CN107847277A - 辅助在血管结构中引导血管内工具的方法和系统 - Google Patents

辅助在血管结构中引导血管内工具的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种辅助在血管结构中引导血管内工具的方法和系统，包括：在预先的规划阶段(P1)过程中，基于所获取的三维图像来确定(52)专属于病人的第一三维解剖模型；在手术阶段(P2)过程中，把最终变换应用(60)到专属于病人的第一三维解剖模型以便获得专属于病人的第二三维模型，所述最终变换是刚性变换和弹性变换的组合。刚性变换是在手术前三维图像和手术期间二维图像中的一个或更多个手术期间二维图像之间估计(56)的，弹性变换是根据通过把工具引入目标血管结构中引起的血管畸变的仿真计算(58)的。

Description

辅助在血管结构中引导血管内工具的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种辅助在血管结构中引导血管内工具的方法以及相关的系统。
本发明应用于通过图像引导的血管内手术领域。
背景技术
血管内手术允许以最小侵袭的方式治疗血管病。血管内手术通常包括经由血管内管路插入医疗设备来与病理组织相互作用。血管内手术尤其用于经由各种适当的血管内工具诸如瓶或斯滕特氏印模等的引导来治疗主动脉瘤以及动脉的狭窄和血栓形成。
与要求实现病人身体的大创口以接近感兴趣组织的传统外科手术相反，血管内手术仅要求细微切口以能够把工具插入血管结构中。血管内手术具有多个优点，尤其是增加短期成功率以及减小手术期间发病率和住院时段。尽管这些手术的普及，其仍然难处理并且要求被安全化和可靠化。手术的性质使得难以对病理组织进行接近。仪器的操纵和控制要求极大的精度来便于治疗成功。而且，手术动作的跟踪仅能通过手术期间的照相来实现。
在血管内手术领域，可使用通过荧光检查获取的二维图像，从而允许引导把医学设备比如导管插入股动脉以及插入其它血管分支中。
荧光检查表示医学成像技术，其允许使解剖结构在运动中实时地可视化。因为动脉是软组织且因此对X射线不可见，所以可以给病人服用不透X射线的造影剂以便通过指示动脉走向来使血管结构突出。
二维图像被在手术阶段期间因此在手术治疗期间获取并且使用。
为了提高在手术阶段期间提供的帮助，提出了还使用在手术前阶段或规划阶段期间获取的通过获取技术获得的三维图像数据(或3D图像)，该获取技术例如断层扫描(也称为CT，计算机断层扫描)，磁共振成像术(IRM)。实际上，常常是关于器官的二维信息不足够并且手术要求三维知识。这些3D图像是在手术前获取的以便诊断疾病或观察动脉瘤形状并且准备手术，因此可容易用于手术过程中。
在手术期间导航过程中利用在手术前阶段中生成的三维信息需要使这些信息与在手术阶段期间获取的二维(2D)图像对应。使它们对应是通过校准过程来执行的，该校准过程允许把各种数据表示在同一空间坐标中。
目的是同时且在同一图像上使不同类型的信息(比如不同形式的图像或预先提取的解剖模型)可视化。这允许向实施人员提供附加信息以及手术场所的更好理解，从而允许实施人员改进手术精度并且保证手术动作。
存在由图像引导的用于混合型手术室的外科系统，该手术室配有图像获取设备的支撑设备，该图像获取设备能够围绕病人旋转以例如通过X射线来获取图像。这样的支撑设备已知名为旋转机动C型臂，用于旋转血管造影术。这样的设备的使用允许在手术期间获取三维图像数据并且便于预选获取的图像数据和在手术期间获取的图像数据之间的融合，例如通过3D/2D校准。校准的更新随后是完全自动化的，并且操作人员可容易改变C型臂的角度或使病人的台移位而无需对图像融合重新讨论。最终，要注入的造影剂的量较少并且辐射时段减少了。
然而，使用旋转机动C型臂在手术室是不实际的，并且可以妨碍实施人员的活动。此外，这样的设施是昂贵的并且大量的医院不能配备它。
在大多数情况下，手术室配有可活动并非机动的常规C型臂，其是较轻便且不那么昂贵的设施。辅助的目的是与机动C型臂相同，但是图像融合不再完全自动化。在此情况下，校准是在手术前阶段中获取的3D图像和手术期间获取的2D图像之间执行的，并且每次病人、台或C型臂的运动都需要校准更新。
此外，在手术阶段期间获取的2D图像，也称为手术期间图像，包含使得难以进行校准的各种内容。实际上，这些图像包含不同类型的解剖结构：总是可见的骨质结构，由于注入造影剂而全部或部分露出的血管结构，以及血管内工具，例如柔性或刚性的导管，或斯滕特氏印模递送设备。因此，通常难以确定在手术前图像数据和手术期间图像数据之间的几何变换。
此外，解剖结构经受在3D图像数据的获取的手术前阶段和手术阶段之间的畸变，这些畸变可以是部分由于生理进化，特别是由于把血管内工具引入病人的血管结构中。特别地，血管结构由于引入刚性导管而畸变，这是为了便于随后插入斯滕特氏印模递送系统。
发明内容
本发明的目的是解决已知方法的问题，以通过允许更好考虑手术阶段中病人的血管结构的畸变来改进通过图像引导的血管内手术。
为此，本发明提出一种辅助在血管结构中引导血管内工具的方法。该方法包括以下步骤：
－在预先的规划阶段过程中，
－获得并存储包括病人的目标血管结构的手术前三维图像，
－基于所获取的三维图像来确定专属于病人的第一三维解剖模型，该第一三维解剖模型位于与三维图像相同的空间坐标，
－在手术阶段过程中，
－获取包括病人的目标血管结构的一个或更多个手术期间二维图像，该图像是透明或不透明的，
－估计在手术前三维图像和手术期间二维图像之间的刚性变换，
－根据所述刚性变换和通过把工具引入目标血管结构中引起的血管畸变的仿真来估计在所述三维图像和所述二维图像之间的弹性变换，
－把最终变换应用到专属于病人的第一三维解剖模型以便获得专属于病人的第二三维模型，所述最终变换是刚性变换和弹性变换的组合，
－在所获取的二维图像上重叠地显示专属于病人的所述第二三维模型。
有利地，本发明的方法包括组刚性变换和弹性变换，从而允许生成与手术阶段期间目标血管结构的畸变相一致地畸变的该结构的第二三维模型。因此，第二三维模型与所获取的二维图像重叠地显示在相对于病人的解剖结构更新的上下文中，这允许提高在最小侵入血管内手术过程中提供的辅助。
根据本发明的方法还可以具有以下特征中的单独使用或组合使用的一个或多个特征。
估计弹性变换的步骤包括基于所获取的手术前三维图像来对病人的血管结构进行建模。
估计弹性变换的步骤包括构建在血管结构和血管内工具之间的相互作用生物力学模型。
该方法包括通过有限元分析方法实现在血管内工具和目标血管结构之间的相互作用的仿真。
弹性变换的估计包括使用所述手术期间二维图像来进行校正的附加的校正步骤。
校正步骤包括：把血管内工具的被仿真的位置投射到在血管内工具的实际引入之后拍摄的至少一个手术期间二维图像上，以及对所述被仿真的位置和血管内工具的实际位置之间的差别进行量化。
该方法还包括在所述被仿真的位置和所述实际位置之间进行校准的校准步骤。
专属于病人的第一三维解剖模型被表示为以下结构中的结构：体，点阵，轮廓集合，以及解剖标记集合。
估计刚性变换是通过手术前三维图像和至少一个手术期间二维图像之间的自动校准、半自动校准或手动校准执行的。
根据第二方面，本发明涉及一种辅助在血管结构中引导血管内工具的系统，其特征在于包括：成像设备，能够获取病人的身体部分的二维图像；可编程设备；以及可视化单元。
该系统适于：
－在预先的规划阶段过程中，
－获得并存储包括病人的目标血管结构的手术前三维图像，
－基于所获取的三维图像来确定专属于病人的第一三维解剖模型，该第一三维解剖模型位于与三维图像相同的空间坐标，
－在手术阶段过程中，
－获取包括病人的目标血管结构的一个或更多个手术期间二维图像，该图像是透明或不透明的，
－估计在手术前三维图像和手术期间二维图像之间的刚性变换，
－根据所述刚性变换和通过把工具引入目标血管结构中引起的血管畸变的仿真来估计在所述三维图像和所述二维图像之间的弹性变换，
－把刚性变换和弹性变换的组合应用到专属于病人的第一三维解剖模型以便获得专属于病人的第二三维模型，
－在所述可视化单元上在所获取的二维图像上重叠地显示专属于病人的所述第二三维模型。
根据第三方面，本发明涉及一种计算机程序，包括指令，所述指令用于在可编程设备的处理器执行所述程序时实施如前简述的辅助在血管结构中引导血管内工具的方法的步骤。
附图说明
参照附图，通过下面以示例而绝非限定方式给出的描述，本发明的其它特征和优点变得清楚，在附图中：
－图1示意性示出通过图像引导的血管内手术系统；
－图2是能够实施本发明的方法的可编程设备的主块的框图；
－图3根据本发明的实施方式的辅助引导血管内工具的方法的流程图；
－图4是根据本发明的实施方式的确定弹性变换的步骤的流程图；
－图5是在校准之后的血管结构图像的示例；
－图6是应用弹性变换之前和之后的解剖模型和手术期间2D弹性的融合示例；
－图7是包括在应用弹性变换之后的解剖模型的丰富显示的示例。
具体实施方式
图1示意性示出手术室1，其配有通过弹性引导的血管内手术系统10。
手术室1配有手术台12，上面示出要被血管内手术治疗的病人14。
手术系统12包括X射线成像设备21，X射线成像设备21由拱形支撑设备16、X射线源18、与源18相对定位的X射线接收检测单元20组成。该成像设备能够捕获位于X射线源18和接收检测单元20之间的元件的图像，并还能够围绕两个轴线旋转，这些轴线是根据操作者的需要的X轴和Y轴。
因此，所示的成像设备21能够捕获病人身体的各个部分的放射照相二维图像，包括目标血管结构的放射照相二维图像。
手术系统10还包括可编程设备22，可编程设备22包括一个或多个处理器，与由一个或多个屏幕和人机接口26组成的可视化单元24相关联。
人机接口26包括元件瞄准和选择装置，例如键盘－鼠标组件、可触摸键区、3D非触摸姿势接口以及这些设备的组合。
在一个实施方式中，人机接口26与可视化单元24集成为可触摸屏。
可编程设备22适于由X射线成像设备获取的放射照相二维图像并且根据按照本发明的辅助把血管内工具引导到血管结构中的方法处理所述图像。
在手术阶段期间获取的二维图像被显示在可视化单元24上，还有显示专属于病人的三维模型，从而允许在相对于病人解剖结构更新的环境下更精确地把引导血管内工具。
血管内工具从以下中选择：导管，斯滕特氏印模类型的血管内设备，柔性或刚性导向件，导管，斯滕特氏印模，或瓶。
图2示出根据本发明的实施方式的能够实施辅助把血管内工具引导到血管结构中的方法的可编程设备30的主要块。
可编程设备30能够实施本发明，包括：与可视化单元24类似的屏幕32；操作者的命令输入单元34，例如键盘、鼠标、可触摸键区或无接触接口；中央处理单元36或CPU，能够在设备30通电时执行计算机程序指令。设备30可选地包括控制器40，允许远程发送命令并且选择元件。
设备30还包括计算机存储单元38，例如寄存器，能够存储可执行代码指令，可执行代码指令允许实施包括代码指令的程序，其能够实施根据本发明的方法。上面所述的设备30的各个功能块经由通信总线42连接。
设备30能够接收来自源44的图像数据。
本发明的方法适于被可编程设备实施，例如集成在标准手术室中的计算机，这允许限制设施的成本。
图3示出由可编程设备30的处理器36实施的根据本发明的实施方式的辅助把血管内工具引导到血管结构中的方法中实施的主要步骤。
该方法包括两个阶段：手术前规划阶段P1，在手术前预先执行并且结果被存储；以及手术阶段P2，在实施人员对病人手术期间执行。
在图3所示的实施方式中，规划阶段P1包括实施两个步骤。
第一步骤50包括获取并存储包括病人的要治疗的血管结构的病人身体部分的手术前3D图像。
例如，对于腹部动脉瘤，所获取的3D图像包括腹部主动脉。
例如，3D图像，也称为体图像，是通过已知名为CT的断层扫描技术获得的。
在变型中，使用其它已知技术，如血管同位素摄影术或IRM。
这些3D图像获取技术在医学成像领域已知并且在此不再详述。
手术前3D图像被以适当格式存储在实施本发明的方法的可编程设备中。
有利地，获得的3D图像表示要治疗的病人的解剖结构，并允许进行测量并且制定要在手术时使用的血管内工具的尺寸。
在规划阶段P1中，病人的血管结构的3D图像获取步骤50后面跟着确定步骤52，其确定病人的第一虚拟三维解剖模型(M1)，其包括目标血管结构模型。
该第一虚拟三维解剖模型是通过应用自动或半自动算法通过要施加到3D图像的图像处理来获得的。
例如，使用图形剖面类型的半自动分段算法。该算法，在与用户交互方面不那么昂贵，提供快速精确的结果并且允许获得髂内动脉和肾动脉和主动脉的精确分段。
根据所用的算法，该第一虚拟三维解剖模型被表示为体(3D)形式，或点阵形式，轮廓组合形式，解剖标记形式或这些形式的组合。该第一虚拟三维解剖模型的表示被存储以用于手术阶段P2。
例如，这样的第一虚拟三维解剖模型M1可包括主动脉、髂内动脉和肾动脉、脊柱以及钙化片的分段体。
手术前规划阶段P1后是手术阶段P2。
在手术阶段中的图像获取步骤54时，获得包括病人的感兴趣解剖区域的多个手术期间2D图像。感兴趣解剖区域包括目标血管结构，其被用造影剂使得不透明或透明。
根据实施方式，图像获取通过包括C型臂支撑设备(如图1所示那样)的X射线荧光检查成像设备21进行。这些图像被实时获得并形成视频流。由于所注入的造影剂，使得血管结构短暂地可见。
作为变型，手术期间2D图像是通过超声图像获取设备获得的。
在获取步骤54获取的多个手术期间2D图像包括感兴趣的解剖区域的至少一个2D图像。
手术期间2D图像获取步骤54后面跟着估计步骤56，其估计刚性变换TR，从而允许执行在步骤50过程中获取的手术前3D图像和步骤54过程中获取的手术期间2D图像之间的空间校准。所估计的刚性变换允许使每个2D图像的感兴趣结构与手术前3D图像的感兴趣结构对应。感兴趣结构例如包括总是可见的骨质结构。
换句话说，涉及估计刚性变换TR，其使3D图像和第一虚拟三维解剖模型的空间坐标和手术期间获取的图像的空间坐标对应。
根据第一实施方式，步骤56实施3D图像和获取的2D图像的同时显示，以及通过视觉检查执行的对3D图像和检查的2D图像的多个感兴趣点的手动校准。
根据替代方式，实施自动校准算法。应注意在医疗成像领域已知多个3D/2D校准算法。
例如，使用基于手术前3D图像和多个手术期间2D图像之间的梯度差的相似性测量，与鲍威尔优化器或梯度下降类型优化策略耦合，实施符号类型的自动校准。
根据另一变型，实施半自动校准，其中手动执行初始变换的确定。在此类方法中，手动初始化允许使要校准的两个图像粗略对应，然后发起自动校准以便使结果精细化。
在步骤56结束处，存储定义估计的刚性变换的参数的值。
有利地，确定刚性变换的步骤56可以在本发明的各个期间执行，例如在把血管内估计引入病人血管结构中之前，或在该引入之后。
类似地，确定刚性变换的步骤56可以基于在注入或不注入造影剂的情况下获取的一个或多个手术期间2D图像以及使用该C型臂或多个C型臂的独特入射角来执行，该2D图像在有或没有工具的情况下示出骨质结构或血管结构。
在此期间，校准不足够精确来允许使手术前3D图像与手术期间2D图像完全对应。确定刚性变换的步骤56因此后面跟随调整弹性变换TD的估计步骤58，从而允许改进在手术前3D图像和手术期间2D图像之间的校准。
弹性变换的估计基于由于把血管内工具引入病人血管结构中引起的解剖结构的畸变。
考虑所引入的工具，例如引导件或导管，是畸变主要原因，以及所引起的畸变可由具体的生物力学模型建模。
下面参照图4来更详细地描述确定或估计弹性变换的实施方式。
确定弹性变换的步骤后面跟着组合刚性变换TR和弹性变换TD的畸变参数以便获得最终变换TF的组合步骤。
最终几何变换允许使手术期间2D图像的每个点和手术前3D图像的空间的点或体素对应。
最终几何变换被应用于第一虚拟三维解剖模型M1以获得第二畸变虚拟三维解剖模型M2。
该第二三维解剖模型M2更加精确，这是因为其考虑了在手术期间的血管结构的当前畸变。
例如，最终变换TF被应用于定义模型M1的所有网格点以便获得定义模型M2的网格点，这些定义模型M2的网格点被存储。
最终，在步骤62的过程中，获得的第二三维解剖模型被与手术期间2D图像重叠地显示。
因此改进了辅助血管内导航和指引把血管内工具引入病人血管结构中，这是因为专属于病人的解剖模型更精确并更好适应手术期间的环境。
有利地，通过显示图像融合提供的辅助因此允许通过添加在手术前阶段提取并且添加到手术室内部的相关信息，来使手术动作安全化、可靠并得到指引。其应该允许长期减少造影剂的注入和X射线的辐射。
图4示出确定弹性变换的步骤的实施方式。
确定弹性变换包括基于手术前数据尤其基于存储的3D图像实现的对病人的目标血管结构建模的第一步骤64。该建模包括创建可利用的血管结构的几何表示以估计血管畸变。
在实施方式中，通过与第一解剖模型的曲线相对应的B样条曲线来建模血管结构。在B样条曲线之间实现插值以便创建表示血管壁的表面模型。
随后，实施构建专属于病人的生物力学模型的构建步骤66。其包括通过把机械属性分配给在步骤64获得的几何表示来定义血管结构的机械行为。生物力学模型因此考虑病人的特性，即血管壁的局部状态(健康，钙化)以及血管结构及其直接环境之间的关系(与骨质结构和周围软组织的相互作用)。
在实施方式中，对于一组病人实现在工具和血管结构之间相互作用的仿真，称为学习，如参照步骤70描述那样。通过测量所仿真的工具形状和在一个或多个手术期间图像上观察到的真实工具形状之间的误差来量化仿真误差。逐渐调整定义血管结构及其直接环境之间关系的生物力学模型的参数，以使仿真误差最小化。
基于在针对每个病人逐渐调整生物力学模型参数结束时获得的最优值来定义使来自存储的3D图像的手术期间数据与生物力学模型的参数值连接的表达式。这些表达式定义完全基于来自存储的3D模型的手术前数据以及解剖和机械知识而定义的合适的生物力学模型。
在实施方式中，用于组织刚度的值来自源于文献记载特性的平均数据，而动脉的钙化状态被通过给手术前图像上可区分的钙化区和健康区分配不同的刚度来具体针对每个病人考虑。对于在仿真过程中达到的畸变水平，可忽略壁的各向异性。
对血管内工具建模的随后步骤68包括根据血管内工具的真实形状创建血管内工具的几何表示，并且根据血管内工具的机械属性来定义行为准则。
例如，用于最小侵入过程的刚性引导件可以被圆形截面的梁类型的1D元件建模。对于递送设备，可以使用分配有等效刚度材料的均匀截面管形结构来建模。
在实施方式中，血管内工具的机械属性是借助机械测试来表征的，该机械测试允许在应用到工具的力和工具的畸变之间建立关系。例如，3点弯曲试验可以被实现以对血管内工具的弯曲刚度进行量化。如此表征的属性被用在仿真中以表示工具的真实机械行为。
对血管内工具的建模步骤68后面跟着仿真步骤70，仿真步骤70对在血管结构中引入或要引入的血管内工具与病人血管结构的壁之间的相互作用进行仿真。
在实施方式中，该仿真是借助通过有限元分析来实现的。专属于病人的生物力学模型的几何表示以及血管内工具的模型的几何表示被分成一组具有预定形状的元件(三角体元件，梁元件，六面体元件等)。
每个元件的机械行为被根据之前分配给血管结构的模型和血管内工具的模型的机械行为来定义。在两个模型之间的相互作用是通过接触管理方法来管理的，例如通过惩罚方法来管理的。
在实施方式中，在极限的条件是参照来自文献的解剖和机械考虑以及外科专家知识来定义的。例如，血管结构的近端和远端被固定并且在血管结构和周围组织之间的关联是通过刚度来建模的。
在实施方式中，在仿真工具/组织相互作用之前应用血管预应力。其作用是考虑血管结构的休止状态。在仿真工具/组织相互作用之前，考虑由于血压存在导致的血管壁的预应力状态。为此确定与血管结构的休止状态(零血压)相对应的几何结构，称为“零压力”几何结构，然后在该“零压力”几何结构中应用动脉压力以便使血管壁受压力。
血管壁的几何形状尤其是通过直径、长度、角度、厚度的参数来确定。
在手术前图像上观察到的基准几何形状被选择作为零压力状态的第一估计，然后在算法的每一步被迭代地校正。为此，每次迭代包括把内部压力应用到零压力几何形状中然后比较如此获得的最终几何形状与基准几何形状。零压力几何形状然后被通过应用观察到的位置偏差的相反数来校正。
对血管内工具与病人血管结构的壁的相互作用的仿真是通过如下来实现的：通过所施加的约束条件(例如施加的位移类型)来在血管结构内部初始化工具，然后观察在所施加的约束条件被逐渐取消时由工具引起的血管畸变。
初始化包括把工具约束到血管口内部，例如在使弯曲能量最小化的路径上。在血管口内部之后，激活血管壁的内表面和工具之间的接触。最后逐渐放松初始化所需的约束条件。然后在工具和血管结构之间建立机械平衡，从而产生希望计算的血管畸变。
在替代的仿真的实施方式中，工具被逐渐插入血管结构内部直到其完全插入。血管畸变可以在逐渐插入的每个子步骤计算出来。
前面描述的步骤定义用于定义弹性变换的实施方式。
在替代实施方式中，确定弹性变换包括附加校正步骤。该步骤包括：把引入工具的仿真位置投射到一个或多个手术期间2D图像上，对仿真位置和真实工具的实际位置之间的差别进行量化，以及使用2D/2D校准模型来确定弹性变换的校正。已知的2D/2D校准算法可以被使用，例如使用几何近似的校准。
图5示出：血管结构V0，被施加到以剖面表示的手术前3D图像的刚性变换TR的结果I1，以及最终变换TF的结果I2，所述最终变换来自应用到同一手术前3D图像的刚性变换和弹性变换的组合。
在中央，示出弹性变换的结果。
图6示意地示出手术期间2D图像I3和三维解剖模型的融合以便于血管内工具的引入的指引和导航。
在图片80中，第一三维解剖模型M1的刚性变换TR被投射到手术期间图像I3上。
在图片82中，第二三维解剖模型M1被投射到手术期间图像I3上。
优选地，不透明功能被应用到手术期间2D图像，从而允许改进血管内工具和被投射的三维解剖模型的被仿真的可视化。
此外，本发明允许通过显示补充信息来改进血管结构中的指引和导航，所述补充信息是基于表示在手术时血管结构畸变的第二三维解剖模型来获得的。
图7示出在手术期间2D图像86上叠加显示畸变84之后的这样的三维解剖模型。因此该显示被补充信息以增强现实的方式丰富。
该显示还包括通过计算获得的主动脉中心线88，以及叠加在感兴趣的解剖点上的解剖标记90、92、94，即门90、右髂动脉和左髂动脉的出口点92、94。
所有的解剖标记是从第一三维解剖模型预先提取的，并且是允许使提供给实施人员的信息集合丰富的视觉指示。
有利地，本发明提供的畸变的三维解剖模型的一个用途是跟踪插入的血管内工具，从而允许实时提供工具的空间定位。该跟踪基于不透明的射频标记、红外系统或电磁系统。
根据另一变型，工具的跟踪是通过在所显示的图像中选择被跟踪的血管内工具来手动执行的。
本发明用于需要血管内手术的各种过程中，尤其治疗动脉瘤、血管外伤或动脉硬化症。

Claims (11)

1.一种辅助在血管结构中引导血管内工具的方法，其特征在于包括以下步骤：
－在预先的规划阶段(P1)过程中，
－获得并存储(50)包括病人的目标血管结构的手术前三维图像，
－基于所获取的三维图像来确定(52)专属于病人的第一三维解剖模型(M1)，该第一三维解剖模型位于与三维图像相同的空间坐标，
－在手术阶段(P2)过程中，
－获取(54)包括病人的目标血管结构的一个或更多个手术期间二维图像，该手术期间二维图像是透明或不透明的，
－估计(56)在手术前三维图像和手术期间二维图像之间的刚性变换，
－根据所述刚性变换和通过把工具引入目标血管结构中引起的血管畸变的仿真来估计(58)在所述三维图像和所述二维图像之间的弹性变换，
－把最终变换应用(60)到专属于病人的第一三维解剖模型(M1)以便获得专属于病人的第二三维模型(M2)，所述最终变换是刚性变换和弹性变换的组合，
－在所获取的二维图像上重叠地显示(62)专属于病人的所述第二三维模型。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，估计(58)弹性变换的步骤包括基于所获取的手术前三维图像来对病人的血管结构进行建模(64)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，估计(58)弹性变换的步骤包括构建(66)在血管结构和血管内工具之间的相互作用生物力学模型。
4.按照权利要3所述的方法，包括通过有限元分析方法实现在血管内工具和目标血管结构之间的相互作用的仿真(68，70)。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，弹性变换的估计包括使用所述手术期间二维图像来进行校正的附加的校正步骤。
6.按照权利要求5所述的方法，其中，校正步骤包括：把血管内工具的被仿真的位置投射到在血管内工具的实际引入之后拍摄的至少一个手术期间二维图像上，以及对所述被仿真的位置和血管内工具的实际位置之间的差别进行量化。
7.按照权利要求6所述的方法，还包括在所述被仿真的位置和所述实际位置之间进行校准的校准步骤。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，专属于病人的第一三维解剖模型被表示为以下结构中的结构：体，点阵，轮廓集合，以及解剖标记集合。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，估计刚性变换是通过手术前三维图像和至少一个手术期间二维图像之间的自动校准、半自动校准或手动校准执行的。
10.一种辅助在血管结构中引导血管内工具的系统，包括：成像设备，能够获取病人的身体部分的二维图像；可编程设备；以及可视化单元，其特征在于该系统适于：
－在预先的规划阶段过程中，
－获得并存储包括病人的目标血管结构的手术前三维图像，
－基于所获取的三维图像来确定专属于病人的第一三维解剖模型，该第一三维解剖模型位于与三维图像相同的空间坐标，
－在手术阶段过程中，
－获取包括病人的目标血管结构的一个或更多个手术期间二维图像，该手术期间二维图像是透明或不透明的，
－估计在手术前三维图像和手术期间二维图像之间的刚性变换，
－根据所述刚性变换和通过把工具引入目标血管结构中引起的血管畸变的仿真来估计在所述三维图像和所述二维图像之间的弹性变换，
－把刚性变换和弹性变换的组合应用到专属于病人的第一三维解剖模型以便获得专属于病人的第二三维模型，
－在所述可视化单元上在所获取的二维图像上重叠地显示专属于病人的所述第二三维模型。
11.一种计算机程序，包括指令，所述指令用于在可编程设备的处理器执行所述程序时实施根据权利要求1至9中任一项所述的辅助在血管结构中引导血管内工具的方法的步骤。
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