用于确定有创设备的位置的装置和方法制造方法及图纸

对于确定有创设备(1)的位置的领域，指定了一种用于改善有创设备(1)的定位的解决方案。这是通过用于确定有创设备(1)的位置的装置和方法来实现，其中，提供用于感测所述有创设备(1)的位置和/或形状的光学形状感测系统，其中，所述系统被布置为以一定的误差容限(2Δx

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定有创设备的位置的装置和方法


[0001]本专利技术涉及确定有创设备的位置的领域，并且具体地涉及基于由诊断成像支持的光学形状感测来确定有创设备的位置的领域。

技术介绍

[0002]在许多应用中，对血管内流程的MR引导是一种有希望的方法，因为与常规荧光透视或超声引导相比，MRI具有优异的软组织对比度。虽然各种对比度和生理参数在MR中是大优点，但是与荧光透视或超声不同，诸如导管的有创设备的可视化和定位与额外的技术努力和安全问题相关联。MR设备可以通过由于有创设备中不存在水而引起的对比度、通过由于有创设备中存在的造影剂而引起的对比度而被动地可视化，或者通过在有创设备中集成有线μ
‑
MR接收线圈而主动地可视化。
[0003]光纤形状感测允许以具有高时间和空间分辨率的3D方式感测柔性复合光纤的形状。它基于通过光纤布拉格光栅或通过瑞利散射对沿着复合光纤的各个光学纤芯的应变的光学感测。纤芯的已知相对配置允许根据应变数据来重建复合光纤的形状。
[0004]被动MR可视化要求有创设备被包含在实时MR成像切片中以便可见。因此，必须依次操纵有创设备和成像切片两者，这显然不如荧光透视中的快速且简单的可视化。成像切片必须移位和成角度以描绘有创设备的轴的至少一部分。大多数情况下，3D有创设备配置允许在一个切片内仅可视化轴的一短部分。由于这些原因，被动可视化很少应用于有创设备，更准确地说很少应用于如针和消融设备的刚性设备。
[0005]在十多年前已经临床前展示主动MR跟踪，但是长时间以来不能在临床上应用，因为有创设备内部的μ
‑
线圈的布线由于有创设备在MR成像期间的潜在RF加热而表现出安全隐患。这个问题已经通过将微型变压器引入布线中来解决。然而，在实践中，主动有创设备跟踪只能定位沿着有创设备的两个或最多三个点。因为每个点必须配备有μ
‑
线圈，并且在有创设备的轴中需要直径为约500μm的单独电缆。与用于其他模态(包括确实显示有创设备的整个轴或远侧轴的至少大部分的电磁定位系统)中的有创设备可视化的竞争手段相比，这是一个主要缺点。此外，即使MR主动跟踪技术的最新实施方式仍然由于内部线的断裂(主要由于有创设备的重复急剧弯曲)而具有相对高的故障率。
[0006]光纤真实形状(FORS)技术基于对沿着光纤的非常多的点的机械应变的测量，并且通过这些应变值的积分来重建形状。因此，个体应变测量结果中的误差相加，使得形状误差从光纤的近端处的已知固定点处的零朝向光纤的端部增加。FORS技术的当前实施方式在1.8m长的光纤上实现6mm的端部定位准确度(到真实位置的距离)。作为光纤上的拉力的系统性效应引起该误差的大部分。精度(在固定光纤配置中重复测量的标准差)在50Hz下约为1mm，这是相对小的。然而，6mm的总端部定位准确度对于许多有创设备或导管应用而言(特别是对于利用直径在1.3mm和2mm之间的导管执行的心脏导管消融而言)仍然太大。
[0007]美国专利申请US2014/155737涉及基于通过光纤形状(FOS)感测测量的导管的形状的3D重建的MR图像数据的弯曲多平面绘制(MPR)。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供用于基于由诊断成像(例如，由磁共振成像)支持的光学形状感测来确定有创设备的位置的装置和方法，使得通过光学形状感测来确定位置的准确度得到改善。
[0009]根据本专利技术，该目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了本专利技术的优选实施例。
[0010]因此，根据本专利技术，提供了一种用于确定有创设备的位置的装置，所述装置包括：至少一个有创设备；至少一个光学形状感测系统；其中，所述光学形状感测系统被配置用于确定所述有创设备的位置和/或形状，所述光学形状感测系统还被布置为以一定的误差容限在感兴趣区域中定位和重建所述有创设备上的在位置x
i
,y
i
,z
i
处的至少一个点P
i
；诊断成像系统(例如磁共振成像(MRI)系统)，其中，所述MRI系统被配置为在所述感兴趣区域中在所述误差容限内在至少在一个空间方向上测量所述有创设备上的所述点P
i
所述位置x
i
,y
i
,z
i
；至少一个计算系统，其中，所述计算系统被配置为通过由所述MRI系统确定的所述有创设备上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
来将由所述光学形状感测系统确定的所述有创设备上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
校正到所述有创设备的实际位置。
[0011]本专利技术的基本构思是FORS技术与诊断成像系统(诸如MRI系统)集成，并且FORS数据通过专用MR成像来增强，使得形状感测的准确度沿着整个有创设备被改善到所述有创设备的直径的分数。FORS用于以3D方式定位有创设备上的孤立且预定义的点P
i
。专用MR投影和成像序列被用于以高分辨率但非常有限的FOV并且因此非常短的采集时间覆盖这些感兴趣区域。这些MR数据的专用重建解析了点上的精确位置，其用于校正总体形状重建。
[0012]根据优选实施例，所述磁共振成像(MRI)系统还被配置为通过利用所述MRI系统激发以所述位置x
i
,y
i
,z
i
处的所述点P
i
为中心并且垂直于方向向量的z切片和/或y切片和/或x切片而以所述误差容限在所述感兴趣区域中至少在一个空间方向上激发磁化，所述MRI系统被布置为利用沿着x方向和/或沿着y方向和/或沿着z方向的读出梯度来读出激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号，所述MRI系统还被布置为执行用于找到激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号的信号抑制的方案来基于所述信号确定所述有创设备上的点P
i
的位置x
i
,y
i
,z
i
。
[0013]根据另一优选实施例，所述有创设备包括沿着所述有创设备的延伸部的至少一个MR标记物。为了简化从MR数据提取有创设备上的点P
i
的位置，所述有创设备可以在点P
i
处配备有MR标记物。
[0014]优选地，所述MR标记物选自以下MR标记物的列表：顺磁剂、铁磁剂、亚铁磁剂、反铁磁剂、共振拾取射频(RF)线圈、电感耦合RF线圈。例如，可以提供被动或主动MR标记物。
[0015]在本专利技术的另一方面中，该目的通过一种用于确定有创设备的位置的方法来实现，所述方法包括以下步骤：
[0016]提供有创设备，
[0017]提供磁共振成像(MRI)系统，
[0018]提供用于感测所述有创设备的位置和/或形状的光学形状感测系统，所述系统被布置为以一定的误差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定有创设备的位置的装置，所述装置包括：至少一个有创设备(1)，至少一个光学形状感测系统，其中，所述光学形状感测系统被配置用于确定所述有创设备(1)的位置和/或形状，所述光学形状感测系统还被布置为以一定的误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)在感兴趣区域(3)中定位和重建所述有创设备(1)上的位置x
i
,y
i
,z
i
处的至少一个点P
i
，诊断成像系统，其中，所述诊断成像系统被配置为至少在一个空间方向(x,y,z)上在所述误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
，至少一个计算系统，其中，所述计算系统被配置为通过由所述诊断成像确定的所述有创设备上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
将由所述光学形状感测系统确定的所述有创设备上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
校正到所述有创设备(1)的实际位置。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统、计算机断层摄影成像系统或X射线成像系统。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像(MRI)系统，所述磁共振成像(MRI)系统还被配置为通过利用所述MRI系统激发以所述位置x
i
,y
i
,z
i
处的所述点P
i
为中心并且垂直于方向向量(n)的z切片和/或y切片和/或x切片(2)而以所述误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)在所述感兴趣区域(3)中在至少在一个空间方向(x,y,z)上激发磁化，所述MRI系统被布置为利用沿着所述x方向(x)和/或沿着所述y方向(y)和/或沿着所述z方向(z)的读出梯度来读出所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号，所述MRI系统还被布置为执行用于找到所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的所述信号中的信号抑制的方案以基于所述信号来确定所述有创设备(1)上的所述点P
i
的位置x
i
,y
i
,z
i
。4.根据权利要求1至3所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统，并且所述有创设备(1)包括沿着所述有创设备(1)的延伸部的至少一个MR标记物。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述MR标记物选自以下MR标记物的列表：顺磁剂、铁磁剂、亚铁磁剂、反铁磁剂、共振拾取射频(RF)线圈、电感耦合RF线圈。6.一种用于确定有创设备(1)的位置的方法，所述方法包括以下步骤：提供有创设备(1)，提供诊断成像系统，提供用于感测所述有创设备(1)的位置和/或形状的光学形状感测系统，所述系统被布置为以一定的误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)在感兴趣区域(3)中定位所述有创设备(1)上的位置x
i
,y
i
,z
i
处的至少一个点P
i
，由所述光学形状感测系统在所述感兴趣区域(3)中定位和重建所述有创设备(1)上的位置x
i
,y
i
,z
i
处的至少一个点P
i
，由所述MRI系统至少在一个空间方向(x,y,z)上在所述误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
，由所述校正系统利用由所述MRI系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点P
i
所述位置x
i
,y
i
,z
i
将由所述光学形状感测系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点P
i
的所述位置x
i
,y
i
,z
i
校正到所述有创设备(1)的实
际位置。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统，并且在所述误差容限(2Δx
i
,2Δy
i
,2Δz
i
)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点P
i
所述位置x
i
,y
i
,z
i
的步骤包括以下步骤：利用所述MRI系统激发以所述点P
i
的所述位置x
i

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：