ES2679818T3

ES2679818T3 - Compensation for magnetic disturbances due to fluoroscope

Info

Publication number: ES2679818T3
Application number: ES17176440.0T
Authority: ES
Inventors: Avram Dan Montag; Meir Bar-Tal; Tal Haim Bar-On
Original assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Current assignee: Biosense Webster Israel Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

Un método que comprende: montar transmisores magnéticos (28, 32, 34, 36, 38), configurados para generar un campo magnético en un paciente, en una almohadilla de localización (26); unir las cámaras de control de posición (154) con respectivas orientaciones fijas al panel de ubicación; acoplar cámaras giratorias (164) a la almohadilla de localización; unir marcas fiduciales (152) a un fluoroscopio (60) configurado para obtener una imagen del paciente; ubicar el fluoroscopio en diferentes posiciones; y para cada posición: orientar las cámaras giratorias en orientaciones conocidas, y formar imágenes respectivas de las marcas fiduciales con las cámaras giratorias y las cámaras de ubicación y analizar las imágenes respectivas para registrar una ubicación y una orientación del fluoroscopio con un eje de la almohadilla de localización.A method comprising: mounting magnetic transmitters (28, 32, 34, 36, 38), configured to generate a magnetic field in a patient, on a location pad (26); join the position control cameras (154) with respective fixed orientations to the location panel; attach rotating chambers (164) to the location pad; joining fiducial marks (152) to a fluoroscope (60) configured to obtain an image of the patient; place the fluoroscope in different positions; and for each position: orient the rotating cameras in known orientations, and form respective images of the fiducial marks with the rotating cameras and the location cameras and analyze the respective images to record a location and orientation of the fluoroscope with a pad axis Location

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Compensación por perturbaciones magnéticas debido al fluoroscopioCompensation for magnetic disturbances due to fluoroscope

CAMPO DE LA INVENCIONFIELD OF THE INVENTION

[0001] La presente invención se refiere en general a detectar la posición de un objeto colocado dentro de un cuerpo vivo, y, específicamente, a la compensación de perturbaciones magnéticas que afectan a un sensor de la posición.[0001] The present invention generally relates to detecting the position of an object placed within a living body, and, specifically, to the compensation of magnetic disturbances that affect a position sensor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Una amplia gama de procedimientos médicos implican la colocación de objetos, tales como sensores, tubos, catéteres, dispositivos dispensadores, e implantes, dentro del cuerpo. Los métodos de imagen en tiempo real a menudo se utilizan para ayudar a los médicos a visualizar el objeto y su entorno durante estos procedimientos. Algunos métodos rastrean los objetos usando el objeto usando campos magnéticos. Sin embargo, las perturbaciones en el campo magnético pueden crear errores en el seguimiento.[0002] A wide range of medical procedures involve the placement of objects, such as sensors, tubes, catheters, dispensing devices, and implants, within the body. Real-time imaging methods are often used to help doctors visualize the object and its environment during these procedures. Some methods track objects using the object using magnetic fields. However, disturbances in the magnetic field can create tracking errors.

[0003] La patente de EE.UU. 6.714.008, a Holmes, et al., Describe una metodología de medición gradiométrica para determinar los campos magnéticos de objetos grandes.[0003] US Pat. 6,714,008, to Holmes, et al., Describes a gradiometric measurement methodology for determining the magnetic fields of large objects.

[0004] La solicitud de patente US 2004/0034515, a Bar Tal, et al., describe un método para mediciones de posición y orientación en sistemas electromagnéticos. El método incluye la minimización de la diferencia entre un modelo para las mediciones y una o más mediciones.[0004] US patent application 2004/0034515, to Bar Tal, et al., Describes a method for position and orientation measurements in electromagnetic systems. The method includes minimizing the difference between a model for measurements and one or more measurements.

[0005] La publicación de patente W.I.P.O. W0/2004/006770, a Sati, et al., describe un método para la calibración de los sistemas de imágenes médicos. Se establece que el método puede determinar una posición de una fuente de formación de imágenes y, si corresponde, una distorsión de campo magnético, para cada una de una pluralidad de orientaciones de un dispositivo de formación de imágenes de brazo C.[0005] The patent publication W.I.P.O. W0 / 2004/006770, to Sati, et al., Describes a method for the calibration of medical imaging systems. It is established that the method can determine a position of an imaging source and, if appropriate, a magnetic field distortion, for each of a plurality of orientations of an arm imaging device C.

[0006] La Solicitud de Patente de EE.UU. 2005/0107687, a Anderson, describe un sistema para la reducción de distorsión en un rastreador electromagnético. Se indica que ciertas realizaciones del sistema incluyen una unidad de análisis de seguimiento para analizar un comportamiento de seguimiento de un instrumento y una unidad de modificación de seguimiento para compensar el comportamiento de seguimiento del instrumento. La Solicitud de Patente de EE.UU. 2007/0055125, de Anderson et al., describe un sistema de seguimiento electromagnético que incluye un generador de campo y un sensor de campo dispuestos para generar y detectar, respectivamente, un campo electromagnético.[0006] US Patent Application 2005/0107687, to Anderson, describes a system for reducing distortion in an electromagnetic tracker. It is indicated that certain embodiments of the system include a tracking analysis unit to analyze a tracking behavior of an instrument and a tracking modification unit to compensate for the tracking behavior of the instrument. The US Patent Application 2007/0055125, by Anderson et al., Describes an electromagnetic tracking system that includes a field generator and a field sensor arranged to generate and detect, respectively, an electromagnetic field.

[0008] La Solicitud de Patente de EE.UU. 2008/0183064, a Chandonnet et al., describe un método para la detección de distorsión del campo electromagnético (EM). El método incluye muestrear un ensamblaje de sensor ubicado dentro de un volumen de interés para adquirir mediciones de campos EM dentro del volumen de interés, y monitorear las mediciones para detectar la distorsión de campo EM dentro del volumen de interés.[0008] US Patent Application 2008/0183064, to Chandonnet et al., Describes a method for the detection of electromagnetic field distortion (EM). The method includes sampling a sensor assembly located within a volume of interest to acquire measurements of EM fields within the volume of interest, and monitoring the measurements to detect the distortion of EM field within the volume of interest.

[0009] La patente de EE.UU. 6.147.480, de Osadchy et al., describe un método para el seguimiento de un objeto usando campos de energía, en presencia de interferencia debido a la introducción de un artículo que responde a los campos, y en la proximidad del objeto.[0009] US Pat. 6,147,480, by Osadchy et al., Describes a method for tracking an object using energy fields, in the presence of interference due to the introduction of an article that responds to the fields, and in the proximity of the object.

[0010] La patente de EE.UU. 5.767.669, de Hansen et al., describe un sistema para determinar la posición y orientación de los sensores remotos utilizando campos magnéticos pulsantes generados a partir de un lugar fijo. Las distorsiones de corriente Eddy son detectadas por separado y restadas por el sistema.[0010] US Pat. 5,767,669, by Hansen et al., Describes a system for determining the position and orientation of remote sensors using pulsed magnetic fields generated from a fixed location. Eddy current distortions are detected separately and subtracted by the system.

[0011] La patente de EE.UU. 7.657.075, a Viswanathan, describe un método para determinar una transformación de una imagen tridimensional de datos de imagen pre-operatorios establecidos para obtener un registro de los datos de imagen tridimensional con un sistema de imágenes de rayos X.[0011] US Pat. 7,657,075, to Viswanathan, describes a method for determining a transformation of a three-dimensional image of pre-operative image data established to obtain a record of the three-dimensional image data with an X-ray image system.

[0012] La patente de EE.UU. 7.689.019, a Boese et al., describe un método y un dispositivo para el registro de imágenes de proyección 2D de un objeto con respecto a un registro de datos de la imagen 3D del mismo objeto. Una característica 3D contenida en un objeto, que también es identificable en las imágenes 3D, se reconstruye simbólicamente.[0012] US Pat. 7,689,019, to Boese et al., Describes a method and a device for recording 2D projection images of an object with respect to a recording of 3D image data of the same object. A 3D feature contained in an object, which is also identifiable in 3D images, is reconstructed symbolically.

[0013] La Solicitud de Patente de EE.UU. 2009/0010540, a Mullick et al., describe un método para realizar el registro de imágenes. El método comprende obtener un conjunto de datos de imágenes de referencia y un conjunto de datos de imágenes diana y definir una máscara de imagen para una región de interés en el conjunto de datos de imágenes de referencia.[0013] US Patent Application 2009/0010540, to Mullick et al., Describes a method for recording images. The method comprises obtaining a reference image data set and a target image data set and defining an image mask for a region of interest in the reference image data set.

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[0014] La Solicitud de Patente de EE.UU. 2002/0172328, a Dekel, describe un método para la transformación de las coordenadas espaciales de un instrumento su imagen de proyección de rayos X correspondiente. El método se basa en el registro del sistema de coordenadas de un sistema de imágenes de rayos X con un dispositivo de localización registrando simultáneamente las coordenadas espaciales y las imágenes de proyección de rayos X de una herramienta de calibración.[0014] US Patent Application 2002/0172328, to Dekel, describes a method for the transformation of the spatial coordinates of an instrument to its corresponding X-ray projection image. The method is based on the registration of the coordinate system of an X-ray imaging system with a location device simultaneously recording the spatial coordinates and the X-ray projection images of a calibration tool.

[0015] La Solicitud de Patente de EE.UU. US 2006/109957 se refiere a un aparato de rayos X que tiene un conjunto de brazo en C en donde una fuente de rayos X y un detector de rayos X están dispuestos uno frente a otro, el conjunto de brazo en C está dispuesto para ser rotativo sobre un eje de hélice y un eje de rotación. Para permitir que la calibración tenga lugar incluso en línea durante la adquisición de los datos proyectados, las disposiciones de marcador respectivas se montan en la fuente de rayos X y el detector de rayos X, y se organiza una disposición de cámara para detectar las disposiciones de marcador en el conjunto del brazo C para permitir que se determinen las posiciones de la fuente de rayos X y el detector de rayos X.[0015] US Patent Application US 2006/109957 refers to an X-ray apparatus having a C-arm assembly where an X-ray source and an X-ray detector are arranged opposite each other, the C-arm assembly is arranged to be rotating on a propeller shaft and a rotation shaft. To allow calibration to take place even online during the acquisition of the projected data, the respective marker arrangements are mounted on the X-ray source and the X-ray detector, and a camera arrangement is organized to detect the arrangements of marker on the arm C assembly to allow the positions of the X-ray source and the X-ray detector to be determined.

SUMARIO DE LA INVENCIÓNSUMMARY OF THE INVENTION

[0016] Se divulga un método, que incluye:[0016] A method is disclosed, which includes:

generar, usando una pluralidad de transmisores magnéticos, un campo magnético en una región; introducir un elemento perturbador de campo en la región;generate, using a plurality of magnetic transmitters, a magnetic field in a region; introduce a disturbing field element in the region;

caracterizar imágenes múltiples de cada transmisor magnético en el elemento perturbador de campo;characterize multiple images of each magnetic transmitter in the field disturbing element;

calcular un campo magnético de reacción en la región en base a las imágenes caracterizadas;calculate a magnetic field of reaction in the region based on the characterized images;

posicionar una sonda en la región y medir un campo magnético perturbado en la sonda; yposition a probe in the region and measure a disturbed magnetic field in the probe; Y

determinar una ubicación de la sonda en respuesta al campo magnético perturbado medido y el campodetermine a location of the probe in response to the measured disturbed magnetic field and the field

magnético de reacción calculado.Reaction magnetic calculated.

[0017] Típicamente, la generación del campo magnético incluye la medición del campo magnético en ausencia del elemento de perturbación de campo, y medir el campo magnético con el elemento de perturbación de campo presente en la región.[0017] Typically, the generation of the magnetic field includes the measurement of the magnetic field in the absence of the field disturbance element, and measuring the magnetic field with the field disturbance element present in the region.

[0018] En un ejemplo descrito, la introducción del elemento perturbador de campo en la región incluye la medición de un lugar y una orientación del elemento de perturbación de campo con respecto a los ejes definidos por los transmisores magnéticos. La medición de la ubicación y la orientación del elemento perturbador de campo puede incluir el cálculo de la ubicación y la orientación de forma adaptativa en respuesta al campo magnético de la reacción.[0018] In a described example, the introduction of the field disturbance element in the region includes the measurement of a place and an orientation of the field perturbation element with respect to the axes defined by the magnetic transmitters. The measurement of the location and orientation of the field disturbing element may include the calculation of the location and orientation adaptively in response to the magnetic field of the reaction.

[0019] En otro ejemplo descrito que caracteriza las múltiples imágenes que incluye asumir que las múltiples imágenes están en una configuración predeterminada con respecto a la otra. La configuración predeterminada puede incluir un rectángulo y las imágenes múltiples pueden incluir cinco imágenes ubicadas en las esquinas y un centro del rectángulo.[0019] In another described example that characterizes the multiple images that includes assuming that the multiple images are in a predetermined configuration with respect to each other. The default setting can include a rectangle and multiple images can include five images located in the corners and a center of the rectangle.

[0020] En otro ejemplo se describe el cálculo del campo magnético de la reacción que incluye calcular el campo de acuerdo con una expansión armónica esférica. El cálculo del campo magnético de la reacción puede incluir la realización de la expansión armónica esférica hasta el orden 3.[0020] Another example describes the calculation of the magnetic field of the reaction which includes calculating the field according to a spherical harmonic expansion. The calculation of the magnetic field of the reaction may include performing the spherical harmonic expansion to order 3.

[0021] Alternativamente o adicionalmente, el cálculo del campo de acuerdo con la expansión armónica esférica puede incluir la configuración de la expansión como una matriz de transferencia espacial, y el método puede incluir además la determinación de propiedades del elemento de perturbación de campo como una matriz de campo de reacción, y el cálculo del campo magnético de reacción puede responder a un producto de la matriz de transferencia espacial y la matriz del campo de reacción.[0021] Alternatively or additionally, the calculation of the field according to the spherical harmonic expansion may include the configuration of the expansion as a spatial transfer matrix, and the method may further include the determination of properties of the field disturbance element as a reaction field matrix, and the calculation of the magnetic reaction field can respond to a product of the spatial transfer matrix and the reaction field matrix.

[0022] Típicamente, el posicionamiento de la sonda incluye colocar la sonda dentro del cuerpo de un paciente.[0022] Typically, probe positioning includes placing the probe into a patient's body.

[0023] En un ejemplo, el elemento perturbador de campo incluye al menos una sección de un fluoroscopio. El método puede incluir el registro de ejes de fluoroscopio, del fluoroscopio, con ejes definidos por los transmisores. El registro de los ejes del fluoroscopio puede incluir la formación de imágenes de marcas fiduciales adjuntas al fluoroscopio con cámaras conectadas de forma fija a los transmisores. La introducción del elemento perturbador de campo puede incluir la medición de una ubicación y una orientación del elemento perturbador de campo en respuesta a las imágenes.[0023] In one example, the field disturbing element includes at least one section of a fluoroscope. The method may include the registration of fluoroscope axes, of the fluoroscope, with axes defined by the transmitters. The registration of the fluoroscope axes may include the formation of fiducial mark images attached to the fluoroscope with cameras fixedly connected to the transmitters. The introduction of the field disturbing element may include the measurement of a location and an orientation of the field disturbing element in response to the images.

[0024] Se describe adicionalmente un aparato, que incluye:[0024] An apparatus is further described, which includes:

una pluralidad de transmisores magnéticos configurados para generar un campo magnético en una región; un elemento perturbador de campo introducido en la región; y un procesador, que está configurado para:a plurality of magnetic transmitters configured to generate a magnetic field in a region; a disturbing field element introduced into the region; and a processor, which is configured to:

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caracterizar múltiples imágenes de cada transmisor magnético en el elemento perturbador de campo, calcular un campo magnético de reacción en la región en función de las imágenes caracterizadas, medir un campo magnético perturbado en una sonda posicionada en la región, ycharacterize multiple images of each magnetic transmitter in the field disturbing element, calculate a magnetic reaction field in the region based on the characterized images, measure a disturbed magnetic field in a probe positioned in the region, and

determinar una ubicación de la sonda en respuesta al campo magnético perturbado medido y al campo magnético de reacción calculado.determine a location of the probe in response to the measured perturbed magnetic field and the calculated reaction magnetic field.

[0025] Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la presente invención, un método, que incluye:[0025] A method is also provided, according to an embodiment of the present invention, which includes:

montaje de transmisores magnéticos, configurados para generar un campo magnético en un paciente, en una almohadilla de localización; unir las cámaras de posicionamiento de ubicación con respectivas orientaciones fijas a la almohadilla de localización;assembly of magnetic transmitters, configured to generate a magnetic field in a patient, in a location pad; join the location positioning cameras with respective fixed orientations to the location pad;

acoplar cámaras giratorias a la almohadilla de localización;attach rotating cameras to the location pad;

unir las marcas fiduciales a un fluoroscopio configurado para obtener una imagen del paciente; ubicar el fluoroscopio en diferentes posiciones; y para cada posición:bind fiducial marks to a fluoroscope configured to obtain an image of the patient; place the fluoroscope in different positions; and for each position:

orientar las cámaras giratorias hacia orientaciones conocidas, y formar imágenes respectivas de las marcas fiduciales con las cámaras giratorias y las cámaras de ubicación, yorient the rotating cameras towards known orientations, and form respective images of the fiducial marks with the rotating cameras and the location cameras, and

analizar las imágenes respectivas para registrar una ubicación y una orientación del fluoroscopio con un eje de la almohadilla de localización.analyze the respective images to record a location and orientation of the fluoroscope with an axis of the location pad.

[0026] El método puede incluir la eliminación de las cámaras giratorias de la almohadilla de localización, y la determinación de la ubicación y la orientación del fluoroscopio con respecto al eje de la almohadilla de localización utilizando sólo las imágenes de las marcas fiduciales formadas por las cámaras de ubicación y control. En una realización, unir las cámaras de la almohadilla de ubicación a la almohadilla de ubicación incluye unir una plantilla extraíble a la almohadilla de ubicación, y alinear las cámaras de la almohadilla de ubicación a las respectivas orientaciones fijas imaginando la plantilla con las cámaras.[0026] The method may include the removal of the rotating chambers of the location pad, and the determination of the location and orientation of the fluoroscope with respect to the axis of the location pad using only the images of the fiducial marks formed by the location and control cameras. In one embodiment, joining the cameras of the location pad to the location pad includes attaching a removable template to the location pad, and aligning the cameras of the location pad to the respective fixed orientations imagining the template with the cameras.

[0027] Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la presente invención, un aparato, que incluye: una almohadilla de localización;[0027] In addition, according to an embodiment of the present invention, an apparatus is provided, which includes: a location pad;

transmisores magnéticos, configurados para generar un campo magnético en un paciente, que están montadosmagnetic transmitters, configured to generate a magnetic field in a patient, which are mounted

en la almohadilla de localización; cámaras de posicionamiento de ubicación que están unidas con respectivason the location pad; location positioning cameras that are linked with respective

orientaciones fijas a la almohadilla de localización;fixed orientations to the location pad;

cámaras giratorias acopladas a la almohadilla de localización;rotating cameras attached to the location pad;

un fluoroscopio configurado para obtener una imagen del paciente;a fluoroscope configured to obtain an image of the patient;

marcas fiduciales adjuntas al fluoroscopio; yfiducial marks attached to the fluoroscope; Y

un procesador, configurado para:a processor, configured to:

ubicar el fluoroscopio en diferentes posiciones y para cada posición:place the fluoroscope in different positions and for each position:

orientar las cámaras giratorias en orientaciones conocidas, y formar imágenes respectivas de las marcas fiduciales con las cámaras giratorias y las cámaras de ubicación, yorient the rotating cameras in known orientations, and form respective images of the fiducial marks with the rotating cameras and the location cameras, and

[0028] La presente descripción se entenderá más completamente a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la misma, tomada junto con los dibujos, en los que:[0028] The present description will be more fully understood from the following detailed description of the embodiments thereof, taken together with the drawings, in which:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0029][0029]

La figura 1 es una ilustración gráfica esquemática de un sistema de detección de posición, no de acuerdo con una realización de la presente invención.Figure 1 is a schematic graphic illustration of a position detection system, not in accordance with an embodiment of the present invention.

La figura 2 es una vista esquemática en detalle que muestra un extremo distal de una sonda, no de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 2 is a schematic detail view showing a distal end of a probe, not in accordance with an embodiment of the present invention;

La figura 3 es una ilustración esquemática de los elementos usados en el sistema de detección de posición, no de acuerdo con una realización de la presente invención.Figure 3 is a schematic illustration of the elements used in the position detection system, not in accordance with an embodiment of the present invention.

La figura 4 es un diagrama de flujo de un procedimiento para determinar la ubicación del extremo distal de la sonda, no de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 4 is a flow chart of a procedure for determining the location of the distal end of the probe, not in accordance with an embodiment of the present invention;

La figura 5 es una ilustración esquemática, ilustrativa de un sistema sensor de posición alternativo, de acuerdo con una realización de la presente invención;Figure 5 is a schematic, illustrative illustration of an alternative position sensor system, in accordance with an embodiment of the present invention;

Las figuras 6A y 6B son diagramas esquemáticos de partes del sistema sensor de posición alternativo, y de elementos usados en la calibración del sistema, de acuerdo con una realización de la presente invención;Figures 6A and 6B are schematic diagrams of parts of the alternative position sensor system, and of elements used in the calibration of the system, in accordance with an embodiment of the present invention;

La figura 7 es un diagrama de flujo de los pasos realizados por una unidad de control en el funcionamiento delFigure 7 is a flow chart of the steps performed by a control unit in the operation of the

sistema sensor de posición alternativo, de acuerdo con una realización de la presente invención; yalternative position sensor system, in accordance with an embodiment of the present invention; Y

Las figuras 8A - 8G muestran los elementos de una matriz, de acuerdo con una realización de la presenteFigures 8A-8G show the elements of a matrix, in accordance with an embodiment of the present

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invención.invention.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE FORMS OF EMBODIMENT

VISIÓN DE CONJUNTOOVERVIEW

[0030] Las realizaciones de la presente invención proporcionan un método para compensar las perturbaciones creadas en un campo magnético en una región. Las perturbaciones son causadas por la introducción de un elemento perturbador, típicamente un componente metálico, en un campo generado por transmisores magnéticos. Con el fin de compensar la presencia del elemento perturbador, un modelo de campo de reacción utilizado por las realizaciones de la presente invención supone que cada transmisor magnético crea múltiples imágenes del transmisor en el elemento. El modelo asume que cada imagen genera un campo de reacción respectivo, que en total actúa para perturbar el campo generado por los transmisores.[0030] The embodiments of the present invention provide a method to compensate for disturbances created in a magnetic field in a region. The disturbances are caused by the introduction of a disturbing element, typically a metallic component, in a field generated by magnetic transmitters. In order to compensate for the presence of the disturbing element, a reaction field model used by the embodiments of the present invention assumes that each magnetic transmitter creates multiple images of the transmitter in the element. The model assumes that each image generates a respective reaction field, which in total acts to disturb the field generated by the transmitters.

[0031] Cada imagen puede típicamente ser caracterizada como una combinación de multipolos, es decir, dipolos, cuadrupolos y/o polos de orden superior. Las características de cada imagen también dependen, entre otras cosas, del campo del transmisor que genera la imagen. El modelo generalmente calcula el campo de reacción de cada una de las imágenes multipolares al asumir que el campo puede representarse mediante una expansión armónica esférica y según las características de las imágenes. Típicamente, las características de la imagen se determinan efectivamente midiendo el campo de los transmisores en presencia del elemento perturbador, así como sin el elemento perturbador, y las características se pueden representar en términos de una matriz de transferencia espacial y una matriz de campo de reacción.[0031] Each image can typically be characterized as a combination of multiples, that is, dipoles, quadrupoles and / or higher order poles. The characteristics of each image also depend, among other things, on the field of the transmitter that generates the image. The model generally calculates the reaction field of each of the multipolar images by assuming that the field can be represented by spherical harmonic expansion and according to the characteristics of the images. Typically, image characteristics are effectively determined by measuring the field of transmitters in the presence of the disturbing element, as well as without the disturbing element, and the characteristics can be represented in terms of a spatial transfer matrix and a reaction field matrix. .

