位置确定装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种位置确定装置(6)，其用于确定对象(4)内的介入器械(1)的位置。基于对象内的介入器械的实际图像和提供的第二部分的位置，确定对象外的介入器械的第二部分(3)与对象内的介入器械的第一部分(2)的位置之间的空间关系，所述对象内的介入器械的实际图像优选是X射线图像。一旦已经确定空间关系，当在对象内移动介入器械时，基于确定的空间关系和确定的对象外的第二部分的实际位置，能够确定对象内的介入器械的位置，而不必采集又一实际图像。如果X射线用于采集实际图像，这能够允许辐射剂量的减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位置确定装置
本专利技术涉及一种用于确定对象内的介入器械的位置的位置确定装置、位置确定方法以及位置确定计算机程序。本专利技术还涉及一种用于执行介入过程的介入系统、介入方法和介入计算机程序。
技术介绍
在介入过程中，一般X射线透视系统用于生成X射线透视图像，其示出患者内的介入器械。然后基于X射线透视图像确定介入器械的位置，尤其，介入器械的尖端的位置，并且在显示器上进行显 示，以允许医师在介入器械的确定和示出位置的引导下执行介入过程。应用X射线来确定介入器械在患者内的位置的必要性导致被应用到患者和执行介入过程的人员的相对高的辐射剂量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于确定对象内的介入器械的位置的位置确定装置、位置确定方法和位置确定计算机程序，其中，能够减少被应用到对象的辐射剂量。本专利技术的又一目的是提供一种用于执行介入过程的介入系统、介入方法和介入计算机程序，其使用所述位置装置。在本专利技术的第一方面中，提出一种用于确定对象内的介入器械的位置的位置确定装置，其中，当第一部分被引入对象时，介入器械包括要被引入对象的第一部分和对象外的第二部分，其中，所述位置确定装置包括:-图像数据集提供单元，其用于提供对象的内部的图像数据集，-器械位置提供单元，其用于确定介入器械的第二部分的位置，-实际图像提供单元，其用于提供对象内的介入器械的实际图像，-空间关系确定单元，其用于基于实际图像和第二部分的位置来确定对象外的第二部分的位置与对象内的第一部分的位置之间的空间关系，以及-位置确定单元，其用于根据第二部分的位置以及第一部分与第二部分之间的空间关系，确定在提供的图像数据集内的第一部分的位置。由于空间关系确定单元基于实际图像和第二部分的位置来确定对象外的第二部分与对象内的第一部分的位置之间的空间关系，其中，位置确定单元根据第二部分的位置以及第一部分与第二部分之间的空间关系，确定提供的图像数据集内的第一部分的位置，通常通过将辐射剂量应用到对象而生成的实际图像仅仅被需要用于确定空间关系，而不用于确定第一部分的位置。由此，一旦已经确定空间关系，能够在对象内移动介入器械，并且基于对象外的第二部分的实际位置和确定的空间关系，能够确定对象内的介入器械的位置，不必需要又一实际图像的生成。如果辐射用于采集对象内的介入器械的实际图像，这允许减少被应用到对象的辐射剂量。[0011 ] 介入器械优选是针或导管。图像数据集优选是三维图像数据集，如计算机断层摄影、磁共振、超声、单光子发射计算机断层摄影、正电子发射断层摄影等数据集。图像数据集提供单元能够包括存储单元，图像数据集已经被存储在所述存储单元中，并且从所述存储单元中能够提供图像数据集。图像数据集提供单元也能够是接收单元，其用于经由有线或无线数据连接来接收图像数据集，并且用于提供接收到的图像数据集。图像数据集提供单元也能够是相应的成像模态本身。实际图像提供单元优选是X射线成像单元，其用于采集对象内的介入器械的实际X射线投影图像。实际图像优选是二维X射线透视图像。位置确定装置还优选包括显示单元，其用于显示在提供的图像数据集内的第一部分的确定的位置处的第一部分的表示。在介入过程中，知道对象内的介入器械的尖端的位置通常是很重要的。因此，确定的空间关系优选提供在介入器械的第二部分上的一个或若干个标记与介入器械的尖端之间的空间关系。在介入器械的第二部分上的标记取决于器械位置提供单元所使用的技术，所述器械位置提供单元用于提供介入器械的第二部分的位置。例如，标记能够是光源，如红外光源，其中，器械位置提供单元能够采集在不同方向上的光源的至少两幅图像、探测至少两幅图像中的光源，并且基于探测到的至少两个图像中的光源的位置来确定第二部分的位置。 对象优选是生物，如患者或如动物，其中，位置确定装置能够适于在活检过程、消融过程等期间确定在生物内的例如针或导管的尖端的位置。提供的图像数据集、确定的第二部分的位置以及对象内的介入器械的至少第一部分的实际图像优选涉及或能够涉及相同的参考坐标系，以便允许空间关系确定单元来确定第一部分与第二部分之间的空间关系，并且允许位置确定单元来确定在提供的图像数据集内的第一部分的位置。在实施例中，实际图像是由实际图像提供单元采集的二维图像，所述实际图像提供单元是透视成像单元，其关于三维参考坐标系的位置也能够由器械位置提供单元或由另一位置确定单元来确定，其中，空间关系确定单元基于二维图像来确定介入器械的尖端的二维位置，并且将二维位置转换成三维参考坐标系内的三维位置。此外，优选地，器械位置提供单元也确定第二部分关于三维参考坐标系的位置，其中，空间关系确定单元根据确定的第一部分和第二部分的位置来确定第一部分与第二部分之间的空间关系。优选地，空间关系确定单元适于基于实际图像来确定介入器械的远端尖端的位置，并且适于通过确定对象外的第二部分的位置与确定的对象内的远端尖端的位置之间的空间关系，确定对象外的第二部分(尤其，在第二部分上的标记)的位置与第一部分的位置之间的空间关系，其中，位置确定单元适于根据第二部分的位置以及所述远端尖端与第二部分之间的空间关系，确定提供的图像数据集内的远端尖端的位置。具体而言，实际图像提供单元能够适于提供对象内的介入器械的实际图像，其示出介入器械的第一部分的远端尖端，其中，空间关系确定单元适于通过探测实际图像中的远端尖端来确定对象内的远端尖端的位置。这允许精确地确定对象内的介入器械的远端尖端的位置。空间关系确定单元能够提供图形用户界面，其允许用户指示在实际图像中远端尖端的位置，以探测远端尖端的位置，和/或空间关系确定单元能够适于使用例如基于阈值的已知分割技术，来探测在实际图像中的远端尖端的位置。[0021 ] 介入器械的第一部分优选是略长的并可弯曲的。在实施例中，其具有在对象内的已知长度，其中，空间关系确定单元适于探测对象内的介入器械的形状，尤其，弯曲度，并且根据探测到的对象内的形状和对象内的已知长度，确定对象内的远端尖端的位置。此外，实际图像可以仅仅示出对象内的介入器械的第一部分的中间区域，其中，空间关系确定单元能够适于探测中间区域的形状，从而探测对象内的中间区域的路径，并且通过将探测到的路径外推到对象内的已知长度的末端，确定远端尖端的位置。即使在实际图像中远端尖端本身不可见，这允许精确地确定对象内的远端尖端的位置。在实施例中，空间关系确定单元适于执行光学形状感测过程，以确定对象外的第二部分与对象内的第一部分的位置之间的空间关系，其中，基于对象内的第一部分的形状和对象外的第二部分的位置来确定空间关系，其中，通过具有约束的光学形状感测来确定对象内的第一部分的形状，所述约束是第一部分的确定的形状必须对应于在实际图像中示出的第一部分的形状。因此，实际图像能够用于提高光学形状感测过程的精确度。根据在WO 2011/141829A1中公开的过程能够执行光学形状感测过程，在此通过引用并入本文。优选地，实际图像提供单元适于提供至少两幅实际图像，其已经在不同采集方向上被采集，其中，空间关系确定单元适于基于提供的至少两幅实际图像来确定对象内的第一部分的位置。这还增加确定空间关系以及由此确定对象内的第一部分的位置的精确度。在优选实施例中，空间关系确定单元适于基于第二部分的位置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定对象内的介入器械的位置的位置确定装置，其中，当第一部分(2)被引入所述对象(4)时，所述介入器械(1)包括要被引入所述对象(4)的所述第一部分(2)和所述对象(4)外的第二部分(3)，所述位置确定装置(6)包括：‑图像数据集提供单元(7)，其用于提供所述对象(4)的内部的图像数据集，‑器械位置提供单元(8、9、10)，其用于确定所述介入器械(1)的所述第二部分(3)的位置，‑实际图像提供单元(11)，其用于提供所述对象(4)内的所述介入器械(1)的实际图像，‑空间关系确定单元(15)，其用于基于所述实际图像和所述第二部分(3)的所述位置，确定所述对象(4)外的所述第二部分(3)的位置与所述对象(4)内的所述第一部分(2)的位置之间的空间关系，以及‑位置确定单元(16)，其用于根据所述第二部分(3)的所述位置以及所述第一部分(2)与所述第二部分(3)之间的所述空间关系，确定在提供的图像数据集内的所述第一部分(2)的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.03 US 61/582,5141.一种用于确定对象内的介入器械的位置的位置确定装置，其中，当第一部分(2)被引入所述对象(4)时，所述介入器械(I)包括要被引入所述对象(4)的所述第一部分(2)和所述对象(4)外的第二部分(3)，所述位置确定装置(6)包括: -图像数据集提供单元(7)，其用于提供所述对象(4)的内部的图像数据集， -器械位置提供单元(8、9、10)，其用于确定所述介入器械(I)的所述第二部分(3)的位置， -实际图像提供单元(11)，其用于提供所述对象(4)内的所述介入器械(I)的实际图像， -空间关系确定单元(15)，其用于基于所述实际图像和所述第二部分(3)的所述位置，确定所述对象(4)外的所述第二部分(3)的位置与所述对象(4)内的所述第一部分(2)的位置之间的空间关系，以及 -位置确定单元(16)，其用于根据所述第二部分(3)的所述位置以及所述第一部分(2)与所述第二部分(3)之间的所述空间关系，确定在提供的图像数据集内的所述第一部分(2)的位置。2.根据权利要求1所述的位置确定装置，其中，所述空间关系确定单元(15)适于基于所述实际图像来确定所述介入器械(I)的远端尖端(17)的位置，并且适于通过确定所述对象(4)外的所述第二部分(3)的所述位置与确定的所述对象(4)内的所述远端尖端(17)的位置之间的空间关系，确定所述对象(4)外的所述第二部分(3)的所述位置与所述第一部分(2)的所述位置之 的空间关系，其中，所述位置确定单元(16)适于根据所述第二部分(3)的所述位置以及所述远端尖端(17)与所述第二部分(3)之间的所述空间关系，确定在所述提供的图像数据集内的所述远端尖端(17)的所述位置。3.根据权利要求2所述的位置确定装置，其中，所述实际图像提供单元(11)适于提供所述患者⑷内的所述介入器械⑴的实际图像，所述实际图像示出所述介入器械⑴的所述第一部分(2)的所述远端尖端(17)，其中，所述空间关系确定单元(15)适于通过检测所述实际图像中的所述远端尖端(17)来确定所述对象(4)内的所述远端尖端(17)的所述位置。4.根据权利要求2所述的位置确定装置，其中，所述介入器械(I)的所述第一部分(2)是具有在所述对象(4)内的已知长度的略长可弯曲部分，其中，所述空间关系确定单元(15)适于检测所述对象⑷内的所述介入器械⑴的形状，并且根据所述对象⑷内的检测到的形状和所述对象(4)内的所述已知长度，确定所述对象(4)内的所述远端尖端(17)的所述位置。5.根据权利要求4所述的位置确定装置，其中，所述实际图像示出所述对象(4)内的所述介入器械(I)的所述第一部分(2)的中间区域，其中，所述空间关系确定单元(15)适于检测所述中间区域的形状，从而检测所述对象(4)内的所述中间区域的路径，并且通过将检测到的路径外推到所述对象(4)内的所述已知长度的末端，确定所述远端尖端(17)的所述位置。6.根据权利要求1所述的位置确定装置，其中，所述空间关系确定单元(15)适于执行光学形状感测过程，以确定所述对象(4)外的所述第二部分(3)与所述对象(4)内的所述第一部分(2)的所述位置之间的空间关系，其中，基于所述对象(4)内的所述第一部分(2)的所述形状和所述对象(4)外的所述第二部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·H·W·亨德里克斯，H·A·W·施迈茨，
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