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利用二維透視圖像支持電生理學(xué)導(dǎo)管應(yīng)用的方法和裝置的制作方法

文檔序號(hào):1096773閱讀:329來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:利用二維透視圖像支持電生理學(xué)導(dǎo)管應(yīng)用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種可視地支持電生理學(xué)導(dǎo)管在心臟中應(yīng)用的方法,其中,在應(yīng)用導(dǎo)管的同時(shí)利用X射線圖像拍攝系統(tǒng)拍攝心臟的治療區(qū)域的2D透視圖像,并且連同同時(shí)提供的該治療區(qū)域的電解剖3D映像數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施該方法的裝置。
背景技術(shù)
自從引入了借助于高頻電流的導(dǎo)管消融技術(shù)以來(lái),對(duì)于心率失調(diào)的治療從本質(zhì)上發(fā)生了轉(zhuǎn)變。在該技術(shù)中,在X射線檢查的條件下將一個(gè)消融導(dǎo)管通過(guò)靜脈或者動(dòng)脈引入到一個(gè)心室中,并且通過(guò)高頻電流使引起心率失調(diào)的組織閉合。成功實(shí)施導(dǎo)管消融的前提是在心室中對(duì)心率失調(diào)的成因準(zhǔn)確地定位。這種定位通過(guò)電生理學(xué)的檢查實(shí)現(xiàn),其中,利用一個(gè)導(dǎo)入到心室中的映像導(dǎo)管位置分辨地采集電位。因此,從該電生理學(xué)檢查、即從所謂的電解剖映像中,得到可以在顯示器上可視化的3D映像數(shù)據(jù)。在此,映像功能和消融功能在多數(shù)情況下被結(jié)合在一個(gè)導(dǎo)管中,使得映像導(dǎo)管同時(shí)也可以是消融導(dǎo)管。
一種公知的、例如可以利用美國(guó)Biosense Webster Inc.公司的CARTO系統(tǒng)或者美國(guó)Endocardial Solutions Inc.,St.Paul公司的ENSITE 3000系統(tǒng)進(jìn)行的電解剖3D映像方法是基于電磁原理。在檢查臺(tái)下建造了三個(gè)很小強(qiáng)度的、不同的磁交變場(chǎng)。借助于集成在映像導(dǎo)管的導(dǎo)管尖端的電磁傳感器,可以測(cè)量在磁場(chǎng)內(nèi)部由于導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)而感應(yīng)出的電壓變化,并借助于數(shù)學(xué)算法隨時(shí)計(jì)算映像導(dǎo)管的位置。通過(guò)在采集電信號(hào)的同時(shí)用映像導(dǎo)管對(duì)心室的心內(nèi)膜輪廓進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,形成了一個(gè)電解剖三維地圖,在該三維地圖中用色彩編碼再現(xiàn)電信號(hào)。
除了這種電磁3D映像系統(tǒng)之外,心臟內(nèi)的定位系統(tǒng)、例如美國(guó)Medtronic,Minneapolis公司的Localisa系統(tǒng)被用于定位導(dǎo)管以及建立所檢查心室的3D圖像。在本專利申請(qǐng)中也將利用這種定位系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)稱為3D映像數(shù)據(jù),因?yàn)槠涮峁┝藱z查區(qū)域的同等可比的3D圖像。
在消融過(guò)程期間,根據(jù)同時(shí)拍攝的X射線透視圖像或者根據(jù)對(duì)3D映像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化,對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行引導(dǎo)。在2D透視圖像中不能詳細(xì)地描繪包括心血管在內(nèi)的患者的心臟解剖結(jié)構(gòu)。借助示出的3D映像數(shù)據(jù)的定位也不能保證,從這些數(shù)據(jù)中生成的心室表面精確地對(duì)應(yīng)于解剖上的現(xiàn)狀,因?yàn)闉榇吮仨氈瘘c(diǎn)地、非常緊密地掃描心內(nèi)表面。盡管在映像過(guò)程中提供了2D透視圖像的額外的解剖圖像信息,但是其不能被利用或者不能完全被利用,因?yàn)橛诚裣到y(tǒng)的操作需要電生理學(xué)家的全神貫注,以至于通常不能精確地采集到所示出的3D映像數(shù)據(jù)和同時(shí)示出的2D透視圖像之間的關(guān)聯(lián)。因此,在獲取3D映像數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)常形成待治療心室的這樣的心內(nèi)表面,由于沒(méi)有掃描心內(nèi)解剖上重要的表面點(diǎn)只能近似地與心室的實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。
此外,出于造價(jià)和診所能力的原因,在許多情況下僅僅將帶有位置傳感器的消融導(dǎo)管相對(duì)于掃描的心內(nèi)表面可視化在EP映像系統(tǒng)的顯示器上。反之,值得期待的是對(duì)所有使用的導(dǎo)管、特別是也對(duì)套索導(dǎo)管(Lasso-Kather)的圈環(huán)進(jìn)行可視化,該套索導(dǎo)管在肺靜脈隔離中作為輔助裝置被固定在待隔離肺靜脈的孔上。
在N.Rahn等人的以前的、在后公開的專利申請(qǐng)10340546.1和10340544.5中公開了用于在進(jìn)行導(dǎo)管消融中改善電生理學(xué)定位的方法。在這些方法中在使用導(dǎo)管之前利用成像模態(tài)產(chǎn)生檢查區(qū)域的3D圖像數(shù)據(jù)。在使用導(dǎo)管期間將這些三維圖像數(shù)據(jù)位置和狀態(tài)正確地重疊在3D映像數(shù)據(jù)上,以便為觀察者提供附加的解剖圖像信息。不過(guò),這要以3D成像模態(tài)在檢查實(shí)驗(yàn)室中的可用性為前提。此外在該方法中,只能將具有相應(yīng)位置傳感器的導(dǎo)管可視化在圖像顯示中。

發(fā)明內(nèi)容
從該問(wèn)題出發(fā),本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供用于可視地支持電生理學(xué)導(dǎo)管在心臟中應(yīng)用的一種方法以及一種裝置,它們使得可以在導(dǎo)管使用時(shí)、特別是在電解剖映像和/或在導(dǎo)管消融時(shí)引導(dǎo)導(dǎo)管期間改善定位。
在本發(fā)明的方法中,為了可視地支持電生理學(xué)導(dǎo)管在心臟中的應(yīng)用,在進(jìn)行導(dǎo)管應(yīng)用的同時(shí)利用X射線圖像拍攝系統(tǒng)拍攝心臟的治療區(qū)域(例如心室)的2D透視圖像,并且連同同時(shí)提供的該治療區(qū)域的3D映像數(shù)據(jù)一起進(jìn)行可視化。該方法的特征在于,利用所述3D映像數(shù)據(jù)記錄所述2D透視圖像,并且將該3D映像數(shù)據(jù)分別按照與該2D透視圖像相同的透視在該2D透視圖像或由其導(dǎo)出圖像內(nèi)容的旁邊進(jìn)行顯示,或者相疊加地顯示。在此,將相同的透視理解成相同的成像透視,即相同的比例和相同的觀看方向。這里,可以利用電解剖的3D映像系統(tǒng)或者心內(nèi)定位系統(tǒng)獲得3D映像數(shù)據(jù)。優(yōu)選地,使用一個(gè)單平面或者雙平面的C型系統(tǒng)來(lái)描繪2D透視圖像,這種C型系統(tǒng)由于能更好地接近檢查區(qū)域而特別適用于這種導(dǎo)管應(yīng)用。
通過(guò)利用3D映像數(shù)據(jù)記錄所拍攝的2D透視圖像以及在相同的透視條件下一起顯示,電生理學(xué)家可以馬上識(shí)別出兩個(gè)顯示之間的關(guān)聯(lián)。將3D映像數(shù)據(jù)單獨(dú)顯示在該2D透視圖像的旁邊就已經(jīng)是這樣了,不過(guò),在將兩者疊加顯示時(shí)則更是這樣,其中,觀察者可以立刻識(shí)別還沒(méi)有充分利用映像系統(tǒng)采集的區(qū)域。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,在2D透視圖像中也可以識(shí)別所有導(dǎo)管和其上部件的相應(yīng)瞬時(shí)位置。
在本方法的一種實(shí)施方式中可以這樣實(shí)現(xiàn)相同的顯示透視,即,在預(yù)定X射線圖像拍攝系統(tǒng)的設(shè)置或者預(yù)定2D透視圖像的條件下,將3D映像數(shù)據(jù)的顯示進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),使得其表現(xiàn)出相同的透視。在另一種實(shí)施方式中,由用戶通過(guò)交互的旋轉(zhuǎn)3D映像數(shù)據(jù)來(lái)選擇顯示,并且這樣控制圖像拍攝系統(tǒng),使得由此在相同透視的條件下拍攝2D透視圖像。在此,為了避免由于心臟運(yùn)動(dòng)造成的不精確,優(yōu)選地在相同的心臟周期階段進(jìn)行3D映像數(shù)據(jù)的描繪和2D透視圖像的拍攝。這種針對(duì)心臟周期階段的同步可以這樣實(shí)現(xiàn),即,通過(guò)相同的EKG觸發(fā)器單元對(duì)圖像拍攝系統(tǒng)以及映像系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)。
