CN116157089A - 用于确定有创设备的位置的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
对于确定有创设备(1)的位置的领域，指定了一种用于改善有创设备(1)的定位的解决方案。这是通过用于确定有创设备(1)的位置的装置和方法来实现，其中，提供用于感测所述有创设备(1)的位置和/或形状的光学形状感测系统，其中，所述系统被布置为以一定的误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在感兴趣区域(3)中所述有创设备(1)上定位位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，由所述光学形状感测系统以一定的误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在感兴趣区域(3)中定位和重建所述有创设备(1)上的在位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi。还提供了一种MRI系统，其用于由所述MRI系统在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内在至少一个空间方向(x,y,z)上测量所述有创设备(1)上的所述点Pi在所述感兴趣区域(3)中的所述位置xi,yi,zi，其中，由所述MRI系统读出在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内的所述磁化的信号，并且所述有创设备(1)的位置基于所述信号来确定。由所述光学形状感测系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点Pi所述位置xi,yi,zi由校正系统利用由所述MRI系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi校正到所述有创设备(1)上的所述点Pi的实际位置。
Description
技术领域
本发明涉及确定有创设备的位置的领域，并且具体地涉及基于由诊断成像支持的光学形状感测来确定有创设备的位置的领域。
背景技术
在许多应用中，对血管内流程的MR引导是一种有希望的方法，因为与常规荧光透视或超声引导相比，MRI具有优异的软组织对比度。虽然各种对比度和生理参数在MR中是大优点，但是与荧光透视或超声不同，诸如导管的有创设备的可视化和定位与额外的技术努力和安全问题相关联。MR设备可以通过由于有创设备中不存在水而引起的对比度、通过由于有创设备中存在的造影剂而引起的对比度而被动地可视化，或者通过在有创设备中集成有线μ-MR接收线圈而主动地可视化。
光纤形状感测允许以具有高时间和空间分辨率的3D方式感测柔性复合光纤的形状。它基于通过光纤布拉格光栅或通过瑞利散射对沿着复合光纤的各个光学纤芯的应变的光学感测。纤芯的已知相对配置允许根据应变数据来重建复合光纤的形状。
被动MR可视化要求有创设备被包含在实时MR成像切片中以便可见。因此，必须依次操纵有创设备和成像切片两者，这显然不如荧光透视中的快速且简单的可视化。成像切片必须移位和成角度以描绘有创设备的轴的至少一部分。大多数情况下，3D有创设备配置允许在一个切片内仅可视化轴的一短部分。由于这些原因，被动可视化很少应用于有创设备，更准确地说很少应用于如针和消融设备的刚性设备。
在十多年前已经临床前展示主动MR跟踪，但是长时间以来不能在临床上应用，因为有创设备内部的μ-线圈的布线由于有创设备在MR成像期间的潜在RF加热而表现出安全隐患。这个问题已经通过将微型变压器引入布线中来解决。然而，在实践中，主动有创设备跟踪只能定位沿着有创设备的两个或最多三个点。因为每个点必须配备有μ-线圈，并且在有创设备的轴中需要直径为约500μm的单独电缆。与用于其他模态(包括确实显示有创设备的整个轴或远侧轴的至少大部分的电磁定位系统)中的有创设备可视化的竞争手段相比，这是一个主要缺点。此外，即使MR主动跟踪技术的最新实施方式仍然由于内部线的断裂(主要由于有创设备的重复急剧弯曲)而具有相对高的故障率。
光纤真实形状(FORS)技术基于对沿着光纤的非常多的点的机械应变的测量，并且通过这些应变值的积分来重建形状。因此，个体应变测量结果中的误差相加，使得形状误差从光纤的近端处的已知固定点处的零朝向光纤的端部增加。FORS技术的当前实施方式在1.8m长的光纤上实现6mm的端部定位准确度(到真实位置的距离)。作为光纤上的拉力的系统性效应引起该误差的大部分。精度(在固定光纤配置中重复测量的标准差)在50Hz下约为1mm，这是相对小的。然而，6mm的总端部定位准确度对于许多有创设备或导管应用而言(特别是对于利用直径在1.3mm和2mm之间的导管执行的心脏导管消融而言)仍然太大。
美国专利申请US2014/155737涉及基于通过光纤形状(FOS)感测测量的导管的形状的3D重建的MR图像数据的弯曲多平面绘制(MPR)。
发明内容
本发明的目的是提供用于基于由诊断成像(例如，由磁共振成像)支持的光学形状感测来确定有创设备的位置的装置和方法，使得通过光学形状感测来确定位置的准确度得到改善。
根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。
因此，根据本发明，提供了一种用于确定有创设备的位置的装置，所述装置包括：至少一个有创设备；至少一个光学形状感测系统；其中，所述光学形状感测系统被配置用于确定所述有创设备的位置和/或形状，所述光学形状感测系统还被布置为以一定的误差容限在感兴趣区域中定位和重建所述有创设备上的在位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi；诊断成像系统(例如磁共振成像(MRI)系统)，其中，所述MRI系统被配置为在所述感兴趣区域中在所述误差容限内在至少在一个空间方向上测量所述有创设备上的所述点Pi所述位置xi,yi,zi；至少一个计算系统，其中，所述计算系统被配置为通过由所述MRI系统确定的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi来将由所述光学形状感测系统确定的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi校正到所述有创设备的实际位置。
本发明的基本构思是FORS技术与诊断成像系统(诸如MRI系统)集成，并且FORS数据通过专用MR成像来增强，使得形状感测的准确度沿着整个有创设备被改善到所述有创设备的直径的分数。FORS用于以3D方式定位有创设备上的孤立且预定义的点Pi。专用MR投影和成像序列被用于以高分辨率但非常有限的FOV并且因此非常短的采集时间覆盖这些感兴趣区域。这些MR数据的专用重建解析了点上的精确位置，其用于校正总体形状重建。
根据优选实施例，所述磁共振成像(MRI)系统还被配置为通过利用所述MRI系统激发以所述位置xi,yi,zi处的所述点Pi为中心并且垂直于方向向量的z切片和/或y切片和/或x切片而以所述误差容限在所述感兴趣区域中至少在一个空间方向上激发磁化，所述MRI系统被布置为利用沿着x方向和/或沿着y方向和/或沿着z方向的读出梯度来读出激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号，所述MRI系统还被布置为执行用于找到激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号的信号抑制的方案来基于所述信号确定所述有创设备上的点Pi的位置xi,yi,zi。
根据另一优选实施例，所述有创设备包括沿着所述有创设备的延伸部的至少一个MR标记物。为了简化从MR数据提取有创设备上的点Pi的位置，所述有创设备可以在点Pi处配备有MR标记物。
优选地，所述MR标记物选自以下MR标记物的列表：顺磁剂、铁磁剂、亚铁磁剂、反铁磁剂、共振拾取射频(RF)线圈、电感耦合RF线圈。例如，可以提供被动或主动MR标记物。
在本发明的另一方面中，该目的通过一种用于确定有创设备的位置的方法来实现，所述方法包括以下步骤：
提供有创设备，
提供磁共振成像(MRI)系统，
提供用于感测所述有创设备的位置和/或形状的光学形状感测系统，所述系统被布置为以一定的误差容限在感兴趣区域中定位所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，
由所述光学形状感测系统在所述感兴趣区域中定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，
由所述MRI系统至少在一个空间方向上在所述感兴趣区域中在所述误差容限内测量所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi，
由所述MRI系统读出以所述误差容限的所述磁化的信号，
基于所述信号来确定所述有创设备(1)的位置，
由所述校正系统利用由所述MRI系统确定的在所述感兴趣区域中的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi来校正由所述光学形状感测系统确定的在所述感兴趣区域中的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi。
简而言之，本发明涉及基于(i)光学形状感测和(ii)诊断成像(特别是磁共振成像、X射线成像或计算机断层摄影)的组合来确定有创设备的位置。根据本发明，通过光学形状感测进行有创设备的位置的相对不太准确的确定，然后采用该初始位置来布置初始位置周围的有限体积(厚片)的射频(RF)激发，并且从针对所述RF激发的厚片的MR图像信息导出有创设备在厚片中的位置的更准确确定。在特定实施例中，这通过在三个方向上从厚片投影磁共振信号(这返回到有创设备在厚片中的位置)来完成。该确定利用了有创设备的材料的MR响应与厚片中的周围(组织，主要是水)不同的事实。
该方法涉及如上所述的技术设备的操作，即如何在光学形状感测系统和磁共振成像(MRI)系统的帮助下由计算机确定有创设备的位置。利用该方法，以光学方式并且通过MRI(即，非有创地)确定有创设备的位置和取向。在关于有创设备执行的其组成步骤与由该设备在身体上产生的外科手术处置之间没有功能联系并且因此没有物理因果关系。因此，该方法和由该设备对人体或动物体产生的效果根本不适合作为用于处置的方法。此外，该方法中不包括用于身体的外科手术处置的流程步骤，该方法也不涉及任何这样的步骤。特别地，该方法不包括或包含表示对身体的实质性物理干预的有创步骤，所述有创步骤需要执行专业医疗专业知识，并且所述有创步骤即使在具有所需的专业护理和专业知识的情况下执行时也涉及实质性的健康风险。特别地，可以提供的是，该方法不应用于人体或动物体。
根据优选的实施例，在所述感兴趣区域中在所述误差容限内测量所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi的步骤包括以下步骤：
利用所述MRI系统激发以所述有创设备的所述位置xi,yi,zi处的所述点Pi为中心并且垂直于方向向量的z切片和/或y切片和/或x切片，
由所述MRI系统在所述误差容限内读出激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号，
基于所述信号来确定所述有创设备的位置。
优选地，在所述误差容限内读出所述磁化的信号的步骤包括利用沿着所述x方向和/或沿着所述y方向和/或沿着所述z方向的读出梯度读出激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号的步骤。
更优选地，z切片和/或y切片和/或x切片的厚度在有创设备的厚度的两倍至三倍之间。
优选地，基于所述信号确定所述有创设备的位置的步骤包括由所述光学形状感测系统基于所述有创设备上的所述位置xi,yi,zi处的所述至少一个点Pi的所述定位和重建来执行用于对在区域xi-Δxi到xi+Δxi和/或yi-Δyi到yi+Δyi和/或zi-Δzi到zi+Δzi之外的激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号进行信号抑制的方案的步骤。
根据另一优选实施例，执行用于对所述激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的自旋回波方案来执行：
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片，
在切片以yi为中心并且切片厚度为2Δyi的情况下执行选择性y切片重聚焦脉冲，和/或在切片以xi为中心并且切片厚度为2Δxi的情况下执行选择性x切片重聚焦脉冲，和/或在切片以zi为中心并且切片厚度为2Δzi的情况下执行选择性z切片重聚焦脉冲，
沿着x方向和/或z方向和/或y方向读出所述信号。
优选地，执行用于对所述激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的饱和方案来执行：
激发并破坏在yi-Δyi至yi+Δyi和/或xi-Δxi至xi+Δxi和/或zi-Δzi至zi+Δzi之外的区域中的信号，
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片，
沿着x方向和/或z方向和/或y方向读出所述信号。
优选地，执行用于找到所述激发的z切片和/或y切片和/或x切片的信号的信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的2d激发方案来执行：
通过以所述xi,yi,zi位置处的所述点Pi为中心的2d脉冲沿着x方向和/或y方向和/或z方向z激发一列信号。
优选地，由所述光学形状感测系统定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi的步骤包括以下步骤：
定位和重建所述有创设备上的至少一个点Pi，其中，所述有创设备包括沿着所述有创设备的延伸部的至少一个MR标记物。
优选地，由所述光学形状感测系统定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi的步骤包括定位和重建所述有创设备的端部点处的点Pi和/或沿着所述有创设备的轴的至少一个点Pi的步骤。
更优选地定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi的步骤包括以下步骤：首先定位所述有创设备的端部点，然后定位和重建所述有创设备的一半长度处的点，然后定位和重建所述有创设备的四分之一长度处的点，以此类推，如在半间隔搜索中那样。
根据本发明的实施例，当以所述误差容限在所述感兴趣区域中激发磁化的步骤已经由所述MRI系统在第一空间方向上执行时，所述方法包括以所述误差容限在所述感兴趣区域中在至少另一个空间方向上激发磁化的步骤。
在本发明的另一方面中，该目的通过一种包括指令的计算机程序产品来实现，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行如上所述的方法的步骤。
在本发明的又一方面中，该目的通过一种用于磁共振(MR)成像系统的软件包来实现，其中，所述软件包包含用于如上所述地控制磁共振成像(MRI)系统的指令。
本发明的其他实施方式可以利用诊断成像模式，例如，计算机断层摄影或X射线成像。光学形状感测提供表示3D体积(其可以被表示为V)的误差容限内的设备端部位置。光学形状感测还提供设备的端部区段的取向，其可以用取向向量k表示。通过以下实施例提出了使用该知识来改善X射线或CT中的精确端部位置的检测。
在基于X射线成像的本发明的实施例中，提出了将体积V投影到X射线图像，从而有效地创建该图像中的2D感兴趣区域(ROI)。提出了将用于搜索设备端部的范围限制到该ROI。可以取决于设备的已知尺寸添加一些额外的容限。这确保ROI完全覆盖设备的外周边。就增加的灵敏度和降低的假阳性率而言，这种简单的措施已经将极大地改善设备端部的检测的鲁棒性(增加的特异性)。
对于设备检测本身，可以使用任何图像处理算法来找到ROI内的设备，但是优选地也可以使用已知的取向向量k和设备的尺寸。作为一个实施例，线滤波器用于增强ROI中的对应于取向k到图像平面上的投影k'的任何线性结构。在已经识别出对应于设备的真正线结构之后，可以使用另一滤波器来精确地确定沿着方向k'的线的端部，即设备端部。
在基于计算机断层摄影(CT)的本发明的实施例中，提出了首先使用体积V的纵向(z)范围。设备的搜索范围可以限于CT的检测/重建体积的对应z-范围。其次，与在X射线的实施例中类似地，利用取向k是已知的，这里通过利用滤波器直接增强沿着k的线结构。最后，可以搜索沿着k的线的端部以检测端部位置。
附图说明
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。然而，这样的实施例不一定代表本发明的全部范围，因此参考权利要求并且在本文中用于解释本发明的范围。
在附图中：
图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的具有由光学形状感测系统定位的有创设备的位置xi,yi,zi处的点Pi和激发的z切片的草图，
图2示出了根据本发明的实施例的用于确定有创设备的位置的方法的流程图。
附图标记列表
有创设备 1
由MRI系统激发的切片 2
感兴趣区域 3
位置xi,yi,zi处的点Pi Pi
有创设备的方向向量 ni
空间方向 x,y,z
点Pi周围的误差容限 2Δxi,2Δyi,2Δzi
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的具有由光学形状感测系统定位的位置xi,yi,zi处的点Pi的有创设备1和激发的z切片2的草图。点Pi由有创设备1上的FORS定位在位置xi,yi,zi处，但是由于有限的准确度，真实位置可能包含在以xi,yi,zi为中心的误差容限2Δxi,2Δyi,2Δzi中，其中，该误差容限2Δxi,2Δyi,2Δzi的大小可以因点而异，并且因此被索引，并且在没有进一步的先验知识的情况下，大小通常将朝向有创设备1的端部增加。FORS重建还提供有创设备1在点Pi处的方向向量ni。为了改善Pi在x方向x上的定位的准确度，MR扫描器测量有创设备1上的点Pi的位置xi,yi,zi。在本发明的实施例中，可以特别地提供的是，MR扫描器激发以xi,yi,zi为中心的有创设备1的厚度的约两倍至三倍并且垂直于方向向量ni的切片2，如图1中所示。具有沿着x方向x的读出梯度的该切片2的信号的读出提供沿着y方向y被积分的该切片2中的所有信号的投影。由于有创设备1中不存在水，因此在该投影中在设备的真实位置xti处预期有小的信号减少。然而，来自整个切片2中的身体组织的信号的异质性也将提供信号变化，使得有创设备1的小的信号减少将可能被掩盖。因此，提出在信号读出之前对来自区域yi-Δyi至yi+Δyi之外的切片2的信号进行抑制。因此，投影仅包含在该小区域中沿着y积分的信号。在设备中没有信号现在将导致投影中的显著信号减少。该信号下降的位置对应于设备的真实位置xti。由于来自FORS测量的先验知识，对该信号下降的搜索仅需要在区域xi-Δxi至xi+Δxi中执行。可以通过各种方案来执行信号抑制。
在本发明的实施例中，通过自旋回波方案来执行信号抑制。在z切片选择性激发之后，在切片中心在yi处并且切片厚度为2Δyi的情况下执行y切片选择性重聚焦脉冲。在x方向x上的以下读出将仅从激发z切片2和重聚焦y切片的横截面采集信号。在另一实施例中，通过饱和方案来执行信号抑制，其中，在yi-Δyi至yi+Δyi之外的区域中的信号被激发并破坏，然后是z切片2选择性激发和沿着x方向x的读出。
在本发明的另一实施例中，通过2d激发方案来执行信号抑制。2d脉冲用于仅激发沿着x的以xi,yi,zi为中心并且具有宽度yi,zi的一列信号。为了说明和便于注释，有创设备1已经被定向为沿着图1中的z轴z。可以从FORS数据导出有创设备1在点Pi处的近似取向，以将选择切片2定向垂直于有创设备1行。这引起由投影读出中的切片2和像素的有限宽度引起的最小部分体积效应。
本发明的上述实施例描述了采集MR投影数据来改善Pi在x方向x上的定位。在本发明的实施例中，为了改善同样在y方向y和z方向z上的定位，可以在至少另一个空间方向x,y,z上执行类似的步骤。
