, обычно могут отслеживаться одновременно путем приложения переменных напряжений возбуждения, имеющих соответствующие частоты, разные для разных негибридных катетеров.

Результаты измерения местоположения следящим EM-устройством обеспечиваются в координатах LP, тогда как координаты ACL обеспечиваются в связи с координатами тела. Для установления связи между двумя системами обозначения местоположения применяют два метода корреляции:

(1) Местоположения следящего EM-устройства преобразуют в соответствующие местоположения в системе координат тела, которая задается тремя аппликаторами на спине пациента.

(2) Внутренний опорный катетер можно применять для обнаружения динамического перемещения, которое обычно связано, главным образом, с дыханием.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения на пациенте применяют абляционное устройство. Абляционное устройство использует абляционный накладной электрод, помещенный в контакте с телом, который передает абляционный ток из абляционного устройства в тело. Абляционный накладной электрод отклоняет ток от накладных поверхностных электродов, и отклонение тока, если его не компенсировать, будет создавать ошибки положений, определяемых процессором. В процессе калибровки, процессор компенсирует отклонение тока, обычно, посредством приложения напряжения возбуждения к абляционному накладному электроду и, таким образом, генерирования калибровочных токов в накладных поверхностных электродах. Процессор использует калибровочные токи и результаты измерений тока, отклоненного абляционным устройством, для коррекции ошибок вычисленных положений катетера, которые возникали бы в ином случае.

Некоторые аспекты отслеживания путем сочетания EM-ACL описаны в заявке на патент США 2007/0016007, которая принадлежит заявителю настоящей заявки и описание которой включено в настоящее описание посредством ссылки. Варианты осуществления настоящего изобретения повышают точность систем слежения на основе EM-ACL.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

На фиг. 1A представлено схематичное изображение системы 36 определения положения, использующей гибридный катетер 20, и на фиг. 1B приведен схематичный местный вид дистального конца гибридного катетера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Гибридный катетер может также именоваться в настоящем описании катетером отображения. Предполагается, что с системой 36 работает медицинский специалист 56.

В качестве примера, если в нижеследующем описании не указано иначе, то предполагается, что катетер 20 отображения применяют в инвазивной процедуре внутри камеры сердца 38 субъекта 40. В альтернативном варианте систему 36 определения положения можно использовать с зондами, аналогичными катетеру 20 в других полостях тела. Субъекта 40 помещают в магнитное поле, генерируемое, например, установкой под субъектом установочной приставки 43, содержащей катушки 42 генератора магнитных полей. Магнитные поля, генерируемые катушками 42, генерируют электрические сигналы в катушках 24, 26 и 28 электромагнитного (EM) датчика 22, расположенного на дистальном конце катетера 20. Электрические сигналы передаются в блок 44 управления, который анализирует сигналы, чтобы определять координаты положения и ориентацию катетера 20. В альтернативном варианте катушки в датчике 22 магнитного поля можно возбуждать для генерирования магнитных полей, которые измеряются катушками 42.

Блок 44 управления содержит процессор 46, обычно компьютер с соответствующими схемами обработки сигналов. Процессор использует память 47, которая обычно содержит как энергозависимое, так и энергонезависимое запоминающие устройства, в которых сохраняются данные для хирургической системы 36. Процессор соединен так, чтобы управлять пультом 52, который может обеспечивать визуальную индикацию 54 местоположения катетера 20.

Блок 44 управления содержит формирователи 56I переменных токов, которые служат процессору 46 для подводки токов в проводящие электроды 30, 32 и 34 катетера отображения, которые расположены на дистальном конце катетера 20 отображения. Процессор 46 устанавливает разные частоты переменного тока, подводимого в каждый электрод катетера 20. Электроды катетера соединены проводами, проходящими по вводной трубке, с цепями измерения тока и напряжения в блоке 44 управления.

Блок управления соединен проводами с накладными поверхностными электродами, именуемыми также в настоящем описании накладными электродами, которые могут быть накладными электродами любого типа, известными в данной области, например, дисковыми электродами, игольчатыми электродами, подкожными зондами или аппликационными электродами. Накладные электроды обычно находятся в гальваническом контакте с поверхностью тела субъекта 40 и принимают с поверхности тела токи, протекающие на поверхности тела. В тех случаях, когда в нижеследующем описании упоминаются аппликационные электроды или аппликаторы, следует понимать, что в вариантах осуществления настоящего изобретения могут применяться вышеупомянутые электроды других типов.