用于實(shí)施上述方法的裝置相應(yīng)地包括一個(gè)或多個(gè)用于輸入3D映像數(shù)據(jù)以及2D透視圖像的圖像數(shù)據(jù)的輸入接口;用于利用所述3D映像數(shù)據(jù)記錄所述2D透視圖像的記錄模塊;以及與該記錄模塊連接的可視化模塊,其提供用于在相同透視下將3D映像數(shù)據(jù)與相應(yīng)2D透視圖像并排或疊加地同時(shí)可視化的輸出數(shù)據(jù),以顯示在顯示設(shè)備、尤其是顯示器上。在此,該裝置可以實(shí)現(xiàn)為映像系統(tǒng)、圖像拍攝系統(tǒng)的組成部分,或者實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的設(shè)備。


下面對(duì)照附圖所示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的方法以及按照該方法工作的裝置再次作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖中圖1示出為了實(shí)施本發(fā)明的方法而共同觸發(fā)一X射線圖像系統(tǒng)和一EP映像系統(tǒng)的例子;圖2示出在按照本發(fā)明方法的2D/3D記錄時(shí)所需的參數(shù)的示意圖;圖3示出在按照本發(fā)明方法的一種實(shí)施方式記錄時(shí)的方法流程的一個(gè)例子;圖4示出通過(guò)利用EP映像系統(tǒng)拍攝表面點(diǎn)來(lái)采集地標(biāo)對(duì)的示意圖;圖5示出兩個(gè)用于將3D映像數(shù)據(jù)與2D透視圖像或從2D透視圖像導(dǎo)出的圖像內(nèi)容進(jìn)行疊加的例子;圖6示出一個(gè)根據(jù)圖像拍攝系統(tǒng)的設(shè)置而改變3D映像數(shù)據(jù)的顯示的例子;和圖7示出一個(gè)在交互改變3D映像數(shù)據(jù)的顯示時(shí)控制圖像拍攝系統(tǒng)的例子。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地示出了具有用于3D映像數(shù)據(jù)的拍攝單元2的EP映像系統(tǒng)1的一部分,該拍攝單元2與一個(gè)分析和圖像處理單元3連接,以便將所采集的數(shù)據(jù)顯示在顯示器4上。此外,還按照C型系統(tǒng)的形式示例性地表示一個(gè)X射線系統(tǒng)5,其具有提供2D透視圖像的圖像系統(tǒng)6。該C型系統(tǒng)5包括帶有X射線源8a和X射線檢測(cè)器8b的C型7。該C型7可以按照公知的方式圍繞多個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在示出的例子中,利用EKG繪制系統(tǒng)9在導(dǎo)管使用期間繪制患者的EKG。該EKG繪制系統(tǒng)9具有一個(gè)觸發(fā)器輸出端10,該輸出端與X射線系統(tǒng)5的圖像系統(tǒng)6以及EP映像系統(tǒng)1的拍攝單元2上的對(duì)應(yīng)觸發(fā)器輸入端11連接。該EKG觸發(fā)使得可以分別在心臟周期的一個(gè)預(yù)定階段繪制3D映像數(shù)據(jù)以及2D透視圖像,如在圖1的下部用圓在所示EKG中標(biāo)出的那樣。按照這種方式避免了由于心臟運(yùn)動(dòng)造成的對(duì)圖像繪制或圖像顯示的干擾。
為了實(shí)施本發(fā)明的方法需要利用3D映像數(shù)據(jù)對(duì)2D透視圖像進(jìn)行2D-3D記錄。該記錄可以利用在圖1中示意性示出的本發(fā)明裝置的記錄模塊17通過(guò)公知的記錄方法實(shí)現(xiàn)。在示出的例子中該裝置包括接口16,用于輸入3D映像數(shù)據(jù)14以及2D透視圖像13的圖像數(shù)據(jù);記錄模塊17,用于利用3D映像數(shù)據(jù)14記錄所述2D透視圖像13;以及與該記錄模塊連接的可視化模塊19,其提供用于在相同的透視下將該3D映像數(shù)據(jù)14并排或疊加地與該2D透視圖像13同時(shí)可視化的輸出數(shù)據(jù),以顯示在顯示器4上。在本例中還可以看出一個(gè)作為記錄模塊17的組成部分的分割模塊18,后者可以從透視圖像13中提取心室壁的輪廓。在此,該裝置既可以實(shí)現(xiàn)為映像系統(tǒng)、圖像拍攝系統(tǒng)的組成部分,也可以實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的設(shè)備。
2D-3D記錄的結(jié)果分別是一個(gè)投影矩陣,借助于該矩陣可以將2D透視圖像的每個(gè)圖像點(diǎn)精確地對(duì)應(yīng)于3D映像數(shù)據(jù)的一個(gè)3D點(diǎn)。因此,可以將該投影矩陣用來(lái)按照與2D透視圖像一樣的位置和取向?qū)?D映像數(shù)據(jù)可視化,并且在需要時(shí)將兩個(gè)可視化圖進(jìn)行疊加。
圖2示出了在2D-3D記錄時(shí)的關(guān)聯(lián)。在本例中,必須估計(jì)投影矩陣P的11個(gè)自由度。該11個(gè)自由度對(duì)應(yīng)于5個(gè)用于每個(gè)C型可能設(shè)置的內(nèi)在參數(shù)以及6個(gè)用于3D映像系統(tǒng)和X射線圖像系統(tǒng)的坐標(biāo)系關(guān)系的外在參數(shù)。因此,該投影矩陣P由一個(gè)用于圖像系統(tǒng)的校準(zhǔn)矩陣K、一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣R以及一個(gè)平移矩陣T組成P=K*R*T=f/dxf*su000f/dyv0000100001*r11r12r13t1r21r22r23t2r31r32r33t30001]]>在此,在圖中示出了將表示3D映像數(shù)據(jù)的長(zhǎng)方體透視地映射為表示2D透視圖像的一幅二維圖像。在該長(zhǎng)方體內(nèi)的球型體積通過(guò)該投影在2D圖像上呈現(xiàn)為圓??梢酝ㄟ^(guò)投影矩陣P計(jì)算該映射。
在映像過(guò)程開始時(shí),此時(shí)首先借助于EP映像系統(tǒng)采集少量的表面點(diǎn),并優(yōu)先進(jìn)行基于地標(biāo)的記錄,因?yàn)?D映像數(shù)據(jù)的表面還沒(méi)有被充分地表示出來(lái)。在具備了足夠多的映像數(shù)據(jù)的表面點(diǎn)并且映像數(shù)據(jù)的表面被足夠好地表示出來(lái)之后,可以采用基于表面的記錄。在此,可以將此前基于地標(biāo)的記錄結(jié)果用作基于表面的記錄的粗略的、最初的起始值。圖3中示出了這種措施。
如果在處理過(guò)程中出現(xiàn)患者移動(dòng),則要求重新計(jì)算投影矩陣。該重新計(jì)算可以通過(guò)重新基于地標(biāo)或基于表面的2D-3D記錄實(shí)現(xiàn)。或者,可以借助于在患者身上安裝的位置和方向傳感器采集重新計(jì)算投影矩陣所需的平移和旋轉(zhuǎn)參數(shù)。
原則上如果C型旋轉(zhuǎn)或者患者移動(dòng)也要求重新計(jì)算投影矩陣。該重新計(jì)算也可以通過(guò)重新基于地標(biāo)或基于表面的2D-3D記錄實(shí)現(xiàn)?;蛘撸谶@種情況下可以借助于在患者臥榻和C型上安裝的位置和方向傳感器采集重新計(jì)算投影矩陣所需的平移和旋轉(zhuǎn)參數(shù)。
在基于地標(biāo)的2D-3D記錄中,利用導(dǎo)管靠近直接在待治療心室周圍或者直接在心室中的至少4個(gè)地標(biāo),并且按照這種方式既在2D透視圖像中又在3D映像數(shù)據(jù)中識(shí)別這些地標(biāo)。如果可以借助于模式識(shí)別算法在2D透視圖像中自動(dòng)檢測(cè)出導(dǎo)管的位置,則可以將對(duì)地標(biāo)的識(shí)別分別僅僅由在EP映像系統(tǒng)上通過(guò)拍攝表面點(diǎn)的用戶交互操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖4中示出了這點(diǎn),其示出了在2D透視圖像13中映像導(dǎo)管12的尖端的位置。如果用該導(dǎo)管靠近一個(gè)地標(biāo),則可以在利用EP映像系統(tǒng)1采集該地標(biāo)位置的同時(shí),利用模式識(shí)別方法在2D透視圖像13中識(shí)別導(dǎo)管尖端的位置。該位置被傳送到EP映像系統(tǒng)1中,如用箭頭示意的那樣。因此,利用由EP映像系統(tǒng)拍攝地標(biāo)的3D位置,同時(shí)將2D位置存儲(chǔ)在2D透視圖像中。在既在3D映像數(shù)據(jù)中又在2D透視圖像中識(shí)別出4個(gè)對(duì)應(yīng)的地標(biāo)之后,自動(dòng)確定一個(gè)投影矩陣,借助于該矩陣可以將2D透視圖像的每個(gè)圖像點(diǎn)精確地對(duì)應(yīng)于3D映像數(shù)據(jù)的一個(gè)3D點(diǎn)。自然,如果不能自動(dòng)地進(jìn)行導(dǎo)管檢測(cè),還可以由用戶在2D透視圖像中交互地進(jìn)行。
原則上作為用于記錄的地標(biāo)優(yōu)選采用可以在解剖上很好識(shí)別的點(diǎn),例如,上腔靜脈、下腔靜脈、窩(Fossa)、冠狀竇(Corronay Sinus)、右心房中的三尖瓣或者4條肺靜脈以及左心房中的二尖瓣。
如果可以從2D透視圖像中提取出待治療心室的輪廓,則可以利用所采集的3D映像數(shù)據(jù)的表面點(diǎn)對(duì)這些輪廓點(diǎn)進(jìn)行記錄,以便按照這種方式確定投影矩陣的參數(shù)。因?yàn)橛捎趯?duì)比度不夠在實(shí)際中不能從純粹的X射線透視圖像中提取心室的輪廓,因此為了確定輪廓可以緊接在成功注射了造影劑之后進(jìn)行X射線的獲取。造影劑的注射使得可以按照較高的對(duì)比度對(duì)待治療心室的一部分或者包括流入或流出血管在內(nèi)的整個(gè)心臟成像。因此,例如可以在造影劑注射之后利用X射線獲取對(duì)包括分叉肺靜脈在內(nèi)的左心房的僅僅一部分進(jìn)行可視化,或者也可以將造影劑送至包括4條肺靜脈在內(nèi)的整個(gè)左心房,并且從2D透視圖像中提取出對(duì)應(yīng)的輪廓。
在基于表面的記錄中,特別是在此采用的逐點(diǎn)記錄中,為了進(jìn)行記錄,待治療心室的一個(gè)結(jié)構(gòu)上有意義的部分就足夠了。因此,不需要從2D透視圖像中提取包括血管在內(nèi)的心室內(nèi)的整個(gè)輪廓,而是可以只提取該輪廓的一個(gè)任意部分區(qū)域。
另一種可以在本發(fā)明方法中采用的、非常具有優(yōu)勢(shì)的記錄技術(shù)在于,通過(guò)離線校準(zhǔn)所有C型位置和方向而確定投影矩陣的內(nèi)在參數(shù)。該投影矩陣的5個(gè)內(nèi)在參數(shù)可以通過(guò)校準(zhǔn)根據(jù)需要一次性或者反復(fù)獲得。該校準(zhǔn)可以利用帶有X射線標(biāo)記的適當(dāng)?shù)男?zhǔn)模型進(jìn)行。在成功校準(zhǔn)之后,對(duì)于每個(gè)可能的C型位置和方向這些內(nèi)在參數(shù)都是已知的,從而接著進(jìn)行一次基于地標(biāo)或基于表面的2D-3D記錄就已足夠,以確定6個(gè)外在參數(shù),這些外在參數(shù)描述了映像系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系和C型系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系之間的關(guān)系。因此,通過(guò)事先的校準(zhǔn)避免了在每次C型運(yùn)動(dòng)之后重新對(duì)投影矩陣的所有11個(gè)自由度進(jìn)行估計(jì)。
本發(fā)明方法的一種可能的實(shí)施方式是特別具有優(yōu)勢(shì)的,其中,通過(guò)離線校準(zhǔn)所有C型位置和方向,以及另外還通過(guò)確定EP映像系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系和C型系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系之間的固定關(guān)系,事先既確定投影矩陣的內(nèi)在參數(shù)又確定其外在參數(shù)。例如,可以在使用CARTO-EP映像系統(tǒng)的條件下確定兩個(gè)3D坐標(biāo)系之間的關(guān)系,其中采集下設(shè)的(Unterbett)發(fā)送線圈的幾何結(jié)構(gòu)并從中計(jì)算出CARTO系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系和C型系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系之間的變換。如在上述EP映像系統(tǒng)中常見(jiàn)的那樣,在EP處理過(guò)程中當(dāng)在患者身上額外地使用一個(gè)參考位置和方向傳感器時(shí),也可以在變換中考慮該參考傳感器的位置和方向信息。
最后提到的C型離線校準(zhǔn)以及確定EP映像系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系和C型系統(tǒng)的3D坐標(biāo)系之間的固定關(guān)系,使得可以在獲取相應(yīng)的瞬時(shí)C型位置和方向之后,在沒(méi)有用戶交互的條件下確定投影矩陣的11個(gè)自由度。與此對(duì)應(yīng)的,在這種情況下在EP處理過(guò)程中可以不經(jīng)用戶交互完全自動(dòng)地通過(guò)計(jì)算單元進(jìn)行2D-3D記錄。
通過(guò)上述記錄,使得可以將2D透視圖像連同3D映像數(shù)據(jù)按照相同的取向并排顯示或者重疊顯示地進(jìn)行可視化。相同的取向通過(guò)將投影矩陣應(yīng)用于3D映像數(shù)據(jù)而得到。在此,這樣改變?cè)?D映像數(shù)據(jù)的取向,使得其與2D透視圖像的拍攝觀察方向?qū)?yīng)。作為例子,在圖5的左側(cè)示出了按照這種方式獲得的疊加的圖像顯示。在此,利用2D透視圖像13對(duì)3D映像數(shù)據(jù)的表面點(diǎn)14進(jìn)行了存放,其中,在造影劑注射之后可以看出包括分支的左下肺靜脈。這點(diǎn)用箭頭示意出。按照這種方式使用者可以立刻決定,是否還要利用EP映像系統(tǒng)圍繞在X射線圖像中可見(jiàn)的肺靜脈采集更多的表面點(diǎn),以便精確地顯示該區(qū)域中的解剖結(jié)構(gòu)。
