导航辅助系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在介入流程期间辅助导航对象内的介入仪器(10)的导航辅助系统。基于提供的所述介入仪器的当前位置和形状、提供的限定所述介入仪器要被移动到的目标(45)的位置的目标位置和提供的指示所述介入仪器的可能配置的配置信息，允许所述介入仪器到达所述目标的可能路径(50)被确定。当医师移动所述介入仪器时，所确定的可能路径以及优选地还有所述介入仪器的当前位置和形状以及所述目标位置能够被实时地显示在显示器上，由此辅助所述医师导航所述介入仪器。

Navigation aid system

The invention relates to a navigation auxiliary system for an interventional instrument (10) in an auxiliary navigation object during an intervention process. Based on the present position and shape of the interventional apparatus provided, the position of the target (45) to be moved to the position of the intervening instrument and the configuration information provided for the possible configuration of the intervening instrument provided, the possible path (50) of the intervening instrument to reach the target is determined. When the physician moves the interventional apparatus, the possible path determined, and the preferred location and shape of the intervening instrument, and the target position can be displayed on the display in real time, thereby assisting the physician to navigate the intervening instrument.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导航辅助系统
本专利技术涉及用于在介入流程期间辅助导航对象内的介入仪器的导航辅助系统、导航辅助方法和计算机程序。本专利技术还涉及包括所述导航辅助系统的介入系统。
技术介绍
当执行介入流程时，医师一般需要将对象内的介入仪器导航到目标。例如，在经皮二尖瓣修复流程期间，医师需要将导管导航到二尖瓣。为了辅助医师将介入仪器导航到目标，通常采集示出介入仪器和心脏以及二尖瓣的当前位置的二维x射线投影图像。然而，通过仅使用二维x射线投影图像来准确地将介入仪器导航到目标对于医师来说是非常困难的。美国专利申请2014/0187949描述了一种从自导管延伸的成像探头接收解剖结构的图像的方法。在图像中识别的目标结构的位置数据被接收。位置数据从图像参考系被变换到导管参考系。导管参考系被配准到患者参考系。
技术实现思路
本专利技术的目标是一种导航辅助系统、一种导航辅助方法和一种计算机程序，其在导航对象内的介入仪器方面提供改进的辅助。本专利技术的又一目标是提供一种包括所述导航辅助系统的介入系统。在本专利技术的第一方面中，呈现了一种用于在介入流程期间辅助导航对象内的介入仪器的导航辅助系统，其中，所述导航辅助系统包括：-位置和形状提供单元，其用于提供所述介入仪器的当前位置和形状，-目标位置提供单元，其用于提供限定所述介入仪器要被移动到的目标的位置的目标位置，-配置信息提供单元，其用于提供指示所述介入仪器的可能配置的配置信息，-路径确定单元，其用于基于所述介入仪器的所述当前位置和形状、所述目标位置和所述配置信息来确定允许所述介入仪器到达所述目标的针对所述介入仪器的可能路径，以及-显示器，用于显示所确定的可能路径。由于对可能路径的确定考虑了介入仪器的当前位置和形状，其中，所确定的可能路径被示出在显示器上，所以当医师移动介入仪器时，实时的可能路径能够被示出给医师。因此，例如，医师能够移动介入仪器，使得其具有不同的形状和/或不同的位置，其中，对于每个形状和/或对于每个位置，显示器能够分别地示出允许介入仪器到达目标的可能路径。