CN105246411A - 介入x射线系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种介入系统，包括：诸如导管的引入元件(4)，其用于被引入到诸如人的目标(9)中；诸如机器人的移动单元(2)，其在所述目标内移动所述引入元件；其中，跟踪图像生成单元(3)使用辐射射束(7)来生成所述引入元件在所述目标内的跟踪图像；并且其中，控制器(8)取决于所述移动单元的指示所述移动的移动参数而控制所述跟踪图像生成单元。所述控制器(7)的控制操作允许减少施加到所述目标的辐射剂量。

Description

介入X射线系统
技术领域
本发明涉及一种介入系统、一种介入方法、一种计算机程序单元、以及一种计算机可读介质。
背景技术
WO2005/009243A1公开了一种用于生成身体的图像的X射线单元，其中，该X射线单元包括：X射线源；自动可调节准直器，其用于对X射线射束进行限制、局部衰减和/或滤波；X射线探测器；以及数据处理单元，其被耦合到准直器和X射线探测器。该数据处理单元适于在由X射线探测器发射的身体的至少第一X射线图像上对身体内部的感兴趣区域进行局部化，并且适于调节准直器以使得后续的X射线图像被集中在感兴趣区域上。
然而，已经观察到，这样的或类似的X射线单元的操作有时仍然吸引相对大的辐射剂量，即使使用了用于对X射线射束进行约束的准直器。
发明内容
因此，可以存在对改进辐射剂量平衡的装置的需要。本发明的目标通过独立权利要求的主题得以解决，其中，另外的实施例被并入从属权利要求。应当注意，以下描述的本发明的方面等同地应用于介入方法、计算机程序单元以及计算机可读介质。
根据本发明的第一方面，提供了一种介入系统，包括：
-引入元件，其用于被引入到目标中，
-移动单元，其用于在所述目标内移动所述引入元件，
-跟踪图像生成单元(在本文中也被称为“成像器”)，其用于使用辐射射束生成所述引入元件在所述目标内的跟踪图像，以及
-控制器，其用于控制所述跟踪图像生成单元，
其中，所述移动单元适于将移动参数提供到所述跟踪图像生成单元，其中，所述移动参数持有关于由所述移动单元引起的所述引入元件在所述目标内的所述移动的信息，并且其中，所述控制器被配置为取决于所提供的移动参数满足移动条件而控制对所述跟踪图像生成单元的操作。
在一个实施例中，所述控制操作涉及所述辐射射束。更具体地，控制操作涉及对所述成像器的辐射射束的生成或修改。又更具体地，根据一个实施例，所述控制器进行的所述控制包括以下中的任一种或组合：i)接通或断开所述跟踪图像生成单元的辐射源，所述辐射源能够生成辐射射束，所述辐射射束在穿过所述目标之后能被所述跟踪图像生成单元的探测器探测到；或ii)增大或减小所述跟踪图像生成单元的帧率；或iii)增大或减小所述射束的强度；或iv)增大或减小所述跟踪图像生成单元的准直器的孔径。
简言之，所述控制器允许(自动地)i)在需要时生成所述X射线射束并允许在需要时修改所述射束使得其能够被使用。由所述移动单元生成的所述移动参数被利用以用于控制操作，并且所述控制操作在所述移动参数满足所述(用户可定义的)移动条件时被实现。所述控制操作在某个实施例中在不要求用户-成像器交互的意义上是自动的，尽管在一些实施例中存在设想的“撤销”功能，使得用户仍然能够控制所述成像器。
更具体地，并且根据一个实施例，所述控制器操作为在所提供的移动参数指示以下的情况下接通所述辐射源：i)所述引入元件移动了至少预定义的距离；和/或ii)所述引入元件的速度超过预定义的速度阈值。在该实施例中，所述移动条件被表达为所述预定义的距离和/或预定义的速度阈值的方面。在一些实施例中，所述移动参数记录所述移动的取向(向左、向右、向前、向后)。换言之，所述移动参数记录所述引入元件随着其被移动通过所述目标所经历的“运动学事件”。在一个实施例中，所述引入元件为导管，并且所述目标为人类或动物患者。所提出的系统能够被付诸使用于其中的介入为PCI或类似的介入。总之，所述系统为用户提供了所述导管以非常低的剂量成本通过所述患者的安全导航，这是因为例如所述射束仅被使用在需要详细图像的环境中。
根据一个实施例，用户输入设备被配置为在用户交互后发出要改变所述跟踪图像生成单元的操作的请求，其中，所述控制器阻止所述请求直到所提供的移动参数指示所述移动参数满足所述移动条件。
根据一个实施例，所述控制器被配置为响应于撤销请求而终止阻止操作，即使所述移动参数不满足所述移动条件。
在一个示范性实施例中，所述控制器阻止要接通所述X射线源的请求直到所提供的移动参数指示所述移动参数满足所述移动条件。这允许保护所述患者例如在经验不足的用户操作所述系统时免于过多剂量的辐射。
根据一个实施例，所述介入系统还包括位置确定单元，所述位置确定单元用于基于所述移动参数来确定所述引入元件在所述目标内的位置，其中，对所述跟踪图像生成单元的操作的控制取决于所述引入元件的所确定的位置。
更具体地，并且根据一个示范性实施例，对所述跟踪图像生成单元的操作的控制包括接通所述辐射源或增大所述准直器孔径，其中，接通所述辐射源或增大所述准直器孔径仅在所述引入元件的所确定的位置超过距离阈值时发生。该操作允许“冷跟踪”。在该实施例中，设想由被示出在屏幕上的(如将在下面更详细地解释的)路标图像来支持所述用户，其中，根据接收到的移动参数在所述屏幕上更新合适的指示符。在所述冷跟踪期间没有采集到实况暴露。换言之，在所述路标图像上勾画出轮廓的路径是仅基于对接收到的移动参数的估计。然而，如果所述移动参数满足所述移动条件，例如，如果所述移动参数指示所述导管已行进超过某个距离阈值或以高速度行进，则暴露被触发以采集新的更新的实况图像。换言之，所估计的路标路径能够被“现实核查”。
根据一个实施例，所述控制器控制所述辐射源的帧率。根据一个实施例，所述帧率取决于所述引入元件的所确定的位置而被增大或被减小。具体地，并且根据示范性实施例，所述移动参数记录速度和/或行进的距离，其中，所述帧率为较高较低的所述速度或为较低的行进的距离。
根据一个实施例，所述引入元件通过进入点被引入到所述目标中并且沿循通过所述目标的路径，其中，对所述跟踪图像生成单元的操作的所述控制取决于所述位置确定单元标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向前运动中被移动，和/或其中，对所述跟踪图像生成单元的操作的所述控制取决于所述位置确定单元标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向后运动中被移动。
根据一个示范性实施例，所述帧率在所述位置确定单元标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向前运动中被移动的情况下被增大，和/或其中，所述帧率在所述位置确定单元标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向后运动中被移动的情况下被减小。
