專利名稱：利用頻率外推的抗失真位置跟蹤的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及磁定位跟蹤系統，尤其涉及用于在使場失真的物體 存在的條件下進行精確位置測量的方法和系統。
背景技術：
本領域中已知各種方法和系統用于跟蹤醫學過程中所涉及的物體的坐標。這些系統的一些利用》茲場測量。例如，美國專利5391199和 5443489描述了利用 一個或多個場換能器確定體內探針的坐標的系統， 它們的公開內容在此引入作為參考。這種系統用于產生關于醫學探針或 導管的位置信息。在探針中放入諸如線圏的傳感器，該傳感器響應于外 部施加的磁場產生信號。該磁場由磁場換能器產生，例如散熱器蛇形 管，該磁場換能器以已知的彼此隔開的位置中固定在外部參考標架。例如，在PCT專利公開文本W0 96/05768,美國專利6690963、 62 39724、 6618612和6 332 089以及美國專利申請/>開文本2 002/0065455 Al、 2003/0120150 Al和2004/0068178 Al中也描述了其他涉及石茲定位 跟蹤的方法和系統，它們的公開內容在此全部引入作為參考。這些公開 內容描述了跟蹤諸如心導管、整形外科植入物和用在不同醫學過程中的 醫療工具的體內物體的位置的方法和系統。在本領域中眾所周知的是在磁定位跟蹤系統的磁場內部存在金 屬、順磁或鐵磁物體經常會使得系統的測量失真。該失真有時是由系統 的磁場以及其他影響在這些物體中引起的渦流造成的。蹤的方法和系統。例如，美國專利6147480描述了這樣的方法，該專利 的公開內容在此引入作為參考，其中首先在不存在任何可能造成寄生信 號分量的物品的條件下檢測在被跟蹤的物體中所引起的信號。確定該信 號的基線相位。當產生寄生磁場的物品被引入到被跟蹤的物體的附近 時，檢測由寄生分量引起的所引入信號的相移。測量的相移用于指示物 體的位置可能不準確。相移也用于分析信號，以便消除至少一部分寄生 信號分量。
在一些應用中，通過使用幾種磁場頻率進行測量來測量和/或補償磁場的失真。例如，美國專利4829250描述了一種用于確定固定的參考 標架與不受限制的物體之間的相對方位的磁系統，該專利的公開內容在 此引入作為參考。三個由多頻源驅動的正交排列的發送線圈與三個正交 的接收線圏之間的相互耦合產生了多組模擬電壓。使用快速傅立葉變換 (FFT)裝置對該模擬電壓進行采樣、數字化和處理，以產生用于確定 俯仰角和偏航角的方向分量。通過使用多頻源驅動發送線圏以及通過導 出至少兩個離散頻率上的坐標分量測量，可以補償結果中由周圍的導電 結構中的渦流引起的誤差。作為另一例子，美國專利6373240描述了一種用于跟蹤物體的方 法，該專利的公開內容在此引入作為參考。該方法包括在物體的附近生 成在多個預定頻率處的無擾能量場，并且確定由于在該物體的附近引入 物品而響應于此在無擾場引起的干擾能量場的特征。該方法還包括接收 響應于在引入該物品后在該物體的位置產生的無擾和干擾能量場而得 到的多個所得信號，在響應于所得信號的參數的該多個預定頻率中為該 無擾能量場確定最佳頻率，并且確定在最佳頻率處響應于所得信號的該 物體的空間坐標。發明內容本發明的實施例提供了用于在金屬、順磁和/或鐵磁物體(統稱為 使場失真的物體)存在條件下利用頻率外推進行磁定位跟蹤測量的改進 方法和系統。該系統包括兩個或多個在被跟蹤物體附近產生磁場的場發生器。該 磁場被與物體相關的位置傳感器檢測并被轉成用于計算物體位置(定位 和取向)坐標的位置信號。場發生器在幾個頻率產生交流(AC)磁場。 擬合測量的場強與頻率的關系并將其外推到目標頻率，以便減小金屬干 擾的影響。