[发明专利]位置确定装置

说明书

本发明涉及一种用于确定工作元件(5)相对于对象(3)的模型的位置的位置确定装置，所述工作元件被布置在具有内部结构的所述对象内。所述对象的所述内部结构内的配准元件(7)的位置和形状被提供并且用于确定涉及所述模型的所述内部结构和所述配准元件的位置和形状相对于彼此的变换，其中，根据所述工作元件与所述配准元件之间的所提供的空间关系和所确定的变换来确定所述工作元件相对于所述模型的位置。以这种方式，能够在不必要求示出所述工作元件的x‑射线投影图像并且因此不必将x‑射线应用到所述对象的情况下确定所述工作元件相对于所述对象的所述模型的位置。

技术领域

本发明涉及用于确定工作元件相对于对象的模型的位置的位置确定装置、位置确定方法和计算机程序，所述工作元件被布置在具有内部结构的对象内。本发明还涉及包括位置确定装置的介入系统。

背景技术

在介入流程期间，可以在人的二维x-射线投影图像(即在介入流程期间获取的介入图像)和人的介入前三维图像的引导下将导管移动到人内的期望位置，人的介入前三维图像可以是示出人的经分割的部分的原始图像或处理过的图像并且人的介入前三维图像在介入流程之前已经获取。为了确定导管的当前位置，能够将示出导管的当前位置的介入x-射线投影图像和介入前图像相对于彼此进行配准，并且能够在显示器上显示经配准的介入和介入前图像的叠加。因此，为了确定导管的当前位置，即为了示出人的介入前三维图像内的导管的当前位置，不得不将x-射线应用到人。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定工作元件相对于对象的模型的位置的位置确定装置、位置确定方法和计算机程序，所述工作元件被布置在具有内部结构的对象内，其中，能够在不必将x-射线应用到对象的情况下确定工作元件的位置。本发明的另一目的是提供一种包括位置确定装置的介入系统。

在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定工作元件相对于对象的模型的位置的位置确定装置，所述工作元件被布置在具有内部结构的所述对象内，其中，所述位置确定装置包括：

-位置和形状提供单元，其用于提供所述对象的所述内部结构内的配准元件的位置和形状以及所述工作元件与所述配准元件之间的空间关系，

-模型提供单元，其用于提供所述对象的所述模型，

-变换确定单元，其用于确定涉及所述模型的所述内部结构和所述配准元件的位置和形状相对于彼此的变换，使得所述模型的所述内部结构对应于所述配准元件的所提供的位置和形状，以及

-位置确定单元，其用于根据所述工作元件与所述配准元件之间的所述空间关系和所确定的变换来确定所述工作元件相对于所述模型的位置。

由于对所述工作元件的位置的确定仅仅需要a)涉及所述模型的所述内部结构和所述配准元件的所提供的位置和形状相对于彼此的变换，使得所述模型的所述内部结构对应于所述配准元件的所提供的位置和形状以及b)所述工作元件与所述配准元件之间的所提供的空间关系，能够在不必要求示出所述工作元件的x-射线投影图像并且因此不必将x-射线应用到所述对象的情况下确定所述工作元件相对于所述对象的所述模型的位置。

所述工作元件可以是能够被用于影响所述对象的内部部分的任何元件。例如，所述工作元件能够是导管、针或其他介入工具。所述对象优选是诸如人或动物的生物的内部部分。例如，所述对象能够是诸如心脏的器官。

所述对象的所述模型能够是所述对象的图像，优选在所述工作元件和所述配准元件已经被引入到所述对象中之前已经生成所述对象的所述图像，并且在所述对象的所述图像中已经识别出所述对象的所述内部结构。尤其地，所述模型能够是所述对象的经分割的图像，其中，在该图像内对对象的部分进行分割以用于提供所述模型。例如，所述模型是表示心脏的不同部分的心脏模型。所述模型优选是三维空间模型。然而，所述模型也能够额外地考虑所述对象的移动，尤其是所述对象的周期性移动，即所述模型也能够是四维模型。