根据一个实施例，对所述跟踪图像生成单元的操作的所述控制取决于所述位置确定单元标示所述引入元件在所述目标中的靶的预定义的距离以内或以外。
根据一个实施例，所述帧率在所述位置确定单元标示所述引入元件在所述目标中的所述靶的预定义的距离以内或以外时被增大或被减小。
在先前的实施例中，代替或除了改变所述帧率，所述控制器在一些实施例中操作为改变所述辐射射束的强度，或者所述辐射源在适当时并且如由一个或一组移动条件所定义的被接通或断开。这允许针对所述介入的不同期或针对不同类型的设备(例如，导管或导丝)或针对在所述目标内部的不同的(解剖或其他)环境制定对所述辐射射束的修改或生成。
增大或减小所述辐射强度能够通过增大或减小所述辐射源的电压和/或安培数来实现。优选地是被改变的是安培数而非电压。在一个实施例中，代替接通或断开所述辐射源，受控制的是所述准直器，以便打开孔径或关闭孔径。换言之，在该实施例中，所述准直器的阻挡功能允许或防止所述辐射射束撞击在所述成像器的探测器上。
根据一个实施例，所述跟踪图像生成单元包括用于对所述辐射射束进行准直的所述准直器，其中，对所述跟踪图像生成单元的操作的所述控制引起所述射束穿过所述目标中包括所述引入元件的区域。
由于所述移动单元适于将移动参数或移动参数的流(其定义所述引入元件在所述目标内的移动)提供到所述跟踪图像生成单元，因此所述跟踪图像生成单元知晓所述引入元件的现实物理移动，其能够被所述控制器用于控制所述跟踪图像生成单元，使得所述辐射射束穿过所述目标中包括所述引入元件的区域。对所述辐射射束的该控制能够基于所述引入元件的已知的现实物理移动得以非常准确地执行，使得不必辐照所述目标的相对大的区以用于确保所述引入元件被所述跟踪图像现实地捕获到，从而允许减少施加到所述目标的辐射剂量。
优选地，所述移动参数定义所述引入元件的端部在所述目标内的移动，其中，所述控制器适于取决于所提供的移动参数而控制所述跟踪图像生成单元，使得所述辐射射束穿过所述目标中包括所述引入元件的所述端部的区域。
所述引入元件优选为导管、针或要被引入到所述目标中的另一介入器械，所述目标优选为活的目标，如人或动物。所述移动单元优选为机器人(robot)以用于以机器人方式在所述目标内移动所述引入元件，其中，该机器人方式的移动能够被自动控制(亦即，没有用户交互)或由如医生的用户控制，所述用户可以经由输入单元(远程)控制所述移动单元，所述输入单元如键盘、操纵杆、触摸屏、鼠标等。所述跟踪图像生成单元优选适于在其在所述目标内移动的同时生成示出所述引入元件的跟踪图像的序列。优选地，所述跟踪图像生成单元适于生成示出所述引入元件在所述目标内的X射线图像。所述跟踪图像生成单元例如为X射线C型臂单元。
根据一个实施例，所述跟踪图像生成单元包括用于对所述辐射射束进行准直的准直器，其中，所述控制器适于控制所述准直器，使得所述辐射射束取决于所提供的移动参数而被准直，使得所述辐射射束穿过所述目标中包括所述引入元件的区域。所述控制器可以适于取决于如由所述移动参数定义的所述移动的速度和/或所述介入系统的响应时间而控制所述准直器。尤其地，所述控制器能够适于取决于如由所述移动参数定义的所述移动的所述速度和/或所述介入系统的所述响应时间而控制所述准直器，使得所述辐射射束中相对于由所述移动参数定义的移动方向在所述引入元件前方的部分随着增大的速度和/或随着增大的响应时间而增大。
因此，所述控制器能够适于通过控制所述跟踪图像生成单元的所述准直器来控制所述辐射射束。然而，所述控制器也能够适于控制所述跟踪图像生成单元的其他部件以用于控制所述辐射射束，所述其他部件如所述跟踪图像生成单元的所述辐射源和所述辐射探测器。例如，所述控制器能够适于控制这些部件的位置以用于提供期望方向的辐射射束。
在优选实施例中，所述介入系统还包括识别单元，所述识别单元用于在所生成的跟踪图像中识别所述引入元件，其中，所述控制器适于取决于在所生成的跟踪图像中对所述引入元件的所述识别而控制所述跟踪图像生成单元。因此，所述移动参数不仅可以用于控制所述跟踪图像生成单元，而且还可以用于在所生成的跟踪图像中对所述引入元件的所述识别。在所生成的跟踪图像中对所述引入元件的所述识别指示所述引入元件在所述目标内的现实物理位置。将从所述跟踪图像获得的关于所述引入元件在所述目标内的所述现实物理位置的该信息连同由所述移动单元提供的所述移动参数用于控制所述跟踪图像生成单元，尤其是用于控制所述辐射射束，进一步改进了通过使用所述跟踪图像跟踪所述引入元件的质量。例如，在所述跟踪图像中对所述引入元件的所述识别能够用于控制所述辐射射束的方向，例如，所述辐射射束能够被控制为使得所述引入元件，尤其是所述引入元件的所述端部被居中定位在所述跟踪图像内，其中，所述辐射射束的宽度、形状或横截面能够取决于所述移动参数而被控制。
所述识别单元优选适于使用已知的分割算法以用于在所生成的跟踪图像中分割所述引入元件，以便识别所述引入元件。换言之，使用如由一幅或多幅所述跟踪图像捕获的所述现实物理位置允许以区别于如以上较早时解释的冷跟踪模式的“热”跟踪模式对所述系统的操作。
所述介入系统还可以包括位置确定单元，所述位置确定单元用于基于所述移动参数来确定所述引入元件在所述目标内的位置，其中，所述控制器能够适于取决于所述引入元件的所确定的位置而控制所述跟踪图像生成单元。此外，所述跟踪图像生成单元可以包括用于对所述辐射射束进行准直的准直器，其中，所述位置确定单元能够适于额外地确定指示对所述位置的所述确定的准确度的准确度值，并且其中，所述控制器能够适于取决于所述准确度值而控制所述准直器。这允许在断开期期间控制所述跟踪图像生成单元，在所述断开期中，所述跟踪图像生成单元暂时不生成跟踪图像。如果在所述断开期结束时所述跟踪图像生成单元被再次接通，则所生成的跟踪图像立即示出所述引入元件，即使所述引入元件已经在所述断开期期间被移动了。
优选地，所述控制器适于控制所述准直器，使得在所述准确度值指示较高的准确度的情况下所述准直器具有较窄的开口或孔径，并且在所述准确度值指示较低的准确度的情况下所述准直器具有较宽的开口。所述准确度值可以取决于例如由所述移动参数定义的所述移动的所述速度和/或取决于由所述移动参数定义的在断开期期间移动的总量来确定。所述移动的总量可以被定义为是在所述断开期期间所述引入元件已经行进的总距离。
所述介入系统还可以包括：a)位置确定单元，其用于基于所述移动参数来确定所述引入元件在所述目标内的位置；b)目标图像提供单元，其用于提供示出所述目标的目标图像；以及c)显示器，其用于显示所述目标图像和所述引入元件在所述目标图像中的所确定的位置处对所述引入元件的表示。所述目标图像能够为示出所述目标的较大部分的总览图像。例如，所述目标图像能够是示出人的血管树的路标图像，其中，所述引入元件可以在所述血管树的血管内被移动。由于所述引入元件在所述目标内的所述位置是基于所述移动参数来确定的，其中，所述引入元件在所述目标图像中(例如，在所述路标图像中)的所确定的位置处对所述引入元件的表示被示出在所述显示器上，因此能够在所述显示器上示出所述引入元件在所述目标内的所述位置，即使当前没有生成跟踪图像。例如，所述引入元件的端部的位置能够被示出在路标图像内，即使当前没有生成跟踪图像。
所述介入系统还可以包括：a)目标图像提供单元，其用于提供示出所述目标的目标图像；b)重叠图像确定单元，其用于确定为所述目标图像与所述靶图像的重叠的重叠图像；以及c)显示器，其用于显示彼此重叠的所述目标图像和所述跟踪图像。所述目标图像能够是例如示出人的血管树的路标图像。由于所述跟踪图像通过显示彼此重叠的所述目标图像和所述跟踪图像来示出所述引入元件，因此能够向用户示出所述引入元件在所述目标内的所述位置。也在该实施例中，所述目标图像优选为示出所述目标的较大部分的总览图像。
在本发明的另一方面中，提出了一种介入方法，其中，所述介入方法包括：
-由移动单元在目标内移动引入元件，
-由跟踪图像生成单元生成所述引入元件在所述目标内的跟踪图像，其中，用于穿过所述目标的辐射射束由所述跟踪图像生成单元的辐射源发出，并且其中，所述辐射射束在已经穿过所述目标之后被所述跟踪图像生成单元的辐射探测器探测到，
其中，所述移动单元向所述跟踪图像生成单元提供移动参数，所述移动参数定义所述引入元件在所述目标内的移动，并且其中，控制器取决于所提供的移动参数而控制所述跟踪图像生成单元，使得所述辐射射束穿过所述目标中包括所述引入元件的区域。
根据一个实施例，所述移动参数记录所述引入元件在所述移动期间经历的速度和/或所述引入元件在所述移动期间行进的距离。在一些实施例中，所述移动参数记录速度(速率)和行进的方向。速度/速率可以被记录为在时间间隔中的最大速度或被记录为在时间间隔上的平均值或被记录为瞬时速度/速率。
根据一个实施例，所述移动条件包括以下中的任一种或组合：i)所述引入元件的至少为预定义的距离的移动；和/或ii)所述引入元件以超过或小于速度阈值的速度的移动。
总之并且如将从以上实施例所理解的，所述用户的所述机器人控制操作(例如，操纵杆致动事件)本身并不是影响射束控制的因素，而是射束控制仅响应于所述导管的(如在所述移动参数中所捕获的)实际运动是否满足所述移动条件。
应当理解，本发明的优选实施例也在于从属权利要求或以上实施例与各自的独立权利要求的任意组合。
参考后文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是明显的并且得到阐明。
定义
“辐射源被接通/触发”：辐射离开源以辐照目标并且图像被采集；
“辐射源被断开”：不采集图像；
“辐射源被启用”：成像器(尤其是辐射源或探测器)准备好图像采集；
“辐射源被禁用”：辐射源(尤其是辐射源或探测器)没有准备好图像采集；
“屏幕/显示器/监视器在本文中能被互换地使用；
“跟踪图像生成单元”和“成像器”在本文中能被互换地使用。
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示意性地示出了介入系统的方框图，并且
图2示出了针对介入方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地且示范性地示出了介入系统的实施例。在该实施例中，介入系统为导管系统1，所述导管系统1用于将导管4引入到躺在如患者台10的支撑单元上的人9中。
导管系统1包括用于在人9内移动导管4的移动单元2。在该实施例中，移动单元2为用于以机器人方式在人9内移动导管4的机器人单元。机器人单元2由如医生的用户经由输入单元26控制。输入单元26可以包括操纵杆、键盘、触摸板或用于允许用户控制机器人单元2的移动的另一单元。
由机器人单元2执行的移动能够通过移动参数(其可以定义导管4，尤其是导管4的端部在人9内的位置的序列)和通过对应的时间戳(使得针对每个位置知晓各自的时间)来描述。移动参数从机器人单元2被转移到跟踪图像生成单元3(“成像器”)。
跟踪图像生成单元3适于生成若干跟踪图像，所述若干跟踪图像对应于不同的时间并且示出在移动期间的不同位置处的导管4，尤其是导管4的端部。在该实施例中，跟踪图像生成单元3为包括X射线源5的X射线C型臂系统，所述X射线源5发出X射线辐射射束7以用于穿过具有导管4的人9。X射线C型臂系统3还包括用于探测在已经穿过具有导管4的人9之后的辐射射束7的X射线探测器6和用于控制成像器3的操作的控制器8。尤其地，受控制以用于基于由X射线探测器6探测到的辐射来生成X射线投影图像的是辐射射束7，其中，所生成的X射线投影图像(即，所生成的跟踪图像)示出了在移动期间在人9内的不同位置处的导管4，尤其是导管4的端部，即，生成了若干跟踪图像，所述若干跟踪图像对应于在导管4的端部在人9内的移动期间的不同时间。这些图像能够被显示在诸如监视器的显示单元27上。通过控制成像器3的准直器和/或X射线源5来实现对射束7的控制。简言之，控制器8操作为修改或生成辐射射束7。如在下文中更详细解释的，该控制操作是基于某些移动参数的。
成像器的准直器20允许对辐射射束7进行准直，其中，控制器8适于控制准直器20，使得辐射射束7取决于所提供的移动参数而被准直，使得辐射射束7穿过人9中包括导管4，尤其是导管4的端部的区域。例如，控制器8能够适于取决于如由移动参数定义的移动的速度和/或介入系统的响应时间而控制准直器20。尤其地，控制器8能够适于取决于如由移动参数定义的移动的速度和介入系统1的响应时间来控制准直器20，使得辐射射束7中相对于由移动参数定义的移动方向在导管4的端部前方的部分随着增大的速度并且随着增大的响应时间而增大。辐射射束中相对于由移动参数定义的移动方向在导管4的端部前方的部分能够被认为定义一安全裕量。由于移动参数用于控制安全裕量，因此该安全裕量能够小于如在以上提及的专利文件WO2005/009243A1中所描述的、利用标准严格准直技术的跟踪图像生成单元必须使用的安全裕量。该安全裕量(即，在该范例中为辐射射束中相对于由移动参数定义的移动方向在导管4的端部前方的部分)可以由以下等式来定义：
S>vtr(1)
其中，S表示在导管4的端部前方的安全裕量，v表示在移动方向上的速度，即，机器人单元2的对应的速度设定点，并且tr表示介入系统的响应时间。
安全裕量S和速度v涉及跟踪图像中的数量，即，S为在移动方向上在导管的端部前方的长度，并且v为如由移动参数定义的机器人单元相对于由跟踪图像定义的图像参考帧的速度，其中，移动参数(即，由移动参数定义的速率v)已经被变换为对应于参考图像帧。下面进一步描述能够用于将移动参数变换到图像参考帧的变换。
介入系统的响应时间优选被定义为是引入元件在人9内的运动动作与作为对该运动动作的反应对辐射射束的控制之间的时间。该响应时间取决于例如移动单元与控制器之间的等待时间、准直器对来自控制器的输入做出反应所需要的时间、识别单元23要在跟踪图像中识别导管所需要的时间等。
识别单元23能够在所生成的跟踪图像中识别导管4，并且控制器8能够控制辐射射束7使得所识别的导管4被居中定位在跟踪图像内或被定位在跟踪图像内的另一位置。识别单元23能够使用已知的分割算法以用于识别在跟踪图像内的导管。对辐射射束7的准直(即，辐射射束7的宽度、形状或横截面)能够基于移动参数(例如，基于如由如上所述的移动参数定义的移动的速度)来确定。换言之，使用如由一幅或多幅跟踪图像捕获的现实物理位置允许以区别于将在以下解释的冷跟踪模式的“热”跟踪模式对系统的操作。
介入系统还能够包括位置确定单元22，所述位置确定单元22用于基于移动参数来确定导管4，尤其是导管4的端部在人9内的位置，其中，位置确定单元22能够适于额外地确定指示对位置的确定的准确度的准确度值。该确定的位置和准确度值优选用于在跟踪图像生成单元3暂时不生成跟踪图像的情况下(即，在跟踪图像生成单元3处于断开期并且系统以“冷”跟踪模式操作的情况下)控制跟踪图像生成单元3。该控制优选被执行为使得在再次开始跟踪图像的生成的情况下跟踪图像立即示出导管4的端部。此外，该控制优选被执行为使得在准确度值指示较高的准确度的情况下准直器20具有由一个或多个可移动准直器关闭器(shutter)定义的较窄的开口，并且在准确度值指示较低的准确度的情况下准直器20具有较宽的开口。位置确定单元22优选适于取决于由在断开期期间的移动参数定义的移动的速度和/或由在断开期期间的移动参数定义的移动的总量而确定准确度值，其中，分别随着增大的速度和/或增大的移动总量，准确度值减小。准确度值也能够是断开时间的函数，其中，随着断开时间增加，准确度值可以减小。准确度值也可以取决于来自用于校准介入系统而执行的校准步骤的结果。例如，在校准流程期间，基于移动参数确定引入元件在目标内的位置的准确度能够通过基于相同的移动参数对该位置的若干次确定来确定，其中，准确度能够取决于结果得到的、确定的位置的分布来估计。例如，准确度值能够取决于该分布的标准偏差来确定。
因此，当以冷跟踪模式操作时，介入系统允许估计导管4的位置定位，即使X射线源5被断开。导管4的位置能够基于由移动参数定义的移动并且基于导管的已知位置(导管已经从该已知位置被移开)来确定。该已知位置能够是这样的位置：所述位置为已经通过使用跟踪图像以及通过在跟踪图像总识别导管4来确定的位置。如果X射线源5被暂时断开，则通过使用移动参数确定的导管4的该位置能够用于控制跟踪图像生成单元3中定义辐射射束的方向和形状的部件(如准直器20)，使得它们沿循导管4的所估计的位置。如果然后X射线源5被再次接通，则跟踪图像将已经非常好地捕获到导管4，其中，能够然后基于所生成的跟踪图像来完善对导管4的捕获。
在该实施例中，控制器8包括位置确定单元22和识别单元23。然而，在另一实施例中，这些单元也能够被布置在介入系统1的另一部分中，例如，在如处理单元11的另一处理单元中，所述处理单元11在该实施例中包括用于提供示出人9的目标图像的目标图像提供单元24。目标图像提供单元24适于提供总览图像，所述总览图像优选包括示出能够沿其在人9内移动导管4的血管的路标信息。目标图像提供单元24因此优选适于提供路标图像。路标图像能够与在由位置确定单元22确定的位置处对导管4的端部的表示一起被示出在显示器27上，以便允许如医生的用户知晓导管4的端部在人9内的位置，即使跟踪图像生成单元3由于例如辐射源5被断开而不提供实际跟踪图像。在导管4的端部的所确定的位置处被示出在显示器27上的表示能够具有为导管4的端部的投影的形状，或者其能够具有另一形状。例如，其能够为圆形、四边形等。导管因此能够被混合到所提供的目标图像中或被人为地绘制到所提供的目标图像中。
所提供的目标图像优选为总览图像，这确保用户保持对周围区的感测。它能够是预采集的图像，其可以是已经由跟踪图像生成单元3或由另一图像生成设备(如计算机断层摄影成像设备、磁共振成像设备等)生成的。如果目标图像为已经由跟踪图像生成单元3生成的预采集的图像，则其可以为暴露图像或电影图像或荧光透视图像。暴露图像或电影图像一般是通过使用较高的X射线剂量在造影剂已经被注射到人中之后生成的，以便生成示出例如血管树的低噪声图像。荧光透视图像为较为嘈杂的较低剂量的图像。与荧光透视图像相比，暴露图像或电影图像由于减少的噪声而是优选的。
介入系统还包括重叠图像确定单元25，所述重叠图像确定单元25用于确定为目标图像与靶图像的重叠的重叠图像。由于通过示出由目标图像(其优选为示出周围区的总览图像)和靶图像(其示出导管4)构成的重叠图像而将导管4示出在靶图像中，因此能够向用户示出导管4在人9内有关于周围区的位置。
根据一个实施例，控制器8还被配置为或被配置为代替接通或断开X射线源5。该接通或断开操作取决于移动参数是否满足用户可定义的移动条件。换言之，控制器8操作为触发(接通)目标对X射线辐射的暴露以采集跟踪图像，或者操作为断开X射线源使得不采集跟踪图像。在本文中应当理解，切换操作不必意味着X射线源5被通电或断电。例如，在一个实施例中，通断操作是通过接通-断开栅极以阻止(从X射线源5的阴极放电的)电子到达X射线源5的阳极来实现的。在一个实施例中，代替接通/断开辐射源，分别打开/关闭准直器20的孔径。
根据一个实施例，在本文中设想控制器8操作为当位置确定单元已经标示预定的移动条件已经得到满足时，在系统以冷跟踪模式操作时接通X射线源5。例如，移动条件可以指定某个距离。如果位置确定单元然后根据接收到的移动参数确定导管4行进的距离超过预定义的距离阈值，则控制器发出触发信号以接通X射线源5以采集新的跟踪图像。识别单元能够然后确定新的更新的实际位置。这允许“现实核查”对位置确定单元22的运动学估计或预测，以及如果需要的话，对路标图像中的指示符的位置的校正的应用。这允许用户单独基于路标图像继续导航，尽管X射线源5被断开。在一个实施例中，当以冷跟踪模式操作时，控制器在位置确定单元标示所提供的移动参数满足移动条件时发出触发命令来接通X射线源以采集单个跟踪图像。优选地，每次移动参数满足所述条件时，X射线源5都针对单次暴露被触发。具有自动X射线暴露控制的成像器的该冷跟踪操作将对观察者表现为似乎是随着用户远程控制机器人单元导航导管通过患者9，X射线源不时地以单次暴露进行操作。
根据一个实施例，存在用于接通X射线源5以实现暴露或跟踪图像捕获的用户可操作触发机构。根据一个实施例，触发机构为踏板。如果用户希望采集图像，他或她通过脚部操作压下踏板以发出针对在期望时刻处的图像采集的请求。合适的事件处理设备拦截踏板动作事件并将合适的触发命令转发到X射线源5。X射线源5然后通过发出X射线射束来响应该触发命令。
