HK1119551B

HK1119551B - Ultrasound catheter calibration with enhanced accuracy

Info

Publication number: HK1119551B
Application number: HK08111561.8A
Authority: HK
Inventors: Assaf Govari; Andres Claudio Altmann; Meir Bar-Tal; Dror Trumer
Original assignee: Biosense Webster, Inc.
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2012-06-01

Claims

Vorrichtung (40) zur Kalibrierung einer Sonde (22), die einen magnetischen Positionssensor (30) und eine akustische Bildgebungseinrichtung (32) enthält, umfassend ein Array von Wandlern (34), wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
ein starres mechanisches Rahmenwerk (42);

einen oder mehrere Feldgeneratoren (44), die an dem Rahmenwerk (42) fixiert sind und dahingehend betätigt werden können, ein Magnetfeld mit bekannten Raumcharakteristika zu generieren;

eine Schallzielbaugruppe (46), die sich in einer bekannten räumlichen Beziehung zu dem Rahmenwerk (42) befindet und ein Phantom (56) umfasst, das an einem Bewegungsmechanismus (58) gekoppelt ist, der so ausgelegt ist, dass er das Phantom (56) in einer bekannten Bahn in einem Blickfeld der Bildgebungseinrichtung (32) bewegt und wobei die Achse der Bahn parallel zu der Achse des Arrays von Wandlern (34) verläuft;

eine an dem Rahmenwerk (42) fixierte Aufspannvorrichtung (54) zum Halten der Sonde (22) innerhalb des Magnetfelds des einen oder der mehreren Feldgeneratoren (44) in einer Orientierung, die sich für die Bildgebungseinrichtung (32) zum Abbilden des Phantoms (56) eignet; und

einen Prozessor (24), der gekoppelt ist, um, während sich die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) befindet, Positionssignale von dem Positionssensor (30) als Reaktion auf das Magnetfeld und Bildsignale von der Bildgebungseinrichtung (32) als Reaktion auf eine Reflexion von Schallwellen von dem Phantom (56) zu empfangen und die Positions- und Bildsignale zu verarbeiten, um Koordinaten der Bildgebungseinrichtung (32) relativ zu dem Positionssensor (30) zu kalibrieren.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungseinrichtung (32) konfiguriert ist, um zweidimensionale Bilder mit einer Bildebene einzufangen und wobei das Phantom (56) so geformt und positioniert ist, dass es zwei Raumebenen definiert, die sich in einer Linie treffen, die die Bildebene schneidet, wenn die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) in der geeigneten Orientierung gehalten wird.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 2, wobei das Phantom (56) zwei planare Oberflächen umfasst, die jeweils die beiden Raumebenen definieren und so ausgelegt sind, dass die Reflexion der Schallwellen von den Oberflächen eine Pfeilkopfgestalt mit einer gegebenen Länge in den von der Bildgebungseinrichtung (32) eingefangenen Bildern generiert, und wobei das Phantom (56) weiterhin lineare Erweiterungen der planaren Oberflächen umfasst, die eine Ausrichtungsebene definieren, senkrecht zu den beiden Raumebenen, so dass, wenn die Bildebene auf die Ausrichtungsebene ausgerichtet ist, die Länge der Pfeilkopfgestalt aufgrund der Reflexion der Schallwellen von den linearen Verlängerungen zunimmt.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungseinrichtung (32) konfiguriert ist, um zweidimensionale Bilder mit einer Bildebene einzufangen, und wobei das Phantom (56) mindestens zwei nichtparallele Linien (68, 70) umfasst, die die Bildebene kreuzen, wenn die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) in der geeigneten Orientierung gehalten wird.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 4, wobei das Phantom (56) eine oder mehrere Punktquellen (72) auf den Linien (68, 70) umfasst.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, wobei die Schallzielbaugruppe (46) an dem Rahmenwerk (42) fixiert ist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1 und umfassend einen an der Zielbaugruppe (46) fixierten weiteren Positionssensor (30), wobei der weitere Positionssensor (30) weitere Positionssignale als Reaktion auf das Magnetfeld generiert, wobei der Prozessor (24) dahingehend betätigt werden kann, die weiteren Positionssignale zu verarbeiten, um die räumliche Beziehung zwischen der Schallzielbaugruppe (46) und dem Rahmenwerk (42) zu bestimmen.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Feldgeneratoren (44) drei Paare von Helmholtz-Spulen (48, 50, 52) umfasst, wobei jedes Paar orthogonal zu den anderen Paaren ist und wobei die Spulen (48, 50, 52) dahingehend angesteuert werden, gradientenkalibrierte elektromagnetische Felder zu generieren.
Verfahren zur Kalibrierung einer Sonde (22), die einen magnetischen Positionssensor (30) und eine akustische Bildgebungseinrichtung (32) enthält, umfassend ein Array von Wandlern (34), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Betreiben eines oder mehrerer, an einem starren mechanischen Rahmenwerk (42) fixierter Feldgeneratoren (44), um ein Magnetfeld mit bekannten Raumcharakteristika zu generieren;