例如，測量可以外推到零頻率，以產生等效的直流(DC)場強。與 AC測量不同，直流(DC)磁場通常不造成渦流和其他與AC相關的失真。 該等效的DC場強基本上不受這種失真的影響，然后用于計算被跟蹤的 物體相對于場發生器的位置。在可選實施例中，為了消除金屬失真影 響，將場強和/或坐標外推到無窮頻率或任意其他目標頻率。 因此根據本發明的實施例，提供了 一種用于跟蹤物體位置的方法，其包括使用至少一個場發生器，在物體的附近產生兩個或更多頻率的交流(AC)磁場；使用與物體相關的場傳感器感測該AC場，并產生相應的AC數據 點，各數據點表明在場傳感器處的AC場的幅度和方向，其中至少一些 所感測的AC場受到失真；將AC數據點對AC場頻率的依賴關系外推到目標頻率，以便在減小 的失真水平的情況下確定AC場的幅度和方向；以及響應于外推的數據點計算該物體相對于該至少一個場發生器的位 置坐標。在一些實施例中，該方法包括將物體插入到病人的器官中，并且計 算物體的位置坐標包括跟蹤器官內部的物體的位置。在一實施例中，該 至少一個場發生器與物體相關，并且場發生器位于器官的外部。在另一實施例中，失真是由至少一些AC場作用下的使場失真的物 體造成的，該物體包括選自金屬、順磁和鐵磁材料的材料。在再一個實施例中，目標頻率包括零頻率。在另外一個實施例中， 目標頻率包括無窮頻率。外推依賴關系可以包括對AC數據點和AC場的 各頻率擬合一函數，并確定目標頻率處的該函數的值。在一實施例中，該函數選自多項式函數和有理函數，擬合該函數包 括對函數的系數賦值。另外或者可選地，外推依賴關系包括基于先前獲 得的場的測量來定義函數。定義函數可以包括采用主分量分析(PCA) 方法以產生基于先前獲得的場的測量的PCA基函數，并且使用該PCA基 函數來定義函數。另外根據本發明的實施例還提供了 一種用于跟蹤物體位置的系統，其包括至少一個場發生器，其被配置為在物體的附近產生兩個或更多頻率 的交流(AC)磁場；與物體相關的場傳感器，其被配置為感測AC場并且產生相應的AC 數據點，各AC數據點表明在場傳感器處的AC場的幅度和方向，其中至 少一些所感測的AC場受到失真；以及處理器，其被配置為將AC數據點對AC場頻率的依賴關系外推到目 標頻率，以便在減小的失真水平下確定AC場的幅度和方向，并且響應于外推數據點計算物體相對于該至少一個場發生器的位置坐標。根據本發明的實施例還提供了 一種用在跟蹤物體位置的系統中的 計算機軟件產品，該產品包括計算機可讀介質，其中存儲有程序指令， 當計算機讀取該指令時，使得計算機控制至少一個場發生器以在物體附近產生兩個或更多頻率的交流(AC)磁場，從與物體相關的場傳感器接 收AC數據點，該AC數據點表明場發生器感測的各個AC場的幅度和方 向，其中至少一些所感測的AC場遭受失真，將AC數據點對AC場頻率 的依賴關系外推到目標頻率以在減小的失真水平下確定AC場的幅度和 方向，并且響應于外推數據點計算物體相對于該至少一個場發生器的位 置坐標。從以下實施例的詳細說明并結合附圖將更全面地理解本發明，附圖中
圖1是根據本發明的實施例的用于體內物體的定位跟蹤和導引的系 統的示意性圖示說明；圖2是根據本發明的實施例的導管的示意性圖示說明；圖3是根據本發明的實施例的示意性地說明測量的場強數據的頻率 外推的曲線圖；以及圖4是根據本發明的實施例的示意性地說明在場失真存在下用于定 位跟蹤的方法的流程圖。
具體實施方式
系統描述圖1是根據本發明的實施例的用于體內物體的定位跟蹤和導引的系 統20的示意性圖示說明。系統20跟蹤導引諸如心臟導管24的體內物 體，該物體插入到器官中，例如插入到病人的心臟28。系統20還測量、 跟蹤和顯示導管24的位置(即定位和取向)。在一些實施例中，利用 心臟或其一些部分的三維模型來記錄導管位置。導管對于心臟的位置在 顯示器30上顯示給醫生。醫生使用操作人員控制臺31導引導管并在醫 學過程期間觀察其位置。
系統20可用于執行多種心臟內的手術和診斷過程，其中導管的導4元和導引由系統自動或半自動地完成，而不是由醫生手動完成。例如，可以通過使用Stereotaxis, Inc. ( St. Louis, Missouri )生產的Niobe 磁導航系統來實現系統20的導管導引功能。關于這種系統的細節可以 在www. stereotaxis, com得到。例如，在美國專利5654864和6755816 中也描述了用于磁導管導航的方法，它們的公開內容在此引入作為參考。系統2 0通過在包含導管的工作容積內施加此處稱為導向場的磁場 來對導管24進行定位、取向和導引。內部磁鐵被固體在導管24的末梢 端內。(圖3的下面詳細示出了導管24)。導向場導引(即旋轉和移動) 內部磁鐵，因而導引導管24的末梢端。導向場由通常定位在病人任一側上的一對外部磁鐵36產生。在一 些實施例中，磁鐵36包括電磁鐵，其響應于操作臺31產生的合適的轉 向控制信號(steering control signal)產生導向場。在一些實施例 中，導向場被旋轉或者通過物理移動(例如旋轉)外部磁鐵36或其部 分來另外控制導向場。在工作容積的附近具有其位置可能隨時間變化的 諸如磁鐵36的大的金屬物體所引起的困難將在以下討論。系統20在醫學過程期間測量和跟蹤導管24的定位和取向。為此目 的，系統包括定位墊40。定位墊40包括場發生器，例如場發生線圈44。 線圏44以固定的已知定位和取向放置在工作容積附近。在圖1的示范 性配置中，定位墊40水平放置在病人所躺的床的下面。在這個例子中 定位墊40具有三角形的形狀且包括三個線圈44。在可選實施例中，定 位墊4 0可以包括任意數量的以任意合適的幾何構型排列的場發生器。操作臺31包括信號發生器46，其產生驅動線圈44的驅動信號。在 圖1的示范性實施例中，產生了三個驅動信號。每個線圏44響應于驅 動它的相應的驅動信號產生交流(AC)磁場，此處稱之為跟蹤場。信號發生器46包括變頻信號發生器，其可被設置成產生具有預定 范圍內的頻率的驅動信號。系統20在幾個頻率進行場測量，以消除引 入到跟蹤場的失真影響，如下所述。通常，信號發生器46產生的驅動 信號的頻率(以及因此相應的跟蹤場的頻率)范圍為幾百Hz到幾千Hz, 雖然其他頻率范圍也可以使用。裝入導管24的末梢端中的位置傳感器感測線圏44產生的跟蹤場，
并且生成相應的位置信號，該位置信號表明傳感器相對于場發生線圏的定位和取向。通常沿著連通導管24到操作臺的電纜將該位置信號送到 操作臺31。操作臺31包括跟蹤處理器48，其響應于位置信號計算導管 24的定位和取向。處理器48使用顯示器30給醫生顯示導管的定位和取 向，該定位和取向通常表達為六維坐標。處理器48還控制和管理信號發生器46的操作。詳細地，處理器48 設定合適的頻率用于產生不同的驅動信號。在一些實施例中，場發生線 圏44順序工作，以便位置傳感器在任意給定的時間都能測量產生于單 個線圈44的跟蹤場。在這些實施例中，處理器48交替操作每個線圈44 并把從導管接收到的位置信號與合適的場發生線圈相關聯。通常，使用通用計算機來實現跟蹤系統48，在軟件中對該計算機編 程以執行此處所述的功能。例如，該軟件可以通過網絡以電子方式下載 到計算機，或者作為選擇，可以在諸如CD-ROM的有形介質上提供給計 算機。跟蹤處理器還可以與操作臺31的其他計算功能集成。在可替換實施例中，場發生器被裝入導管24的末梢端內。場發生 器產生的磁場被位于病人身體外部的已知位置(例如定位墊40的位置) 位置傳感器所感測。所感測的場用來確定導管24的位置。圖2是根據本發明的實施例的導管24的末梢端的示意性圖示說 明。導管24包括內部磁鐵32和位置傳感器52,如上所述。導管24還 可以包括一個或多個電極56,諸如消融電極和用于檢測局部電勢的電 極。位置傳感器52包括場感測元件，例如場感測線圈60。在一些實施 例中，位置傳感器52包括三個位于三個相互正交平面內的場感測線圏 60。每個線圈60感測AC跟蹤場的三個正交分量中的一個，并響應于感 測到的分量產生相應的位置信號。傳感器52和電極56通常通過穿過導 管的電纜64連接到操作臺31。本領域中眾所周知的是位于AC磁場內的金屬、順磁和鐵磁物體(此 處統稱為使場失真的物體)會在其附近造成場失真。例如，當金屬物體 受到AC磁場的影響時，在該物體中引起渴流，該渦流又反過來產生失 真AC磁場的寄生磁場。鐵磁物體通過吸引和改變場力線的密度和取向 而使》茲場失真。在磁定位跟蹤系統的環境中，當在位置傳感器52的附近存在使場 失真的物體時，會造成傳感器52感測到的跟蹤場失真，造成錯誤的位 置測量。失真的嚴重程度通常取決于存在的使場失真的材料的數量，其 與位置傳感器和場產生線圈的接近程度，和/或跟蹤場接觸使場失真的 物體的角度。例如，在圖1的系統中，外部磁鐵36通常包含大量的使場失真的材料并且位于工作容積的附近。象這樣，外部磁鐵36可以造 成由位置傳感器感測到的跟蹤磁場的嚴重失真。以下描述的方法和系統主要是關于在跟蹤磁場存在嚴重失真的情 況下進行精確位置跟蹤測量。圖1的導管導引系統僅作為示范性應用來 描述的，其中位于定位跟蹤系統的工作容積中或附近的物體會造成跟蹤 場的嚴重失真。不過，本發明的實施例絕不限于磁導引應用。此處所述的方法和系 統可以用在任何其他的用于減小這種失真效應的合適的位置跟蹤應用 中。例如，此處所述的方法和系統可以用以減小由諸如C型臂熒光鏡和 磁共振成像(MRI)設備的裝置造成的場失真效應。在可選實施例中，系統20可以用來跟蹤諸如內窺鏡和整形外科植 入物的各種類型的體內物體，以及用于跟蹤耦合到醫學和外科工具和器 械的位置傳感器。使用頻率外推的失真減小在許多情況中，由使場失真的物體造成的失真依賴于跟蹤場的頻 率。在一些情況中，存在最佳頻率，在該頻率下失真最小。例如，如在 上述引用的美國專利6373240中所述的一些方法和系統對跟蹤場的頻率 范圍進行掃描并尋找這個最佳頻率。然而，當存在嚴重的金屬干擾時， 例如在外部磁鐵36存在的條件下，可能在系統使用的整個頻率范圍上 都造成嚴重的失真。此外，當導引導管時物理移動了磁鐵36,已知的先 驗失真校準和消除方法通常不能被采用。為了克服現有技術的這些缺點，本發明的實施例提供了用于估計和 消除由使場失真的物體造成的跟蹤場失真的方法和系統。以下圖3和4中描述的方法利用了這樣的事實，即直流(DC)磁場， 不像AC場，不會在金屬物體中引起渦流，因此不會因這種物體的存在 造成失真。另一方面，DC磁場也不會在位置傳感器52的場感測線圈60 中引起電流，因此不會被位置傳感器感測和測量。下面圖 4的方法通過將許多AC場的測量擬合和向下外推到零頻率 (DC)來估計等效DC磁場強度。基本上不發生失真的等效DC場強度然
后被用于計算導管的位置坐標。在更下面描述的可選實施例中，將場的 測量外推到無窮頻率，以估計在鐵磁物體存在下的不發生失真的場強。 更可選地，場強測量的頻率依賴關系可以外推到任意想要的目標頻率。 圖3是根據本發明的實施例的示意性地示出了測量的場強數據的頻率外推的曲線圖。數據點68對應于多個場強測量，該測量是在感測由 特定的場發生線圈44產生的AC跟蹤場時使用特定的場感測線圏60完 成的。照此，數據點68表明在位置傳感器附近的跟蹤場的幅度和方向。 在圖3的例子中，在六個標記為F,， ...F6的相應的跟蹤場頻率處進行了 六次測量。曲線72對數據點68進行了擬合。曲線72是標記為X ( f )的函數 的圖形表示，其描述了場強X作為頻率f的函數。以下詳細描述了確定 函數X (f )的方法。曲線72截縱軸(相當于零頻率或DC)于交點76。 在交點處的場強值，或X(O)，是等效DC場強的估計，其基本上不受 與AC場相關的任何失真的影響，如渦流失真的影響。圖4是根據本發明的實施例的示意性地示出了在場失真存在下用于 位置跟蹤的方法的流程圖。在以下的步驟80-86中，系統20使用選自 預定頻率范圍的多個頻率在導管24處進行多次場強測量。頻率范圍通 常包括預定的頻率列表，雖然任何其他的定義頻率范圍的合適方法也可 以使用。該方法開始于處理器48在頻率設定步驟80設定用于產生跟蹤場的 頻率。處理器48從范圍中選擇頻率并且設定信號發生器46以產生具有 該頻率的驅動信號。在場生成步驟82，信號發生器46產生驅動信號，線圏44產生相應 的AC跟蹤場。導管24的位置傳感器52中的場感測線圈60在測量步驟 84感測線圏44產生的跟蹤場。線圏60響應于感測到的場生成位置信 號，并將位置信號通過電纜64傳輸到操作臺31。處理器48接收位置信 號并將測量的場強作為與使用的跟蹤場頻率相關的數據點記錄下來。如上所述，在一些實施例中，線圏44在步驟82順序工作。在這些 實施例中，步驟84的輸出是多個測量的數據點，其表示由每個線圏44 產生的跟蹤場的場強，如每個線圏60在特定頻率處所測量的。例如， 在上面圖1的系統配置中，步驟84的輸出總共包括3x 3 = 9個數據點。處理器48在范圍檢查步驟86檢查是否已經測量了頻率范圍內的所
有頻率。如果還有要測量的剩余頻率，則該方法返回上面的步驟80。否則，處理器48對測量的數據點進行擬合和外推。在這個步驟， 處理器48持有幾組數據點，例如上面圖3所述的組。每組數據點對應 于一對{場發生線圈44、場感測線圈60}。每組包括在上述步驟80-86 掃描的頻率上如特定線圏60測量的由特定線圏44產生的場強。對于每組數據點(即對于每一對(線圏44、線圈60}),處理器48 在外推步驟88對測量的數據進行擬合和外推，與上面圖3的描述相似。 在一些實施例中，處理器用函數X(f )定義的曲線擬合數據點。(例如， 參考上面圖3的曲線72擬合數據點68)。然后，處理器"估計這個函 數在零頻率處的外推值即X ( 0)。在一些實施例中，X(f)包括形式為<formula>formula see original document page 12</formula>的多項式函數，其中m表示多項式X ( f)的階數，a。，…，am是m+l個 多項式系數，其由處理器48響應于數據點68進行擬合。處理器48可 以使用本領域中已知的任何多項式擬合方法，以確定系數a。，…，am的 值，例如使用最小二乘方(LS)方法。然而，在一些情況中，使用多項式擬合估計X ( 0)可能不能提供足 夠的精度。在一些實施例中，處理器48用具有如下形式的有理函數(即 兩個多項式的比值)來擬合數據點68:頂<formula>formula see original document page 12</formula>其中X ( O的分子和分母包含兩個多項式函數，它們的階分別為m和n, 系數分別為a。，…am和b。， ...， bn。處理器48可以使用本領域中已知的 任何合適的方法來確定系數a。，…am和b。， ...， bn。例如，在一些實施 例中，處理器48可以使用著名的帕德近似。假設X(f)足夠光滑，通 常可能用相對較低階的多項式(即m和n的值較小)達到X ( 0 )的較好
的近似。不失一般性，通過分子和分母的等價比例縮放，可以令1)。=1。在令1)。=1后，等效DC場強值由X ( 0) =&。給出。在可選實施例中，處理器48可以基于先前獲得的在使場失真的物 體存在下的場測量來構造函數X (f )。典型地，先前測量包括不同頻率 處的測量，所述不同頻率包括要將數據點外推到的目標頻率。在許多情 況中，使用先前獲得的場測量來外推所測量的數據相比于使用多項式或 有理函數經常會產生更高精度的外推結果。處理器可以使用不同的訓練方法，以便基于先前獲得的場測量所承 載的信息將所測量的數據點外推到目標頻率。例如，處理器48為此可 以使用基于神經網絡的方法。在一些實施例中，處理器48使用先前獲得的測量定義一組基函數(base function)。然后處理器計算函數X (f)，該函數由基函數覆 蓋且最好地擬合了測量的數據。例如，處理器48可以使用主分量分析(PCA)的方法計算各基函數。PCA是眾所周知的統計分析技術，例如， 其在Smi th的"A Tutor ial on Principal Components Analys i s，， Cornel 1 University, Ithaca, New York, 2月26日，2002年中有所描述，此 處引入以供參考。當使用PCA時，處理器48計算一組正交的PCA基函 數并且擬合函數X ( f )，該函數由PCA基函數覆蓋且最好地擬合了所測 量的數據。如上所述，處理器48對每對{線圏44，線圈60}都執行步驟88的 擬合和外推過程。步驟88的輸出是多個等效DC場強值(即X ( 0 )值)， 其基本上不受失真的影響。在可替換實施例中，處理器48可以將所有三個場感測線圈60的場 測量組合起來，并同時對它們進行擬合和外推。例如，當線圏60的之 一的場測量具有較低的信噪比時，該方法是優選的。在位置計算步驟90，處理器48現在計算位置傳感器52的位置(定 位和取向)坐標。處理器48使用等效DC估計作為校正的位置信號，以 計算傳感器52的定位和取向坐標，并因此計算導管24的末梢端的定位 和取向坐才示。在一些情況中，造成跟蹤場失真的使場失真的物體包括高鐵磁材料 物品。不像與渦流相關的影響，鐵磁材料影響在零頻處依然存在。另一 方面，鐵磁材料對位置測量的影響通常在高于某個截斷頻率的頻率就會
減弱。因此，當鐵磁物體是系統中位置測量的重要失真源時，處理器48可以將函數X (f)外推到無窮頻率而不是零頻率。然后使用X (f)在無窮處的漸進值作為校正過失真的值。更可選地，可以使用此處描述的方法將頻率對場強測量的依賴關系 外推或內插到任意其他合適的目標頻率。雖然這里所述的實施例主要涉及提高醫學位置跟蹤和導引系統的 失真免疫力，這些方法和系統可以用在其他應用中，如用于減小由手術臺、熒光鏡設備、MRI設備和/或任何其他的使場失真的物體造成的失真。因此將要理解的是上述實施例是以例子的方式敘述的，本發明并不 限于上面特定顯示的和描述的內容。相反地，本發明的范圍包括上述各 種特征的組合和子組合，以及對其的變型和修改，這些變型和修改并沒 有在現有技術中公開過，在閱讀了上述說明之后本領域的技術人員將會 容易想到這些變型和修改。
權利要求
1.一種用于跟蹤物體位置的方法，包括使用至少一個場發生器，在物體的附近產生兩個或更多頻率的交流(AC)磁場；使用與物體相關的場傳感器，感測AC場且產生對應的AC數據點，各數據點表示在場傳感器處的AC場的幅度和方向，其中至少一些所感測的AC場遭受失真；將AC數據點對AC場的頻率的依賴關系外推到目標頻率，以便在減小的失真水平下確定AC場的幅度和方向；以及響應于外推的數據點計算物體相對于該至少一個場發生器的位置坐標。
