本發(fā)明涉及多電極導(dǎo)管定位領(lǐng)域，特別涉及一種多電極導(dǎo)管三維定位方法，還公開(kāi)了其對(duì)應(yīng)的裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行消融治療是目前主流的一種治療方法，而多電極導(dǎo)管是其中的一種導(dǎo)管，可用于標(biāo)測(cè)或者消融，但我們?cè)谑褂脮r(shí)，需要定位多電極導(dǎo)管，才能更好地輔助判定導(dǎo)管與組織位置關(guān)系，且輔助導(dǎo)管進(jìn)行操作；

傳統(tǒng)的技術(shù)方法有三種：

其一是通過(guò)三對(duì)正交貼敷的激勵(lì)電極，建立相互正交的電場(chǎng)，設(shè)置一體內(nèi)參考電極，采集導(dǎo)管電極與參考電極間電場(chǎng)信息，經(jīng)系數(shù)變換后作為正交坐標(biāo)系下的位移量，進(jìn)而以參考電極為原點(diǎn)計(jì)算出相對(duì)位置，此方法要求激勵(lì)電極完全正交貼敷，而實(shí)際應(yīng)用中受身體輪廓影響，難以做到真正正交，計(jì)算出的位置被斜拉伸，導(dǎo)致定位導(dǎo)管形態(tài)和所構(gòu)建模型形態(tài)失真；

其二是通過(guò)若干個(gè)激勵(lì)線圈發(fā)放低頻磁場(chǎng)，導(dǎo)管內(nèi)部埋置一個(gè)或幾個(gè)磁傳感器線圈，在磁場(chǎng)范圍內(nèi)采集感應(yīng)信號(hào)，計(jì)算出導(dǎo)管位置，該方法定位準(zhǔn)確，但受傳感器尺寸和加工工藝限制，導(dǎo)管中僅能安裝數(shù)量有限的幾個(gè)傳感器，不能定位所有導(dǎo)管電極，進(jìn)一步以局部電極計(jì)算出的整個(gè)導(dǎo)管形態(tài)出現(xiàn)偏差；

其三是在磁場(chǎng)輔助下，測(cè)量體內(nèi)導(dǎo)管電極與多個(gè)體表參考間阻抗，計(jì)算導(dǎo)管多個(gè)電極位置，同時(shí)在導(dǎo)管內(nèi)部安裝磁傳感器，確定個(gè)別電極物理位置，通過(guò)個(gè)別位置修正多個(gè)電極位置，該方法同樣要求導(dǎo)管中安裝磁傳感器，加工工藝復(fù)雜，同時(shí)直接采集體內(nèi)與體表阻抗的方法，受導(dǎo)管電極與組織貼靠程度、體表參考電極與皮膚接觸變化等因素影響而出現(xiàn)偏差，并且該方法通過(guò)個(gè)別磁位置修正所有導(dǎo)管電極位置，以點(diǎn)概面，定位精度受到局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種降低導(dǎo)管定位成本、避免三維模型失真、可實(shí)現(xiàn)多電極導(dǎo)管上所有導(dǎo)管電極定位、加工工藝簡(jiǎn)單、定位精度高的多電極導(dǎo)管三維定位方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種多電極導(dǎo)管三維定位方法，其包括步驟：

A、在被測(cè)組織外圍體表貼敷若干激勵(lì)電極，用于建立電場(chǎng)，在所述激勵(lì)電極上或者激勵(lì)電極旁設(shè)置若干參考電極，參考電極上設(shè)置磁定位傳感器；

B、在所述電場(chǎng)中，采集導(dǎo)管電極與參考電極間的電場(chǎng)信號(hào)，得出導(dǎo)管電極與參考電極的距離數(shù)據(jù)；

C、在所述參考電極被外部磁場(chǎng)覆蓋下采集所述磁定位傳感器的位置信息，得到參考電極的位置信息；

D、根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)和參考電極的位置信息，得出各個(gè)所述導(dǎo)管電極的位置信息；

E、根據(jù)所述導(dǎo)管電極的位置信息構(gòu)建所述導(dǎo)管的實(shí)時(shí)三維模型并在顯示設(shè)備上顯示。

優(yōu)于傳統(tǒng)方法，本發(fā)明特點(diǎn)在于：

（相比較于背景技術(shù)的第一種傳統(tǒng)方法）基于非正交電場(chǎng)，對(duì)電極片貼敷位置無(wú)嚴(yán)格要求，簡(jiǎn)化了電極片貼敷程序，降低了導(dǎo)管定位成本，同時(shí)避免了因電極片貼敷位置不絕對(duì)正交導(dǎo)致的導(dǎo)管和模型形態(tài)失真。