沿着有创设备1的方向(在图1所示的实施例中，z方向z)表示略微不同的问题，因为有创设备1先验地不提供可以在MR中可视化的结构。然而，点Pi可以被选择为与已经提供一些MR对比度的有创设备1的结构一致。在本发明的另一实施例中，点Pi可以配备有本领域已知的被动MR标记物以提供足够的MR对比度。被动MR标记物是顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性金属、金属合金和金属化合物。它们优选地作为颗粒嵌入塑料基质中。另外，可以提供主动标记，如谐振拾取射频(RF)线圈或半主动电感耦合RF线圈。即使只有点Pi的xi和yi坐标，也改善了FORS的定位。由于MR测量，点Pi的真实位置以高准确度可用。因此，FORS重建可以逐段地完成，并且仅必须求解那些点之间的形状。最初，有创设备1的端部的MR定位导致关于FORS重建的信息的最大增益。在实施例中，可以旨在首先利用MR定位有创设备1的端部点，并且继续有创设备1的一半长度处的点，然后继续有创设备1的四分之一长度处的点等等，如在半间隔搜索中那样。
图2示出了根据本发明的实施例的用于确定有创设备1的位置的方法的流程图。该方法通过提供至少一个有创设备1、磁共振成像(MRI)系统和光学形状感测系统而开始于步骤200。光学形状感测系统被配置用于确定有创设备1的位置和/或形状。光学形状感测或光纤形状感测允许以具有高时间和空间分辨率的3D方式感测柔性复合光纤的形状。它基于通过光纤布拉格光栅或通过瑞利散射对沿着复合光纤的各个光学纤芯的应变的光学感测。纤芯的已知相对配置允许从应变数据重建复合光纤的形状。
在步骤210中，有创设备1上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi由光学形状感测系统以一定的误差容限2Δxi,2Δyi,2Δzi在感兴趣区域3中定位和重建。
在步骤220中，由MRI系统以误差容限2Δxi,2Δyi,2Δzi在感兴趣区域3中至少在一个空间方向x,y,z上激发磁化。在本发明的实施例中，可以利用MRI系统将磁化激发为以位置xi,yi,zi处的点Pi为中心并且垂直于有创设备1的方向向量ni的z切片和/或y切片和/或x切片2。为了改善Pi例如在x方向x上的定位的准确度，MR扫描器激发以xi,yi,zi为中心的有创设备1的厚度的约两倍至三倍并且垂直于方向向量ni的切片2。因此，在本发明的实施例中，可以预见从FORS数据导出有创设备1在点Pi处的近似取向，并且将选择切片2垂直于有创设备1进行取向。这导致由投影读出中的切片和像素的有限宽度引起的最小部分体积效应。
在步骤230中，由MRI系统读出以误差容限2Δxi,2Δyi,2Δzi的磁化的信号。在本发明的实施例中，由MRI系统读出具有沿着x方向x和/或沿着y方向y和/或沿着z方向z的读出梯度的激发的z切片和/或y切片和/或x切片2的信号。例如，具有沿着x方向x的读出梯度的切片2的信号的读出提供沿着y方向y积分的该切片2中的所有信号的投影。由于设备中不存在水，因此在该投影中在设备的真实位置xti处预期有小的信号减少。然而，来自整个切片中的身体组织的信号的异质性也将提供信号变化，使得设备的小的信号减少将可能被掩盖糊。因此，提出在信号读出之前对来自区域yi-Δyi至yi+Δyi之外的切片2的信号进行抑制。因此，投影仅包含在该小区域中沿着y积分的信号。设备中不存在信号现在将导致投影中的显著信号减少。该信号下降的位置对应于有创设备1的真实位置xti。由于来自FORS测量的先验知识，对该信号下降的搜索仅需要在区域xi-Δxi至xi+Δxi中执行。因此，在本发明的另一实施例中，基于信号确定有创设备1的位置的步骤包括由光学形状感测系统基于位置xi,yi,zi处的有创设备1上的至少一个点Pi的定位和重建执行用于对在区域xi-Δxi至xi+Δxi和/或yi-Δyi至yi+Δyi和/或zi-Δzi至zi+Δzi之外的激发的z切片和/或y切片和/或x切片2的信号进行信号抑制的方案的步骤。
可以通过各种方案来执行信号抑制。例如，执行用于对激发的z切片和/或y切片和/或x切片2的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的自旋回波方案来执行：
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片2，
在切片中心在yi处并且切片厚度为2Δyi的情况下执行选择性y切片重聚焦脉冲，和/或在切片中心在xi处并且切片厚度为2Δxi的情况下执行选择性x切片重聚焦脉冲，和/或在切片中心在zi处并且切片厚度为2Δzi的情况下执行选择性z切片重聚焦脉冲，
沿着x方向x和/或z方向z和/或y方向y读出信号。
在本发明的另一实施例中，执行用于对激发的z切片和/或y切片和/或x切片2的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的饱和方案来执行：
激发并破坏在yi-Δyi至yi+Δyi和/或xi-Δxi至xi+Δxi和/或zi-Δzi至zi+Δzi之外的区域中的信号。
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片2，
沿着x方向x和/或z方向z和/或y方向y读出信号。
在本发明的另一实施例中，执行用于对激发的z切片和/或y切片和/或x切片2的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的2d激发方案来执行：
通过以xi,yi,zi位置处的点Pi为中心的2d脉冲沿着x方向x和/或y方向y和/或z方向z激发一列信号。
然后，以这种方式获得的测量数据用于基于信号确定有创设备1的位置。
