CN110113987A - 用于显示实时导管位置的方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于跟踪和显示叠加在荧光透视图像上的导管实时位置的系统,包括:其上具有光学相干断层扫描(OCT)传感器的导管、被配置为识别导管的位移的位移传感器、控制器以及显示器。控制器被配置为接收在第一位置处的导管的远端的荧光透视图像以及使用位移传感器确定导管从第一位置至第二位置的位移。显示器被配置为将在第二位置处的导管的远端显示为荧光透视图像上的叠加层。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月16日提交的题为“METHODS,SYSTEMS AND APPARATUSESFOR DISPLAYING REAL-TIME CATHETER POSITION”的美国临时申请No.62/423,064的优先权,其整体通过引用并入本文。
本申请可能涉及美国专利申请No:13/939,161和美国专利申请No:14/171,583,其整体通过引用并入本文。
通过引用并入
本说明书中提及的所有公开和专利申请以每个单独公开或专利申请通过特定和单独地引用而并入的方式通过引用全文并入本文。
背景技术
外周动脉症(PAD)和冠状动脉症(CAD)仅在美国就影响了数百万人。PAD和CAD是一种悄无声息而危险的疾病,如果不加以治疗可能具有灾难性后果。CAD是美国的主要死亡原因,而PAD是50岁以上患者截肢的主要原因,并且每年在美国造成大约160,000例截肢。
冠状动脉症(CAD)和外周动脉症(PAD)均由最常由动脉粥样硬化(斑块或脂肪物质沿着动脉壁的内衬聚集)引起的血管逐渐变窄引起。随着时间的推移,这种物质变硬变厚,这可能导致动脉阻塞,完全或部分地限制通过动脉的流动。手臂、腿部、胃部和肾脏、大脑和心脏的血液循环会减少,增加了中风和心脏病的风险。
CAD和PAD的介入治疗可包括动脉内膜切除术和/或粥样斑块切除术。动脉内膜切除术是从堵塞的动脉手术去除斑块以恢复或改善血流。诸如粥样斑块切除术的血管内疗法通常是打开或扩大已变窄或堵塞的动脉的微创技术。通常,可使用阻塞穿越装置以便于这些装置通过堵塞物。
通过使用诸如光学相干断层扫描(“OCT”)成像的机载成像,可以增强微创技术。然而,尽管机载成像有利于在导管穿过组织时使组织可视化,但是它不能用于显示导管在体内(例如,在血管内)的相对位置。
识别导管相对于患者解剖结构的实时位置在介入治疗期间会有利于外科医生更有效和准确地进行治疗。在大多数介入手术过程中,荧光透视仍然是对导管在血管内腔内的相对位置进行成像的基石。然而,长期暴露于荧光透视会增加患者和医生两者的辐射暴露。结果,患者可能具有增大的终身恶性肿瘤的风险。医生也面临着越来越多的辐射危害。例如,最近的报道显示,介入心脏病专家当中可能存在过高的脑瘤风险。
因此迫切需要开发用于在微创手术过程期间减少辐射、同时仍然在介入手术过程中提供导管相对于患者身体的准确位置的方法和系统。
发明内容
一般地,在一个实施例中,一种用于跟踪和显示叠加在荧光透视图像上的导管实时位置的系统包括:其上具有光学相干断层扫描(OCT)传感器的导管、被配置为识别所述导管的位移的位移传感器、控制器和显示器。所述控制器被配置为:接收在第一位置处的所述导管的远端的荧光透视图像,以及使用所述位移传感器确定所述导管从所述第一位置至第二位置的位移。所述显示器被配置为将在所述第二位置处的所述导管的远端显示为所述荧光透视图像上的叠加层。
这一以及其他实施例可包括以下特征中的一个或多个。所述显示器还可被配置为显示来自所述OCT传感器的OCT图像。所述荧光透视图像可以是静态荧光透视图像。所述控制器还可被配置为在所述荧光透视图像被捕获时将所述导管的远端的零位置与所述第一位置同步。确定所述导管的位移可包括使用来自所述位移传感器的信号确定所述第二位置处的所述导管的远端的位置。所述位移传感器可被附接至所述导管。所述位移传感器可以相对于所述导管可轴向地移动。所述位移传感器可以是独立于所述导管的部件。所述位移传感器可以是光学传感器。所述位移传感器可以是机械传感器。所述位移传感器可以是电磁定位传感器。所述导管可以是斑块切除术导管。所述导管可以是阻塞穿越导管。
一般地,在一个实施例中,一种用于跟踪和显示导管实时位置的方法包括:将导管插入身体的内腔;利用所述导管上的OCT传感器捕获光学相干断层扫描(OCT)图像;捕获第一位置处的所述导管的远端的荧光透视图像;在显示器上显示所述荧光透视图像;使所述导管前进至第二位置;使用位移传感器确定所述导管从所述第一位置至所述第二位置的位移;以及将所述第二位置处的所述导管的远端在所述显示器上显示为所述荧光透视图像上的叠加层。
这一以及其他实施例可包括以下特征中的一个或多个。捕获荧光透视图像可包括捕获静态荧光透视图像,并且显示可包括显示所述静态荧光透视图像。所述方法还可包括在捕获所述荧光透视图像时将所述导管的远端的零位置与所述第一位置同步。所述方法还可包括在所述荧光透视图像上显示所述导管的远端的零位置。确定所述导管的位移可包括使用来自所述位移传感器的信号确定所述第二位置处的所述导管的远端的位置。所述方法还可包括显示所述OCT图像。所述位移传感器可被附接至所述导管。所述位移传感器可以相对于所述导管可轴向地移动。所述方法还可包括将所述位移传感器放置在所述导管进入身体的内腔中的插入点处。所述方法还可包括通过仅捕获可在单个荧光透视图像的视野内显示的所述导管的行进范围的单个荧光透视图像来减少x射线辐射总量。所述位移传感器可以是光学传感器。所述位移传感器可以是机械传感器。所述位移传感器可以是电磁定位传感器。
一般地,在一个实施例中,一种导管装置包括从近端向远端延伸的细长主体、附接至所述细长主体的光学相干断层扫描(OCT)传感器、以及附接至所述细长主体并且相对于所述可动主体可轴向地运动的位移传感器。所述位移传感器被配置为测量所述导管的远端相对于所述位移传感器的位移。所述位移传感器被配置为连接至控制器,所述控制器被配置为接收来自所述位移传感器的信号并确定所述远端的位置。
这一以及其他实施例可包括以下特征中的一个或多个。所述位移传感器可以是光学传感器。所述位移传感器可以是机械传感器。所述位移传感器可以是电磁定位传感器。所述导管可以是斑块切除术导管。所述导管可以是阻塞穿越导管。
附图说明
在随后的权利要求中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考对利用了本发明原理的例示性实施例以及附图进行阐述的以下详细说明将更好地理解本发明的特征和优点,在附图中:
图1是包括对导管的位移进行检测的传感器的示例导管装置的侧面透视图。
图2A和图2B示出了示例导管装置的OCT和荧光透视屏捕获。
图3A和图3B示出OCT图像的定向以及来自OCT导管装置的对应荧光透视图像。
图4A-图4C示出用于帮助对示例导管装置进行导向的OCT和荧光透视屏捕获。
图5示出根据本公开一个实施例的被配置为跟踪和显示导管的实时位置的系统的框图。
图6A-图6C示出在“零”位置的导管。
图7示意性示出将与导管的“零”位置有关的数据输入至处理器中。
图8A-图8B示出在非零的第二位置的导管。
图9A-图9C示出在静态图像上位移的导管的各种位置。
图10是用于跟踪和显示导管实时位置的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述了用于跟踪和显示导管在用户体内的相对位置的方法、系统和设备。具体地,本文描述了用于跟踪和显示叠加在静态荧光透视图像上的导管的实时位置的方法、系统和设备。本文公开的方法、系统和设备可有利地提供对导管位置的跟踪,并且可显著减小介入手术过程期间对患者、医师和工作人员的辐射暴露。
本文描述的系统可包括用于跟踪导管在用户体内的相对位置的传感器。传感器例如可布置在导管的插入点处。替代地,传感器可附接至导管的远端。传感器可被配置为提供导管的实时轴向位置,比如导管的叠加在静态图像(比如静态荧光透视图像)上的实时轴向位置。
本文公开的方法、系统和设备可显著减小介入手术过程期间对患者、医师和工作人员的辐射暴露。
可使用传感器(以及相关的跟踪系统)的导管的类型的示例包括:(1)导丝支撑/放置导管;(2)支撑/放置成像导管;(3)阻塞穿越导管;(4)阻塞穿越成像导管;(5)粥样斑块切除术导管;和(6)粥样斑块切除术成像导管。在美国专利申请No:13/433,049和美国专利申请No:13/939,161中描述了可使用传感器和/或跟踪的示例性导管,其全部内容通过引用并入本文。
图1示出了可使用跟踪系统的示例导管。可例如用作导丝定位导管或斑块切除术导管的导管100可包括细长柔性轴301和连接有成像传感器(比如OCT传感器)的可旋转远侧头端305。在远侧头端305处的成像传感器可在其穿过时提供血管结构和形态的成像。成像可以是面向前方的、面向侧方的、在面向前方与面向侧方之间可调节的、和/或面向后方的或者在面向前方与面向侧方之间成角度的。成像传感器可以是一端被固定至远侧头端305的光纤的一部分,但在其他方面可四处自由运动,比如在容纳导丝309的内腔与轴301的外壳之间的内腔中运动。
轴301可从手柄区域303延伸,并终止于可旋转远侧头端305。导丝309可延伸通过导管装置100,比如通过导丝内腔或沿着轴301的侧面行进。导丝309可在其被定位于患者内时保持在装置100中,或者可以在轴301的远端已被定位于血管内腔内(比如穿过阻塞或病灶)之后被插入。
手柄区域303可容纳用于控制远侧头端305(以及在光纤末端处的OCT反射器/传感器)的旋转的控制机构。控制机构可控制远侧头端305和/或与其附接的成像传感器的旋转。在一些实施例中,手柄区域303还可控制旋转的速率。电源及成像线路307可从手柄区域303延伸以将光纤与电源和用于成像(例如OCT)系统的光源连接。
在一些实施例中,导管可进一步具有可抽出/插入以帮助对装置进行导向的嵌入其中的导向机构(比如固定的或可偏转的拐弯(jog)、选择性加强构件)、和/或用于弯曲/延伸装置以进行导向的一个或多个筋腱构件。
此外,导管100在远侧头端305附近可包括位置传感器1001。在一个实施例中,传感器1001可以是光学传感器。光学传感器可以是诸如光电二极管阵列之类的光检测器、光电传感器、光电机械传感器、或光磁传感器。光学传感器可以是小型相机,其观察导管轴上的标记并跟踪轴的运动以推断距离。在另一实施例中,传感器1001可以是机械传感器。机械传感器可以是例如具有机械轮的围绕导管的环形件,并且当导管100向远侧或近侧运动时,轮可以转动并且编码器可以感测导管的行进。在其他实施例中,传感器1001可以是电磁定位传感器、配置成感测近侧或远侧运动的压力线、或音圈传感器。
在一些实施例中,传感器1001永久地安装在导管100的远端305处。在其他实施例中,传感器1001可以可动地附接至细长主体301,使得传感器1001可在导管主体1001向远侧和/或近侧运动时保持静止。在其他实施例中,传感器1001可从细长主体301完全拆下。
图2A和图2B是与诸如在血管中使用的导管100之类的导管相关联的成像输出的示例性屏幕捕获。在图2A和图2B中,显示的图像800被分成三个分量。右侧是荧光透视图像810,其示出了血管814内的导管的远端805。对比剂(contrast)已插入血管814中以显示血管814的范围和任何阻塞区域。
OCT图像820显示在左侧。为了获得OCT图像820,例如,导管的远侧头端(包括OCT传感器)旋转,并且当导管在血管内旋转时,OCT系统提供连续的一组图像。将图像组合成与插入导管的血管内部相对应的连续更新的OCT图像820。也就是说,OCT图像820是当远侧头端旋转时恰好靠近远侧头端的血管的内部的图像轨迹。线路822(延伸至图中的大约12点处)指示OCT激光束在旋转时的当前方向。图像820中间的圆圈824表示导管的直径,因此围绕圆圈824的区域指示血管。OCT成像可从成像传感器延伸超过1mm,例如大约2mm或大约3mm,并且因此将延伸至血管的壁中(特别是在血管的更近区域中),使得血管的不同层826可被成像。在该图中,三条条纹射线744(在大约2点钟处、在7点钟与8点钟之间、以及在大约11点钟处延伸)指示导管的三个脊部的位置,因此可用作方向标记,指示导管远端在体内的定向。如下面更详细描述的那样,用户还可以能够使用这些条纹射线744确定OCT图像(相对于患者的身体定向)的相对定向。
在图像800的左下方是OCT图像环绕主体半径时的水瀑图样(waterfall view)830。该水瀑图样830在系统的一些应用中可能特别有用,例如,当装置在血管内纵向运动时指示特征(例如,分层结构、阻塞、分支区域等)的相对纵向位置。水瀑图样830通常包括时间轴(x轴),而y轴显示来自OCT传感器的图像。另外,水瀑图样830可提供导管何时穿越阻塞的指示。例如,水瀑图样830可示出当血管壁相对于心跳运动时患者的心跳。在这些情况下,水瀑图样830可示出随着心跳运动的血管壁。相反,当远侧头端位于血管壁的阻塞内时,水瀑图样将不显示壁的运动,因为阻塞材料通常阻止由于心跳引起的壁的运动,而在健康的血管中,心跳是明显的。因此,可基于水瀑图样830确定导管何时穿越阻塞。在一些变型中,该效果可被自动化以提供装置何时在阻塞内或已穿越阻塞的指示。通常,没有很好地限定穿越整个阻塞的边界,并且可能导致无意中切开血管。当导管在真腔内时,血管壁可以运动;如果导管头端不在真腔内,则全部或部分血管壁不会运动。因此,心跳期间壁的这种运动可以反映真腔与假腔内的位置。
图2B示出来自图2A所示的相同手术过程的另一屏幕捕获。如在荧光透视图像810中所示,远侧头端305在血管814内比在图2A中的更远。在该示例中,OCT图像820示出了在2点钟位置从血管延伸的血管的分支818。
在一些实施例中,产生的荧光透视图像和OCT图像可相对于彼此定向,例如,使得用户在OCT图像右侧看到的与用户在荧光透视图像右侧看到的一致。参照图3A和图3B,轴301可包括根据其径向定向提供荧光透视图像的变化的对比度的荧光透视标记702。标记可以是具有一个或多个诸如“C”、“T”、狗骨头形状之类的不对称特征的不透射线带,由于标记的荧光图像将根据其定向而改变,因此其可用于径向地对轴进行定向。荧光透视标记702可用于在导管使用期间将荧光透视图像710与OCT图像720对准。
如图3A和图3B所示,为了将荧光透视图像710与OCT图像720对准,轴301可被略微旋转以使得将标记702对准屏幕的特定一侧,比如在9点钟位置。还可确定导管的上/下位置。在已使用荧光透视图像710确定了导管的旋转位置和上/下位置之后,随后可将OCT图像定向以使得来自轴301的中间标记的条纹射线744也在OCT图像720的9点钟位置。这种定位可被称为“荧光同步”。荧光同步可使用来自用户的手动输入(比如关于上/下位置和旋转位置的信息)来执行,或者可自动地执行。为了使用该信息对OCT图像720进行定向,软件可顺时针或逆时针方向地(根据荧光透视图像710中导管的上/下定向)绘制OCT图像720,并且将旋转图像90°、180°、或270°(根据荧光透视图像710中导管的旋转位置)。
在一些实施例中,在手术过程中荧光透视图像可被连续地和/或间歇地使用,以确定导管的位置。然而,在其他实施例中,可初始地(例如,在将导管插入身体内腔中时)拍摄荧光透视图像,然后将其用作静态图像,导管的位置可在静态图像之上位移。有利地,通过减少荧光透视成像的持续时间,可简化系统并且可减少患者对x射线辐射的暴露。
因此,再参照图1,可使用传感器1001识别导管100的相对位置。即,传感器1001可提供有关导管100的实时位置的信息,导管的实时位置可叠加在静态荧光透视图像上以引导介入手术过程。在一些实施例中,OCT图像和叠加在静态荧光透视图像上的导管的实时位置可显示在相同显示器上,以便于由医师观看来引导介入手术过程。
图5示出被配置为跟踪和显示导管100的实时位置的系统1000的框图。系统1000包括具有显示器1014的处理器1010。显示器1014可包括插入了导管的身体部分的静态图像1012(例如,静态荧光透视图像)和从导管100上的OCT传感器收集的OCT图像1011。可通过传感器1001测量导管100的纵向插入距离,并同时利用OCT图像1011的显示将其显示在静态图像1012上。处理器1010可被配置为接收来自传感器1001的信号并使用这些信号确定导管1001的位置。例如,处理器1010可被配置为在使用光学传感器时将像素转换为距离。显示器1014可被配置为显示叠加在静态图像1012上的导管1001的位置。例如,处理器1010可被配置为将距离位移转换为显示器1014上的比例图。
图6A-图8B示出了跟踪导管位置的一个示例方法。如图6A所示,导管600可包括导管主体601、传感器6001和远侧头端605。在该实施例中,导管主体601可被配置为相对于传感器6001而平移。例如,传感器6001可包括设置在患者上的插入点处的机械支架,和/或传感器6001可以可动地附接至导管主体601。如图6B-图6C所示,导管600的“零位置”6060可通过在导管插入体内(例如,插入血管中)之后拍摄导管的图像(例如,荧光透视图像)来建立。在初始成像期间远侧头端605的位置可被看作相对于传感器6001的“零”(或初始)位置6060。在一些实施例中,荧光透视图像6012可以例如在图像6012上包括标尺6066以表示行进的距离。
如图7所示,随后可将导管600的“零”位置输入至处理器6010中,比如在美国专利申请No:13/433,049和美国专利申请No:13/939,161中描述的处理器。可通过视频输入或例如医学数字成像与通信(DICOM)将零位置6060输入至处理器6010中。
如图8A-图8B所示,细长主体601随后可相对于传感器6001向第二位置前进(例如,更远地前进至血管中)。传感器6001可被配置为测量细长主体601和/或远侧头端605相对于传感器6001的位移。例如,传感器6001可收集光学图像、电信号、或电磁信号以确定位置。在一些实施例中,传感器6001可以是电传感器,细长主体601与传感器6001之间的相对位移可导致电压改变。传感器6001随后可将收集的信号发送至处理器来确定位移。例如,当传感器6001是光学传感器时,处理器可被配置为将像素的数量转换成物理距离以测量导管的位移。处理器还可配置为将传感器测量的距离转换为图像6012上绘制的距离或位移,如图8B所示。即,如图8B所示,导管600的估计位置6061可显示在静态图像6012上。在一些实施例中,导管的远端605从零位置6060至第二位置6061的相对位移可由静态图像6012上的不同颜色或阴影来指示。
图9A-图9C示意性地示出了静态图像9012(例如静态荧光透视图像)上导管900的远侧头端相对于零位置9060的不同测量位置9061。图9A示意性示出零位置9060处(例如,在捕获荧光透视图像时)的导管900。图9B示出在患者血管内相对于零位置9060进一步向远侧向第二位置9061前进3个单位(例如3cm)的导管900。图9C示出从零位置9060向近侧向第二位置9061缩回5个单位(例如5cm)的导管900。
图10示出用于跟踪和显示叠加在荧光透视图像上的导管实时位置的方法1100的流程图。在步骤1111,可将传感器布置在导管进入身体内腔的插入点处。在步骤1113,可通过插入点将导管插入身体的内腔。在步骤1115,可捕获荧光透视图像,其指示了在第一位置处的导管的远端的位置。在步骤1117,可在处理器显示器上显示荧光透视图像。在步骤1119,导管可前进至第二位置。可确定导管相对于传感器的位移。在步骤1121,可将第二位置处的导管在显示器上显示为荧光透视图像上的叠加层(overlay)。
该方法可包括当捕获荧光透视图像时将导管的远端的零位置与第一位置同步。例如,该方法可包括如图9A-图9C所示那样将导管的远端的零位置显示在荧光透视图像上。该方法可包括确定导管的位移,包括通过来自传感器的信号确定在第二位置处的导管的远端的位置。例如,可使用各种传感器测量位移。该方法还可包括仅针对在单个荧光透视图像的视野内显示的导管的行进范围捕获单个荧光透视图像,因此显著减小了介入手术过程期间x射线辐射的总量。
本文公开的系统和方法可有利地跟踪和显示患者血管内的导管实时位置以引导介入手术过程并显著减小x射线辐射。与传统荧光透视中的连续x射线辐射不同,本文公开的系统和方法仅需拍摄荧光透视图像一次,只要导管处在可被显示在该荧光透视图像视野中的行进范围内即可。例如,如果荧光透视图像的长度为10cm,并且导管的初始位置在“1cm”标记处,则导管在其处于视野外之前可具有9cm的行进范围。一旦导管前进得更远,就可拍摄另一荧光透视图像。这样,可显著减小辐射量。
本文所述的导管可形成为尺寸适合身体的内腔,比如血管。例如,导管可被配置为放置在周边血管内。因此,导管可具有小于0.1英寸、比如小于0.09英寸、比如小于或等于0.08英寸的外径。
此外,本文所述的方法和系统可用于将导管在期望方向上定向和/或将导管运动至期望位置。参照图4A,OCT图像920示出具有分层结构形式的健康组织956和具有非分层结构形式的非健康组织958。图像中的猫耳962示出健康与不健康组织之间的区域,该区域由在该位置处的导管周围的血管的轻微扩张所引起。因此,在OCT手术过程期间,一个目标可以是将导管朝向不健康组织导向。图4B示出朝向分层的健康组织偏转的导管。图4C示出了导管被旋转使其朝向不健康的非分层结构偏转。
在一些实施例中,对于具有光学相干断层扫描(OCT)传感器的导管,对于具有光学相干断层扫描(OCT)传感器的导管,可在OCT图像旁边显示叠加在静态荧光透视图像上的导管的实时位置。这可以有利地添加简单OCT成像系统可能缺少的第三维透视图。导管的纵向位置可允许利用3D体积重建所需的位置值对每个OCT图像进行编码。具有每个图像的位置的一叠OCT图像可被用以“缝合”在一起并渲染成像区域的3D体积。因为对于可在荧光透视图像的视野中显示的导管的行进范围仅需要捕获单个荧光透视图像,所以可显著减少整体辐射时间。
在一些实施例中,本文所述的传感器和系统可被配置为利用无OCT成像传感器的导管装置来工作。对于无OCT传感器的导管而言,可显示叠加在荧光透视图像上的导管的远端或者导管的远端的位置,以引导外科手术过程。
应当理解的是,本文针对一个实施例所述的任何元件可与针对另一实施例所述的任何元件相结合或替代后者。
当一个特征或元件在本文中被称为“在另一特征或元件上”时,它可以直接在另一特征或元件上,或者也可以存在中间特征和/或元件。相反,当特征或元件被称为“直接在另一特征或元件上”时,不存在中间特征或元件。还应该理解,当一个特征或元件被称为“连接”、“附接”或“联接”至另一个特征或元件时,它可以直接连接、附接或联接至另一特征或元件或可以存在中间特征或元件。相反,当一个特征或元件被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接联接”至另一特征或元件时,不存在中间特征或元件。尽管针对一个实施例进行了描述或示出,但是如此描述或示出的特征和元件可以应用于其他实施例。本领域技术人员还将理解,对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有与相邻特征重叠或位于相邻特征之下的部分。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并不旨在限制本发明。例如,如本文所用,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确说明。将进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如这里所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合,并且可以缩写为“/”。
本文可以使用空间相对术语,比如“下方”、“之下”、“下”、“上方”、“上”等以便于描述,以描述如图中所示的一个元件或特征与其他(多个)元件或(多个)特征的关系。应当理解,除了图中所示的定向之外,空间相对术语旨在涵盖在使用或操作中的装置的不同定向。例如,如果图中的装置被倒转,则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向在其他元件或特征“之上”。因此,示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两个定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他定向),并且相应地解释本文使用的空间相对描述语。类似地,除非另有明确说明,否则本文使用术语“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等仅用于说明的目的。
尽管本文可以使用术语“第一”和“第二”来描述各种特征/元件(包括步骤),但是这些特征/元件不应受这些术语的限制,除非上下文另有说明。这些术语可用于将一个特征/元件与另一个特征/元件区分开。因此,下面讨论的第一特征/元件可被称为第二特征/元件,并且类似地,下面讨论的第二特征/元件可被称为第一特征/元件而不脱离本发明的教导。
在整个本说明书和随后的权利要求书中,除非上下文另有要求,否则词语“包括”以及诸如“包含”和“包括……的”之类的变体意指各种组件可被共同用于方法和制品(例如,包括装置和方法的组合物和设备)中。例如,术语“包括……的”将被理解为暗示包括任何所述的元件或步骤,但不排除任何其他元件或步骤。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的,包括如在实施例中使用的并且除非另有明确说明,否则所有数字可被理解为就像以“大约”或“近似”一词开头,即使该术语没有明确地出现。当描述幅度和/或位置以指示所描述的值和/或位置在值和/或位置的合理的预期范围内时,可以使用短语“大约”或“近似”。例如,数值可以具有所述值(或值的范围)的+/-0.1%的值、所述值(或值的范围)的+/-1%的值、所述值(或值的范围)的+/-2%的值、所述值(或值的范围)的+/-5%的值、所述值(或值的范围)的+/-10%的值等。除非上下文另有说明,否则本文给出的任何数值应还被理解为包括大约或近似该值。例如,如果公开了值“10”,则还公开了“大约10”。本文引用的任何数值范围旨在包括其中包涉的所有子范围。还应理解,当公开一个值“小于或等于”该值时,则也公开了“大于或等于该值”和值之间的可能范围,如本领域技术人员适当理解的那样。例如,如果公开了值“X”,则还公开了“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如,其中X是数值)。还应理解,在整个申请中,数据以多种不同格式提供,并且该数据表示端点和起始点、以及数据点的任何组合的范围。例如,如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”,则应理解,大于、大于或等于、小于、小于或等于、以及等于10和15、连同10与15之间均被认为是公开的。还应该理解,还公开了两个特定单位之间的每个单位。例如,如果公开了10和15,则还公开了11、12、13和14。
尽管以上描述了各种说明性实施例,但是在不脱离由权利要求描述的本发明的范围的情况下,可以对各种实施例进行许多改变中的任何改变。例如,在替代实施例中通常可以改变执行所描述的各种方法步骤的顺序,并且在其他替换实施例中,可以完全跳过一个或多个方法步骤。各种设备和系统实施例的可选特征可以包括在一些实施例中而不包括在其他实施例中。因此,前面的描述主要是出于示例性目的而提供的,并且不应被解释为限制如权利要求中所阐述的本发明的范围。
本文包括的示例和图示通过例示性而非限制的方式示出了可以实践主题的特定实施例。如上所述,可以利用其他实施例并从中得出其他实施例,使得可以在不脱离本公开范围的情况下进行结构和逻辑的替换和改变。本发明主题的这些实施例在本文中可以仅出于方便目的而单独地或共同地由术语“发明”来指代,事实上如果公开了不止一个,则并不旨在将本申请的范围自愿地限制于任何单个发明或发明构思。因此,尽管本文已说明和描述了特定实施例,但被计算以实现相同目的的任何布置可替代所示出的特定实施例。本公开旨在涵盖各种实施例的任何和所有改编或变化。在阅读以上描述后,上述实施例的组合以及本文未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
Claims (33)
1.一种系统,用于跟踪和显示叠加在荧光透视图像上的导管实时位置,所述系统包括:
导管,其上具有光学相干断层扫描(OCT)传感器;
位移传感器,其被配置为识别所述导管的位移;以及
控制器,其被配置为:
接收在第一位置处的所述导管的远端的荧光透视图像;和
使用所述位移传感器确定所述导管从所述第一位置至第二位置的位移;以及
显示器,其被配置为将在所述第二位置处的所述导管的远端显示为所述荧光透视图像上的叠加层。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述显示器还被配置为显示来自所述OCT传感器的OCT图像。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述荧光透视图像是静态荧光透视图像。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述控制器还被配置为在所述荧光透视图像被捕获时将所述导管的远端的零位置与所述第一位置同步。
5.根据权利要求1所述的系统,其中,确定所述导管的位移包括使用来自所述位移传感器的信号确定所述第二位置处的所述导管的远端的位置。
6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述位移传感器被附接至所述导管。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述位移传感器相对于所述导管能轴向地运动。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述位移传感器是独立于所述导管的部件。
9.根据权利要求1所述的系统,其中,所述位移传感器是光学传感器。
10.根据权利要求1所述的系统,其中,所述位移传感器是机械传感器。
11.根据权利要求1所述的系统,其中,所述位移传感器是电磁定位传感器。
12.根据权利要求1所述的系统,其中,所述导管是斑块切除术导管。
13.根据权利要求1所述的系统,其中,所述导管是阻塞穿越导管。
14.一种用于跟踪和显示导管实时位置的方法,包括:
将导管插入身体的内腔;
利用所述导管上的OCT传感器捕获光学相干断层扫描(OCT)图像;
捕获第一位置处的所述导管的远端的荧光透视图像;
在显示器上显示所述荧光透视图像;
使所述导管前进至第二位置;
使用位移传感器确定所述导管从所述第一位置至所述第二位置的位移;以及
将所述第二位置处的所述导管的远端在所述显示器上显示为所述荧光透视图像上的叠加层。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,捕获荧光透视图像包括捕获静态荧光透视图像,并且其中显示包括显示所述静态荧光透视图像。
16.根据权利要求14所述的方法,还包括在捕获所述荧光透视图像时将所述导管的远端的零位置与所述第一位置同步。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括在所述荧光透视图像上显示所述导管的远端的零位置。
18.根据权利要求14所述的方法,其中,确定所述导管的位移包括使用来自所述位移传感器的信号确定所述第二位置处的所述导管的远端的位置。
19.根据权利要求14所述的方法,其中,所述方法还包括显示所述OCT图像。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括在与所述OCT图像相同的显示器上显示叠加在所述荧光透视图像上的所述导管的远端。
21.根据权利要求14所述的方法,其中,所述位移传感器被附接至所述导管。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述位移传感器相对于所述导管能轴向地运动。
23.根据权利要求14所述的方法,还包括将所述位移传感器放置在所述导管进入身体的内腔中的插入点处。
24.根据权利要求14所述的方法,还包括通过仅捕获在单个荧光透视图像的视野内显示的所述导管的行进范围的单个荧光透视图像来减少x射线辐射的总量。
25.根据权利要求14所述的方法,其中,所述位移传感器是光学传感器。
26.根据权利要求14所述的方法,其中,所述位移传感器是机械传感器。
27.根据权利要求14所述的方法,其中,所述位移传感器是电磁定位传感器。
28.一种导管装置,包括:
从近端向远端延伸的细长主体;
附接至所述细长主体的光学相干断层扫描(OCT)传感器;以及
位移传感器,其附接至所述细长主体并且相对于可动主体能轴向地运动,所述位移传感器被配置为测量所述导管的远端相对于所述位移传感器的位移;
其中所述位移传感器被配置为连接至控制器,所述控制器被配置为接收来自所述位移传感器的信号并确定所述远端的位置。
29.根据权利要求28所述的导管装置,其中,所述位移传感器是光学传感器。
30.根据权利要求28所述的导管装置,其中,所述位移传感器是机械传感器。
31.根据权利要求28所述的导管装置,其中,所述位移传感器是电磁定位传感器。
32.根据权利要求28所述的导管装置,其中,所述导管是斑块切除术导管。
33.根据权利要求28所述的导管装置,其中,所述导管是阻塞穿越导管。
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