[发明专利]基于阻抗信息的三维导管定位系统

说明书

本发明公开一种基于阻抗信息的三维导管定位系统。本发明的基于阻抗信息的三维导管定位系统，包括：主控制器、电源电路、时钟电路、阻抗测试电路、通道选择电路、六个电极贴片以及三维定位重构系统；电源电路分别与主控制器和时钟电路连接，主控制器与阻抗测试电路连接，阻抗测试电路与通道选择电路连接，主控制器与三维定位重构系统连接，通道选择电路与六个电极贴片连接，六个电极贴片设置于人体躯干表面。本发明硬件系统兼容性高，所测信息皆为临床手术中方便检测的信号，硬件成本低，无需额外购置大型设备。仅使用MRI或CT成像、阻抗信号检测及少剂量X射线即可完成实时导管定位，临床执行难度低。使用阻抗信号检测导管坐标，实时性高。

技术领域

本发明涉及导管定位技术领域，尤其涉及一种基于阻抗信息的三维导管定位系统。

背景技术

准确的测绘和导航是导管介入治疗心律失常的先决条件。传统的测绘和导航在导管实验室使用单或双翼系统部署x射线透视。此外，通常医学成像技术，如超声检查(US)、计算机断层扫描(CT)或MRI，在侵入性手术前用于获取患者的几何信息。在介入过程中，测绘和导航数据必须以某种方式与离线几何信息进行登记。但上述方法存在分辨率低、精度不高、x射线曝光量等缺点。磁导航是目前最常见的三维重建和导管导航高精度高分辨率的工具，其原理是在导管尖端内置微型磁传感器，以报告导管的当前位置和方向。同时，也位于导管尖端的测量电极记录心脏当前位置的电生理信息。通过导管对一个腔室的整个心内膜进行采样，实时重建该腔室的几何形状，同时获得详细的心脏活动的三维图。然而在心脏介入手术中，必须同时使用一种以上的导管，甚至是不同公司的导管。由于成本高昂，不可能为每个导管电极配备定位器，例如微型磁定位传感器，因此要准确有效地定位所有这些导管电极是极其困难的。

因此，目前利用磁导航进行导管定位的价格是非常昂贵的，而利用其他测绘和导航方式进行导管定位在临床操作难度上也有着一定的局限性，因此亟需一个低成本、精确的导管定位技术为临床手术进行提供辅助手段。

发明内容

本发明提供一种基于阻抗信息的三维导管定位系统，以解决目前利用磁导航进行导管定位的价格非常昂贵，而利用其他测绘和导航方式进行导管定位在临床操作难度上也有着一定的局限性的问题。

本发明提供一种基于阻抗信息的三维导管定位系统，包括：主控制器、电源电路、时钟电路、阻抗测试电路、通道选择电路、六个电极贴片以及三维定位重构系统；所述电源电路分别与所述主控制器和时钟电路连接，所述主控制器与所述阻抗测试电路连接，所述阻抗测试电路与所述通道选择电路连接，所述主控制器与所述三维定位重构系统连接，所述通道选择电路与所述六个电极贴片连接，所述六个电极贴片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，用以定位导管位置；

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

所述电源电路，用于提供低纹波电源；

所述时钟电路，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，用于测量导管电极和每个电极贴片之间的阻抗；

所述通道选择电路，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，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：