2. 權利要求1的方法，包括將物體插入病人的器官中，其中計算 物體的位置坐標包括跟蹤物體在器官內的位置。
3. 權利要求2的方法，其中該至少一個場發生器與該物體相關， 并且其中場傳感器位于器官的外部。
4. 權利要求l的方法，其中該失真是由受至少一些AC場影響的使 場失真的物體造成的，并且其中物體包括選自金屬、順磁和鐵磁材料的 材料。
5. 權利要求l的方法，其中目標頻率包括零頻率。
6. 權利要求l的方法，其中目標頻率包括無窮頻率。
7. 權利要求1的方法，其中外推依賴關系包括對AC數據點和AC 場的頻率擬合一 函數，并且確定該函數在目標頻率處的值。
8. 權利要求7的方法，其中該函數選自多項式函數和有理函數， 且其中擬合該函數包括對該函數的系數賦值。
9. 權利要求7的方法，其中外推依賴關系包括基于先前獲得的場 的測量定義該函數。
10. 權利要求9的方法，其中定義該函數包括使用主分量分析(PCA) 方法基于先前獲得的場測量生成PCA基函數，以及利用PCA基函數定義 該函數。
11. 一種用于跟蹤物體位置的系統，包括至少一個場發生器，其被配置為在物體的附近產生兩個或更多頻率 的交流(AC)磁場； 與物體相關的場傳感器，其被配置為感測AC場并產生對應的AC數 據點，各AC數據點表示在場傳感器處的AC場的幅度和方向，其中至少 一些所感測的AC場受到失真；以及處理器，其被配置為將AC數據點對AC場的頻率的依賴關系外推到 目標頻率，以便在減小的失真水平下確定AC場的幅度和方向，并且響 應于外推的數據點計算物體相對于該至少一個場發生器的位置坐標。
12. 權利要求11的系統，其中物體適于插入到病人的器官中，并 且其中處理器被配置為跟蹤器官內物體的位置。
13. 權利要求12的系統，其中該至少一個場發生器與物體相關， 并且其中場傳感器位于器官的外部。
14. 權利要求ll的系統，其中失真是由受至少一些AC場影響的使 場失真的物體造成的，并且其中該物體包括選自金屬、順磁材料和鐵磁 材料的材料。
15. 權利要求ll的系統，其中目標頻率包括零頻率。
16. 權利要求ll的系統，其中目標頻率包括無窮頻率。
17. 權利要求11的系統，其中處理器被配置為對AC數據點和AC 場的頻率擬合一函數，且確定該函數在目標頻率處的值。
18. 權利要求17的系統，其中該函數選自多項式函數和有理函數， 且其中處理器被配置為通過對函數的系數賦值來擬合該函數。
19. 權利要求17的系統，其中處理器被配置為基于先前獲得的場 測量定義函^:。
20. 權利要求19的系統，其中處理器被配置為使用主分量分析 (PCA)方法基于先前獲得的場測量生成PCA基函數，以及利用PCA基函數定義該函數。
全文摘要
一種用于跟蹤物體位置的方法包括使用至少一個場發生器在物體的附近產生兩個或更多頻率的交流(AC)磁場。使用與物體相關的場傳感器感測AC場。生成對應的AC數據點，各AC數據點表示在場傳感器處的AC場的幅度和方向，其中至少一些所感測的AC場遭受失真。將AC數據點對AC場頻率的依賴關系外推到目標頻率，以便在減小的失真水平下確定AC場的幅度和方向。響應于外推的數據點計算物體相對于該至少一個場發生器的位置坐標。
文檔編號A61N1/06GK101129264SQ20071014173
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月21日 優先權日2006年8月21日
發明者A·戈爾丁, A·戈瓦里, M·巴-塔爾 申請人:韋伯斯特生物官能公司