对追踪系统的术中质量监测技术方案

一种介入系统，其采用：具有追踪点的介入工具(20)，以及成像系统(30)，所述成像系统(30)能够操作用于生成所述介入工具的至少部分相对于身体的解剖区域的至少一个图像。所述系统还采用：追踪系统(40)，所述追踪系统能够操作用于追踪所述介入工具(20)和所述成像系统(30)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(40)针对所述介入工具(20)和所述成像系统(30)而被校准；以及追踪质量监测器(52)，其能够操作用于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(40)的追踪质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对追踪系统的术中质量监测
本专利技术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)。本专利技术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。
技术介绍
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:(I)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，本专利技术提供一种工作站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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术的第三种形式为介入方法，其包括:对介入工具的相对于身体的解剖区域的导航，所述介入工具具有追踪点；对成像系统的操作，用于生成至少所述介入工具的部分相对于身体的解剖区域的至少一个图像；对追踪系统的操作，用于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；以及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对所述追踪系统的追踪质量进行的监测。【附图说明】根据下文结合附图阅读的对本专利技术的各个实施例的详细描述，本专利技术的前述形式与其他形式以及本专利技术的各个特征与优点将变得更加显而易见。所述详细描述和附图仅是对本专利技术的例示而非限制，本专利技术的范围由权利要求书及其等价方案限定。图1图示了本领域已知的介入系统的示范性实施例。图2图示了根据本专利技术的介入系统的示范性实施例。图3图示了根据本专利技术的追踪质量监测方法的示范性实施例的流程表示。图4图示了图3中示出的流程的第一示范性介入实现方式。图5图示了对图4中示出的介入实施方式的示范性追踪质量监测。图6图示了图3中示出的流程的第二示范性介入实现方式。图7和图8图示了对图6中示出的介入实施方式的示范性追踪质量监测。图9图示了图3中示出的流程的第三示范性介入实现方式。图10图示了对图9中示出的介入实现方式的示范性追踪质量监测。【具体实施方式】如本文前面所述，如图2中所示的追踪质量监测器52实施用于以下目的方法: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(一个或多个)位置误差，并且用于提供警报和/或对这种(一个或多个)位置误差的校正。为此，追踪质量监测器52运行图3中所示的流程60，其表示本专利技术的所述追踪质量监测方法。大体上，流程60的阶段S61包括追踪质量监测器52采集介入工具20的部分或整体相对于身体的对象解剖区域的图像(例如，扫描身体的解剖区域的US探头的X射线图像以及身体的解剖区域的US图像)。流程60的阶段S62包括追踪质量监测器52识别如由追踪系统40追踪的、介入工具20的追踪点在所述空间参考系内的校准追踪位置(例如，导管的末端或US探头的头部在空间参考系内的校准追踪位置)。流程60的阶段S63包括追踪质量监测器52识别介入工具20的追踪点在所采集的图像内的图像坐标位置(例如，导管的末端或US探头的头部在所采集的图像内的图像坐标位置)。在一个实施例中，所识别的介入工具20的图像坐标位置是根据已知的图像分割技术导出的。流程60的阶段S64包括追踪质量监测器52计算介入工具20的所述追踪点在介入工具20在所述空间参考系内的所述校准追踪位置与介入工具20的所述追踪点在所采集的图像内的所述图像坐标位置之间的校准位置误差。在一个实施例中，介入工具20的所述校准位置误差为所述空间参考系的一个或多个维度上、介入工具20的所述追踪点在所述空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介入系统，包括：介入工具(20)，其具有追踪点；成像系统(30)，其能够操作用于生成所述介入工具(20)的至少部分相对于身体的解剖区域的至少一个图像；追踪系统(40)，其能够操作用于追踪所述介入工具(20)和所述成像系统(30)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(40)针对所述介入工具(20)和所述成像系统(30)进行校准；以及追踪质量监测器(52)，其能够操作用于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(40)的追踪质量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 US 61/580,5191.一种介入系统，包括: 介入工具(20)，其具有追踪点； 成像系统(30)，其能够操作用于生成所述介入工具(20)的至少部分相对于身体的解剖区域的至少一个图像； 追踪系统(40)，其能够操作用于追踪所述介入工具(20)和所述成像系统(30)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(40)针对所述介入工具(20)和所述成像系统(30)进行校准；以及 追踪质量监测器(52)，其能够操作用于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(40)的追踪质量。2.如权利要求1所述的介入系统，其中，每个校准位置误差为所述空间参考系的一个或多个维度上所述追踪点在所述空间参考系内的所述校准追踪位置与所述追踪点在所述图像中的所述图像坐标位置之间的空间差。3.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述追踪质量监测器(52)还能够操作用于生成所述空间参考系内相对于所述身体的所述解剖区域的校准位置误差的分布图。4.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述追踪质量监测器(52)还能够操作用于响应于至少一个校准位置误差超过校准误差阈值而提供警报。5.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述追踪质量监测器(52)还能够操作用于响应于至少一个校准位置误差超过校准误差阈值，而校正针对所述介入工具(20)和所述成像系统(30)而对所述追踪系统(40)进行的所述校准。6.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述介入工具(20)为超声探头，并且所述追踪点为所述超声探头的头部。7.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述介入工具(20)为导管，并且所述追踪点为所述导管的末端。8.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述成像系统(30)为超声成像系统(30)。9.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述成像系统(30)为X射线成像系统(30)。10.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述追踪系统(40)为电磁追踪系统(40)。11.如权利要求1所述的介入系统，其中，所述成像系统(30)为光学追踪系统(40)。12.—种介入工作站，包括: 介入导航器(51)，其能够操作用于在介入程序期间，可视化介入工具(20)在空间参考系内相对于身体的解剖区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·贾殷，V·帕塔萨拉蒂，
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