（相比較于背景技術(shù)的第二種傳統(tǒng)方法）磁場(chǎng)輔助實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)定位，可實(shí)現(xiàn)所有導(dǎo)管電極定位，避免純磁場(chǎng)環(huán)境下對(duì)定位電極個(gè)數(shù)的局限，同時(shí)可以簡(jiǎn)化導(dǎo)管制造工藝。

（相比較于背景技術(shù)的第三種傳統(tǒng)方法）通過(guò)激勵(lì)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在被測(cè)組織范圍內(nèi)的小區(qū)域環(huán)境中，電場(chǎng)分布是幾乎均勻的，通過(guò)導(dǎo)管電極與體表參考電極采集電場(chǎng)信號(hào)，計(jì)算電場(chǎng)信號(hào)相對(duì)變化量的方式獲得位置，避免受導(dǎo)管電極與組織貼靠影響，同時(shí)避免了以個(gè)別磁位置修正所有導(dǎo)管電極位置，以點(diǎn)概面導(dǎo)致的定位精度限制。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述激勵(lì)電極成對(duì)設(shè)置，每對(duì)激勵(lì)電極所在軸線穿過(guò)被測(cè)區(qū)域，使電場(chǎng)對(duì)被測(cè)區(qū)域的覆蓋更好，使最終模型更準(zhǔn)確。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述磁定位傳感器貼敷在參考電極中心背面或正面，對(duì)參考電極的定位效果更好。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，每對(duì)激勵(lì)電極所在軸線和其他對(duì)激勵(lì)電極所在軸線夾角為30°~150°，使電場(chǎng)對(duì)被測(cè)區(qū)域的覆蓋更好，同時(shí)采集導(dǎo)管電極與參考電極間的電場(chǎng)信號(hào)更準(zhǔn)確。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟E中，在構(gòu)建所述導(dǎo)管的實(shí)時(shí)三維模型的同時(shí)，根據(jù)多個(gè)所述導(dǎo)管電極的位置信息同時(shí)構(gòu)建被測(cè)局部組織三維模型，多電極導(dǎo)管三維模型和被測(cè)局部組織三維模型實(shí)時(shí)顯示，可更好地輔助醫(yī)生判定導(dǎo)管與組織位置關(guān)系，輔助導(dǎo)管操作和定位。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述參考電極設(shè)置在所述激勵(lì)電極旁，各個(gè)激勵(lì)電極旁的被測(cè)組織外圍體表均貼敷有參考電極，使最終模型更準(zhǔn)確。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述參考電極貼敷在激勵(lì)電極周?chē)嚯x激勵(lì)電極5~10mm處，使參考電極受激勵(lì)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響效果更好，使所述距離數(shù)據(jù)的測(cè)量更準(zhǔn)確。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟E中，構(gòu)建被測(cè)局部組織三維模型時(shí)，通過(guò)0.3~2秒記錄一次導(dǎo)管電極的位置信息來(lái)幫助構(gòu)建，使被測(cè)局部組織三維模型更能夠?qū)崟r(shí)地反應(yīng)組織變化。

本申請(qǐng)還公開(kāi)了一種能夠進(jìn)行多電極導(dǎo)管三維定位的裝置，其包括：

激勵(lì)電極，所述激勵(lì)電極貼敷于被測(cè)組織外圍體表；

參考電極，所述參考電極上設(shè)置有磁定位傳感器；

磁場(chǎng)覆蓋裝置，用于使被測(cè)環(huán)境被磁場(chǎng)覆蓋。

相比較于現(xiàn)有的幾種測(cè)量方式對(duì)應(yīng)的裝置，本申請(qǐng)裝置能夠降低導(dǎo)管定位成本、避免三維模型失真、可實(shí)現(xiàn)多電極導(dǎo)管上所有導(dǎo)管電極定位、加工工藝簡(jiǎn)單、定位精度高，且成本更低。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述磁定位傳感器貼敷在參考電極中心背面或正面，對(duì)參考電極的定位效果更好。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

降低導(dǎo)管定位成本、避免三維模型失真、可實(shí)現(xiàn)多電極導(dǎo)管上所有導(dǎo)管電極定位、加工工藝簡(jiǎn)單、定位精度高。

附圖說(shuō)明：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例1中多電極導(dǎo)管三維定位方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1，一種多電極導(dǎo)管三維定位方法，其包括步驟：

A、在被測(cè)組織外圍體表貼敷若干激勵(lì)電極（所述激勵(lì)電極成對(duì)設(shè)置，本實(shí)施例中為3對(duì)，每對(duì)激勵(lì)電極所在軸線穿過(guò)被測(cè)區(qū)域，3對(duì)電極軸線相互交叉，分頻或分時(shí)的產(chǎn)生激勵(lì)輸出，每對(duì)激勵(lì)電極所在軸線和其他對(duì)激勵(lì)電極所在軸線夾角為30°~150°，且激勵(lì)電極間距離盡可能大，可進(jìn)一步提高定位精度），用于建立電場(chǎng)；

在所述激勵(lì)電極上（如將激勵(lì)電極和參考電極組裝為一體，設(shè)置為一體時(shí)激勵(lì)電極和參考電極中間通過(guò)絕緣體隔離，一體組裝的電極形態(tài)可以是圓形或其他適合的形狀，更簡(jiǎn)化的方式則可將激勵(lì)和參考電極短接，或?qū)⒓?lì)電極和參考電極簡(jiǎn)化為一個(gè)電極）或者激勵(lì)電極旁設(shè)置若干參考電極（本實(shí)施例中，所述參考電極設(shè)置在所述激勵(lì)電極旁，各個(gè)激勵(lì)電極旁的被測(cè)組織外圍體表均貼敷有參考電極，所述參考電極貼敷在激勵(lì)電極周?chē)嚯x激勵(lì)電極5~10mm處），參考電極上設(shè)置磁定位傳感器（所述磁定位傳感器貼敷在參考電極中心背面或正面）；

B、在所述電場(chǎng)中，通過(guò)硬件電路采集導(dǎo)管電極與參考電極間的電場(chǎng)信號(hào)并放大，以所述電場(chǎng)信號(hào)為基礎(chǔ)，通過(guò)算法得出導(dǎo)管電極與參考電極的距離數(shù)據(jù)（此方式采集的是電場(chǎng)信號(hào)，避免了電極與組織、電極與體表皮膚的接觸影響，轉(zhuǎn)換出的距離數(shù)據(jù)接近實(shí)際物理距離）；

C、在所述參考電極被外部磁場(chǎng)覆蓋下，通過(guò)磁場(chǎng)定位系統(tǒng)采集所述磁定位傳感器的位置信息（本實(shí)施例中磁場(chǎng)定位系統(tǒng)可選擇Northern Digital Inc.公司的Aurora系統(tǒng)），得到參考電極的位置信息；

D、根據(jù)所述距離數(shù)據(jù)和參考電極的位置信息，采用類似三角測(cè)量方法、球面求交點(diǎn)方法、或軸線平面求交點(diǎn)方法，計(jì)算得出各個(gè)所述導(dǎo)管電極的位置信息；

E、根據(jù)所述導(dǎo)管電極的位置信息，通過(guò)曲線擬合算法，諸如Bezier、B-Spline方法，保證導(dǎo)管電極位置固定的前提下計(jì)算并構(gòu)建所述導(dǎo)管的實(shí)時(shí)三維模型，并同時(shí)根據(jù)多個(gè)所述導(dǎo)管電極的位置信息構(gòu)建被測(cè)局部組織三維模型（構(gòu)建被測(cè)局部組織三維模型時(shí)，通過(guò)0.3~2秒記錄一次導(dǎo)管電極的位置信息來(lái)幫助構(gòu)建，具體地，可采用例如凸包、Marching Tetrahedra等算法構(gòu)建出一個(gè)包含多個(gè)所述導(dǎo)管電極的位置數(shù)據(jù)的被測(cè)局部組織的外表面的三維模型，該三維模型表示了組織腔體模型形態(tài)），在顯示設(shè)備上同時(shí)顯示導(dǎo)管的實(shí)時(shí)三維模型和實(shí)時(shí)被測(cè)局部組織三維模型。

本實(shí)施例還公開(kāi)了一種能夠進(jìn)行多電極導(dǎo)管三維定位的裝置，其包括：

激勵(lì)電極，所述激勵(lì)電極貼敷于被測(cè)組織外圍體表；

參考電極，所述參考電極上設(shè)置有磁定位傳感器（所述磁定位傳感器配合外部的磁場(chǎng)定位系統(tǒng)使用，本實(shí)施例中磁場(chǎng)定位系統(tǒng)可選擇Northern Digital Inc.公司的Aurora系統(tǒng)），所述磁定位傳感器貼敷在參考電極中心背面或正面；

磁場(chǎng)覆蓋裝置，用于使被測(cè)環(huán)境被磁場(chǎng)覆蓋。

本實(shí)施例還公開(kāi)了一種能夠進(jìn)行多電極導(dǎo)管三維定位的系統(tǒng)，其包括：

激勵(lì)電極，所述激勵(lì)電極貼敷于被測(cè)組織外圍體表；

參考電極，所述參考電極上設(shè)置有磁定位傳感器，所述磁定位傳感器貼敷在參考電極中心背面或正面；

磁場(chǎng)定位系統(tǒng)，所述磁場(chǎng)定位系統(tǒng)包括磁場(chǎng)覆蓋裝置，用于使被測(cè)環(huán)境被磁場(chǎng)覆蓋，本實(shí)施例中磁場(chǎng)定位系統(tǒng)可選擇Northern Digital Inc.公司的Aurora系統(tǒng)。