[0032] Una vez que las imágenes han sido caracterizadas, una sonda que se coloca en la región mide el campo magnético perturbado. Luego se puede calcular una ubicación de la sonda en la región en respuesta al campo medido y el campo de reacción calculado como se describió anteriormente.[0032] Once the images have been characterized, a probe that is placed in the region measures the disturbed magnetic field. A location of the probe in the region can then be calculated in response to the measured field and the calculated reaction field as described above.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMASYSTEM DESCRIPTION

[0033] Se hace referencia ahora a la FIG. 1, que es una ilustración esquemática, pictórica de un sistema de detección de posición 20 que está configurado para detectar la posición de un extremo distal 21 de una sonda de catéter 22, a la FIG. 2, que es una vista esquemática en detalle que muestra el extremo distal 21, y a la FIG. 3, que es una ilustración esquemática de los elementos usados en el sistema 20, de acuerdo con las realizaciones de la presente invención. Típicamente, la sonda 22 se inserta en una cavidad corporal u órgano de un paciente por un profesional médico durante una fase operativa del sistema 20, y no está presente durante una fase de calibración del sistema. Para mayor claridad, la sonda 22 se muestra en la FIG. 1 con líneas discontinuas. El paciente típicamente se acuesta sobre una mesa de operaciones 24 durante un procedimiento realizado por el profesional médico, que puede operar el sistema de detección de posición 20. Por claridad y simplicidad, ni el paciente ni el profesional médico se muestran en la FIG. 1.[0033] Reference is now made to FIG. 1, which is a schematic, pictorial illustration of a position detection system 20 that is configured to detect the position of a distal end 21 of a catheter probe 22, to FIG. 2, which is a schematic detail view showing the distal end 21, and FIG. 3, which is a schematic illustration of the elements used in the system 20, in accordance with the embodiments of the present invention. Typically, the probe 22 is inserted into a body cavity or organ of a patient by a medical professional during an operational phase of the system 20, and is not present during a calibration phase of the system. For clarity, probe 22 is shown in FIG. 1 with dashed lines. The patient typically lies on an operating table 24 during a procedure performed by the medical professional, who can operate the position detection system 20. For clarity and simplicity, neither the patient nor the medical professional is shown in FIG. one.

[0034] A modo de ejemplo, en la descripción a continuación se asume que la sonda 22 se utiliza en un procedimiento invasivo dentro de una cámara de un corazón de paciente. El paciente se coloca sobre la mesa 24 en un campo magnético que se genera colocando, debajo del paciente, una almohadilla de ubicación 26 que contiene una disposición 28 de bobinas 32A, 32B, transmisoras de campos magnéticos alternantes generalmente similares. Las bobinas también se denominan colectivamente en este documento bobinas transmisoras de campo magnético 32. Las bobinas 32 generan sus campos magnéticos alternos en una región 30, ilustrada esquemáticamente en la FIG. 1 como una elipse. La FIG. 3 ilustra una disposición ejemplar de las bobinas 32.[0034] By way of example, the description below assumes that probe 22 is used in an invasive procedure within a chamber of a patient's heart. The patient is placed on the table 24 in a magnetic field that is generated by placing, under the patient, a location pad 26 containing an arrangement 28 of coils 32A, 32B, transmitters of generally similar alternating magnetic fields. The coils are also collectively referred to herein as magnetic field transmitting coils 32. Coils 32 generate their alternating magnetic fields in a region 30, schematically illustrated in FIG. 1 as an ellipse. FIG. 3 illustrates an exemplary arrangement of the coils 32.

[0035] Típicamente, y como se ilustra en la FIG. 3, la disposición 28 comprende bobinas transmisoras 32 formadas como tres conjuntos de bobinas triaxiales 34, 36, y 38, comprendiendo cada conjunto de bobinas triaxiales tres bobinas que son ortogonales entre sí. Sin embargo, son posibles disposiciones de bobinas transmisoras magnéticas 32 distintas de la disposición 28, y tales disposiciones serán evidentes para los expertos en la técnica. La Patente de EE.UU. 6.484.118, de Govari, describe una disposición de bobinas similar a la disposición 28, así como otras disposiciones de bobinas 32 que pueden usarse en el sistema 20.[0035] Typically, and as illustrated in FIG. 3, arrangement 28 comprises transmitter coils 32 formed as three sets of triaxial coils 34, 36, and 38, each set of triaxial coils comprising three coils that are orthogonal to each other. However, arrangements of magnetic transmitter coils 32 other than arrangement 28 are possible, and such arrangements will be apparent to those skilled in the art. U.S. Pat. 6,484,118, from Govari, describes a coil arrangement similar to arrangement 28, as well as other coil arrangements 32 that can be used in system 20.

[0036] La descripción en el presente documento supone que el extremo distal 21 comprende tres bobinas generalmente ortogonales 40, 42, y 44 como parte de un sensor electromagnético (EM) 46 situado en el extremo distal. (El extremo distal típicamente comprende otros elementos, tales como los electrodos 48 ilustrados en la figura 2). Los campos magnéticos generados por las bobinas 32 producen señales eléctricas en las bobinas del sensor 46, de acuerdo con los campos detectados por las bobinas. Las señales eléctricas de las bobinas del sensor 46 se transportan a una unidad de control 50, que analiza las señales para determinar las coordenadas de la posición y de la orientación de la sonda 22. Se supone que las coordenadas están referenciadas a un conjunto de ejes xyz, ilustrados en la FIG. 3, que están fijos con respecto a la almohadilla de localización 26.[0036] The description herein assumes that the distal end 21 comprises three generally orthogonal coils 40, 42, and 44 as part of an electromagnetic sensor (EM) 46 located at the distal end. (The distal end typically comprises other elements, such as electrodes 48 illustrated in Figure 2). The magnetic fields generated by the coils 32 produce electrical signals in the coils of the sensor 46, in accordance with the fields detected by the coils. The electrical signals of the sensor coils 46 are transported to a control unit 50, which analyzes the signals to determine the coordinates of the position and orientation of the probe 22. It is assumed that the coordinates are referenced to a set of axes xyz, illustrated in FIG. 3, which are fixed with respect to the location pad 26.

[0037] Otras disposiciones de bobinas en extremo distal 21, para la detección de la posición y orientación de la sonda 22, se conocen en la técnica. Una de estas disposiciones usa una bobina, que mide las proyecciones de los[0037] Other arrangements of distal end coils 21, for the detection of the position and orientation of the probe 22, are known in the art. One of these arrangements uses a coil, which measures the projections of the

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campos. Los expertos en la técnica podrán adaptar la presente descripción, mutatis mutandis, para tener en cuenta las disposiciones de la bobina diferentes de las ejemplificadas por las bobinas 40, 42 y 44.fields Those skilled in the art may adapt the present description, mutatis mutandis, to take into account the coil arrangements different from those exemplified by coils 40, 42 and 44.

[0038] La unidad de control 50 incluye un procesador 52, típicamente una computadora con circuitos de procesamiento de señal apropiados. El procesador usa una memoria 54, que típicamente comprende tanto dispositivos de almacenamiento de datos volátiles como no volátiles, en donde se almacenan datos para el sistema operativo 20. El procesador está acoplado para conducir una consola que puede proporcionar una pantalla visual 56 de la ubicación de la sonda 22.[0038] The control unit 50 includes a processor 52, typically a computer with appropriate signal processing circuits. The processor uses a memory 54, which typically comprises both volatile and non-volatile data storage devices, where data is stored for the operating system 20. The processor is coupled to drive a console that can provide a visual display 56 of the location. of the probe 22.

[0039] El sistema 20 incluye un fluoroscopio 60, que es operado por un controlador de fluoroscopio 61, y que es capaz de producir imágenes fluoroscópicas del paciente en la mesa 24. Se supone que el controlador de fluoroscopio 61 es una subunidad de la unidad de control 50. El fluoroscopio 60 tiene una serie de secciones, que comprenden una fuente de rayos X colimada 62, también denominada aquí colimador 62, y un detector 64. El colimador y el detector están conectados entre sí por otra sección, un "rayo C" 66, que les permite girar alrededor de dos ejes, un eje horizontal 68 y un eje perpendicular al plano del papel a través del eje 68. El rayo C también permite que el colimador y el detector se trasladen en el espacio, como en una dirección paralelo al eje horizontal. El rayo C 66 mantiene el colimador y el detector en una alineación fija entre sí, y a una distancia constante entre sí, durante la rotación del fluoroscopio alrededor del eje 68. Típicamente, las imágenes formadas por el fluoroscopio 60 pueden formarse con el fluoroscopio girado para cualquier orientación alrededor del eje 68, la orientación se selecciona de acuerdo con las necesidades del paciente y de los requisitos del sistema operativo profesional 20.[0039] System 20 includes a fluoroscope 60, which is operated by a fluoroscope controller 61, and which is capable of producing fluoroscopic images of the patient at table 24. It is assumed that the fluoroscope controller 61 is a subunit of the unit control 50. The fluoroscope 60 has a series of sections, comprising a collimated X-ray source 62, also referred to herein as collimator 62, and a detector 64. The collimator and the detector are connected to each other by another section, a "ray. C "66, which allows them to rotate around two axes, a horizontal axis 68 and an axis perpendicular to the plane of the paper through axis 68. Ray C also allows the collimator and the detector to move into space, as in a direction parallel to the horizontal axis. The C 66 beam keeps the collimator and the detector in a fixed alignment with each other, and at a constant distance from each other, during rotation of the fluoroscope around axis 68. Typically, images formed by fluoroscope 60 can be formed with the fluoroscope rotated to any orientation around axis 68, the orientation is selected according to the needs of the patient and the requirements of the professional operating system 20.

[0040] Típicamente, el fluoroscopio 60 opera para producir sus imágenes sustancialmente al mismo tiempo que el uso de la sonda 22. Sin embargo, los componentes metálicos del fluoroscopio que están cerca de la región 30 alteran los campos magnéticos generados por las bobinas 32 en la región. Sin compensación por estas alteraciones, se introducen imprecisiones en la ubicación medida de la sonda 22. Como se describe aquí, las realizaciones de la presente invención compensan las alteraciones en el campo producido por el fluoroscopio 60, independientemente de la orientación o posición del fluoroscopio con respecto a la mesa 24, evitando así cualquier imprecisión en la ubicación medida de la sonda.[0040] Typically, the fluoroscope 60 operates to produce its images substantially at the same time as the use of the probe 22. However, the metal components of the fluoroscope that are near the region 30 alter the magnetic fields generated by the coils 32 in the region. Without compensation for these alterations, inaccuracies are introduced at the measured location of the probe 22. As described herein, the embodiments of the present invention compensate for alterations in the field produced by the fluoroscope 60, regardless of the orientation or position of the fluoroscope with with respect to table 24, thus avoiding any inaccuracy in the measured location of the probe.

[0041] Típicamente, el sistema 20 incluye otros elementos, que no se muestran en las figuras en aras de la simplicidad, y a los que se hace referencia como necesarios en la siguiente descripción. Por ejemplo, el sistema 20 puede incluir un monitor de ECG, acoplado para recibir señales de uno o más electrodos de la superficie del cuerpo, para proporcionar una señal de sincronización de ECG a la unidad de control 50.[0041] Typically, system 20 includes other elements, which are not shown in the figures for the sake of simplicity, and which are referred to as necessary in the following description. For example, the system 20 may include an ECG monitor, coupled to receive signals from one or more electrodes of the body surface, to provide an ECG synchronization signal to the control unit 50.

[0042] La configuración de la FIG. 1 es un ejemplo de configuración, que se elige puramente por el bien de la claridad conceptual. En realizaciones alternativas, también se puede usar cualquier otra configuración adecuada. Típicamente, el procesador 52 está programado en software para llevar a cabo las funciones descritas aquí. El software puede descargarse al procesador en forma electrónica, a través de una red, por ejemplo, o puede, alternativamente o adicionalmente, proporcionarse y/o almacenarse en medios tangibles no transitorios, tales como memoria magnética, óptica o electrónica.[0042] The configuration of FIG. 1 is an example of configuration, which is chosen purely for the sake of conceptual clarity. In alternative embodiments, any other suitable configuration can also be used. Typically, processor 52 is programmed in software to perform the functions described herein. The software can be downloaded to the processor electronically, through a network, for example, or it can, alternatively or additionally, be provided and / or stored in non-transient tangible media, such as magnetic, optical or electronic memory.

[0043] El sistema 20 también comprende un aparato que puede trazar los campos magnéticos que se generan por las bobinas 32 en la región 30. En una realización de la presente invención, se usa un correlacionador 70 para trazar los campos magnéticos, comprendiendo el mapeador una matriz de detectores de campo magnético 72 que están montados de manera fija en posiciones conocidas sobre bases sólidas, tales como láminas de plástico. El mapeador 70 está configurado de modo que puede colocarse en la mesa 24 en una posición y orientación predeterminadas conocidas con respecto a la almohadilla de ubicación 26. En una realización, el mapeador 70 comprende 50 detectores. Típicamente, los detectores están configurados en el mapeador de modo que el campo magnético y todos sus gradientes no despreciables sean medibles. En una realización alternativa, el mapeador tiene 78 detectores distribuidos en una caja rectangular que tiene dimensiones aproximadas de altura X longitud X longitud igual a 150 mm X250 mm X250 mm.[0043] The system 20 also comprises an apparatus that can trace the magnetic fields that are generated by the coils 32 in the region 30. In one embodiment of the present invention, a correlator 70 is used to plot the magnetic fields, the mapper comprising an array of magnetic field detectors 72 that are fixedly mounted in known positions on solid bases, such as plastic sheets. The mapper 70 is configured so that it can be placed on the table 24 in a known predetermined position and orientation with respect to the location pad 26. In one embodiment, the mapper 70 comprises 50 detectors. Typically, the detectors are configured in the mapper so that the magnetic field and all its non-negligible gradients are measurable. In an alternative embodiment, the mapper has 78 detectors distributed in a rectangular box having approximate dimensions of height X length X length equal to 150 mm X250 mm X250 mm.

[0044] El asignador puede estar colocado, por lo general aproximadamente en el centro con respecto a la izquierda y derecha, y de cabeza y de pie, usando mediciones magnéticas de los detectores 72.[0044] The allocator may be placed, generally approximately in the center with respect to the left and right, and head and foot, using magnetic measurements of the detectors 72.

[0045] Aunque en la siguiente descripción de la operación del sistema 20, se supone que el mapeador 70 se usa para trazar los campos magnéticos, se entenderá que el asignador es un ejemplo de sistema para la medición de los campos magnéticos en la región 30, y se puede usar cualquier otro sistema adecuado, tal como uno o más detectores de campo que se pueden mover a posiciones conocidas. Dichos sistemas de trazado de campo alternativos serán evidentes para los expertos en la materia y se supone que están comprendidos dentro del alcance de la presente invención.[0045] Although in the following description of the operation of the system 20, it is assumed that the mapper 70 is used to plot the magnetic fields, it will be understood that the allocator is an example of a system for measuring the magnetic fields in the region 30 , and any other suitable system can be used, such as one or more field detectors that can be moved to known positions. Such alternative field plotting systems will be apparent to those skilled in the art and are assumed to be within the scope of the present invention.

[0046] Los detectores 72 pueden comprender cualquier sensor conveniente para medir la magnitud y dirección de un campo magnético, tal como sondas Hall o sensores generalmente similares al sensor 46. Las lecturas de los detectores se transfieren a la unidad de control 50, típicamente por un cable 74, aunque se puede usar cualquier otro método de transferencia conveniente, como la transmisión inalámbrica.[0046] The detectors 72 may comprise any suitable sensor for measuring the magnitude and direction of a magnetic field, such as Hall probes or sensors generally similar to the sensor 46. The readings of the detectors are transferred to the control unit 50, typically by a cable 74, although any other convenient transfer method, such as wireless transmission, can be used.

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[0047] Como se describe en más detalle a continuación, el asignador 70 se utiliza en la fase de calibración del sistema 20, de modo que el asignador y su cable de conexión se muestran en la FIG. 1 con líneas de trazos. El mapeador y su cable se eliminan cuando el sistema 20 se encuentra en su fase operativa.[0047] As described in more detail below, the allocator 70 is used in the calibration phase of the system 20, so that the allocator and its connection cable are shown in FIG. 1 with dashed lines. The mapper and its cable are removed when the system 20 is in its operational phase.

[0048] En algunas realizaciones el sistema 20 comprende uno o más sensores de referencia 76 que son generalmente similares al sensor 46. Los sensores 76 proporcionan señales a la unidad de control 50 para permitir a la unidad, como se describe a continuación, para determinar la posición y orientación del fluoroscopio 60. Típicamente, los sensores 76 son fijos con relación a la mesa 24, y pueden ubicarse convenientemente debajo de la mesa. Alternativamente, los sensores 76 de referencia pueden fijarse al fluoroscopio 60.[0048] In some embodiments, the system 20 comprises one or more reference sensors 76 that are generally similar to the sensor 46. The sensors 76 provide signals to the control unit 50 to allow the unit, as described below, to determine the position and orientation of the fluoroscope 60. Typically, the sensors 76 are fixed relative to the table 24, and can be conveniently located under the table. Alternatively, the reference sensors 76 can be attached to the fluoroscope 60.

[0049] Se hace ahora referencia a la FIG. 4, que es un diagrama de flujo 100 de un procedimiento para determinar la ubicación del extremo distal 21 de la sonda 22, de acuerdo con una realización de la presente invención. El diagrama de flujo 100 comprende una primera fase de calibración 102, seguida de una segunda fase de funcionamiento 104. La siguiente descripción del diagrama de flujo también se refiere a partes de la sección titulada "Modelo de campo de reacción" a continuación.[0049] Reference is now made to FIG. 4, which is a flow chart 100 of a method for determining the location of the distal end 21 of the probe 22, in accordance with an embodiment of the present invention. Flowchart 100 comprises a first calibration phase 102, followed by a second operating phase 104. The following description of the flowchart also refers to parts of the section entitled "Reaction Field Model" below.

[0050] En una primera etapa de mapeo 106 de la fase de calibrado, todos los objetos, denominados perturbadores de campo en el presente documento o elementos perturbadores de campo, que podrían perturbar el campo generado por las bobinas 32, se retiran de la región 30 y su vecindad. Dichos objetos incluyen el fluoroscopio 60. El dispositivo de posicionamiento 70 está posicionado en la mesa 24 en su posición y orientación predeterminadas con respecto a la almohadilla de localización 26, y las bobinas de transmisión 32 están activadas. La unidad de control 50 opera detectores de campo magnético 72 para mapear el campo magnético no perturbado en la región 30.[0050] In a first mapping stage 106 of the calibration phase, all objects, referred to as field disruptors in this document or field disturbing elements, which could disturb the field generated by the coils 32, are removed from the region 30 and its neighborhood. Such objects include the fluoroscope 60. The positioning device 70 is positioned on the table 24 in its predetermined position and orientation with respect to the location pad 26, and the transmission coils 32 are activated. The control unit 50 operates magnetic field detectors 72 to map the undisturbed magnetic field in region 30.

[0051] En un segundo paso de mapeo 108, con el mapeador 70 restante en su lugar, el fluoroscopio 60 se coloca en lugares específicos y orientaciones (LOs) con respecto a los ejes de almohadilla de localización, en la proximidad de la región 30. La unidad de control 50 puede determinar las LOs específicas que usan el controlador de fluoroscopio 61. Alternativamente, en las realizaciones que comprenden los sensores de referencia 76, la unidad de control 50 puede usar señales de los sensores para determinar las LOs, como se describe a continuación en la sección titulada Ubicación del Fluoroscopio Adaptable. Un método óptico alternativo adicional para determinar las LOs conocidas del fluoroscopio se describe a continuación con referencia a las FIGS. 5, 6A, 6B y 7.[0051] In a second mapping step 108, with the remaining mapper 70 in place, the fluoroscope 60 is placed at specific locations and orientations (LOs) with respect to the location pad axes, in the vicinity of region 30 The control unit 50 can determine the specific LOs using the fluoroscope controller 61. Alternatively, in embodiments comprising the reference sensors 76, the control unit 50 can use signals from the sensors to determine the LOs, as described below in the section titled Location of the Adaptive Fluoroscope. An additional alternative optical method for determining known fluoroscope LOs is described below with reference to FIGS. 5, 6A, 6B and 7.

[0052] Como se describe a continuación, se supone que el fluoroscopio 60 tiene dos elementos perturbadores: colimador 62 y el detector 64. A fin de que la caracterización descrita a continuación para la etapa 110 sea válida, las LOs diferentes se seleccionan de manera que se encuentren en dos conjuntos: un primer conjunto donde el colimador 62 está lejos de la región 30, de modo que solo el detector 64 es el elemento perturbador, y un segundo conjunto donde el detector 64 está lejos de la región 30, de modo que solamente el colimador 62 es el elemento perturbador.[0052] As described below, the fluoroscope 60 is assumed to have two disturbing elements: collimator 62 and detector 64. In order for the characterization described below for step 110 to be valid, the different LOs are selected so that are in two sets: a first set where the collimator 62 is far from the region 30, so that only the detector 64 is the disturbing element, and a second set where the detector 64 is far from the region 30, so that only collimator 62 is the disturbing element.

[0053] Para cada LO conocida, la unidad de control 50 opera detectores de campo magnético 72 con el fin de asignar el campo magnético perturbado en la región 30.[0053] For each known LO, control unit 50 operates magnetic field detectors 72 in order to assign the disturbed magnetic field in region 30.

[0054] En una etapa de caracterización multipolar 110, la unidad de control asume que la perturbación causada por cada elemento perturbador de fluoroscopio 60 se deba a los campos de reacción generados por fuentes de imágenes magnéticas en el elemento respectivo. El análisis realizado en el paso 110 se describe con más detalle a continuación en la sección titulada Modelo de Campo de Reacción. Se puede considerar las fuentes magnéticas a ser imágenes de las bobinas transmisoras 32 en los elementos perturbadores, es decir, en los dos elementos: colimador 62 y detector 64. Los expertos en la materia podrán adaptar la descripción si el fluoroscopio 60 tiene números diferentes de elementos, o para el caso de otros perturbadores de campo.[0054] In a multipolar characterization stage 110, the control unit assumes that the disturbance caused by each fluoroscope disturbing element 60 is due to the reaction fields generated by sources of magnetic images in the respective element. The analysis performed in step 110 is described in more detail below in the section entitled Reaction Field Model. The magnetic sources can be considered to be images of the transmitter coils 32 in the disturbing elements, that is, in the two elements: collimator 62 and detector 64. Those skilled in the art will be able to adapt the description if the fluoroscope 60 has different numbers of elements, or in the case of other field disruptors.

[0055] En teoría, si un perturbador de campo es una esfera perfectamente conductora y el transmisor es un dipolo con su momento dirigido hacia el centro de la esfera, entonces la imagen del transmisor generado por la esfera es un único dipolo. Para tener en cuenta las diferencias de dicho modelo teórico, que incluyen, entre otros, que el transmisor no es un dipolo perfecto, y el perturbador no es una esfera perfectamente conductora, las realizaciones de la presente invención suponen que dentro de cada elemento perturbador del fluoroscopio una única bobina del transmisor 32 genera dos o más imágenes de fuente magnética multipolar de la bobina.[0055] In theory, if a field disruptor is a perfectly conductive sphere and the transmitter is a dipole with its moment directed towards the center of the sphere, then the image of the transmitter generated by the sphere is a single dipole. In order to take into account the differences of said theoretical model, which include, among others, that the transmitter is not a perfect dipole, and the disruptor is not a perfectly conductive sphere, the embodiments of the present invention assume that within each disturbing element of the Fluoroscope A single coil of transmitter 32 generates two or more multipolar magnetic source images of the coil.

[0056] Cada multipolo se asume para generar un campo de reacción respectiva, y un multipolo puede comprender dipolo, cuadrupolo y/o polos de orden superior. Para tener en cuenta la posibilidad de que las fuentes de imagen del campo de reacción tengan componentes distintos a los dipolos, en lugar de analizar los datos utilizando polos discretos, la unidad de control 50 usa el análisis armónico esférico. Como se explica en la sección Modelo de Campo de Reacción, y a modo de ejemplo, en este documento se supone que cada bobina 32 genera cinco imágenes multipolares en el colimador 62, y cinco imágenes multipolares en el detector 64. Las ubicaciones de las imágenes actúan como puntos de expansión para las funciones armónicas esférica asumidas para describir los campos de reacción. Los expertos en la materia podrán ajustar la presente descripción para otros números de imágenes en el colimador y/o el detector.[0056] Each multipole is assumed to generate a respective reaction field, and a multipole may comprise dipole, quadrupole and / or higher order poles. To take into account the possibility that the image sources of the reaction field have components other than the dipoles, instead of analyzing the data using discrete poles, the control unit 50 uses spherical harmonic analysis. As explained in the Reaction Field Model section, and by way of example, this document assumes that each coil 32 generates five multipolar images in the collimator 62, and five multipolar images in the detector 64. The locations of the images act as expansion points for the spherical harmonic functions assumed to describe the reaction fields. Those skilled in the art may adjust the present description for other numbers of images in the collimator and / or the detector.

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[0057] En la conclusión de la etapa 110, que es típicamente la conclusión de la fase de calibración, la unidad de control ha caracterizado todas las múltiples fuentes de imagen de cada elemento perturbador. Para cada elemento perturbador, la caracterización incluye ubicaciones de las fuentes de imagen en el perturbador, y la determinación de los elementos de una matriz de campo de reacción [Tracción] generada por las fuentes de imagen de cada elemento perturbador. Para el ejemplo de realización considerado aquí, en el que el colimador 62 y el detector 64 son los elementos perturbadores, respectivas matrices [Treacción]coi¡mador y [Treacción]detector se determinan.[0057] At the conclusion of step 110, which is typically the conclusion of the calibration phase, the control unit has characterized all the multiple image sources of each disturbing element. For each disturbing element, the characterization includes locations of the image sources in the disturber, and the determination of the elements of a reaction field matrix [Traction] generated by the image sources of each disturbing element. For the exemplary embodiment considered here, in which the collimator 62 and the detector 64 are the disturbing elements, respective matrices [Treaction] and the [Treaction] detector are determined.

[0058] En una realización, el detector tiene un marco rectangular exterior que tiene dimensiones de 38 cm X 48 cm. Se supone que las cinco fuentes de imagen para el detector están ubicadas aproximadamente a 10 cm de las esquinas del rectángulo y en el centro del rectángulo, y aproximadamente a 10 cm debajo de la superficie del detector. El exterior del colimador tiene dimensiones rectangulares similares, y las cinco fuentes de imagen del colimador están dispuestas de manera similar a las del detector.[0058] In one embodiment, the detector has an outer rectangular frame having dimensions of 38 cm X 48 cm. It is assumed that the five image sources for the detector are located approximately 10 cm from the corners of the rectangle and in the center of the rectangle, and approximately 10 cm below the surface of the detector. The exterior of the collimator has similar rectangular dimensions, and the five image sources of the collimator are arranged similarly to those of the detector.

[0059] En la fase operativa, la unidad utiliza matrices [Treacción]coiimador y [Treacc¡ón]deteetor para calcular el campo de reacción generado por las fuentes de imagen.[0059] In the operational phase, the unit uses matrices [Treaction] coiimador and [Treacc¡ón] deteetor to calculate the reaction field generated by the image sources.

[0060] En una etapa 112 de la primera fase operativa, la unidad de control activa bobinas transmisoras 32, en el caso de que se han desactivado después de la etapa 110.[0060] In a step 112 of the first operational phase, the control unit activates transmitter coils 32, in the event that they have been deactivated after step 110.

[0061] En un paso de perturbación 114, el fluoroscopio 60 es movido en una LO conocida, es decir, el detector está en una LO conocida y el colimador también está en una LO conocida, en las proximidades de la región 30, y la unidad de control 50 registra las LOs conocidas. Las LOs conocidss pueden proporcionarse a la unidad de control 50 mediante uno de los métodos descritos anteriormente para el proceso de calibración.[0061] In a disturbance step 114, the fluoroscope 60 is moved in a known LO, that is, the detector is in a known LO and the collimator is also in a known LO, in the vicinity of region 30, and the control unit 50 records known LOs. The known LOs can be provided to the control unit 50 by one of the methods described above for the calibration process.

[0062] En una posición inicial para determinar la etapa 118, las señales medidas de la unidad de control generadas por los sensores en el extremo distal 21 de la sonda 22. La unidad de control, como una primera aproximación, se supone que el campo determinado a partir de las señales es un campo no perturbado. Usando los resultados del primer paso de mapeo 106, la unidad de control determina una posición aproximada del extremo distal.[0062] In an initial position for determining step 118, the measured signals of the control unit generated by the sensors at the distal end 21 of the probe 22. The control unit, as a first approximation, assumes that the field determined from the signals is an undisturbed field. Using the results of the first mapping step 106, the control unit determines an approximate position of the distal end.

[0063] En una etapa de corrección de campo 120, la unidad de control 50 calcula el campo de reacción, en la posición determinada en la etapa anterior, utilizando la ecuación (7). La unidad de control resta el campo de reacción del campo medido para generar una estimación mejorada del campo no perturbado en la posición.[0063] In a field correction stage 120, the control unit 50 calculates the reaction field, at the position determined in the previous stage, using equation (7). The control unit subtracts the reaction field from the measured field to generate an improved estimate of the undisturbed field in the position.

[0064] En una etapa de determinación mejorada de posición 122, la unidad de control utiliza el valor del campo no perturbado y el valor del campo determinado en el paso 120 para hacer una determinación mejorada de la posición del extremo distal.[0064] In an improved position determination step 122, the control unit uses the value of the undisturbed field and the value of the field determined in step 120 to make an improved determination of the position of the distal end.

[0065] En una etapa de comparación opcional 124, la unidad comprueba el control si la diferencia entre la última posición y la penúltima posición, determinada en el paso 122 es menor que un valor predeterminado, que es típicamente aproximadamente 0,1 mm. Si la diferencia es mayor o igual que el valor preestablecido, la unidad de control vuelve al paso 122. Si la diferencia es menor que el valor preestablecido, la unidad de control continúa hasta un paso final 126.[0065] In an optional comparison step 124, the unit checks the control if the difference between the last position and the penultimate position, determined in step 122 is less than a predetermined value, which is typically approximately 0.1 mm. If the difference is greater than or equal to the preset value, the control unit returns to step 122. If the difference is less than the preset value, the control unit continues to a final step 126.

[0066] Se entenderá que las etapas 120 a 124 describen un bucle iterativo opcional en el que la unidad de control realiza una determinación cada vez más exacta de la posición del extremo distal, mientras que también se realiza una determinación cada vez más exacta del campo no perturbado en la posición.[0066] It will be understood that steps 120 to 124 describe an optional iterative loop in which the control unit makes an increasingly accurate determination of the position of the distal end, while an increasingly accurate determination of the field is also made. not disturbed in position.

[0067] En algunas realizaciones, un bucle en general similar al definido por pasos 120 y 124, pero sin incluir la etapa 122, se realiza en las mediciones temporalmente secuenciales. En este caso, la corrección del campo de reacción se aplica a la siguiente medición a tiempo para cada sensor. En una de tales realizaciones, donde las mediciones se calculan cada 16 ms, los inventores han descubierto que para un sensor estacionario, se requieren tres o menos iteraciones para proporcionar un valor verdadero de la posición del sensor.[0067] In some embodiments, a loop generally similar to that defined by steps 120 and 124, but not including step 122, is performed in temporarily sequential measurements. In this case, the correction of the reaction field is applied to the next measurement in time for each sensor. In one such embodiment, where measurements are calculated every 16 ms, the inventors have discovered that for a stationary sensor, three or fewer iterations are required to provide a true value of the sensor position.

[0068] En la etapa final de 126, la unidad de control utiliza la última determinación de la posición que se encuentra en la etapa 122 como la posición del extremo distal.[0068] In the final stage of 126, the control unit uses the last determination of the position found in step 122 as the position of the distal end.

[0069] FIG. 5 es una ilustración gráfica esquemática de un sistema sensor de posición alternativo 150, de acuerdo con una realización de la presente invención. FIGS. 6A y 6B son diagramas esquemáticos de porciones del sistema 150, y de elementos usados en la calibración del sistema, de acuerdo con una realización de la presente invención. Además de las diferencias descritas a continuación, el funcionamiento del sistema 150 es generalmente similar al del sistema 20 (FIGS. 1- 4), y los elementos indicados por los mismos números de referencia en ambos sistemas 20 y 150 son generalmente similares en construcción y en funcionamiento. Por claridad y simplicidad, algunos elementos del sistema 150, que están presentes en el sistema 20 y se ilustran en la FIG. 1, no se muestran en la FIG. 5.[0069] FIG. 5 is a schematic graphic illustration of an alternative position sensor system 150, in accordance with an embodiment of the present invention. FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams of portions of the system 150, and of elements used in the calibration of the system, in accordance with an embodiment of the present invention. In addition to the differences described below, the operation of system 150 is generally similar to that of system 20 (FIGS. 1-4), and the elements indicated by the same reference numbers in both systems 20 and 150 are generally similar in construction and working. For clarity and simplicity, some elements of the system 150, which are present in the system 20 and are illustrated in FIG. 1, are not shown in FIG. 5.

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[0070] En el sistema 150, una o más marcas de referencia 152 están fijadas a un elemento de fluoroscopio 60. En la presente memoria, a modo de ejemplo, se supone que dos marcas 152 se adjuntan al colimador 62. Además, dos o más cámaras 154 están fijamente unidan a la almohadilla de ubicación 26. Las cámaras 154 están bajo el control de la unidad de control 50, de modo que el procesador 52 puede recibir y procesar las imágenes generadas por las cámaras. Las cámaras se fijan a la almohadilla de localización 26 con ubicaciones y orientaciones para que las imágenes que forman incluyan imágenes de marcas fiduciales 152.[0070] In system 150, one or more reference marks 152 are attached to a fluoroscope element 60. By way of example, it is assumed that two marks 152 are attached to collimator 62. In addition, two or more cameras 154 are fixedly attached to the location pad 26. The cameras 154 are under the control of the control unit 50, so that the processor 52 can receive and process the images generated by the cameras. The cameras are fixed to the location pad 26 with locations and orientations so that the images they form include images of fiducial marks 152.

[0071] Como se describe en más detalle a continuación con referencia al diagrama de flujo de la FIG. 7, la unidad de control 50 utiliza las imágenes de la cámara de marcas de referencia 152 para determinar la ubicación y la orientación del fluoroscopio 60, incluyendo su colimador 62 y el detector 64, con respecto a la almohadilla de localización 26. Para realizar esta determinación, las ubicaciones de las cámaras están registradas con respecto a la almohadilla de localización. El registro de las cámaras con la almohadilla de localización y la determinación de la relación de las imágenes de marca fiducial con la ubicación y orientación del fluoroscopio se realizan mediante la unidad de control 50 de acuerdo con el diagrama de flujo de la FIG. 7.[0071] As described in more detail below with reference to the flowchart of FIG. 7, the control unit 50 uses the images of the reference mark camera 152 to determine the location and orientation of the fluoroscope 60, including its collimator 62 and the detector 64, with respect to the location pad 26. To perform this determination, the locations of the cameras are registered with respect to the location pad. The registration of the cameras with the location pad and the determination of the relationship of the fiducial mark images with the location and orientation of the fluoroscope are performed by the control unit 50 according to the flow chart of FIG. 7.

[0072] El registro se puede realizar usando un portapiezas de calibración preconstruido extraíble 156 encajado en una posición conocida en la almohadilla de localización. En algunas realizaciones, la plantilla 156 es plegable, estando articulada en las articulaciones 158 y 160. Haciendo que la plantilla 156 se pueda plegar, un ingeniero de campo puede actualizar fácil y eficientemente la plantilla en la almohadilla de localización 26 en un sistema de detección de posición existente 20, como se ilustra en la FIG. 6B. Las imágenes de los elementos de la portapiezas 156 se utilizan para alinear las cámaras 154 en la almohadilla de localización, y para corregir los errores ópticos que puedan ser introducidos por las cámaras.[0072] Registration can be performed using a removable preconstructed calibration piece holder 156 embedded in a known position on the location pad. In some embodiments, the template 156 is foldable, being articulated in the joints 158 and 160. By making the template 156 foldable, a field engineer can easily and efficiently update the template in the location pad 26 in a detection system of existing position 20, as illustrated in FIG. 6B. The images of the elements of the holder 156 are used to align the cameras 154 in the location pad, and to correct the optical errors that may be introduced by the cameras.

[0073] La unidad de control 50 puede determinar la relación de las imágenes de marca fiducial con la ubicación y orientación del fluoroscopio utilizando un sistema de calibración de fluoro (FCS) 162, ilustrado en las FIGS. 5 y 6A. FCS 162 comprende un segundo par de cámaras 164 que pueden transmitir sus imágenes a la unidad de control. Las cámaras están montadas en un soporte 166, y cada cámara puede ser panoramizada e inclinada de forma independiente según los comandos recibidos de la unidad de control 50.[0073] The control unit 50 can determine the relationship of fiducial mark images to the location and orientation of the fluoroscope using a fluoro calibration system (FCS) 162, illustrated in FIGS. 5 and 6A. FCS 162 comprises a second pair of cameras 164 that can transmit their images to the control unit. The cameras are mounted on a support 166, and each camera can be panned and tilted independently according to the commands received from the control unit 50.

[0074] La FIG. 7 es un diagrama de flujo 200 de pasos realizados por la unidad de control 50 en el sistema operativo 150, de acuerdo con una realización de la presente invención. El diagrama de flujo 200 se divide en una fase de calibración 202 y una fase operativa 204.[0074] FIG. 7 is a flow chart 200 of steps performed by the control unit 50 in the operating system 150, in accordance with an embodiment of the present invention. The flow chart 200 is divided into a calibration phase 202 and an operational phase 204.

[0075] En una primera etapa 206 de la fase de calibración, las marcas fiduciales 152 están fijadas al fluoroscopio 60. Las marcas de referencia se posicionan de modo que sea en el ámbito de vista de las cámaras 154 cuando las cámaras se han conectado, como se describe a continuación, a la almohadilla de localización 26. Normalmente, el elemento del fluoroscopio al que se fijan las marcas se selecciona para que las marcas estén dentro de los campos de visión de al menos una de las cámaras 154 para sustancialmente todas las posiciones operativas y orientaciones del fluoroscopio. Aquí, a modo de ejemplo, se supone que las marcas fiduciales se fijan al colimador. En algunas realizaciones, se usan más de dos cámaras 154 en el sistema 150 de modo que las marcas fiduciales 152 están dentro de los campos de visión de al menos una de las cámaras para todas las ubicaciones y orientaciones del fluoroscopio.[0075] In a first stage 206 of the calibration phase, the fiducial marks 152 are fixed to the fluoroscope 60. The reference marks are positioned so that it is within the scope of the cameras 154 when the cameras have been connected, as described below, to the location pad 26. Normally, the fluoroscope element to which the marks are attached is selected so that the marks are within the fields of vision of at least one of the cameras 154 for substantially all of the operating positions and fluoroscope orientations. Here, by way of example, it is assumed that fiducial marks are attached to the collimator. In some embodiments, more than two cameras 154 are used in system 150 so that fiducial marks 152 are within the fields of vision of at least one of the cameras for all fluoroscope locations and orientations.

