[發(fā)明專利]用于為了在微創(chuàng)的X射線引導(dǎo)的介入中減少X射線劑量而產(chǎn)生覆蓋經(jīng)分割的目標(biāo)結(jié)構(gòu)或病變的減小視場(chǎng)的、具有自動(dòng)快門(mén)適應(yīng)的血管造影圖像采集系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980140015.5
• 申請(qǐng)日: 2009-10-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102202576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·格拉斯;D·舍費(fèi)爾;G·A·F·斯洪恩貝格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): A61B6/00
• 分類號(hào): A61B6/00;A61B6/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 黃云鐸;陳松濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可以在微創(chuàng)的圖像引導(dǎo)的介入的范圍內(nèi)有益地使用的血管造影圖像采集系統(tǒng)和方法，其中，基于三維成像在手術(shù)中采集示出了引導(dǎo)通過(guò)患者的心血管和/或心臟解剖體時(shí)的介入工具的圖像數(shù)據(jù)，并且借助于MR、CT、基于C臂的3DRA、或者任何其它成像模態(tài)對(duì)用于對(duì)該解剖體進(jìn)行三維重建的一圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行介入前采集。具體地，本發(fā)明涉及用于對(duì)介入前生成的、在將要進(jìn)行三維重建的患者心血管系統(tǒng)的感興趣區(qū)域中的患者冠狀動(dòng)脈樹(shù)的血管段的3D表示進(jìn)行圖形可視化的系統(tǒng)和方法，其中，借助于常規(guī)磁共振成像系統(tǒng)、基于C臂的3D旋轉(zhuǎn)血管造影設(shè)備、旋轉(zhuǎn)掃描架類型或者任何其它3D成像模態(tài)類型的計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置執(zhí)行所述圖像采集。因而，介入前生成的3D表示被用于心臟介入處置規(guī)劃并且具有自動(dòng)減小的視場(chǎng)，其有助于減少在圖像引導(dǎo)的介入過(guò)程期間所需的暴露給患者的X射線劑量。

背景技術(shù)

由于諸如動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓和局部缺血的心血管疾病(CVD)對(duì)心臟和血管造成可能導(dǎo)致慢性心力衰竭、心絞痛或心肌梗塞(心臟病發(fā)作)的永久損傷，心血管疾病在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家中依然是主要死亡原因。對(duì)于表現(xiàn)出心血管疾病癥狀的患者，在心臟導(dǎo)管插入實(shí)驗(yàn)中，通常經(jīng)由介入心臟病學(xué)進(jìn)行主要診斷和處置。因而，心臟導(dǎo)管插入意味著將小管子(導(dǎo)管)經(jīng)過(guò)動(dòng)脈和/或靜脈插入到心肌。為了利用實(shí)時(shí)X射線成像可視化冠狀動(dòng)脈和心室，通過(guò)導(dǎo)管注入造影劑。造影劑必須是對(duì)X射線不透明的，并且隨著它流入冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)內(nèi)或者心室內(nèi)提供良好的圖像對(duì)比度。該過(guò)程產(chǎn)生了被稱為血管造影片的圖像，它是用于診斷心血管疾病的標(biāo)準(zhǔn)。

在最近30年中，微創(chuàng)X射線引導(dǎo)的介入心臟病學(xué)由人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素推動(dòng)有顯著發(fā)展。新的基于導(dǎo)管的介入工具(諸如氣囊導(dǎo)管和支架)允許醫(yī)師處置更多情況和更復(fù)雜的患者病例。因?yàn)檫@些新的微創(chuàng)、圖像引導(dǎo)過(guò)程具有積極患者效果并且比心內(nèi)直視(open?heart)過(guò)程花費(fèi)更少，政府和私人支付者積極鼓勵(lì)醫(yī)師使用這些過(guò)程處置患者。

當(dāng)今，基于X射線的心臟導(dǎo)管插入系統(tǒng)代表當(dāng)前護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)，并且為心臟病學(xué)中的診斷和治療過(guò)程提供了成像模態(tài)。它們應(yīng)用于生成冠狀動(dòng)脈中血流栓塞的實(shí)時(shí)圖像。當(dāng)對(duì)栓塞進(jìn)行識(shí)別時(shí)，利用實(shí)時(shí)X射線成像引導(dǎo)尖端為氣囊的導(dǎo)管插入栓塞點(diǎn)用于通過(guò)血管成形術(shù)(其意味著通過(guò)對(duì)動(dòng)脈中受限流動(dòng)區(qū)域的氣囊擴(kuò)張)進(jìn)行處置和支架放置(即通過(guò)擴(kuò)張支撐結(jié)構(gòu)以保持新擴(kuò)大的動(dòng)脈開(kāi)口)。對(duì)具有冠狀動(dòng)脈疾病的患者治療的目的是通過(guò)使用用于重新張開(kāi)冠狀動(dòng)脈的技術(shù)和裝置減輕心絞痛的癥狀并且減少死亡或者心肌梗塞的風(fēng)險(xiǎn)。

如上所述的心臟導(dǎo)管插入系統(tǒng)實(shí)際上使得能夠進(jìn)行導(dǎo)管插入實(shí)驗(yàn)中的所有微創(chuàng)過(guò)程。當(dāng)前所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)都具有相同的基本體系結(jié)構(gòu)并且使用將X射線射束透射經(jīng)過(guò)患者并到達(dá)大面積檢測(cè)器上的點(diǎn)X射線源，大面積檢測(cè)器用于將所生成的熒光圖像轉(zhuǎn)換成用于顯示在監(jiān)視器上的電信號(hào)。因而，獲得患者的陰影圖像。

通常地，常規(guī)采用的心臟導(dǎo)管插入系統(tǒng)執(zhí)行兩種不同類型的實(shí)時(shí)X射線成像：診斷血管造影術(shù)和介入成像。為了產(chǎn)生高質(zhì)量圖像，以高輻射曝光執(zhí)行診斷血管造影術(shù)。該診斷(活動(dòng)攝影)模式產(chǎn)生所注入的造影劑流經(jīng)冠狀動(dòng)脈的圖像，以診斷冠狀動(dòng)脈的初始狀況、確定所需的介入、并且在介入之后重新評(píng)估冠狀動(dòng)脈。利用產(chǎn)生低質(zhì)量圖像的規(guī)則化輻射曝光執(zhí)行介入成像。從而，該介入(熒光(fluoro))模式提供了患者解剖體的實(shí)時(shí)成像以引導(dǎo)介入，并且在將裝置插入解剖體時(shí)使用。介入模式用于大約90％的過(guò)程成像時(shí)間。

當(dāng)今，實(shí)際上所有當(dāng)前可利用的常規(guī)基于X射線的心臟導(dǎo)管插入系統(tǒng)，例如由Philips醫(yī)療保健公司、Siemens醫(yī)療保健公司、GE醫(yī)療保健公司和Toshiba醫(yī)療系統(tǒng)所開(kāi)發(fā)和推向市場(chǎng)的那些系統(tǒng)，都使用相同的基本成像技術(shù)，其在過(guò)去40年來(lái)沒(méi)有很大改變。數(shù)十年來(lái)，對(duì)個(gè)體部件的逐漸改進(jìn)已經(jīng)將系統(tǒng)性能優(yōu)化到接近理論極限。然而，當(dāng)前系統(tǒng)仍然呈現(xiàn)高輻射曝光。因而，關(guān)鍵是與成像、輻射危害和操作相關(guān)的問(wèn)題。

在心臟導(dǎo)管插入實(shí)驗(yàn)室中最困難的成像任務(wù)之一是以陡峭視角對(duì)患者進(jìn)行成像。利用常規(guī)系統(tǒng)，接近患者的大面積檢測(cè)器造成與圖像輻射相比更加散射的輻射到達(dá)檢測(cè)器，其因此可能嚴(yán)重降低所獲得的圖像質(zhì)量。因此，醫(yī)師在介入期間通常使用高輻射診斷(活動(dòng)攝影)模式獲得更好質(zhì)量的圖像。

實(shí)際上另一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題在于交疊的解剖體可能抑制觀察和導(dǎo)航。常規(guī)心臟導(dǎo)管插入系統(tǒng)產(chǎn)生陰影圖像，該陰影圖像顯示無(wú)深度信息的對(duì)象。從這些平的圖像辨識(shí)3D解剖是困難的。另外，由肋骨或者脊柱導(dǎo)致的心臟的圖像雜亂和遮蔽經(jīng)常降低圖像清晰度。