Bereitstellen eines Phantoms (56) in einer Schallzielbaugruppe (46) in einer bekannten räumlichen Beziehung zu dem Rahmenwerk (42);

Halten der Sonde (22) in einer Aufspannvorrichtung (54) innerhalb des Magnetfelds des einen oder der mehreren Feldgeneratoren (44) in einer Orientierung, die sich dafür eignet, dass die Bildgebungseinrichtung (32) das Phantom (56) abbildet;

Bewegen des Phantoms (56) derart, dass das Phantom (56) eine bekannte Bahn in einem Blickfeld der Bildgebungseinrichtung (32) beschreibt und wobei die Achse der Bahn parallel zu der Achse des Arrays von Wandlern (34) verläuft;

Empfangen von Positionssignalen, während sich die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) befindet, von dem Positionssensor (30) als Reaktion auf das Magnetfeld und Bildsignalen von der Bildgebungseinrichtung (32) als Reaktion auf eine Reflexion von Schallwellen von dem Phantom (56); und

Verarbeiten der Positions- und Bildsignale, um Koordinaten der Bildgebungseinrichtung (32) relativ zu dem Positionssensor (30) zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bildgebungseinrichtung (32) konfiguriert ist, um zweidimensionale Bilder mit einer Bildebene einzufangen und wobei das Phantom (56) so geformt und positioniert ist, dass es zwei Raumebenen definiert, die sich in einer Linie treffen, die die Bildebene schneidet, wenn die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) in der geeigneten Orientierung gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Phantom (56) zwei planare Oberflächen umfasst, die jeweils die beiden Raumebenen definieren und so ausgelegt sind, dass die Reflexion der Schallwellen von den Oberflächen eine Pfeilkopfgestalt mit einer gegebenen Länge in den von der Bildgebungseinrichtung (32) eingefangenen Bildern generiert, und wobei das Phantom (56) weiterhin lineare Erweiterungen der planaren Oberflächen umfasst, die eine Ausrichtungsebene definieren, senkrecht zu den beiden Raumebenen, so dass, wenn die Bildebene auf die Ausrichtungsebene ausgerichtet ist, die Länge der Pfeilkopfgestalt aufgrund der Reflexion der Schallwellen von den linearen Verlängerungen zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bildgebungseinrichtung (32) konfiguriert ist, zweidimensionale Bilder mit einer Bildebene einzufangen, und wobei das Phantom (56) mindestens zwei nichtparallele Linien (68, 70) umfasst, die die Bildebene kreuzen, wenn die Sonde (22) in der Aufspannvorrichtung (54) in der geeigneten Orientierung gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Phantom (56) eine oder mehrere Punktquellen (72) auf den Linien (68, 70) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Schallzielbaugruppe (46) an dem Rahmenwerk (42) fixiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein weiterer Positionssensor (32) an der Zielbaugruppe (46) fixiert ist und weitere Positionssignale als Reaktion auf das Magnetfeld generiert, wobei das Verarbeiten der Positions- und Bildsignale das Verarbeiten der weiteren Positionssignale zum Bestimmen der räumlichen Beziehung zwischen der Schallzielbaugruppe (46) und dem Rahmenwerk (42) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der eine oder die mehreren Feldgeneratoren (44) drei Paare von Helmholtz-Spulen (48, 50, 52) umfasst, wobei jedes Paar orthogonal zu den anderen Paaren ist, und wobei das Betreiben des einen oder der mehreren Feldgeneratoren (44) das Ansteuern der Spulen (48, 50, 52) zum Generieren von gradientenkalibrierten elektromagnetischen Feldern umfasst.