[0076] En una etapa de la instalación de la cámara 208, las cámaras 154 están unidas de manera fija a la almohadilla de localización 26, de modo que las cámaras están en ubicaciones conocidas y tienen orientaciones conocidas. En algunas realizaciones, las cámaras se alinean a sus ubicaciones y orientaciones conocidas, después del acoplamiento, usando el portapiezas 156, que actúa como un objeto de calibración para las cámaras. Las imágenes del portapiezas formadas por cada una de las cámaras permiten que las cámaras estén alineadas correctamente, así como también proporcionan datos que permiten que la unidad de control 50 corrija las imperfecciones en las imágenes de las cámaras. Alternativamente, se puede usar cualquier otro método conveniente para fijar cámaras 154 en ubicaciones y orientaciones conocidas con respecto a la almohadilla de localización, y para corregir imperfecciones en las imágenes de las cámaras.[0076] At one stage of the installation of the camera 208, the cameras 154 are fixedly attached to the location pad 26, so that the cameras are in known locations and have known orientations. In some embodiments, the cameras are aligned to their known locations and orientations, after coupling, using the holder 156, which acts as a calibration object for the cameras. The images of the workpiece holder formed by each of the cameras allow the cameras to be properly aligned, as well as provide data that allows the control unit 50 to correct imperfections in the camera images. Alternatively, any other convenient method can be used to fix cameras 154 in known locations and orientations with respect to the location pad, and to correct imperfections in camera images.

[0077] En una etapa de configuración 210, FCS 162 está posicionada de manera fija en un lugar conocido con respecto a la almohadilla de localización 26. El posicionamiento de FCS 162 puede ser mediante la fijación de soporte 166 de las FCS a la mesa 24 (como se ilustra en la FIG. 5), o a cualquier otro objeto conveniente, como la almohadilla de localización 26 en sí misma. El FCS 162 está posicionado de modo que las cámaras 164, montadas en el soporte 166, puedan ser giradas por la unidad de control para que estén siempre habilitadas para obtener imágenes de las marcas fiduciales 152.[0077] In a configuration step 210, FCS 162 is fixedly positioned in a known place with respect to the location pad 26. The positioning of FCS 162 can be by fixing support 166 of the FCS to the table 24 (as illustrated in FIG. 5), or any other convenient object, such as the location pad 26 itself. The FCS 162 is positioned so that the cameras 164, mounted on the support 166, can be rotated by the control unit so that they are always enabled to obtain images of the fiducial marks 152.

[0078] En una etapa de medición de datos 212, el fluoroscopio 60 se mueve en varias posiciones diferentes, es decir, múltiples ubicaciones y orientaciones diferentes, usando el controlador de fluoroscopio 61. En cada posición diferente, la unidad de control 50 transmite señales a las cámaras 164 de modo que las cámaras están en ángulos de giro e inclinación conocidos. La unidad de control 50 hace que las cámaras se desplacen y/o inclinen de manera que cada cámara 164 toma imágenes de las marcas fiduciales 152. La unidad de control 50 registra los ángulos de panorámica e inclinación de cada cámara (la unidad de control es consciente de la orientación de cada cámara 164[0078] In a data measurement stage 212, the fluoroscope 60 moves in several different positions, that is, multiple different locations and orientations, using the fluoroscope controller 61. In each different position, the control unit 50 transmits signals. to cameras 164 so that the cameras are at known angles of rotation and inclination. The control unit 50 causes the cameras to move and / or tilt so that each camera 164 takes pictures of the fiducial marks 152. The control unit 50 records the pan and tilt angles of each camera (the control unit is aware of the orientation of each camera 164

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desde que envió las señales de panorámica e inclinación), así como las imágenes de las marcas fiduciales formadas por cada cámara.since he sent the pan and tilt signals), as well as the images of the fiducial marks formed by each camera.

[0079] Además, en cada posición diferente del fluoroscopio, la unidad de control 50 graba las imágenes de las marcas de referencia generadas por cada cámara 154.[0079] In addition, in each different position of the fluoroscope, the control unit 50 records the images of the reference marks generated by each camera 154.

[0080] En una etapa de correlación 214, la unidad de control 50 genera una correlación entre las imágenes de marcas fiduciales de las cámaras 164 y de las cámaras 154. La correlación permite a la unidad de control registrar los ejes de los dos sistemas, es decir, el eje del fluoroscopio y el eje de la almohadilla de localización.[0080] In a correlation step 214, the control unit 50 generates a correlation between the fiducial mark images of cameras 164 and cameras 154. The correlation allows the control unit to register the axes of the two systems, that is, the axis of the fluoroscope and the axis of the location pad.

[0081] Una vez que el registro se ha realizado, en un último paso 216 de la fase de calibración, FCS 162, incluyendo sus cámaras 164, se retira.[0081] Once the registration has been made, in a final step 216 of the calibration phase, FCS 162, including its cameras 164, is removed.

[0082] En un paso de operación 218 de la fase operativa, las cámaras 154 están activadas. En el presente ejemplo, cuando las marcas fiduciales están unidas al colimador, la unidad de control recibe imágenes de marca fiducial de las cámaras, y analiza las imágenes, usando la correlación determinada en el paso 214, para determinar la ubicación y orientación del colimador con respecto a la almohadilla de localización. Dado que el colimador y el detector de fluoroscopio 60 están en una relación física fija entre sí, la ubicación y orientación del colimador permiten a la unidad de control conocer la ubicación y la orientación del detector, hasta la distancia entre ellos. Este valor faltante se determina típicamente mediante el uso de una técnica de optimización, similar al método de Ubicación del Fluoroscopio Adaptativo que se describe a continuación.[0082] In an operation step 218 of the operational phase, the cameras 154 are activated. In the present example, when the fiducial marks are attached to the collimator, the control unit receives fiducial mark images from the cameras, and analyzes the images, using the correlation determined in step 214, to determine the location and orientation of the collimator with regarding the location pad. Since the collimator and fluoroscope detector 60 are in a fixed physical relationship with each other, the location and orientation of the collimator allow the control unit to know the location and orientation of the detector, up to the distance between them. This missing value is typically determined by the use of an optimization technique, similar to the Adaptive Fluoroscope Location method described below.

[0083] El diagrama de flujo 200 se ha descrito con referencia a la determinación de la ubicación y orientación de un fluoroscopio con respecto a la almohadilla de localización. Se entenderá que las etapas del diagrama de flujo se pueden implementar, mutatis mutandis, para determinar la ubicación y orientación de otro objeto, normalmente uno que pueda interferir con los transmisores del panel de ubicación, que se coloca y se mueve en el proximidad de la almohadilla de localización. Se supone que todas estas implementaciones están dentro del alcance de la presente invención.[0083] Flowchart 200 has been described with reference to determining the location and orientation of a fluoroscope with respect to the location pad. It will be understood that the stages of the flowchart can be implemented, mutatis mutandis, to determine the location and orientation of another object, usually one that may interfere with the transmitters of the location panel, which is placed and moved in proximity to the location pad. It is assumed that all these implementations are within the scope of the present invention.

MODELO DE CAMPO DE REACCIÓNREACTION FIELD MODEL

[0084] El modelo de campo de reacción de realizaciones de la presente invención supone que el campo de reacción magnética, causado por un elemento de perturbación magnética colocado en una fuente de campo magnético, se genera por una pluralidad de fuentes puntuales en el elemento. La fuente de campo magnético puede ser generada por cualquier número de transmisores de campo. Las fuentes puntuales pueden considerarse imágenes en el elemento perturbador de un transmisor de campo.[0084] The reaction field model of embodiments of the present invention assumes that the magnetic reaction field, caused by a magnetic disturbance element placed in a magnetic field source, is generated by a plurality of point sources in the element. The magnetic field source can be generated by any number of field transmitters. Point sources can be considered images in the disturbing element of a field transmitter.

[0085] La descripción del modelo, como se relaciona con realizaciones de la presente invención, hace las siguientes suposiciones por simplicidad:[0085] The model description, as it relates to embodiments of the present invention, makes the following assumptions for simplicity:

• Elementos perturbadores El fluoroscopio 60 comprende el colimador 62 y el detector 64 conectados por el rayo C 66. Los inventores han encontrado que se obtienen buenos resultados para el campo de reacción generado por el fluoroscopio si se supone que solo el detector y el colimador son elementos perturbadores, de modo que en el análisis a continuación solo se asumen dos de tales elementos. Sin embargo, se puede aplicar el mismo tipo de análisis para otros elementos perturbadores, de modo que el alcance de la presente invención incluye cualquier cantidad de tales elementos.• Disturbing elements The fluoroscope 60 comprises the collimator 62 and the detector 64 connected by the C 66 beam. The inventors have found that good results are obtained for the reaction field generated by the fluoroscope if only the detector and the collimator are assumed to be disturbing elements, so that in the analysis below only two such elements are assumed. However, the same type of analysis can be applied to other disturbing elements, so that the scope of the present invention includes any amount of such elements.

• Número y tipo de transmisores. Para corresponder con las tres bobinas triaxiales de la disposición 28, se supone que hay nueve transmisores de campo magnético. Cada uno de los transmisores es aproximadamente dipolar. Sin embargo, en general no hay restricciones en el número o disposición de los transmisores de campo.• Number and type of transmitters. To correspond with the three triaxial coils of arrangement 28, it is assumed that there are nine magnetic field transmitters. Each of the transmitters is approximately dipolar. However, in general there are no restrictions on the number or arrangement of field transmitters.

• Fuentes puntuales en cada elemento perturbador. A modo de ejemplo, se supone que un transmisor dado genera como imágenes en cada elemento perturbador cinco fuentes puntuales, también denominadas aquí puntos de expansión (ya que los armónicos esféricos a los que se hace referencia a continuación se expanden desde estos puntos). En otras realizaciones, pueden suponerse otros números de fuentes de puntos de imagen por transmisor, y no es necesario que sea igual el número de fuentes para diferentes elementos perturbadores. En realizaciones de la presente invención, se supone que las cinco fuentes puntuales correspondientes a diferentes transmisores sean congruentes entre sí. Además, se supone que las cinco fuentes puntuales están en el centro, y en las esquinas, de un rectángulo. •• Point sources in each disturbing element. As an example, it is assumed that a given transmitter generates five point sources as images in each disturbing element, also referred to herein as expansion points (since the spherical harmonics referred to below are expanded from these points). In other embodiments, other numbers of image point sources may be assumed per transmitter, and the number of sources for different disturbing elements need not be equal. In embodiments of the present invention, it is assumed that the five point sources corresponding to different transmitters are congruent with each other. In addition, the five point sources are supposed to be in the center, and in the corners, of a rectangle. •

• Armónicos esféricos. Se puede considerar que cada fuente puntual está compuesta de dipolos, cuadripolos y polos de orden superior. En lugar de analizar los componentes por separado, el modelo supone que el campo de cada fuente puntual puede representarse mediante una expansión armónica esférica. Los inventores han descubierto que expandir a la orden 3 da buenos resultados, pero se apreciará que el alcance de la presente invención incluye la expansión a órdenes inferiores o superiores.• Spherical harmonics. Each point source can be considered to be composed of dipoles, quadrupoles and higher order poles. Instead of analyzing the components separately, the model assumes that the field of each point source can be represented by spherical harmonic expansion. The inventors have discovered that expanding to order 3 gives good results, but it will be appreciated that the scope of the present invention includes expansion at lower or higher orders.

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• Mediciones de posición. Para simplificar, se supone que todas las posiciones se miden en relación con un solo conjunto de ejes. A modo de ejemplo, se asume que el único conjunto de ejes se basa en el detector 64, que tiene su origen en la fuente central del punto de imagen del detector, con los ejes x e y definidos por los lados del rectángulo de las fuentes puntuales en el detector.• Position measurements. For simplicity, it is assumed that all positions are measured in relation to a single set of axes. As an example, it is assumed that the only set of axes is based on the detector 64, which originates from the central source of the image point of the detector, with the x and y axes defined by the rectangle sides of the point sources in the detector

Un transmisorA transmitter

[0086] En primer lugar, consideramos un transmisor, y un punto de expansión formado por el transmisor en un elemento perturbador, que, salvo que se indique lo contrario, se supone en el presente documento que es el detector 64. Suponiendo por simplicidad que el punto de expansión está en el origen (0,0,0) de un conjunto de coordenadas (x,y,z) basadas en el detector, una expresión para el campo de reacción magnética (expresado como un vector de columna de 3 elementos) en una posición (x,y,z) desde el origen es:[0086] First, we consider a transmitter, and an expansion point formed by the transmitter in a disturbing element, which, unless otherwise indicated, is assumed herein to be detector 64. Assuming for simplicity that the expansion point is at the origin (0,0,0) of a set of coordinates (x, y, z) based on the detector, an expression for the magnetic reaction field (expressed as a 3-element column vector ) in a position (x, y, z) from the origin is:

Bx(x,y,z)Bx (x, y, z)

By(x,¥,2)By (x, ¥, 2)

x,y,z)X and Z)

imagen1image 1

(1)(one)

dondewhere

Bx(x.y,z) By(x v. r) x,y,z}Bx (x.y, z) By (x v. R) x, y, z}

es el campo de reacción expresado como un vector de columna,is the reaction field expressed as a column vector,

[Co] es un vector de columna de 15 elementos, basado en los términos armónicos esféricos de las órdenes 1- 3, expandido sobre el origen (una expresión para una versión expandida de [C] se da a continuación), y [Tespac¡ai(x,y,z)] es una matriz de transferencia espacial 3 X 15 derivada de los términos armónicos esféricos de[Co] is a 15-element column vector, based on the spherical harmonic terms of orders 1- 3, expanded on the origin (an expression for an expanded version of [C] is given below), and [Tespac¡ ai (x, y, z)] is a 3 X 15 spatial transfer matrix derived from the spherical harmonic terms of

[Ce].[EC].

[0087] FIGS. 8A - 8G muestran cada uno de los elementos de [Tespaciai (x,y,z)\, de acuerdo con una realización de la presente invención.[0087] FIGS. 8A-8G show each of the elements of [Tespaciai (x, y, z) \, according to an embodiment of the present invention.

[0088] Para cinco puntos de expansión (0,0,0), (x-i, y-i, zi), (x2, y2, Z2), (x3, y3, Z3), (x4, y4, Z4), la ecuación (1) se[0088] For five expansion points (0,0,0), (xi, yi, zi), (x2, y2, Z2), (x3, y3, Z3), (x4, y4, Z4), the equation (1) be

convierte en:becomes:

imagen2image2

donde [Tespaciai (x,y,z) (5)] es una matriz de transferencia espacial de 3 X 75, y [C5] es un vector de columna de 75 elementos.where [Tespaciai (x, y, z) (5)] is a 3 X 75 spatial transfer matrix, and [C5] is a 75 element column vector.

[Tespaciai (x,y,z) (5)] se forma concatenando cuatro matrices [Tespaciai], cada una de ellas desplazada del origen por las coordenadas de sus respectivos desplazamientos, con [Tespaciai (x,y,z)]. Es decir,[Tespaciai (x, y, z) (5)] is formed by concatenating four matrices [Tespaciai], each displaced from the origin by the coordinates of their respective displacements, with [Tespaciai (x, y, z)]. That is to say,

[Tespjc^»i[x,y.z)] (5)] =[Tespjc ^ »i [x, y.z)] (5)] =

[Ttscjcw(x,y.z)] ■■■ - xvy - y*, i - r4)] (3)[Ttscjcw (x, y.z)] ■■■ - xvy - y *, i - r4)] (3)

[C5] se forma apilando 5 vectores de columna, cada uno basado en términos armónicos esféricos expandidos alrededor de un punto de expansión respectivo. Es decir,[C5] is formed by stacking 5 column vectors, each based on spherical harmonic terms expanded around a respective expansion point. That is to say,

imagen3image3

Campo de un transmisorField of a transmitter

[0089] El campo de cualquier transmisor dado en cualquier punto en la región 30 puede calcularse a partir de la calibración realizada durante el proceso de fabricación de la almohadilla de localización. Para caracterizar el transmisor, consideramos una serie de puntos en la región del detector 64. Los inventores han encontrado que son[0089] The field of any transmitter given at any point in region 30 can be calculated from the calibration performed during the manufacturing process of the location pad. To characterize the transmitter, we consider a series of points in the region of detector 64. The inventors have found that they are

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suficientes 17 puntos, pero se puede usar cualquier otro número conveniente. El campo en los 17 puntos puede estar representado por un vector de columna de 51 elementos [Bsaténte] del campo no perturbado dondeenough 17 points, but any other convenient number can be used. The field at 17 points can be represented by a column vector of 51 elements [Bsaténte] of the undisturbed field where

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[C5] se supone que depende de [Bsaténte] según la siguiente ecuación:[C5] is assumed to depend on [Bsaténte] according to the following equation:

[Cs] — [T’reaeaon] - [Ssaréí/re] t6)[Cs] - [T’reaeaon] - [Ssaréí / re] t6)

donde [Treacción] es una matriz de reacción 75 X 51 con elementos que representan las propiedades de reacción del detector.where [Treaction] is a 75 X 51 reaction matrix with elements that represent the reaction properties of the detector.

Caso generalGeneral case

[0090] El uso de las derivaciones anteriores, una expresión para el campo magnético de reacción detectora en un punto (x,y,z) puede escribirse como la ecuación (7) a continuación. La expresión asume que hay nueve transmisores y cinco puntos de expansión en el detector.[0090] The use of the above leads, an expression for the magnetic field of detecting reaction at a point (x, y, z) can be written as equation (7) below. The expression assumes that there are nine transmitters and five expansion points in the detector.

[Breac(x,y,Z)] — [r03i:*cwi1(x.y.zX5)] [ ^sacoón] • [^saWMe, (9)][Breac (x, y, Z)] - [r03i: * cwi1 (x.y.zX5)] [^ sacoon] • [^ saWMe, (9)]

donde [Breac(x,y,z)] es una matriz de campo de reacción 3 X 9 que tiene 9 columnas, cada una similar a la columna del vector de campo de reacción de la ecuación (1),where [Breac (x, y, z)] is a 3 X 9 reaction field matrix that has 9 columns, each similar to the reaction field vector column of equation (1),

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(8)(8)

[Bsaténte(9)] es una matriz 51 X 9 del campo no perturbado, que tiene columnas similares al vector [Bsatélite] (ecuación (5)),[Bsaténte (9)] is a 51 X 9 matrix of the undisturbed field, which has columns similar to the vector [Bsatélite] (equation (5)),

imagen6image6

y [Tespacia(x,y,z)(5)] y [Treacción] tienen la misma dimensionalidad que para las ecuaciones (2) y (6), pero los elementos corresponden a los requisitos de la ecuación (7).y [Tespacia (x, y, z) (5)] and [Treaction] have the same dimensionality as for equations (2) and (6), but the elements correspond to the requirements of equation (7).

[0091] Se apreciará que el producto [Tespaciai, (x,y,z) (5)]- [Treacción] caracteriza efectivamente las cinco imágenes formadas en el detector.[0091] It will be appreciated that the product [Tespaciai, (x, y, z) (5)] - [Treaction] effectively characterizes the five images formed in the detector.

[0092] La ecuación (7) puede usarse tanto en la fase de calibración como en la fase operativa del sistema 20, como se describe a continuación.[0092] Equation (7) can be used both in the calibration phase and in the operating phase of system 20, as described below.

[0093] En algunas realizaciones, en lugar de utilizando la ecuación (7) como es, la ecuación se adapta dividiendo [Breac(x,y,z)] y [Tespac¡a(x,y,z)(5)] por ||B (x,y,z)||, donde B (x,y,z) es el campo no perturbado de los transmisores en (x,y,z). Los inventores han descubierto que tal adaptación puede dar mayor peso a las ubicaciones en las que el campo del transmisor es débil, y puede compensar los errores en la medición de este campo.[0093] In some embodiments, instead of using equation (7) as it is, the equation is adapted by dividing [Breac (x, y, z)] and [Tespac¡a (x, y, z) (5)] by || B (x, y, z) ||, where B (x, y, z) is the undisturbed field of the transmitters at (x, y, z). The inventors have discovered that such adaptation can give greater weight to the locations where the transmitter field is weak, and can compensate for errors in the measurement of this field.

[0094] Para simplificar, la descripción en el presente documento supone que la ecuación (7) se utiliza como es, y los de experiencia ordinaria en la técnica serán capaces de alterar la descripción, mutatis mutandis, para formas de realización de aplicación de la adaptación a la ecuación (7) descrita arriba.[0094] For simplicity, the description herein assumes that equation (7) is used as is, and those of ordinary skill in the art will be able to alter the description, mutatis mutandis, for embodiments of application of the adaptation to equation (7) described above.

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Fase de CalibraciónCalibration Phase

[0095] En la fase de calibración, la ecuación (7) se utiliza para encontrar valores de [Treacción].[0095] In the calibration phase, equation (7) is used to find [Treaction] values.

[0096] Para una posición específica (x,y,z) los elementos de [Breac(x,y,z)] se pueden encontrar mediante la búsqueda de la diferencia entre el campo con el detector 64 en una posición donde perturba el campo, y con el detector colocado para no perturbar el campo.[0096] For a specific position (x, y, z) the elements of [Breac (x, y, z)] can be found by searching for the difference between the field with the detector 64 in a position where the field disturbs , and with the detector placed so as not to disturb the field.

[0097] Los elementos de [Tespac¡a(5)(x,y,z)] se puede encontrar a partir de las ecuaciones que se muestran en la FIG. 8, suponiendo que las posiciones de los puntos de expansión (que se refiere con referencia a la ecuación (2)) se usan, según corresponda, en las ecuaciones.[0097] The elements of [Tespac¡a (5) (x, y, z)] can be found from the equations shown in FIG. 8, assuming that the positions of the expansion points (referred to with reference to equation (2)) are used, as appropriate, in the equations.

[0098] Por lo tanto, en la ecuación (7), todos los términos excepto [Treaccón] son conocidos.[0098] Therefore, in equation (7), all terms except [Treaccón] are known.

[0099] La [Treaccón] se puede encontrar manipulando la ecuación (7), por métodos que serán familiares para aquellos que tengan una habilidad en el arte. Uno de estos métodos para encontrar [Treaccón] vectoriza [Breac(x,y,z)] y [Treaccón], y aplica el producto Kronecker, 0, para producir una ecuación reformada:[0099] The [Treaccón] can be found by manipulating equation (7), by methods that will be familiar to those who have a skill in art. One of these methods to find [Treaccón] vectorizes [Breac (x, y, z)] and [Treaccón], and applies the product Kronecker, 0, to produce a reformed equation:

vec[8reac(x,y,z)] =vec [8reac (x, y, z)] =

[As**/*.Wlr ® [^««»<5)(x.y,2)] • vec [TnMeMn] • (10)[As ** / *. Wlr ® [^ «« »<5) (x.y, 2)] • vec [TnMeMn] • (10)

donde el superíndice T indica la transposición.where superscript T indicates transposition.

[0100] vec[Treaccón] se encuentra multiplicando ambos lados de la ecuación (10) por ([Bsaíéi/fe(9)]T 0 [Tespaciai(5)(x,y,z)])+ (el pseudo-inverso de ([Bsaíéi/fe(9)]T 0 [Tespaciai(5)(x,y,z)]). [Treaccón] se genera dividiendo vec [Treacción] en longitudes de columna apropiadas.[0100] vec [Treaccón] is found by multiplying both sides of equation (10) by ([Bsaíéi / fe (9)] T 0 [Tespaciai (5) (x, y, z)]) + (the pseudo-inverse of ([Bsaíéi / fe (9)] T 0 [Tespaciai (5) (x, y, z)]). [Treaccón] is generated by dividing vec [Treaction] into appropriate column lengths.

[0101] Tal método encuentra [Treaccón] para un valor de (x,y,z) y para el detector (y consecuentemente los puntos de expansión) en una posición específica.[0101] Such a method finds [Treaccón] for a value of (x, y, z) and for the detector (and consequently the expansion points) at a specific position.

[0102] en la fase de calibración asignador 70 se asume para hacer mediciones en valores N de (x,y,z), usando sensores N. Para puntos N (x-i, y-i, z-i), ..., (xn, yN, zn) la ecuación (10) puede ser reescrita, al apilar las matrices de la ecuación:[0102] in the allocator calibration phase 70 is assumed to make measurements at N values of (x, y, z), using N sensors. For N points (xi, yi, zi), ..., (xn, yN , zn) equation (10) can be rewritten, by stacking the matrices of the equation:

vec[Freoc(ir j.y j, z x)]vec [Freoc (go j.y j, z x)]

[»Jr ® [r,(* i<yi-*i)J[»Jr ® [r, (* i <yi- * i) J

• vec [ TVsacci'ón] (..)• vec [TVsacci'ón] (..)

'c[Breoc{xn.yN.iN'c [Breoc {xn.yN.iN

[0103] La ecuación (11) es para una posición del detector, y puede reescribirse:[0103] Equation (11) is for a detector position, and can be rewritten:

[víc[6pgjiJ - [Bj ® ^slposl' Wf [^/NccUn] (12)[vi [6pgjiJ - [Bj ® ^ slposl 'Wf [^ / NccUn] (12)

[0104] Suponiendo que en la fase de calibración el detector se coloca en posiciones M, la ecuación (12) puede adaptarse, por apilamiento adicional de matrices, para formar la ecuación (13):[0104] Assuming that in the calibration phase the detector is placed in positions M, equation (12) can be adapted, by additional stacking of matrices, to form equation (13):

\vec[Bp0S\f].\ vec [Bp0S \ f].

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(13)(13)

[0105] En cuanto al método descrito anteriormente para la solución de la ecuación (10), la solución para [Tre la ecuación (13) puede encontrarse al multiplicar ambos lados de la ecuación por el pseudo inverso[0105] As for the method described above for the solution of equation (10), the solution for [Tre equation (13) can be found by multiplying both sides of the equation by the inverse pseudo

defrom

ión] enion] in

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i®Tg]i®Tg]

|105l| 105l

[Bs ® 'f'sl ssí'A/[Bs ® 'f'sl ssí'A /

[0106] En una realización en la que N = 50 y M = 30, la matriz LL tiene dimensiones aproximadas de[0106] In an embodiment in which N = 50 and M = 30, the matrix LL has approximate dimensions of

40.000 X 4.000. La pseudoinversión, como se conoce en la técnica, puede encontrarse usando la descomposición de valores singulares. En una realización, el número de valores singulares en la pseudoinversión se minimiza al encontrar un punto en el que la calidad de la solución, es decir, lo bien que la solución corrige la perturbación, comienza a degradarse. Típicamente, se usan valores de hasta aproximadamente 10-640,000 X 4,000. Pseudoinvestment, as is known in the art, can be found using the decomposition of singular values. In one embodiment, the number of singular values in the pseudoinvestment is minimized by finding a point where the quality of the solution, that is, how well the solution corrects the disturbance, begins to degrade. Typically, values of up to about 10-6 are used

[0107] La fase de calibración se realiza típicamente para encontrar una [Treacción] para cada elemento perturbador. Por lo tanto, para el fluoroscopio 60, en el que se supone que el colimador 62 y el detector 64 son los únicos elementos perturbadores, se encuentran una matriz [Treacción]coiimador de y una matriz [Treacc¡ón]deteotor. Para encontrar el [Treacción]conmador típicamente la mesa 24 se baja mientras que se cambian las posiciones del fluoroscopio, de modo que el efecto del detector es insignificante. De manera similar, para encontrar el [Treacción]detector típicamente la mesa 24 se eleva mientras se cambian las posiciones del fluoroscopio.[0107] The calibration phase is typically performed to find a [Treaction] for each disturbing element. Therefore, for the fluoroscope 60, in which it is assumed that the collimator 62 and the detector 64 are the only disturbing elements, there is a co-mimic [Treaction] matrix and a detective [Treaccón] matrix. To find the [Treaction], the table 24 is typically lowered while the fluoroscope positions are changed, so that the effect of the detector is negligible. Similarly, to find the [Treaction] detector typically table 24 rises while the fluoroscope positions are changed.

Fase operativaOperational phase

[0108] En la fase operativa, los valores de [Treacción] determinados en la fase de calibración se sustituyen en la ecuación (7) para encontrar el valor de [Breac(x,y,z)]. Si hay más de un elemento perturbador, se supone que el campo de reacción es la superposición lineal de los valores respectivos de [Breac(x,y,z)] de cada elemento.[0108] In the operational phase, the [Treaction] values determined in the calibration phase are replaced in equation (7) to find the value of [Breac (x, y, z)]. If there is more than one disturbing element, it is assumed that the reaction field is the linear superposition of the respective values of [Breac (x, y, z)] of each element.

UBICACIÓN DE FLUOROSCOPIO ADAPTABLEADAPTABLE FLUOROSCOPE LOCATION

[0109] Con referencia de nuevo a la FIG. 1, las realizaciones de la presente invención proporcionan un método para localizar de forma adaptativa el fluoroscopio 60 con respecto a la almohadilla de localización 26. El método supone que un registro preliminar de la trama de fluoroscopio de referencia se ha hecho con el marco de referencia de la almohadilla de localización, mediante cualquier proceso conveniente. Tal proceso normalmente toma imágenes de un objeto en la mesa 24 utilizando el fluoroscopio, encuentra distancias al objeto de las bobinas 32 de la almohadilla de localización, y realiza el registro mediante la comparación de las imágenes con las distancias. El proceso se aplica típicamente para varias posiciones diferentes del fluoroscopio y utiliza parámetros conocidos del fluoroscopio, como la distancia entre el colimador y el detector, y la orientación del fluoroscopio a medida que se visualiza el objeto. El registro preliminar se realiza típicamente al comienzo de un procedimiento clínico que se realiza en el paciente en el sistema 20.[0109] With reference again to FIG. 1, the embodiments of the present invention provide a method for adaptively locating fluoroscope 60 with respect to location pad 26. The method assumes that a preliminary registration of the reference fluoroscope frame has been made with the reference frame of the location pad, by any convenient process. Such a process normally takes images of an object on the table 24 using the fluoroscope, finds distances to the object of the coils 32 of the location pad, and performs the recording by comparing the images with the distances. The process is typically applied to several different positions of the fluoroscope and uses known parameters of the fluoroscope, such as the distance between the collimator and the detector, and the orientation of the fluoroscope as the object is visualized. Preliminary registration is typically performed at the beginning of a clinical procedure that is performed on the patient in system 20.

[0110] Durante el procedimiento tres electrodos de parche se colocan típicamente en el pecho del paciente, y en el presente documento se supone que cada parche comprende un sensor similar al sensor 76. Aunque los sensores de parche varían típicamente en posición con respecto a la almohadilla de localización, estas posiciones pueden estimarse a partir de los campos que detectan. Los cinco sensores (cada uno con tres bobinas) están sujetos a los nueve campos transmitidos desde las bobinas 32, así como a los campos de imagen del colimador y el detector, de modo que en cualquier momento hay 135 señales medidas independientemente valoradas, denominadas aquí "Meas," desde los sensores que se ingresan al procesador 52. Se entenderá que este número de señales proporciona un conjunto de valores altamente redundante en términos del número de grados de libertad requeridos para describir completamente la ubicación y orientación del fluoroscopio y sus componentes. Además, los campos no perturbados medidos en los sensores 76 permiten mediciones directas de los campos de reacción en los sensores.[0110] During the procedure three patch electrodes are typically placed on the patient's chest, and this document assumes that each patch comprises a sensor similar to sensor 76. Although the patch sensors typically vary in position with respect to the location pad, these positions can be estimated from the fields they detect. The five sensors (each with three coils) are subject to the nine fields transmitted from the coils 32, as well as to the image fields of the collimator and the detector, so that at any time there are 135 independently measured measured signals, referred to herein "Meas," from the sensors that are input to processor 52. It will be understood that this number of signals provides a set of highly redundant values in terms of the number of degrees of freedom required to fully describe the location and orientation of the fluoroscope and its components. In addition, the undisturbed fields measured in the sensors 76 allow direct measurements of the reaction fields in the sensors.

[0111] El procesador 52 puede así usar las señales Meas para calcular la ubicación y la orientación del fluoroscopio, así como las posiciones del detector 64 y el colimador 62. El procesador calcula la siguiente función de costo:[0111] The processor 52 can thus use the Meas signals to calculate the location and orientation of the fluoroscope, as well as the positions of the detector 64 and the collimator 62. The processor calculates the following cost function:

q _Cansares i! Meas -M(rgeilMr.0sensor.<pfluqrQ.0ftUoro,d<igt,dcoi)j|q _Cansares i! Meas -M (rgeilMr.0sensor. <PfluqrQ.0ftUoro, d <igt, dcoi) j |

Cansares ilMeasliTires ilMeasli

donde M es una suma de campos generados por la almohadilla de localización 26 y el modelo de campo de reacción descrito anteriormente,where M is a sum of fields generated by the location pad 26 and the reaction field model described above,

Fsensor es el desplazamiento de un sensor,Fsensor is the displacement of a sensor,

Osensor es la orientación de un sensor,Osensor is the orientation of a sensor,

9fiuoro es la elevación del fluoroscopio 60, foro es el acimut del fluoroscopio 60, ddet es la distancia del detector 64, y dcoi es la distancia del colimador 62,9fiuoro is the elevation of fluoroscope 60, forum is the azimuth of fluoroscope 60, ddet is the distance of detector 64, and dcoi is the distance of collimator 62,

y donde todas las variables anteriores se calculan con respecto a los ejes de la ubicación y el origen.and where all the above variables are calculated with respect to the axes of the location and origin.

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[0112] Con el fin de calcular la localización y la orientación del fluoroscopio, y sus componentes, el procesador optimiza la función de coste C. La optimización normalmente implica el cálculo de los derivados primera orden y de orden superior de C, y puede utilizar cualquier método para la optimización conocido en la técnica.[0112] In order to calculate the location and orientation of the fluoroscope, and its components, the processor optimizes the cost function C. Optimization usually involves the calculation of the first-order and higher-order derivatives of C, and can use any method for optimization known in the art.

[0113] Si bien la descripción anterior se ha referido a elementos de un fluoroscopio que son elementos perturbadores de campo magnético, se entenderá que el alcance de la presente invención incluye otros elementos perturbadores. Por ejemplo, la sonda 22 puede comprender componentes metálicos que perturban el campo magnético generado por la disposición 28, y la perturbación producida por estos componentes puede compensarse de una manera sustancialmente similar a la descrita aquí para los elementos de fluoroscopio. Tales componentes metálicos pueden incluir, pero no están limitados a, mesas de operaciones o partes de las mismas.[0113] While the above description has referred to elements of a fluoroscope that are magnetic field disturbing elements, it will be understood that the scope of the present invention includes other disturbing elements. For example, the probe 22 may comprise metal components that disturb the magnetic field generated by the arrangement 28, and the disturbance produced by these components can be compensated in a manner substantially similar to that described here for fluoroscope elements. Such metal components may include, but are not limited to, operating tables or parts thereof.

[0114] Por tanto, se apreciará que las realizaciones descritas anteriormente se citan a modo de ejemplo, y que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito particularmente anteriormente en este documento. Más bien, el alcance de la presente invención incluye tanto combinaciones como subcombinaciones de las diversas características descritas anteriormente, así como variaciones y modificaciones de las mismas que les ocurrirían a los expertos en la técnica tras leer la descripción anterior y que no se describen en la técnica anterior.[0114] Therefore, it will be appreciated that the embodiments described above are cited by way of example, and that the present invention is not limited to what has been shown and particularly described hereinbefore. Rather, the scope of the present invention includes both combinations and sub-combinations of the various features described above, as well as variations and modifications thereof that would occur to those skilled in the art after reading the above description and which are not described in the prior art

Claims

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Four. Five

fifty

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60

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1. A method comprising:

mount magnetic transmitters (28, 32, 34, 36, 38), configured to generate a magnetic field in a patient, on a location pad (26);

join the position control cameras (154) with respective fixed orientations to the location panel; attach rotating chambers (164) to the location pad;

joining fiducial marks (152) to a fluoroscope (60) configured to obtain an image of the patient; place the fluoroscope in different positions; and for each position:

orient the rotating cameras in known orientations, and form respective images of the fiducial marks with the rotating cameras and the location cameras and

analyze the respective images to record a location and orientation of the fluoroscope with an axis of the location pad.

2. The method according to claim 1, which comprises removing the rotating chambers from the location pad and determining the location and orientation of the fluoroscope with respect to the axis of the location pad using only the images of the fiducial marks formed by the cameras location.

3. The method according to claim 1, wherein joining the location cameras to the location pad comprises attaching a removable workpiece holder to the location pad and aligning the location pad cameras to the respective fixed orientations imagining the workpiece holder. With the cameras

4. The apparatus comprising:

a location pad (26);

magnetic transmitters (28, 32, 34, 36, 38), configured to generate a magnetic field in a patient, which are mounted on the location pad;

location positioning cameras (154) that are attached with respective orientations fixed to the location pad;

rotating chambers (164) coupled to the location pad; a fluoroscope (60) configured to obtain an image of the patient; fiducial marks (152) attached to the fluoroscope; and a processor (52), configured to:

place the fluoroscope in different positions, and for each position:

5. The apparatus according to claim 4, wherein the processor is configured, while the rotating chambers are removed from the location pad, to determine the location and orientation of the fluoroscope with respect to the axis of the location pad using only Fiducial brand images. formed by the location and control cameras.

6. The apparatus according to claim 4, and comprising a removable holder that is configured to join the location panel, and wherein the location pad cameras are configured to align with the respective fixed orientations by taking images of the holder With the cameras