[发明专利]基于阻抗信息的三维导管定位系统

权利要求书

1.一种基于阻抗信息的三维导管定位系统，其特征在于，包括：主控制器(100)、电源电路(200)、时钟电路(300)、阻抗测试电路(400)、通道选择电路(500)、六个电极贴片(600)以及三维定位重构系统(700)；所述电源电路(200)分别与所述主控制器(100)和时钟电路(300)连接，所述主控制器(100)与所述阻抗测试电路(400)连接，所述阻抗测试电路(400)与所述通道选择电路(500)连接，所述主控制器(100)与所述三维定位重构系统(700)连接，所述通道选择电路(500)与所述六个电极贴片(600)连接，所述六个电极贴片(600)设置于人体躯干表面，在胸口和后背处分别粘贴三个电极贴片(600)，用以定位导管位置；

所述主控制器(100)，用于控制所述阻抗测试电路(400)利用通道选择电路(500)选择通道，测量导管电极和每个电极贴片(600)之间的阻抗信息，将所述阻抗信息发送至三维定位重构系统(700)；

所述电源电路(200)，用于提供低纹波电源；

所述时钟电路(300)，用于提供系统以及阻抗测试电路高精度时钟，其中时钟电路包含晶振及高精度时钟芯片；

所述阻抗测试电路(400)，用于测量导管电极和每个电极贴片(600)之间的阻抗；

所述通道选择电路(500)，用于选择通道，其中包括通道选择器，系统发送控制指令选通单独的阻抗测试通道进行电极阻抗信息检测；

所述三维定位重构系统(700)，用于接收所述阻抗信息，通过转移矩阵将所述阻抗信息与导管电极在MRI成像重构后的三维心房坐标系中的实际位置对应起来，进行坐标校准，得到基于三维心房重构的导管电极定位坐标系；

所述三维定位重构系统(700)用于按照以下方式得到基于三维心房重构的导管电极定位坐标系：

阻抗与流过电极贴片的电流成反比，用在贴片处测量的电流来代替下面的阻抗来描述这种线性关系：

I＝AP (1)

其中I是一个6×n矩阵，包含在6个电极位置的6个贴片上测量的电流，P是一个3×n矩阵，包含n个导管电极位置的x,y,z坐标，A是一个连接I和P的6×3转移矩阵；

通过可定位的导管构建转移矩阵A，导管导航到多个位置，记录每个电极位置在电极贴片处的电流I，由内置的位置传感器报告电极对应的坐标P，确定转移矩阵A为

其中是P的Moore–Penrose伪逆矩阵；

其他非定位电极的位置从在电极贴片上测量的电流中得到：

P^～＝A^-1I (3)

在(3)中，A的逆由(2)推导出来

其中P^～为导管移动时测得的坐标矩阵；

术前利用磁共振技术进行电生理成像得到MRI图像或者计算机断层扫描得到CT图像，进行心脏的三维重构，在导管进入心房后，利用X射线获得导管在心房的位置，基于计算梯度和高斯平滑得到去噪后的图像数据，再利用几何抽取将图像数据转变为多边形数据，从图像数据集中抽取三角片来表示等值面，进行实现面绘制；再采用射线投射技术将三维数据映射到二维屏幕，实现图像数据的体绘制，通过标记导管位置建立坐标系，并和阻抗定位系统中的坐标进行耦合，实现校准过程，从而得到基于三维心房重构的导管电极定位坐标系。

2.如权利要求1所述的基于阻抗信息的三维导管定位系统，其特征在于，采用在一个导管电极上施加交流或直流电压，将六个电极贴片(600)与地面连接，测量从导管电极流向六个电极贴片(600)的电流的方式测量所述阻抗信息。

3.如权利要求1所述的基于阻抗信息的三维导管定位系统，其特征在于，所述主控制器(100)与所述三维定位重构系统(700)通过USB连接。

4.如权利要求1所述的基于阻抗信息的三维导管定位系统，其特征在于，所述主控制器(100)与所述阻抗测试电路(400)通过I2C总线连接。