[发明专利]对追踪系统的术中质量监测

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于对身体、人或动物的诊断和/或处置的介入程序，其可以包含做切口或孔以进入身体内部，或无需切开进入身体而进入体腔，或对身体施予电磁辐射(例如X射线、激光、伽马射线和紫外光)。本发明具体涉及在介入程序期间，对针对介入工具的追踪系统的校准的术中质量监测。

背景技术

图1图示了已知的介入系统，其采用一个或多个介入工具20、一个或多个成像系统30、追踪系统40以及工作站50。

每个介入工具20均可以为在结构上被配置用于在介入程序期间执行具体动作的任意类型的工具、仪器、设备、小器件等等。介入工具20的范例包括，但不限于内窥镜、导管和超声(“US”)探头。

每个成像系统30均可以为在结构上被配置用于在介入程序期间生成身体的解剖区域的图像的任意类型的系统。成像系统30的范例包括，但不限于X射线系统和US系统。

追踪系统40可以为在结构上被配置用于在介入程序期间追踪(一个或多个)介入工具20在空间参考系内的移动的任意类型的系统。追踪系统40的范例包括，但不限于，电磁(“EM”)追踪系统和光学追踪系统。

工作站50可以包括任意类型的组装装置，所述组装装置在结构上被配置用于在所述介入程序期间，处理来自(一个或多个)成像系统30的图像数据31和来自追踪系统40的追踪数据41，以可视化(一个或多个)介入工具20在空间参考系内相对于身体的解剖区域的配准图像的位置。工作站50的范例包括，但不限于，这样的计算机，其具有：(1)介入导航器应用程序51，介入导航器应用程序51用于处理图像数据31和追踪数据41以显示(一个或多个)介入工具20在所述空间参考系内相对于身体的解剖区域的配准图像的位置；以及(2)图形用户接口(“GUI”)(未示出)，其用于与介入导航器应用程序51交互。

对任意介入程序尤其重要的是对追踪系统40的校准。例如，EM追踪系统典型地采用用于定义空间参考系的一个或多个磁场源，以及用于测量由所述磁场源产生的场的一个或多个磁传感器，由此所述测量结果被用于确定(一个或多个)介入工具20在所述空间参考系内的位置。该技术依赖于对源的相对位置和它们的磁场的空间形式以及磁传感器的相对位置和灵敏度的准确的先验知识。由于不可能制作出具有理想特性的磁源和磁传感器，对这种特性的纯理论计算很可能有误差，并因此必须在述介入程序之前或期间根据校准测量结果来确定它们。对EM追踪系统的校准确保了由(一个或多个)成像系统30(例如X射线成像系统和/或US成像系统)生成的图像的准确配准。

然而，对由(一个或多个)成像系统30生成的所述图像的配准可能因多种原因而在介入程序期间变得有误差，所述原因包括，但不限于，校准误差、不能操作或有故障的磁源/传感器、电磁畸变或干扰、患者台的运动和/或患者台的弯曲。为了解决该潜在的校准问题，本发明提供一种工作站50的追踪质量监测器52(如在图2中所示)，用于监测校准的追踪系统40的追踪质量。具体地，追踪质量监测器52实施以下方法，用于确定(一个或多个)介入工具20在由追踪系统40定义的空间参考系内的位置误差，以及用于提供警报和/或对这种(一个或多个)位置误差的校正。

发明内容

本发明的一种形式为介入系统，其采用具有追踪点的介入工具、成像系统、追踪系统和追踪质量监视器。在操作中，所述成像系统能够操作为生成所述介入工具的部分或整体相对于身体的解剖区域的一个或多个图像。所述追踪系统追踪所述介入工具和所述成像系统在空间参考系内相对于所述身体的所述解剖区域的任何移动，其中，所述追踪系统针对所述介入工具和所述成像系统而被校准。所述追踪质量监测器根据针对每个图像的所述追踪点在所述空间参考系内的校准追踪位置与所述追踪点在所述图像中的图像坐标位置之间的校准位置误差而监测所述追踪系统的追踪质量。

本发明第二种形式为介入工作站，其采用介入导航器和追踪质量监测器。在操作中，所述介入导航器在介入程序期间，可视化介入工具在空间参考系内相对于身体的解剖区域的一个或多个配准图像的位置。所述追踪质量监测器根据针对每个配准图像在所述追踪点在所述空间参考系内的校准追踪位置与所述追踪点在所述配准图像中的图像坐标位置之间的校准位置误差而监测所述配准图像的追踪质量。