在一个实施例中，控制器操作为通过在位置确定单元22标示接收到的移动参数不满足预定义的移动条件的情况下阻止触发命令来“保卫”患者免受过度超过剂量。例如，在一个实施例中，位置确定单元22检查接收到的移动参数是否记录移动已经发生或已经行进了某个最小距离和/或移动以预定义的速度发生和/或距上次采集已经过去了某个最小时间。另一方面，如果接收到用户针对图像采集的请求并且确定移动条件得到满足，则将该请求和或触发命令转发(因此控制器对请求的阻止终止)到X射线源5，使得能够实现暴露。这有效地意味着仍然总是由用户控制中止图像采集，这是因为在该情况中，用户简单地将他们的脚部从踏板移开以中止暴露。换言之，成像器3被启用(并且不被禁用)，但是对辐射源的触发仅在移动参数满足移动条件时得以实现。然而，在一个实施例中，系统提供另外的输入手段，使得用户能够撤销由控制器进行的阻止操作，并且因此仍然实现暴露，尽管移动条件未得到满足。例如，为了撤销控制器8的阻止模式，用户要在致动脚踏板踏板的同时按下“撤销按钮”或类似的致动器。
根据一个实施例，控制器8还操作为取决于移动参数满足预定移动条件而改变X射线源5的帧率。
例如，在一个实施例中，位置确定单元22针对导管4已经被推进的速度和/或速率检查接收到的移动参数。如果确定机器人单元以“高速模式”(亦即，以高于在条件中指定的阈值速度的速率)操作，则假设在该阶段不要求详细图像是合理的，因此对应地，X射线操作被断开，或者其以大约小于15fps的相对低的帧率操作，或者其操作为发出较小强度的射束7。再一次地，由于在先前的实施例中能够定义合适的移动条件(或“协议”)并且能够询问移动参数在移动参数中编码的速率或速度信息否是满足条件。然而，如果发现机器人单元以“低速模式”(亦即，以小于在条件中指定的预定义的阈值速度的速度)操作，则假设用户正小心地导航他或她的到靶的路径是合理的，因此要求对周围环境的更为详细的图像。换言之，在该低速模式中，X射线源被接通来以相对高(例如，15fps或更高)的帧率操作。
根据另一实施例，帧率是取决于如在接收到的移动参数中记录的移动的方向而设定的。例如，位置确定单元22就运动发生在向前方向还是向后方向来检查移动参数，亦即，机器人单元是否已经被操作为将导管进一步向患者的身体9的内部(“向前”)移动或者导管4是否已经在沿行进路径的方向上被移动，该行进路径如果被沿循的话，会将导管带回到进入点，亦即，移到患者的身体外面(“向后”)。再一次地，如下面更详细地解释的，能够通过检查移动参数中编码方向的信息来确定所记录的运动是“进”还是“出”患者身体9。
根据一个实施例，如果确定方向指示移动进一步到患者的身体中，则控制器增大帧率，这是因为能够假设用户仍然朝向靶区域或感兴趣区域进行导航。然而，如果探测到相反的方向，则能够假设用户希望将导管从患者的身体移除，并且因此由控制器设定低的帧率。在相反方向上具有低的帧率的该实施例能够尤其与在其中使用并显示路标图像以为用户提供即将离开的导航所必需的信息的实施例一起使用。
根据另一实施例，根据介入的流程工作流或阶段/期来调节帧率。流程阶段/期能够通过用户输入或通过检查针对行进的距离或移动发生的速度的移动参数来定义或设定。距离和速度两者都可以指示流程的不同阶段，并且能够在适当时增大或减小帧率。
在一些介入中，在不同的时间或期使用不同类型的设备/导管4。例如，在探索期中，通常将导丝引入到患者中并将其导航到靶结构。在随后的部署期，将导管4引入到身体中以沿由现在驻留的导丝定义的路径滑动。在其中使用不同的设备类型或是在其中相同的设备在介入期间改变其外观的实施例中，识别单元23能够用于通过对各自的跟踪图像的分割以及通过使用数据库中持有的预定义的剪影轮廓来自动识别设备类型。针对各自的轮廓分割跟踪图像能够用于识别跟踪图像中记录的不同的设备4足印(footprint)。返回参考导丝-导管范例，在识别单元23已经识别出当前使用的是导丝后，设定与在其中路径已知的部署期相比更高的帧率。换言之，在部署期(其中识别单元23识别导管的轮廓)，X射线源以较低的帧率操作。
如本领域技术人员将认识到的，出于安全导航的目的，帧率的不同设定被选择为使得对用户可用的信息最大化，但仍将对患者的剂量保持为尽可能地低。根据一个实施例，系统为用户提供输入手段以撤销由控制器设定的帧率。换言之，尽管控制器决定为低的帧率，但是用户仍然能够增大它。在本文中也将认识到，先前的帧率调节实施例能够被单独使用或与其他实施例组合使用。
也应当认识到，控制器接通或断开X射线源或改变X射线源的帧率或改变射束的强度的操作可以独立于控制器的准直器调节操作而操作。例如，根据一个实施例，控制器8操作为接通/断开源或调节X射线源的帧率或调节束强度，但是不调节准直器。然而，在优选实施例中，控制器控制准直和对X射线源的操作两者。对准直控制和X射线源控制(通/断、帧率、强度)的控制操作可以由单个控制器运行，或者可以存在针对每个操作的专用的不同的控制器。在一个实施例中，该专用控制器被集成到一个控制器中。换言之，在本文中所使用的成像器3的“控制器8”可以包括多个不同的控制器，针对每种控制操作(X射线源调节(通/断、帧率、强度)和准直器调节)一个。
在全部实施例中，移动参数记录导管4随着其被机器人单元2移动而经历的实际运动。多精确地得到移动参数取决于机器人单元2的致动器电路的功能。
例如，确定移动参数可以取决于机器人单元2中使用的致动器的类型、致动器的可移动部分的运动(活塞、转子、螺丝上的螺母等)以及所使用的传动装置。指定机器人单元2的致动器中的可移动部分的联动比率和移动的数据被编程到(被布置在机器人单元2与控制器8之间的)接口模块或“中间件”中。
接口模块或中间件由位置确定单元22运行。中间件使用传感器或事件处理设备解读如当导管4正在移动时在可移动部分的运动期间机器人单元中生成的控制命令或信号。位置确定单元22的中间件然后操作为将所拦截的命令和信号翻译成导管4的移动的行进的实际距离和/或速度和/或方向。
更具体地，并且根据一个实施例，位置确定单元22操作为确立导管移动相对于到患者9中的入口/进入点或相对于患者9中的靶结构的向前或向后方向。根据一个实施例，位置确定单元22的中间件经由合适的传感器或通过如由机器人单元在其操作期间生成的检查命令与机器人单元2接口连接，以确立针对由机器人单元引起的导管4的移动的取向。例如，为了引起导管4的运动，机器人单元可以使用具有移动部分的线性致动器。致动器中的移动部分的非限制性范例为：步进电机布置中的转子、液压布置中的活塞、或滚珠螺杆布置中的螺纹轴。移动部分的运动的取向能够用于确定有效负载(在该情况中为导管4)经历的移动的性质。假设致动器与导管4之间的传动机构是已知的，则所述移动部分的运动的取向能够被翻译成有效负载4的前向或后向运动。例如，在滚珠螺杆布置中，滚珠螺杆的螺纹轴的旋转的取向(向左、向右)不仅能够被翻译成螺母(沿所述轴移动)行进的距离和螺母的速度，而且还能够被翻译成螺母是沿轴向前移动还是向后移动。
在一些实施例中，能够通过更“高水平的”途径获得诸如行进的距离、移动的速度和取向(向前、向后)的移动参数，例如通过检查在机器人单元中生成的控制命令的语义。控制命令将把该信息编码为一种形式或另一种。例如，将存在针对引起运动学事件的任意一个命令对距离、速度、取向进行编码的特定符号，所述运动学事件影响导管4的运动或位置。该事件可以被作为典型的位样式等被存储在机器人2的电路的注册表中。
在一个实施例中，也可以存在在机器人2的电路中生成的确认信号，所述确认信号确认移动已经成功结束。换言之，能够通过将位置确定单元22的中间件编程为“理解”并翻译控制命令的语义来获得移动参数，并且所述移动参数能够被编程为倾听所述命令和相关联的确认信号。
针对每种类型的介入，能够然后在本发明期间在百忙中或者在介入之前的预备期中定义若干不同的移动条件。例如，在一个实施例中，系统邀请用户输入控制器8在控制成像器3尤其是成像器3的X射线源5(或如以上较早时解释的准直器20)的操作时要遵守的移动条件。
移动条件包括行进的特定距离或针对距离的间隔，或者速度阈值或间隔。在一个实施例中，对移动条件的用户数据是经由键盘或经由在监视器27上或在不同的监视器上展示的图形用户接口(GUI)的。用户能够通过填写GUI字段或框或通过用鼠标在GUI窗口部件上点击或通过选择下拉菜单项等来提供输入。
使用如由识别单元23在跟踪图像中确认的导管4的实际位置以及如在移动参数中记录的行进的距离来允许对在导管驻留于其中的目标9内特定位置或位置或位置的范围进行定义。换言之，如由识别单元23所提供的确认的位置被用作(在运动学意义上的)初始条件，并且如由位置确定单元22获得的行进的距离被(以向量方式)添加到所述初始条件，以如此到达目标内的导管位置。总体上，在成像器的操作期间生成的为移动参数的序列或流，并且位置确定单元22将移动参数的该流与一个或多个移动条件进行比较，以标记移动参数被接收在该流中时的不满足该条件的事件。
下面将参考图2中示出的流程图来示范性地描述介入方法的实施例。
在步骤101中，通过使用移动单元2来移动引入元件4(其被引入到目标9中)。尤其地，通过使用机器人单元2根据由用户经由输入单元27提供到机器人单元2中的输入在人9内移动导管4。
在步骤102中，在引入元件4在目标9内的移动期间，由跟踪图像生成单元3生成引入元件4在目标9内的一幅或多幅跟踪图像，其中，用于穿过目标9的辐射射束7是由跟踪图像生成单元3的辐射源5发出的，并且辐射射束7在已经穿过目标9之后被跟踪图像生成单元3的辐射探测器6探测到以用于生成跟踪图像。
在步骤103中，由控制器8控制辐射射束7，其中，移动单元2向跟踪图像生成单元3提供定义引入元件4在目标9内的移动的移动参数，并且其中，控制器8取决于所提供的移动参数而控制成像器，尤其控制辐射射束7，使得辐射射束7穿过目标9中包括引入元件4的区域。在一个实施例中，控制器操作为控制准直器，使得经准直的射束表现为在由机器人2引起的导管移动期间“跟随”导管4。移动参数的提供可以直接到跟踪图像生成单元3，或者可以经由计算单元被间接地路由到跟踪图像生成单元3。
根据一个实施例，除了或代替控制准直器，在步骤103中被控制器8或被另外的控制器控制的是X射线源5。
更具体地，在一个实施例中，X射线源5响应于移动参数而被接通(亦即，暴露被触发)或者被断开，所述移动参数记录如步骤101中的由机器人单元引起的引入元件的移动。更具体地，如果确定移动参数满足预定义的移动条件，则暴露被触发(亦即，跟踪图像采集)。
根据一个实施例，移动条件可以定义(引入元件)行进的距离或引入元件已经被机器人单元移动的速度(或速率)，或者可以定义任意其他合适的运动学事件(例如，旋转、具有或不具有取向、行进的方向等)。
根据一个实施例，在步骤103中，控制X射线源的帧率，亦即，个体X射线跟踪图像被X射线源采集的频率。帧率可以同样地取决于某些运动学事件以及那些事件是否满足预定义的移动条件而被控制。然而，在其他实施例中，帧率取决于引入元件的类型和或介入流程的期而被控制。
在本文中应当理解，在一些实施例中，步骤102、103的顺序可以被反转，换言之，步骤102可以不必须发生在步骤103之前。例如，在冷跟踪期间，不采集图像，但是成像器3如步骤103的被控制，亦即，步骤102中的图像采集发生在步骤103中已经确定了是否满足移动条件之后。对准直器和X射线源的控制可以不必都完成或者可以不同时发生。在一些实例中，在步骤103中仅准直器被控制，或者仅X射线源被控制。在一些实例中，X射线源和准直器两者同时地或按次序地被控制。
在一个实施例中，在步骤103中，控制器还取决于引入元件4在步骤102中生成的跟踪图像内的位置而控制辐射射束7。
步骤101至103优选被循环执行，其中，控制器8控制辐射射束7，使得引入元件4，尤其是引入元件4的端部被居中地定位在跟踪图像中，并且使得对辐射射束7的准直(即，辐射射束7的宽度)取决于从移动单元2接收到的移动参数而确定。
根据步骤103的流程能够被认为定义了用于控制跟踪图像生成单元(具体为由介入系统的跟踪图像生成单元使用的辐射射束)的控制方法，其中，所述控制方法包括基于由介入系统的移动单元提供的移动参数来控制辐射射束。该控制操作的作用是基于在移动参数中记录的事件而对成像器3的辐射射束的生成或修改。例如，该射束可以被如此控制/修改为使得其穿过目标中包括引入元件的区域。在其他实施例中，辐射射束被接通/断开，或者其强度被改变或者其帧率被改变。代替接通/或断开射束，控制器还可以打开/关闭准直器的孔径。
针对给定的临床流程，使工作人员和患者两者的辐射剂量都最小化是介入X射线流程中富有竞争性的问题。为了减少这些辐射剂量，以上提及的专利文件WO2005/009243A1公开了一种严格准直技术，所述严格准直技术自动探测在技术图像中的相关的感兴趣区域(ROI)，并且其尝试尽可能地将X射线辐射射束的范围限制到仅为ROI。通过使用该严格准直技术，能够通过减小被辐照面积而减小剂量面积乘积。严格准直技术使用图像分析算法以用于在介入流程的任意步骤处定义在临床上相关的ROI。图像分析算法还能够适于定义在临床相关ROI周围的安全裕量，以便将如导管的介入器械因例如由医生执行的突然移动而造成的突然移动考虑在内。
如果将使用严格准直技术，不考虑由移动单元2提供的移动参数，如在以上提及的专利文件中所描述的，则安全裕量将需要大于引入元件在相继的帧之间(即，在由跟踪图像生成单元3生成的相继的跟踪图像之间)能够行进的最大距离。对应的区域能够是相对大的，例如，其能够覆盖比在临床上相关的ROI的面积更大直到五倍的面积。这将导致相对大的辐射剂量，即使使用了严格准直技术。此外，如果将使用严格准直技术而不考虑由移动单元2提供的移动参数，并且如果X射线源将被短暂地断开，则介入系统将不知晓导管已经被移动到哪个位置，并且因此介入系统将需要控制准直器使得其关闭器被完全打开，以便在再次采取荧光透视处理时(即，在重新开始若干跟踪图像的生成以用于在人体内跟踪引入元件时)重新采集引用元件。以上参考图1描述的介入系统因此适于使用来自机器人单元2的移动信息，以辅助利用严格准直对引入元件的跟踪。
能够定义平移信息的移动参数能够经由有线或无线数据连接从机器人单元2被转移到跟踪图像生成单元3。除移动参数以外，另外的信息也可以从机器人单元2被转移到跟踪图像生成单元3或到处理单元11，如被移动单元2移动的导管的种类。导管的种类能够指示由介入系统执行的介入流程的实际期。所转移的移动参数能够包括关于导管的形状以及取向的信息，即，移动参数能够包括关于导管在其中所指向的方向的信息。该方向为导管实际移动的移动方向。
由于在完整的链路链中可以存在某种等待时间，因此导管系统优选适于将由跟踪图像提供的图像信息与由机器人单元2提供的移动参数(即，移动信息)进行同步。该同步允许控制器8“知晓”哪幅图像对应于由移动参数定义的哪个现实物理移动，或者对应于由移动参数定义的导管的哪个现实物理位置，尤其是对应于导管的端部的哪个现实物理位置。优选地，控制器8使用被分配给如由从机器人单元2接收到的移动参数定义的导管4的端部的现实物理位置的序列的时间戳，以及用于对如由机器人单元2提供的移动参数定义的导管4的端部的现实物理位置与所生成的图像的采集时间进行同步的时间戳(在所述时间戳处已经采集到示出在移动期间的导管4的端部的所生成的跟踪图像)。以此方式，能够知晓哪组数据属于彼此。根据一个实施例，在准直控制(打开/关闭孔径)和X射线源控制(控制通/断、控制帧率、控制强度)的控制操作中也考虑到所述等待时间。
机器人单元2能够为例如来自Corindus公司的CorPath200、来自HansenMedical公司的Magalan系统或另一机器人单元，它们能够用于在目标内移动如导管的引入元件，其中，各自的机器人单元适于向跟踪图像生成单元3提供移动参数。机器人单元能够适于允许用户(例如，医生)利用例如操纵杆从铅屏后面控制引入元件，以便减少用户接收到的辐射剂量。
控制器8或不同的控制器能够适于将从机器人单元2获得的移动参数从由机器人单元2定义的机器人参考帧转换到由跟踪图像生成单元3定义的图像参考帧。为了执行该变换，必须确定对应的变换规则，所述变换规则将机器人参考帧联系到图像参考帧。这些变换规则能够例如通过校准流程来定义，在其中确定在跟踪图像中(即，在图像参考帧中)的位置和距离，同时在机器人参考帧中的对应的位置和/或距离是已知的。该校准能够在流程前执行，即，在执行介入流程之前执行或在介入流程期间执行，其中，在后一种情况中，将由于用户对在机器人单元2中的输入而引起的连续的导管移动(即，在机器人参考帧中的对应的位置和/或距离)与在跟踪图像中可见的对应改变相匹配。在移动参数已经从机器人参考帧被转移到图像参考帧之后，能够在参考图像帧中执行由控制器8执行的上述确定或计算，所述确定或计算被执行以用于取决于移动参数以及取决于在跟踪图像中识别的所识别的引用元件而控制辐射射束。
来自机器人单元2的输入(即，被提供到跟踪图像生成单元3的移动参数)能够被控制器8用于在辐射源5被断开的情况下控制定义辐射射束的方向和准直的部件。这允许例如准直器，尤其是准直器的特定的一个或若干关闭器在辐射源5被再次接通以用于采集跟踪图像之前开始根据由移动参数定义的移动在正确的方向上移动，从而减少介入系统的响应时间，这继而能够用于根据例如等式(1)来减小安全裕量。
准直器20能够为如在当前的X射线C型臂系统中使用的标准准直器，尤其是标准对称准直器。然而，准直器也能够是更为复杂的准直器，其允许更为灵活的控制。例如，准直器可以为多叶准直器，所述多叶准直器可以包括多个可独立定位的叶片或关闭器以实现更为复杂的射束形状。
尽管在上述实施例中的一些中控制器适于控制跟踪图像生成单元使得引入元件的端部被居中定位在跟踪图像内，但是在其他实施例中跟踪图像生成单元能够被控制为使得引入元件的端部被示出在跟踪图像内的另一位置处。例如，跟踪图像生成单元能够被控制为使得在引入元件的端部的前方，即，在引入元件在如由经变换的移动参数(其已经被变换到图像参考帧)所定义的图像参考帧中的移动的方向上，在跟踪图像内的空间大于在引入元件的端部后面的空间，即，大于在相反方向上的空间，这是因为对用户而言，具有对引入元件的端部在其中被移动的空间的可视化比具有对引入元件的端部从其被移开的空间的可视化更为重要。
尽管在上述实施例中跟踪图像生成单元为X射线C型臂系统，但是在其他实施例中跟踪图像生成单元也能够是用于生成跟踪图像的另一设备，所述另一设备包括用于生成穿过目标的辐射的辐射源、用于在辐射已经穿过目标之后探测所述辐射的辐射探测器、以及用于取决于从用于在目标内移动引入元件的移动单元接收到的移动参数而控制跟踪图像生成单元的控制器。
尽管在上述实施例中介入系统为导管系统，但是在其他实施例中介入系统也能够是适于执行介入流程的另一系统，其中，介入器械作为引入元件被引入到目标中。例如，代替导管，针能够被用作介入器械。尤其地，介入系统能够是任意介入X射线系统。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。
单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
由一个或若干单元或设备执行的操作(如取决于所提供的移动参数对辐射射束的控制、基于移动参数对引入元件在目标内的位置的确定、对指示对引入元件的位置的确定的准确度的准确度值的确定、在所生成的跟踪图像中对引入元件的识别等)能够由任意其他数目的单元或设备来执行。根据介入方法的这些操作和/或对介入系统的控制和/或由控制器根据控制方法对辐射射束的控制能够被实施为计算机程序的程序代码单元和/或被实施为专用硬件。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应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，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。
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。
本发明涉及一种介入系统，包括：如导管的引入元件，其用于被引入到诸如人的目标中；如机器人的移动单元，其在所述目标内移动所述引入元件；其中，跟踪图像生成单元生成所述引入元件在所述目标内的跟踪图像；并且其中，控制器取决于所述移动单元的指示所述移动的移动参数而控制所述跟踪图像生成单元，使得所述跟踪图像示出所述引入元件。该控制能够基于所述引入元件的已知现实物理移动得以非常准确地执行，使得不必例如辐照所述目标的相对大的面积以用于确保所述引入元件被所述跟踪图像现实地捕获，从而允许减少施加到所述目标的辐射剂量。

Claims (19)

1.一种介入系统，包括：
