CN105007820B - 利用自动远程图像标注的靶位点选择、录入和更新 - Google Patents

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Abstract

通过将患者定位在无菌场所中并使用该无菌场所内的X射线荧光透视系统对心脏进行成像来进行对患者心脏的荧光透视成像以产生二维图像。在所述无菌场所内或与之相邻的手术显示器上以及在手术场所之外的远程图像处理器的显示器上同时显示所述二维图像。手动标记或标注所述远程显示器的二维图像，以示出同时显示在所述手术显示器上的解剖信息或治疗信息。可选地，使用导管来对患者心脏进行成像以产生实时图像。将所述图像呈现在屏幕上并将其发送至图像处理器。向所述图像处理器输入治疗参数，并且所述图像处理器计算显示在所述屏幕上的多个靶治疗位点的位置。推进所述导管以将所述导管上的治疗元件定位在紧邻靶治疗位点的位置之处，其中所述治疗元件的实际位置可不同于计算出的位置。在所述实际治疗位置处进行治疗之后，图像处理器计算所计算的治疗位点与实际治疗位点的位置之间的差异。可以通过所述图像处理器来重新计算所有其余的靶治疗的位置。进一步可选地，使用导管来对患者心脏进行成像以产生显示在屏幕上的实时图像。还将所述图像发送至在其中输入治疗参数的图像处理器。所述图像处理器继而基于所输入的治疗条件来计算对于在心脏内进行治疗或诊断的安全区域和/或不安全区域。所述图像处理器在所述屏幕上的图像上叠加信息，以标识所述安全区域和/或不安全区域。

Description

利用自动远程图像标注的靶位点选择、录入和更新
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年1月8日提交的临时申请号61/750,226(代理人案号29181-703.101)；于2013年1月8日提交的临时申请号61/750,233(代理人案号29181-704.101)；以及于2013年1月8日提交的临时申请号61/750,237(代理人案号29181-705.101)的优先权，上述文献的全部内容均通过引用而并入于此。
背景技术
1.发明领域。本发明总体上涉及成像模式，并且更具体地涉及用于解剖结构的荧光透视成像以及远程标注图像以示出在外科手术期间有用的附加图像或者其他信息的方法和系统。
诸如MRI、CT和超声心动描记术等成像模式用于心血管诊断应用中，并且可以使用定制软件而融合至X射线荧光透视，以叠合和叠加来源于MRI、CT或超声心动描记术的二维(2D)和三维(3D)心脏图像，从而将心内膜、心外膜、梗死区域和其他区域和/或感兴趣的数据显示在实况X射线荧光透视图像上。
心血管疾病在工业化国家是一个主要死亡原因，并且在美国是头号死亡原因。超过790万美国成年人患有心肌梗死(MI)，且每年有110万新增的或复发的MI病例。MI的特征在于血液流动受限从而造成缺氧和最终大规模的心肌损失——其无法自发再生——最终导致心力衰竭。目前用于在心肌损伤之后恢复心脏功能的现有治疗到目前为止限于严格的药物治疗方案和作为最后手段的心脏移植。然而，对健康供体心脏的需求远超过供给，使得心血管学界努力实现包括组织工程、基因疗法和细胞疗法在内的有前途的新型治疗策略。最近的临床试验已经测试了使用诸如包括心外膜注射和经心内膜注射在内的心肌内注射、冠状动脉内输注、静脉输注和退行递送等若干种递送途径的不同类型的干细胞、基因和生长因子。然而已经证明，心肌内经心内膜注射在侵入性最小的同时，还相比于其他递送途径改善了急性留滞。这样的在经心内膜递送中改善的留滞导致了用于组织再生和功能恢复的治疗的巨大潜力，并且已被证明会减缓并最终逆转在心肌梗死之后的不良重塑。在最近的MI患者中，梗死区可能非常脆弱，并且在梗死区或梗死周围区中的心肌内注射可能有增大的穿孔和心包积液风险，这可能导致心脏压塞——一种危及生命的情况。在这些情况下，生物治疗剂的准确位点寻靶和注射对于患者的安全而言是至关重要的。
在常规心血管导管插入术操作中，通常使用X射线荧光透视来辅助心脏介入医生在血管成形术期间将导管(诸如球囊导管)引导至心脏中闭塞的动脉；或者在心脏活检期间引导在末端处具有微型抓取装置的导管；或者向心肌或在心肌内引导经皮注射导管，用于经心内膜注射诸如细胞、基因、肽、蛋白质(例如，生长因子和趋化因子)等生物治疗剂。因此，在心血管导管插入术操作中所采用的导管被设计成X射线可见的，以便可以在操作期间清晰地看见并跟踪它们。然而，对于诸如经心内膜注射等更复杂的操作，仅使用X射线荧光透视存在一些缺点，并且所述缺点可能对导管引导和图像解译造成显著影响。(1)X射线成像是一种投影成像模式，并且通常需要两个正交视图——右前斜位(RAO)和左前斜位(LAO)——以得到对心脏中的导管在三维(3D)空间中的位置和定向的准确感知。(2)由于需要两个视图，因此如果导管插入术套件配备有单平面X射线荧光透视系统，则在整个操作中，X射线C形臂需要不断在这两个视图之间旋转以获得所需的投影，从而允许将经心内膜导管正确引导至选定的心肌内靶注射位点。如果导管插入术套件配备有双平面X射线荧光透视系统，则这无疑会变得更容易。(3)虽然X射线成像提供极佳的装置可视化，但其对心脏组织可视化却提供很少的洞悉。X射线荧光透视不将健康组织与梗死组织或梗死周围区的区域中的组织区分开来，也不提供患者心脏的3D解剖视图和形貌视图。这对于心脏介入医生根据所选择的疗法而试图准确寻靶健康组织、梗死组织、梗死周围区组织或其组合以便进行生物治疗剂的心肌内注射可能特别重要。出于这些原因，可将X射线荧光透视与从磁共振(MR)或计算机断层扫描(CT)图像重建的解剖和功能3D模型相结合，从而提供导管的实时信息和可视化的图像融合系统是这些应用所特别关注的。
磁共振成像(MRI)是最准确的诊断成像模式，其可提供患者心脏的高质量3D解剖和功能路线图，并且因此其通常与X射线荧光透视一起用于这些融合成像系统中。获得具有极佳的组织对比度的、可从中重建心脏图像的心脏MRI段。这些心脏图像允许在健康组织、梗死组织以及梗死周围区组织之间的准确而高效的区分。然而，大多数导管和其他心脏装置虽然使用安全并且用X射线荧光透视可视化，但并不完全与MRI兼容。这些装置中的大多数含有铁磁材料，该铁磁材料可能导致成像伪影并且对于在MRI期间暴露于强磁场的患者是一种安全隐患。此外，即使利用可用的最先进的技术和仪器，根据正在获取的图像类型和正在运行的MRI序列，捕捉MRI图像仍然可能花费15到60分钟。因此，在介入操作之前进行MRI扫描是有意义的。从这些扫描段重建的心脏图像可继而与X射线荧光透视同时使用，以引导心脏介入医生在经心内膜操作期间准确而安全地寻靶健康组织、梗死组织和/或梗死周围区组织的区域，无论是用于生物治疗剂的注射还是心脏组织的取样。
2.背景技术描述。在美国专利号6,466,813、美国专利公开号2008/0043901、2011/0087088和2011/0087110中，以及在Tomkowiak等人(2011)Catheterization andCardiovascular Interventions 78:468-478中描述了用于在实时荧光透视图像上融合术前图像和信息的方法和系统。另见美国专利号7,848,553和美国公开号2013/0102890。
发明内容
本发明的目的在于促进在患有心血管疾病(包括但不限于慢性心肌缺血、急性心肌梗死；包括缺血性和非缺血性心力衰竭的慢性心力衰竭以及扩张型心肌病)的患者体内选择和寻靶注射位点，以供使用在导管的远端处配备有穿透元件的经心内膜注射导管在心肌内递送生物治疗药物或其他注射剂。生物治疗药物递送包括细胞疗法、基因疗法、蛋白质和肽治疗剂以及小分子药物。注射剂递送包括但不限于合成聚合物、天然生物聚合物、在15μm至150μm范围内的微粒。本发明还可以用于选择和寻靶取样位点，以供针对下列患者体内的免疫排斥的心脏活检操作检测，所述患者：正在或已经经受心脏移植；显示出心肌病、心肌淀粉样变性和心肌炎的迹象；或者其心脏细胞被采集用于其他治疗或诊断目的。
通过将患者定位在无菌场所中并使用该无菌场所内的X射线荧光透视系统对心脏进行成像来进行对患者心脏的荧光透视成像，以产生二维图像。在所述无菌场所内或与之相邻的手术显示器上以及在手术场所之外的远程图像处理器的显示器上同时显示所述二维图像。手动标记或标注所述远程显示器的二维图像以示出被同时显示在所述手术显示器上的解剖信息或治疗信息。
手动标记所述图像可以包括操纵所述远程图像处理器上的图形用户界面，并且所述图形用户界面包括触摸屏、鼠标、滚动球或操纵杆。手动标记所述二维图像可以包括标记所述心脏或其部分的轮廓、靶治疗区域以及要避免治疗的区域和类似等中的任何一个或多个。
在本发明的第二方面中，使用导管对患者心脏进行成像以产生实时图像。将所述图像呈现在屏幕上并将其发送至图像处理器。向所述图像处理器输入治疗参数，并且所述图像处理器计算在所述屏幕上显示的多个靶治疗位点的位置。推进所述导管以将导管上的治疗元件定位于紧邻靶治疗位点的位置之处，其中所述治疗元件的实际位置可不同于计算出的位置。在所述实际治疗位置处进行治疗之后，图像处理器计算所计算出的治疗位点与实际治疗位点的位置之间的差异。所有其余的靶治疗的位置可由所述图像处理器重新计算。
成像可以包括使用X射线荧光透视来产生二维图像，或者产生两个正交的二维图像。成像还可以包括在所述二维图像上叠加心脏的轮廓，其中叠加包括提供心脏的静态三维图像，其中所述图像处理器将所述三维图像与所述二维图像相叠合并且计算投影在所述二维图像上的轮廓。可选地，叠加可以包括手动录入投影在所述二维图像上的轮廓。本发明的方法还可以包括针对相继的治疗位点重复所述推进、确定、治疗和重新计算步骤。
在第三方面中，本发明促进在患有心血管疾病(包括但不限于慢性心肌缺血、急性心肌梗死；包括缺血性和非缺血性心力衰竭的慢性心力衰竭以及扩张型心肌病)的患者体内选择和寻靶注射位点，以供使用在导管的远端处配备有穿透元件的经心内膜注射导管在心肌内递送生物治疗药物或其他注射剂。生物治疗药物递送包括细胞疗法、基因疗法、蛋白质和肽治疗剂以及小分子药物。注射剂递送包括但不限于合成聚合物、天然生物聚合物、在15μm至150μm范围内的微粒。本发明还可以用于选择和寻靶取样位点，以供针对下列患者体内的免疫排斥的心脏活检操作检测，所述患者：正在或已经经受心脏移植；显示出心肌病、心肌淀粉样变性和心肌炎的迹象；或者其心脏细胞被采集用于其他治疗或诊断目的。
使用导管来对患者心脏进行成像以产生显示在屏幕上的实时图像。还将所述图像发送到在其中输入治疗参数的图像处理器。所述图像处理器继而基于所输入的治疗条件来计算对于在心脏内进行治疗或诊断的安全区域和/或不安全区域。所述图像处理器在所述屏幕上的图像上叠加信息以标识所述安全区域和/或不安全区域。所叠加的信息可以包括颜色编码、边界创建、书面信息插入以及图标插入之中的至少一个。
本发明具有其他优点和特征，在结合附图考虑时，这些优点和特征将会从本发明的以下详细描述和随附权利要求书中变得更加显而易见。
附图说明
图1-图5图示了下文所描述的具体例子。
具体实施方式
在本发明中，将来源于在介入操作之前进行的磁共振成像的心脏3D模型重建与导管插入术期间的实况X射线荧光透视图像相结合，以促进心肌内的导管引导，并因此提高在病变心脏中经导管注射生物和化学治疗剂的安全性和准确性。在MRI扫描期间获取心脏MRI切片，所述切片详细绘制出心脏的心内膜表面和心外膜表面以及心脏中的梗死区域。使用诸如Segment(Medviso)、视觉化工具包(Kitware有限公司)、 MR企业解决方案(Medis医学成像系统有限公司)等市售的跨平台轮廓线绘制包或其他免费软件来针对每个切片定义心内膜壁和心外膜壁以及梗死，并从而前瞻性地为介入操作生成患者心脏的3D模型。应当注意，可以代替MRI而替代地使用可定义心脏的解剖和功能细节并可从中重建3D模型的任何其他成像模式(例如，CT、超声心动描记术)。