[发明专利]用于介入射频消融或起搏器放置过程中的虚拟解剖结构丰富的实时2D成像的心脏和/或呼吸门控图像采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及心脏电生理(EP)的领域，并且，更具体地，涉及图像引导的射频消融和起搏器放置过程。对于那些过程，提出在介入工具导航通过患者的分叉的冠状血管或心腔解剖结构以便将例如心血管导管引导至患者的冠状静脉树的心脏血管部分中的靶标结构或病灶处或者引导至心肌内的感兴趣区域时，显示从相同的投影角度在手术中获得的介入工具的覆盖的2D导航运动。以这样的方式，在移动介入仪器时，获得患者解剖结构的动态上丰富的2D重建。通过应用心脏和/或呼吸门控技术，能够实现在患者的心动周期和/或呼吸周期的相同相位期间采集2D实况图像。与基于通过两个截然不同的成像模态而独立采集的图像数据的配准和融合的现有技术的解决方案相比，二维重建解剖结构的精度显著地提高。

背景技术

在大部分发达国家中，诸如动脉硬化、高血压以及局部缺血的心血管疾病(CVD)是死亡的主要原因，因为这些心血管疾病对心脏和血管的永久损伤，其可能导致慢性心脏衰竭、心绞痛或心肌梗死(心脏病发作)。对于表现出电心血管疾病(诸如颤动、心跳过速、颤振等)或血管阻塞的症状的患者，通常经由心导管插入实验室中的介入心脏病学而进行诊断和处置。心导管插入检查从而意味着将小管(导管)穿过动脉和/或静脉而插入心肌。为了利用实时X射线成像来将冠状动脉和心腔可视化，通过导管而注射造影剂。在造影剂流动至冠状动脉系统或心腔中时，造影剂必须对X射线不透明并提供良好的图像对比度。该过程产生对医生在心脏解剖结构中导航有用的、被称为血管造影的图像。

在过去的三十年，微创X射线引导的介入心脏病学受到人口、技术以及经济因素的刺激有了剧大的进步。新的基于导管的介入工具(诸如球囊导管和支架)允许医生处置更多的状况和更复杂的患者情况。由于这些新的微创、图像引导的过程具有正面的患者效果，并且，比心脏直视的过程更便宜，政府和个人付款人积极地鼓励医生使用这些过程处置患者。

现在，基于X射线的心导管插入系统代表当前的护理标准之一，并且，提供用于心脏病学中的诊断过程和治疗过程这两者的成像模态。它们用于生成对冠状动脉中的血流的阻塞的实时图像。在识别到阻塞时，利用实时X射线成像来引导球囊尖端的导管至阻塞点的插入，以便通过血管修复术(指动脉中受限制的流动面积的球囊扩张)和支架放置(也就是，通过扩张支撑结构来保持新扩大的动脉开放)而进行处置。对具有冠状动脉疾病的患者进行治疗的目标是，通过采用用于重新开放冠状动脉的技术和设备而减轻心绞痛的症状并减小死亡或心肌梗死的风险。

如上面所提到的心导管插入系统几乎实现心导管插入实验室中的所有微创过程。目前开发的系统都具有相同的基础架构并使用将X射线束通过患者并投影到大面积探测器上的点X射线源，探测器用于将所生成的2D图像转换成电信号以便在监视器上显示。从而，获得患者的X射线照片图像(shadowgram)。

通常采用的心导管插入系统典型地执行两种截然不同的类型的实时X射线成像：诊断血管造影和介入成像。利用高辐射照射量执行诊断血管造影，以便产生高质量图像。该诊断(电影)模式产生流经冠状动脉的所注射的造影剂的图像，以诊断冠状动脉的初始状况、确定所需介入并在介入之后重新评估冠状动脉。利用产生更低质量的图像的经调节的辐射照射量来执行介入成像。该介入(透视)模式从而提供患者解剖结构的实时成像以引导介入并且在将设备插入解剖结构中时使用。介入模式用于大约90％的过程成像时间。