CN111657978A - 解剖体表示与实况图像的配对 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将解剖体表示与实况图像进行配对。为了提供解剖体表示与实况图像的增强的并且更加灵活的配对，提供(100)与解剖体具有空间关系的装置的参考投影解剖体图像数据，其用于将解剖体表示与实况图像进行配对，其中，所述图像数据包括从不同视角示出所述装置的至少第一图像和第二图像。此外，提供(200)具有解剖体参考系的解剖体表示。使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的所述至少第一图像和第二图像形成空间相关性(300)。从投影解剖体图像数据计算(400)所述装置在所述解剖体参考系内的三维模型。提供(500)包含所述装置的至少一幅实况图像。基于所述实况图像中包含的装置信息，将所述模型与所述至少一幅实况图像进行配准(600)。基于所述模型与所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像具有空间对应性(700)。将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合(800)。

Description

解剖体表示与实况图像的配对
本申请是申请号为201280056599.X、题为“解剖体表示与实况图像的配对”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于将解剖体表示与实况图像(live images)进行配对(pairing)的设备、用于将解剖体表示与实况图像进行配对的对应方法、计算机程序元件、计算机可读介质和用于操作装置的方法。
背景技术
X射线成像系统是在手术室环境中使用的。例如，经导管主动脉瓣植入(TAVI)是一种非常重要的手术，其中，由介入前数据或邻近介入的数据导出的解剖体表示与实况图像的配准是非常复杂的。例如，WO2010/067300A1涉及用于心脏瓣膜替换的自动路线映射，其包括利用注射的造影剂来采集心脏血管根部区域的X射线图像，以及利用被插入到血管中的替换瓣膜来采集血管根部区域的当前荧光检查图像。计算单元识别出采集到的图像内的血管信息数据，并使用所述血管信息数据对血管根部表示进行建模。通过血管根部表示与至少一幅荧光检查图像的组合来生成合成图像。
发明内容
需要提供解剖体表示与实况图像的增强的、更加灵活的配对。
本发明的目的是通过独立权利要求的主题解决的，其中，在从属权利要求中结合了其他实施例。
应当指出，本发明的下述方面还适用于设备、用于将解剖体表示与实况图像进行配对的方法、计算机程序元件、计算机可读介质和用于操作装置的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的设备，其包括接口单元和处理单元。所述接口单元被配置为提供与解剖体具有空间关系的装置的参考投影解剖体图像数据。所述图像数据包括从不同视角示出所述装置的至少第一图像和第二图像。所述接口单元还被配置为提供包含所述装置的至少一幅实况图像。所述处理单元被配置为提供具有解剖体参考系的解剖体表示，并使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的至少第一图像和第二图像形成空间相关性。所述处理单元还被配置为从所述投影解剖体图像数据计算所述解剖体参考系内的所述装置的三维模型，并且基于实况图像内包含的装置信息对所述模型和所述至少一幅实况图像进行配准。所述处理单元还被配置为基于所述模型和所述至少一幅实况图像的所述配准而使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成空间对应性，并且将所述经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合。
根据另一范例性实施例，所述设备包括显示单元，其被配置为使与所述解剖体表示叠加的实况图像可视化。
根据本发明的第二方面，提供了一种X射线成像系统，其包括X射线源、X射线探测器和如上文描述的设备。所述X射线源被配置为朝向所述探测器发射X射线辐射，其至少辐射对象的感兴趣区域的一部分。所述X射线探测器被配置为提供所述装置的参考投影解剖体图像数据，并且提供至少一幅实况图像。
根据本发明的第三方面，提供一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的方法，其包括以下步骤：
a)提供与解剖体具有空间关系的装置的参考投影解剖体图像数据，所述图像数据包括从不同视角示出所述装置的至少第一图像和第二图像；
b)提供具有解剖体参考系的解剖体表示；
c)使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的所述至少第一图像和第二图像形成空间相关性；
d)从投影解剖体图像数据计算所述解剖体参考系内的所述装置的三维模型；
e)提供包含所述装置的至少一幅实况图像；
f)基于所述实况图像中包含的所述装置信息将所述模型与所述至少一幅实况图像进行配准；
g)基于所述模型和所述至少一幅实况图像的所述配准将所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成空间对应性；以及
h)将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合。
就步骤的顺序而言，应当指出步骤a)是在步骤e)之前执行的。用于步骤b)的数据可以是已经计算得出的或以其他方式预先准备的。对于步骤c)，必须已经执行了步骤a)和步骤b)。步骤d)是在步骤c)之后执行的，但是步骤d)能够在步骤e)之前或之后执行。对于步骤f)，必须已经执行了步骤d)和e)。步骤h)要求执行步骤g)。步骤g)是以步骤f)为基础的。
根据另一范例性实施例，所述至少一幅实况图像具有任何视角。
例如，至少一幅实况图像的视角不同于参考投影图像数据的所述至少第一图像和第二图像的视角。
根据另一范例性实施例，使用造影剂获得所述参考投影解剖体图像数据，并且在不使用造影剂的情况下获得所述至少一幅实况图像。
根据另一范例性实施例，上文描述的方法用于在经导管主动脉瓣植入(TAVI)期间的辅助。
根据另一范例，通过将所述装置锁定在解剖体中来获得所述空间关系，即，使装置处于这样一种状态，其中，如果不被完全抑制，装置相对于所考虑的解剖体部分的移动至少非常微小。然而，该解剖体部分本身能够相对于患者身体发生运动。例如，提供增强协议，其增强装置在与目标解剖体存在空间联系的位置上的锁定，在主动脉造影照片和实时图像中均如此。
根据另一范例性实施例，所述装置是猪尾型导管或其部分，其能够被锁定到主动脉根部，例如，主动脉瓣杯的其中一个内。
根据另一范例性实施例，所述解剖体在其参考系内经受(自然的)规律的运动，所述运动能够被分解为若干个重复的运动阶段。上文描述的方法还包括以下内容：在步骤a)中，参考投影图像数据是沿时间的参考投影图像数据序列，其包含在其若干个运动阶段期间的所述解剖体。在步骤d)中，计算所述装置沿时间的三维模型序列。在步骤e)中，提供沿时间的实况图像序列。所述方法还包括步骤i)，即，选择对应于相同运动阶段的沿时间的至少一个三维模型以及沿时间的至少一幅实况图像。在步骤f)中，在对应于相同运动阶段的至少一个选择的三维模型和至少一幅实况图像之间执行配准。
例如，所述运动能够是心脏搏动，也能够是呼吸等。因而本发明能够用于(例如)腹部介入，例如，腹部主动脉瘤体内治疗，其中，呼吸是主要的运动原因，当然也用于心脏目的。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序元件，在由处理单元运行时，所述计算机程序元件适于执行上文描述的方法。
根据本发明的第五方面，提供了一种具有存储于其上的程序元件的计算机可读介质，在由处理单元执行程序元件时，所述程序元件适于执行上文描述的方法。
根据本发明的第六方面，一种用于操作装置的方法包括以下步骤：a)根据上文描述的方法将解剖体表示与实况图像进行配对，以及b)使与解剖体表示叠加的实况图像可视化。
所述解剖体表示能够包含带标记的解剖体细节加上测量结果，例如，瓣膜杯、冠状动脉孔口等。各种瓣膜测量结果能够是该表示的一部分，因此能够被叠加在实况图像上。
根据本发明的方面，基于在不同视角下采集至少一对2D图像作为参考图像，并且以下述内容为特征：i)在投影中看到的3D解剖体表示的足迹，以及ii)被放置为与解剖体参考具有空间关系的装置的投影，从而提供了解剖体表示与实况图像的叠加。所述叠加还基于3D解剖体表示与若干幅参考图像的相互配准。从该相互配准结果以及在投影解剖体图像中观察到的装置的足迹，计算处于所述3D解剖体表示内的所述装置的3D模型。所述叠加还基于采集至少一幅2D实况图像，以及配准3D装置模型。因此，所附的解剖体表示与该2D实况图像的配准基于来自3D装置模型和实况装置足迹二者的装置信息。所述叠加还基于使用该配准的结果将解剖体表示的投影准确地叠加或重叠到所述实况图像上，或反之亦然。
根据本发明的又一方面，通过基于在以装置和解剖体足迹二者为特征的若干幅投影图像来计算被定位为与所述解剖体形成对应性的装置的3D模型，从而提供3D解剖体表示与2D实况视图的准确配准。该3D模型用于将所述解剖体与以所述装置为特征的实况图像进行配准。
根据本发明的方面，将锁定在解剖体参考中的装置(即，所述装置被锁定)与基于若干幅视图的装置建模技术进行组合。提出了一种用于3D解剖体表示与2D实况视图的准确配准的方法，其中，所述解剖体是不可见的，并且2D视角是存在变化的。
换言之，根据本发明的方面，提出了一种方法，其中，计算被锁定到解剖体中的装置的3D模型，所述计算基于以所述装置和解剖体足迹二者为特征的若干幅投影图像，并且其中，该模型用于将所述解剖体与以所述装置(而非所述解剖体)为特征并且在任何视角下采集的实况图像进行配准。
本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见，并参考其加以阐述。
附图说明
在下文中将参考以下附图描述本发明的范例性实施例。
图1图示了根据本发明的范例性实施例的X射线成像系统。
图2图示了根据本发明的范例性实施例的与解剖体具有空间关系的装置的范例。
图3示意性地示出了根据本发明的范例性实施例的用于将解剖体表示与实况图像进行配对的方法的基本步骤。
图4示出了根据本发明的方法的另一范例。
图5示出了根据本发明的方法的另一范例。
具体实施方式
在下文中，本发明被范例性地描述为在用于经导管主动脉瓣植入(TAVI)的X射线成像系统的背景下使用。但是，本发明也可以在替换其他类型的心脏瓣膜(诸如肺动脉瓣、二尖瓣和三尖瓣)的背景下使用，或者在其他医疗操作(诸如血管内过程，例如腹部主动脉瘤的内部处置)的背景下使用。在TAVI介入中，关键点是根据部署前的荧光检查对可植入装置进行精确定位。为了实现该定位，能够执行超主动脉(supra-aortic)血管造影术(利用造影剂)，以便确定瓣膜部署的最佳投影。以良好的对比度为特征的图片或图像能够被选择、存储并且后续用作植入前参考图像。能够通过被放置到主动脉根部中的所谓猪尾型导管来实现造影剂注射。为了便于准确定位，能够使用路线映射或轮廓描绘方法。这包括将解剖体的解剖体表示(例如，从参考主动脉造影照片提取的主动脉根的轮廓、由3D介入前数据导出的解剖体模型或二者的组合，或者任何其他适当的表示)施加到实况视图(例如，不具有造影剂的荧光检查)上。之后能够将该解剖体表示与实况图像进行准确的对准。与实况图像的连续配准过程通常被称为跟踪。
例如，能够借助于被定位为对应于解剖体参考的装置的存在，例如，出于其他操作原因的需要而已经存在的装置，并且能够使用有关装置的信息作为介质，以进行所述解剖体表示与2D实况数据的配准。其优点在于，允许在无需借助于一般具有非常微弱的对比度的钙化的情况下实现解剖体与实况图像的配准，而且不能完全保证其良好的可视化。
在下文中将参考以下附图描述本发明的范例性实施例。
图1图示了包含用于将解剖体表示与实况图像进行配对的设备10的X射线成像系统50。尽管图1在X射线成像系统50的背景下示出了设备10，但是设备10能够是独立的设备，并且能够被单独提供。尽管在图1中参考C型臂系统示出了X射线成像系统50，但是其能够是任何其他X射线系统。
X射线成像系统50可以包括X射线源60和X射线探测器70。X射线源60被配置为使得X射线辐射朝向探测器70照射，从而照射对象80的感兴趣区域的至少一部分。X射线探测器70被配置为提供所述装置的参考投影解剖体图像数据，并且提供至少一幅实况图像。
在进一步描述X射线成像系统50和设备10之前，将参考图3更详细地描述用于将解剖体表示与实况图像参考结构进行配对的方法的范例。
在图3中，描述一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的方法，其包括：
在第一步骤100中，提供与解剖体具有空间关系的装置的参考投影解剖体图像数据，所述图像数据包括从不同的视角示出所述装置的至少第一图像和第二图像。
例如，参考投影图像数据能够是在手术介入中按常规执行以对情况进行评估的一对主动脉造影照片。
在第二步骤200中，提供具有解剖体参考系的解剖体表示。
例如，解剖体表示能够描述瓣膜及其周围。所述解剖体表示能够是从介入前3D数据集导出的，例如，来自CT扫描或根据任何其他已知技术。例如，所述解剖体表示能够包含主动脉根部、各个瓣膜元素、瓣膜周围的可能的钙化点的3D表示，或者其能够包含其他备选或额外的细节。此外，所述表示还能够将来自介入前和邻近介入的来源的元素进行组合。
在第三步骤300中，将解剖体表示与参考投影解剖体图像数据的至少第一图像和第二图像形成空间对应性。
例如，假设参考投影解剖体图像数据是主动脉造影照片，则该步骤能够包括执行解剖体表示与主动脉造影照片的相互配准。例如，能够将解剖体表示同时与若干幅参考投影解剖体图像或主动脉造影照片形成空间对应性。例如，这能够通过找到若干项空间变换Ts(A→R)来完成(s表示复数)，其将使得投影解剖体A与3D解剖体表示R相对应。在该相互配准任务中，由于其未必存在于3D解剖体表示中，能够最低限度地涉及所述装置。例如，额外或备选其他参考，能够使用2D投影图像中的造影剂的覆盖区域。
在第四步骤400中，从投影解剖体图像数据计算所述装置在解剖体参考系内的三维模型。
例如，所述模型能够由3D中心线以及对于该中心线的每一点而言围绕该点的椭圆形或参数截面构成。这样的模型构成了对诸如导管的管状装置的良好描述。计算这样的中心线相当于在两幅或更多投影解剖体图像中定义某一数量的对应点，将那些点定位到3D空间内(由于在不同成角下由若干个投影表示，这是有可能的)，通过准确地拟合每个投影内的装置足迹的3D曲线将那些3D点链接起来。必须明晰地选择对应点。例如，这些点是具有局部最大曲率的点。针对每个中心线点，能够通过在所述中心线点的位置处寻找每幅投影图像中的装置宽度并使椭圆或参数截面与找到的那些宽度匹配而实现计算椭圆或参数截面。
在第五步骤500中，提供包含所述装置的至少一幅实况图像。
例如，能够采集2D实况图像。此外，能够在任何视角下采集2D实况图像。所述实况图像应当包含与所述解剖体具有空间关系的装置。
在第六步骤600中，基于所述实况图像中包含的装置信息，将所述模型和所述至少一幅实况图像进行配准。
在第七步骤700中，基于所述模型与所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成空间对应。
例如，在应用T(R→L)变换之后，使所述解剖体表示与所述实况图像形成空间对应。
在第八步骤800中，将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合。
例如，这能够包括合并两数据流。例如，该组合的结果能够是不管怎样在其上叠加经配准的解剖体表示的实况图像序列。例如，能够使被投影到图像平面上的瓣膜的轮廓可视化。除了纯粹的解剖体信息之外，该表示可能包括几何元素，例如，瓣膜平面的示意性表示(例如，在投影中看来是线或平行四边形或者任何其他适当形式的表示)，其在瓣膜精细定位的背景中能够是可用的。
第一步骤100也被称为步骤a)，第二步骤200也被称为步骤b)，第三步骤300也被称为步骤c)，第四步骤400也被称为步骤d)，第五步骤500也被称为步骤e)，第六步骤600也被称为步骤f)，第七步骤700也被称为步骤g)，并且第八步骤800也被称为步骤h)。对于所述步骤的顺序，参见上文。
在图3中还利用虚线指示了另一方面。例如，所述方法涉及来自三个不同阶段的数据。第一阶段92可以是过程前或手术前阶段，其中，例如通过计算和处理先前采集的图像数据而准备所述解剖体表示。第二阶段94可以是过程中或手术中阶段。该第二阶段能够被划分为第一子阶段96和第二子阶段98，在所述第一子阶段96中，采集参考投影解剖体图像，在所述第二子阶段98中，采集实况图像。例如，第一子阶段96是造影剂注射阶段，并且第二子阶段98是不具有造影剂的当前阶段。应当指出，尽管在图3中示出了这些特征，但是这些特征被提供作为额外特征。因而，对于上文进一步描述的基本特征而言，它们被提供作为选择。
如图4所示，例如，计算步骤400能够包括额外的步骤，诸如，输入的主动脉造影照片中的装置处理400A。例如，来自参考投影解剖体图像的装置信息能够被处理，以便产生用于后续建模400的素材。例如，能够在其他技术之外或者代替其他技术使用诸如硬分割(装置的足迹识别)或滤波(脊线、方向)的技术。通过被称为PAs(s表示复数)的经处理的血管造影照片表示得到的素材。例如，步骤400中的解剖体内的3D装置建模能够使用诸如上文描述的空间变换Ts(A→R)和上文描述的装置素材PAs的信息，以产生所述装置在解剖体内的3D模型(简称DM)。步骤200的解剖体表示也被称为R，并且步骤500的实况图像也被称为L。参考投影解剖体图像被称为A。
例如，这能够包括下述方案：
-首先，例如通过对每个Ts(A→R)变换的单独应用，将每幅投影解剖体图像与3D解剖体表示对准。
-之后，能够实现所述3D建模。
例如，实现所述3D模型能够包括使用以下中的一个或多个：
-在投影中看到的装置中心线的空间内的反投影。
-由那些反投影产生的表面的交会处的3D线的计算。
-匹配投影中的装置足迹的3D参数截面的拟合。
还如图4所示，例如，配准步骤600能够包括额外的步骤，诸如，实况图像中的装置处理600A。例如，来自实况图像的装置信息能够被处理，以便产生用于后续配准600的素材。例如，对于这样的装置处理600A而言，诸如硬分割(装置的足迹识别)或滤波(脊线、方向)的技术能够用于其他技术之外或者代替其他技术。通过被称为PL的经处理的实况图像来表示得到的素材。
将所述模型与至少一幅实况图像600进行配准能够包括基于装置的2D-3D配准。例如，根据源自装置的素材，使在解剖体参考内计算的装置模型DM形成与实况图像的装置足迹PL的对应性。因此，2D-3D配准得益于装置模型在所选择的实况平面上的投影周围的起始研究点，从实况采集参数已知所述实况平面。配准步骤600能够包括产生T(R→L)变换，其将实况图像内的装置与装置模型联系起来，并且因此与解剖体表示联系起来。
应当指出，上文描述的范例涉及有利地使用关于已经与解剖体具有空间关系的装置的信息来进行图像配对的技术。所述装置通常是出于与介入背景相关的其他原因而已经存在的。尽管这一事实未构成所述方法本身的一部分，但在图3中通过虚线块0示意性表示该事实。
例如，能够通过所述装置在解剖体中的锁定来获得所述空间关系，即，这样一种状态，其中，如果不被完全抑制，相对于所考虑的解剖体部分而言装置的移动至少非常微小。
例如，提供增强协议。所说的所述方法步骤的条目象征性地表示本发明的一个方面，该方面在于在主动脉造影和实况时间上都增强装置(通常为猪尾型导管或者任何介入相关的、无线电不传导装置)在与目标解剖体(例如，瓣膜和主动脉根部)存在紧密的空间联系的位置上的锁定。瓣膜窦(sinus)(图2)通常是易于实现这样的锁定的解剖体位置。在实践中，该点已经用于猪尾件的“停放”(图3)。所述装置能够停留在适当位置，直至瓣膜最终部署，在瓣膜最终部署中，如果不想面对装置禁锢，应当将其去除。但是，这意味着所述装置能够在整个精细放置阶段留在原处不动。
参考上述方法，在获得主动脉造影照片和实况图像时，参考装置能够是被放置到与目标解剖体(例如，瓣膜和主动脉根部)存在紧密空间联系的位置上的任何介入相关的不透射线装置。
诸如，当在TAVI背景下使用本方法时，所述装置能够是(例如)如图2中所示的猪尾型导管2。如图2中范例性示出的，所述猪尾型导管2能够被固定到其中一个瓣膜窦内。瓣膜窦通常是能够容易地实现装置的这种稳定定位的解剖体位置，因为该点通常被用于停放猪尾件。这样的装置能够停留在适当位置上，直到瓣膜最终部署为止，之后其能够被去除，以避免任何禁锢。这意味着，这样的装置能够(例如)在瓣膜放置阶段的全部时间内都保持在相同的位置上。此外，尽管在前述说明中已经使用了“装置”一词，但每当提到“装置”一词，应当理解其可能确实是指整个装置，也可能仅指装置的一部分。例如，仅注射导管的顶端能够被适当地放置为与解剖体有关。此外，所述装置也能够是独立于所述解剖体移动的装置。在这种情况下，对于以上描述的装置建模、装置处理、基于装置的配准以及可能只涉及装置的一部分的任何其他步骤而言，能够只考虑所述装置与所述解剖体一致地移动的部分。
尽管图2示出了处于主动脉根部窦中的导管的范例，但是所述装置能够是任何其他装置，并且所述解剖体参考能够是适于建立与装置的空间关系的任何其他解剖体参考。
当然，在TAVI背景下描述的内容能够用于其他介入用X射线背景，诸如，一般而言的心脏内应用(即，AF介入的PFO闭合)或介入肿瘤学应用，或者用于将3D解剖体表示与X射线图像进行配准的任何介入。所描述的方法能够被应用于X射线导管实验室系统，例如，应用于手术室环境中。其也能够被应用到其他情况下(诸如，EP或结构性心脏病)，或血管介入。
然而，应当指出，尽管上述例子涉及介入X射线背景下的可能的使用，但是所描述的方法仅涉及用于将解剖体表示与实况图像进行配对的信息采集和处理。因而，所述方法本身的步骤不需要在解剖体内对装置进行任何操纵，并且所描述的成像方法甚至不需要执行本质上的任何手术步骤。所述方法能够以潜在有利的方式使用以及在手术介入的过程中使用这一事实不排除将所描述的成像方法本身用于各种其他不同背景中，在所述背景当中，类似的图像处理将是有利的。
根据另一范例，所述至少一幅实况图像具有任何视角。这提供了在无需借助于注射造影剂的血管造影照片的新的特定采集的情况下处理任何实时视角变化的优点，所述的采集将需要额外的X射线剂量、额外的造影剂以及中断工作流程。例如，至少一幅实况图像的视角不同于参考投影图像数据的至少第一图像和第二图像的视角。
因而，上文描述的基于装置的解剖体表示与实况数据的配准过程能够在无需借助于新的特定采集并且无需中断工作流程的情况下处理实时视角变化。
例如，使用造影剂获得参考投影解剖体图像数据，并且在不使用造影剂的情况下获得至少一幅实况图像。
例如，上文描述的方法用于在经导管主动脉瓣植入(TAVI)期间的辅助。
在所述方法的其他范例中，例如，当基于本发明在一幅实况图像上实现的原则，也能够在一连串的实况图像上实现采集参考投影解剖体图像和实况图像时，引入时间方面。
根据另一范例，如图5中所示，解剖体在其参考系内经受(自然)规律的运动，所述运动能够被分解为若干个重复的运动阶段。所述方法还可以包括下述内容：在步骤a)中，参考投影图像数据是沿时间的参考投影图像数据的序列110，其包含在其若干个运动阶段期间的所述解剖体。在步骤d)中，计算沿时间的装置的三维模型的序列410。在步骤e)中，提供沿时间的实况图像的序列510。所述方法还包括以下步骤：i)选择900沿时间的至少一个三维模型以及沿时间的至少一幅实况图像，其对应于相同的运动阶段。在步骤f)中，在对应于相同运动阶段的至少一个选择的三维模型和至少一幅实况图像之间执行配准610。利用对于第一选择子步骤910和第二选择子步骤920的共同的框来指示选择步骤900，所述第一选择子步骤910为选择沿时间的相应三维模型，所述第二选择子步骤920为选择沿时间的相应至少一幅实况图像。
例如，所述运动阶段是心脏阶段。
例如，在定时或选通步骤1000中，向沿时间的参考投影解剖体图像序列110和实况图像序列510提供时间或选通信号1010。虚线箭头1020指示所述选择子步骤涉及相同的时间或选通信号。所述选通信号可以涉及心脏阶段。
例如，如果所述解剖体经受周期性运动，诸如，心脏搏动，则可能创建4D装置模型，而不是只创建一个3D装置模型。例如，通过使用覆盖对应周期的两个完整的投影解剖体序列，使用沿时间的若干3D模型来创建4D装置模型。
例如，所述周期能够是心搏周期。
例如，能够基于采集到的投影解剖体图像的适当配对来创建4D装置模型。能够通过实况图像与正确的3D模型的所述适当配对来获得解剖体与实况图像的配准。例如，如上文描述的，能够基于时间对应性来获得适当的配对。
例如，能够通过具有相同心脏阶段来表示所述时间对应性。例如，能够根据一种或多种技术(诸如，ECG选通或者任何其他已知技术)来确定心脏阶段。
例如，利用造影剂注射的旋转扫描能够用于产生介入期间(邻近介入)的3D/4D解剖体表示，同时所述装置在整个扫描期间保持与所述解剖体的相同的空间关系。在这种情况下，备选地，根据上文描述的方法所使用的3D或4D装置模型能够是直接由这样的解剖体表示推导出的，而无需借助于若干幅额外的投影解剖体图像。
所述解剖体表示可以是3D+时间，例如，产生对应于若干心脏阶段(例如，十个阶段)的若干体积的CT心脏扫描。参考血管造影照片和实况图像的配对已经描述的内容(步骤900)也被提供用于适当解剖体表示与血管造影照片的配对。因而，步骤900也可以处理解剖体表示。例如，将解剖体表示与血管造影照片进行配对，并且将血管造影照片与实况图像进行配对。
应当指出，图3中所示的方法的特征当然能够与图4和图5中所示的两个范例进行组合。
如上文指示的，图1图示了根据本发明的设备10。用于将解剖体表示与实况图像进行配对的设备10包括接口单元20和处理单元30。接口单元20被配置为提供与解剖体具有空间关系的装置的参考投影解剖体图像数据。所述图像数据包括从不同视角示出所述装置的至少第一图像和第二图像。所述接口单元20还被配置为提供包含所述装置的至少一幅实况图像。所述处理单元30被配置为提供具有解剖体参考系的解剖体表示，并且使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的至少第一图像和第二图像形成空间相关性。处理单元30还被配置为从所述投影解剖体图像数据计算所述装置在所述解剖体参考系内的三维模型，并且基于所述实况图像中包含的装置信息，将所述模型和所述至少一幅实况图像进行配准。所述处理单元30还被配置为基于所述模型和所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成空间对应性，并且将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合。
根据另一范例，设备10包括显示单元40，所述显示单元40被配置为使与解剖体表示叠加或以其他方式进行组合的实况图像可视化。
根据本发明的第二方面，提供X射线成像系统50，其包括上文描述的设备10。
应当理解，本发明的设备10和系统50旨在被布置为执行上文描述的方法，这里将不再重复参考本发明的方法提供的全部范例和解释。因而，尽管所有以上范例和解释最初是参考所述方法提供的，但是其同样旨在由设备10和X射线系统50来实施。例如，这能够通过适当的硬件和/或软件来实现。
因而，根据本发明的另一范例，提供一种计算机程序元件，在由处理单元运行所述计算机程序元件时，其适于执行上文描述的方法。
根据本发明的另一范例，提供一种具有存储于其上的程序元件的计算机可读介质，在由处理单元运行所述程序元件时，所述程序元件适于执行上文描述的方法。
根据本发明的另一范例(未示出)，提供了一种用于操作装置的方法，其包括以下步骤：a)根据上文描述的方法将解剖体表示与实况图像进行配对，以及b)使与所述解剖体表示叠加的实况图像可视化。
所述计算机程序元件可以被存储到计算机单元上，其也可以是本发明的实施例的一部分。该计算单元可以适于执行或引发上述方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作上述设备的部件。所述计算单元能够适于自动操作和/或执行用户的命令。计算机程序能够被加载到数据处理器的工作存储器内。因而，所述数据处理器可以配备为执行本发明的方法。
本发明的该范例性实施例既涵盖从一开始就使用本发明的计算机程序，又涵盖通过更新将现有的程序转换成使用本发明的程序的计算机程序。
更进一步而言，所述计算机程序元件将能够提供完成上文描述的方法的范例性实施例的过程的所有必要步骤。
根据本发明的另一范例性实施例，提出一种计算机可读介质，诸如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储于其上的计算机程序元件，所述计算机程序元件如前面部分所述。
计算机程序可以被存储和/或分布在适当的介质上，诸如与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光学存储介质或固态介质，但也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或其他有线或无线通信系统。
然而，也可以在诸如万维网的网络上提供计算机程序，并且所述计算机程序能够从这样的网络被下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一范例性实施例，提供一种用于使计算机程序元件可用于下载的介质，所述计算机程序元件被布置为执行根据本发明的前述实施例中的一个所述的方法。
必须要指出，本发明的实施例是参考不同主题描述的。具体而言，一些实施例是参考方法类型权利要求描述的，而其他实施例是参考装置类型权利要求描述的。然而，本领域技术人员将从以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了属于一种类型主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为是本申请公开的。然而，所有特征能够被组合，提供了超过特征的简单相加的协同效应。
尽管在附图和前述说明中详细图示并描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性或范例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开和所述从属权利要求，本领域技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中叙述的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举特定手段的简单事实并不表示不能有利地使用这些手段的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的设备(10)，包括：
-接口单元(20)；以及
-处理单元(30)；
其中，所述接口单元(20)被配置为提供与解剖体具有空间关系的介入装置的参考投影解剖体图像数据，其中，所述图像数据包括从不同视角示出所述介入装置的至少第一图像和第二图像；并且提供包含所述介入装置的至少一幅实况图像；
其中，所述处理单元(30)被配置为提供具有解剖体参考系的所述解剖体表示；使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的所述至少第一图像和第二图像形成空间相关性；从所述参考投影解剖体图像数据计算所述介入装置在所述解剖体参考系内的三维模型；基于所述实况图像内包含的所述介入装置的信息，将所述三维模型和所述至少一幅实况图像进行配准；基于所述三维模型和所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成空间对应性；以及，将经配准的解剖体表示与所述至少一幅实况图像进行组合。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括显示单元(40)；其中，所述显示单元(40)被配置为使与所述解剖体表示叠加的实况图像可视化。
3.一种X射线成像系统(50)，包括
-X射线源(60)；
-X射线探测器(70)；以及
-根据前述权利要求中的一项所述的设备(10)；
其中，所述X射线源被配置为使得X射线辐射朝向所述探测器照射，从而照射对象的感兴趣区域的至少一部分；
其中，所述X射线探测器被配置为提供所述介入装置的所述参考投影解剖体图像数据；并且提供所述至少一幅实况图像。
4.一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的方法，包括以下步骤：
a)提供(100)与解剖体具有空间关系的介入装置的参考投影解剖体图像数据；其中，所述图像数据包括从不同视角示出所述介入装置的至少第一图像和第二图像；
b)提供(200)具有解剖体参考系的所述解剖体表示；
c)使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的所述至少第一图像和第二图像形成(300)空间相关性；
d)从所述参考投影解剖体图像数据计算(400)所述介入装置在所述解剖体参考系内的三维模型；
e)提供(500)包含所述介入装置的至少一幅实况图像；
f)基于所述实况图像中包含的所述介入装置的信息，将所述三维模型与所述至少一幅实况图像进行配准(600)；
g)基于所述三维模型与所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成(700)空间对应性；并且
h)将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合(800)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一幅实况图像具有任何视角。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，使用造影剂来获得所述参考投影解剖体图像数据，并且在不使用造影剂的情况下获得所述至少一幅实况图像。
7.根据权利要求4到6中的一项所述的方法，其中，所述介入装置是猪尾型导管或其部分。
8.根据权利要求4到7中的一项所述的方法，其中：
-所述解剖体在其参考系内经受(自然的)规律的运动，所述运动能够被分解为若干个重复的运动阶段；
-在步骤a)中，所述参考投影图像数据是沿时间的参考投影解剖体图像数据的序列(110)，包含在其若干个运动阶段期间的所述解剖体；
-在步骤d)中，沿时间计算所述介入装置的三维模型的序列(410)；
-在步骤e)中，提供沿时间的实况图像的序列(510)；
其中，所述方法还包括另一步骤i)(900)，所述步骤i)为选择(910)沿时间的至少一个三维模型并且选择(920)对应于相同运动阶段的沿时间的至少一幅实况图像；并且
其中，在步骤f)中，在所述的至少一个选择的三维模型和对应于所述相同运动阶段的至少一幅实况图像之间执行配准(610)。
9.一种计算机可读介质，其具有存储于其上的计算机程序元件，在由处理单元运行所述计算机程序元件时，所述计算机程序元件适于执行根据权利要求4-8中的一项所述的方法。
10.一种用于将解剖体表示与实况图像进行配对的设备，包括：
a)用于提供(100)与解剖体具有空间关系的介入装置的参考投影解剖体图像数据的单元；其中，所述图像数据包括从不同视角示出所述介入装置的至少第一图像和第二图像；
b)用于提供(200)具有解剖体参考系的所述解剖体表示的单元；
c)用于使所述解剖体表示与所述参考投影解剖体图像数据的所述至少第一图像和第二图像形成(300)空间相关性的单元；
d)用于从所述参考投影解剖体图像数据计算(400)所述介入装置在所述解剖体参考系内的三维模型的单元；
e)用于提供(500)包含所述介入装置的至少一幅实况图像的单元；
f)用于基于所述实况图像中包含的所述介入装置的信息，将所述三维模型与所述至少一幅实况图像进行配准(600)的单元；
g)用于基于所述三维模型与所述至少一幅实况图像的所述配准，使所述解剖体表示与所述至少一幅实况图像形成(700)空间对应性的单元；并且
h)用于将经配准的解剖体与所述至少一幅实况图像进行组合(800)的单元。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述至少一幅实况图像具有任何视角。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，使用造影剂来获得所述参考投影解剖体图像数据，并且在不使用造影剂的情况下获得所述至少一幅实况图像。
13.根据权利要求10到12中的一项所述的设备，其中，所述介入装置是猪尾型导管或其部分。
14.根据权利要求10到13中的一项所述的设备，其中：
-所述解剖体在其参考系内经受(自然的)规律的运动，所述运动能够被分解为若干个重复的运动阶段；
-在用于提供(100)的单元中，所述参考投影解剖体图像数据是沿时间的参考投影解剖体图像数据的序列(110)，包含在其若干个运动阶段期间的所述解剖体；
-用于计算(400)的单元沿时间计算所述介入装置的三维模型的序列(410)；
-用于提供(500)的单元提供沿时间的实况图像的序列(510)；
其中，所述设备还包括用于选择(910)沿时间的至少一个三维模型并且选择(920)对应于相同运动阶段的沿时间的至少一幅实况图像的单元；并且
其中，用于配准(600)的单元在所述的至少一个选择的三维模型和对应于所述相同运动阶段的至少一幅实况图像之间执行配准(610)。
15.一种用于操作介入装置的方法，包括以下步骤：
a)根据权利要求4到8中的一项所述的方法将解剖体表示与实况图像进行配对；并且
b)使与所述解剖体表示叠加的实况图像可视化。
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