对象内的植入设备的空间和形状表征制造技术

本发明专利技术描述一种用于对定位在检查中的例如患者身体的对象内的设备进行空间表征的方法，其例如允许临床医生容易地评估设备的部署状态和位置。该方法包括下列步骤：采集(26)设备的一组图像；从该组图像重建(28)设备的三维模型；将设备的模型与对象内部预定部署状态下的设备的理想模型相比较(30)；以及在显示单元上显示(36)设备的模型。对于光学指示，能够确定所部署的设备相对于所部署的设备的理想模型的偏差区域，并且，根据偏差的强度而对该偏差区域进行颜色编码。

Space and shape characterization of an implant in an object

The invention describes a method for spatial characterization of devices located in inspection objects, such as the body of a patient, such as allowing clinicians to evaluate the deployment status and location of devices easily. The method comprises the following steps: (26) a set of image acquisition equipment; from the set of image reconstruction (28) 3D models of the equipment; the internal model and the object of equipment deployment under the condition of predetermined ideal model of the device is compared; and (30) are displayed on the display unit (36) equipment model. For optical indication, we can identify the deviation area of the deployed device relative to the ideal model of the deployed device, and color the deviation area according to the strength of the deviation.

【技术实现步骤摘要】
对象内的植入设备的空间和形状表征本申请是2010年06月17日提交的申请号为201080028088.8、名称为“对象内的植入设备的空间和形状表征”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术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，本专利技术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，本专利技术涉及数据处理设备和医学X射线检查装置。此外，本专利技术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。
技术介绍
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WO2008/041154A2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2DX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。
技术实现思路
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专利技术的有利的实施例。根据本专利技术的第一方面，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。在将实际设备的三维表示与所部署的设备的理想结构比较期间，可以计算偏差区域。从而，可以生成颜色代码，以便代表实际设备的模型与具有预定部署状态和位置的理想模型之间的偏差。将对与理想模型的大的偏差或变形的区域进行颜色编码，以警告医师潜在的错误定位或未部署好。本专利技术的该第一方面基于这样的理念：例如，在临床医生或其他人将设备定位并部署于例如患者的身体中时可以得到支持，以便确保正确地部署设备。使用现有技术中已知的标准方法来确定是否正确地定位并部署设备很麻烦。通过使用根据本专利技术的方法，相当容易地完成该确定。此外，在常规的医学检查等期间的一段时间之后，也相当容易地检查设备的位置和部署状态。根据本专利技术的有利实施例，在显示单元上显示所重建的模型，该显示单元可以是例如在介入过程期间对医师可见的屏幕。生成以标记偏差区域的颜色代码能够应用于所显示的图像，使偏差区域具有不同于实际设备的剩余部分的颜色。这帮助医师容易地识别需要完成设备的重新部署或重新定位的区域。作为示例，可以对经皮设备的形状的严重偏差的区域标记红色，而可以对仅较小的偏差的其他区域标记绿色。显然，该列出并非穷尽的，并且，出于该目的，也可以使用其他颜色代码。在本专利技术的另一实施例中，可以使用相同的方法来将在原始植入时重建的设备的模型与来自稍后的后续重建的设备的模型相比较，以计算设备的形状或实际位置已改变的偏差区域。从而，能够评估所部署的经皮设备是否改变其形状或其位置。这允许评价设备的最近状态并评估进一步的介入是否是必要的。根据本专利技术的又一示范性的实施例，并行地显示理想模型与实际部署设备的重建模型。这可以采用暂时的或永久的方式。表述“暂时的”代表以非永久的方式描绘理想模型，例如，仅在按压专用的按钮、刻度盘或开关的给定时间，或者经由用户界面而执行适当的命令。这可以帮助将实际偏差绘制得更清楚，因为不仅可以使用颜色代码，而且还使实际设备和理想设备之间的视觉比较变得容易。同样，可以实现理想设备模型的永久显示，其中，可以将模型显示为以阴影/透明的方式对实际设备的重建模型的覆盖，从而可以在不妨碍实际设备的重建模型的视图的情况下，识别出理想设备的圆周、外形、轮廓，反之亦然。还能够将设备的理想模型投影至植入设备的任何2D血管造影图上，以核查相似点和差异。可选地，在本专利技术的另一示范性实施例中，可以与实际设备的所重建的模型交替地显示理想模型，从而例如通过触发输入设备，显示单元在实际设备和设备的理想模型之间切换。从而，可以非常有帮助的是，使理想模型的位置与实际设备的位置相符，以便通过在实际设备模型和理想模型的显示之间的翻转而容易地识别变形偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对定位并部署在检查对象内的设备进行空间表征的方法，所述方法包括下列步骤：采集(26)所述设备的一组图像，从所述组图像重建(28)所部署的设备的三维模型，将所部署的设备的所述三维模型与在所述对象内部的预定部署状态下的所述设备的三维理想模型相符和相比较(30)，在显示单元上显示(36)所部署的设备的所述三维模型，其中，所述比较的步骤包括确定(32)与所述三维理想模型相比所述三维模型的形状的偏差区域；并且其中，所述显示的步骤包括可视化所述偏差区域。

【技术特征摘要】
2009.06.24 US 61/219,9181.一种用于对定位并部署在检查对象内的设备进行空间表征的方法，所述方法包括下列步骤：采集(26)所述设备的一组图像，从所述组图像重建(28)所部署的设备的三维模型，将所部署的设备的所述三维模型与在所述对象内部的预定部署状态下的所述设备的三维理想模型相符和相比较(30)，在显示单元上显示(36)所部署的设备的所述三维模型，其中，所述比较的步骤包括确定(32)与所述三维理想模型相比所述三维模型的形状的偏差区域；并且其中，所述显示的步骤包括可视化所述偏差区域。2.如权利要求1所述的方法，还包括根据偏差的强度生成(34)颜色代码和在所述显示单元上将根据所生成的颜色代码的颜色叠加(38)在所显示的三维模型上的步骤。3.如权利要求1至2中的任一项所述的方法，还包括暂时地显示所述三维理想模型的步骤。4.如权利要求3所述的方法，其中，将所述三维理想模型显示为以部分透明的方式对实际部署的设备的所重建的三维模型的覆盖。5.如权利要求3所述的方法，其中，与实际部署的设备的所重建的三维模型交替地显示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·诺伊鲍尔，M·格拉斯，J·D·卡罗尔，SY·陈，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，科罗拉多大学董事会，法人团体，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL