本申請與提交于同一天的名稱為“Ascertaining a position and orientation for visualizing a tool”且代理人案卷號為1002-1402的美國專利申請相關。

技術領域

本發明的實施方案涉及醫學過程，例如涉及心臟組織的標測和/或消融的醫學過程。

背景技術：

美國專利公布2014/0148688描述了一種侵入式醫療探頭，該探頭包括具有近側端部和配置成插入患者體內的遠側端部的插入管，該專利的公開內容以引用方式并入本文。多個臂從插入管的遠側端部朝遠側延伸。每個臂具有遠側末端并且包括磁換能器和粘合元件，粘合元件配置成將遠側末端可拆卸地附接到體內的組織表面。

美國專利6,368,285描述了一種用于心內標測狀況諸如心室的電特性或機械特性的方法，其公開內容以引用方式并入本文。該方法使用具有遠側末端和容納于其中或靠近其的至少一個狀況傳感器的導管。該至少一個傳感器能夠感測腔室中的狀況信息并提供導管末端在定位參照系中的三維位置。該方法包括采集腔室的第一圖像和第二圖像的步驟。圖像采集自不同的突出部并且包含腔室的拓撲信息。將腔室圖像與定位參照系配準。導管遠側末端被推進到導管中并在包含于或來源于圖像的拓撲信息的指引下被導航到采集點。在采集點中的每一個處采集狀況和位置信息，采集點的數量和間距足以允許生成有關腔室中狀況的標測圖。用于引導導管導航的拓撲信息優選地為來源于圖像中所包含的拓撲信息的腔室的三維重建。

美國專利7,937,132公開了一種使用成像數據將醫療裝置遞送至人體組織內目標位置的方法和設備，其公開內容以引用方式并入本文。該方法能夠從一個成像系統獲得目標位置，然后使用第二成像系統驗證裝置的最終位置。具體地講，該發明公開了一種方法，該方法基于使用MR成像對組織目標進行初始識別，然后使用超聲波成像來驗證和監測準確的針定位。該發明可用于采集活檢標本以確定包括大腦、乳腺、腹腔、脊、肝臟和腎在內的各種組織中癌癥的分級和分期。該方法還可用于遞送標記物至特定位點以利于手術切除患病組織，或用于定向遞送原位破壞患病組織的施用裝置。

美國專利7,653,426描述了類似內窺鏡的圖像采集方法，該方法包括在導管末端提供可與MR圖像上的其它部分區分開來的至少一個特殊指數，預先將用于引導導管的金屬導絲插入患者體腔，將導管沿導絲插入體腔，對與導絲相交的多個切片圖像執行MR成像序列，基于由導絲接收的核磁共振信號重建三維圖像數據，并基于三維圖像數據檢測導管末端提供的特殊指數以確定導管的末端位置和插入方向，然后使用三維圖像數據重建中心投影的圖像，并將導管的末端位置和插入方向設置為觀察點和視線方向并在顯示裝置上顯示中心投影的圖像，該專利的公開內容以引用方式并入本文。

美國專利8,974,460公開了一種裝置，該裝置用于調整能夠移動外科器械的部件的螺釘的位置，其公開內容以引用方式并入本文，該裝置包括：--桿，該桿包括適用于螺釘的頭部的末端，--用于驅動所述桿旋轉的致動系統，--與控制單元通信的通信裝置，使得控制單元將圈數傳輸到致動系統以施加于桿，從而到達螺釘的目標位置。該發明還涉及用于對準手術引導裝置的手術系統，其包括：--用于支撐手術引導裝置的包括固定件和移動件的定位單元，可通過螺釘調整所述移動件相對于固定件的位置，--用于檢測定位單元相對于手術引導裝置目標位置的位置的參考單元，--用于計算螺釘的目標位置的控制單元，--用于調整螺釘的位置的所述裝置。

美國專利公布2013/0083988描述了一種裝置可視化的方法，該方法包括接收一組物理特性，物理特性包括對裝置內多個標記物的空間關系的描述，該專利的公開內容以引用方式并入本文。采集受檢者體內裝置的影像學數據。在影像學數據中標識多個標記物中的每一個的大約位置。基于所標識的每個標記物的大約位置和所接收組的物理特性來構建受檢者體內裝置的軌跡函數。基于該組物理特性構建裝置的分段函數，并基于所構建的軌跡函數和分段函數生成裝置的3D模型。3D模型的透視圖顯示于顯示裝備上。

美國專利公布2011/0230758描述了一種用于確定插入患者體內管狀器官的醫療導管的選擇的部分的當前位置的方法和系統，該方法包括以下程序：將醫療定位系統(MPS)導管插入管狀器官，采集管狀器官內多個標測位置，顯示代表多個標測位置的一個標測位置，根據標測位置構建標測路徑，將醫療導管插入管狀器官直至選擇的部分到達初始位置，顯示管狀器官的操作圖像、代表標測路徑的路徑以及代表疊加到操作圖像上的初始位置的初始位置，將選擇的部分與初始位置配準，測量醫療導管在管狀器官內從初始位置的行進長度，以及估計當前位置，該專利的公開內容以引用方式并入本文。

技術實現要素：

根據本發明的一些實施方案，提供用于坐標系統配準的方法。當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的官腔內，傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統配準。配準使用(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像和(b)來自傳感器的信號，但不使用校準圖像中所示傳感器的任何指示。使用該配準來生成可視輸出。

在一些實施方案中，生成可視輸出包括將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的一部分的圖像上。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部的視覺表示包括導管主體的遠側端部的計算機生成的模型。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部包括一個或多個電極，并且導管主體的遠側端部的視覺表示包括該一個或多個電極的視覺表示。

在一些實施方案中，將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的該一部分的圖像上包括：在受檢者的身體的該一部分的消融過程中，將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的該一部分的圖像上。

在一些實施方案中，生成可視輸出包括顯示受檢者的身體的一部分的標測圖。

在一些實施方案中，標測圖包括受檢者的心臟的至少一部分的電解剖圖。

在一些實施方案中，傳感器為電磁傳感器。

在一些實施方案中，校準圖像為磁共振成像(MRI)圖像。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部的指示包括與導管主體的遠側端部對應的MRI圖像中的空隙。

在一些實施方案中，將傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統配準包括：

通過識別校準圖像中導管主體的遠側端部的指示來探知導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向，基于來自傳感器的信號來探知傳感器相對于傳感器的坐標系統的位置和取向，以及

使用(i)所探知的導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向、(ii)所探知的傳感器相對于傳感器的坐標系統的位置和取向和(iii)導管主體的遠側端部相對于傳感器的已知位置和取向，將傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統配準。

根據本發明的一些實施方案，還提供包括電接口和處理器的設備。當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的管腔內，處理器將傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統配準，配準使用(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，和(b)通過電接口接收自傳感器的信號，但不使用校準圖像中所示傳感器的任何指示。處理器使用配準來驅動顯示器以生成可視輸出。

根據本發明的一些實施方案，還提供包括存儲有程序指令的有形非暫態計算機可讀介質的計算機軟件產品。指令在經處理器讀取后會使得處理器：當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的管腔內，將傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統配準，配準使用(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，以及(b)來自傳感器的信號，但不使用校準圖像中所示傳感器的任何指示。指令還使得處理器使用配準來驅動顯示器以生成可視輸出。

根據本發明的一些實施方案，還提供用于探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向的方法。當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的管腔內，探知位置和取向，探知基于(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，和(b)來自傳感器的信號，但并不基于校準圖像中所示傳感器的任何指示。使用所探知的導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向來生成可視輸出。

在一些實施方案中，生成可視輸出包括將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的一部分的圖像上。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部的視覺表示包括導管主體的遠側端部的計算機生成的模型。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部包括一個或多個電極，并且導管主體的遠側端部的視覺表示包括該一個或多個電極的視覺表示。

在一些實施方案中，將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的一部分的圖像上包括：在受檢者的身體的該一部分的消融過程中，將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到受檢者的身體的該一部分的圖像上。