唯一的标准是从轮廓线绘制包的输出格式，该格式需要符合X射线荧光透视系统。在操作之前，在融合成像系统内虚拟地创建荧光透视系统的视野内的3D空间。在介入操作期间，以两个正交视图拍摄患者的左心室的心室图。继而将从MRI扫描创建的3D模型虚拟地放置到3D空间中并将其叠合以配合于X射线荧光透视系统的心室图。因此在2D或3D下将3D模型转置到实况X射线荧光透视屏上。融合成像系统的软件可继而用于根据研究方案来定义和显示作为患者的安全治疗的核心的基本参数和限制。例如，在生物治疗剂向患者心脏中的经心内膜心肌内注射的情况下，诸如心肌梗死位置和面积、梗死区(如果存在不止一个梗死区)之间的差异、左心室壁厚度、运动功能减退区域和运动不能区域、靶注射区和“不可注射”区(包括但不限于乳头肌、靠近二尖瓣的区域、心尖、希氏束(HIS bundle)所处的基底间隔壁以及心肌壁的薄区域)等重要信息是对于患者的安全治疗的必要数据点。这些数据点可以从MRI段或CT切片获得，并因此可以使用软件界面在介入操作之前在心脏的2D或3D模型内转译，从而创建心脏的解剖和功能路线图。基于每个研究中针对心肌内注射的入选标准和排除标准，将会使用不同的颜色和/或图案来跟踪和标定特定区域，从而向心脏介入医生清晰地显示选定的感兴趣靶区域以及“不可注射”区。
在此公开了具有X射线荧光透视、心脏导管、经心内膜注射导管的融合成像系统以及叠合和转置多模式图像以在心肌内引导靶向操作(诸如经心内膜递送和心脏活检)的使用方法的特定实施方式。
在屏幕上记录左心室轮廓和靶位点-2D
实施例1。
如前文所讨论，在心脏介入操作中仅使用X射线荧光透视的主要缺点之一在于，X射线荧光透视是一种投影成像模式，并且其通常需要两个正交视图——RAO视图和LAO视图中的投影——来确定经皮导管在左心室中的位置和定向。在配备有单平面X射线荧光透视系统的导管插入术套件中的典型经心内膜注射操作期间，将两个透明胶片叠加并固定至X射线系统的单一监视器上。在操作开始时，进行心室造影，在此期间向左心室中注射造影剂并对左心室绘图。在绘图期间，在一个正交视图中的一个透明胶片上跟踪心脏在舒张期和收缩期的左心室轮廓；继而翻转开该透明胶片；旋转X射线荧光透视系统的C形臂以切换至另一正交视图；并且在第二透明胶片上的该视图中跟踪心脏在舒张期和收缩期的轮廓。继而进行经心内膜注射，并在每次进行注射时，还在所述两个透明胶片上的全部两个正交视图中标记注射位点。这需要在正交视图之间以及在透明胶片之间不断切换。根据注射次数，这样的每个视图中的透明胶片的来回切换以及X射线荧光透视系统的C形臂的来回切换在单个操作中进行多次，并且可能变得繁琐而同时增加操作的长度。此外，改变叠加层的人站在靠近无菌区之处，并且应当小心不要意外破坏无菌性。该人通常还站在靠近X射线荧光透视系统的C形臂之处，并可能因此无意中暴露于显著剂量的X射线。
在本发明的一个实施方式中，如图1中所示，消除了对透明胶片的使用。利用心室图，用触摸屏、鼠标、平板计算机或其他图形输入设备来数字化描绘患者心脏在舒张期和收缩期的左心室轮廓，并且在控制室中或者在远离X射线荧光透视系统并处于无菌区之外的导管插入术套件的指定区域中，在2D空间内全部两个正交视图中将所述左心室轮廓显示在单独的计算机或工作站的监视器上。所述计算机或工作站具有内置调制解调器或网络连接设备，其经由内部网通信链路系统而与单平面X射线荧光透视系统的计算机通信。通向网络的通信链路可以是任何可接受的类型，包括电话线、光纤、线缆调制解调器链路、无线数据传输系统等。因此，输入并显示在所述单独的计算机或工作站的监视器上的内容被输出至单平面X射线荧光透视系统的监视器上，并且反之亦然。对于生物治疗剂向患者心脏中的经心内膜注射而言，标识出如前文所述的诸如心肌梗死位置、运动功能减退区域和运动不能区域以及“不可注射”区等信息是很重要的。该信息可以显示在导管插入术套件中的监视器上，并且将会有助于在操作期间引导心脏介入医生。这在将左心室绘制于两个正交视图中之后并且在经心内膜注射操作开始之前完成。基于操作和疗法的具体要求，操作者在远程计算机上标记这些重要的区，以在全部两个正交视图中的心室图上清晰地定义应当和不应当进行注射的区域。通过颜色编码、通过使用实线和虚线以及/或者通过使用不同的形状和图案来进行这些标定。如前文所述，两个正交视图有助于验证经皮导管在左心室中的位置和定向，以及验证和标记注射位点。使用一函数或键来在远程计算机上的两个正交视图中的带标注的LV轮廓图之间进行切换，并将其显示在X射线荧光透视系统的监视器上。两个LV轮廓图之间的切换使得操作者能够远程地在每个视图中标记靶注射位点，而不必在固定至导管插入术套件中的单平面X射线荧光透视系统的监视器的透明胶片之间切换。在经心内膜注射过程期间，通过数字化标记导管尖端的位置来进行注射位点的标记。如果其为等中心的并且工作台不移动，则单一标签应当在全部两个视图中均有效。标记可以是颜色编码的、具有不同的形状或大小以及/或者具有任何数目的相关字段以记录附加信息。位点着色或编号可于随后以可调节的透明度来显示，或者可隐藏在显示器上。它们可被分组，以便可以针对组而不是单个地改变某些性质。关联于所标记的位点的多个参数可进一步在屏幕上的单独窗口中显示。在后一种情况下，如果需要，操作者能够通过选中或取消选中与此类参数相关联的复选框来选择他或她希望呈现在所标记的注射位点旁边的参数。这些参数的示例包括注射位点编号、注射总数、注射的治疗剂的体积(对于心肌内注射，每次注射范围从0.1ml至1.0ml不等)、递送的治疗剂的剂量(浓度、范围从1x 106至200x 106不等的细胞总数、质粒/基因或肽或蛋白质的总量、颗粒总数)、时间戳、屏幕坐标、心室壁厚度或者在该注射位点处的电生理活动、基于17段靶心图而注射的段、其距梗死位置的距离、其距其他注射位点的距离。
如果双平面X射线荧光透视系统在导管插入术套件中可用，则软件的同样的功能将会是可用的。然而，没有必要从RAO视图切换至LAO视图，这是因为所述两个视图通常均投影到安装至双平面X射线系统的两个单独的屏幕上。在这样的情况下，两个投影的荧光透视图像独立地输入至计算机中并且随后与上文所述的关联的标注一起输出至两个独立的显示器或者输出作为单一显示器上的两个窗口。
软件界面还将会使得任一视图中的2D左心室图像投影、标记的注射位点以及参数能够被打开和关闭。
实施例2预选靶位点
在该实施例中，如图2中所示，描述了用于在患者心脏内选择靶点以供在经心内膜心肌内介入中注射治疗剂或者在活检操作中进行组织取样的第二方法。在该方法中，遵循与实施例1中相同的操作，但靶位点是手动地或使用各种算法而预选的。这些算法可由计算机执行并且可导致(1)在心内膜表面上均匀分布的网格投影；(2)不包括梗死区且与所述梗死区间隔0至20毫米的均匀网格；(3)梗死区内的均匀网格；(4)位于远端并均匀分布在心室的远侧三分之一内或者左心室的心尖区域内的均匀网格；(5)均匀分布的圆形图案或其他可能是优选的功能性几何分布。因此，基于特定操作所需的一组参数而预选数目在1至20的范围内的靶位点。除了在实施例1中所描述的，这些参数还可包括距梗死区的距离、至少为5毫米的壁厚度、注射位点之间的距离(大于或等于5毫米)、等间隔的注射位点、与梗死区随机间隔的注射位点、处于与梗死区的限定距离处的随机间隔的注射位点，并且可以排除用于经心内膜注射的先前的治疗递送位点以及用于心脏活检的先前的取样位点。在操作日之前，可以使用诊断性心脏MRI扫描、CT扫描和超声心动描记术来确定所需的预先指定信息，该信息包括但不限于壁厚度和梗死组织位置。在操作日当天，在操作开始之前，如实施例1中所描述地，在全部两个正交视图中进行心室造影并且绘制左心室的轮廓。继而由计算机执行选自上述列表的算法，并且用预定义的参数来预选靶位点并继而显示该靶位点。类似于实施例1，借助于不同形状、图案和/或颜色的标记物来进行预选靶点的显示，所述标记物可被打开和关闭、分组或不分组。继而将位于经心内膜导管或引导活检导管的远端处的穿透元件的尖端移动至预选靶点中之一。一旦已经进行注射或取样，继而标记实际注射位点，此时可以隐藏或替换预选靶点。实际注射的标记物或取样标记物可以是与一个或多个靶标记物不同的形状、图案和/或颜色。保存新标记物并且可在移动至下一预选靶点之前遮蔽或隐藏所述新标记物。如果实际靶位点不同于预选靶位点，则可以应用算法来基于强加在预选上的参数而重新调节其余的预选靶位点。在进行每次注射/取样之后，可以重新运行该算法以相应地调节预选位点。此外，如果心脏介入医生对预选靶位点不满意，则该心脏介入医生可以指示出他/她想要第一位点处于何处，并且可以通过在RAO视图和LAO视图中点击新的位点位置而叠合该位点，并且继而可以重新运行所述算法以改变其余的预选靶位点相对于重新定义的第一位点的位置。
叠合并保存已于其中进行注射的患者左心室内的实际靶位点。这些靶点可以连同一系列参数一起显示，所述参数包括患者识别号、注射号、时间戳、注射的治疗的标识、在注射位点处注射的体积、注射的浓度、注射的总剂量、屏幕坐标、注射位点处的壁厚度和/或电生理活动、从梗死位置到注射位点的距离、距最近注射位点的距离以及从穿透元件的基部或者穿过远端穿透元件的造影剂递送的质量或特性。在进行取样的情况下，诸如在右心室心脏活检中，所述一系列参数可包括从患者的心脏取得样品之处的先前记录，该记录包括与样品特性相关的数据，诸如其拒绝等级评分。这可以促进未来的取样策略以及如实施例2中所讨论的算法预选。附加参数包括患者识别号、样品号、时间戳、组织取样位置的一组坐标、取得样品的壁、取得样品的标准17段心脏模型靶心图的段、取样位点处的壁厚度、取样位点距梗死位置的距离以及距最近取样位点的距离(如果取得了不止一个样品)。利用包含通过组织中的远端穿透元件或活检元件的基部处的造影剂端口递送造影剂的能力的取样装置或活检钳，还可以记录通过导管从穿透元件的基部或者通过穿透元件递送的造影剂的质量或特性。类似地，利用支持对双极信号的记录的取样装置，还可以记录样品位点处的电生理活动。
在屏幕上记录靶位点-3D
实施例3
在此，如图3中所示，描述了用于在患者左心室内选择靶点以在经心内膜心肌内介入中注射治疗剂或者在活检操作中进行组织取样的方法。在该方法中，将介入操作之前从使用能够进行心血管结构的3D可视化的成像模式(磁共振成像、计算机断层扫描、超声心动描记术)获得的心脏切片重建的3D心脏模型与导管插入术操作期间的实况X射线荧光透视图像相结合。在获取患者的心室图之后，将心脏的3D模型重建叠合到正交的心室图上并投影到实况X射线荧光透视图像上。这创建出结合具有叠合的MR、CT或超声心动描记术图像的叠加层的X射线投影图像。
通过首先使3D重建模型上的至少两个解剖基准标记物与两个正交视图中的心室图上的对应点对准而实现叠合。在控制室中或者在远离X射线荧光透视系统和无菌区并且与X射线荧光透视系统直接通信的导管插入术套件的指定区域中的单独的计算机或工作站上进行这个步骤和靶点选择中的所有后续步骤，以使得所得到的输出可以显示在荧光透视系统的监视器上或者显示到医生可以看到的单独的监视器。基于操作的入选标准和排除标准来选择靶注射区域或取样区域。例如，对于经心内膜心肌内注射，可以沿着远程计算机上的左心室的3D表面标识和标记小于或等于5毫米的壁厚度、梗死位置、梗死面积、从梗死到注射位点的距离以及左心室的间隔壁的基底部分，并将其输出到荧光透视监视器上。类似地，在活检操作的组织取样的情况下，可以对壁厚度、梗死位置、梗死面积以及先前活检取样位点全都进行标记。这些区域可以通过颜色编码、通过使用实线和虚线以及/或者通过使用不同的形状和图案来表示。这些标定允许心脏介入医生查看他/她应当或不应当注射治疗或样品组织的位置。在操作期间，将位于经心内膜注射导管或引导活检导管的远端处的穿透元件的尖端移动到靶点。利用视觉识别，借助于监视器上的靶标记物来将靶点固定在2D空间中。在两个正交的RAO视图和LAO视图中，将靶标记物叠加到穿透元件的尖端上，其中当靶标记物处于靶标识模式时，可以强制该靶标记物在3D空间中沿着心内膜行进，以使得其与穿透元件的尖端处于同一3D空间中。借助于标记物来进行固定靶点和靶标记物的叠合，所述标记物可以采取不同的形状并且可以是颜色编码的。当已经进行注射或取样时，通过用具有不同形状和/或颜色的标记物替代所述靶点标记物来进行实际注射点的叠合。保存新标记物并且可在移动至下一靶点之前隐藏或遮掩所述新标记物。
如实施例1中那样，如果双平面X射线荧光透视系统在导管插入术套件中可用，则没有必要从RAO视图切换至LAO视图，这是因为全部两个视图通常均投影到安装至双平面X射线系统的两个单独的屏幕上。
实施例4
在另一实施方式中，如图4中所示，描述了用于将2D心脏模型放置(“fit”)在RAO视图和LAO视图二者中的左心室图上并于随后放置(“fit”)到实况X射线荧光透视图像上的方法。遵循与例子2中相同的步骤并使用与实施例2中相同的软件功能。然而，替代于放置左心室轮廓的3D模型，而是在操作之前使用从心脏MRI、CT或超声心动图段获得的数据在与荧光透视投影相同的平面中重建左心室的2D模型，并且将如上文所详述的相同感兴趣区域和参数标记到该2D模型上。这些标记主要通过颜色编码、使用实线和虚线以及/或者使用不同的形状和图案来进行，其可被打开和关闭。否则，以与实施例1和实施例2中所述相同的方式进行靶位点的选择和叠合。
如实施例1和实施例2中那样，如果双平面X射线荧光透视系统在导管插入术套件中可用，则从而消除了从RAO视图切换至LAO视图的需要，这是因为全部两个视图通常均投影到安装至双平面X射线系统的两个单独的屏幕上。
实施例5
在该实施例中，如图5中所示，描述了用于在患者的左心室内选择靶点以供在经心内膜心肌内介入中注射治疗剂或者在借助于多模式融合成像的活检操作中进行组织取样的第二方法。在该方法中，遵循与实施例3中相同的操作，区别在于使用计算机算法来预选靶位点。所述计算机算法被编程用于基于特定操作所需的一组参数而选择数目在1至20的范围内的靶位点。除了先前在实施例3中所描述的，这些参数还可包括距梗死区的距离、注射位点之间的距离(大于或等于5毫米)、等间隔的注射位点、与梗死区随机间隔的注射位点、处于距梗死区的限定距离处的随机间隔的注射位点或者预先指定的电生理活动。在操作开始之前，使用具有预定义参数的算法来预选靶位点并且通过软件来显示它们。类似于实施例3，借助于可被打开或关闭的不同形状、图案和/或颜色的标记物来进行预选靶点的显示。继而将位于经心内膜导管或引导活检导管的远端处的穿透元件的尖端移动至预选靶点中之一。一旦已经进行注射或取样，则继而通过用不同形状、图案和/或颜色的新标记物替代标记所述预选靶点的标记物来叠合实际靶点。保存新标记物，并且可在移动至下一预选靶点之前遮蔽或隐藏所述新标记物。如果实际靶位点不同于预选靶位点，则可以应用算法以基于强加在所述预选上的参数来重新调节其余的预选靶位点。在进行每次注射/取样之后，可以重新运行该算法以相应地调节预选位点。此外，如果心脏介入医生对预选靶位点不满意，则该心脏介入医生可以指示出他/她想要任一靶处于何处，并且可以通过在RAO视图和LAO视图中点击新的位置而叠合该靶，并且继而可以重新运行所述算法以改变其余的预选靶位点相对于第一位点的位置。
在这些实施例中，叠合并保存已在其中进行注射的患者左心室内的靶点。这些靶点可以与一系列参数一起显示，所述参数包括患者识别号、注射号、时间戳、注射的治疗的标识、在注射位点处注射的体积、注射的浓度、注射的总剂量、屏幕坐标、注射位点处的壁厚度、电生理活动、从梗死位置到注射位点的距离以及距最近注射位点的距离。在进行取样的情况下，所述一系列参数可包括患者识别号、样品号、时间戳、组织取样位置的一组坐标、取得样品的壁、取得样品的标准17段心脏模型靶心图的段、取样位点处的壁厚度、电生理活动、取样位点距梗死位置的距离以及距最近取样位点的距离(如果取得了不止一个样品)。
虽然上文完整描述了本发明的优选实施方式，但亦可使用各种替代项、修改项和等效项。因此，以上描述不应视为限制由所附权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于患者心脏的荧光透视成像的方法，所述方法包括：
使用能够进行3D可视化的成像模式来获得患者心脏的3D图像；
将所述患者定位在具有X射线荧光透视系统的无菌场所中；
使用所述X射线荧光透视系统来对所述心脏进行成像，以产生二维图像；
在所述无菌场所内或与之相邻的手术显示器上以及在手术场所之外的远程图像处理器的显示器上同时显示所述二维图像；
在远程显示器上将所述患者心脏的3D图像叠加在所述二维图像上；
手动标记所述远程显示器的叠加的图像以示出被同时显示在所述手术显示器上的解剖信息或治疗信息，
其中手动标记所述叠加的图像包括标记所述心脏或其部分的轮廓、靶治疗区域以及要避免治疗的区域中的任何一个或多个。
2.如权利要求1所述的方法，其中手动标记所述叠加的图像包括操纵所述远程图像处理器上的图形用户界面。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述图形用户界面包括触摸屏、鼠标、滚动球或操纵杆。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述区域包括心肌梗死位置、运动功能减退区域、运动不能区域、乳头肌、二尖瓣、心脏的心尖段、希氏束或者心脏的薄区域。
5.一种用于使用导管来治疗患者心脏的治疗系统，所述治疗系统包括：
X射线荧光透视系统，其配置成：
对心脏进行成像，以产生实时图像；
在屏幕上显示所述实时图像；
发送所述实时图像；
成像模式，其能够进行3D可视化并且配置成对心脏进行成像以获得所述患者心脏的3D图像；
图像处理器，其配置成：
从所述X射线荧光透视系统接收实时图像；
从能够进行3D可视化的所述成像模式接收所述3D图像；
将所述3D图像叠加在所述实时图像上；
接收输入的治疗参数，其中基于叠加的图像来确定所述治疗参数；
基于所述治疗参数来计算在所述屏幕上显示的多个靶治疗位点的位置，
其中所述治疗系统配置成：
推进所述导管以将所述导管上的治疗元件定位于紧邻靶治疗位点的位置之处，其中所述治疗元件的实际治疗位置可不同于计算出的所述靶治疗位点的位置；
在所述实际治疗位置处用所述治疗元件来治疗所述心脏的组织；其中所述图像处理器进一步配置成：
确定所述实际治疗位点的位置与计算出的靶治疗位点的位置之间的差异；以及
重新计算尚未被治疗的所有其余靶治疗位点的位置。
6.如权利要求5所述的治疗系统，其中成像包括使用X射线荧光透视来产生二维图像。
7.如权利要求6所述的治疗系统，其中成像包括产生两个正交的二维图像。
8.如权利要求7所述的治疗系统，其中成像还包括在所述二维图像上叠加心脏的轮廓。
9.如权利要求8所述的治疗系统，其中所述叠加包括提供所述心脏的静态三维图像，其中所述图像处理器还配置成计算投影在所述二维图像上的轮廓。
10.如权利要求9所述的治疗系统，其中所述心脏的静态三维图像包括心脏的来源于MRI、CT或超声心动描记术的图像。
11.如权利要求7所述的治疗系统，其中所述叠加包括手动录入投影在所述二维图像上的轮廓。
12.如权利要求5的所述的治疗系统，还包括针对相继的治疗位点重复所述推进、确定、治疗和重新计算的操作。
13.一种用于促进使用导管来治疗患者心脏的成像方法，所述成像方法包括：
对心脏进行成像，以产生实时图像；
在屏幕上显示所述图像；
向图像处理器发送所述图像；以及
向所述图像处理器输入治疗参数，其中所述图像处理器基于所输入的治疗参数来计算对于在心脏内进行治疗或诊断的安全区域和/或不安全区域，并且其中所述图像处理器在所述屏幕上的图像上叠加信息以标识所述安全区域和/或不安全区域，
其中基于所述患者心脏的3D图像和所述实时图像的叠加来获得所述治疗参数。
14.如权利要求13所述的成像方法，其中所叠加的信息包括颜色编码、边界创建、书面信息插入或者图标插入之中的至少一个。
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