用于在受试者内定位感兴趣对象的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于在受试者内定位感兴趣对象的设备、方法和计算机程序。该设备包括：配准单元（２５），用于将所述受试者的３Ｄ表示与２Ｄ图像（２００）配准（１２０），所述３Ｄ表示包括与所述受试者的多个结构区域对应的多个片段，其中所述配准单元适于在所述图像中限定与所述多个片段对应的多个面积（２０５，２１０，２１５），使得所述多个面积中的至少一个面积与所述多个区域中的相应区域相关联；以及用于定位（１２５）所述对象的定位单元（３０），所述定位单元通过处理所述图像从所述图像中提取所述对象的指示，其中所述处理限于所述多个面积中与预定对象区域相关联的对象面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在受试者内定位感兴趣对象的设备、方法和计算机程序。
技术介绍
常常需要在如人体的受试者内定位如导管的感兴趣对象的特定领域是电生理学 (EP)。于是，在本专利技术和心脏电生理学(EP)，更具体而言是X射线引导的消融和起搏器放置 程序，之间有着特别的关系。为了在3D中自动定位EP导管(例如用于电解剖学或消融映射)，可能需要在二维 X射线图像中跟踪它们并从2D信息外推出3D位置。这种方法的示例包括如US 7050844 中那样，在立体或双平面X射线系统提供的两个同时图像中进行跟踪，从而可以从两个视 角推断出3D位置。然而，由于若干原因，一般情况下，在2D X射线图像中跟踪EP导管是困难的，这些 原因包括为了允许实时成像而不使患者暴露于过量的辐射，荧光检查图像中的X射线剂量 一般是低的，于是，图像质量较差。可能会把荧光检查图像中很多可见的对象误认为EP导管(例如，ECG导联和贴片、 缝线、注射导管等)。可能同时使用很多EP导管(例如为了映射各种形状的导管、消融导管和参考导 管)，但并非需要跟踪它们全部，而它们可能在跟踪那些特别感兴趣的时产生干扰。于是，如通常在EP程序中那样，使用很多各种类型和形状的导管(例如，参考、映 射或消融)，存在可能与导管混淆的额外对象，并且所提供的荧光检查图像的图像质量相当 差，因此，经典的探测和跟踪方法可能在正确获取感兴趣对象时失败。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种设备、方法和计算机程序，其允许在受试者内定位感 兴趣对象，在对图像质量、易混淆对象和/或干扰对象的敏感性方面更为鲁棒。优选地，本 专利技术提供了一种用于定位的手段，其更为准确而无需增加图像处理所需的工作量，或提供 期望的定位准确度而减小对如计算能力或计算时间的资源需求。在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于在受试者内定位感兴趣对象的设备，其 包括配准单元，用于将所述受试者的三维表示与二维图像配准，所述三维表示包括与所述 受试者的多个结构区域对应的多个片段，其中所述配准单元适于在所述图像中限定与所述 多个片段对应的多个面积，使得所述多个面积中的至少一个面积与所述多个区域中的相应 区域相关联；以及用于定位所述对象的定位单元，其中所述定位单元适于通过处理所述图 像从所述图像中提取所述对象的指示，其中所述图像的处理限于多个面积中与预定对象区 域相关联的对象面积。在本专利技术的另一方面中，提供了一种用于在受试者内定位感兴趣对象的方法，其包括如下步骤将受试者的三维表示与二维图像配准，所述三维表示包括与所述受试者的 多个结构区域对应的多个片段，由此在所述图像中限定与所述多个片段对应的多个面积， 使得所述多个面积中的至少一个面积与所述多个区域中的相应区域相关联；以及通过处理 所述图像从所述图像中提取所述对象的指示从而定位所述对象，其中所述图像的处理限于 所述多个面积中与预定对象区域相关联的对象面积。在本专利技术的另一方面中，提供了一种包括程序代码段的计算机程序，所述程序代 码段用于当所述计算机程序在计算机上被执行时令计算机执行根据本专利技术的方法的步骤。在EP的背景中，本专利技术利用来自患者3D扫描的解剖学信息以便帮助在荧光检查 图像中空间定位EP导管并排除不感兴趣的大部分对象和结构，以便使得自动导管探测、跟 踪和标记更鲁棒。本专利技术基于以下见地例如，可以在2D荧光检查图像(二维图像的特例)上配准 心脏解剖结构的3D模型(作为受试者的三维表示的示例)，其中投射在二维X射线图像上 的(由三维模型提供的)心脏的分割界定了针对不同解剖部分的感兴趣区域。然后，可以使 用对感兴趣区域的这种识别来帮助在二维荧光检查图像序列中探测和跟踪与感兴趣区域 相关的感兴趣对象，例如如导管的介入工具，条件是感兴趣对象被定位在已知解剖结构中， 即在感兴趣区域中。可以通过不同手段提供对象的所提取指示。一种可能性是该指示仅指示对象的位 置(例如对象的中心点或另一预定特征的位置)。另一种可能性是该指示包括关于对象轮 廓线的信息或由轮廓线构成，轮廓线例如可以在图像中被突出显示。此外，该指示可以是指 示对象的图像的分割或子图像。此外，该指示还可以包括以上可能性中一些或全部的组合。本专利技术的有用实现方式的示例可以包括下列在AF程序中，通过排除所有被探测为处于相关区域的投影之外例如左心房之外 的对象，可以使得映射和消融导管的探测更容易。可以利用起搏器导联和其他导管不起源于同一解剖结构(即结构区域)的事实， 将它们区分开(或自动标记)。一旦在给定视图中完成2D-3D配准，就可以将X射线系统几何结构中的所有变化 应用于配准矩阵。通过这样的调整，所投射的感兴趣区域始终保持与X射线视图一致，即三 维表示的片段和示出对应结构区域的二维面积之间的关系保持正确。优选地，尤其在将本专利技术用于EP目的的背景中，将3D数据与2D X射线图像配准， 使得对应的体积投影密切匹配2D图像。这在X射线提供的3D空间中给出了患者的位置， 由此给出可以在3D体积中分割的所有解剖结构的位置。例如，自动探测冠状窦中的参考导 管可以限于该解剖区域到荧光检查图像上的投影，这是正面视图中非常有限的区域。可以 进行更为广泛的计算，因为搜索区域减小了，并且由于处在不同解剖面积中这样简单的原 因就可以排除所有其他导管，甚至是非常类似的导管。在这里特别参考在电生理学背景中的实施方式例示和解释了本专利技术。但是，必须 注意，本专利技术不仅限于电生理学领域。本专利技术还可以有利地应用于其他领域，例如支架的放 置以及微创手术(例如，穿刺活检、射频消融)。此外，本专利技术还可以用于非医疗背景下，例 如用于与机器人相关的
中。尽管本专利技术的特别有利方面涉及到医疗领域以及对医务人员在介入程序中的支持，但要在其中定位感兴趣对象的受试者不限于人或动物体。因此，配准片段所对应的结构 区域可以包括但未必限于身体的解剖区域或结构。此外，多个片段可以覆盖或不覆盖完整的受试者或受试者部分。例如，三维表示可 以包括仅针对受试者的特定区域的片段，例如，仅对应于心脏的特定要素的片段。虽然如 此，即使在仅提供了例如心脏的单个明确片段的情况下，也可以将这考虑成多个片段，包括 对应于心脏的第一片段以及与第一片段互补、与身体其余部分对应的第二片段。此外，分割也可以是非排他性的，S卩，不同片段可以部分对应于同一结构区域。例 如，可以提供对应于血液通路的片段以及对应于胸廓的另一片段。此外，片段可以包括一个 或多个进一步的子片段，其进而可以交叠或包括进一步的片段，例如，对应于血液通路的片 段包括对应于心脏或特定静脉(区域)的子片段。为了实现有利的效果，三维表示不必一定是受试者的完美或精确表示，因为即使 是在所述分割和受试者的结构区域之间表现出一定量误差的近似表示也可以被使用。对于 所述表示和图像之间的配准而言也是如此。不过，所述表示和所述配准越准确，就可以提供 越精确的图像处理限制。根据本专利技术的优选方面，该设备还包括接口，所述接口适于允许由用户选择所述 受试者的多个区域中的对象区域作为预定对象区域。优选地，该设备允许以更多方式确定 为了定位感兴趣对象而进行的图像处理所限于的区域或对应的对象面积。利用该接口，用 户能够输入和/或操控信息，基于这种信息，将受试者的对象区域之一识别为预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在受试者（２０）内定位感兴趣对象（１５，２２０，２２５，２３０）的设备，包括：　　－配准单元（２５），其用于将所述受试者的三维表示与二维图像（２００）配准（１２０），所述三维表示包括与所述受试者的多个结构区域对应的多个片段，其中所述配准单元适于在所述图像中限定与所述多个片段对应的多个面积（２０５，２１０，２１５），使得所述多个面积中的至少一个面积与所述多个区域中的相应区域相关联，以及　　－定位单元（３０），其用于定位（１２５）所述对象，其中所述定位单元适于通过处理所述图像从所述图像中提取所述对象的指示，其中所述图像的处理限于所述多个面积中与预定对象区域相关联的对象面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·F·维兰，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL