[發明專利]對象內的植入設備的空間和形狀表征

在審

• 申請號: 201710321966.9
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN107481217A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: A·M·諾伊鮑爾;M·格拉斯;J·D·卡羅爾;S-Y·陳
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司;科羅拉多大學董事會;法人團體
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00;G06T19/20;G09B23/28;A61B6/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 王英,劉炳勝

本申請是2010年06月17日提交的申請號為201080028088.8、名稱為“對象內的植入設備的空間和形狀表征”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理的領域，特別是用于醫學目的，以便提供用于對插入患者的身體中的設備進行表征的方法。

特別地，本發明涉及用于對定位在檢查對象內的設備進行空間表征的方法。

而且，本發明涉及數據處理設備和醫學X射線檢查裝置。

此外，本發明涉及計算機可讀介質和具有用于控制上面提到的用于對定位在檢查對象內的設備進行空間表征的方法的指令的程序單元。

背景技術

在越來越多的冠狀動脈和結構性心臟病介入程序中，諸如支架的經皮設備被放置并部署在冠狀動脈中。在導管上塌陷以便遞送的這些設備必須精確地制定大小并定位以便在程序期間部署，并且，常常要求隨后評價。一旦將這些設備部署至其最終復雜的三維結構中，評價過程就常常是主觀的且非標準化的，從而跟蹤與結構的位置、制定大小或最終形狀有關的任何臨床結果都可能是困難的。

當前僅通過對由X射線檢查裝置或由諸如超聲波心動描記術的其他成像模態所采集的2D圖像的視覺檢查而完成在部署之后直接進行的或在更長的時期上進行的經皮設備的評價。然而，這些設備中的許多具有復雜的3D形狀，從而難以使用常見的基于投影的成像來評估，并可能以難以僅用眼睛辨別的方式改變其形狀。隨著開發出更多這些設備并要求短期和長期的安全和療效的臨床評價，可能需要更先進的用于隨時間確定其適當部署和定位的方法。

在WO 2008/041154 A2中，示出通過識別截面內的結構的2D表示而對位于對象內的結構進行空間表征。那里，描述作為可視化且量化工具的虛擬拉回，其允許介入心臟病科醫師容易地評估支架擴張。與血管內超聲拉回相似，虛擬拉回將支架和/或血管腔可視化。沿著參考線在體積數據中執行虛擬拉回。體積數據能夠是旋轉2D X射線衰減數據的重建。隨著沿參考線位置的改變，將垂直于參考線的平面可視化。在這些垂直的截面中，計算并顯示自動測量。

發明內容

對經皮設備的正確放置和部署的評估的成功和準確度不但很大程度上取決于臨床醫生的經驗，而且還取決于來自設備的清晰的2D圖像和設備的復雜度。然而，如果設備具有相當復雜的形狀，則2D圖像包括不確定性，并且，如果臨床醫生在評估特定的經皮設備的部署狀態方面沒有經驗，則需要改進用于對經皮設備的放置和部署的評價的已知的方法。

因此，可能存在著對用于對定位在檢查對象內的設備進行表征的方法的需要，該方法可以克服至少一些上面的不足。特別地，可能存在著對用于對定位在檢查對象內的設備進行表征的方法的需要，該方法提供對定位在檢查對象內、特別是患者的身體中的設備的準確且清晰的表征。

這些需要可以由根據獨立權利要求的主題滿足。在從屬權利要求中描述本發明的有利的實施例。

根據本發明的第一方面，提供一種用于對定位在檢查對象內的設備進行空間表征的方法。所描述的方法包括許多步驟。在第一步驟中，采集一組圖像，在該組圖像中，使感興趣的設備可見。該組圖像的采集能夠通過許多不同的圖像采集方法而實現，例如，在相對于設備的不同的觀察角度下采集的傳統的二維X射線圖像。因此，使用包括C臂的X射線系統并在該C臂的旋轉掃描期間采集一組圖像可以是有益的。

在隨后的步驟中，使用已存在的各種方法從所采集的一組圖像重建設備的三維模型。存在著用于從具有不同觀察角度的一組圖像重建三維模型的各種方法，例如用于非心臟設備的標準濾波反投影重建或在心臟設備情況下的門控重建或3D設備推進。表達“模型”代表設備的三維形狀的必要方面的數學表示，該數學表示以就可處理性方面而言可用的形式呈現該設備的知識。

隨后，如下，將該重建的三維模型與理想模型相比較，該理想模型出于有關目的而具有理想的部署狀態并定位在將被檢查的對象內部預定位置。在將實際設備定位并部署于例如患者的將被檢查的對象中之后，醫師執行設備的旋轉采集。通過使用現有技術而以高空間分辨率將設備重建成三維體積。使用模板匹配或其他方法來使理想設備的模型與實際設備相符。然后，能夠在匹配之后執行對所部署的設備和設備的理想模型之間的差異的測量。

在諸如支架的經皮設備被空間重建的情況下，可以計算相對于期望的支架擴張的偏差。根據期望的血管直徑，支架擴張可以表征為支架的橫截表面的最大直徑。