基于模型确定周期性收缩对象的收缩状态制造技术

描述了一种对周期性收缩对象如跳动的心脏的当前收缩状态（Ｓ）的基于模型的确定。由此，从当前图像（３４０）中提取与收缩状态（Ｓ）直接相关的特有特征，并随后将其与给出了依赖于该特有特征的心脏收缩状态（Ｓ）的模型相比较。由此，可以由如ＥＣＧ门控预介入数据集得到恰当的患者个体模型。潜在的特有特征是两个任意参考导管（３４１ａ，３４１ｂ，３４２ａ，３４２ｂ）之间的距离，在整个电生理介入过程中，所述导管通常位于固定已知标准位置。有关当前收缩状态的知识可以用于将当前图像与其它描绘处于相同收缩状态的对象的图像组合。由此，依赖于收缩状态且在当前图像中不可见的图像要素，可以通过重叠描绘处于同一个收缩状态的对象的不同图像而可见。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于模型确定周期性收縮对象的收縮状态本专利技术涉及数字图像处理领域，本专利技术尤其涉及用于医疗目的的数字 图像处理，在该数字图像处理中确定周期性收縮对象的当前收縮状态。特别地，本专利技术涉及一种用于确定周期性收縮对象的收縮状态的方法， 尤其是用于确定和显现周期性运动对象的收縮状态的方法。进一步，本专利技术涉及用于确定周期性收縮对象的收縮状态的数据处理 设备和导管室，尤其是用于确定和显现周期性运动对象的收縮状态的数据 处理设备和导管室。而且，本专利技术涉及一种计算机可读介质和一种程序单元，其具有用于 执行上述用于确定周期性收縮对象的收縮状态的方法的指令。图像引导的医学和外科过程利用在诊断和/或治疗过程之前或期间得到 的患者图像来引导医师执行该过程。目前，心导管插入过程一般在二维(2D)荧光透视图像的帮助下进行。 该过程中采用的2D荧光透视图像使得医师可以看到在心血管结构中推进 的导管的位置。在电生理(EP)过程中，与各个患者的心脏形态相关，标测导管和/或 消融导管的位置通常难以识别，这是因为心脏是不可见的器官或者仅仅能 在2D荧光透视图像中看到心脏的阴影。然而，为了执行可靠的EP过程， 对于医师来说，了解导管当前相对于患者心脏形态的位置是很重要的。很 明显，消融过程的成功极大地依赖于消融导管的正确放置。EP1421913A1公开了用于导航穿过患者的一个区域的图像引导的导管 导航系统。该导航系统包括成像设备、跟踪设备、控制器以及显示器。成 像设备生成该患者区域的图像。跟踪设备跟踪导管在所述患者区域中的位 置。控制器基于导管位置在成像设备生成的图像中叠加表示导管的图标。 显示器显示在导管的当前位置具有叠加在图像上的导管的区域的图像。然 而，在受检对象表现出恒定运动的情况下，在该区域的图像和导管的当前6位置处的图像之间的重叠变得困难。尤其是在心脏应用中，心跳收縮的影 响使得该重叠更为复杂。尽管由2D荧光透视图像来估计心脏的当前收縮状态可以是一种可行 的解决方案，但结果证明该解决方案在大多数情况下是失败的，因为心脏产生的x射线阴影通常很模糊以至不能进行可靠的测量。这就需要精确确定周期性收縮对象的收縮状态，可以在如导管的导航 通过对象的器械中实时执行这种确定。可以由根据独立权利要求的主题满足该需要。本专利技术的有利实施例由 从属权利要求描述。1#根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于确定周期性收縮对象的收 縮状态，尤其是用于确定并显现该周期性收縮对象的收縮状态的方法。所提供的方法包括如下步骤(a)针对一系列不同收縮状态，确定对象的特有特征，其中所述特有特征与对象的当前收縮状态直接相关(b)评估作为该特有特征的函数表示收縮状态的模型；(c)获取表示对象当前图像的当 前数据集；(d)从当前图像中提取特有特征；(e)将提取的特有特征与模 型比较；以及(f)得到当前收縮状态。本专利技术的基本思想是通过基于模型的方法由获取的当前对象图像估计 周期性收縮对象的当前收縮状态。由此，对象在当前图像中可以是不可见 的或者仅部分可见。然而，表示当前收縮状态的指示(indication)的特有 特征在当前图像中是可见的。对于受检对象和/或接受治疗的对象的当前收縮状态的基于模型的估 计，与或多或少不可见收縮状态直接相关的可见特有特征被从对象的当前 图像中提取出来，并随后将其与模型相比较，该模型给出了根据该特有特 征的对象收縮状态。如果该特有特征例如借助于对稍后将要检査和/或治疗 的同一对象的先验检查来确定的，可以得到恰当的患者个体模型。由此， 模型包括与所确定的特有特征相符的解析函数。然而，该模型也可以是包 含收縮状态序列和赋值的特有特征的简单表格。所提供的方法的优点在于当前收縮状态可以容易地由相当简单地比较 特有特征和先验评估模型来确定。由此，对收縮状态的确定可以仅由基于图像的信息来完成。其它诸如基于心电图的信息就不必要了。2弁根据本专利技术的实施例，该方法进一步包括如下步骤(a)获取每个表示对象的另外的图像的一系列另外的当前数据集；(b)对于每一另外当 前数据集，从对应的另外当前图像中提取特有特征；(c)将所提取的另外 的特有特征与模型比较；并且(d)得到对应的另外的当前收縮状态。其优 点在于可以得到表示所研究对象的整个周期性循环的多个收縮状态。需要提及的是，可以使用两个或甚至更多不同的特有特征或特有特征 组合以使模型评估过程更加稳定。由此，可以从多种不同模型中选择最佳 模型，由此从不同特有特征或不同特征组合得到多种不同模型。这在该特 有特征为两个或更多参考对象之间的空间距离并且这些参考对象的确切位 置不能准确知晓时是特别有益的。而且，收縮状态可以通过两个或更多模 型曲线相互配准来更准确地确定。3#根据本专利技术的另一实施例，该特有特征由对象中的两个参考点之间 的空间差来表示。优选地，参考点由所谓的参考导管来定义，在利用医疗 过程之前将参考导管插入受检对象并在整个过程中使其处于固定位置。由 于它们与收縮对象相连，它们的运动代表对象的收縮。参考导管在当前图 像上是可见的。在这方面需要指出，该特有特征可以由已知的自动方法来确定，该方 法用于从当前图像中提取和追踪参考对象(参考导管)的位置。为了分辨正在对象中运动的导管与牢固定位在例如用于起搏实验和EP 记录的标准位置的参考导管，要分析导管运动。与如消融导管的运动导管 相比，参考导管执行单独由患者的呼吸和心脏收縮而不是由人工操纵引起 的规律的周期性运动。4井根据本专利技术的另一个实施例，评估作为特有特征的函数表示收縮状 态的模型的步骤包括，使用对象的可变形分割模型。其优点在于，来自预 先记录的图像的专用参考点可以被自动地检测和传播到患者个体的分割后 的对象解剖结构。从而，距离-收縮状态曲线的模型组可以从分割后的心脏 解剖结构轮廓提取，该模型组表示了每两个依赖于对象收縮状态的标准参 考导管位置之间的距离。5#根据本专利技术的另一实施例，周期性收縮对象为受检患者的跳动的心8脏。在这方面，通过将由预先记录的从同一患者获取的相同收縮状态下的 图像得到的正确不可见心脏解剖结构重叠到显示收縮心脏的正确变形的当 前图像上，该方法允许使用心脏收縮的基于模型的估计实现精确的导管引 导。由此，可以为所研究患者单独地生成模型，以使上述方法允许实现比 已知导管引导系统更精确的导管引导系统。需要提及的是，对于准确的导管引导来说，不但由心跳引起的心脏收 縮而且由如横膈膜压力引起的心脏运动对于该重叠来说都要考虑到。由此， 横膈膜压力主要引起心脏的或多或少的刚性变化。因此，额外需要一种正 确选择的预先记录图像与当前图像的图像配准。为达到该目的，可以使用 众所周知的使预先记录图像和当前图像中的参考点之间对应的配准技术。 这样的配准技术通常被称为点对点配准。6#根据本专利技术的另一实施例，获取当前数据集的步骤包括如下步骤得到对象的二维(2D)图像和/或对象的三维(3D)图像。当前2D图像优 选由X射线荧光透视得到。3D图像可以例如借助于已知的磁共振(MR) 技术得到。荧光透视图像可以借助于标准X射线仪器得到，例如设置有X射线源 以及对应的X射线探测器的C型臂。其优点在于，可以在不需大计算成本 的情况下实现对所研究对象的实时监测。然而，需要指出的是，当使用现 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定周期性收缩对象的收缩状态（Ｓ），尤其是用于确定和显现周期性收缩对象的收缩状态（Ｓ）的方法，所述方法包括如下步骤：　针对一系列不同收缩状态（Ｓ）确定所述对象的特有特征，其中，所述特有特征与所述对象的当前收缩状态（Ｓ）直接相关 ；　评估作为所述特有特征的函数表示所述收缩状态（Ｓ）的模型；　获取表示所述对象的当前图像（３４０）的当前数据集；　从所述当前图像（３４０）中提取所述特有特征；　将所提取的特有特征与所述模型相比较；以及　得到所述 当前收缩状态（Ｓ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A格罗特，K埃克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]