医师然后能够基于当介入仪器已经分别地具有不同的形状和/或不同的位置时确定的不同的可能路径来决定介入仪器的导航应当如何被继续。这能够得到在导航对象内的介入仪器方面对医师的改进的辅助。对象优选是人类患者。然而，它也能够是动物。介入流程优选是有创(尤其是微创)介入流程。位置和形状提供单元能够是用于从当前位置和形状测量单元接收介入仪器的当前位置和形状的接收单元，其中，位置和形状提供单元能够适于提供所接收的测得的介入仪器的当前位置和形状。然而，位置和形状提供单元还能够是位置和形状测量单元本身。在优选实施例中，所述位置和形状提供单元适于通过光学形状感测来提供所述当前位置和形状。位置和形状提供单元优选地适于以三维方式提供位置和形状。目标位置提供单元能够适于从另一单元接收目标位置，并且适于提供所接收的目标位置。目标位置提供单元还能够是目标位置已经被存储在其中的存储单元，其中，目标位置提供单元能够适于提供所存储的目标位置。此外，目标位置提供单元能够适于确定目标位置，并且适于提供所确定的目标位置。目标位置提供单元还能够适于允许用户输入目标位置，并且适于提供所输入的目标位置。例如，一幅或若干图像能够被示出在显示器上，其中，目标位置提供单元能够适于允许用户在显示器上的一幅或若干提供的图像上指示目标位置，以便输入目标位置。优选地，位置限定定位以及任选地还有取向，即优选地，目标位置限定目标的定位以及任选地还有其取向。目标位置优选是三维位置。提供的介入仪器的当前位置和形状和提供的目标位置被配准到彼此，使得介入仪器的当前位置和形状与目标位置之间的空间关系被获知，即它们能够被提供在相同的参考系中。路径确定单元能够适于确定一个或若干可能路径，其中，对应地，显示器能够适于显示一个或若干所确定的可能路径。显示器能够适于示出另外的元素。例如，显示器还可以示出目标位置和/或介入仪器的当前位置和形状、和/或示出对象的解剖结构的图像、和/或对象的解剖结构的模型，其中，这些元素可以被示出在具有一个或若干可能路径的单个视图中，使得空间关系被可视化并且被示出给医师。可能配置优选是例如限定介入仪器的可能形状(尤其是可能曲率)的可能几何配置。介入仪器例如是导丝、导管、针等。配置信息提供单元还能够是配置信息被存储在其中的存储单元，其中，配置信息提供单元能够适于提供所存储的配置信息。配置信息提供单元还能够适于从另一单元接收配置信息，并且适于提供所接收的配置信息。此外，配置信息提供单元能够适于确定配置信息，并且适于提供所确定的配置信息。在一实施例中，所述配置信息提供单元适于基于当所述介入仪器被移动时由所述位置和形状提供单元提供的所述介入仪器的当前位置和形状来确定所述配置信息，并且适于提供所确定的配置信息。因此，当介入仪器被使用时，介入仪器的可能配置可以被记录，其中，这些记录的配置能够用于确定可能配置。在一实施例中，配置信息提供单元可以适于将记录的配置确定为可能配置。配置信息提供单元能够适于基于记录的配置来确定额外的可能配置，例如，通过在记录的配置之间进行内插。除了其他信息外，这些所确定的可能配置然后能够用于确定可能路径。这允许甚至在最初配置信息对于介入仪器来说是未知的情况下确定可能路径。所述导航辅助系统可以包括解剖元素指示符提供单元和图像提供单元，其中，所述解剖元素指示符提供单元用于提供指示解剖元素的解剖元素指示符，所述图像提供单元用于提供示出所指示的解剖元素的所述对象的图像，其中，所述目标位置提供单元适于基于所示出的解剖元素和所提供的图像来确定所述目标位置，并且适于提供所确定的目标位置。所提供的解剖元素指示符指示例如二尖瓣是目标，于是在所提供的图像上检测二尖瓣，以便确定其位置。因此，目标位置可以基于所提供的解剖元素指示符和所提供的对象的图像来自动确定。目标位置提供单元优选地适于允许用户修改并确认自动确定的目标位置，其中，可能路径仅可以在用户已经确认了所确定的目标位置之后被确定。例如，三维图像或若干二维图像可以被提供，其中，解剖元素可以在三维图像中或在若干二维图像中被分割，以便确定目标位置。图像能够是例如x射线投影图像、超声图像、计算机断层摄影图像、磁共振图像等。如果若干x射线投影图像被提供，则在这些图像中的每幅中所指示的解剖元素可以被分割，以便在不同的二维x射线投影图像中确定解剖元素的二维位置，其中，这些二维位置能够与用于采集相应二维x射线投影图像的相应采集几何结构一起用于通过已知技术来确定三维目标位置，已知技术可以例如基于角度测量。解剖元素指示符提供单元能够是哪个解剖元素应当是目标的指示被存储在其中的存储单元，其中，解剖元素指示符提供单元能够适于提供所存储的解剖元素指示符。解剖元素指示符提供单元还能够适于从另一单元接收哪个解剖元素应当是目标的指示，并且适于提供所接收的指示。