[发明专利]用于生成细长医疗装置的平滑图像的方法和系统

说明书

本公开提供了用于生成包括多个位置传感器的细长医疗装置的平滑图像的系统和方法。该系统包括模型构建系统，该模型构建系统被配置为耦合到医疗装置并且获取与位置传感器的位置对应的数据点。基于计算机的模型构建系统进一步被配置为建立坐标系，计算每个位置传感器的坐标，估计描述医疗装置的包括曲率项和扭转项的一组真实参数，基于刚度参数计算每个位置传感器的测量误差，基于(i)所估计的一组真实参数和位置传感器的坐标的函数，以及(ii)测量误差的加权，计算位置传感器的平滑数据点，使用平滑数据点生成医疗装置的图像，以及显示图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月15日提交的美国临时专利申请No.62/362,780的权益，其内容通过引用整体包含于此。

技术领域

本公开涉及用于生成细长医疗装置的平滑图像的系统和方法。更特别地，本公开涉及用于生成细长医疗装置(诸如例如体内导管)的平滑图像的计算机实现的系统和方法。

背景技术

导管用于在人体和其它身体内执行多种任务，包括药物和流体的输送、体液的移除以及手术工具和器械的运输。例如，在心房颤动的诊断和治疗中，导管可用于将电极输送到心脏以进行心脏表面的电生理标测并将消融能量输送到表面，以及其它任务。为了适当地进行治疗，必须连续监测导管在体内的位置和方向。用于确定导管在体内的位置和方向的一种已知技术是通过使用位置感测和导航系统(有时称为方位标测系统)跟踪导管上的多个传感器。在由圣犹达医疗公司(St.Jude Medical，Inc.)以商标“ENSITE NAVX”出售的一个示例性系统中，传感器包括电极。身体外表面上的电极对的激励在体内生成电场。导管电极上的电压测量然后可用于确定导管电极在位置感测和导航系统的坐标系内的位置和方向。其它示例性位置感测和导航系统包括磁系统。

为了向临床医生提供关于导管的位置和方向的信息，所确定的导管传感器的位置和方向通常用于渲染导管相对于周围组织(包括心脏组织)的图像。然而，传统系统的一个缺点是，由于例如传感器阻抗和放大器通道的细微差别，所确定的导管传感器的位置和方向会受到系统误差的影响。这些误差会使导管的渲染形状从其在所得图像中的真实机械形状变形。

此外，某些平滑算法可能不适用于圆形或其它弯曲的导管。例如，应用基函数以将所测量的电极位置建模为与直线的偏差的平滑算法可能不适当地对具有大的曲率的导管进行建模。在具有大曲率的导管上实施这种平滑算法可能引起诸如成像导管中的直径减小的误差。

发明内容

在一个实施例中，本公开涉及一种用于生成细长医疗装置的图像的系统，该细长医疗装置包括体内的多个位置传感器。该系统包括基于计算机的模型构建系统，该模型构建系统被配置为耦合到细长医疗装置并且被配置为获取与多个位置传感器的相应位置对应的一组测量数据点。模型构建系统进一步被配置为建立与细长医疗装置相关联的坐标系，并且计算多个位置传感器中的每一个位置传感器在坐标系中的相应坐标。模型构建系统还被配置为估计描述细长医疗装置的一组真实参数，该组真实参数包括曲率项和扭转项，并且至少部分地基于相应的刚度参数，计算多个位置传感器中的每一个位置传感器的测量误差。模型构建系统进一步被配置为基于(i)所估计的一组真实参数和多个位置传感器中的每一个位置传感器的相应坐标的函数，以及(ii)测量误差的加权来计算多个位置传感器的平滑数据点。模型构建系统还被配置为使用平滑数据点生成细长医疗装置的图像，并显示所生成的图像。