В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, один из накладных электродов может быть установлен в гальваническом контакте с телом или внутри тела субъекта 40. Блок 44 управления обычно отслеживает положение упомянутых внутренне расположенных накладных электродов, например, благодаря наличию, в конфигурации упомянутых накладных электродов, следящих катушек, аналогичных катушкам 24, 26 и 28 в катетере 20. Если не указано иначе, то в нижеследующем описании предполагается, для простоты, что накладные электроды расположены на теле субъекта 40. Специалисты со средним уровнем компетентности в данной области техники смогут распространить настоящее описание, с соответствующими изменениями, на накладные электроды, расположенные внутри тела субъекта 40.

Например, в настоящем описании предполагается, что накладные поверхностные электроды содержат адгезивные накожные аппликаторы 60, 62, 64, 66, 68 и 70, именуемые в настоящем описании, в общем, накладками 60P для активной токовой локализации (ACL) или накладкой ACL с индексом «I», где I является целым числом от 1 до 6. Накладку ACL 60P можно размещать в любых удобных местах на поверхности тела субъекта 40 вблизи зонда. Накладки ACL 60P обычно содержат соответствующие следящие катушки, аналогичные катушкам 24, 26 и 28 в катетере 20. В альтернативных вариантах осуществления изобретения число накладных поверхностных электродов может изменяться. Накладные поверхностные электроды принимают различающиеся токи отображения от электродов катетера отображения и различающиеся токи анализируют для определения местоположения или положения катетера 20. Следовательно, катетер 20 содержит два компонента для измерения его местоположения, из которых один компонент работает в EM-подсистеме системы 36, и другой компонент работает в подсистеме ACL системы 36. Катетер 20 называется также гибридным катетером.

Блок 44 управления содержит также генераторы 56V напряжения, которые соединены с аппликаторами ACL «i» соответствующими соединительными проводами и которые применяются процессором 46 для измерения импеданса аппликаторов ACL.

Токи от формирователей 56I и генераторов 56V различаются процессором 46, работающим с токами и напряжениями с разными частотами. Следовательно, существует шесть однозначных частот генераторов, подающих напряжение в аппликаторы ACL, и большое число других однозначных частот для формирователей, подводящих ток в катетеры.

В системе 36 может быть, по меньшей мере, один другой гибридный катетер, как правило, аналогичный катетеру 20, который отслеживается системой обычно таким образом, как отслеживается катетер 20. Для ясности, на фиг. 1A другие катетеры не показаны. Кроме того, в системе 36 могут быть другие негибридные катетеры, содержащие, по меньшей мере, один электрод, аналогичный электродам 30, 32 и 34, но не содержащие датчик типа датчика 22. Негибридные катетеры именуются в настоящем описании катетерами для исследования, и электроды катетеров для исследования также именуются проводящими электродами катетеров для исследования. Система 36 может отслеживать упомянутые катетеры для исследования. Например, один подобный негибридный катетер 21 показан на фиг. 1A.

В одном варианте осуществления имеется приблизительно 90 частот для формирователей 56I тока, и поэтому возможно одновременное отслеживание до 90 электродов катетеров в системе 36.

Предполагается, что в системе 36 катетер 23, который может быть гибридным или негибридным катетером, применяется для абляции области в теле 40. Катетер 23 именуется также в настоящем описании абляционным катетером. Для замыкания обратной цепи абляционного тока, используемого абляционным катетером 23, абляционный накладной электрод 90, именуемый также в настоящем описании абляционным аппликатором 90, гальванически присоединен к телу 40. Аппликатор 90 и абляционный катетер 23 соединены проводами с высокочастотным (RF) абляционным модулем 48 в пульте 40. Пульт содержит также переключатель 25, позволяющий специалисту 56 управлять модулем 48.

Накожные аппликаторы содержат, как для примера предполагается в настоящем описании, три адгезивных накожных аппликатора 80, 82 и 84, обычно размещают на спине субъекта 40 для использования в качестве точек отсчета положения. Аппликаторы 80, 82 и 84 обычно называются в настоящем описании опорными аппликаторами 80R. Каждый опорный аппликатор 80R содержит EM-датчик, который обычно аналогичен датчику 22 и который обеспечивает предоставление данных положения соответствующего ему аппликатора в процессор 46. Опорные аппликаторы 80R соединены проводами с блоком 44 управления.

Система 36 может также содержать опорный позиционный датчик, например катетер для внутренней установки, вводимый в подвижный орган тела 40, как предполагается в настоящем описании, в сердце 38 и удерживаемый в, по существу, неподвижном положении относительно подвижного органа. В настоящем описании предполагается, что опорный датчик содержит опорный катетер 27 венечного синуса (CSRC) и называется также в настоящем описании опорным катетером 27. Катетер 27 обычно является гибридным катетером. Посредством сравнения положения катетера 20 с положением опорного катетера 27 точно определяются координаты катетера 20 относительно сердца, независимо от движений сердца.

Система 36 обычно содержит другие элементы, которые, для простоты, не показаны на фигурах и которые упоминаются, при необходимости, в нижеследующем описании. Например, система 36 может содержать ЭКГ-монитор, подсоединенный для приема сигналов от, по меньшей мере, одного из накладных поверхностных электродов, чтобы обеспечивать сигнал синхронизации по ЭКГ в блок 44 управления.

Конфигурация, показанная на фиг. 1A, является примерной конфигурацией, которая выбрана только для концептуальной ясности. В альтернативных вариантах осуществления можно также применить любую другую подходящую конфигурацию. Процессор 46 обычно содержит универсальный процессор, который запрограммирован в программном обеспечении для выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Программное обеспечение может загружаться в процессор в электронной форме, например, по сети или, в качестве альтернативы или дополнительно, может обеспечиваться и/или храниться на материальном носителе, например, в магнитной, оптической или электронной памяти.

На фиг. 2A представлена блок-схема 100 последовательности операций, схематично поясняющая процесс работы системы 36, и на фиг. 2B приведена упрощенная блок-схема системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Для управления системой 36 специалист 56 или другой оператор системы сначала применяет систему в фазе 101 калибровки, после чего система работает в фазе 103 слежения. Операции, выполняемые на каждом из этапов двух фаз, подробно описаны ниже. Как также поясняется ниже, некоторые из операций могут выполняться в обеих фазах.

На этапе 102 увязки системы координат увязывают координаты, измеренные в EM-системе координат и в системе координат активной токовой локализации (ACL). EM-подсистема 115 следящего устройства генерирует результаты измерений в EM-системе координат; подсистема 117 следящего устройства ACL генерирует результаты измерений в системе координат ACL, называемой также в настоящем описании системой координат тела. EM-подсистема следящего устройства измеряет местоположения с использованием электромагнитных полей, генерируемых катушками 24, 26 и 28. Следящее устройство ACL измеряет местоположения с использованием токов через аппликаторы ACL 60P.

Если не указано иначе, то нижеследующие этапы блок-схемы последовательности операций способа выполняются в промежуточных модулях 119 обработки данных, которые содержат модуль 119A системы координат тела, модуль 119B компенсации абляционного аппликатора, модуль 119C калибровки токов аппликаторов, модуль 119D планирования токов, модуль 119E временной декомпозиции и модуль 119F компенсации эффективной площади аппликатора.

На этапе 104 компенсации абляционного аппликатора процессор 46 выполняет измерения, чтобы определить, как можно скомпенсировать измеренные токи через аппликаторы ACL по причине отклонения токов через абляционный аппликатор. Процессор 46 выполняет измерения посредством генерирования токов в абляционном аппликаторе и/или аппликаторах ACL.

На этапе 106 калибровки аппликаторов ACL процессор 46 с использованием токов, аналогичных токам, использованным на этапе 104, определяет разности импедансов отдельных аппликаторов ACL. Разности импедансов оказывают влияние на токи в аппликаторах ACL, которые измеряются процессором.

На этапе 108 компенсации аппликатора процессор 46 осуществляет компенсацию с учетом изменений эффективной площади аппликаторов ACL. Изменения обычно вызываются такими факторами, как изменение проводимости аппликатора обычно из-за потовыделения и частичного отделения аппликатора от кожи пациента. Процессор 46 использует токи, аналогичные токам, генерируемым на этапах 104 и 106, для определения коэффициентов компенсации.

На этапе 110 планирования токов процессор измеряет токи в аппликаторах ACL, которые генерируются токами, вводимыми в отслеживаемые катетеры, и вносит поправки, определенные на этапах 104, 106 и 108, в токи.

На этапе 112 временной коррекции процессор выполняет компенсацию с учетом изменений токов, обусловленных тремя временными факторами: дрейфом, дыханием и сердцебиением. Компенсация реализуется обработкой токов, измеренных на этапе 110, разными фильтрами.

Окончательный этап 114 ACL содержит первоначальную фазу обучения, во время которой процессор сохраняет данные о токах и данные о местоположениях, полученные на вышеописанных этапах, и генерирует матрицы, устанавливающие зависимость между данными о токах и местоположениях. Этап 114 ACL выполняется в следящем модуле ACL 121. После того, как получено достаточное количество данных, процессор 46 применяет сгенерированные матрицы к данным о токах, полученным на этапе 112, для вычисления местоположения электродов на катетере 20. Процессор генерирует соответствующие матрицы для разных «кластеров» или областей сердца, чтобы повысить точность токовой локализации.

В последующем описании подробно поясняется каждый из этапов блок-схемы 100 последовательности операций способа.

СИСТЕМА КООРДИНАТ ТЕЛА

На фиг. 3 представлен схематичный чертеж,