如果例如在造影劑注射之后可以從2D透視圖像中提取待治療心室的輪廓,則可以僅僅將該2D透視圖像的輪廓與3D映像數(shù)據(jù)的可視圖進(jìn)行疊加,如在圖5右側(cè)示出的那樣。在此也可以識(shí)別出3D映像數(shù)據(jù)的3D表面點(diǎn)14。與該3D映像數(shù)據(jù)疊加的是被提取的、包括兩個(gè)肺靜脈在內(nèi)的左心房的輪廓13。通過(guò)存儲(chǔ)的左心房輪廓使用者可以決定,是否還要利用EP映像系統(tǒng)采集更多的表面點(diǎn),以便獲得與該實(shí)際輪廓一致的解剖結(jié)構(gòu)。
如果還要利用組合的可視圖顯示與從當(dāng)前2D透視圖像的拍攝方向獲得的視圖不同的3D映像數(shù)據(jù)的視圖,則要求對(duì)于每個(gè)顯示都在對(duì)應(yīng)的透視下另外拍攝一幅2D透視圖像,以及利用3D映像數(shù)據(jù)對(duì)該2D透視圖像進(jìn)行2D-3D記錄。使用兩個(gè)例如按照相差60°視角的X射線照片并且利用3D映像數(shù)據(jù)分別一次性記錄這兩個(gè)優(yōu)化方向,在實(shí)際中就足夠了。然后,C型可以(例如自動(dòng)地)在這兩個(gè)優(yōu)選方向之間來(lái)回運(yùn)動(dòng),而不需要重新進(jìn)行記錄。同樣,自然也可以使用一臺(tái)雙平面C型系統(tǒng),其中對(duì)于兩個(gè)C型拍攝系統(tǒng)的每一個(gè)都進(jìn)行2D-3D記錄。
自然,并不一定要將相應(yīng)的圖像在EP映像系統(tǒng)的顯示器上可視化,而是也可以顯示在獨(dú)立的顯示設(shè)備上或者在X射線系統(tǒng)的顯示器上。
在本發(fā)明方法以及所屬裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,在完成對(duì)于當(dāng)前C型設(shè)置的2D-3D記錄之后,將EP映像系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到這樣一種模式,其中將3D映像數(shù)據(jù)可視圖的取向?qū)崟r(shí)地與C型7的當(dāng)前取向進(jìn)行匹配。因此,該可視圖隨著C型運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。為此目的,通過(guò)硬件接口21(例如以太網(wǎng)接口)將C型7的位置參數(shù)從X射線系統(tǒng)5經(jīng)可視化單元19傳送到EP映像系統(tǒng)1,然后在EP映像系統(tǒng)中根據(jù)C型7的瞬時(shí)設(shè)置來(lái)改變3D映像數(shù)據(jù)可視圖的取向,以便得到相同的透視。在圖6中示出了該同步的原理,其中在左側(cè)示出了對(duì)C型位置的改變。如在圖的右側(cè)顯示的那樣,這種位置的改變?cè)斐?D映像數(shù)據(jù)14在顯示器4上顯示的取向的改變。
在本發(fā)明方法以及所屬的裝置的另一種實(shí)施方式中,可以交互地通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)改變3D映像數(shù)據(jù)在顯示器4上的可視圖。在完成對(duì)于當(dāng)前C型設(shè)置的2D-3D記錄之后,可以將EP映像系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換到這樣一種模式,其中對(duì)3D映像數(shù)據(jù)的可視圖取向的改變會(huì)引起C型7的旋轉(zhuǎn)。這點(diǎn)利用對(duì)應(yīng)的控制模塊20實(shí)現(xiàn)。在此,C型7移動(dòng)到這樣的位置,其中在拍攝的情況下2D透視圖像與3D映像數(shù)據(jù)的可視圖的當(dāng)前取向相對(duì)應(yīng)。因此,C型7類似于3D映像數(shù)據(jù)的可視圖的交互旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)。為此,通過(guò)硬件接口21從EP映像系統(tǒng)1向控制模塊20傳送3D映像數(shù)據(jù)的當(dāng)前取向的參數(shù),然后該控制模塊這樣控制X射線系統(tǒng)5,即C型7根據(jù)3D映像數(shù)據(jù)的取向而運(yùn)動(dòng)。在圖7中示出了該同步的原理。通過(guò)在顯示器4上交互地改變3D映像數(shù)據(jù)14顯示的取向,使得C型7運(yùn)動(dòng)到一個(gè)新的位置和方向,在該位置和方向下所繪制的2D透視圖像對(duì)應(yīng)于與所改變的3D映像數(shù)據(jù)的顯示同樣的透視。按照這種方式,在拍攝2D透視圖像時(shí)隨時(shí)得到透視正確的顯示。
權(quán)利要求
1.一種用于可視地支持電生理學(xué)導(dǎo)管在心臟中應(yīng)用的方法,其中,在進(jìn)行導(dǎo)管應(yīng)用的同時(shí)利用X射線圖像拍攝系統(tǒng)(5)拍攝心臟的治療區(qū)域的2D透視圖像(13),并且連同同時(shí)提供的該治療區(qū)域的3D映像數(shù)據(jù)(14)一起進(jìn)行可視化,其特征在于,利用所述3D映像數(shù)據(jù)(14)記錄所述2D透視圖像(13),并且將該3D映像數(shù)據(jù)(14)分別按照與該2D透視圖像(13)相同的透視在該2D透視圖像(13)或由其導(dǎo)出的圖像內(nèi)容(15)的旁邊進(jìn)行顯示,或者與該2D透視圖像相疊加地顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,通過(guò)分割從所述2D透視圖像(13)中提取出在治療區(qū)域中的一個(gè)或者多個(gè)對(duì)象的輪廓(15),并且作為導(dǎo)出的圖像內(nèi)容進(jìn)行顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,可以通過(guò)所述顯示的交互旋轉(zhuǎn)改變所述3D映像數(shù)據(jù)(14)的透視顯示,并且在交互改變時(shí)將用于拍攝所述2D透視圖像(13)的圖像拍攝系統(tǒng)(5)這樣自動(dòng)地進(jìn)行控制,使得在被改變的透視下拍攝2D透視圖像(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,借助作為3D映像數(shù)據(jù)(14)被采集并可以在2D透視圖像(13)中識(shí)別的地標(biāo)進(jìn)行所述記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,通過(guò)表面匹配進(jìn)行所述記錄,其中,將從所述3D映像數(shù)據(jù)(14)中得出的治療區(qū)域、特別是心室的至少一部分的3D表面變化,與從2D透視圖像中提取的、治療區(qū)域的至少一部分的輪廓(15)至少近似地重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在進(jìn)行導(dǎo)管使用的第一階段,首先借助所述地標(biāo)粗略地進(jìn)行所述記錄,并且在隨后的第二階段通過(guò)表面匹配對(duì)該記錄進(jìn)行細(xì)化,其中,將從所述3D映像數(shù)據(jù)(14)中得出的治療區(qū)域、特別是心室的至少一部分的3D表面變化,與從2D透視圖像(13)中提取的、治療區(qū)域的至少一部分的輪廓(15)至少近似地重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在進(jìn)行導(dǎo)管使用之前將所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)針對(duì)所有可以設(shè)置的拍攝透視進(jìn)行校準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在進(jìn)行導(dǎo)管使用之前將所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)針對(duì)所有可以設(shè)置的拍攝透視進(jìn)行校準(zhǔn),并且確定一個(gè)與該圖像拍攝系統(tǒng)(5)固定連接的3D坐標(biāo)系以及在其中采集3D映像數(shù)據(jù)(14)的3D坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在進(jìn)行導(dǎo)管使用之前將所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)針對(duì)至少兩個(gè)不同的拍攝透視進(jìn)行校準(zhǔn),并且確定一個(gè)與該圖像拍攝系統(tǒng)(5)固定連接的3D坐標(biāo)系以及在其中采集3D映像數(shù)據(jù)(14)的3D坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置,其中,所述2D透視圖像(13)的拍攝僅僅在該至少兩個(gè)被校準(zhǔn)的拍攝透視下進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法,其特征在于,在所述校準(zhǔn)和所確定的相對(duì)位置的基礎(chǔ)上自動(dòng)進(jìn)行所述記錄。
11.一種用于實(shí)施按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法的裝置,包括-一個(gè)或多個(gè)用于3D映像數(shù)據(jù)(14)以及2D透視圖像(13)的圖像數(shù)據(jù)的輸入接口,-記錄模塊(17),構(gòu)造成用于利用所述3D映像數(shù)據(jù)(14)記錄所述2D透視圖像(13),和-與所述記錄模塊(17)連接的可視化模塊(19),該可視化模塊將該3D映像數(shù)據(jù)(14)分別按照與該2D透視圖像(13)相同的透視提供在該2D透視圖像(13)或由其導(dǎo)出圖像內(nèi)容(15)的旁邊,或者與該2D透視圖像相疊加,以便利用顯示設(shè)備(4)進(jìn)行顯示。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置,其特征在于,將分割模塊(18)構(gòu)造成對(duì)所述2D透視圖像(13)進(jìn)行分割,以便提取出心臟治療區(qū)域的輪廓(15)作為圖像內(nèi)容。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置,其特征在于,所述記錄模塊(17)構(gòu)造成,借助作為3D映像數(shù)據(jù)(14)被采集并可以在2D透視圖像(13)中識(shí)別的地標(biāo)進(jìn)行記錄。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述記錄模塊(17)構(gòu)造成通過(guò)表面匹配進(jìn)行記錄。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置,其特征在于,所述記錄模塊(17)構(gòu)造成按照多級(jí)處理進(jìn)行記錄,其中,在進(jìn)行導(dǎo)管使用的第一階段首先借助所述地標(biāo)粗略地進(jìn)行所述記錄,并且在隨后的第二階段通過(guò)表面匹配對(duì)該記錄進(jìn)行細(xì)化,其中,將從所述3D映像數(shù)據(jù)(14)中得出的治療區(qū)域、特別是心室的至少一部分的3D表面變化,與從2D透視圖像(13)中提取的、治療區(qū)域的至少一部分的輪廓(15)至少近似地重合。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置,其特征在于,所述記錄模塊(17)構(gòu)造成,基于對(duì)所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)的校準(zhǔn)和已知的、與該圖像拍攝系統(tǒng)(5)固定連接的3D坐標(biāo)系以及在其中采集3D映像數(shù)據(jù)(14)的3D坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置,自動(dòng)地進(jìn)行所述記錄。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述可視化模塊(19)構(gòu)造成,根據(jù)所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)的瞬時(shí)拍攝位置自動(dòng)匹配3D映像數(shù)據(jù)(14)的透視顯示。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,設(shè)置了用于控制所述圖像拍攝系統(tǒng)(5)的控制模塊(20),該控制模塊在交互地旋轉(zhuǎn)所述3D映像數(shù)據(jù)(14)的顯示時(shí),控制圖像拍攝系統(tǒng)(5),以便自動(dòng)將拍攝位置與被改變的透視相匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于可視地支持電生理學(xué)導(dǎo)管在心臟中應(yīng)用的方法,其中,在進(jìn)行導(dǎo)管應(yīng)用的同時(shí)利用X射線圖像拍攝系統(tǒng)(5)拍攝心臟的治療區(qū)域的2D透視圖像(13),并且連同同時(shí)提供的該治療區(qū)域的3D映像數(shù)據(jù)(14)一起進(jìn)行可視化。該方法的特征在于,利用3D映像數(shù)據(jù)(14)記錄2D透視圖像(13),并且將該3D映像數(shù)據(jù)(14)分別按照與該2D透視圖像(13)相同的透視在該2D透視圖像(13)或由其導(dǎo)出圖像內(nèi)容(15)的旁邊進(jìn)行顯示,或者相疊加地顯示。
文檔編號(hào)A61B5/042GK1689516SQ20051006892
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者詹·貝斯, 諾伯特·拉恩 申請(qǐng)人:西門子公司
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