CN109414296A - 测量细长管腔内设备的移动长度 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量细长管腔内设备的移动长度的测量系统。包括相机以获得通过手移动细长管腔内设备的三维视频数据。处理所述视频数据以跟踪所述细长管腔内设备在三个维度上的移动，以提供所述细长管腔内设备的所述移动长度的测量结果。

Description

测量细长管腔内设备的移动长度
技术领域
本技术领域总体上涉及测量细长管腔内设备的移动长度，并且更具体地涉及在静脉内导丝拉回方法中测量导丝的移动长度。
背景技术
能够使用多种不同的传感器来执行血管内导丝拉回测量。这些传感器包括压力导丝(iFR)、血管内超声(IVUS)、光学相干断层摄影(OCT)等。由于导丝在血管造影投影中是可见的，因此基于导丝的测量结果相对于解剖结构的准确配准得益于关于拉回长度的知识。
在拉回期间，拉回导丝可以连接到测量设备。例如，US 2003/0187369公开了一种光学拉回传感器组件，其便于测量柔性细长构件(例如，插入体内的超声导管探头)的位移。光学拉回传感器组件包括照射目标表面的光源，该目标表面反射从光源接收的光的至少部分。包括一组传感器单元的光学传感器阵列被布置在目标表面的对面以接收由目标表面反射的光。光学传感器阵列被定向为绘制图像帧，该图像帧用于确定柔性细长构件的位移。拉回传感器组件上的跟踪引导件限制了目标表面与光学传感器阵列之间在光学传感器阵列的测量位移方向上的相对移动。所测量的目标表面相对于光学传感器的位移表示柔性细长构件的位移。
这种测量系统通常依赖于特定的仪器和导丝设置，因此增加了复杂性。
其他系统需要医学专业人员与用户接口设备的交互，这在维持无菌环境和无菌设备方面造成了困难。
因此，本发明的目的是提供一种测量管腔内设备的移动长度而不必增加管腔内设备的复杂性并同时降低医学环境的无菌风险的方法。
发明内容
因此，可能需要提供一种改进、便利的测量细长管腔内设备的移动长度的方法。
本发明的目的通过独立权利要求的主题得以解决；其中，进一步的实施例被包含在从属权利要求中。应当注意，本发明的以下描述的方面也适用于测量和处理系统、系统、成像系统和方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。
提供了用于测量细长管腔内设备的移动长度的方法、系统和计算机程序。
在一个方面中，提供了一种用于测量细长管腔内设备的移动长度的测量和处理系统，包括数据接收模块和至少一个处理器，其中：
所述数据接收模块被配置为从至少一个相机接收所述细长管腔内设备的移动的视频数据；并且
所述至少一个处理器被配置为处理所述视频数据以确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。
所述测量和处理系统不一定需要特殊的细长管腔内设备，因为它至少从视频数据获得细长测量设备的测量结果。另外，对视频数据进行分析使得测量不需要与用户接口进行物理接触，从而有助于无菌环境。视频数据包括细长管腔内设备的在体外的部分(下文中也被称为设备的“近端部分”)。
视频数据可以包括作用在管腔内设备的近端部分上以移动管腔内设备的至少一只手。因此，至少一个相机具有合适的视场尺寸和指向。
视频数据可以是细长管腔内设备的近端部分，并且至少一只手作用于管腔内设备以移动管腔内设备。因此，与虚拟可能性相比，医学专业人员能够在测量流程期间保持对物理管腔内设备的直观感觉。
所述至少一个处理器可以被配置为：根据视频数据来确定所述细长管腔内设备的第一位置，并且根据所述视频数据来确定所述细长管腔内设备的第二位置，以确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。可以重复对第一位置和第二位置的这种确定，以在管腔内设备的移动期间获得离散的长度测量结果。因此，可以随着流程的进行而跟踪管腔内设备的移动。
所述视频数据可以是三维视频数据。这种三维视频数据考虑到医学专业人员可能不是沿着单个平面移动管腔内设备。而是，移动可以具有三个空间维度的分量，能够跟踪三个空间维度的分量以进行准确测量。
所述至少一个处理器可以被配置为确定与所述视频数据中的所述手相关联的至少一个参考点的三维空间中的至少一个位置以确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。参考点可以例如是手上的光学标记或自然界标。
通过在三维空间中跟踪视频数据中的手的参考点，能够确定细长血管内设备(特别是在体内)的移动长度。所述至少一个处理器可以被配置为以设定的帧速率确定所述至少一个参考点的三维空间中的位置以跟踪所述细长管腔内设备的移动，所述移动用于确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。可以针对每个确定的位置移动来确定长度。
所述至少一个处理器被配置为：根据视频数据帧来确定至少一个参考点的三维空间中的第一位置，并且在视频数据的后续帧中确定所述至少一个参考点三维空间中的第二位置，并且基于所述第一位置和所述第二位置来确定所述移动长度。重复确定第一位置和第二位置的步骤和确定移动长度的步骤以使用视频数据来跟踪管腔内设备的移动。
所述至少一个处理器可以被配置为识别以下中的至少一项：
-用于指示所述细长管腔内设备的移动的开始的至少一个手势；
-用于指示所述细长管腔内设备的移动的结束的至少一个手势。替代地，可以通过语音命令来指示移动的开始和结束。
所述至少一个处理器可以响应于对移动的开始或移动的结束的指示而启动对所述视频数据的分析以跟踪所述细长管腔内设备的所述移动。手势和语音识别提供了非接触式用户接口，这能够有助于确保无菌环境。
所述测量和处理系统可以包括所述至少一个相机。所述相机可以适于获得三维视频数据。所述相机可以被配置为拍摄红外图像。
所述测量和处理系统可以通过至少一个处理器适于跟踪所述视频数据中的所述细长管腔内设备的旋转移动。例如，可以使用视频数据在三维空间中跟踪作用在管腔内设备上的至少一只手和/或管腔内设备本身上的一个或多个参考点，以便不仅确定细长血管内设备的移动长度，而且还确定细长血管内设备的旋转度量。对细长管腔内设备的旋转的测量可以提供有用的信息，当与管腔内设备的方向传感器组合使用时尤为有用。
所述数据接收模块可以被配置为从所述细长管腔内设备的传感器接收感测信息并将所述感测信息配准到所确定的移动长度。以这种方式，可以产生随着距离变化的体腔的三维成像或感测信息的轮廓。
所述至少一个处理器可以被配置为使用所确定的移动长度将来自体外成像机器的图像配准到来自所述细长管腔内设备的传感器的感测信息。以这种方式，可以对来自成像机器的成像数据中的管腔内感测信息(例如，经配准的血管内成像数据和血管造影成像数据)进行成像和显示。
图像配准是一种对所确定的长度和/或旋转移动测量结果进行输出的可能的应用。另一种可能的应用是移动患者支撑平台或成像机器，使得血管内设备在血管内设备移动时保持定位在成像机器的视场内。
提供了一种包括测量和处理系统以及细长管腔内设备的系统。
在各种实施例中，所述细长管腔内设备包括被设置在护套、导管或导丝的远端部分处的传感器，所述传感器用于感测身体血管的信息。
还提供了一种成像系统，包括上述测量和处理系统或上述系统和体外成像机器。成像机器可以是用于获得血管造影图像的成像机器。
所述至少一个相机可以与所述体外成像机器以物理方式相关联。相机可以连接到成像机器的探测器。通常，与探测器相关联的相机处于适当位置以观察血管内成像设备和医学专业人员的至少一只手。
提供了一种测量细长管腔内设备的移动长度的计算机实施的方法，所述方法是在将所述细长管腔内设备定位在身体血管内之后进行的，所述方法包括：
-从至少一个相机获得所述细长管腔内设备的移动的视频数据；并且
-处理所述视频数据以确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。
所述视频数据可以包括用于移动所述细长管腔内设备的手的运动，并且对所述管腔内设备的所述移动的确定是基于分析所述视频数据中的所述手的运动的。
提供了一种计算机程序单元，其用于在由至少一个处理器执行时控制上述测量和处理系统、上述系统或上述成像系统。
还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序单元。
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将变得明显并且得到阐明。
附图说明
在下文中将结合以下附图来描述示例性实施例，其中，相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：
图1是根据实施例的成像系统的示意图；
图2是测量管腔内设备的移动长度的方法的流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，本发明并不受到前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
图1是成像系统32的示意图，成像系统32包括体外成像机器18、处理和测量系统10、显示单元24、细长管腔内设备12以及患者支撑台34。
成像机器18被配置用于生成被支撑在支撑台34上的患者的成像数据。成像机器18包括探测器20以及诸如X射线生成器的电磁波生成器22。成像机器18可以被配置用于MRI成像、X射线成像等。成像机器18可以被配置用于血管造影成像。另外，成像数据可以被配置用于生成三维成像数据。在特定实施例中，成像机器18是具有C形臂配置的计算机断层摄影(CT)成像机器，其中，探测器20位于C形臂的一端，而X射线生成器22位于C形臂的另一端。
诸如通用计算机的测量和处理系统10可操作地连接到成像机器18并且处理来自成像机器18的成像数据。经处理的成像数据可以被呈现在成像系统32的显示单元24上。
测量和处理系统10包括至少一个处理器30。处理器30可操作地连接到存储器120。处理器30和存储器28可以通过总线38进行连接。处理器30可以是能够执行程序指令的任何设备，例如，一个或多个微处理器。存储器可以是任何易失性或非易失性存储器设备，例如，可移动磁盘、硬盘驱动器、CD、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。此外，处理器30可以被实施在通用计算机中。
显示生成模块40还通过总线38可操作地连接到处理器30。显示生成模块40被配置为利用处理器30生成用于显示单元24的图像显示。可以通过硬件、软件或其组合来实施显示生成模块40。显示生成模块40可以被包括作为用于处理器30的编程指令并且被存储在存储器28中。显示单元24可以是适合用于呈现能够呈现医学图像的图形用户接口(GUI)的任何监视器、屏幕等。
在所示的实施例中，成像机器18可操作地连接到处理器30。成像机器18获得成像数据；该数据被提供给处理器30以供处理而创建血管系统的感兴趣区域的血管造影片或其他成像模态。然后可以在显示单元24上呈现血管造影片或其他成像模态。
存储器28具有在其上编码的至少一个计算机程序44或计算机程序单元44，从而提供能够由处理器30执行以处理来自成像机器18的图像的指令。除了用于处理成像数据以在显示单元24上进行呈现的计算机程序44以外，还提供了如下的计算机程序44：其执行如本文所述的(特别是参考图2的流程图所述的)测量细长管腔内设备的移动长度的方法。计算机程序44还适于实施处理器的特征，如本文进一步描述的。
测量和处理系统10可以与成像机器28共同定位，或者远程定位，或者测量和处理系统10可以采用分布式架构。
成像系统32包括细长管腔内设备12。所述细长管腔内设备可以包括细长构件16和位于细长构件16的远端部分处的传感器14。传感器14被配置为获得感测信息，例如，管腔内图像和诸如压力的管腔内参数。传感器14可以是超声成像设备、光学相干断层摄影(OCT)成像设备或压力感测设备，它们是本领域已知的管腔内感测设备。细长构件16可以被实施为导管或导丝。特别地，管腔内设备12是管腔内感测设备，其在导丝拉回期间进行测量。设备12在管腔内是指设备12被导航通过人类或动物对象的体腔，例如，食道、肠腔，特别是血管。这种设备12通常是柔性且可操纵的，以允许将传感器14选择性地放置在体腔内的目标部位。
细长构件16被布置为通过医学专业人员针对物理细长管腔内设备12的动作而前进或缩回(拉回)。细长管腔内设备12被配置为被导航通过血管网络到达目标部位。特别地，医学专业人员可以抓住或捏住细长管腔内设备12的部分以使其前进或缩回。
在示例性实施例中，细长管腔内设备12被配置用于进行拉回管腔内测量，由此传感器14被递送到感兴趣管腔内区域中的目标部位或者超出该目标部位，并且在测量(例如，成像或压力感测)进行时被拉回。当使用如下面进一步描述的长度测量和处理系统10时，所得到的感测信息能够与设备位移进行关联。
成像系统32包括用于获得视频数据的至少一个相机36。至少一个相机36被布置为具有覆盖至少一只手46的视场，至少一只手46抓住细长管腔内设备12的近端部分(位于身体外部)。至少一个相机36被配置有长度测量和处理系统10，当至少一只手46用于移动细长管腔内设备12时，长度测量和处理系统10确定至少一只手46的位置。至少一个相机36可以包括多个相机37，其在图1的示例性实施例中为四个相机37，但是也可以考虑其他多个数量的相机(例如，三个相机36)。
至少一个相机37可以与成像机器18以物理方式相关联。在示例性实施例中，至少一个相机37连接到探测器20，例如，成像机器18的平面探测器面板20。在替代的或另外的实施例中，至少一个相机37连接到能相对于成像机器18铰接的照明设备。
至少一个相机37可以被布置为捕捉三维视频数据。因此，至少一个相机37允许在三维空间(即，具有x、y和z坐标)中确定所获得的视频数据中的位置。例如，相机36可以基于双目或立体成像来操作以确定深度位置和平面位置。在立体成像中，两个或更多个相机36用于从两个或更多个不同视点捕捉两幅或更多幅单独的图像，如图1的示例性实施例中所示。在这样的系统中，校准每个单独相机36的位置和光学参数，以便能够使用由在处理器30上运行的计算机程序44实施的三角测量方法来确定每幅图像中的像素之间的对应关系。替代地，可以使用至少一个投射光相机36，其将光图案的投影与标准2D相机组合并且经由三角测量来测量深度。另一替代方案是至少一个飞行时间相机36，其通过估计从光发射到光探测的时间延迟来测量深度，其可以操作调制光原理或(ii)脉冲光原理。能够确定三维视频数据的这种相机在本领域中是已知的。
至少一个相机36可以获得可见范围或红外范围内的视频数据。由于与周围环境相比人体温度较高，因此红外范围可以允许清楚地区别至少一只手46与周围环境。特别地，至少一个相机36可以适于具有大约10微米的峰值或相对较高的光谱分辨率，其对应于来自人体的红外发射的峰值强度。
测量和处理系统10特别适于(例如通过至少一个计算机程序44和至少一个处理器30的组合)实施，以用于测量细长管腔内设备12的移动长度，测量和处理系统10包括数据接收模块46和至少一个处理器30。
数据接收模块46可以由硬件、软件(例如通过计算机程序44)或其组合来实施。数据接收模块被配置为从至少一个相机36接收细长管腔内设备的移动的视频数据。处理器30被配置为处理视频数据以确定细长管腔内设备的移动长度。特别地，处理器30可以被配置为至少基于对所获得的视频数据中的手的运动的分析来来确定细长管腔内设备的移动长度。处理器30可以被配置为确定手46何时抓住或捏住细长管腔内设备12，在这种情况下，手46的运动对应于细长管腔内设备12的移动。该移动可以是细长管腔内设备12的前进或缩回。
手46可以相对于细长管腔内设备12移动，以便重新定位手46以进行对细长管腔内设备12的连续移动操作。在一个范例中，处理器30然后被配置为分析视频数据中的手以将实际设备移动(即，当位于设备近端部分的手46正在移动管腔内设备12时)与手重新定位(即，当手相对于管腔内设备12移动以进行重新定位时)区分开。这种分析能够例如通过将处理器配置为区分手46的不同构型来实施，例如在设备移动期间使用的手指的抓住构型和在手重新定位期间使用的手指的释放构型。能够训练系统以使用例如机器学习技术来进行这种区分。
替代地或额外地，可以如下面进一步描述的那样应用手势或语音控制，以指示何时抓住细长管腔内构件16以及何时释放细长管腔内构件16。
处理器30可以被配置为对细长管腔内设备12进行总连续移动操作，每次移动操作通过重新定位手相对于细长管腔内设备12的移动而分开，以便确定细长管腔内设备12的总移动长度。
在示例性实施例中，处理器30被配置为确定视频数据中的至少一只手46的三维空间中的位置和/或视频数据中的细长管腔内设备12的三维空间中的位置以确定细长管腔内设备12的移动长度。假设已经识别出手46正在抓住细长管腔内设备12，手的位置(特别是手46上的参考点，例如，光学标记或自然界标)或细长管腔内设备12的位置(特别是其参考点)对于细长管腔内设备12的移动长度是决定性的。当正作用于细长管腔内设备12的手46和/或细长管腔内设备12在视频数据中移动时，能够跟踪手46的位置或细长管腔内设备12的位置以确定细长管腔内设备12的移动长度。处理器30可以被配置为以算法方式分析视频数据以跟踪手46的点(例如，食指的末端)和/或细长管腔内设备12的点。
在示例性实施例中，视频数据由在获得视频数据时由相机36的帧速率确定的帧构成。处理器30可以被配置为逐帧地或基于每预定数量的帧来跟踪手46和/或细长管腔内设备12的参考点。特别地，在每个帧或每预定数量的帧中确定手46和/或细长管腔内设备12的参考点。该位置通常是三维空间(例如，笛卡尔坐标)中的坐标。手和/或细长管腔内设备12的移动长度能够由处理器30基于已经确定的位置的帧之间的三维空间中的位置变化(例如通过使用连续坐标的方式)来确定。
在各种实施例中，处理器30被配置为确定视频数据中的细长管腔内设备12的第一位置和视频数据的后续帧中的第二位置，以基于第一位置与第二位置之间的距离来确定细长管腔内设备12的移动长度。处理器30可以采用从第一位置到第二位置的线性路径来确定它们之间的距离。对于高帧速率来说，这种假设是合理的。处理器30还可以被配置为根据先前描述的分析方案来确定后续视频数据帧中的至少一个另外的位置以确定细长管腔内设备12的移动长度。例如，如上所述，可以由处理器30逐帧执行分析或者基于每预定数量的帧来执行分析。
另外，处理器30被配置为确定视频数据中细长管腔内设备12的旋转移动，优选还基于对所获得的视频数据中的手的运动的分析。例如，可以使用视频数据在三维空间中跟踪作用在管腔内设备上的至少一只手46(或者替代地在管腔内设备本身上)的一个或多个参考点，以便不仅确定细长管内设备12的移动长度，而且还确定细长管内设备12的旋转度量。
例如，能够在具有x，y和z坐标的三维空间中跟踪一个或多个参考点的移动路径(其中，z与管腔内设备12的纵向轴线重合)。除了沿着z轴的拉回移动的长度以外，还能够确定围绕z轴的路径的弧。能够将旋转移动确定与移动长度确定分开或者将这两者组合。在分开的可能情况中，可以包括单独的语音或手势命令以用于管腔内设备12的旋转操纵以及用于管腔内设备12的线性或拉回移动，其能够被至少一个处理器30识别以分别用于发起旋转移动分析和线性运动分析。
在各种实施例中，测量和处理系统10包括用于确定细长管腔内设备12的移动的开始和结束的手势控制。这些手势可以替代地被表述为被识别以用于确定何时已经抓住管腔内设备12以及何时已经释放管腔内设备12的手势。手势控制可以包括利用至少一只手46的预设手势。例如，从张开的手到闭合的手的手势可以对应于移动的开始，对于移动的结束来说是相反的情况。这样的手势还可以允许处理器30确定何时执行管腔内设备移动操作以及手何时相对于管腔内设备移动。测量和处理系统10可以被配置为输出对手势的接收的确认，例如通过显示生成模块40和显示单元24或通过音频反馈的方式来确认对手势的接收。
作为针对手势控制的额外方案或替代方案，测量和处理系统10可以包括麦克风，并且处理器30被配置为分析言语，使得操作者能够设置管腔内设备12的移动操作的开始和结束(或者对管腔内设备12的初始抓住和释放)。
处理器30和显示生成器40被配置为将来自细长管腔内设备12(特别是其传感器14)的感测信息与长度测量结果进行关联。这样的信息可以被关联以允许构建从其获得感测信息的身体血管的模型，其中，来自通过传感器14获得的切片的二维图像与来自测量和处理系统10的准确长度信息进行配准以构建三维模型。额外地或替代地，处理器30和显示生成模块40被配置为基于来自测量和处理系统10的长度测量结果来构建感测信息的轮廓，该轮廓在身体血管的长度上变化。如前所述，感测信息可以包括与血管流动有关的压力值。血管流动的变化可以指示各种疾病状况。替代地，感测信息可以包括从传感器14获得的成像数据，特别是身体血管的切片的成像信息，其还可以允许诊断各种疾病状况。诸如超声和OCT的成像模态也是可能的。
额外地或替代地，处理器30和显示生成模块40被配置为使用来自测量系统30的所确定的移动长度将来自体外成像机器18的图像与来自被设置在细长管腔内设备12的远端部分处的传感器14的感测信息进行配准。
例如，成像机器18可以获得血管造影成像数据或其他三维成像数据，这些数据能够提供对象的感兴趣区域的概览三维图。操作者能够使用来自被显示在显示单元24上的成像机器的成像数据，以通过使用成像机器的实时跟踪的方式将细长管腔内设备12定位在该感兴趣区域的血管系统内的目标部位处。能够使用在身体血管的长度上的目标部位处的传感器14(任选地使用拉回方法)来获得感测信息。来自测量和处理系统10的长度测量结果与来自传感器14的感测信息可以被关联在一起，并且与来自成像机器18的成像数据进行配准，并且以按比例的方式和空间配准的方式与之整合。处理器30和显示生成模块40被配置为生成整合成像并将其显示在显示单元24上。
一种对所确定的长度测量的输出的可能功用是与来自成像机器36的成像的图像配准。另一种可能应用是移动患者支撑平台34或成像机器36，使得血管内设备12在血管内设备12移动时保持被定位在成像机器36的视场内。因此，所确定的长度和/或旋转移动的输出具有进一步的功用。处理器30可以响应于输出而将命令发送到患者支撑平台34或成像机器36，以对准成像机器36和移动的血管内设备的视场。
参考图2的流程图来描述本公开内容的方法。应当理解，本文描述的计算机实施的方法步骤能够被实施在计算机程序指令中，该计算机程序指令能够由处理器30来实施。该方法假设已经将管腔内设备12定位在支撑台34上的对象的血管系统中，任选地通过使用成像机器18对管腔内设备12进行实时跟踪的方式将管腔内设备12定位在支撑台34上的对象的血管系统中，因此该方法不一定包括对对象的外科手术介入。
在步骤50中，使用相机36来获得视频数据。视频数据是三维视频数据，允许在三维空间中跟踪视频数据中的一个或多个参考点。一个或多个参考点可以是手指的末端或手46中的一只或每只的一些其他部分，或者是被附接到手套或被直接附接到手的光学标记，并且任选地还可以是或者替代地是细长管腔内设备12的部分。
在步骤52中，由处理器30识别指示抓住管腔内设备12的控制命令。可以通过将控制命令与存储器28中的参考控制命令的存储内容进行比较来执行识别。在示例性实施例中，在来自相机36的视频数据中识别手势控制命令。例如，手46从张开的手变为闭合的手可以是指示抓住管腔内设备12的手势控制命令。在替代实施例中，处理器30识别语音激活的控制命令(例如，“开始拉回”)。
与步骤52平行(或基本上与其平行)的是步骤53，其包括使用细长管腔内设备12的传感器14来开始获得感测信息。例如，可以获得成像或压力信息。可以响应于步骤52的控制命令或响应于不同的控制命令而开始步骤53，该控制命令可以再次是基于语音或手势的。可以在视频数据中识别基于手势的命令。例如，“开始感测”可以是语音激活的控制命令或手势，例如，伸出手46的拇指。
在步骤54中，处理器30响应于指示抓住管腔内设备12的控制命令而开始分析视频数据以跟踪管腔内设备12的移动的步骤。特别地，处理器30在逐帧基础上(或以预定的帧速率)确定与手和/或细长管腔内设备12相关联的视频数据中的一个或多个参考点的位置以跟踪细长管腔内设备的移动。
在步骤56中，处理器30计算细长管腔内设备的移动长度，该步骤也可以在逐帧基础上或以预定的帧速率执行，或者可以在已经根据步骤54进行了一定数量的位置确定之后执行。处理器30可以基于从细长管腔内设备12的三维位置的变化到线性移动的变换来执行长度计算。
在步骤58中，由处理器30识别指示释放管腔内设备12的控制命令。可以通过将控制命令与存储器28中的参考控制命令的存储内容进行比较来执行识别。在示例性实施例中，在来自相机36的视频数据中识别手势控制命令。例如，手46从闭合的手变为张开的手可以是指示抓住管腔内设备12的手势控制命令。在替代实施例中，处理器30识别语音激活的控制命令，例如，“结束拉回”。
可以重复步骤52至58，直到完成感测和长度测量流程。可以包括步骤57，其中，基于控制命令来确定流程结束。控制命令可以再次是基于从视频数据中识别的手势(例如，张开的手的水平扫掠动作)或语音控制命令(例如，“结束流程”)的。
在步骤60中，处理器30将由步骤54和56获得的来自测量和处理系统10的移动长度测量结果与来自细长管腔内设备12的传感器14的感测信息进行关联。移动长度测量结果可以是通过累积由步骤54和56确定的前进和/或缩回移动所得到的总长度确定结果。替代地，可以将根据步骤56所得到的每个长度确定结果与来自在身体血管中与移动长度相对应的位置处的传感器14的感测信息进行关联。
在步骤62中，基于来自步骤60的相关数据来构建显示。所述显示由处理器30和显示器生成模块40构建以用于在显示单元24上输出。显示可以包括基于来自传感器14的感测的成像信息和来自测量和处理系统10的移动长度测量结果的身体血管的三维模型。额外地或替代地，显示可以包括随着能够根据来自测量和处理系统10的长度测量结果所确定的沿着身体血管的位置而变化的感测变量的分布，所述感测变量例如为身体血管的管腔内部的压力、流速、横截面积或直径。额外地或替代地，所构建的显示可以包括对来自成像机器18的成像数据(例如，血管造影成像数据)中的感测信息(例如，来自传感器14的成像数据)的空间配准和缩放。这种显示对于医学专业人员评估诸如狭窄、血管变窄、斑块积聚、血栓形成等疾病状况是有用的。
使用成像机器18在管腔内设备12的移动期间进行成像以及根据管腔内设备12的传感器来感测信息是可行的，但不是必须的。例如，使用成像机器18的成像流程可以在开始拉回流程之前执行以确定来自成像机器的成像数据中的管腔内设备的开始位置。在拉回期间，视频相机36和处理器30被配置为跟踪手的运动并且测量管腔内设备12的拉回长度。在拉回流程结束时，可以使用成像机器12来执行进一步的成像处理。如上所述，得到的管腔内设备12的移动长度测量路径能够用于将来自传感器14的感测数据与来自成像机器的成像数据(例如，血管造影成像数据)进行关联。
在本发明的另一示例性实施例中，提供了一种计算机程序或计算机程序单元，其特征在于，其适于在适当的系统上执行根据前述实施例中的一个实施例所述的方法的方法步骤。
因此，计算机程序单元可以被存储在计算机单元上，该计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行或引发执行上述方法的步骤。此外，计算机程序单元可以适于操作上述装置的部件。计算单元能够适于自动操作和/或执行用户的命令。可以将计算机程序加载到数据处理器的工作存储器中。因此，可以配备数据处理器以执行本发明的方法。
本发明的该范例性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序，以及通过将现有程序更新转换为使用本发明的程序的计算机程序二者。
另外，计算机程序元件可以能够提供所有必要步骤以完成如上所述的方法的示例性实施例的过程。
根据本发明的另外的示例性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如，CD-ROM，其中，该计算机可读介质具有被存储于所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面的章节所描述。
计算机程序可以被存储和/或被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，但是也可以以其他形式被分布，例如，经由互联网或其他有线或无线的电信系统进行分布。
然而，计算机程序也可以被呈现在网络上，如万维网，并且能够从这样的网络被下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的示例性实施例，提供了用于使计算机程序单元可用于下载的介质，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的先前描述的实施例中的一个所述的方法。
必须注意，本发明的实施例是参考不同主题来描述的。尤其地，一些实施例是参考方法型权利要求来描述的，而其他实施例是参考装置型权利要求来描述的。然而，除非另有说明，本领域技术人员将从以上和以下的描述中推断出，除属于一种类型的主题的特征的任意组合以外，涉及不同主题的特征之间的任意组合也被认为在本申请中被公开。然而，所有的特征都能够被组合来提供多于特征的简单加合的协同效应。
虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是范例，并不旨在以任何方式限制本公开内容的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离权利要求及其合法等同物所阐述的本公开内容的范围的情况下，能够对元件的功能和布置进行各种改变。
例如，至少一个光学标记物(未示出)可以被包括在医学专业人员的手(例如，手套)46上和/或细长管腔内设备12上，以提供视频数据中具有改善的对比度的参考点。能够利用三维空间中的视频数据中的参考点的移动来执行本文描述的长度测量。
在另一范例中，多个光学标记可以被包括在细长管腔内设备12上，以进一步辅助跟踪细长管腔内设备12。
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。单个处理器或其他单元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。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。

Claims (15)

1.一种用于确定细长管腔内设备的移动长度的系统，包括数据接收模块和至少一个处理器，其中：
所述数据接收模块被配置为从至少一个相机接收视频数据，所述视频数据包括用于移动所述细长管腔内设备的手的运动；并且
所述至少一个处理器被配置为处理所述视频数据以至少基于对所获得的视频数据中的所述手的所述运动的分析来确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为分析所述视频数据，以便对所述管腔内设备的移动与所述手相对于所述设备的重新定位进行区分。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述视频数据是三维视频数据。
4.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为确定与所述视频数据中的至少一只手相关联的至少一个参考点的三维空间中的至少一个位置以确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。
5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为识别以下中的至少一项：
用于指示所述细长管腔内设备的移动的开始的至少一个手势；
用于指示所述细长管腔内设备的移动的结束的至少一个手势。
6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述处理单元还被配置为基于对所述手的所述运动的所述分析来确定所述视频数据中的所述细长管腔内设备的旋转移动。
7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述数据接收模块被配置为：从所述细长管腔内设备的传感器接收感测信息，并且将所述感测信息配准到所确定的移动长度。
8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为使用所确定的移动长度将来自体外成像机器的图像配准到来自所述细长管腔内设备的传感器的感测信息。
9.一种包括任一前述权利要求的测量和处理系统以及所述细长管腔内设备的系统。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述细长管腔内设备包括被设置在导管或导丝的远端部分处的传感器，所述传感器用于感测身体血管的信息。
11.一种成像系统，包括权利要求1至8中的任一项的测量和处理系统或根据权利要求9或10中的任一项所述的系统以及体外成像机器。
12.根据权利要求11所述的成像系统，其中，所述至少一个相机与所述体外成像机器以物理方式相关联。
13.一种测量细长管腔内设备的移动长度的计算机实施的方法，所述方法是在将所述细长管腔内设备定位在身体血管内之后进行的，所述方法包括：
从至少一个相机接收视频数据，所述视频数据包括用于移动所述细长管腔内设备的手的运动；并且
处理所述视频数据以至少基于分析所获得的视频数据中的所述手的所述运动来确定所述细长管腔内设备的所述移动长度。
14.一种计算机程序，包括指令，所述指令当在计算机上被执行时使得所述计算机执行根据权利要求13所述的方法。
15.一种计算机可读介质，其上存储有根据权利要求14所述的计算机程序单元。
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