在一些實施方案中，生成可視輸出包括顯示受檢者的身體的一部分的標測圖。

在一些實施方案中，標測圖包括受檢者的心臟的至少一部分的電解剖圖。

在一些實施方案中，傳感器為電磁傳感器。

在一些實施方案中，校準圖像為磁共振成像(MRI)圖像。

在一些實施方案中，導管主體的遠側端部的指示包括與導管主體的遠側端部對應的MRI圖像中的空隙。

在一些實施方案中，探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向包括：

通過識別校準圖像中導管主體的遠側端部的指示來探知導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向，基于來自傳感器的信號來探知傳感器相對于傳感器的坐標系統的位置和取向，并基于(i)所探知的導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向、(ii)所探知的傳感器相對于傳感器的坐標系統的位置和取向和(iii)傳感器的坐標系統與成像系統的坐標系統之間的先前配準，探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向。

根據本發明的一些實施方案，還提供導管。導管包括導管主體，其被成形為限定其管腔，以及包括一個或多個電極的導管主體的遠側端部。導管還包括導管桿，導管桿包括電磁傳感器并配置成置于導管主體的管腔內。

根據本發明的一些實施方案，還提供包括電接口和處理器的設備。當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的管腔內，處理器探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向，探知基于(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，和(b)來自傳感器的信號，但并不基于校準圖像中所示傳感器的任何指示。處理器使用所探知的導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向來驅動顯示器以生成可視輸出。

根據本發明的一些實施方案，還提供包括存儲有程序指令的有形非暫態計算機可讀介質的計算機軟件產品。指令在被處理器讀取后會使得處理器：當包括(i)導管主體和(ii)導管桿的導管位于受檢者體內時，其中導管桿包括傳感器并設置在導管主體的管腔內，探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向，探知基于(a)由成像系統采集的示出導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，和(b)來自傳感器的信號，但并不基于校準圖像中所示傳感器的任何指示。指令還使得處理器使用所探知的導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向來驅動顯示器以生成可視輸出。

結合附圖閱讀本發明實施方案的以下詳細說明，將更全面地理解本發明，其中：

附圖說明

圖1是根據本發明的一些實施方案用于心臟組織標測和/或消融的系統的示意圖；

圖2是根據本發明的一些實施方案的導管的遠側端部的示意圖；

圖3A和3B是根據本發明的一些實施方案所實施的校準方法的相應流程圖；

圖3C是根據本發明的一些實施方案用于在手術過程中更新顯示器的方法的流程圖；

圖4A是根據本發明的一些實施方案采集的校準圖像的示意圖；

圖4B是根據本發明的一些實施方案顯示于顯示器上的視覺輸出的示例。

具體實施方式

概述

本發明的實施方案提供用于解剖或電解剖標測和/或消融的導管。除用于標測和/或消融的電極之外，導管還包括用于在受檢者體內導航導管的電磁傳感器。通常，外部磁系統在傳感器中感應電壓和/或電流。測量在傳感器中所感應的電壓和/或電流，然后用所感應的電壓和/或電流得出傳感器的位置和取向。另選地，傳感器可以在外部磁系統中感應電壓和/或電流。測量在外部磁系統中所感應的電壓和/或電流，然后用所感應的電壓和/或電流得出傳感器的位置和取向。

本申請包括在權利要求書中所稱的來自傳感器的“信號”或“跟蹤信號”是指上述在傳感器或外部磁系統中感應的電壓和/或電流。外部磁系統、傳感器以及任何其它相關的部件(例如，硬件和/或軟件部件，諸如下文所述的處理器)在本文中統稱為“跟蹤系統”。

在本發明的實施方案中，導管包括兩個單獨的部件；一個部件是導管的內桿，包括電磁傳感器及其相關聯的電路，而另一個部件是導管的中空外部主體，包括耦合到導管主體的遠側端部的標測和/或消融電極。導管桿被插入導管主體的管腔，并且然后兩個部件都被插入受檢者體內。

通常，由于導管桿被導管主體覆蓋，因此在手術后只需丟棄導管主體，而包括相對昂貴部件的導管桿可重復使用。這樣，本發明的“兩件式導管”實施方案相比包括類似傳感器的常規“一體式導管”顯著節約了成本。(與傳感器相對的電極需要接觸組織，因此電極需要定位到導管主體上。在任何情況下，由于電極通常相對便宜，因此在手術后丟棄導管主體通常沒有重大損失。)

本發明的實施方案還提供在標測或消融手術過程中使用來自傳感器的信號來導航導管的方法和設備。例如，在心臟的電解剖標測中，包括標測電極的導管主體的遠側端部的計算機生成的模型可疊加到受檢者心臟的圖像上，疊加位置和取向由來自傳感器的信號指示。

為了在圖像中正確顯示導管主體的遠側端部的模型，需要克服以下兩項挑戰：

(a)用于采集圖像的成像系統的坐標系統需要與傳感器的坐標系統配準。

(b)需要探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向。(如上所述，傳感器并不設置在導管主體上，并因此導管主體與傳感器之間的定位和操作偏置存在較大變化，這一情況造成該挑戰被放大。)

本發明的實施方案解決了上述兩項挑戰，因此能夠正確顯示導管主體的遠側端部的模型。在一些實施方案中，例如使用基準來進行術前坐標系統配準。(這解決了第一項挑戰。)隨后，采集顯示導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，并使用該校準圖像來探知導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向。使用此信息、傳感器信號以及坐標系統之間的術前配準(但不使用校準圖像中傳感器的任何指示，校準圖像在任何情況下通常完全不顯示傳感器)，探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向。(這解決了第二項挑戰。)

在其它實施方案中，執行術前校準過程以探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向。(這解決了第二項挑戰。)隨后，采集顯示導管主體的遠側端部的指示的校準圖像，并使用該校準圖像來探知導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向。使用此信息、傳感器信號以及導管主體的遠側端部相對于傳感器的已知位置和取向(但不使用校準圖像中傳感器的任何指示，校準圖像在任何情況下通常完全不顯示傳感器)，將兩個坐標系統彼此配準。(這解決了第一項挑戰。)

通常，磁共振成像(MRI)用于采集校準圖像以及受檢者解剖結構的任何后續圖像。MRI系統與跟蹤系統雙向通信，由此使得例如跟蹤系統可指引MRI系統在與傳感器的當前位置和取向相關的特定位置和取向處采集MRI“切片”。

在MRI圖像中，導管主體的遠側端部通常顯示為空隙。因此，通過識別圖像中的空隙可探知導管主體的遠側端部相對于MRI成像系統的坐標系統的位置和取向。

系統說明

首先參見圖1，該圖是根據本發明的一些實施方案用于心臟組織標測和/或消融的系統20的示意圖。另外參見圖2，該圖是根據本發明一些實施方案的導管24的遠側端部的示意圖。

系統20包括(i)成像系統，諸如MRI掃描儀22，(ii)導管24，以及(iii)控制臺26。導管24包括導管主體27，其包括通常具有一個或多個電極的遠側端部34。例如，在一些實施方案中，遠側端部34包括至少一個消融電極29和一個或多個標測電極31。導管24還包括導管桿25，其包括傳感器，諸如電磁傳感器23。導管主體27被成形為限定管腔，在將導管插入受檢者體內之前，將導管桿25插入管腔。(在圖2中，為清楚起見，導管桿25與導管主體27一起顯示，而不是顯示在導管主體內部，這與手術過程中的情況相同。)如上所述，將傳感器23及其相關聯的電路設置到未暴露的導管桿上而非設置到導管的暴露外部部分，這通常會顯著節約成本。

如圖1所示，醫生42通過受檢者30的血管系統插入導管24，由此使得導管主體的遠側端部34進入體腔，在本文中假定體腔為受檢者心臟28的腔室。如上所述，傳感器23提供有利于導管導航的跟蹤信號。在一些實施方案中，傳感器為電磁傳感器并且使用電磁跟蹤技術，例如美國專利5,391,199、5,443,489、6,788,967、6,690,963、5,558,091、6,172,499和6,177,792中所述，其公開內容以引用方式并入本文。在其它實施方案中，使用其它跟蹤技術，例如美國專利5,983,126、6,456,864和5,944,022中所述的基于阻抗的跟蹤技術，其公開內容以引用方式并入本文。

