网格拟合算法制造技术

本发明专利技术题为“网格拟合算法”。本发明专利技术提供了心导管插入术，该心导管插入术通过以下方式来执行：将多电极探头插入到心脏中，构建电极的位置标测图，以及模拟心脏的三维表面。该方法通过以下方式来进一步执行：将位置标测图放置成与心脏的采集的图像配准，基于位置标测图来构建对心脏的三维表面建模的网格，以及相对于位置标测图中的标测点来调节网格的顶点的位置以改善网格与采集的图像的配准。

Mesh fitting algorithm

The invention relates to a mesh fitting algorithm. The invention provides a cardiac catheterization, which is performed by inserting a multi-electrode probe into the heart, constructing a mapping of the position of the electrode, and simulating the three-dimensional surface of the heart. The method is further implemented by placing the position mapping into the image registration with the heart, constructing the three-dimensional surface modeling grid based on the position mapping, and adjusting the vertex position of the grid to improve the registration between the grid and the captured image.

【技术实现步骤摘要】
网格拟合算法版权声明本专利文献的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人照专利和商标办公室专利文件或记录原样复制本专利文献或专利公开内容，但除此之外版权所有者保留所有相关的版权。
技术介绍
1.
本专利技术涉及图像数据处理。更具体地，本专利技术涉及心脏的三维图像的建模和配准。2.相关技术描述如今，例如当心脏组织的区域异常地将电信号传导至相邻组织时，发生诸如心房纤颤等心律失常的情况下，常规进行医用导管插入术，由此扰乱正常的心动周期并且导致心律不齐。用于治疗心律失常的规程包括以外科的方式扰乱导致心律失常的信号源，以及扰乱用于此类信号的传导通路。通过经由导管施加能量(例如射频能量)来选择性地消融心脏组织，有时可能终止或更改不利电信号从心脏的一部分传播到另一部分。消融方法通过形成非传导性的消融灶来破坏不利的电通路。希望在此类规程中向操作者方便地示出心脏解剖结构。包括位置传感器的导管可用于确定心脏表面上的点的轨线。这些轨线可用于推断运动特性，诸如组织的收缩性。如在授予BenHaim并以引用方式并入本文的美国专利5,738,096中所公开，当在心脏中的足够数量的点处对轨线信息进行采样时，可构造描绘此类运动特性的标测图。通常通过以下来测量心脏中某点处的电活动：将在远侧末端处或附近包括电传感器的导管推进到心脏中的该点，用传感器接触组织并采集该点处的数据。使用仅包括单个远侧末端电极的导管标测心腔的一个缺点是在对于腔室总体的详细图所需的必要数量的点的基础上逐点采集数据需要的时间较长。因此，已开发出多电极导管以同时在心室中的多个采样点处测量电活动，诸如本地激活时间(LAT)。例如，授予Zar等人并以引用方式并入本文的共同转让的美国专利申请公布2017/0103570公开了三维心脏重建，其通过以下方式执行：使用具有标测电极的探头将导管插入到心脏中，从心脏中的感兴趣的区域中的相应位置采集电数据，将电数据的位置表示为点云，由点云重建心脏的模型，将一组滤波器施加至模型以产生过滤后的容积，分割过滤后的容积以限定心脏的组分，以及报告分割的过滤后的容积。授予Harley等人的美国专利8,428,700提出了基于在电极处测量的信号和关于电极位置的信息来生成患者心脏的电解剖表示。该方法包括用其它成像模态诸如MRI执行导管配准规程，对所测量的信号进行注释，以及调节在空间上接近指定的所测量信号的其它所测量信号的注释。
技术实现思路
典型的导管插入会话涉及将扫描的CT/MRI图像与三维电解剖标测图进行配准。然而，在配准之后，在CT/MRI图像与当前位置标测图中确定的实时解剖结构之间仍然存在差异。在规程期间，建立实时导管位置，并且验证导管电极与心脏壁接触，例如通过力阈值测量或通过组织接近指示来验证。将当前位置标测图与CT/MRI图像配准。一种网格拟合算法用于实时识别和解决差异。三维矩阵被构造成对当前位置标测图建模。然后将矩阵上的点调节成更密切地接近当前位置标测图上的点。根据本专利技术的实施方案提供了一种方法，该方法通过以下方式来执行：将多电极探头插入到心脏中，构建电极的位置标测图以及模拟心脏的三维表面。该方法通过以下方式来进一步执行：将位置标测图放置成与心脏的采集的图像配准，基于位置标测图构建对心脏的三维表面建模的网格，以及相对于位置标测图中的标测点来调节网格的顶点的位置以改善网格与采集的图像的配准。根据该方法的另一方面，网格为三角矩阵。在该方法的一个方面，调节顶点的位置包括识别网格的在距选择的标测点预定距离内的所有顶点，基于所识别的顶点与所选择的标测点之间的距离来计算相应权重因子，根据相应权重因子来计算所识别的顶点的表示朝向所选择的标测点的移位的新位置，以及基于新位置来限定新网格。根据该方法的又一方面，根据所识别的顶点与所选择的标测点之间的距离的平方反比来计算相应的权重因子。在该方法的又一方面，新位置被确定为朝向在识别所有顶点和计算新位置的性能中确定的相应标测点的移位的矢量和。根据该方法的附加方面，所识别的顶点与所选择的标测点之间的距离为测地距离。根据该方法的另一方面，插入探头包括探知电极和心脏壁的组织接触。根据本专利技术的实施方案还提供了一种设备，该设备包括适于插入到活体受检者的心脏中的多电极探头，以及处理器，该处理器被配置成从电极接收电信号并且执行以下步骤：构建电极的位置标测图，模拟心脏的三维表面，将位置标测图放置成与心脏的采集的图像配准，基于位置标测图来构建对心脏的三维表面建模的网格，以及相对于位置标测图上的标测点来调节网格的顶点的位置以改善网格与采集的图像的配准。根据本专利技术的实施方案还提供了一种计算机软件产品，该计算机软件产品包含计算机程序指令存储在其中的非暂态计算机可读存储介质，该指令在由计算机运行时致使计算机执行以下步骤：构建电极的位置标测图，模拟心脏的三维表面，将位置标测图放置成与心脏的采集的图像配准，基于位置标测图来构建对心脏的三维表面建模的网格，以及相对于位置标测图上的标测点来调节网格的顶点的位置以改善网格与采集的图像的配准。附图说明为更好地理解本专利技术，就本专利技术的详细说明以举例的方式做出参考，该详细说明应结合以下附图来阅读，其中类似的元件用类似的参考标号来表示，并且其中：图1为根据本专利技术的实施方案的用于评估活体受检者的心脏中的电活动的系统的立体说明图；图2为根据本专利技术的实施方案的消融和有功电流位置(ACL)电路的示意图；图3为根据本专利技术的实施方案的处理器的各方面的框图；图4为根据本专利技术的实施方案的沿着心脏导管的远侧段的长度截取的剖面图；图5为根据本专利技术的实施方案的网格的示意图；图6为根据本专利技术的实施方案的将心脏的三维模型拟合到CT/MRI图像的方法的流程图；图7为三角网格的可根据本专利技术的实施方案处理的一部分的示意图；图8示出了根据本专利技术的实施方案与标测点配准的模拟矩阵；并且图9示出了根据本专利技术的实施方案的遵循顶点位移的图8的矩阵。具体实施方式在以下描述中，列出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的各种原理的全面理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，并非所有这些细节都是实践本专利技术所必需的。在这种情况下，未详细示出熟知的电路、控制逻辑部件以及用于常规算法和过程的计算机程序指令的细节，以免不必要地使一般概念模糊不清。以引用方式并入本文的文献将被视作本申请的整体部分，不同的是，就任何术语在这些并入文献中以与本说明书中明确或隐含地作出的定义矛盾的方式定义而言，应仅考虑本说明书中的定义。综述现在转到附图，首先参考图1，其为用于在活体受检者的心脏12上执行诊断和治疗规程的系统10的立体说明图，该系统根据本专利技术所公开的实施方案来构造和操作。该系统包括导管14，由操作者16将导管经由皮肤穿过患者的血管系统插入到心脏12的心室或血管结构中。操作者16，通常为医师，使导管的远侧末端18例如在消融目标位点处与心脏壁接触。可根据公开于美国专利6,226,542和6,301,496中和公开于共同转让的美国专利6,892,091中的方法来制备电活动标测图，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。系统10可包括用合适的软件编程以用于执行下文所述功能的通用或嵌入式计算机处理器。因此，尽管本文中的其它附图所示的系统10的部分被示出为包括多个单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括以下步骤：将具有标测电极的探头插入到心脏中；构建所述标测电极的位置标测图，所述位置标测图具有标测点并且模拟所述心脏的三维表面；将所述位置标测图放置成与所述心脏的采集的图像配准；基于所述位置标测图来构建对所述心脏的所述三维表面建模的网格，所述网格具有顶点；以及相对于所述标测点来调节所述顶点的位置以改善所述网格与所述采集的图像的配准。