此外，解剖元素指示符提供单元能够包括允许用户指示哪个解剖元素应当是目标的用户接口，其中，该解剖元素能够由解剖元素指示符提供单元来指示。例如，其能够由医师输入为解剖元素(即目标元素)是二尖瓣或另一解剖元素。所述导航辅助系统还能够包括介入流程指示符提供单元和分配提供单元，其中，所述介入流程指示符提供单元用于提供指示要被执行的介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在介入流程期间辅助导航对象内的介入仪器的导航辅助系统，所述导航辅助系统包括：‑位置和形状提供单元(12)，其用于提供所述介入仪器(10)的当前位置和形状，‑目标位置提供单元(29)，其用于提供限定所述介入仪器(10)要被移动到的目标(45)的位置的目标位置，‑配置信息提供单元(34)，其用于提供指示所述介入仪器(10)的可能配置的配置信息，‑路径确定单元(30)，其用于基于所述介入仪器(10)的所述当前位置和形状、所述目标位置和所述配置信息来确定允许所述介入仪器(10)到达所述目标(45)的针对所述介入仪器的可能路径(50)，以及‑显示器(33)，其用于显示所确定的可能路径(50)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 EP 15307008.11.一种用于在介入流程期间辅助导航对象内的介入仪器的导航辅助系统，所述导航辅助系统包括：-位置和形状提供单元(12)，其用于提供所述介入仪器(10)的当前位置和形状，-目标位置提供单元(29)，其用于提供限定所述介入仪器(10)要被移动到的目标(45)的位置的目标位置，-配置信息提供单元(34)，其用于提供指示所述介入仪器(10)的可能配置的配置信息，-路径确定单元(30)，其用于基于所述介入仪器(10)的所述当前位置和形状、所述目标位置和所述配置信息来确定允许所述介入仪器(10)到达所述目标(45)的针对所述介入仪器的可能路径(50)，以及-显示器(33)，其用于显示所确定的可能路径(50)。2.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述位置和形状提供单元(12)适于通过光学形状感测来提供所述当前位置和形状。3.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述配置信息提供单元(34)适于基于当所述介入仪器(10)被移动时由所述位置和形状提供单元(12)提供的所述介入仪器(10)的当前位置和形状来确定所述配置信息，并且适于提供所确定的配置信息。4.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述导航辅助系统还包括解剖元素指示符提供单元(44)和图像提供单元(2)，其中，所述解剖元素指示符提供单元用于提供指示解剖元素的解剖元素指示符，所述图像提供单元用于提供示出所指示的解剖元素的所述对象(7)的图像，其中，所述目标位置提供单元(29)适于基于所提供的解剖元素指示符和所提供的图像来确定所述目标位置，并且适于提供所确定的目标位置。5.根据权利要求4所述的导航辅助系统，其中，所述导航辅助系统还包括介入流程指示符提供单元(46)和分配提供单元(47)，其中，所述介入流程指示符提供单元用于提供指示要被执行的介入流程的介入流程指示符，所述分配提供单元用于提供介入流程指示符与指示解剖元素的解剖元素指示符之间的分配，其中，所述解剖元素指示符提供单元(44)适于基于所提供的介入流程指示符和所提供的分配来确定所述解剖元素指示符，并且适于提供所确定的解剖元素指示符。6.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述目标位置提供单元(29)适于允许用户输入所述目标位置，并且适于提供所输入的目标位置。7.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述导航辅助系统还包括解剖信息提供单元(48)，所述解剖信息提供单元用于提供指示所述对象(7)内的解剖结构的解剖信息，其中，所述路径确定单元(30)适于还基于所述解剖信息来确定所述可能路径(50)。8.根据权利要求1所述的导航辅助系统，其中，所述导航辅助系统还包括介入流程约束提供单元(49)，所述介入流程约束提供单元用于提供当在执行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·Y·F·卡捷，R·弗洛朗，V·H·G·莫拉雷斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL