CN103687541B - 用于导航引导的可视化 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对对象的信息进行可视化。为了给用户提供空间信息，并且另外提供状况特定的数据，同时确保有效的感知性，提供了一种方法（110），所述方法包括以下步骤：a）提供（112）对象的感兴趣的区域（22）的预导航数据（114）；其中，所述预导航数据包括空间几何数据（116）和与所述空间几何数据对应的功能参数表面（118）；b）获取（120）所述感兴趣的区域的实时图像数据（122）；c）探测（124）所述实时图像数据中的元件（126）；d）确定（128）所述预导航数据和所述实时图像数据的空间关系（130）；e）确定（132）所探测的元件在所述空间几何数据中的方位（134），并计算（136）所述功能参数表面上的预定相关位置点（138），所述确定基于所述空间关系；f）生成（140）所述感兴趣的区域的简化的表面表示（144）和指示所计算的预定相关位置点的标记（146）的组合（142），所述简化的表面表示基于所述功能参数表面的可视化；以及g）显示（148）所述组合作为导航引导（150）。

Description

用于导航引导的可视化

技术领域

本发明涉及对对象的信息进行可视化，特别是涉及用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的方法、用于可视化的设备、用于可视化的医学成像系统、以及计算机程序元件和计算机可读介质。

背景技术

为了对关于对象的状况的信息进行可视化，对象例如是患者，将二维实时图像（live image）叠合至手术前图像是已知的。手术前（preoperative）图像数据包含例如关于脉管结构的信息，而2D实时图像提供关于当前状况的信息。例如，在文献WO2008/107814A1中，描述了给用户提供该信息的方法。然而，这样呈现的信息仅提供例如用于心血管介入引导的有限的信息。然而，随着新的检查和治疗处置的发展，例如，对于介入心血管处置，具体是对于诸如心脏电生理学中的切除和设备植入的复杂处置，对于提供的信息的需求不断地增长。

发明内容

从而，存在对给用户提供空间信息并且另外提供状况特定的数据，同时确保提高的可感知性的需要。

在本发明中，这通过独立权利要求的主题解决，其中，进一步的实施例并入于从属权利要求中。

应当注意，本发明的以下描述的方面也适用于用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的设备、用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的医学成像系统、计算机程序元件、以及计算机可读介质。

根据本发明的范例实施例，提供了一种用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的方法，所述方法包括以下步骤：

a）提供对象的感兴趣的区域的预导航数据，其中，所述预导航数据包括空间几何数据和与所述空间几何数据对应的功能参数表面；

b）获取所述感兴趣的区域的实时图像数据；

c）探测所述实时图像数据中的元件；

d）确定所述预导航数据和所述实时图像数据的空间关系；

e）确定所探测的元件在所述空间几何数据中的方位，并计算所述功能参数表面上的预定相关位置点，所述确定基于所述空间关系；

f）生成所述感兴趣的区域的简化的表面表示和指示所计算的预定相关位置点的标记的组合，所述简化的表面表示基于所述功能参数表面的可视化；以及

g）显示所述组合作为导航引导。

根据本发明的进一步的范例实施例，提供了一种设备，所述设备包括：处理单元；接口单元；以及显示器。

所述接口单元适于提供对象的感兴趣的区域的预导航数据，其中，所述预导航数据包括空间几何数据和与所述空间几何数据对应的功能参数表面。所述接口单元还适于提供所述感兴趣的区域的实时图像数据。

所述处理单元适于探测所述实时图像中的元件。所述处理单元还适于确定所述预导航数据与所述实时图像数据的空间关系。所述处理单元还适于确定所探测的元件在所述空间几何数据中的方位，并计算所述功能参数表面上的预定相关位置点，所述确定基于所述空间关系。所述处理单元还适于生成所述感兴趣的区域的简化的表面表示和指示所计算的预定相关位置点的标记的组合，所述简化的表面表示基于所述功能参数表面的可视化。

所述显示器适于显示所述组合作为导航引导。

根据本发明的进一步的范例实施例，提供了一种用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的医学成像系统，所述医学成像系统包括根据上述范例实施例的设备以及图像获取装置。所述图像获取装置适于获取所述实时图像数据。

提供空间信息和功能信息能够看作是本发明的要旨。以导航引导的形式在一个图像中提供两种类型的信息。为了容许无需用户侧的复杂的想象的快速理解，选择简化的表面表示，其中，对功能参数表面进行可视化，并且标记提供关于当前状况的空间信息。

根据以下描述的范例实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见，并参照以下描述的范例实施例阐述本发明的这些和其它方面。

附图说明

以下将参照以下图来描述本发明的范例实施例。

图1示例根据本发明的范例实施例的设备的医学成像系统。

图2示意性地示例本发明的范例实施例的基本步骤。

图3至8示出了进一步的范例实施例的方法步骤。

图9示意性地描述本发明的进一步的范例实施例。

图10至20示出了根据本发明的提供给用户的导航引导的范例实施例。

具体实施方式

图1示意性地示出了医学图像系统10，例如用于心血管实验室中。用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的医学图像系统10包括图像获取装置12。例如，图像获取装置12是X射线图像获取装置，给X射线图像获取装置提供了用于生成X射线辐射的X射线辐射源14，X射线辐射由X射线束16指示。此外，X射线图像探测模块18设置成与X射线辐射源14相对，使得例如在辐射处置期间，例如患者20的对象能够设置于X射线辐射源14与探测模块18之间。此外，提供台子22来容纳待检查的对象，即患者20。

根据另一范例实施例，虽然未示出，但是医学图像系统10包括超声图像获取装置形式的图像获取装置12。当然，在超声图像获取装置的情况下，X射线辐射源、X射线束16以及图像探测模块18由超声换能器替代，超声换能器将超声波发射到例如患者的对象中，并接收反射的超声波。

根据进一步的范例实施例，图像获取装置12通过MR（磁共振成像MRI）和NMRI（核磁共振成像）来获取空间几何数据。当然，也于范例实施例中提供诸如SPECT（单光子发射计算机断层摄影）或PET（正电子发射断层摄影）的其它核成像（未示出）。

此外，图1的医学图像系统10包括用于对对象的信息进行可视化的设备24。设备24包括处理单元26、接口单元28、以及显示器30。

接口单元28适于提供对象的感兴趣的区域的预导航数据，其中，预导航数据包括空间几何数据和与空间几何数据对应的功能参数表面。接口单元28还适于提供感兴趣的区域的实时图像。

处理单元26适于探测实时图像中的元件（element）。处理单元26还适于确定预导航数据和实时图像数据的空间关系。处理单元26还适于确定探测的元件在空间几何数据中的方位，并适于计算功能参数表面上的预定相关位置点，该确定基于空间关系。处理单元26还适于生成感兴趣的区域的简化的表面表示（representation）和指示计算的预定相关位置点的标记的组合，该简化的表面表示基于功能参数表面的可视化。

显示器30适于将该组合显示为导航引导。

此外，获取装置12适于获取实时图像数据。

然后将获取的实时图像数据提供给由第一连接线32指示的接口单元28。接口单元28然后将实时图像数据提供给由第二连接线34指示的处理单元。生成的组合由处理源26提供给由第三连接线36指示的显示器30。当然，也能够以无线连接来实现上述单元和装置的数据连接。

应当注意，示出的范例是所谓的CT图像获取设备。当然，本发明还涉及其它类型的X射线图像获取装置，诸如C臂X射线图像获取设备，C臂X射线图像获取设备中以C臂代替如图1中所示的圆形台架。

以下参照图2更详细地描述根据本发明的处置。

首先，在提供步骤112中，提供对象的感兴趣的区域22的预导航提供数据114。预导航数据114包括空间几何数据116和与空间几何数据116对应的功能参数表面118，其中，术语“对应”涉及空间对应。

此外，在获取步骤120中，获取感兴趣的区域的实时图像数据122。

在探测步骤124中，探测实时图像中的元件126。

此外，在确定步骤128中，确定预导航数据114和实时图像数据122的空间关系130。

在另一步骤中，提供子步骤确定步骤132，其中，确定探测的元件在空间数据中的方位134，该确定基于空间关系130。此外，在计算子步骤136中，计算功能参数表面118上的预定相关位置点138。

然后，在生成步骤140中，生成感兴趣的区域的简化的表面表示144的组合142，其中，简化的表面表示144基于功能参数表面118的可视化。此外，在生成步骤140中，生成指示计算的预定相关位置点138的标记146。

在显示步骤148中，将组合显示为导航引导150。

应当注意，仅是以步骤的范例顺序示出了以上在图2中描述的步骤。当然，步骤的其它顺序也是可能的。例如，在步骤c）之前执行步骤d）。此外，获取步骤a）和b）提供已经彼此配准（register）的图像数据。在该情况下，如步骤d）中的空间关系的进一步的确定不再是必需的。

根据进一步的方面，能够以预定时间率连续地重复步骤。

如上所述，能够通过计算机断层摄影来获取空间几何数据。

根据另一方面，通过超声来获取空间几何数据。

根据进一步的方面，通过磁共振成像或核磁共振成像来获取空间几何数据116。也能够通过诸如单光子发射计算机断层摄影或正电子发射断层摄影的核成像来获取空间几何数据。

根据进一步的方面，空间几何数据116包括关于感兴趣的区域的三维信息，即体积信息。

根据进一步的方面，空间几何数据还包括时间信息。换句话说，提供3D+t图像数据或4D图像数据作为空间几何数据。

根据本发明的方面，功能参数表面包括以下示例和描述的牛眼视图。

根据进一步的方面，功能参数表面包括三维网眼视图。

根据进一步的方面，功能参数指对象，即患者，的解剖位置。

根据进一步的方面，功能参数表面与空间几何数据成已知空间关系。

例如，为了配准空间几何数据和功能参数表面，使用相同的成像形态来获取空间几何数据和功能参数表面。

根据本发明的另一方面，使用不同的成像形态来获取空间几何数据和功能参数表面。

应当注意，在描述本发明的上下文中，提供步骤112也称为步骤a），获取步骤120也称为步骤b），探测步骤124也称为步骤c），确定步骤128也称为步骤d），确定步骤132也称为步骤c），生成步骤140也称为步骤f），并且显示步骤148也称为步骤g）。

根据本发明的进一步的方面，感兴趣的对象包括管状结构，例如脉管结构。例如，活动研究区域是高级引导方法或介入心血管处置。具体地，根据本发明，对于诸如心脏电生理学（EP）中的切除和设备植入的复杂处置，能够将预处置成像信息与介入X射线图像配准和叠合。

根据本发明的方面，相对于用于切除或起搏器（pacer）导线（lead）部署的目标区，对例如导管、引导线、或导线的元件的位置进行可视化。

根据进一步的方面，提供步骤112的功能参数表面118和空间几何数据116均与获取步骤120的实时图像数据122配准，这由第一箭头152和第二箭头154指示。配准该两种类型的数据的步骤进一步由与第一和第二箭头152、154叠合的框指示，以由参考数字156指示的虚线示例了该框。

根据本发明的方面，对于心脏检查，功能参数表面118的功能参数包括例如包括以下构成的组的至少之一或其组合：疤痕位置和负荷、机械（mechanical）功能、电激活、灌注/生存力或其它。功能参数还能够包括从其计算的参数的任何组合。

虽然在实时图像数据122中探测元件126，但是根据进一步的方面，元件在空间几何数据116中也能够是可见的。

对于步骤b），根据本发明的方面，实时图像数据122包括2D图像数据，例如2D荧光检查图像。

根据进一步的方面，实时图像数据122还包括空间几何数据。

对于步骤c），探测124包括在在步骤b）中获取的一序列实时图像中跟踪元件。

根据本发明的方面，将元件约束为移动至感兴趣的区域的子体积内，例如诸如脉管树的管状结构内。这提供的优点是，在例如通过图像分析来在获取的实时图像数据中提供该子体积的情况下，能够使该元件仅位于例如脉管树的该体积内，这导致元件的探测的改善。

对于步骤d），确定128可以包括实时图像数据中的元件到空间几何数据中的投影映射158，这由以点线和从步骤b）至步骤a），即从获取框120至提供框112，的箭头示出的映射框指示。

根据进一步的方面，步骤d）包括配准空间几何数据116和实时图像数据122。

根据进一步的方面，步骤d）包括基于在实时图像数据中确定的和在空间几何数据中确定的至少三个标记点（未示出）的2D-3D配准。

根据进一步的方面，步骤d）包括基于图像强度的配准。

根据进一步的方面，确定空间关系130的步骤d）包括定位元件。

例如，空间关系130基于配准元件。

根据进一步的方面，空间关系130基于配准界标。

例如，也能够通过使用与用于获取空间几何数据116和实时图像数据122相同的成像形态来实现空间关系。

根据进一步的方面，步骤d）包括校准失准，例如呼吸或心脏运动补偿。

根据进一步的方面，在空间几何数据116也包括时间信息的情况下，对于空间关系的确定，虽然未进一步示出，但是也确定时间空间关系。

对于步骤e），根据进一步的方面，能够由用户预设定预定关系。

根据进一步的方面，预定关系包括至少一个参数。

根据本发明的范例实施例，预定相关位置点是最近的点。

根据进一步的范例实施例，示于图5中，步骤c）中元件的探测包括确定162元件在实时图像数据中的2D位置164，并且为在步骤e）中确定位置，通过直（direct）投影线168将探测的2D位置映射166至空间几何数据116。

根据进一步的方面，为确定位置，由获取装置提供空间参数。例如，由电磁定位或利用具有不同视平面的一个或两个2D图像来提供空间参数。

根据进一步的方面，步骤e）包括校准失准，例如呼吸或心脏运动补偿。

根据进一步的范例实施例，示于图6中，步骤e）包括通过空间几何数据的跟踪的位置的反投影（back projection）170，以估计元件的空间位置172。

根据范例方面，能够以由进入和离开反投影框170的两个箭头174a和174b指示的环状方式来执行这个。

根据本发明的范例实施例，在反投影不与根据空间几何数据116的解剖体相交的情况下，使用解剖体中最近或统计上最可能的点（未示出）。

根据进一步的范例实施例，简化的表面表示是展开图图像（以下进一步描述展开图图像的范例）。

根据进一步的方面，功能参数的可视化也称为功能图像数据。

根据进一步的方面，为生成组合，空间几何数据116的3D图像表示和确定的3D方位被前向映射到平面表示中（见以下）。

根据进一步的方面，该表示包括2D图（map），除两个几何维度外，该2D图具有颜色编码信息作为进一步的维度。

根据本发明的进一步的范例实施例，提供从空间几何数据中的探测元件至功能参数表面上计算的相关位置点的投影轴。此外，简化的表面表示是3D图像，并且3D图像与投影轴对准。

根据进一步的方面，步骤f）包括基于步骤e）的确定的方位来计算展开表示中的标记方位。

根据进一步的方面，表面表示也称为参数表面。

根据进一步的方面，展开2D图对功能参数表面118的信息，例如功能网眼，进行编码。

根据进一步的方面，步骤f）包括生成分割的网眼。

根据本发明的进一步的范例实施例，展开图，如以上指示的，是牛眼视图（以下进一步见该牛眼视图的范例）。

根据进一步的方面，简化的表面表示包括2D表面图，例如在心血管介入的情况下左心房的2D表面图。

根据本发明的进一步的范例实施例，步骤f）包括将导航解剖体与简化的表面表示144进行组合。例如，如图7中所示，步骤f）包括将步骤b）中提供的实时图像数据122组合为导航解剖体。在图7中，这由从获取框120至生成框140的箭头176指示。例如，导航解剖体包括荧光检查2D图像形式的实时图像数据。

根据进一步的范例实施例，导航解剖体包括脉管结构的投影178。

根据一方面，示于图8中，通过对步骤e）中提供的空间几何数据116进行分割或建模180来导出投影178，对空间几何数据116进行分割或建模180由从提供步骤112的框至分割或建模步骤180的箭头181指示。然后将这样分别产生或计算的投影178输入到生成框140中，这由进入步骤f）的框的箭头182指示。

根据本发明的范例实施例，导航引导150是包括功能参数表面信息和元件相对于感兴趣的区域的3D定位信息的2D表示。对于2D表示的范例，见以下。

根据本发明的方面，在预导航数据包括3D+t图像数据的情况下，导航引导还提供时间信息。

以下，参照图9描述本发明的范例实施例。在图像的左边部分中，提供对象的感兴趣的区域的预导航数据214。预导航数据包括空间几何数据216，或者换句话说，预导航数据214包括感兴趣的区域的三维图像数据。例如，图9中示出的几何数据216提供三维解剖信息，例如心血管介入中的三维解剖信息。预导航数据214还包括与空间几何数据216对应的功能参数表面218。作为范例实施例，示于图9中，功能参数表面218包括功能网眼。如能够看到的，功能网眼遵循该轮廓，即解剖体的三维形式，并提供关于功能参数的附加信息，如上所述。例如通过颜色编码来提供这些功能参数。例如，以绿色示出目标区域，而以红色示出其它表面。当然，也能够通过不同图案来实现这个。

在图9的右边部分中，例如以2D荧光检查X射线图像形式提供了感兴趣的区域的透视或稍微畸变的实时图像数据222。在荧光检查图像222中，元件226是可见的并且能够被探测。例如，元件226是具有例如由红点指示的引导线或导线尖端227的引导线。如由编码线225指示的，图9中已经探测了元件226。

此外，也已经确定了预导航数据214和实时图像数据222的空间关系。然后将尖端227视为元件226的方位224，使得能够在空间几何数据216中确定探测的元件的方位224。因为已知两种类型的空间关系，所以通过X射线几何结构中的线投影来实现确定，这由从尖端方位224起的沿空间几何数据216的方向的直箭头232指示。如由点233指示的，引导线在3D中的方位是通过投影映射到到表示空间几何数据216的约束解剖体的网眼中来得到的。从而，在空间几何数据中确定探测的元件的方位。

此外，在计算步骤中，计算功能参数表面上的预定相关位置点。根据示出的范例，预定相关位置点能够是功能网眼上相对于由点233指示的探测的导线位置最近的点238。计算由箭头239指示。

为了能够给用户提供容易透视的信息，生成感兴趣的区域的简化的表面表示244。根据示出的范例，简化的表面表示是也称为牛眼绘图的所谓的牛眼表示。该牛眼表示示出了感兴趣的区域在二维，即平面展开图中的体积信息。空间几何数据216中围起体积的逐个体积部分被划分成多个段245，如在图9的中间以牛眼绘图指示的。对空间几何数据216的表面部分进行了数字编码。通过前向映射将计算的位置变换到展开图投影中也是可能的。如在简化的表面表示244中能够看到的，也通过编码图案或颜色来叠合由数字指示的段。例如，目标区域由某一预定图案244a指示，而其余部分以另一预定编码图案244b编码。以标记246指示以前在确定步骤中计算的最近点。由箭头240指示前向映射。从而，生成组合242，然后能够作为导航引导显示组合242。

根据本发明的进一步的方面，代替展开图，例如牛眼视图，对于简化的表面表示生成图10中所示的三维左心室图也是可能的。根据关于牛眼视图使用的参考数字，图10示出了简化的表面表示344与指示计算的预定相关位置点的标记36的组合342。此外，以编码图案344a指示目标区域也是可能的。

在另一范例中，示于图11中，以摊开方式将左心房示为简化的表面表示444，该简化的表面表示444具有指示计算的预定相关位置点示的标记446以及以编码图案444a指示的目标区。

根据另一范例，图12中示出了左心房的简化透视图。从而，左心房表示具有标记546和目标区544a的简化表面表示544。

也能够将图12的左心房显示于示于图13中的展开图中。展开图表示具有标记646和目标区644a的简化的表面表示644。

根据示于图14中的进一步的范例，作为简化的表面表示744，以展开方式示出了右和左心房。并且这里，指示了标记746以及目标区744a。图14示出了具有进一步的解剖信息的左744d和右心房744e的展开图，进一步的解剖信息例如是上腔静脉744f、下腔静脉744g、隔膜744h、卵圆窝744i、冠状窦744j以及肺静脉744k。

图15示出了例如左心室的透视引线框形式的简化的表面表示844的进一步的范例。如能够看到的，指示了标记846以及目标区844a。此外，通过解剖信息，例如通过脉管结构的表示844b，增加了由参考数字844c指示的引线框。

图15还示出了本发明的另一方面：根据本发明的进一步的范例实施例，提供了从空间几何数据中的探测的元件至功能参数表面上的计算的相关位置点的投影轴。例如，此投影轴用于确定最近的点。此外，图15中简化的表面表示是3D图像。如能够看到的，此3D图像与投影轴对准。换句话说，3D图像自动取向为使得可视化轴与例如至目标表面的导管/引导线/导线的投影的方向对准。利用该取向，导管/引导线/导线总是可见的并且与表面的其投影叠加，而无任何视差。因此，检查导管/引导线/导线已经达到相对于表面的其目标位置变得非常容易。

图16示出了类似的简化的表面表示944，表面表示944具有标记946、由脉管表示944c指示目标区944a以及解剖信息的图案。另外，将简化的表面表示944与标记946的组合叠合至实时图像，例如用作根据上述实施例的实时图像数据122的荧光检查图像922。

根据进一步的范例，也能够以图17中示出的展开方式显示图15的简化的表面表示844。将简化的表面表示1044与指示计算的预定相关位置点的标记1046组合。此外，以编码图案1044a指示目标区域也是可能的。根据图15，也示出了解剖结构，例如脉管树1044c。

根据图18中示出的进一步的方面，将氟代（fluoro）图像1122与例如根据图10的左心室的透视图进行组合。从而，将左心室形式的简化的表面表示1144与标记1146组合。另外，以编码图案1144a指示目标区域也是可能的。此外，如以参考数字1144c指示的，也指示了脉管树。

根据图19中示出的进一步的范例实施例，将摊开图1244与标记1246以及表示目标区1244a的编码图案组合。此外，将脉管树表示1244c叠合至该组合。

根据图20中示出的进一步的范例，牛眼图1344表示简化的表面表示，该简化的表面表示被与标记1346以及目标区1344a组合。此外，以脉管树投影或建模1344c的形式叠合解剖信息。

根据本发明的方面，例如与用于介入心血管处置的高级引导方法相关，提供了导管/引导线/导线相对于用于切除或起搏器导线部署的目标区的位置的可视化。已经示出了3D手术前表面到2D X射线投影上的叠合和配准需要X射线成像平面的频繁重取向来容许对实际询问轨迹的充分理解，主要由于隐藏部分和/或视差。本发明因此给外科医生提供例如3D空间中的导管位置的更精确的信息。作为益处，最小化了在3D中朝向询问目标对导管/引导线/导线进行导航的负荷。

根据一方面，在能够有助于更容易地标识和达到询问目标的介入引导软件中实施本发明。为了获得导管/引导线/导线相对于目标区的3D位置的充分信息，需要XR系统的较少的重取向。

根据一方面，与例如导管的尖端的计算的方位一起实时产生并显示表示3D区域的2D投影的图像。

根据一方面，替代地使用诸如通常用于得到平面球形图的那些的其它已知投影技术。从而，导航在该2D展开图图像中发生。

作为益处，此途径简化了复杂3D解剖体中的导航并有助于非常有效地达到治疗目标。

在使用3D图像的范例实施例中，方法可以包括以下步骤：提供感兴趣的区域的配准的3D图像；实时提供与导航解剖体配准的实时X射线荧光检查2D图像（此图像可以示出入侵仪器）；实时确定/跟踪仪器的方位；存在各种方式来进行这个，例如通过分析氟代图像；基于在先前步骤中确定的方位来计算仪器在展开表示中的标记位置；以及显示示出展开表示的图像，该展开表示包括计算的方位处的标记。

例如，提供介入工具（例如导管尖端）的手术中（intra-operative）X射线投影。此外，提供3D解剖体的手术前或手术中获取，其中，约束介入工具的移动，例如冠状静脉）。根据另一方面，这能够通过在3D中定位导管，例如电磁定位或利用不同角度的两个X射线投影，的另一方法来替代这个。再进一步，提供介入目标的表面表示，介入目标例如是左心室，能够显示关于该目标的附加信息，例如疤痕位置和负荷、机械功能、电激活等。也能够在展开表示，例如牛眼图，中显示此表面。

根据一方面，提供了其中导管/引导线/导线正在移动的3D解剖体和其中限定目标区的表面的配准。导航解剖体和参数表面配准到一起。如果使用相同的成像形态来获取那两个元件（例如用于LV心内膜和冠状静脉的MRI），则配准是内含的（implicit）。否则（例如用于冠状静脉的CTA和用于LV功能的回波描记术），需要施加特定配准方法（例如，对通常界标估计的刚体变换）。替代地，能够通过如上所述地将导航解剖体和参数表面它们二者独立地配准到2D XR投影来获得导航解剖体和参数表面的配准。

根据另一方面，提供了如上的解剖体项与介入期间使用的实时成像的配准（例如，2D XR投影或“氟代”）。将导航解剖体和限定目标区域的表面独立或作为整体配准至2D XR投影。例如，能够使用基于点的2D3D透视配准途径。在获取XR冠状静脉血管造影之后，在2D投影中在诸如静脉分枝、CS、脉管中的锐利弯曲等的特定解剖位置处确定至少3个标记点。在例如来自心脏MR的分割的3D冠状静脉树中确定相同解剖点位置。使用例如采用优化的6自由度（6DOF，平移和旋转）配准途径来执行2D-3D配准。这里，需要最小化2D X射线投影中的点与投影的3D CMR点之间的平方距离（投影点距离的最小平方）：T为待优化的6DOF配准变换，为X射线血管造影片中设定的选择的点，且为3D CMR静脉树中设定的投影和变换的选择点，其中X表示X射线投影矩阵。在配准过程期间，需要考虑能够根据特定校准步骤导出的XR系统的透视几何结构。

根据另一方面，提供了对介入期间使用的实时图像中的导管/引导线/导线的探测或跟踪。这可以包括2D XR投影中导管尖端（或引导线或导线尖端）的实时探测或跟踪。为此目的，能够使用合适的模板相关滤波器。在CRT的特定情况下，能够在冠状静脉系统内跟踪引导线/起搏器导线。

根据另一方面，提供了导管/引导线/导线的3D定位。这可以包括通过导航解剖体的跟踪的位置的反投影，其中约束导管尖端以进行导航。使用XR几何结构中的跟踪的点的反投影，能够标识3D导航解剖体内的对应的3D位置（例如，沿来自手术前成像的冠状静脉的中心线）。对于CRT，能够以此方式确定冠状静脉系统内的引导线/导线在3D中的特定位置。如果例如由于2D3D未配准或运动，反投影线不与导航解剖体相交，则能够使用约束解剖体中的最近（或统计上最可能）的点。能够与基于模板的呼吸运动跟踪、ECG选通或其它运动补偿途径一起考虑归因于呼吸和心脏运动的变形。

根据进一步的方面，将另一方法用于导管尖端的3D位置，例如电磁定位（EM定位）或利用不同角度的2XR投影。在此情况下，无需约束导航解剖体，并且能够将此发明应用于诸如心腔（对于AF切除，左心房，或对于VT切除，左心室）的较大解剖区域中的导航。

根据另一方面，提供了导管/引导线/导线到表面上的投影，目标区域限定于该表面。这可以包括计算确定的3D位置至3D参数表面上的目标位置的最近点。在CRT的特定情况下，通过下式确定左心室（LV）表面（假定其通过离散网眼表示）上距冠状静脉系统内的当前3D位置最近的点：其中，为静脉系统内的3D点，且为顶点i处的LV网眼的3D坐标。

根据另一方面，提供了导管/引导线/导线和目标区域在简化的视图上（展开2D视图或自动取向的3D）的显示。优选地，也在相同视图上显示例如冠状静脉的导航解剖体。

一旦导管尖端的3D位置及其在参数表面上的最近目标点均可用，则我们提出了以最容易的方式自动显示导航信息的新的方式。第一提议是自动地对3D视图进行取向，使得对准至可视化轴。第二提议是在展开图上显示使得人们能够直接看到其关于显示于图中的信息的位置。另外，如果可用，则导航解剖体也能够被叠合于展开图顶部，提供关于用于导管尖端的可能路径的信息。

对于CRT的特定情况，在如已经提到的牛眼绘图中显示LV上关于冠状静脉系统内的跟踪的引导线/导线位置的最近点。根据美国心脏协会(American Heart Association)，能够将LV分成17个段，6个基部、6个赤道和5个顶端段。功能超声或MR容许该牛眼绘图中的重要功能信息的可视化。这样，能够相对于牛眼中的目标斑，实时地对引导线/导线的当前位置进行可视化。对于CRT，牛眼实际上应当包含诸如机械激活、疤痕负荷和电激活的信息。

根据另一方面，本发明能够用于CRT或需要相对于解剖体的导管/导线/引导线位置和特定参数的任何其它介入处置，特定参数即功能、疤痕负荷、电激活等（例如，室性心动过速VT切除，肝细胞注入等）。如果应用于VT切除，则牛眼能够包含诸如疤痕负荷和电激活的信息。如果应用于心房纤维性颤动切除，则能够使用左心房的2D表面图代替LV牛眼，指示肺静脉的气门裂（ostia）。

在本发明另一范例实施例中（未示出），提供了计算机程序或计算机程序元件，即特征在于适于在合适的系统上执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。

计算机程序元件因此可以存储于计算机单元上，计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。此计算单元可以适于执行上述方法的步骤或引起上述方法的步骤的执行。此外，其也可以适于操作上述设备的部件。计算单元能够适于自动操作和/或执行用户的命令。可以将计算机程序装载到数据处理器的工作存储器中。从而可以将数据处理器装备为执行本发明的方法。

本发明的此范例实施例涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序以及借助于更新而将现存程序转变为使用本发明的程序的计算机程序。

此外，计算机程序元件可能能够提供履行如上所述的方法的范例实施例的处置的所有必要步骤。

根据本发明的进一步的范例实施例（未示出），介绍了诸如CD-ROM的计算机可读介质，其中，计算机可读介质上存储了计算机程序元件，由前述部分对该计算机程序元件进行了描述。

计算机程序可以存储在和/或分配在合适的介质上，诸如与其它硬件一起或作为其部分供应的固态介质或光学存储介质，但是也可以以其它形式进行分配，诸如经由因特网或其它有线或无线电信系统进行分配。

然而，计算机程序也可以存在于例如环球网的网络上并且能够被从该网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的进一步的范例实施例，提供了使得计算机程序元件可用于下载的介质，该计算机程序元件布置为执行根据先前描述的本发明的实施例之一的方法。

还应当注意，参照不同主题描述了本发明的实施例。特别是，参照方法类型的权利要求描述了一些实施例，而参照设备类型的权利要求描述了另一些实施例。然而，本领域技术人员从以上和以下描述将知道，除非另外指明，除属于一种类型的主题的特征的任何组合外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也视为与此申请一起得到了公开。然而，能够组合所有特征，提供超过特征的简单相加的协同效果。

权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以履行权利要求中记载的数项的功能。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的仅有事实不指示不能有利地利用这些措施的组合。

Claims (10)

1.一种用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的设备(24)，包括：

-处理单元(26)；

-接口单元(28)；以及

-显示器(30)；

其中，所述接口单元(28)适于：提供对象的感兴趣的区域的预导航数据，其中，所述预导航数据包括空间几何数据和与所述空间几何数据对应的功能参数表面；并提供所述感兴趣的区域的实时图像数据；

其中，所述处理单元(26)适于：探测所述实时图像数据中的仪器；确定所述预导航数据与所述实时图像数据的空间关系；确定所探测的仪器在所述空间几何数据中的方位，并计算所述功能参数表面上的预定相关位置点，所探测的仪器的方位的所述确定基于所述空间关系；以及生成所述感兴趣的区域的简化的表面表示和指示所计算的预定相关位置点的标记的组合，所述简化的表面表示基于所述功能参数表面的可视化；其中，所述简化的表面表示是展开图图像；并且

其中，所述显示器(30)适于显示所述组合作为导航引导。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述展开图是牛眼视图。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述预定相关位置点是所述功能参数表面上的最近的点。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述仪器的探测包括确定(162)所述仪器在所述实时图像数据中的2D方位(164)，并且对于确定所探测的仪器在所述空间几何数据中的方位，通过直投影线(168)将所探测的2D方位映射(166)至所述空间几何数据。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，确定所探测的仪器在所述空间几何数据中的方位包括通过所述空间几何数据的所确定的方位的反投影(170)，以估计(172)所述仪器的空间方位。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，在所述反投影不与根据所述空间几何数据的导航解剖体相交的情况下，使用所述导航解剖体中的最近或统计上最可能的点。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，提供从所述空间几何数据中的所探测的仪器至所述功能参数表面上的所计算的预定相关位置点(138)的投影轴；其中，所述简化的表面表示是3D图像；并且其中，所述3D图像与所述投影轴对准。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，生成所述感兴趣的区域的简化的表面表示和指示所计算的预定相关位置点的标记的组合包括将导航解剖体与所述简化的表面表示进行组合。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述导航解剖体包括脉管结构的投影。

10.一种用于对感兴趣的对象的信息进行可视化的医学成像系统(10)，包括：

-根据权利要求1所述的设备(24)；以及

-图像获取装置(12)；

其中，所述图像获取装置(12)适于获取所述感兴趣的区域的所述实时图像数据。