[發明專利]基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201710353472.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107019513B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張鵬飛;蘇海軍;馮建欽;丁毅壽;張昱昕
• 申請（專利權）人: 山東大學齊魯醫院;山東大學
• 主分類號: A61B5/06
• 分類號: A61B5/06;A61B8/08;A61B8/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

本發明涉及基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統及其工作方法，包括電磁定位追蹤模塊、復合血管內成像導管模塊、定位信息處理與復合圖像呈遞模塊，復合血管內成像導管模塊用于獲取血管內圖像，電磁定位追蹤模塊用于獲取復合血管內成像導管模塊在血管內的運動軌跡，并傳輸至定位信息處理與復合圖像呈遞模塊，進行血管內圖像與定位信息的校正融合，在虛擬內窺環境下呈遞血管空間信息。為血管病變的診治提供更為精準的依據。

技術領域

本發明涉及基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統及其工作方法，屬于血管內介入成像和診斷技術領域。

背景技術

根據我國2008年中國衛生事業發展情況統計公報顯示，心血管疾病同樣是我國城鄉居民第一位死亡原因，平均每10秒死亡1人，這一死亡速度是美國人心血管病死亡速度的3倍(每34秒死亡1人)！心血管疾病的高發病率和死亡率，已成為制約我國社會和經濟發展的重要因素。近年研究發現，在大多數急性心腦血管事件患者中，動脈粥樣硬化(AS)斑塊破裂和血栓形成是主要的發病機制。AS斑塊是發生于動脈管壁的病變，斑塊從穩定變為不穩定的過程涉及到炎癥、凝血等多個環節，單純顯示動脈管腔的診斷技術已不能滿足臨床的需要。

血管內成像技術彌補了傳統的冠狀動脈造影單純顯示管腔的不足，根據成像源(聲學、光學、光聲)模態的不同，其可顯示管壁內的斑塊形態、負荷程度乃至斑塊的組成。但由于二維血管橫截面圖像僅能提供局限部位血管病變信息，血管內成像的圖像三維重建和可視化已成為目前的研究熱點。

目前，血管內成像系統雖可借助系統配備的回撤裝置實現對一段血管的觀察，但其三維重建和可視化是把一系列的圖像按采集順序疊加起來形成一個直管模型的血管段。這種方法沒有考慮在圖像獲取過程中血管自身的彎曲形態。另一種方法為利用多角度CAG提取血管骨架并順序疊加血管內成像的圖像，但基于多角度CAG圖像的重建，一般假設管腔橫截面為橢圓，事實上，狹窄的動脈管腔形狀復雜多樣，狹窄多呈偏心型和不規則型，影響DSA圖像與血管內成像圖像的配準。且這些重建方法忽略了導管回撤過程中的離平面運動造成圖像法平面的翹曲，影響重建后圖像顯示，尤其是虛擬內窺環境的呈遞。

中國專利文獻CN103284760A公開了一種基于導管路徑的擴展超聲血管成像方法及裝置，包括一臺三維超聲儀，一套電磁定位設備，一條介入導管和計算機，三維超聲儀通過超聲探頭掃描血管獲取三維圖像，電磁定位設備包括一個磁場發生器和兩個6自由度定位傳感器，磁場發生器定義空間坐標系，一個6自由度定位傳感器安裝在超聲探頭上獲得超聲圖像的空間坐標，另一個6自由度定位傳感器嵌入在導管前端不可彎曲部分獲得導管前端的空間坐標，三維超聲儀與電磁定位裝置均與計算機相連接，將獲得的三維超聲圖像與導管路徑通過計算機重建在同一坐標系下。但是，該專利存在以下缺陷：該專利所述方法利用的體表三維超聲儀，僅能獲取淺表器官的圖像，無法實現深部血管，如冠狀動脈、顱內血管的成像，且不能提供內窺式圖像；并且，成像時需要借助CT或MRI、介入導管首先獲取血管骨架，再進行超聲成像，最后實現圖像匹配的多步驟、多模態成像。該專利實際操作需要分開進行，即術前利用體表超聲進行三維重建，術中利用介入導管獲得路徑并匹配，操作復雜。

中國專利文獻CN104161548A公開了一種治療動脈閉塞病變的器具，包括血管超聲導管、治療微導管和治療導絲；血管超聲導管與治療微導管并聯為一體；治療導絲一部分位于治療微導管內，另一部分從側壁出口穿出治療微導管。該專利采用了血管內超聲導管和治療微導管并聯一體的雙腔結構，提高對導引導絲進入血管真腔的成功率，并利用治療導絲對血栓進行抽吸，目的在于對于閉塞性病變(CTO)進行開通治療，其導管的操作為人工調整行進方向。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了基于電磁定位復合導管的血管內虛擬內窺鏡成像系統；本發明能夠提供成像導管5個自由度的空間運動信息，并與血管內圖像匹配，為血管病變的診治提供更為精準的依據。