[发明专利]用于电磁跟踪系统的可配置传送器阵列

说明书

一种磁性跟踪系统被配置为确定该磁性跟踪系统的环境中的被跟踪对象的对象姿态。该跟踪系统包括传送器配件，其包括被配置为生成指示被跟踪对象关于该传送器配件的对象姿态的磁信号的传送线圈和在视觉上标识该传送配件关于相机设备的姿态的标志。该相机设备捕捉该传送器配件的至少一个图像。一种计算设备基于该图像确定该图像中的该传送器配件的姿态。基于该磁信号以及与该传送器配件相关联的姿态，该计算设备确定该被跟踪对象在环境中的对象姿态。

技术领域

本公开涉及跟踪磁场中的一个或多个对象，具体涉及一种用于使用电磁(EM)信号跟踪外科手术器械的系统。

背景技术

电磁跟踪(EMT)系统被用来帮助在医疗过程中对器械和解剖的定位。这样的系统可以基于所测量的传送磁场的场力线来确定接收器的位置。

发明内容

电磁跟踪(EMT)系统(也被称作磁性跟踪系统)可以被用来跟踪用于多种应用的设备，诸如在内窥镜外科手术或其它类型的外科手术期间用于医疗应用。该EMT系统(也称作磁性跟踪系统)包括至少一个传送器和至少一个接收器。该传送器例如发射磁信号，并且该接收器接收磁信号并且测量该磁信号。所测量的磁信号提供了该磁性跟踪系统用来确定传送器关于接收器的相对定位(反之亦然)的信息。如果传送器或接收器被附着于另一个设备(例如，被跟踪设备)，则该磁性跟踪系统可以确定被跟踪设备在该磁性跟踪系统的环境中的相对定位。在一些实施方式中，该磁性跟踪系统可以检测由于环境中的金属物体所导致的磁信号的失真。多种用于跟踪对象的额外应用是已知的。

本文所描述的磁性跟踪系统包括多个传送器配件。该磁性跟踪系统被配置为诸如通过检测该多个传送器配件中的一个或多个所发射的磁信号来确定一个或多个对象关于传送器配件的定位。该传送器配件被置于关于该磁性跟踪系统的接收器的不同位置处。该磁性跟踪系统通过一种或多种非磁性技术来确定该传送器配件相对于传送器的定位，诸如通过视觉技术、超声、无线电信号等。一旦传送器配件的定位是已知的，该磁性跟踪系统就可以确定接收器的位置和定向。

每个传送器配件可以被唯一地标记，使得非磁性跟踪系统可以在该多个传送器配件中的每一个传送器配件之间进行区分。该传送器配件可以在该磁性跟踪系统的环境中被重新配置(例如，四处移动)以改善由该磁性跟踪系统对被跟踪对象的位置确定的质量(例如，准确性)。

本文所描述的技术包括以下一个或多个优势。传送器配件可以非常接近于磁性跟踪系统的环境中的感兴趣区域而放置，所述感兴趣区域针对磁性跟踪系统的不同应用而可以有所变化。例如，该传送器配件可以包括在内窥镜外科手术期间被附着至患者的贴片。该贴片在外科手术期间可以被移动/重新布置以保持该贴片紧靠患者的手术区域。这可以被描述为减少或消除传送器配件和感兴趣区域之间的相隔距离。传送器配件紧靠感兴趣区域减少了由环境中的金属物体所导致的失真，该金属物体诸如金属手术台、非手术设备，等等。例如，该传送器配件可以沿患者体内的导管路径放置以便使得该导管的磁性跟踪得到改善。

该传送器配件也可以被重新布置以便针对特定应用而被策略性地放置。例如，如果拍摄患者的X射线图像，则该贴片可以为了该成像过程而被临时去除并且在完成成像之后重新应用，而并不要求进行对该磁性跟踪系统的重新校准以继续使用。

这些方法减少或消除了针对该系统的环境发生变化的每种情况的典型环境中所遇到的失真执行补偿的需求。

在一个方面，磁性跟踪系统包括多个传送器配件。至少一个传送器配件包括：被配置为生成该传送器配件的磁信号的传送线圈，该磁信号指示被跟踪对象关于该传送器配件的对象姿态；基于在视觉上标识该传送配件关于相机设备的姿态的标志。该相机设备被配置为捕捉该多个传送器配件的至少一个图像，所述图像包括传送器配件中的至少一个上的该标志的表示。计算设备被配置为执行操作，包括：基于包括至少一个传送器配件上的该标志的表示的图像来确定该图像中的传送器配件中的该至少一个的姿态；接收来自传送器配件的每个磁信号；基于每个磁信号以及与每个传送器配件相关联的姿态来确定该被跟踪对象在该环境中的对象姿态；并且输出该对象姿态的表示。