【技术特征摘要】
2017.09.06 US 15/6969751.一种方法，包括以下步骤：将具有标测电极的探头插入到心脏中；构建所述标测电极的位置标测图，所述位置标测图具有标测点并且模拟所述心脏的三维表面；将所述位置标测图放置成与所述心脏的采集的图像配准；基于所述位置标测图来构建对所述心脏的所述三维表面建模的网格，所述网格具有顶点；以及相对于所述标测点来调节所述顶点的位置以改善所述网格与所述采集的图像的配准。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网格为三角矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述顶点的位置包括以下步骤：识别所述网格的在距选择的标测点预定距离内的所有顶点；基于所识别的顶点与所选择的标测点之间的距离来计算相应权重因子；根据所述相应权重因子来计算所识别的顶点的新位置，所述新位置包括朝向所选择的标测点的移位；以及基于所述新位置来限定新网格。4.根据权利要求3所述的方法，其中根据所识别的顶点与所选择的标测点之间的所述距离的平方反比来计算所述相应权重因子。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述新位置被确定为朝向在识别所有顶点和计算新位置的所述步骤的性能中确定的相应标测点的移位的矢量和。6.根据权利要求3所述的方法，其中所识别的顶点与所选择的标测点之间的所述距离为测地距离。7.根据权利要求1所述的方法，其中插入探头包括探知所述电极和所述心脏的壁的组织接触。8.一种设备，包括：探头，所述探头具有多个电极并且适于插入到活体受检者的心脏中；和处理器，所述处理器被配置成接收来自所述电极的电信号并且执行以下步骤：构建所述电极的位置标测图，所述位置标测图具有标测点并且模拟所述心脏的三维表面；将所述位置标测图放置成与所述心脏的采集的图像配准；基于所述位置标测图来构建对所述心脏的所述三维表面建模的网格，所述网格具有顶点；以及相对于所述标测点来调节所述顶点的位置以改善所述网格与所述采集的图像的配准。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述网格为三角矩阵。10.根据权利要求8所述的设备，其中调节所述顶点的位置包括以下步骤：识别所述网格的在...

【专利技术属性】
技术研发人员：B库恩，L扎尔，NS卡特兹，A图尔格曼，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL