用于三维超声中导管的可视化的MPR 切片选择制造技术

一种系统采用介入工具（30）、超声成像系统和多平面重组模块（40）。介入工具（30）具有一个或多个图像跟踪点（31）。超声成像系统包括超声探头（20），所述超声探头用于生成解剖区域内的介入工具（30）的部分或整体的超声体积图像（22）。多平面重组成像模块（40）生成解剖区域中的介入工具（30）的两个或更多个多平面重组图像（41）。生成两个多平面重组图像（41）包括：识别所述超声体积图像（22）中的每个图像跟踪点（31）；并且利用识别出的每个图像跟踪点（31）作为所述多平面重组图像（41）的原点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维超声中导管的可视化的MPR切片选择
本专利技术总体涉及介入程序期间介入工具的准确可视化，尤其是介入心脏程序期间导管的准确可视化。本专利技术具体涉及从三维超声图像(“3D US”)导出的多平面重组(“MPR”)图像中的介入工具的可视化。
技术介绍
对于介入程序(尤其是介入心脏程序)中的准确引导，知道介入工具(例如导管)相对于程序前规划扫描(例如磁共振成像(“MRI”)扫描或计算机断层摄影(“CT”)扫描)的相对位置是重要的。由于X射线荧光检查图像提供了程序期间介入工具的极高分辨率图像，所以现有技术中已知的用于在引导介入工具中提供直观帮助的图像引导系统一直集中于在荧光检查图像中跟踪工具的尖端并叠加到程序前扫描中。逐渐地，作为引导介入程序的辅助将超声图像(“2D US”)或3D US与X射线成像配准已经增强了 X射线荧光检查。2D US或3D US的关键作用是利用实时运动信息增强程序前扫描，而X射线荧光检查图像实时提供了介入工具的高分辨率可视化。此外，实时引入3D US，能够在超声中更加清晰地对介入工具进行可视化，由此实现仅由超声引导的介入。定位介入工具的尖端对于准确导航和靶向而言是最为重要的。具体而言，对于心血管介入而言，导管尖端和主体相对于周围组织的关系的可视化对于准确的导航和靶向而言非常重要。不过，由于(I)来自介入工具主体的图像伪影，(2) 2D US或3D US的有限视图，以及(3)与介入工具进出2D US图像或3D US图像相关的平面外问题，在2D US或3DUS中对介入工具尖端和主体的精确位置和取向进行可视化常常是困难的。由于在3D US中对`介入设备尖端进行可视化的困难，因而也难以在介入设备尖端附近定义多平面重组(“MPR”)视图从而对工具尖端附近(包括周围组织)进行适当的可视化。
技术实现思路
本专利技术提供了用于在3D US中准确实时定位工具尖端并精确产生工具尖端和周围邻域的MPR视图的系统和方法。本专利技术的一种形式是一种采用介入工具的系统、超声成像系统和MPR成像设备。介入工具具有一个或多个图像跟踪点(例如，具有位于导管尖端区域之内的图像跟踪点的导管)。超声成像系统包括超声探头，所述超声探头用于生成解剖区域之内的介入工具的部分或整体的超声体积图像。MPR成像模块生成解剖区域中介入工具的两个或更多个多平面重组图像。生成多平面重组图像包括:识别所述超声体积图像中的每个图像跟踪点；并且利用识别出的每个图像跟踪点作为所述多平面重组图像中的一个的原点。本专利技术的第二种形式是一种涉及在解剖区域之内导航介入工具的方法，介入工具具有一个或多个图像跟踪点(例如，具有位于导管尖端区域之内的图像跟踪点的导管)。该方法还涉及操作超声探头以生成所述解剖区域中所述介入工具的部分或整体的超声体积图像；以及操作MPR成像模块以生成解剖区域之内的介入工具的两个或更多个多平面重组图像。生成多平面重组图像包括:识别所述超声体积图像之内的每个图像跟踪点；并且利用识别出的每个图像跟踪点作为所述多平面重组图像中的一个的原点。【附图说明】结合附图阅读本专利技术各示范性实施例的以下详细描述，本专利技术的以上形式和其他形式以及本专利技术的各种特征和优点将变得更加显而易见。详细说明和附图仅仅是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及其等价方案界定。图1图示了根据本专利技术的介入跟踪系统的示范性实施例。图2图示了表示根据本专利技术的介入跟踪方法的流程图。图3和4A-C图示了由图1的介入跟踪系统进行的图2的介入方法的第一示范性实施。图5和6A-B图示了由图1的介入跟踪系统进行的图2的介入方法的第二示范性实施。图7-9图示了由图1的介入跟踪系统进行的图2的介入方法的第二示范性实施。图10图示了图1的 介入跟踪系统的第一示范性实施例。图11图示了图2的介入跟踪方法的第一示范性实施例。图12图不了由图10的介入跟踪系统进彳丁的X射线图像和MPR图像的不范性显不。图13图示了图1的介入跟踪系统的第二示范性实施例。图14图示了图2的介入跟踪方法的第二示范性实施例。【具体实施方式】如前所述，本专利技术提供了用于对从3D US图像导出的MPR图像中的工具尖端和周围邻域进行可视化的各种系统和方法。本领域的普通技术人员从图1-14的以下描述将认识到，这些方法是通过本专利技术的MPR成像模块实现的。图1图示了采用3D超声成像系统、介入工具30和MPR成像设备40的本专利技术的系统。出于本专利技术的目的，本文中将3D US成像系统宽泛地定义为包括3D US成像设备21，所述3D US成像设备21用于控制在结构上配置为生成解剖区域(例如，身体心脏区域)的超声体积图像(“USI”)22的3D US探头20的工作。3D US成像系统的范例包括，但不限于利用3D TEE探头的任何类型的3D超声成像系统。在一个实施例中，由Philips Healthcare销售的iE33智能回波系统可以用作3D US成像系统。出于本专利技术的目的，本文中将介入工具30宽泛地定义为在结构上配置为执行特定动作以在任何类型的介入程序(例如介入心脏病学)中执行期望效果的任何类型工具、器械或设备。出于介入程序的目的，在介入设备30的尖端区域或主体上定义一个或多个图像跟踪点31。在一个实施例中，跟踪点是介入设备30的尖端。在第二实施例中，由定位于介入设备30的尖端区域和/或主体中的传感器界定每个图像跟踪点31。传感器的范例包括但不限于电磁传感器、光传感器或形状跟踪传感器(例如，利用光纤布拉格光栅、瑞利散射、反向散射、利用光纤进行力感测或测量光纤中的变形以跟踪形状或位置的传感器)。出于本专利技术的目的，本文中将MPR成像模块40宽泛地定义为用于从超声体积图像22生成MPR图像41的任何硬件、软件和/或固件的结构配置，从而使介入工具30的成像跟踪点31充当MPR图像41的原点。在实践中，MPR图像41可以相对于成像跟踪点31具有任何取向，并可以在超声体积图像22中具有任何取向。同样在实践中，可以在超声成像设备21或适于介入程序的任何其他类型的成像或显示设备之内集成MPR成像模块40。为了便于理解MPR成像模块40，现在将在此描述本专利技术的介入跟踪方法的介绍和示范性实施。图2图示了表示本专利技术的介入跟踪方法的流程图50。流程图50的阶段S51包括识别超声体积图像22之内介入工具30的一个或多个图像跟踪点31，流程图50的阶段S52包括生成一个或多个MPR图像41，其中识别出的每个图像跟踪点31充当MPR图像41中的一个的原点。例如，图3示出了在包括组织61的解剖区域的超声体积图像60之内识别介入工具62的尖端63，识别的尖端63充当正交MPR图像64-66的原点，如相应的图4A-4C中所示。结果，在MPR图像64-66中对介入工具62的尖端63以及组织61的相邻部分进行准确的可视化。在介入程序期间，在解剖区域之内导航介入工具62和/或相对于解剖区域移动超声探头时，持续更新MPR图像64-66。为了维持尖端63和相邻组织部分61的准确可视化，MPR图像64与超声体积图像60的XY平面具有固定的平行关系，MPR图像65与超声体积图像60的YZ平面具有固定的平行关系，并且MPR图像66与超声体积图像60的XZ平面具有固定的平行关系。 作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：介入工具（30），其具有至少一个图像跟踪点（31）；超声成像系统，其包括超声探头（20），所述超声探头用于生成解剖区域中的所述介入工具（30）的至少一部分的超声体积图像（22）；以及多平面重组成像模块（40），其用于生成所述解剖区域中的所述介入工具（30）的所述至少一部分的至少两个多平面重组图像（41），其中，生成所述至少两个多平面重组图像（41）包括：识别所述超声体积图像（22）中的每个图像跟踪点（31）；并且利用识别出的每个图像跟踪点（31）作为所述至少两个多平面重组图像（41）中的至少一个的原点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.21 US 61/477,6591.一种系统，包括: 介入工具(30)，其具有至少一个图像跟踪点(31)； 超声成像系统，其包括超声探头(20)，所述超声探头用于生成解剖区域中的所述介入工具(30)的至少一部分的超声体积图像(22);以及 多平面重组成像模块(40)，其用于生成所述解剖区域中的所述介入工具(30)的所述至少一部分的至少两个多平面重组图像(41)，其中，生成所述至少两个多平面重组图像(41)包括: 识别所述超声体积图像(22)中的每个图像跟踪点(31);并且 利用识别出的每个图像跟踪点(31)作为所述至少两个多平面重组图像(41)中的至少一个的原点。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述介入工具(30)为导管。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述成像跟踪点(31)定位于所述介入工具(30)的尖端部分之内。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个多平面重组图像(41)是正交的。5.根据权利要求1所述的系统，其中，每个多平面重组图像(41)在所述超声体积图像(22)中具有固定取向。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多平面重组图像模块(40)还用于在所述介入工具(30)于所述解剖区域之内进行导航时动态地更新所述至少两个多平面重组图像(41)。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多平面重组图像模块(40)还用于在所述超声探头(20)相对于所述解剖区域进行移动时动态地更新所述至少两个多平面重组图像(41)。8.根据权利要求1所述的系统，还包括: X射线成像系统，其用于生成所述解剖区域中的所述介入工具(30)的所述至少一部分的至少两个X射线图像，其中，识别所述超声体积图像(22)中的每个成像跟踪点(31)包括: 识别所述至少两个X射线图像中的每个成像跟踪点(31);并且 将所述至少两个X射线图像中的识别出的每个成像跟踪点(31)转换到所述超声体积图像(22)。9.根据权利要求1所述的系统，还包括: 全局跟踪系统，其包括与所述介入工具(30)集成的至少一个工具传感器，其中，每个工具传感器定义所述至少一个成像跟踪点(31)中的一个。10.根据权利要求9所述的系统，其中，每个工具传感器都是电磁传感器。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述全局跟踪系统还包括与所述超声探头(20)集成的至少一个探头传感器；并且 其中，识别所述超声体积图像(22)中的每个成像跟踪点(31)包括将每个工具传感器和每个探头传感器共配准到全局跟踪坐标系。12.根据权利要求9所述的系统，其中， 所述的生成所述至少两个多平面重组图像(41)包括:生成相对于所述工具传感器与所述介入工具(30)正交的所述至少两个多平面重组图像(41)。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多平面重组图像模块(40)还用于堆叠所述至少两个多平面重组图像(41)以相对于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·帕塔萨拉蒂，A·K·贾殷，C·R·哈特三世，A·N·拉瓦尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：