在步骤240中，由光学形状感测系统确定的有创设备1上的点Pi在感兴趣区域3中的位置xi,yi,zi由校正系统利用由MRI系统确定的在感兴趣区域3中的有创设备1上的点Pi的位置xi,yi,zi校正到有创设备1的实际位置。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容和权利要求，在实践所要求保护的本发明时可以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，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管特定措施是在相互不同的从属权利要求中记载的，并这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不应被解释为对范围的限制。此外，为了清楚起见，并非附图中的所有元件都被提供有附图标记。
Claims (16)
1.一种用于确定有创设备的位置的装置，所述装置包括：
至少一个有创设备(1)，
至少一个光学形状感测系统，其中，所述光学形状感测系统被配置用于确定所述有创设备(1)的位置和/或形状，所述光学形状感测系统还被布置为以一定的误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在感兴趣区域(3)中定位和重建所述有创设备(1)上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，
诊断成像系统，其中，所述诊断成像系统被配置为至少在一个空间方向(x,y,z)上在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi，
至少一个计算系统，其中，所述计算系统被配置为通过由所述诊断成像确定的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi将由所述光学形状感测系统确定的所述有创设备上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi校正到所述有创设备(1)的实际位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统、计算机断层摄影成像系统或X射线成像系统。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像(MRI)系统，所述磁共振成像(MRI)系统还被配置为通过利用所述MRI系统激发以所述位置xi,yi,zi处的所述点Pi为中心并且垂直于方向向量(n)的z切片和/或y切片和/或x切片(2)而以所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在所述感兴趣区域(3)中在至少在一个空间方向(x,y,z)上激发磁化，所述MRI系统被布置为利用沿着所述x方向(x)和/或沿着所述y方向(y)和/或沿着所述z方向(z)的读出梯度来读出所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号，所述MRI系统还被布置为执行用于找到所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的所述信号中的信号抑制的方案以基于所述信号来确定所述有创设备(1)上的所述点Pi的位置xi,yi,zi。
4.根据权利要求1至3所述的装置，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统，并且所述有创设备(1)包括沿着所述有创设备(1)的延伸部的至少一个MR标记物。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述MR标记物选自以下MR标记物的列表：顺磁剂、铁磁剂、亚铁磁剂、反铁磁剂、共振拾取射频(RF)线圈、电感耦合RF线圈。
6.一种用于确定有创设备(1)的位置的方法，所述方法包括以下步骤：
提供有创设备(1)，
提供诊断成像系统，
提供用于感测所述有创设备(1)的位置和/或形状的光学形状感测系统，所述系统被布置为以一定的误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在感兴趣区域(3)中定位所述有创设备(1)上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，
由所述光学形状感测系统在所述感兴趣区域(3)中定位和重建所述有创设备(1)上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi，
由所述MRI系统至少在一个空间方向(x,y,z)上在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi，
由所述校正系统利用由所述MRI系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点Pi所述位置xi,yi,zi将由所述光学形状感测系统确定的在所述感兴趣区域(3)中的所述有创设备(1)上的所述点Pi的所述位置xi,yi,zi校正到所述有创设备(1)的实际位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述诊断成像系统是磁共振成像系统，并且在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内在所述感兴趣区域(3)中测量所述有创设备(1)上的所述点Pi所述位置xi,yi,zi的步骤包括以下步骤：
利用所述MRI系统激发以所述点Pi的所述位置xi,yi,zi为中心并且垂直于所述有创设备(1)的方向向量(ni)的z切片和/或y切片和/或x切片(2)，
由所述MRI系统在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内读出激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号，
基于所述信号来确定所述有创设备(1)的位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)内读出所述磁化的信号的步骤包括利用沿着所述x方向和/或沿着所述y方向和/或沿着所述z方向(x,y,z)利用读出梯度读出所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号的步骤。
9.根据权利要求7至8所述的方法，其中，基于所述信号确定所述有创设备(1)的位置的步骤包括由所述光学形状感测系统基于所述有创设备(1)上的对所述位置xi,yi,zi处的所述至少一个点Pi的所述定位和重建来执行用于对在区域xi-Δxi至xi+Δxi和/或yi-Δyi至yi+Δyi和/或zi-Δzi至zi+Δzi之外的所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号进行信号抑制的方案的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，执行用于对所述激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的自旋回波方案来执行：
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片(2)，
在切片中心在yi处并且切片厚度为2Δyi的情况下执行选择性y切片重聚焦脉冲，和/或在切片中心在xi处并且切片厚度为2Δxi的情况下执行选择性x切片重聚焦脉冲，和/或在切片中心在zi处并且切片厚度为2Δzi的情况下执行选择性z切片重聚焦脉冲，
沿着所述x方向(x)和/或所述z方向(z)和/或所述y方向(y)读出所述信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，执行用于对所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的所述信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的饱和方案来执行：
激发并破坏在yi-Δyi至yi+Δyi和/或xi-Δxi至xi+Δxi和/或zi-Δzi至zi+Δzi之外的区域中的信号，
选择性地激发z切片和/或y切片和/或x切片(2)，
沿着所述x方向(x)和/或所述z方向(z)和/或所述y方向(y)读出所述信号。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，执行用于对所激发的z切片和/或y切片和/或x切片(2)的所述信号进行信号抑制的方案的步骤通过包括以下步骤的2d激发方案来执行：
通过以所述位置xi,yi,zi处的所述点Pi为中心的2d脉冲沿着x方向(x)和/或y方向(y)和/或z方向z(z)激发一列信号。
13.根据权利要求6至12所述的方法，其中，由所述光学形状感测系统定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi的步骤包括以下步骤：
定位和重建所述有创设备(1)上的至少一个点Pi，其中，所述有创设备包括沿着所述有创设备(1)的延伸部的至少一个MR标记物。
14.根据权利要求6至13所述的方法，其中，由所述光学形状感测系统定位和重建所述有创设备上的位置xi,yi,zi处的至少一个点Pi的步骤包括定位和重建所述有创设备(1)的端部点处的点Pi和/或沿着所述有创设备(1)的轴的至少一个点Pi的步骤。
15.根据权利要求5至13所述的方法，其中，当以所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在所述感兴趣区域(3)中激发磁化的步骤已经由所述MRI系统在第一空间方向(x,y,z)上执行时，所述方法包括在至少另一空间方向(x,y,z)上以所述误差容限(2Δxi,2Δyi,2Δzi)在所述感兴趣区域(3)中激发磁化的步骤。
16.一种包括指令的计算机程序产品，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求6至15所述的方法的步骤。
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