-引入元件(4)，其用于被引入到目标(9)中，
-移动单元(2)，其用于在所述目标(9)内移动所述引入元件(4)，
-跟踪图像生成单元(3)，其用于使用辐射射束(7)来生成所述引入元件(4)在所述目标(9)内的跟踪图像，以及
-控制器(8)，其用于控制所述跟踪图像生成单元(3)，
其中，所述移动单元(2)适于向所述跟踪图像生成单元(3)提供移动参数，其中，所述移动参数持有关于由所述移动单元(2)引起的所述引入元件(4)在所述目标(9)内的所述移动的信息，并且其中，所述控制器(8)被配置为取决于所提供的移动参数满足移动条件而控制所述跟踪图像生成单元(3)的操作。
2.如权利要求1所述的介入系统，其中，由所述控制器(8)进行的所述控制包括以下中的任一种或组合：i)接通或断开所述跟踪图像生成单元(3)的辐射源，所述辐射源能够生成辐射射束，所述辐射射束在穿过所述目标(5)之后能被所述跟踪图像生成单元(3)的探测器探测到；或ii)增大或减小所述跟踪图像生成单元(3)的帧率；或iii)增大或减小所述射束(7)的强度；或iv)增大或减小所述跟踪图像生成单元(3)的准直器(20)的孔径。
3.如权利要求1或2所述的介入系统，还包括用户输入设备，所述用户输入设备被配置为在用户交互时发出要改变所述跟踪图像生成单元(3)的操作的请求，其中，所述控制器(8)阻止所述请求直到所提供的移动参数指示所述移动参数满足所述移动条件。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的介入系统，其中，所述控制器(8)被配置为响应于撤销请求而终止阻止操作，即使所述移动参数不满足所述移动条件。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的介入系统，其中，所述介入系统(1)还包括位置确定单元(22)，所述位置确定单元用于基于所述移动参数来确定所述引入元件(4)在所述目标(9)内的位置，其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制取决于所述引入元件(4)的所确定的位置。
6.如权利要求5所述的介入系统，其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制包括接通所述辐射源(5)或增大所述准直器(5)孔径，其中，接通所述辐射源或增大所述准直器孔径仅在所述引入元件(4)的所确定的位置超过距离阈值的情况下发生。
7.如权利要求5-6中的任一项所述的介入系统，其中，所述帧率取决于所述引入元件(4)的所确定的位置而被增大或被减小。
8.如权利要求1-7中的任一项所述的介入系统，其中，所述引入元件(4)通过进入点被引入到所述目标(9)中并且沿循通过所述目标(9)的路径，其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制取决于所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向前运动中被移动，和/或其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制取决于所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向后运动中被移动。
9.如权利要求8所述的介入系统，其中，所述帧率在所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向前运动中被移动的情况下被增大，和/或其中，所述帧率在所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在关于所述进入点沿所述路径的向后运动中被移动的情况下被减小。
10.如权利要求1-9中的任一项所述的介入系统，其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制取决于所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在所述目标中的靶的预定义的距离以内或以外。
11.如权利要求10所述的介入系统，其中，所述帧率在所述位置确定单元(22)标示所述引入元件在所述目标中的所述靶的预定义的距离以内或以外时被增大或被减小。
12.如权利要求1-11中的任一项所述的介入系统，其中，所述跟踪图像生成单元(3)包括用于对所述辐射射束(7)进行准直的所述准直器(20)，其中，对所述跟踪图像生成单元(3)的操作的所述控制引起所述射束(7)穿过所述目标(9)中包括所述引入元件(4)的区域。
13.如权利要求12所述的介入系统，其中，所述控制器(8)或另外的控制器适于取决于如由所述移动参数所定义的所述移动的速度和/或所述介入系统(1)的响应时间而控制所述准直器(20)。
14.如权利要求1-13中的任一项所述的介入系统，其中，所述移动参数记录所述引入元件(4)如在所述移动期间所经历的速度和/或所述引入元件(4)在所述移动期间行进的距离。
15.如权利要求1-14中的任一项所述的介入系统，其中，所述移动条件包括以下中的任一种或组合：i)所述引入元件(4)的至少为预定义的距离的移动；和/或ii)所述引入元件(4)以超过或小于速度阈值的速度的移动。
16.一种介入方法，包括：
-通过移动单元(2)在目标(9)内移动(101)引入元件(4)，
-提供(103)移动参数，其中，所述移动参数持有关于由所述移动单元引起的所述引入元件(4)在所述目标(9)内的所述移动的信息，
-取决于所提供的移动参数满足移动条件而控制(103)跟踪图像生成单元(3)，所述跟踪图像生成单元(3)能够通过使用辐射射束(7)来生成所述引入元件(4)在所述目标(9)内的跟踪图像，所述辐射射束(7)能从所述跟踪图像生成单元(3)的辐射源(5)发出以穿过所述目标(9)并在已经穿过所述目标(9)之后能被所述跟踪图像生成单元(3)的辐射探测器(6)探测到。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述控制包括以下中的任一种或组合：i)接通或断开所述辐射源；或ii)增大或减小所述跟踪图像生成单元(3)的帧率；或iii)增大或减小所述射束的强度；或iv)增大或减小准直器的孔径。
18.一种用于控制根据权利要求1-15中的任一项所述的介入系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元在由处理器单元运行时适于执行根据权利要求16-17中的任一项所述的方法的步骤。
19.一种在其上存储有根据权利要求18所述的程序单元的计算机可读介质。
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