導(dǎo)電的球囊導(dǎo)管的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及用于顯像和測(cè)量體腔內(nèi)部的系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及利用球囊導(dǎo)管（ballooncatheter）通過測(cè)量體腔內(nèi)的充氣球囊的電學(xué)特性的體腔顯像和測(cè)量。

背景技術(shù)：
球囊導(dǎo)管被用于多種醫(yī)療過程。例如，公知的是將球囊導(dǎo)管插入通道中以使通道擴(kuò)張，例如像在用于治療肺癌和通道堵塞會(huì)發(fā)生的其他情況時(shí)的介入性支氣管鏡檢查那樣。因此，球囊導(dǎo)管常規(guī)上是與多種內(nèi)窺鏡和用于擴(kuò)張的柔性與剛性的氣管鏡一起使用，作為一種阻塞來止血，并且作為干擾固定裝置使儀器保持在位，以及防止這些儀器在回流壓下后退。使用球囊導(dǎo)管將體腔內(nèi)所不期望的生物材料去除也是公知的。例如，可充漲的球囊導(dǎo)管可以用作介入工具，用于在諸如肺學(xué)、心臟學(xué)、泌尿科學(xué)、婦科、胃腸病學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、耳鼻喉學(xué)和普通外科的介入性醫(yī)療的多種應(yīng)用中切除和清除不必要的材料，例如植入腔內(nèi)梗阻、腫塊和血管內(nèi)閉塞。在Karakoca的第EP1913882號(hào)歐洲專利申請(qǐng)中公開了這種裝置的一個(gè)例子。這種裝置使用具有硬化表面的球囊導(dǎo)管，將其插入體腔中。在插入裝置后，使球囊充漲，使球囊在腔中前后移動(dòng)以使得其硬化表面切除不期望的生物材料。例如，通過拔出球囊，可將殘骸清除。在Gunday的美國專利申請(qǐng)公開號(hào)No.2010/0121270（第270號(hào)申請(qǐng)）中，其發(fā)明名稱為“切除器球囊系統(tǒng)”，并作為參考引入本文。該申請(qǐng)?jiān)贙arakoca的基礎(chǔ)上提供了多處改進(jìn)，涉及具有紋路表面的球囊導(dǎo)管，其以脈沖方式工作從而以最小限度的創(chuàng)傷刮掉目標(biāo)材料。該第270號(hào)申請(qǐng)公開了一種球囊系統(tǒng)，其“能夠提供生理學(xué)反饋來確定內(nèi)腔直徑”。這是通過其一個(gè)實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)的，該實(shí)施例提供了“能夠確定輸出至球囊的流體的壓力的傳感器和能夠確定輸出至球囊的流體流量的傳感器”。最后，第270號(hào)申請(qǐng)公開了這樣的內(nèi)容“通過使用多個(gè)獨(dú)立的可充漲囊狀物或竇…，人們將能夠更具選擇性和更精確地測(cè)量…內(nèi)腔直徑”。然而，第270號(hào)申請(qǐng)僅教導(dǎo)了通過測(cè)量壓力來測(cè)量?jī)?nèi)腔直徑并據(jù)此調(diào)節(jié)用于切除的球囊導(dǎo)管的脈動(dòng)的方式。雖然該方法在以最小創(chuàng)傷程度切除目標(biāo)材料方面是非常有效的（例如與球囊導(dǎo)管的脈動(dòng)相關(guān)聯(lián)的壓力測(cè)量），但如果能夠使用球囊導(dǎo)管來提供精確的腔體內(nèi)部表面的繪制圖則將是非常有利的。因此，如第270號(hào)申請(qǐng)中所教導(dǎo)的那樣使流體脈動(dòng)進(jìn)入球囊導(dǎo)管以用于切除、并帶有相關(guān)控制系統(tǒng)用于控制泵的脈動(dòng)在這種應(yīng)用中是不需要的。已知有多種用于顯像內(nèi)部結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)，它們包括例如磁共振成像（MRI）、核磁共振成像（NMRI），或核共振斷層（MRT）和軸向計(jì)算層析技術(shù)（CAT）或有時(shí)簡(jiǎn)稱為計(jì)算層析（CT）掃描。這些方法在顯像內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是非常有效的，但購買和使用這些儀器的成本是相對(duì)較高的。在矯形術(shù)領(lǐng)域中，即使不是不可能的話，在關(guān)節(jié)表面間評(píng)估空間動(dòng)力學(xué)也通常是非常困難的，尤其是對(duì)在它們的整個(gè)移動(dòng)范圍中的相反于彼此的關(guān)節(jié)表面的平移而言。特別是在關(guān)節(jié)成形術(shù)過程中，通常，弄清楚關(guān)節(jié)表面的幾何形狀和關(guān)節(jié)內(nèi)的空間來完善解剖修復(fù)和關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)是有利的。在骨頭髓腔擴(kuò)孔內(nèi)使用導(dǎo)電球囊導(dǎo)管也是很有利的。整形外科學(xué)和創(chuàng)傷科學(xué)在實(shí)時(shí)顯像和測(cè)量骨內(nèi)表面上已經(jīng)努力很長時(shí)間。無法映射骨的解剖成為外科醫(yī)生在關(guān)節(jié)成形術(shù)（例如臀部更換、大腿和髖臼的移植）中的能夠進(jìn)行合適的測(cè)量和植入的阻礙。它也阻礙了外科醫(yī)生評(píng)估骨折移位和合適地確定骨折管理系統(tǒng)（例如脛骨桿和鍍覆系統(tǒng)）尺寸和將其植入的能力。內(nèi)腔的成像也是已知的，例如，其公開在美國專利No.7,654,997(Makower等人)中。然而，雖然Makower等人使用了導(dǎo)管裝置，但需要使用外部傳感器（其與球囊分開）來成像并提供腔體的三維視圖。（見其第40欄第64行至第41欄第24行；以及圖7D-7E）。這種裝置是笨重且難以操作的，并且對(duì)于相對(duì)較小的腔（例如血管內(nèi)的測(cè)量）而言是不實(shí)用的。美國專利No.5,752,522（Murphy）公開了一種用于確定體腔截面尺寸（例如血管直徑）的儀器（摘要）。然而，雖然Murphy公開了一種包括具有導(dǎo)體帶的導(dǎo)管的設(shè)計(jì)，其導(dǎo)體帶電阻隨著球囊的圓周而變化（第9欄,第13-15行），但Murphy僅限于公開了“導(dǎo)體帶”。它沒有提供腔體內(nèi)部的三維視圖，而僅僅是提供了腔體的截面的周邊輪廓（見圖7）。因此，期望存在一種低成本并且可靠的用于測(cè)量和繪制體內(nèi)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。還期望提供一種用于顯像和測(cè)量體內(nèi)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法，它在測(cè)量結(jié)構(gòu)過程中并不需要從內(nèi)部結(jié)構(gòu)中切除材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于顯像和測(cè)量人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于產(chǎn)生體內(nèi)結(jié)構(gòu)和/或體內(nèi)結(jié)構(gòu)之間的空間的三維圖像的球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種有效顯像非常小的腔(例如，血管內(nèi)的測(cè)量)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種用于有效顯像和測(cè)量在非常小的腔體(例如，關(guān)節(jié)內(nèi)的測(cè)量；腔內(nèi)(Intra-cavital)測(cè)量)內(nèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間和/或之內(nèi)的空間的球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還一個(gè)目的是提供一種用于顯像內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球囊導(dǎo)管的系統(tǒng)和方法，其能夠提供簡(jiǎn)單、性價(jià)比好且可靠的傳感器，該傳感器可以產(chǎn)生具有魯棒性并且能夠以高性價(jià)比方式處理的信號(hào)格式的信號(hào)。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種用于顯像體腔中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和方法，而不必切除內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，通過提供附著在球囊導(dǎo)管上的導(dǎo)電網(wǎng)狀物可實(shí)現(xiàn)上述這些和其他的目的。球囊導(dǎo)管可被插入腔體中測(cè)量和提供腔體內(nèi)部的三維圖像。隨著球囊導(dǎo)管充氣使其貼合腔體內(nèi)表面區(qū)域，導(dǎo)電網(wǎng)狀物基于腔體內(nèi)表面伸展。導(dǎo)電網(wǎng)狀物(在相對(duì)于腔體的橫向和縱向方向上)的伸展將會(huì)引起附著在球囊導(dǎo)管上的網(wǎng)狀物的電學(xué)特性(例如阻抗或電阻)的改變。然后可以利用這些電學(xué)特性上的改變，產(chǎn)生腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維繪制圖（three-dimensionalrendering）。眾所周知，精確的阻抗測(cè)量是廣泛應(yīng)用且性價(jià)比高的。例如，為了用相對(duì)低的產(chǎn)品成本達(dá)到高的測(cè)量精度，可利用具有誤差校正的離散傅里葉變換（DFT）信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行阻抗測(cè)量。可有效地使用軟件來控制信號(hào)處理和誤差修正。附著在球囊導(dǎo)管表面上的網(wǎng)狀物例如可以包括纖維網(wǎng)?？