當導管的遠側端部進入心腔時，標測電極31可用于采集可對心腔進行電解剖標測的心腔內心電圖(ECG)信號。通常通過導管24中的導體和/或光纖將標測電極采集的心腔內ECG信號傳輸到控制臺26，然后在控制臺進行分析。另選地或除此之外，消融電極29可用于執行心臟消融。

另選地或除使用導管24采集心腔內ECG信號之外，系統20可通常通過受檢者皮膚上充當電極的多個導電貼片36采集來自受檢者30的皮膚的體表ECG信號。體表ECG信號可經由纜線38傳輸到控制臺26。

控制臺26包括處理器58。處理器58經由電接口35接收來自傳感器的跟蹤信號。處理器還接收由MRI掃描儀22采集的數據和/或任何采集到的心腔內或體表ECG信號。如下文所詳述，處理器58處理接收到的數據，并進行響應以驅動顯示器40顯示相關的可視輸出和/或生成其它適當的輸出。

一般來講，處理器58可體現為單個處理器或協作式聯網或集群的處理器集。處理器58通常是編程化數字計算裝置，該裝置包括中央處理單元(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、非易失輔助存儲器諸如硬盤驅動器或光盤驅動器、網絡接口和/或外圍裝置。如本領域所知，將程序代碼(包括軟件程序)和/或數據載入RAM以待CPU執行和處理，并且生成結果以用于顯示、輸出、傳輸或存儲。程序代碼和/或數據可以電子形式例如經網絡下載到計算機，或者，另選地或除此之外，程序代碼和/或數據可在諸如磁性存儲器、光學存儲器或電子存儲器等非臨時性有形介質上提供和/或存儲。此類程序代碼和/或數據在提供給處理器之后，即成為配置成執行本文所述任務的設備或專用計算機。

現在參見圖3A和3B，其示出根據本發明的一些實施方案所實施的校準方法的相應流程圖。

簡而言之，圖3A的校準方法與圖3B的校準方法的區別在于，圖3A的方法在開始時探知變量，而圖3B的方法在結束時探知變量，反之亦然。具體地講：

(i)圖3A的校準方法從配準步驟74開始，在該步驟中，例如使用基準來進行成像系統的坐標系統CIS與傳感器的坐標系統CS之間的(通常為等軸)配準。然后使用所得的配準CS_CIS來探知DE_S，即導管主體的遠側端部相對于位于導管主體的管腔內的傳感器的位置和取向。

(ii)圖3B的校準方法從第一校準步驟75開始，在該步驟中，例如使用專業校準設備探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向DE_S。然后使用DE_S來探知CS_CIS，即是成像系統的坐標系統與傳感器的坐標系統之間的配準。

概括地說，在圖3A中，使用CS_CIS來探知DE_S，而在圖3B中則相反：使用DE_S來探知CS_CIS。

現在下文將繼續描述圖3A和3B的校準方法，并另外參照圖4A，該圖是根據本發明的一些實施方案所采集的校準圖像60的示意圖。(盡管為便于說明，校準圖像60在圖4A中示出為二維圖像，但應注意，校準圖像通常為三維圖像。)

將導管24插入受檢者的身體之后，在校準圖像采集步驟76中采集校準圖像60。例如，圖4A示出在導管24到達受檢者的心臟28時采集校準圖像的情形。在圖4A中，心腔33內的血液顯示為白色，指示這部分血液在MRI掃描儀中可見。相反，周圍組織以較暗的陰影顯示，指示該組織在MRI掃描儀中不易看見，因為其中水的濃度低于血液中水的濃度。(應注意，圖4A基于來自人體模型的數據，并因此其中的解剖細節未必準確對應于實際的人體解剖結構。)

在校準圖像采集步驟76中，還基于來自傳感器的信號探知校準圖像中傳感器的位置和取向。傳感器信號自然提供了傳感器相對于傳感器的坐標系統(其也可指跟蹤系統的坐標系統)的位置和取向S_CS。(通常，傳感器未在校準圖像中示出，由此使得傳感器相對于成像系統的坐標系統的位置和取向無法僅從校準圖像中探知。)

隨后，在DE_CIS探知步驟78中，校準圖像用于探知導管主體的遠側端部相對于成像系統的坐標系統的位置和取向(DE_CIS)。例如，如果MRI掃描儀22為正在使用的成像系統，導管主體的遠側端部34將通常在校準圖像中以空隙62指示，因為導管通常由MRI不可見的材料制成。因此，通過識別空隙62，可探知導管主體的遠側端部相對于MRI掃描儀的坐標系統的位置和取向。在一些實施方案中，處理器58使用圖像處理技術自動識別空隙。

在圖3A的校準方法中，處理器58隨后探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向DE_S。如流程圖中的虛線箭頭所指出的那樣，可通過下列方式中的任一種來探知DE_S：

(i)在一些實施方案中，在S_CIS探知步驟82中，處理器使用兩個坐標系統之間的已知配準(S_CS+CS_CIS→S_CIS)來探知傳感器相對于成像系統的坐標系統的位置和取向S_CIS。然后，在DE_S探知步驟84中，處理器使用傳感器和導管主體的遠側端部兩者相對于成像系統的坐標系統的已知位置和取向(S_CIS+DE_CIS→DE_S)來探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向DE_S。

(ii)在其它實施方案中，在DE_CS探知步驟86中，處理器使用兩個坐標系統之間的已知配準(DE_CIS+CS_CIS→DE_CS)來探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的坐標系統的位置和取向DE_CS。然后，在另選的DE_S探知步驟88中，處理器使用傳感器和導管主體的遠側端部兩者相對于傳感器的坐標系統的已知坐標(S_CS+DE_CS→DE_S)來探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的位置和取向DE_S。

另一方面，在圖3B的校準方法中，使用從第一校準步驟75中已知的DE_S來探知CS_CIS。如流程圖中的虛線箭頭所指出的那樣，可通過下列方式中的任一種來探知CS_CIS：

(i)在一些實施方案中，在另選的S_CIS探知步驟90中，處理器使用傳感器與導管主體的遠側端部之間的已知位置和取向偏置(DE_CIS+DE_S→S_CIS)來探知傳感器相對于成像系統的坐標系統的位置和取向S_CIS。然后，在CS_CIS探知步驟92中，處理器使用傳感器相對于兩個坐標系統的已知位置和取向(S_CIS+S_CS→CS_CIS)來探知兩個坐標系統之間的配準CS_CIS。

(ii)在其它實施方案中，在另選的DE_CS探知步驟94中，處理器使用傳感器與導管主體的遠側端部之間的已知位置和取向偏置(S_CS+DE_S→DE_CS)來探知導管主體的遠側端部相對于傳感器的坐標系統的位置和取向DE_CS。然后，在另選的CS_CIS探知步驟96中，處理器使用導管主體的遠側端部相對于兩個坐標系統的已知位置和取向(DE_CIS+DE_CS→CS_CIS)來探知兩個坐標系統之間的配準CS_CIS。

如下文參見圖3C和圖4B進一步所述，處理器使用校準過程中采集的信息以有利于受檢者心臟的解剖或電解剖標測和/或其它手術如心臟消融手術的效果。

現在參見圖3C，該圖是根據本發明一些實施方案用于電解剖標測手術的流程圖。另外參見圖4B，該圖是根據本發明一些實施方案的可視輸出63的示例，可視輸出包括顯示在顯示器40(圖1)上的三維電解剖圖68。

首先，在圖像采集步驟98中，采集受檢者身體的相關部分的圖像72。例如，對受檢者心臟的表面進行電解剖標測時，可在圖像采集步驟98中采集表面的圖像。(在一些情況下，如果校準圖像60已顯示出受檢者身體的相關部分，則可省略圖像采集步驟98。換句話說，在一些情況下，校準圖像60并不僅僅用于校準，而是也在進行實際標測或消融時實時使用。)所采集的圖像隨后顯示于可視輸出63中。

接著，隨著醫生沿受檢者的心臟表面移動導管，電極31記錄心腔內ECG信號，并且處理器反復執行如下步驟序列：

(i)在數據采集步驟100中，處理器接收并分析ECG信號，而且在記錄到ECG信號時基于傳感器信號探知傳感器的位置和取向S_CS。

(ii)在實時DE_CS探知步驟102中，處理器使用校準過程中獲得的DE_S根據S_CS探知導管遠側端部的位置和取向DE_CS。

(iii)在標測圖更新步驟104中，處理器更新電解剖圖68。例如，處理器可從ECG信號得到各種局部激活時間，并更新電解剖圖以反映這些局部激活時間。在執行該更新時，處理器使用DE_CS得出電極在組織上的位置。通常，在更新標測圖時，處理器還在DE_CS所指示的位置和取向上，將導管主體的遠側端部的視覺表示置于電解剖圖上。

(iv)在顯示步驟105中，處理器使用在校準過程中獲得的CS_CIS顯示與圖像72配準的更新電解剖圖。例如，如圖4B所示，在可視輸出63中，電解剖圖可疊加到圖像72上。有效地，通過顯示與圖像配準的標測圖，處理器將導管主體的遠側端部的視覺表示疊加到圖像上。這樣，醫生便能夠輕松看到導管主體的遠側端部相對于受檢者解剖結構的當前位置和取向。

圖4B示出可能在顯示步驟105后出現的可視輸出63。可視輸出63中所示心臟的白色部分對應于尚未經過電解剖標測的心臟的一部分。相反，在圖4B中以各種陰影圖案示出的標測圖中的彩色部分對應于經過電解剖標測的心臟的那些部分。各種顏色對應于例如心臟不同部分的各種局部激活時間，這些時間從ECG信號中得出，如上所述。

醫生可決定在第一決定步驟106中隨時結束手術。醫生還可以決定在第二決定步驟108中采集新圖像。

通常，導管主體的遠側端部的視覺表示為計算機生成的模型64。通常，模型64包括耦合到導管主體的遠側端部的電極的視覺表示，包括例如標測電極31的視覺表示70和/或消融電極29的視覺表示66。

在一些實施方案中，未采集圖像72，因此顯示步驟105中顯示的電解剖圖未疊加于或以其它方式結合任何其它圖像。

上述技術還能夠以必要的變更應用于其它類型的手術。例如，對于消融手術，在數據采集步驟100中，處理器可接收和/或分析與消融電流流過相關的信息，并且也可在消融電流流過時探知傳感器的位置和取向S_CS。處理器可隨后探知DE_CS，如上文上述。在標測圖更新步驟104中，處理器可隨后通過將標記物增加至標測圖以標記消融的組織區域來更新電解剖圖68，這些區域通過使用DE_CS得出消融電極在組織上的位置來確定。另選地或除此之外，處理器可將導管主體的遠側端部的視覺表示置于電解剖圖上，如上所述，以幫助引導消融手術。

應注意，盡管本文描述了基于MRI的特定實施方案，但本文所述的實施方案可實現為使用任何相關成像模式的任何類型的成像系統，與導管主體的遠側端部在成像系統所采集的圖像中顯示為“正”或“負”無關。此外，盡管本說明書和附圖主要涉及心臟手術，但應注意，本文所述的設備和方法可應用于其它類型的手術，例如耳鼻喉(ENT)或肺部手術。

本領域技術人員應當理解，本發明并不限于上文中特別示出和描述的內容。相反，本發明的范圍包括上文所述各種特征的組合與子組合，以及本領域的技術人員在閱讀上述說明時可能想到的未在現有技術范圍內公開的變型和修改。以引用方式并入本專利申請的文獻將視為本專利申請的整體部分，不同的是如果在這些并入的文獻中定義的任何術語與在本說明書中明確或隱含地給出的定義在某種程度上相沖突，則應只考慮本說明書中的定義。