[发明专利]对象内的植入设备的空间和形状表征

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理的领域，特别是用于医学目的，以便提供用于对插入患者的身体中的设备进行表征的方法。

特别地，本发明涉及用于对定位在检查对象内的设备进行空间表征的方法。

而且，本发明涉及数据处理设备和医学X射线检查装置。

此外，本发明涉及计算机可读介质和具有用于控制上面提到的用于对定位在检查对象内的设备进行空间表征的方法的指令的程序单元。

背景技术

在越来越多的冠状动脉和结构性心脏病介入程序中，诸如支架的经皮设备被放置并部署在冠状动脉中。在导管上塌陷以便递送的这些设备必须精确地制定大小并定位以便在程序期间部署，并且，常常要求随后评价。一旦将这些设备部署至其最终复杂的三维结构中，评价过程就常常是主观的且非标准化的，从而跟踪与结构的位置、制定大小或最终形状有关的任何临床结果都可能是困难的。

当前仅通过对由X射线检查装置或由诸如超声波心动描记术的其他成像模态所采集的2D图像的视觉检查而完成在部署之后直接进行的或在更长的时期上进行的经皮设备的评价。然而，这些设备中的许多具有复杂的3D形状，从而难以使用常见的基于投影的成像来评估，并可能以难以仅用眼睛辨别的方式改变其形状。随着开发出更多这些设备并要求短期和长期的安全和疗效的临床评价，可能需要更先进的用于随时间确定其适当部署和定位的方法。

在WO 2008/041154A2中，示出通过识别截面内的结构的2D表示而对位于对象内的结构进行空间表征。那里，描述作为可视化且量化工具的虚拟拉回，其允许介入心脏病科医师容易地评估支架扩张。与血管内超声拉回相似，虚拟拉回将支架和/或血管腔可视化。沿着参考线在体积数据中执行虚拟拉回。体积数据能够是旋转2D X射线衰减数据的重建。随着沿参考线位置的改变，将垂直于参考线的平面可视化。在这些垂直的截面中，计算并显示自动测量。

发明内容

对经皮设备的正确放置和部署的评估的成功和准确度不但很大程度上取决于临床医生的经验，而且还取决于来自设备的清晰的2D图像和设备的复杂度。然而，如果设备具有相当复杂的形状，则2D图像包括不确定性，并且，如果临床医生在评估特定的经皮设备的部署状态方面没有经验，则需要改进用于对经皮设备的放置和部署的评价的已知的方法。

因此，可能存在着对用于对定位在检查对象内的设备进行表征的方法的需要，该方法可以克服至少一些上面的不足。特别地，可能存在着对用于对定位在检查对象内的设备进行表征的方法的需要，该方法提供对定位在检查对象内、特别是患者的身体中的设备的准确且清晰的表征。

这些需要可以由根据独立权利要求的主题满足。在从属权利要求中描述本发明的有利的实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种用于对定位在检查对象内的设备进行空间表征的方法。所描述的方法包括许多步骤。在第一步骤中，采集一组图像，在该组图像中，使感兴趣的设备可见。该组图像的采集能够通过许多不同的图像采集方法而实现，例如，在相对于设备的不同的观察角度下采集的传统的二维X射线图像。因此，使用包括C臂的X射线系统并在该C臂的旋转扫描期间采集一组图像可以是有益的。

在随后的步骤中，使用已存在的各种方法从所采集的一组图像重建设备的三维模型。存在着用于从具有不同观察角度的一组图像重建三维模型的各种方法，例如用于非心脏设备的标准滤波反投影重建或在心脏设备情况下的门控重建或3D设备推进。表达“模型”代表设备的三维形状的必要方面的数学表示，该数学表示以就可处理性方面而言可用的形式呈现该设备的知识。

随后，如下，将该重建的三维模型与理想模型相比较，该理想模型出于有关目的而具有理想的部署状态并定位在将被检查的对象内部预定位置。在将实际设备定位并部署于例如患者的将被检查的对象中之后，医师执行设备的旋转采集。通过使用现有技术而以高空间分辨率将设备重建成三维体积。使用模板匹配或其他方法来使理想设备的模型与实际设备相符。然后，能够在匹配之后执行对所部署的设备和设备的理想模型之间的差异的测量。

在诸如支架的经皮设备被空间重建的情况下，可以计算相对于期望的支架扩张的偏差。根据期望的血管直径，支架扩张可以表征为支架的横截表面的最大直径。

显然，在该程序之前，需要被理想部署的设备的三维模型。这能够从设备本身的供应商或通过在体外对设备的成像研究而获得。由于理想地部署的形状可能总是相同，因而该模型可以是单个模型，或者，例如，在使用支架中所部署的形状取决于部署期间使用的球囊的压力，则该模型也可以是大量模型。