梢灶A(yù)見，網(wǎng)狀物可以附著在球囊導(dǎo)管的外表面或者內(nèi)表面上。在任一種結(jié)構(gòu)中，球囊都將膨脹以與腔體的內(nèi)表面的形狀相符。纖維網(wǎng)可以包括合成彈力纖維、聚氨酯、復(fù)合彈簧或其他合適的材料，并將在其中包括具有可根據(jù)網(wǎng)狀物的拉伸或位移而變化的電學(xué)特性的電線（或串）。在一個(gè)例子中，當(dāng)待測(cè)量的電學(xué)特性是阻抗時(shí)，隨著網(wǎng)狀物的每個(gè)部分向外伸展以擴(kuò)張到待由導(dǎo)管球囊要測(cè)量的腔的內(nèi)表面，網(wǎng)狀物的各部分的阻抗將會(huì)改變（例如網(wǎng)狀物的拉伸越大，阻抗的變化越大）。在該方式中，因?yàn)榫W(wǎng)狀物包括沿球囊導(dǎo)管縱向延伸和周向地包圍球囊導(dǎo)管的部分，因此裝置能夠隨著系統(tǒng)測(cè)得網(wǎng)狀物的每個(gè)分段的阻抗而提供出腔體內(nèi)部的完整三維視圖。此外，由于并不需要除球囊導(dǎo)管自身以外的附加測(cè)量裝置，所以該裝置尤其可以很好地適用于相對(duì)小的腔體（例如血管內(nèi)的）。還需注意的是，在另一個(gè)實(shí)施例中網(wǎng)狀物可包括射頻不透性材料。這樣，當(dāng)插入腔體并且球囊導(dǎo)管膨脹時(shí)，可通過成像儀器產(chǎn)生膨脹后的球囊導(dǎo)管的外部視圖（例如，射頻不透性材料將會(huì)清晰地顯示在外部掃描上，該外部掃描提供了導(dǎo)管球囊的當(dāng)前構(gòu)型的詳細(xì)視圖）?？梢灶A(yù)見，對(duì)網(wǎng)狀物的電測(cè)量和對(duì)具有射頻不透性材料的網(wǎng)狀物的成像均能夠用于提供腔體內(nèi)部的高分辨率的三維繪制圖或成像。對(duì)于本申請(qǐng)，以下術(shù)語和定義是適用的：本文所使用的術(shù)語“數(shù)據(jù)”，其意思是標(biāo)志、信號(hào)、標(biāo)識(shí)、符號(hào)、域、符號(hào)集、表象和其他任何代表信息的物理形式，無論這些信息是永久的或臨時(shí)的，也無論它們是可見的、可聽的、聲學(xué)的、電的、磁的、電磁的或其它表達(dá)方式。用于代表一種物理形式的預(yù)定信息的術(shù)語“數(shù)據(jù)”也應(yīng)被認(rèn)為是包括任何和所有以不同物理形式或多個(gè)物理形式對(duì)同樣的預(yù)定信息的表示。這里所使用的術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”包括所有種類的網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)，并且不僅限于任何特定的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)間網(wǎng)。術(shù)語“第一”和“第二”用來將一個(gè)元件、組、數(shù)據(jù)、目標(biāo)或事物與其它的區(qū)分開，而并不用來代表按時(shí)間表示的相對(duì)位置或設(shè)置。這里所使用的術(shù)語“耦接”、“耦接至”、“與……耦接”、“連接”、“連接至”、“與……連接”均意味著兩個(gè)或更多裝置、器具、文檔、過程、媒介、部件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)，和/或工具之間的關(guān)系，它們之間構(gòu)成以下方式中的任何一個(gè)或多個(gè)：（a）直接的連接或間接地通過一個(gè)或多個(gè)其他裝置、器具、文檔、過程、媒介、部件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、亞系統(tǒng)，和/或工具的連接；（b）直接的通信關(guān)系或間接地通過一個(gè)或多個(gè)其他裝置、器具、文檔、過程、媒介、部件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、亞系統(tǒng)，和/或工具的通訊關(guān)系；和/或（c）一種功能關(guān)系，其中任何一個(gè)或多個(gè)裝置、器具、文檔、過程、媒介、部件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、亞系統(tǒng)、工具的運(yùn)行都整體或部分地依賴于它們中的其他任何一個(gè)或多個(gè)。這里所使用的術(shù)語“過程”和“處理”均意味著一種行為或一些列行為，包括例如但不僅限于，連續(xù)或不連續(xù)的、同步或不同步的、數(shù)據(jù)的方向、數(shù)據(jù)的改變、格式化和/或數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)的標(biāo)志或注解、測(cè)量比較和/或數(shù)據(jù)的回看，并且可以包括或不包括程序。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，提供了一種用于提供腔體內(nèi)部的三維圖像的成像系統(tǒng)，其包括球囊導(dǎo)管和附著在球囊導(dǎo)管上的網(wǎng)狀物，該網(wǎng)狀物具有沿球囊導(dǎo)管縱向延伸并周向地包圍球囊導(dǎo)管的元件。該成像系統(tǒng)還包括與球囊導(dǎo)管耦接的控制器，用于控制球囊導(dǎo)管的膨脹。該成像系統(tǒng)設(shè)置成使得網(wǎng)狀物的各元件均具有至少一種隨元件的拉伸而變化的電學(xué)特性，得當(dāng)元件包括長度（L）時(shí)，所測(cè)得的電學(xué)特性將會(huì)不同于當(dāng)元件包括大于長度（L）的長度（L1）時(shí)的電學(xué)特性。該成像系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置成使得控制器測(cè)量來自各元件的至少一種電學(xué)特性，并利用測(cè)量得到的電學(xué)特性來產(chǎn)生腔體內(nèi)表面的三維繪制圖。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，球囊導(dǎo)管包含有附著在球囊上的網(wǎng)狀物。所述網(wǎng)狀物包括元件，分別沿所述球囊的縱向和圓周延伸形成行和列，所述網(wǎng)狀物的各元件均具有電阻或阻抗，隨著元件的變形而變化，使得當(dāng)元件的長度為（L）時(shí)所測(cè)得的電阻或阻抗將不同于長度為（L1）的元件，其中L1大于L。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，提供了一種構(gòu)造球囊導(dǎo)管的方法，包括以下步驟：通過將元件沿縱向和圓周方向延伸形成行和列來形成網(wǎng)狀物。網(wǎng)狀物的各元件均具有隨著的元件的變形而變化的電阻或阻抗。提供所述網(wǎng)狀物以使得，當(dāng)元件的長度為（L）時(shí)所測(cè)得的電阻或阻抗將不同于長度為（L1）的元件，其中L1大于L。該方法進(jìn)一步包括將網(wǎng)狀物附著在球囊上的步驟。通過借助以下的附圖和相關(guān)的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他目的和其特殊的特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)變得更加明顯。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的框圖。圖2是根據(jù)圖1的包括有網(wǎng)狀物的球囊導(dǎo)管的視圖。圖3A和圖3B是圖2的球囊導(dǎo)管的視圖，該球囊被插入在腔體中用于提供腔體的三維繪制圖。圖4是與圖1中的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)使用的網(wǎng)狀物的示意圖。圖5是根據(jù)圖1中的實(shí)施例的球囊和模塊的視圖。圖6是根據(jù)圖5的實(shí)施例的插入管內(nèi)的模塊的視圖。圖7是根據(jù)圖1的網(wǎng)狀物構(gòu)造的一個(gè)實(shí)施例的視圖。圖8是根據(jù)圖6中的實(shí)施例的集成電路的框圖。圖9是根據(jù)圖1中實(shí)施例的方法的流程圖。圖10是圖9的流程圖的延續(xù)。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考附圖，圖1是用于產(chǎn)生體腔150（圖3A和3B）內(nèi)部的三維圖像的系統(tǒng)100的優(yōu)選實(shí)施例的框圖。系統(tǒng)100包括控制器102，其可以包括在本領(lǐng)域中已知的任何類型的控制器，用于控制通過導(dǎo)管118而固定的球囊104的充氣和放氣，導(dǎo)管118包括電氣線路130以與控制器102通信?？刂破?02被耦接至一個(gè)或多個(gè)輸入裝置106上，輸入裝置106幾乎可包括任意類型的接口，例如包括但不限于鍵盤，鼠標(biāo)，觸摸屏或觸摸板，語音激活控制輸入裝置等?？梢岳斫獾氖牵斎胙b置106可以是有線或無線的，這些在圖1中使用虛線和無線傳輸信號(hào)進(jìn)行了說明。還可以預(yù)計(jì)的是，該輸入裝置可以包括移動(dòng)無線裝置。顯示器108被耦接至控制器，其可以呈現(xiàn)充氣狀態(tài)下的球囊導(dǎo)管104的可視繪制圖，其可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置110中。計(jì)算機(jī)112（例如，個(gè)人電腦）也通過網(wǎng)絡(luò)連接114耦接至控制器102?？梢灶A(yù)計(jì)的是，計(jì)算機(jī)112，112'，112”，可以包括在單臺(tái)計(jì)算機(jī)或者計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（例如，多個(gè)醫(yī)院計(jì)算機(jī)和附屬存儲(chǔ)裝置等），或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（例如，在醫(yī)生的辦公室內(nèi)或異地位置）中，在這些計(jì)算機(jī)中，由球囊導(dǎo)管104的變形而產(chǎn)生的圖像可以在存儲(chǔ)器116，116'，116''中被顯示和存儲(chǔ)。繪制圖是體腔容積的三維繪制圖。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶可通過輸入裝置旋轉(zhuǎn)所顯示的三維繪制圖以獲得不同的視角。這使得例如內(nèi)科醫(yī)生可得到極為精確的腔體內(nèi)部的視圖。有可能會(huì)需要先繪制出透視腔體的內(nèi)部，然后從腔體切除材料，并產(chǎn)生切除后的腔體的第二繪制圖。這一過程可以在多個(gè)階段中執(zhí)行。然而，該系統(tǒng)提供了能夠自由旋轉(zhuǎn)繪制圖的功能，使得使用者能夠幾乎以任意視角和放大率來查看腔體的容積表面。現(xiàn)在參考圖2，其更詳細(xì)地示出了球囊104通過導(dǎo)管118連接至控制器102。導(dǎo)管118可包括例如聚乙烯材料，其外徑為0.5mm～2mm，長度約為1.2～3米。導(dǎo)管通常是柔性的，這樣使得它可以被插入腔體內(nèi)，并可自由地跟隨腔體的路線而不會(huì)引起腔體的損傷（例如，它可以自由彎曲以跟隨腔體的路線，但軸向上不可壓縮，以使得它可被插入腔體內(nèi)）。一個(gè)細(xì)長體腔的例子是插入到患者的大腿內(nèi)的股動(dòng)脈，導(dǎo)管可被插入到其中而前進(jìn)至患者的心臟。導(dǎo)管118還可包括在導(dǎo)管的遠(yuǎn)端處長約5～10mm的可彎曲部分120，可以用作安全端。這是一個(gè)有利的特征，因?yàn)?，?dāng)將導(dǎo)管穿過體腔的可進(jìn)入開口而插入時(shí)，它將會(huì)彎曲而不是刺破腔體內(nèi)壁。球囊104可包括順應(yīng)性材料，例如乳膠，chronoprene，yulex，硅，聚氨酯，C-Flex或任何其它合適的材料。球囊104通常置于導(dǎo)管118的遠(yuǎn)端122的附近，或在沿導(dǎo)管118的預(yù)定距離的其它期望的位置。球囊104可有各種不同的長度和直徑可選擇，以適應(yīng)裝置所使用到的特殊應(yīng)用。通常，這種球囊104的直徑選自5mm，10mm，15mm，20mm，30mm，50mm或更大。這種球囊104的直徑也會(huì)通常選自2.5mm，5mm，10mm，15mm，20mm，30mm或50mm或更大。這種可用的球囊尺寸的可變化性使得球囊104能被用于各種直徑和尺寸的體腔內(nèi)，例如可以應(yīng)用在關(guān)節(jié)（例如膝蓋）或器官（例如膀胱）內(nèi)，或者大、小支氣管分支，鼻竇和血管內(nèi)具有不同的幾何形狀和/或待治療腫瘤和組織類型?？刂破?02（其可包括泵124，圖1）以約從1/2大氣壓到約6個(gè)大氣壓的壓力范圍供應(yīng)流體（例如空氣等）以便能使球囊104膨脹到從2.5mml到50mml不等的最大尺寸。可以理解的是，用于給球囊充氣的壓力將取決于具體的應(yīng)用。例如，骨腔的內(nèi)部的繪制可能比血管或動(dòng)脈的內(nèi)部腔體的繪制需要更高的膨脹壓力。當(dāng)繪制軟組織時(shí)，膨脹壓力更低，以避免軟組織的變形。在一些有利的實(shí)施例中，球囊104可包括成像標(biāo)識(shí)126'，例如置于球囊104上的射頻不透性材料或環(huán)。可選擇并適當(dāng)放置這種標(biāo)志，以反射各種成像模式（例如，X-射線）的相關(guān)波，以允許使用這種模式來提供數(shù)據(jù)，從而使系統(tǒng)能夠產(chǎn)生腔體內(nèi)部的三維繪制圖。需要理解的是，必須拍攝并組合多個(gè)不同視圖的X射線圖才能夠產(chǎn)生三維繪制圖。球囊可被附著在球囊表面128（外表面或內(nèi)表面）的（或可以與球囊集成為一體）的纖維網(wǎng)126覆蓋。在特定的優(yōu)選實(shí)施例中，表面128包括約為0.2mm厚的有紋理的表面，它是與球囊104一體的部分，并且在球囊模制過程期間就被包括在內(nèi)。在這些情況中，表面128與球囊材料一體成形制作。細(xì)纖維網(wǎng)126在某些實(shí)施例中可以包括合成彈力纖維，聚氨酯，復(fù)合彈簧，或其它合適的材料。現(xiàn)在參考圖3A和3B，其中示出了球囊104和導(dǎo)管118插入腔體150并膨脹至腔體150的內(nèi)表面152。提供網(wǎng)狀物126，126'，以使得當(dāng)球囊104拉伸時(shí)，網(wǎng)狀物126，126'被拉伸至與腔體150的內(nèi)表面相符。網(wǎng)狀物126'包括一個(gè)射頻不透性材料或環(huán)時(shí)，一旦在插入并膨脹后，成像裝置就可用于產(chǎn)生腔體內(nèi)部的三維繪制圖。例如，如果成像裝置是X射線裝置，射頻不透性材料將反射X射線的波長以產(chǎn)生腔體內(nèi)表面的三維視圖。網(wǎng)狀物126具有可變的電學(xué)特性（例如，阻抗或電阻）時(shí)，網(wǎng)狀物126膨脹后，可變電學(xué)特性將基于網(wǎng)狀物126拉伸以符合內(nèi)表面152的程度而改變。結(jié)果，如圖3A和3B所示，網(wǎng)狀物將在某些位置伸展的更多（縱向和周向）而在其它位置伸展較少?？刂破?02將監(jiān)視網(wǎng)狀物126中電學(xué)特性的變化，并產(chǎn)生腔體150的內(nèi)表面圖的繪制圖像154，該圖像的產(chǎn)生是基于測(cè)得的網(wǎng)狀物126的電學(xué)特性的變化。還需理解的是，也可以使用一個(gè)成像裝置（圖中未示出）來產(chǎn)生膨脹球囊104的圖像，可單獨(dú)使用或與變化的電學(xué)特性所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)聯(lián)合使用，以產(chǎn)生腔體150的內(nèi)表面152的三維繪制圖。圖4示出了由彈性導(dǎo)電材料（彈性導(dǎo)電絲）制成的網(wǎng)狀物，其位于充漲的兼容性球囊上。網(wǎng)狀物126的電阻隨其拉伸而變化。因此，拉伸的材料長度是其電阻的函數(shù)。該函數(shù)可以是線性的，指數(shù)性的，對(duì)數(shù)性的，或其他的。電阻及電阻基于指定的變形的變化是與材料的組成有關(guān)的，也包括加入的導(dǎo)電性纖維（例如鐵）的量。該可重復(fù)的函數(shù)是預(yù)先已知的。圖中示出的導(dǎo)電材料的各行是在球囊104的周向上排列的，而各列是在球囊104上橫向排列的導(dǎo)電材料。圖4示出了多個(gè)電阻，標(biāo)記為Rn，這些電阻在圖中被表示為一個(gè)個(gè)的方框，其代表著導(dǎo)電材料的各個(gè)分段，等效于已知的電阻。電阻是根據(jù)連接其間的節(jié)點(diǎn)156來標(biāo)識(shí)的。每個(gè)分段的電阻值是導(dǎo)電材料段伸展量（亦即分段的長度）的函數(shù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)（例如，用圓點(diǎn)來表示）是導(dǎo)電材料可以相交的結(jié)點(diǎn)158（圖7）。在充氣球囊104（例如，圖3A，圖3B和圖5）上，節(jié)點(diǎn)156是在球囊充漲時(shí)導(dǎo)電材料相互接觸并在行和列之間產(chǎn)生閉合回路的唯一的位置。彈性導(dǎo)電絲彈性導(dǎo)電絲可有各種不同的來源，并可用許多不同的方法制備，包括用導(dǎo)電材料（聚合物或金屬色）涂覆彈性絲，或?qū)⒔饘兕w粒加入彈性體中。在這兩種情況下，電導(dǎo)率或單位長度導(dǎo)電絲的電阻是一個(gè)拉伸量的函數(shù)。電阻可由下式計(jì)算：R=f(Δl)公式1該函數(shù)可以是線性的，指數(shù)性的，對(duì)數(shù)性的等，但該函數(shù)是已知的。只要給定絲的分段的電阻值，就可以確定出特定的分段的長度。例如，可以預(yù)計(jì)的是，可在存儲(chǔ)裝置110，116，116’，116”中提供一個(gè)查找表，其中包括各種電阻測(cè)量值和對(duì)應(yīng)的長度。一旦確定了一個(gè)特定的段的電阻，則實(shí)際的電阻可用于從查找表來確定此段的長度?？蛇x地，也可在每次電阻測(cè)量后計(jì)算長度。在ChristophZysset等人于2010年9月29日（9/29/10）發(fā)表的題為“編織電子紡織品：用于衣服中的健康監(jiān)控的可啟用技術(shù)（WovenElectronicTextiless:AnEnablingTechnologyforHealth-careMonitoringinClothing）”的文中可以看到產(chǎn)生彈性導(dǎo)電絲的方法的一個(gè)例子。用導(dǎo)電絲形成球囊套網(wǎng)：有許多技術(shù)可用于使用導(dǎo)電絲制造網(wǎng)狀物126，這些技術(shù)類似于紡織品制造中使用的技術(shù)，包括經(jīng)線、緯線的圓編或緯編以及平織產(chǎn)生電阻器網(wǎng)。在使用平織技術(shù)的情況下，絲線的兩水平端處可以被捻合并帶到垂直的頂部和底端。在圖7中所形成的XY矩陣的各端記為XX'和YY'。集成電路：現(xiàn)在參考圖4和圖8，彈性導(dǎo)電絲的各端部160被連接至集成電路162的管腳。集成電路162的每個(gè)引腳為三態(tài)，使得它可以被驅(qū)動(dòng)：1）高：引腳被驅(qū)動(dòng)為高電壓(5V)，電源電流；2）低：引腳被驅(qū)動(dòng)為低電壓(即0V/接地)，漏極電流;或3）高阻抗：引腳的輸入阻抗是非常高的值，無源或漏電流。圖4示出了多個(gè)集成電路162。這些集成電路162可以包括多路轉(zhuǎn)換器和多路分解器，其可以通過串行數(shù)據(jù)接口170，串行數(shù)據(jù)輸出端172，時(shí)鐘端174，電源端176和接地端178連接至計(jì)算機(jī)112，112’，112”。集成電路162被做成很小的封裝以安裝在導(dǎo)管內(nèi)（圖5和圖6）?？梢灶A(yù)計(jì)的是，在一個(gè)有利的實(shí)施例中，彈性導(dǎo)電絲可使用導(dǎo)電膠連接或耦接至一個(gè)或多個(gè)集成電路162。時(shí)序控制器164通過連接至集成電路162的近端處的串行通信線166，168來實(shí)現(xiàn)從計(jì)算機(jī)112，112’，112”接收指令。時(shí)序控制器164為驅(qū)動(dòng)器166和掃描器167提供時(shí)序信息?；诮邮盏降臄?shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)器166被啟動(dòng)，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)（高）被施加到I/O管腳，然后所有其他管腳被掃描并輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)168中。A/D轉(zhuǎn)換器168的數(shù)字輸出被輸入至串行器170，并以串行方式傳送到計(jì)算機(jī)112，112’，112”。用于掃描網(wǎng)狀物電阻網(wǎng)絡(luò)的算法：用軟件控制驅(qū)動(dòng)器166，可以依次激活單一的一個(gè)彈性導(dǎo)電絲的線路，而同時(shí)使所有其他線路保持為高阻抗?fàn)顟B(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，接著掃描每個(gè)正交的線路，測(cè)量的電壓可被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。需要注意的是，雖然各個(gè)功能和方法都是按照步驟順序進(jìn)行描述和說明的，但該順序在這里僅僅是提供來用作對(duì)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的闡釋，并不一定必須要按照?qǐng)D中所示的特定說明的順序執(zhí)行這些功能。還可以進(jìn)一步預(yù)見到的是，這些步驟中的任意一些都可以相對(duì)于任何其他步驟被移動(dòng)和/或組合。此外，還可以預(yù)計(jì)的是，根據(jù)應(yīng)用，可以使用本文中所描述的功能的全部或任意部分，以獲得有利的效果。例如，當(dāng)列1被驅(qū)動(dòng)時(shí)，行R的等效電路是：R(12,RR)+R(23,RR)+R(34,RR)+…+R(C-1C-1,RR)(式1)當(dāng)列1被驅(qū)動(dòng)，行R-1的等效電路是：R(11,RR-1)+R(12,R-1R-1)+R(23,R-1R-1)+…+R(C-1C,R-1R-1)(式2)以此類推。當(dāng)列2被驅(qū)動(dòng)，行R的等效電路是：R(23,RR)+R(34,RR)+…………+R(C-1C-1,RR)(式3)當(dāng)列2被驅(qū)動(dòng)，行R-1的等效電路是：:R(22,RR-1)+R(23,R-1R-1)+……….+R(C-1C,R-1R-1)(式4)以此類推。電阻值R(12,RR)將是式1與2之間的差。類似地，R(12,R-1R-1)+R(11,RR-1)將是式3與4之間的差。當(dāng)利用第二套水平ICs完成掃描后，R(12,RR)+R(11,RR-1)被解析出來，且每個(gè)電阻的值也被知道（圖4）。需要理解的是，有許多不同的方法可用來掃描網(wǎng)狀物上的電阻網(wǎng)，以確定或近似得出各分段的電阻。這些方法的一些包括：利用基爾霍夫定律，段的消除，轉(zhuǎn)移矩陣，格林函數(shù)阻距等。表面的映射下面的符號(hào)用于表面映射(x,y,t)：在時(shí)刻t的(x,y)網(wǎng)格R(x,y,t)：在時(shí)刻t測(cè)得的電阻值G(x,y,t)：在時(shí)刻t測(cè)量的網(wǎng)格內(nèi)的4個(gè)R值DIFF(x,y,t)：在時(shí)刻t和t–1之間的G值差T(x,y,t)：從G(x,y,t)導(dǎo)出的變換矩陣T’(x,y,t)：從T變換得到的經(jīng)誤差校正的變換矩陣G’(x,y,t)：從T’(x,y,t-1)得到的投影G值E(x,y,t)：在時(shí)刻t的G與G’之間的差值。用R(<x-1x>,<y,y>)表示測(cè)得的點(diǎn)<x-1,y>和點(diǎn)<x,y>之間的電阻值。用G(x,y)表示在點(diǎn)<x-1,y-1>，<x-1,y>，<x,y-1>和點(diǎn)<x,y>之間的測(cè)量的四個(gè)電阻值。G(x,y)={R(<x-1,x-1>,<y-1,y>),R(<x-1,x>,<y-1,y-1>),R(<x-1,x>,<y,y>),R(<x,x>,<y-1,y>)}（式5）用G(x,y,t)表示在時(shí)刻t測(cè)量的G（x,y）值。用DIFF(x,y,t)表示G(x,y,t)和G(x,y,t-1)之間的電阻值差。Diff(x,y,t)=SQRT((G(x,y,t)-G(x,y,t-1))**2)(式6)用T(x,y,t)表示G(x,y,t)和G(x,y,t-1)之間的一個(gè)5x5變換矩陣。G(x,y,t)=G(x,y,t-1)*T(x,y,t)(式7)G(x,y,t)和G(x,y,t-1)是已知值.INVERSE(G(x,y,t-1))*G(x,y,t)=INVERSE(G(x,y,t-1))*G(x,y,t-1)*T(x,y,t)(式8)INVERSE(G(x,y,t-1))*G(x,y,t)=I*T(x,y,t)(式9)T(x,y,t)=INVERSE(轉(zhuǎn)置)(G(x,y,t-1))*G(x,y,t)(式10)表面映射算法1.在t=t0時(shí)刻a.對(duì)于[x=1…m]和[y=1…n]保存所有G(x,y,t0)2.從t=t1時(shí)刻至tn時(shí)刻a.對(duì)各G(x,y,t)i.計(jì)算Diff(x,y,t);ii.保存最小Diff(x,y,t)值的x和y位置到X和Y;iii.使用簡(jiǎn)單值分解（SVD）算法或從如下求解T(x,y,t)G(x-2,y-2,t)G(x-1,y-2,t)G(x,y-2,t)G(x+1,y-2,t)G(x+2,y-2,t)G(x-2,y-1,t)G(x-1,y-1,t)G(x,y-2,t)G(x+1,y-2,t)G(x+2,y-2,t)G(x-2,y,t)G(x-1,y,t)G(x,y,t)G(x+1,y,t)G(x+2,y,t)G(x-2,y+1,t)G(x-1,y+1,t)G(x,y+1,t)G(x+1,y+1,t)G(x+2,y+1,t)G(x-2,y+2,t)G(x-1,y+2,t)G(x,y+2,t)G(x+1,y+2,t)G(x+2,y+2,t)iv.如果(t>t1)1.使用T’(x,y,t-1)計(jì)算投影的G’(x,y,t)；2.計(jì)算G(xy,t)和G’(x,y,t)的差值E(x,y,t);3.使用最小二乘模型擬合算法(LSM)擬合出[x-9…x+9,y-9…y+9]網(wǎng)狀物網(wǎng)格內(nèi)的E(x,y,t)。3.在t=t3時(shí)刻至tn時(shí)刻a.使用G(x,y,t-1)和T’(x,y,t-1)以及E(x,y,t-1)在視見區(qū)中繪制3D表面：G(x,y,t)=G(x,y,t-1)*T’(x,y,t-1)+E(x,y,t-1)該式用于從不同的視角產(chǎn)生繪制圖。連接至導(dǎo)電絲的彈性電子電路和方法：使彈性電子器件184（包括集成電路162）適合于與紡織品，絲和胎面（tread）的接口的方法。在美國專利No.6493933中公開了一種這樣的方法。圖5和6示出了將這種電子器件184模制在管180中的方法，使得彈性連接引線182延伸至管180的外側(cè)。然后，在給球囊104裝上套網(wǎng)之前和之后，將管180的各端部186插入導(dǎo)管的管中。值得注意的是，內(nèi)部安裝有集成的電子電路184的模制結(jié)構(gòu)188具有孔洞190，其可以使得球囊膨脹介質(zhì)能從中穿過。這些柔性的連接引線182會(huì)隨著球囊104的充漲和收縮而擴(kuò)張和縮小?？梢圆捎枚喾N方法將所期望的彈性絲元件（網(wǎng)狀物126）附著在引線182上，這些方法包括縫合、粘合（導(dǎo)電的）、機(jī)械耦接（折疊、擠壓等）或其組合。圖9和圖10是一個(gè)流程圖，示出了一種通過測(cè)量電阻值來產(chǎn)生腔體的三維繪制圖的方法。在步驟200，系統(tǒng)以G(x,y,t)的形式測(cè)量電阻值，并進(jìn)入到步驟202，以確定是否t=t0。如果t=t0，則系統(tǒng)將在內(nèi)存206中保存所有測(cè)得的電阻值204。如果t≠t0，系統(tǒng)在步驟208確定是否t>t1。如果t≠t1，則系統(tǒng)會(huì)在步驟210從G(x,y,t)和G’(x,y,t)計(jì)算DIFF(x,y,t)，并在步驟212在內(nèi)存206中保存最小的DIFF值的<x,y>。然后，系統(tǒng)在步驟214從G(x,y,t)求得T(x,y,t)，其中[x=x-2到x+2和[y=y-2到y(tǒng)+2]，求得的值也被保存在存儲(chǔ)器206中。如果在步驟208中t>t1，則系統(tǒng)將進(jìn)行到步驟216，以確定是否t>t2。另外，通過參考圖9和圖10還可以看出，該系統(tǒng)將替代的從步驟214進(jìn)行到步驟216，以確定是否t>t2。如果在步驟216中t≤t2，則在步驟218系統(tǒng)將使用T’(x,y,t-1)計(jì)算投影的G'(x,y,t)，保存在存儲(chǔ)器206中。然后在步驟220系統(tǒng)進(jìn)行到計(jì)算G(x,y,t)和G'(x,y,t)之間的差作為E(x,y,t)。在這一點(diǎn)，系統(tǒng)使用最小二乘模型擬合算法（LSM）在步驟222利用擬合[x-9…x+9,y-9…y+9]的網(wǎng)狀物網(wǎng)格的網(wǎng)狀物窗口內(nèi)的E(x,y,t)，并返回到步驟210，從G(x,y,t)和G'(x,y,t)計(jì)算DIFF(x,y,t)。如果在步驟216中t>t2，則系統(tǒng)會(huì)在步驟224中利用G(x,y,t-1)、T’(x,y,t-1)和E(x,y,t-1)在視見區(qū)上依據(jù)G(x,y,t)=G(x,y,t-1)*T’(x,y,t-1)+E(x,y,t-1)而繪制出3D表面，然后將其發(fā)送到顯示器226。盡管本發(fā)明是參照部件、特征及其類似物的特定設(shè)置來描述的，這些并不會(huì)排除所有可能的設(shè)置或特征，實(shí)際上，多種其他的修改和變體對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以確定的。