CN104853689A - 定位工具 - Google Patents

Abstract

用户界面(GUI)和用来生成用户界面的生成器(UIG)，以辅助操作者在去神经支配流程或类似的介入期间定位导管(DC)或其他医学设备。虚拟标志(MC、MP)被显示为叠加在X射线投影图像(IM)或其他数字图像上，从而相对于先前的应用位置向操作者指出所述导管下一次需要被定位的地方。

Description

定位工具

技术领域

本发明涉及一种用于支持医学设备定位的装置、一种用于医学设备定位的方法、一种成像***、一种计算机程序元件和一种计算机可读介质。

背景技术

全世界最普遍的医学状况之一是高血压。制药商已经对此做出响应并且开发了大范围的高血压药物来进行处置。

遗憾的是，某些患者并不对这样的药物响应。已经发现，在那些没有响应的患者中的一些中，他们的交感神经***操作为将身体维持在“战斗或逃跑”的恒定状态中，即压力的状态中。维持这样的状态包括将血压精确地保持在相对高的水平处。为此，交感神经***将信号经由神经组织发送到身体的肾，以指令肾产生大量的肾素。这种酶在人体新陈代谢中被用于调节例如遍及身体的动脉收缩，以如此引起并维持高血压。

为了解决这种状况，已经开发了被称为肾脏去神经支配的介入流程。在肾脏去神经支配中，将特别适配的能激发导管引入到肾动脉中。导管被用于至少部分地去激活位于动脉壁中的神经组织并且导入和导出相应的肾。换言之，交感神经***与肾之间的通信由此被缩减为降低肾素产生和最终的血压。

然而，已经发现，操作那些去神经支配***或导管或类似的介入设备有时是困难的。这还可能导致处置结果达不到期望。

发明内容

因此，可以存在对用来在去神经支配或类似的介入流程期间对医务人员进行支持的装置的需要。

本发明的目标是由独立权利要求的主体解决的，其中，另外的实施例被并入从属权利要求中。应当指出，以下所描述的本发明的方面同样适于用于医学设备定位的方法、成像器***、计算机程序元件和计算机可读介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于定位医学设备(例如去神经支配导管或其他)的装置。所述装置包括：

输入端口，其用于接收i)目标的X射线投影图像，以及ii)指示所述目标中或所述目标周围的医学设备的当前应用位置的信号；

用户界面生成器，其被配置为生成叠加在所述图像上的标志以用于在屏幕上显示，所述标志指示距所述当前应用位置或先前应用位置的第一预定距离处的所述设备的下一应用位置，在所述输入端口处接收指示所述第二位置的信号之后，所述生成器对针对距所述下一位置第二预定距离处的第二位置叠加第二标志做出响应。

根据一个实施例，所述应用位置可以被认为是作用点，即所述医学设备被用于递送特定任务的位置。在去神经支配介入期间，可以使用所述装置，其中，去神经支配导管的端部需要在特定样式中被精确地定位，以重复地并且逐点地烧焦或灼烧(从而消融)例如肾动脉中的神经组织。各自的标志接着对消融部位的位置进行标记，即其中，所述去神经支配导管(“当前”或“先前”)已经被应用之处，或其中所述导管下一次将被应用之处。由所述用户界面生成器生成的一个或多个标志是虚拟标志，所述虚拟标志重叠在当前X射线投影图像上。根据一个实施例，随着所述医学设备从一个位置移动到下一位置，针对连续的下一位置中的任一个的各自的单个标志被显示：换言之，一旦所述第二标志被显示，则所述第一标志被擦除。然而，在其他实施例中，所述两个标志被一起显示，使得在任何时间总是确切地存在两个显示出的标志，并且该实施例可以被延伸为显示所有的或最新的n(n≥2)个先前的作用点位置。

在一个实施例中，还存在***标志，所述***标志在图像的序列上跟踪例如相对于所述导管的端部取得的所述设备的实际当前位置。例如当所述设备在先前的消融部位向所述下一消融部位行进时，针对当前端部位置的该标志与针对所述设备应用位置的所述标志不同。该跟踪标志沿着所述一个或多个作用点位置标志被显示。换言之，所述装置提供针对所述医学设备相对于当前作用点/位置的操作的动态靶向指示。

所述图像在显示时示出至少所述导管的投影视图或投影视图剖面(“覆盖区(footprint)”)，并且在给定当前消融点的情况下将操作者引导到所述下一消融点。这减轻了通过眼睛猜测所述导管端部的所述下一位置的需要，并且这还减轻了在X射线采集期间对被与所述患者放置在一起的物理尺或量规的易出错并且麻烦的使用。可以将所述标志叠加在诸如十字标线或简单线段的许多形状中。在所述操作者使所述去神经支配导管通过所述肾动脉前进时，产生标志的序列。

如本文中所提出的所述装置帮助操作者“归零校正”，即在没有记忆尝试的情况下视觉上聚焦在下一消融要被应用的所述下一靶向位置上。操作者可以忘记先前的消融点并且可以将注意力充分集中在所述下一位置上。所述装置帮助所述操作者迅速并且方便地达到一致的消融点样式。

根据一个实施例，所述标志序列沿着与相关器官(例如所述肾动脉)和/或所述医学设备的所述位置对齐的方向前进。可以使用在所述介入期间被用于采集荧光检查或血管造影图像的感兴趣解剖结构和成像器的几何形状的知识。例如，在肾脏去神经支配流程的设定中，通常在所述图像上水平地示出相关肾动脉。根据该实施例，所述标志的序列同样水平地前进，由此跟随相关解剖结构的尺寸。然而，在例如所述医学设备沿弯曲路径延伸的其他实施例中，所述用户界面生成器自动地适于该曲线状况，并且因此所述标志的序列沿着所述医学设备的所述相关器官覆盖区和/或曲线覆盖区的曲线末端前进。

根据一个实施例，还存在沿着一个或多个标志所生成并显示的虚拟量规或标尺。如本文中所使用的“量规”包括但不限于标尺或直尺的图形表示，或者尤其是针对卷尺、带状物或索的曲线应用。这允许所述操作者实际读出距离或辅助他或她来定位诸如去神经支配导管的介入工具。

根据一个实施例，所述用户界面生成器被配置为自动地将叠加的所述虚拟量规与所述设备或目标取向对齐和/或自动地将所述量规上的长度和刻度缩放到所述目标或设备的长度。所述图像内虚拟量规是适配并且被数字地表示为屏幕上的测量结果和定位工具的设备和/或ROI。在一个实施例中，所述量规被自动或至少半自动地相对于所述设备和/或感兴趣器官的所述覆盖区进行缩放、定向以及定位。对齐是自动的，这是因为接收到所述图像之后影响对齐。在一些实施例中，所述对齐操作(或本文中描述的所述用户界面生成器操作中的全部或某些)也是(或作为替代)半自动的，这是因为所述用户界面生成器还在具有所述标志/量规的所述图像被显示之后接受输入，并且操作为基于所述新的或稍后提供的用户输入或者基于从所述成像器询问的输入(例如成像几何结构的变化，如工作台移动)来修改标志/量规。

在其是GUI控件或用于表示所述标尺的类似的像素信息的意义上讲，所述标尺或量规是虚拟的。所述代表性像素信息不涉及如遵循当前实践、在所述X射线图像采集期间“真实的”物理标尺已经被与所述患者放置在一起的情况的任何衰减。换言之，不再需要这样的物理标尺或类似的测量设备。如本文中提出的所述虚拟量规增加了所述患者的舒适度并且允许对所述去神经支配导管的更准确的操作。所述虚拟量规还可以被显示为曲线应用中的虚拟量角器。在这种情况下，分割器操作为从所述图像(例如荧光检查X射线图像，在下文中也被称为“荧光”，或者血管造影术，在下文中也被称为“血管造影”)提取相关结构以计算沿所述结构的弧长，以便于将所述标志放置在正确的“测量”距离处。即使在曲线环境中，也可以实现对所述去神经支配导管或类似的介入工具的精确定位。

在一个实施例中，所述虚拟量规在屏幕上的总体长度(或就此而言，所述标志将沿着其行进的总体长度)是根据与即将到来的检查类型相关的预设值的。例如，在肾脏去神经支配中，平均肾动脉长度是已知的，并且可以经由适合的用户输入单元而由用户供应，或者可以在所述用户指定所述检查和/或器官类型之后从医学数据库检索。

根据一个实施例，所述标志和/或所述标尺或量规是交互式的，这是因为所述操作者可以使用诸如鼠标的指针工具来调用额外的临床相关信息，例如点击数字量规和/或所述标志从而实现GUI窗口的弹出窗口，以表示背景信息或提供背景用户交互。在一个实施例中，(由所述装置)所提出的下一标志位置可以是用户“编辑的”，即由所述用户改变以便于考虑例如最好避免消融的血管中的钙化的存在。在所要求的消融点间隙周围存在安全裕度，因此所述用户具有对所述装置指示的下一消融点位置进行微调的一些余地。然而，如果所述用户试图调节从而违反所述安全裕度(例如如果他或她试图将所述消融点设定得太靠近先前的消融点)，则发出该效果的错误消息。在一个实施例中，所述装置甚至可以向去神经支配生成器发出“去使能”信号以防止所述用户在该点执行所述去神经支配。

根据一个实施例，所述刻度对应于所要求的消融点间隙，即所述标尺DR上的任何两个紧接着连续的刻度之间的距离在像素方面等于所要求的消融点间隙。

根据一个实施例，任何两个紧接着的刻度距离之间的距离对应于屏幕上也在像素方面表达在所述虚拟标尺上的用户可选的物理标度，例如mm、cm和英寸等。

根据一个实施例，通过与用于介入的具体去神经支配工具接合来获得指示各自的当前导管位置的所述信号。然而，根据一个实施例，不要求这样的接口，但是所述***仅基于所述图像的序列，以确定当前的去神经支配点。调节所述标志距离的缩放和所述数字标尺上的所述刻度，使得根据那些标志来移动所述导管端部位置将影响在期望距离处的真实定位。所述标志之间或所述刻度之间的屏幕上距离将以或关于自然距离单位(例如毫米)表达，而不以像素表达，这是因为感兴趣的是所述消融点原位之间的实际物理距离。为了从物理距离转译为像素距离(在像素域中查看标志和量规刻度)，可以定义单位变换。根据一个实施例，可以通过考虑可以被假定为已知的所述设备(例如导管端部或导丝等)的特性部分的图像中的一幅中的所述覆盖区(投影视图)来导出这种mm/像素关系。所述设备的端部部分覆盖区基于可以从制造商的产品规格获得的端部的物理尺寸和形状的知识而在所述图像中被分割(“提取”)，即识别。然后，该知识提供自然参考，以将存在多少像素转译为所选择的长度单位(例如毫米)。另一个实施例利用在采集所述投影图像时使用的所述X射线成像器的成像几何结构来对所述mm/像素关系进行近似。如果假定所述感兴趣区域(例如相关的肾动脉)在所述成像器的等中心，则可以根据由所选择的SID(X射线源-探测器距离)引起的X射线束发散来推断mm-像素对应性。然后，这种关系可以被用作针对在所考虑的整个血管上的所述mm/像素关系的近似。

返回参考所述肾脏去神经支配的背景，在所述去神经支配期间对导管的用户控制的前进通过实况荧光IM的序列而被监测，所述实况荧光IM在屏幕M上被以所述序列显示。控制器操作使得当显示所述实况荧光时，将所述一个或多个标志叠加在所述实况荧光中的每个上。控制器的所述操作由此保证用户可以在整个所述实况荧光序列上观察所述标志，并且在一个接一个地通过所述肾动脉从先前的消融点到所述下一消融点位置而使其在拉回阶段中前进时更好地控制所述导管端部的位置，其中，所述下一消融将被在动脉壁上的各自的位置处施加。典型的去神经支配介入包括施加大约4-6个逐点消融，并且当所述导管端部T接近各自的位置时，针对所述消融点位置中的每个的各自的标志被顺序地显示在各自的荧光上。连续的消融位置标志被以所要求的间隙距离显示，所述间隙距离是用户能配置的、对于如先前所观察的肾脏去神经支配通常为5mm的量级。换言之，在所述介入的过程期间，控制器操作使得消融位置标志的序列被显示沿能配置的方向d在图像平面“传播”。所述消融标志的传播方向与所述导管的所述覆盖区或所述感兴趣器官的所述覆盖区自动地对齐。

任选地或自动地，所述标志中的至少一个是被显示以在所述引线上延伸的条或线元件。所述导线可以是条元件，或者可以作为所述图像上的带状物或带延伸，或者实际上可以是曲线对象和/或设备的曲线带或曲线。

虽然已经在本文中参考肾脏去神经支配和相应的导管对装置的使用进行了解释，但是应当理解，所提出的装置也可以很好地被用于要求精确定位的其他背景中。例如，还想象在使用RF(射频)针的肿瘤消融介入中对所提出的装置的应用。

根据一个实施例，所述X射线投影图像由X射线成像器采集。对界面生成器的所述对齐和/或标志定位操作基于对所述图像中的医学设备的X射线覆盖区或者对所述图像中或对象X射线图像(血管造影)中的所述对象的X射线覆盖区的分割操作。

根据一个实施例，所述设备发出所述第二信号，同时所述设备处于或操作在各自的位置处，或者其中，所述设备到达所述下一位置之后发出所述第二信号。

根据一个实施例，所述标志中的所述至少一个是实线、虚线或点线或所显示的条段，从而在所述方向上延伸或行进，或者其中，所述两个标志中的至少一个被显示为以下中的任一项或组合：十字符号、V形符号、圆圈、点。当然，也可以使用帮助人类用户容易地识别屏幕上的位置的其他图形符号。

附图说明

现在将参考以下附图来描述本发明的示范性实施例，其中：

图1示出了在去神经支配介入期间的肾动脉的视图；

图2示出了用于支持去神经支配介入的布置；

图3是图1的特写视图；

图4是图2的示出了图形用户界面的详细视图；并且

图5是支持对医学设备的定位的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，示出了关于人类或动物身体的肾脏去神经支配中的相关解剖状况ROI的示意性视图。肾脏饲养动脉RA在孔OS处从主动脉A分支。肾动脉RA形成经由其向肾K供血的管道。血管壁或肾动脉RA与神经组织NT缠绕，中枢神经***经由神经组织NT将信息通信到肾K以控制尤其是肾K的肾素产生。视图还示出了去神经支配导管DC的原位位置，去神经支配导管DC具有在图1中通过发出的圆弧的序列示意性地指示的能激发端部T。以下将更详细地解释对所述导管去神经支配DC的操作。

图2示出了用来支持人类或动物身体上的肾脏去神经支配流程的布置。该布置包括X射线成像器100和去神经支配***DS。图2示出了C形臂类型的成像器100，然而应当理解，也可以使用其他成像器构造。

成像器100包括刚性C形臂CA，刚性C形臂CA在其末端中的一个处附有探测器D并且另一端附有X射线管XR和准直器COL(在下文中一起被称为C-X-组件)。X射线管XR操作为生成并发射初级辐射X射线束p，初级辐射X射线束p的主要方向由矢量p示意性地指示。准直器COL操作为相对于ROI对所述X射线束进行准直。

臂CA的位置是可调节的，使得可以沿不同的投影方向p采集投影图像。臂CA被围绕检查台XB可旋转地安装。臂CA以及与其一起的CX组件由步进马达或其他适合的致动器来驱动。

成像器100的总体操作是由来自计算机控制台CON的操作者控制的。控制台CON被耦合到屏幕M。操作者可以经由所述控制台CON通过例如驱动操纵杆或踏板或耦合到所述控制台CON的其他适合的输入器件来释放独立的X射线曝光，从而控制任何一个图像采集。

在介入和成像期间，检查台XB(以及与其一起的患者PAT)被定位在探测器D与X射线管XR之间，使得病变部位或任何其他相关感兴趣区域ROI由初级辐射束PR所辐照。

广泛地，在图像采集期间，经准直的X射线束PR从X射线管XR发出、经过所述区域ROI处的患者PAT、通过与其中主体的相互作用而经历衰减，并且接着这样衰减的射束PR撞击多个探测器单元处的探测器D的表面。由(所述初级束PR的)独立的射线撞击的每个单元通过发出对应的电信号来做出响应。然后，所述信号的集由数据采集***(“DAS”-未示出)转译为表示所述衰减的各自的数字值。组成ROI的有机材料的密度确定衰减的水平。高密度材料(例如骨骼)比低密度材料(例如血管组织)引起更高的衰减。然后，针对每条(X)射线的这样被配准的数字值的集被合并为形成针对给定采集时间和投影方向的X射线投影图像的数字值的阵列。

去神经支配***DS包括与去神经支配导管DC通信的生成器G(用于生成射频(RF)能量)。去神经支配流程是与血管成形术类似的血管内流程。用户(在本文中也称为操作者，例如介入放射科医师)例如通过患者(PAT)的上大腿中的股动脉***去神经支配导管DC并且使其穿透到肾动脉RA中。导管DC包括柔性导丝。导管由被放置在孔OS处的微导管MC支撑。一旦导管DC的端部T在肾动脉RA里面的期望位置处，则使端部T接触内动脉壁，并且去神经支配导管DC由生成器G的激励所激发以递送受控量的射频能量，从而在导管端部T当前驻留并接触血管壁的点处实现对神经组织的逐点烧焦或消融。肾脏去神经支配流程是图像控制，这是因为成像器100***作为在去神经支配流程期间采集“实况”荧光检查X射线投影图像IM(“荧光”)或血管造影术(“血管造影”)的序列。

图3示出了图1的状况的特写以更清楚地解释去神经支配流程。导管DC的端部T首先被穿过主动脉A到肾动脉RA中，并且接着被定位在肾K即所述主动脉A的远端处。在图像控制的远端到近端拉回序列(如箭头DTP所示)中，导管DC然后由操作者远离肾K并且向主动脉A拉动，同时端部T维持与肾动脉的RA壁接触，并且同时端部T在肾动脉RA壁的里面上以圆形扫过。因此，端部T在内动脉壁上描绘出螺旋形，并且导管端部T在特定的消融或烧焦位置CP处驻留一段时间，以逐点递送RF能量，从而一次一个点地在那些点中的各自的点处实现对神经组织NT的消融。这样，当导管DC在拉回中被以“时行时止(stop-and-go)”方式缩回时，消融或烧焦点CP的理想地一致的样式被应用到肾动脉RA的内壁以实现处置。已经发现，去神经支配流程的有效性主要在于被应用到肾动脉壁RA的烧焦/消融点样式的一致性。每个邻近的烧焦点CP之间的间隔越一致，血压的降低越有效。离散的独立的逐点RF消融操作在每个消融点处持续大约2分钟，并且针对每个肾动脉实现纵向并且圆周地分离的4至6个消融点。消融点CP在沿肾动脉RA轴被纵向测量时隔开5mm的最小值(在下文中称为“所需要的消融点间隙”)，并且在拉回期间被以圆周方式从远端(肾K)到近端(主动脉A)应用。在流程之后，执行控制血管造影术。在一个实施例中，设想操作者供应要被考虑并且用于去神经支配流程的两个连续的或邻近的消融点CP之间所需要的(最小)距离或间隙。用户可以经由击键输入或经由诸如下拉式菜单的GUI控件或其他图形输入布置或以其他方式来指定所需要的消融点间隙。

由于导管DC的不透明，因此其覆盖区DCFP在荧光中是清楚可见的，而血管RA的轮廓不是清楚可见的。如果期望或需要对血管的轮廓进行分割，则施予造影剂的体积，因此至少临时使肾动脉RA不透明，并且成像器100操作为采集一个或多个血管造影。血管造影是投影图像，所述投影图像的像素信息能够对动脉的覆盖区或投影视图进行编码(即表示)。为了在屏幕M上显示(根据端部T的位置测得的)导管DC相对于周围的肾动脉的当前位置，可以使用适合的路线绘制技术。然后，可以荧光IM和路线图图形元件可以一起被显示在屏幕M上，或者血管造影而不是当前荧光被显示，只要操作员希望实际上看到血管的覆盖区。出于去神经支配的目的，动脉RA确定导管DC要行进的路径。然而，在除本文所描述的示范性去神经支配的其他背景中，其他器官覆盖区或标记可以被用于限定医学设备DC的操作路径。

为了帮助操作者在其中将一次一个地应用烧焦点的期望的一致的样式中正确地将导管端部T定位，图2中的布置还包括装置A，以下将更详细地解释装置A的操作。广义地说，装置A基于当前投影图像IM和表示导管端部T的当前消融位置或先前的消融位置的信号来生成图形用户界面GUI，所述图形用户界面接着(在监视器M上)被示出为叠加在所述当前荧光IM或血管造影或实况荧光的序列中的任一个上。

图4示出了叠加在当前投影图像IM上的所述图形用户界面GUI的更详细的视图。投影图像IM示出了去神经支配导管DC的覆盖区DCFP和导管的能激发的端部T的覆盖区TFP。如先前提到的，由于缺乏放射不透明，肾动脉覆盖区不被示出，但是至少动脉的取向和延伸能从设备DC的覆盖区DCFP或其导丝间接地被导出。

根据一个实施例，图形用户界面GUI包括叠加在所述图像IM上的消融的下一目标位置的标志MC，其中，将导管端部位置T要被定位以用于下一逐点消融操作。

根据一个实施例，还存在针对先一消融位置即已经应用消融的位置的标志MP。

根据一个实施例，仅显示下一导管端部位置的标志位置MC，从而将操作者引导到下一次定位导管端部位置的地方。

在如图4所示的“双标志”实施例中的状况下，与由(以实线示出的)MC指示的针对下一消融的下一(预期的)导管端部靶向位置一起，先前的消融位置由(以虚线示出的)标志MP指示并显示。图4示出了端部T仅到达标志位置M的情况。在这种双标志实施例中，导管端部一到达下一靶向点，则更新图形用户界面GUI并且发生对标志的替换(即擦除先前的标志MP)，标志MC现在变为新的先前消融位置，并且新标志(未示出)弹出并被显示到所需要的内消融间隙处的标志MC的右侧，并且然后随着端部T(在点MC处的消融被完成之后)通过肾动脉RA向新的下一消融位置继续其行程而重复循环。这样，在任何给定的时间仅示出两个标志MC、MP，即先前一个MP和下一位置MC处，其中，操作者接下来需要定位导管端部T位置。

然而，其他实施例还设想具有较长的“尾端(trailing end)”，即其中与下一导管端部消融位置一起，还显示先前的消融点位置(先前的n≥2个)。这与之前提到的在任何时间仅显示单个标志MC(即针对即将来临的下一消融点的那个)的单个标志实施例相反。所述标志由用户观察以随着端部逐一地接近各自的位置而跳过屏幕M。

如所描述的，触发标志转换的信号是端部T的覆盖区TFP与由下一消融点标志MC去标记的位置的交叉。然而，如以下更详细描述的，在其他实施例中，所述信号由去神经支配导管DC的操作提供。在又一实施例中，信号是基于时间的，即一旦(在荧光的序列上被跟踪的)端部T覆盖区TFP的当前位置在给定点处驻留得比预定义的时间限制更长，则发出所述信号，所述预定义的时间限制由操作者在该点处执行消融的装置来解释。以下更详细地进一步描述关于信号的更多细节。

如图4所示，标志MP、MC可以被表示为以颜色显示的简单的水平线段，所述颜色自动地适于在给定标志要被显示的图像IM的图像平面的当前背景的情况下更醒目。换言之，对数字标尺和/或标志的配色关于在其上叠加了标志或数字标尺的相关图像的背景颜色而改变。例如，如果图像平面背景是暗的，则相关的部分数字标尺被以更亮的颜色示出，反之亦然。又换言之，标志和/或数字标尺的视觉外观随着设备通过患者前进而改变。

在其他实施例中，标志可以被显示为圆、十字、标线等。标志是虚拟的，即它们由人工的像素样式或符号来限定。在一个实施例中，用户界面生成器UIG从“预制的”控件的库中检索随后组成标志的适合的基元。然后，用户界面生成器UIG实现在适合的缩放之后在所确定的位置处对标志的显示。在一个实施例中，标志MP、MC在图像IM中被放置在血管RA覆盖区上(例如作为圆，或更普遍地逐点表示)。在这种情况下，在对应的血管造影上执行对动脉覆盖区的分割。然而，在设备DC覆盖区本身是针对所讨论的相关器官RA的良好指示物的状况下(如对于肾脏去神经支配的情况)，标志被放置在设备DC覆盖区上或沿设备DC覆盖区放置。由于在肾脏去神经支配中路径从远端到近端的路径，因此导管导丝限定预测的标志位置的路径。在这种情况下，对丝DC覆盖区进行分割，这可以在荧光本身上完成，因此不需要血管造影，即不需要对血管RA本身的分割。

根据又一实施例，由装置A生成的用户界面GUI还包括与一个或多个位置标志MP、MC一起被叠加的数字标尺或量规DR，从而使得操作者能够读出实际距离。

现在将更详细地解释装置A的操作。

操作

去神经支配导管定位工具A包括输入端口IN和如先前提到的用户界面生成器UIG。

装置A经由输入端口IN接收当前投影图像IM和指示当前单管端部位置和/或当前消融位置的信号。还可以存在具有每个的分离的输入端口的实施例。

设想两个基本实施例：在一个实施例中，通过与去神经支配***DS的接合来获得当前消融位置。在该实施例中，装置A包括被适合地布置的接口，并且去神经支配***内的适合的信号被截获并且被视为指示对导管的端部T的激发。换言之，当截获激发信号时，这解释导管端部已经到达期望的消融点处。然后，分割器可以使用当前图像例如通过像素灰度值阈值处理来对导管的端部进行分割。当然，还设想本文中包括对颜色图像中的像素值进行评估。由于导管的端部的形状是已知的，所以可以迅速地获得图像平面X，Y中对导管端部的分割。在双标志模式中，然后，所述位置接着被转发到用户界面生成器GIU，用户界面生成器GIU通过绘制并安排针对标志MP的控件的显示从而与当前消融位置相交来做出响应。然后，将下一消融位置MC显示在沿方向d的指定的消融点间隙处。以下更详细地解释对所述标志传播方向(其还被用于对图像平面中的数字标尺DR进行定向)的确定。

在另一实施例中，还存在安全机制，这是因为例如如果用户发现端部对血管壁的贴附不令人满意，则可以退出或中断(无效)消融。人们实际上应当等待“消融完成”OK信号。但是，生成器在给定的时间(大约2分钟)中提供保持在特定限制内的该信息(意指诸如阻抗、能量和温度的特定DS参数)。可以通过对这些参数在其中被准确地监测的DS生成器的询问来检索这些DS参数。

在以上实施例中，如果设备DC覆盖区DCFP本身不给出关于设备将采取的路径的足够的线索，或者如果设备将在需要首先建立标志的路径的前向跟踪流程(与以上关于图3所示的去神经支配流程解释的拉回的反向跟踪流程相反)中使用，则可以使用分割器。在一个实施例中，使用对应的血管造影，并且感兴趣血管RA被分割，并且例如其纵向边界或其中心轴之一由样条曲线近似。然后，该曲线限定传播方向，随着设备沿该路径前进，消融点标志MC、MP将被沿所述传播方向放置并“弹出”。如果曲线不是线性的，则根据弧长来限定所需要的消融点间隙。

在其他基本实施例中，实现了对当前消融点位置的确定，而不需要与去神经支配***DS接合。该实施例仅对图像处理技术和图像元数据进行操作。这种基于图像处理的实施例涉及关于去神经支配导管端部在预定义时间段(即结束在给定点处的消融操作所花费的时间段)中是否保持不动的决策制定步骤。逐点消融时间段是已知的，并且通常为大约2分钟的量级，并且被提供给***作为设定参数。然而，在某点处的实际消融并不是完全在荧光检查监测下执行的，而是中断一次或多次以牵制患者剂量，因此只有消融的开始“在束上(on beam)”。还为了使利用图像处理技术的对消融时间的确定足够“鲁棒”，人们必须建立关于导管端部DC确实已经至少在需要的消融应用时间期间保持不动的足够的信心。为了考虑荧光检查监测的中断，对各个荧光帧的时间戳进行评估。如果发现导管端部DC在一个对应于消融操作开始并且一个对应于消融操作结束(或者消融操作终止后不久但仍在端部实际移动之前)的两个连续地图像运行期间保持在相同的位置，则装置的决策逻辑(通过比较端部位置和时间戳)来总结在当前位置处确实已经发生了有效消融，并且如在本文中之前描述的，然后显示针对下一消融位置点的标志MC。

在去神经支配流程期间并且在一个实施例中，使用通过像素灰度值阈值处理的分割在荧光的序列上自动地跟踪导管端部T的当前位置。然后，标志被在各自的图像平面位置处被叠加在各自的荧光上。

如图4中可以看出的，当导管端部通过肾动脉描绘出其路径时，标志MP、MC同样地描绘出沿所述方向(在本文中称为传播方向d)的路径。如本文中提出的并且如在图4中由箭头d指示的，装置A设想根据当前图像IM的图像特征自动地确定所述方向。可以通过讨论的所考虑的器官的覆盖区和/或当前医学设备(例如在这种情况下是导管DC)的覆盖区获得该方向。为了实现标志MP传播的这种自动确定，在一个实施例中，在初始图像中对器官或设备覆盖区进行分割，并且样条曲线适于段的边界。然后，沿所述曲线的切线方向被用于例如通过对所述切线方向求平均来限定消融点标志的传播方向。该方向可以针对如之前提到的曲线边界而改变，但也可以与基本上线性地延伸由此在整个拉回期间给予导管的线性布置的肾动脉RA的情况一样是恒定的。如果由于诸如圆形覆盖区的中心对称，器官覆盖区和/或医学设备覆盖区的几何结构不具有“自然方向”，则可以叠加诸如图4上指示的针对交互式标志d的额外GUI控件。所述标志允许通过鼠标点击和拖动或触摸和滑动动作(针对触摸屏实施例)或键盘敲击来限定方向。例如，在触摸和滑动中，用户的手指或用户操作的光笔在由标志d(在其他范例中，使用圆箭头或暗示方向/取向变化的类似符号)指示的屏幕区域处与屏幕M的表面接触。手指-屏幕接触之后并且在维持接触的同时，用户执行例如沿期望方向描绘出弧的手势。控制器UIG操作为将触摸事件转译为旋转角度。这样，交互式方向标志d可以被旋转到期望的传播方向并且允许锁定期望的传播方向(通过双击触摸手指“轻击”或鼠标双击)，以用于当前去神经支配流程。然后，消融点标志将沿这样指定的方向一个接一个地在屏幕上“弹出”。无论是否可以自动地确定传播方向，都可以以任何速率显示方向指示物d，以此留给用户对解锁并改变传播方向的开放选项。

换言之，装置A动作以基于器官和/或医学设备位置的临床相关方式对标志的传播方向进行对齐。在一个实施例中，在对应的血管造影术中运行血管RA分割，并且由此导出的传播d是在荧光IM中使用的那个(假设在靶向位置处几乎没有运动，这是肾脏去神经支配的情况)。如提到的，一些实施例依赖于反向跟踪消融情况下的丝。在这两种情况中，运行对相关血管RA(或其部分或设备DC的部分或诸如导管导丝的相关联设备的部分)的分割。

根据一个实施例，虚拟数字标尺或量规DR与标志MP或MC一起被显示。量规的刻度GR或比例自动地适于当前去神经支配流程的要求。

根据一个实施例并且在图4中示出的，量规DR由具有刻度GR的双(或单)箭头引线表示，刻度GR由垂直于所述引线布置的短线段表示。图4示出了量规DR的“标尺”实施例。

这样，计算如由标志或DR刻度GR中的任何两个连续的标志或刻度去标志的屏幕上距离，从而移动导管使得从当前消融点前进到下一所显示的标志的荧光前进中的任何显示的导管端部的覆盖区将导致端部实际行进所需要的消融点间隙距离。为此，GUI控制器使用诸如SID的当前成像器几何结构和当前屏幕分辨率和/或屏幕大小来计算相对于实际所要求的内消融点距离的屏幕上标志距离之间的正确缩放。在另一范例中，(所提取的)消融端部的物理尺寸可以被用于以足够的准确度来确定端部位置处的mm/像素关系。因此，尽管在一些实施例中标志之间和数字标尺DR上的刻度GR之间的距离可以被以1：1比例示出，但是在其他实施例中，屏幕上距离将与导管DC行进的真实距离不同。如本文所提出的图形用户界面控制器GUIC将以这样的方式来布置刻度和标志，即观察屏幕上距离/缩放将自始至终总是得到正确的导管端部T定位。

可以根据成像器100***几何结构(***的等中心处患者中的毫米每像素)来确定用于将刻度GR放置在量规DR上的比例。在锥束几何结构中，存在探测器D上观察到的像素距离与患者PAT中对应的真实距离之间的已知位似关系。位似系数在患者中的给定深度处是已知的。在C形臂***中，感兴趣区域ROI被粗略地放置在成像器***100的等中心处，使得当C形臂CA旋转时，ROI粗略地保持在图像中心。等中心条件提供了深度信息。在其他实施例中，根据图像内容来确定所需要的缩放，例如通过经由对导管导丝的直径或提前已知并可由用户在介入的开始指定的消融端部T的尺寸的分割的自动测量。

如之前提到的，在一个实施例中，GUI控制器可以以“***”模式操作，从而还生成当前端部位置T的标志以用于显示。这帮助以高准确度定位，这是因为操作者现在可以集中于移动导管端部T的任务，从而将当前位置标志与下一消融点位置MC的标志重叠。所述***标志可以被绘制为正交于标尺并且经过导管端部T的中心的线。

虚拟量规或标尺控件DR被平行于肾动脉定位。由于去神经支配介入通常在前后(AP)成像器100测角下执行，因此肾动脉RV的近端部分通常通常能被视为水平段。在该实施例中，在图像IM平面上水平地显示量规DR，因此，一旦确定了量规DR的位置，则确定其定位。如果适当地想，使用传播方向指示物d仍然可以被用于指定倾斜的方向。在任何情况下，可以根据参考血管造影术或根据荧光IM中的设备DC的覆盖区来确定量规DR的位置(和可能的取向)。由于在拉回期间从靶向病变的远端到近端执行消融，因此设备DC是在介入的开始时是可靠的标记。通常的分割技术可以适于对那些图像对象进行分割。

一旦识别了肾动脉的近端部分(通过依赖于血管造影术的直接血管RA分割，或间接地根据消融设备DC或其导丝的相关实例荧光IM中的分割)，则以现在更详细地描述的方式平行于血管剖面放置标尺DR。

如果标尺DR是直线的，则其近似于各自的图像IM中的血管RA或设备DC的覆盖区的所确定的方向或取向(即其沿着所述方向或取向行进)。如之前由对(通过血管RA或设备DC的分割估计的)剖面的方向曲线所应用的简单线性回归操作所指示地、或根据诸如：i)初始(在去神经支配流程的开始)消融点和ii)解剖标记位置(例如孔OS位置)的估计的一对点，来估计该平均方向。在一个实施例中，相对于相关第二医学设备(例如在原位并且被用于支持设备DC的转向丝的微导管MC的端部)来估计稍后的点。在另一个实施例中，用来确定方向d的第二位置将使用成像器100几何结构并且假设固定的方向，例如在肾动脉的标准前后视图的情况下是水平的。在标尺DR的曲线实施例的情况下(从而表示并且以图形的方式模仿“柔性”卷尺)，标尺的剖面平行于血管的剖面(如能从血管造影术获得的)或血管的覆盖区或从该血管RA里面的设备导丝行进或跟随。

在这两种情况下(直线或曲线剖面)，一旦估计出标尺DR的方向，则仍然存在确定图像IM平面中的标尺DR的位置的任务。位置选择至少部分地由两个竞争的考虑所驱动：一方面，标尺应当足够靠近血管或设备从而使得读出容易。另一方面，其不应当处于介入的路上。在不确定的血管RA剖面的情况下，因此，其应当利用允许血管RA的弯曲倾斜或其他运动的预定义但用户可配置的安全裕度而被定位。当以足够的准确度或信心知晓血管的剖面并且运动可忽略时，标尺DR可以被更靠近血管放置，因此用户可以通过用户输入来指导装置应用更窄的安全裕度。关于将标尺DR放置在血管的覆盖区的右边或左边(相对于方向d)的决策是应用相关的，并且也通过这样来驱动，即确保最重要的解剖细节保持整洁并且不被标尺DR图形的叠加所隐藏。在一个实施例中，标尺DR的位置响应于台XB运动而被适配，所述台XB运动通过询问***100参数是已知的和/或可以通过比如跟踪骨标记而从图像内容估计或导出。一般地，如果干扰运动导致标尺DR的叠加与下一消融位置的交叠，则用户界面生成器UIG动作以应用对应的补偿从而将标出远离下一预期(靶向)消融点移动。由于对设备DC被至少部分地分割(例如至少其消融端部T)并可以近距离地监测端部位置，并且标尺DR的位置可以基于此而相应地改变，因此可以完成对该“整洁视图”特征的实现方式。该操作还包括在通过以来血管造影术支持已经估计了血管剖面的情况下，针对血管造影术与荧光检查之间的差异来校正DR位置。在一些实施例中，还设想用户交互，从而在任何适合的位置将标尺DR控件“拖动和放下”，或者用户将在应当放置标尺DR的图像平面上的任何地方通过触摸或鼠标点击动作来指定位置。

在一个实施例中，屏幕M是触摸屏，并且可以通过在屏幕M上的手指触摸和滑动动作来将标志平行于彼此平移以允许另外的定制，例如通过使标志与期望的屏幕上特征相交(或者通过防止相交)。GUI控制器确保通过将所述平移限制或约束到相对于传播方向的垂直方向来考虑所要求的内消融点间隙。因此，平移可以仅在所述预定义传播方向上发生。还针对非触摸屏设想该实施例，在这种情况下，可以通过对应的指针工具事件例如点击(在所讨论的标志上)和拖动动作来实现标志平移。在又一个实施例中，标志的长度可以改变。例如，可以使标志更长以使其延伸到并相交于图像特征，或缩短所述标志从而为了对所述特征的更好的视觉检查而防止其延伸到图像特征。再者，根据具体情况，可以通过触摸屏触摸和滑动动作或通过鼠标点击和拖动动作来实现标志长度变化。再者，长度变化的方向是由GUI控制器UIG控制的，从而维持正确的内消融点间隙。换言之，将通过忽略远离所述垂直方向引导的滑动或拖动部件来自动地校正用户对垂直方向的拖动或滑动。

在另一个实施例中，各标志的长度在标尺和/或导管覆盖区上自动延伸。

根据一个实施例，GUI控制器响应于用户请求来淡入，以用于将所有先前的标志(具有或不具有最新下一标志)一起显示。这允许用户检查所应用的消融点是否确实与所需要的内消融点距离“一致”或“同步”，即标志中的每个经过如当前/最新荧光上所示的消融点覆盖区中的相应的一个。通过用户“触摸和滑动”动作(在屏幕M是触摸屏的情况下)或通过发出对应的鼠标点击和拖动事件，所有先前标志的***可以作为整体被平移以对拟合进行微调。由此可以补偿一定量的患者移动。

总之，在一些实施例中，如本文所提出的装置A操作为自动地(即一旦接收到ROI聚焦的投影图像IM)生成并且实现对“虚拟”数字量规的显示，所述“虚拟”数字量规将被自动定位在足够靠近并且平行于肾动脉RA覆盖区的正确位置。在一个实施例中，作为对标尺的替代或补充，生成表示n个先前(n≥1)的消融点(具有或不具有针对消融端部的当前位置的额外的标志)和/或下一靶向位置的一个或多个标志(十字线或光标)。一个标志或多个标志被定位或以所需要的消融点间隙与前一个消融点隔开。

参考图5，示出了装置A的一个实施例操作中潜在的方法的流程图。

在步骤S501中，接收感兴趣区域中的所述对象中或周围的对象或设备的X射线投影图像。

在步骤S505中，接收指示所述对象(例如肾动脉)中或周围的医学设备DC(例如能激发导管的端部T)的当前位置和/或作用点(例如去神经支配中的消融)的信号。

在步骤S510中，生成用于在屏幕上显示的标志并且将所述标志显示为叠加在所述图像上。标志指示离设备DC的探测到的当前作用点预定距离处的设备的下一作用点位置。

在步骤S515中，生成针对离先前的下一位置第二预定距离处的第二作用点位置的与第一标志不同的第二标志，以用于响应于对指示所述第二作用点位置的信号的接收来进行显示。这样，以动态迭代的方式生成并且显示新标志，指示随着设备前进通过对象的相对的下一位置。在一个实施例中，可以沿着分别更新的下一标志位置来显示先前的标志，使得在任何时间它们总是显示的两个标志，或者在任何时间只显示总是指示各自的下一端部位置的单个标志。

在步骤S520中，将显示器上的标志的布置的方向与医学设备的图像中的探测到的取向对齐，和/或将图像对齐更新的变化中的对象与对象或设备取向中的变化对齐。

在步骤S530中，与标志中的至少一个一起将虚拟量规显示为叠加在图像上，因此使得用户能够读出涉及各设备端部位置之间的距离和/或诸如肾动脉的对象的长度信息。

根据一个实施例，虚拟量规的方向与设备和/或对象取向自动地对齐，量规上的刻度被自动地对齐到具有用户提供或可以从数据库检索的预定义的消融点距离的对象或设备的长度。

装置A可以被布置为专用FPGA或硬连线单独芯片。然而，这仅是示范性实施例。

在备选实施例中，部件A驻留在工作站CON上并且在其上作为一个或多个软件例程运行。装置A的部件IN和UIG可以在适合的科学计算平台(例如或)中被编程并且接着被转译为维持在库中的C++或C例程，并且在由工作站CON调用时被链接。

在本发明的另一个示范性实施例中，提供了计算机程序或计算机程序元件，其特征在于适于在适当的***上运行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。

因此，计算机程序元件可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元还可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行以上描述的方法的步骤或诱发对以上描述的方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作以上描述的装置的部件。计算单元可以适于自动地操作和/或运行用户的命令。可以将计算机程序加载到数据处理器的工作存储器中。因此，数据处理器可以被装备为执行本发明的方法。

本发明的该示范性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转换为使用本发明的程序的计算机程序两者。

更进一步地，计算机程序元件可能能够提供所有的必要步骤以满足如以上描述的方法的示范性实施例的流程。

根据本发明的另一示范性实施例，提出了计算机可读介质(例如CD-ROM)，其中，计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序元件，所述计算机程序元件是由之前的段落描述的。

计算机程序可以被存储/分布在适合的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的电信***。

然而，计算机程序也可以通过如万维网的网络来呈现并且可以被从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示范性实施例，提供了用于使计算机程序元件可用于下载的介质，所述计算机程序元件被布置为执行根据本发明的先前描述的实施例之一的方法。

应当注意到，参考不同主体描述了本发明的实施例。具体而言，参考方法类型权利要求描述了一些实施例，而参考装置类型权利要求描述了其他实施例。然而，本领域技术人员将从以上和以下的说明得出除属于主体的一个类型的特征的任何组合外，涉及不同主体的特征之间的任何组合也被认为是由本申请所公开的，除非另外地指出。然而，可以组合所有特征，提供超过特征的简单总和的协同作用。

尽管已经在附图和前文的描述中详细说明并描述了本发明，但这种说明和描述被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践要求保护的本发明时，能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。

在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以满足权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于支持医学设备定位的装置，包括：

输入端口(IN)，其用于接收：

i)对象(RA)或医学设备(DC)的X射线投影图像(IM)以及

ii)指示所述对象(RA)中或周围的所述医学设备(DC)的当前应用位置的信号；

用户界面生成器(UIG)，其被配置为生成叠加在所述图像上的标志(MP)以用于在屏幕(M)上显示，所述标志(MP)指示在离所述当前应用位置第一预定距离处的所述设备(DC)的下一应用位置，所述用户界面生成器(UIG)响应于在所述输入端口(IN)处接收到指示第二应用位置的信号而在离所述下一应用位置第二预定距离处叠加针对所述第二应用位置的第二标志(MC)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述两个标志(MP、MC)的各自的位置限定方向(d)，所述用户界面生成器(UIG)能够将所述方向(d)与所述医学设备(DC)的取向和/或与所述对象(RA)的取向自动地对齐，并且能够根据并且对应于所述对象(RA)取向或所述设备(DC)取向的变化来对所述方向进行改变或重新对齐。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述X射线投影图像(IM)由X射线成像器(100)采集，对界面生成器(UIG)的所述对齐和/或标志定位操作基于对所述图像中的医学设备(DC)的X射线覆盖区(DCFP)或对所述图像中或对象X射线图像中的所述对象(RA)的X射线覆盖区的分割操作。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，所述设备发出所述第二信号，同时所述设备处于或操作在各自的应用位置处，或者其中，所述第二信号在所述设备到达所述下一应用位置后被发出。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中，所述标志中的至少一个是实线、虚线或点线或所显示的条段，从而在所述方向上延伸或行进，或者其中，所述两个标志中的至少一个被显示为以下中的任一项或组合：十字符号、V形符号、圆圈、点。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中，所述标志(MC、MP)被显示在旁边，或者其中，所述第二标志(MC)取代所述第一标志(MP)而被显示。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中，所述用户界面生成器(UIG)被配置为生成与所述标志中的至少一个一起的叠加在所述图像上的虚拟量规(DR)以用于在所述屏幕上显示，从而使得用户能够读出与所述对象和/或所述设备和/或所述至少一个标志(MC)相关的长度信息，所述虚拟量规(DR)包括在所述屏幕上指示所述方向(d)的引线。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中，所述用户界面生成器(UIG)被配置为将所述虚拟量规(DR)与所述设备(DR)的取向或所述对象(RA)取向自动地对齐，和/或相对于所述对象(RA)或所述设备(DC)的长度将所述量规(DR)的长度和/或所述量规(DR)上的刻度(GR)自动地缩放。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的装置，其中，所述设备(DC)是能激发的去神经支配导管组件(DS)，所述能激发的去神经支配导管组件适于一次一个点地对所述对象(RA)进行去神经支配，每个点对应于所述设备应用位置中的各自的应用位置，并且在激发所述应用位置中的各自的应用位置处的所述去神经支配导管(DC)组件后所述去神经支配导管组件发出所述信号。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的装置，其中，所述对象(RA)是人类或动物患者(PAT)的肾动脉。

11.一种医学成像***，包括：

前述权利要求1-10中的任一项所述的装置(A)；

X射线成像器(100)，其供应一幅或多幅图像；

屏幕(M)，其用于显示一幅或多幅图像；

去神经支配导管组件(DCA)或***，其用于由一幅或多幅图像支持的去神经支配介入。

12.一种支持医学设备定位的方法，包括以下步骤：

接收(S501、S505)i)对象的X射线投影图像以及ii)指示所述对象中或周围的医学设备的当前应用位置的信号；

生成(S510)叠加在所述图像上的标志以用于在屏幕上显示，所述标志指示离所述当前应用位置第一预定距离处的所述设备的下一应用位置，

响应于接收到指示第二位置的信号，而在离所述下一应用位置第二预定距离处叠加或显示(S515)针对第二应用位置的第二标志。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述两个标志的各自的位置限定方向，所述方法还包括：

将所述方向与所述医学设备(DC)的取向和/或与所述对象(RA)的取向自动地对齐(S520)，并且能够根据所述对象或设备方向的变化来改变重新对齐所述方向。

14.一种用于控制根据权利要求1-11中的任一项所述的装置的计算机程序元件，所述计算机程序元件在由处理单元运行时适于执行权利要求12-13所述的方法的步骤。

15.一种计算机可读介质，其具有存储在其上的权利要求14所述的程序元件。