[发明专利]三维超声中导管的可视化

说明书

技术领域

本发明总体上涉及针对介入程序的，尤其是针对心脏介入程序的，准确图像引导。本发明特别涉及介入工具（例如，导管）在超声图像（“3D US”）中的可视化。

背景技术

对于介入程序，尤其是心脏介入程序中的准确引导而言，知晓介入工具（例如，导管）关于程序前规划扫描（例如，磁共振成像（“MRI”）扫描或计算机断层摄影（“CT”）扫描）的相对位置是重要的。由于X射线荧光图像提供程序期间介入工具的非常高解析的图像，因此本领域已知的用于在引导介入工具中提供视觉辅助的图像引导的系统聚焦于在荧光图像中跟踪工具的末端，并叠加在程序前扫描中。同样广为人知的是，为了所述介入工具的3D形状的实时可视化，将多个位置传感器和/或形状感测传感器安装在介入工具上，以跟踪所述介入工具的3D形状。

将超声图像（“2D US”）或3D US与X射线成像配准已越来越多地将X射线荧光检查扩充为用于引导介入程序的辅助。所述2D US或所述3D US的关键作用是为程序前扫描增加实时运动信息，同时（一个或多个）X射线荧光图像实时地提供所述介入工具的高分辨可视化。此外，随着3D US的实时引入，在超声中更清楚地将所述介入工具可视化正变为可能，由此实现仅由超声引导的介入。

在心脏介入程序中，将导管的末端以及所述导管末端的取向可视化是重要的。导管末端的识别在3D US中是困难的，尤其是在心脏介入设定中。因此，用于在X射线图像中识别所述导管末端，以及将这些点标定到3D US中，用于在程序前扫描中的提取和融合的方法对于介入程序是有益的。

发明内容

本发明的一种形式是采用X射线成像设备（例如，单平面或双平面）和超声成像设备的图像引导的系统，所述X射线成像设备用于生成图示解剖区域中的工具（例如，心脏区域中的导管）的一个或多个X射线图像，所述超声成像设备用于生成图示所述解剖区域中的所述工具的超声图像。

所述图像引导的系统还采用工具跟踪设备，用于视觉地跟踪所述解剖区域中的所述工具。在运行中，所述工具跟踪设备响应于对位于所述（一个或多个）X射线图像中的所述工具的部分（例如，所述导管的末端）的识别，确定位于所述超声图像中的所述工具的所述部分的位置，并且关于位于所述超声图像中的所述工具的所述部分的位置确定，对位于所述超声图像内的所述工具的整体执行图像分割（例如，切图分割）。

本发明的第二种形式是用于视觉地跟踪解剖区域中的工具的图像引导方法。所述方法涉及生成图示解剖区域中的工具（例如，心脏区域中的导管）的一个或多个X射线图像，以及生成图示所述解剖区域中的所述工具的超声图像。

所述方法还涉及响应于对位于所述（一个或多个）X射线图像中的所述工具的部分（例如，所述导管的末端）的识别，确定位于所述超声图像中的所述工具的所述部分的位置，以及关于位于所述超声图像中的所述工具的所述部分的位置确定，对位于所述超声图像中的所述工具的整体执行图像分割（例如，切图分割）。

结合附图，根据以下对本发明各个示范性实施例的详细描述，本发明的前述形式和其他形式，以及本发明的各种特征和优点将变得更加明显。所述详细描述及附图仅是对本发明的举例说明，而非限制，本发明的范围由所附权利要求书及其等价方案限定。

附图说明

图1图示了根据本发明的图像引导的系统的示范性实施例。

图2图示了表示根据本发明的图像引导的方法的流程图。

图3图示了通过图1的图像引导的系统对图2的图像引导的方法的示范性实现方式。

图4至图6图示了根据本发明的工具跟踪设备的各个实施例。

图7图示了根据本发明的、X射线图像与超声图像之间的示范性几何关系。

图8图示了根据本发明的、超声图像中示范性的工具末端移动。

图9图示了表示心脏介入程序的一个实施例的流程图，所述心脏介入程序将根据本发明的工具跟踪方法的一个实施例并入。

图10图示了表示根据本发明的工具跟踪方法的第二实施例的流程图。

图11图示了表示根据本发明的工具位置确定方法的一个实施例的流程图。

图12图示了表示根据本发明的加权图构造方法的一个实施例的流程图。

图13图示了根据本发明的对应于能量函数的示范性加权图。

图14图示了表示根据本发明的图像分割方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式