CN1981307A - 用于绘制患者体内结构的医学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种医学成像系统，用于引导在与受检者身体结构(3)接触的多个点(P1，P2，...，PM)上执行多个动作的医疗器械(4)。这种医学成像系统包含用于采集所述结构(3)的多个三维(3D)图像数据组(3DIS(t1)，3DIS (t2)，...，3DIS(t))的采集装置；用于将所述多个点(Pj)之一与所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))之一相关联的装置(9)；用于根据所述多个3D图像数据组来计算参考2D图像数据组(3DIS(tR))的装置(10)；用于定义对所述多个点的点(Pj)的变换(TR(ti))的装置(11)，这些点与所述图像数据组(3DIS(ti))之一相关联；以及用于可视化所述变换的点(TR(ti)Pj)的装置(13)。

Description

用于绘制患者体内结构的医学成像系统
技术领域
本发明涉及一种利用医疗器械和三维成像绘制患者体内结构的医学成像系统。本发明也涉及在所述医学成像系统中使用的一种方法。
这样一种发明用于引导侵入的医疗器械在身体器官(特别是心脏)中的放置和操作。
背景技术
侵入的医疗器械必须被引导进入患者的身体中的临床应用变得越来越普遍。值得注意的是，由于对心脏病最低侵入疗法的关注日益增强，使得允许医生引导医疗器械进入心脏内外的预定位置的方法与设备不断发展成为必要。举例来说，在生理电学中，必须将一种导管引导到心室或者心房内壁的多个位置，从而测量电脉冲或者燃烧(burn)内壁组织。
在以公开号EP1182619A2公开的欧洲专利申请中公开了一种用于绘制患者体内结构的方法和系统。捕获结构的三维图像数据组。用下列方式使用插入所述结构中的医疗器械以生成所述结构的三维几何图：医疗器械(其安装有位置传感器)在所述结构上的许多位置上可以接触到所述结构，这些位置被记录在三维几何图上。所述三维图形数据组被与所述图对齐，以便所述三维图像数据组中多个图像点的每个图像点都与所述三维几何图中的对应点相关联。显示所述三维几何图，以便在相应的图点上显示出直接来源于所述三维图像数据组的诊断信息或者直接从所述三维图像数据组导出的诊断信息，比如，这些诊断信息涉及所述结构中的血液流动。
这种方法提供一种解决方案，用于从由所述医疗器械提供的位置生成所述结构的三维几何框架模型，其中可以绘制由所述三维图像数据组提供的诊断信息。必须挑选医疗器械的位置以便可以构造所述结构的几何形状。根据合并的诊断信息和几何信息，操作所述导管的用户能识别和可视化所述结构(比如心脏)的需要治疗的区域。这种方法的缺点在于未考虑到这样的事实：所述结构可能已经在所述医疗器械的两次连续的测量之间发生了移动。因此，所采集的三维映像不准确。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种系统，用于生成患者身体结构的三维图，该图是更为准确的。
这是由以下医学成像系统实现的，该系统包含：
-用于采集患者身体结构的多个三维(3D)图像数据组的采集装置；
-用于在与所述结构接触的多个点上操作多个动作的医疗器械；
-用于将多个点之一与多个3D图像数据组之一相关联的装置；
-用于根据所述多个3D图像数据组来计算参考3D图像数据组的装置；
-用于定义变换，以将所述多个3D图像数据组与所述参考3D图像数据组进行匹配的装置；
-用于将所述匹配变换运用到与所述多个3D图像数据组之一相关联的多个点的中的点；
-用于可视化所述变换的点。
利用本发明，可以使用放置在身体结构内的医疗器械从内部探测身体结构(例如心脏腔，heart cavity)，还可以使用3D图像采集装置从外部探测身体结构。
采集装置适于连续地采集所述结构的多个3D图像数据组，比如使用超声探针采集3D超声成像数据组。应当注意，除超声之外的成像方式，诸如CT或X光，也都可以使用。超声成像的优点在于它示出组织壁和血管分布。采集多个3D图像数据组的优点在于它们实时地显示出结构的进展。事实上，身体结构，例如心脏，预料到在心动周期期间由于收缩而发生移动和形变。
医疗器械被修改成用于执行多个动作，例如在与之有接触的结构壁的多个位置点测量电活动或燃烧组织。在第一种情况中，目的在于完全地和均匀地绘制组织壁。在第二种情况中，目的在于精确地达到组织壁的希望点。这些动作是由医疗器械在某个时段内连续地执行的。
关联装置设计成用来将一个点与3D图像数据组相关联。有益地，对应于在时间t执行的动作的一个点与在相同时间或在很靠近时间t的一个时间采集的3D图像数据组相关联。优点在于关联的3D图像数据组提供关于在已经由医疗器械执行动作的时间该结构的背景的信息。
用于根据所述多个3D图像数据组计算参考3D图像数据组的装置用于例如根据最后两个采集的3D图像数据组的组合推导出参考3D图像数据组。所述参考3D图像数据组也能够简单地从多个3D图像数据组中挑选出来作为3D图像数据组。
对于已经与至少一个点相关联的每个3D图像数据组，定义一种变换，以将所述3D图像数据组与所述参考图像数据组相匹配。为与另一3D图像数据组相关联的点，使用另一变换重复进行这种操作。依照这种方式，相对于参考3D图像数据组对齐这些变换点。
然后，可视化装置被修改成提供对变换点的可视化，由此形成该结构的图。这种图在每个动作点包括所执行动作的结果，比如该组织已经被烧掉的测量或者指示。
因此，利用本发明得到的图更为准确，因为修改的变换已经应用于每个点，这弥补了在采集参考图像数据组和采集关联的3D图像数据组之间的时间中结构所经受的任何形变或运动。
有益地，用于可视化所述变换的点的装置包括用于产生表示(representation)的子装置，其中变换点或者与参考3D图像数据组叠加或者与在通过为当前3D图像数据组定义的匹配变换的变换之后的时间t采集的当前3D图像数据组叠加。第一种优点在于这种叠加可以帮助用户相对于周围解剖体而放置动作点。另一个优点在于所述图像表示可以帮助用户决定在哪里执行下一个动作。
在本发明的第一实施例中，该参考图像数据组被选作例如在某时间t1采集的固定3D图像数据组。换句话说，产生固定的图并且每个新的点相对于所述固定坐标系被对齐。其优点在于易于读取该图，因为当新的点出现在该图上时，先前已经处理的该点保持不变。
在本发明的第二实施例中，参考图像数据组被选作在当前时间t采集的当前3D图像数据组。在这种情况下，获得最新的图，该图随该组织移动。优点在于在当前时间t，可视化的图对应于体内该结构的真实状态。产生的图也更为逼真，因为它随该结构移动。
在本发明第三实施例中，一种几何变换应用于参考3D图像数据组。目的是比如确保该结构从而确保该图在用户所熟悉的给定方向被可视化。优点在于用户能够更容易解释这种几何变换图。
在本发明第四实施例中，可视化装置被修改成提供医疗器械的研究区的视图。本发明第四实施例的第一种优点在于它提供了医疗器械附近区域的放大，这改善了研究区的可视化。第二种优点在于这种视图提供了该结构的另一种透视图。因此，结合该表示，这种视图可以帮助用户以更快并且更加有效的方式定义利用医疗器械执行动作的下一位置。
参考以下描述的实施例将阐明本发明的这些及其它方面，并且通过实施例的描述本发明的各个方面将更加显而易见。
附图简述
现在将采用举例方式参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的系统的示意图；
图2是根据本发明关联装置的示意图；
图3是根据本发明用于把三维图像数据组局限于局部的装置的示意图；
图4是根据本发明的用于定义变换的装置；
图5是根据本发明用于将为三维图像数据组定义的变换运用到与所述三维图像数据组相关联的点的装置的示意图；
图6是根据本发明由可视化装置提供的图的示意图；
图7是根据本发明第一实施方式的表示的示意图，其中变换的点与参考三维图像数据组叠加；
图8是根据本发明第二实施方式的表示示意图，其中变换的点与参考3D图像数据组叠加；
图9是根据本发明第三实施方式的用于将几何变换运用到参考三维图像数据组的装置的示意图；
图10是根据本发明第四实施方式、由可视化装置提供的医疗器械的研究区的视图的示意图；
图11是根据本发明方法的示意表示。
具体实施方式
本发明涉及一种使用医疗器械和三维成像来绘制患者身体结构的系统。在下文中，将借助于引入心腔(例如左心室或者右心房)的生理电学导管以测量心脏电活动或者燃烧疾病组织的应用，来更详细地描述根据本发明的系统。
然而，本发明不局限于生理电学过程并且可以更一般地用于在患者身体中引导任何其他医疗器械-比如针(needle)。
图1的示意图示出安排在患者检测台2上的患者1，并且他的象征性地表示的心脏3借助于引入体内的导管4而接受治疗。根据本发明的系统包含装置5，用于采集该结构的多个三维图像数据组3DIS(t1)，3DIS(t2)，3DIS(t)。在下文中，多个三维图像数据组是从超声探针6采集的多个超声图象数据组，所述探针6已经放置在患者身体上并且由固定装置-比如皮带7或者定向(stereotactic)臂加以固定。然而，应当指出，本发明不局限于超声采集装置而且也可以使用CT、MRI或者X光采集装置。
有益地，三维采集装置5适合于提供活动的三维图像数据组。比如，在心动周期的预定阶段采集三维图像数据组3DIS(t1)、3DIS(t2)、…3DIS(t)。然而，应当指出，也可以在所述心动周期的任何阶段采集这些图像数据组。
多个三维图像数据组存储在存储器6中。
根据本发明的系统包含将要在结构3的内部被引导来在和所述结构接触的多个位置点P1、P2、…、PM(其中M是整数)执行多个动作的医疗器械4。所述多个动作是由控制器8来控制的，并且该多个动作的结果存储在存储器8中。
根据本发明的所述系统还包含：用于将所述多个点Pj之一与所述多个三维图像数据组3DIS(t)之一相关联的装置9；用于根据所述多个三维图像数据组计算参考三维图像数据组3DIS(tR)的装置10；用于定义变换TR(ti)以将所述多个三维图像数据组3DIS(ti)之一与参考三维图像数据组3DIS(tR)相匹配的装置11；用于将所述匹配变换TR(ti)运用到所述多个点的点Pj的装置12，这些点与所述3D图像数据组3DIS(ti)之一相关联，以及用于使用显示装置14可视化所述变换的点TR(ti)Pj的装置13。
根据本发明，医疗器械4具有末端，当医疗器械4开始接触到所述结构内壁的位置点Pj时，该末端适合于执行诸如测量电活动或者燃烧组织之类的动作Aj。在生理电学程序的特别情况中，导管4的此末端被称作尖端(tip)。有益地，所述控制器8包含用于把所述导管的尖端局限于局部的子装置，其给出了所述医疗器械接触的位置点的精确位置。在第一替换实施例中，医疗器械4安装有有源的定位器，比如射频线圈，如上所述，用于把超声探针6局限于局部。所述尖端是小而薄的壁段，它很能反射声波(echogenic)并且在三维超声图象数据组中留有特定的标记(signature)。在第二替换实施例中，所述尖端局部化子装置有利地使用本领域普通技术人员公知的图像处理技术，以便在相对均一的背景中增强高对比度的斑点或者拉长的形状。
因此，尖端局部化子装置适合于提供医疗器械4和结构3的内壁在时间tj的接触点Pj＝(xj，yj，zj)的位置。在第一替换实施例中，这种位置是直接地用固定参考内容-比如临床介入房间的参考(O，x，y，z)表示的。在第二替换实施例中，它首先用超声探针6的局部参考表示(O’，x’，y’，z’)，并且由本领域普通技术人员公知的转换装置转换为临床介入房间(O，x，y，z)的参考指示坐标。
所述系统包含用于将位置点Pj(j是整数)与来自多个三维图像数据组3DIS(ti)，3DIS(t2)，…3DIS(t)的一个三维图像数据组相关联的装置9。有利地，相应于时间时刻tj执行的动作Aj的位置点Pj与时间ti采集的三维图像数据组3DIS(ti)相关联；所述时间ti是采集三维图像数据组3DIS(ti)到3DIS(t)的时间之中最靠近tj的时间。
参考图2，所述位置点P1，P2因此与三维图像数据组3DIS(t1)相关联，位置点P3与三维图像数据组3DIS(t2)相关联，位置点P4、P5与三维图像数据组3DIS(t3)相关联，位置点P6与三维图像数据组3DIS(t4)相关联。
优点在于，相关联的三维图像数据组3DIS(ti)可以被认为是表示结构3在时刻tj的状态，在时间tj在位置点Pj执行了所述动作。应当注意到，不止一个位置可以与一个三维图像数据组相关联。
装置10预计用来导出参考三维图像数据组3DIS(tR)。比如，特别是如果存在在时间靠近t-1/2的时间所采集的位置点，那么可以通过合并最后两个采集的3D图像数据组3DIS(t-1)和3DIS(t)来建立参考3D图像数据组3DIS(tR)。也可以从多个三维图像数据组中简单地挑选所述参考三维图像数据组作为三维图像数据组，例如作为在时间ti采集的第一个三维图像数据组3DIS(t1)，或在时间t采集的当前三维图像数据组3DIS(t)。在下文中，假定已经在时间tR采集了所述参考三维图像数据组3DIS(tR)，其中R是先验的不同于i的整数。在时间tR和时间ti之间，超声探针6和结构3这二者都可能已经有所移动。
参照图3，所述系统还包括装置11，用于定义变换TR(ti)，其在临床介入房间的固定作为参考的(O，x，y，z)中将所述三维图像数据组3DIS(ti)与的参考三维图像数据组3DIS(tR)相匹配。
参照图3，依照本发明的系统有益地包括用于把超声探针6局限于相对于超声探针6的坐标的固定参考-例如临床介入房间的坐标(O，x，y，z)的参考中局部的装置。
这种局部化例如是基于本领域技术人员公知的有源定位器，所述定位器安排在超声探针6上。所述有源定位器(例如射频线圈)是用来发送RF信号至放置在患者身体下并且例如集成到所述检测台2中的射频接收单元。该射频接收单元发送所接收的信号至测量装置，测量装置用以测量超声探针6在临床介入房间的参考(O，x，y，z)中的位置。应当注意，有源定位器必须提供超声探针6的方向和位置的精确的测量结果。还应当注意，也可以使用基于导线的光定位器。这种局部化的第一种优点在于它非常精确。第二种优点在于它被实时执行，因此必要时可以在临床过程中触发。
正如已经提及的，超声探针6很可能在临床干预期间由于患者的诸如呼吸运动之类的外部运动而移动。因此，用于局部化超声探针6的装置是用来提供在时间ti的超声探针6的定位，其同时给出在时间ti采集的三维图像数据组在参考坐标(O，x，y，z)中的定位。这种定位完全地定义了超声探针6和三维图像数据组3DIS(ti)在参考坐标(O，x，y，z)内的位置和方向，并且例如包括点O’的坐标和三个正交向量
Figure A20058001575300112
Figure A20058001575300113
的坐标。
有益地，在时间t坐标(O’，x’，y’，z’)(t)的局部参考附属于超声探针6。为了定位在所述三维图像数据组中所关心的结构-诸如医疗器械4或结构3，这种参考坐标(O’，x’，y’，z’)(t)特别有用。这种局部参考坐标随三维图像数据组移动。因此，在临床介入房间的参考(O，x，y，z)内提供附于三维图像数据组3DIS(ti)的局部参考(O’，x’，y’，z’(ti))的定位Loc(ti)和附于参考三维图像数据组3DIS(tR)的局部参考(O’，x’，y’，z’)(tR)的定位Loc(tR)。从而，可由用于定义变换的装置11在参考(O，x，y，z)内定义匹配于定位Loc(ti)和Loc(tR)的第一变换Tr(ti)，。
有益地，用于定义变换TR(ti)(该变换将三维图像数据组3DIS(ti)与参考图像数据组3DIS(tR)匹配)的装置11包含用于在超声探针6的局部参考(O’，x’，y’，z’)(ti)和(O’，x’，y’，z’)(tR)内将结构3分段的子装置。
参照图4，所述子装置用于将所述三维图像数据组3DIS(ti)中的所述结构的第一表面S1(ti)和参考三维图像数据组3DIS(tR)中的所述结构的第二表面S1(tR)进行分段。给定一组第一表面S1(ti)的点，可以使用例如本领域技术人员公知的最近点迭代(Iterative Closest Point)算法，搜索相应第二组点以供在参考三维图像数据组3DIS(tR)中使用。用于定义变换TR(ti)的装置适于例如从一系列变换中寻求第二变换TR’(ti)，其使得第一和第二组点S1(ti)，S1(tR)之间的均方差最小化。有益地，诸如曲率测量C1(ti)的附加特征可以用来改善所述匹配。然后将第二变换TR’(ti)应用于第一表面S1(ti)的所有点。
应当注意，由于医疗器械可能已经相对于结构3有所移动，所以医疗器械4不能干涉到查找匹配的变换的这种过程中。
因此，参照图4，所述变换TR(ti)可以被分解为第一变换TR(ti)和第二变换TR’(ti)，所述第一变换将在时间ti的参考(O，x，y，z)内的超声探针6的局部参考(O’，x’，y’，z’)(ti)的定位Loc(ti)与在时间tR、超声探针6的局部参考(O’，x’，y’，z’)(tR)的局部参考(O’，x’，y’，z’)(tR)的定位Loc(tR)匹配；而所述第二变换TR’(ti)将三维图像数据组3DIS(ti)内的结构3与参考三维图像数据组3DIS(tR)内的结构3相匹配。
依照这种方式，为每个具有与其相关联的位置点Pj的三维图像数据组3DIS(ti)定义适应的变换TR(ti)。因此，在临床介入期间定义了多个变换。
参照图5，然后装置12将定义的变换TR(ti)应用到与所述三维图像数据组3DIS(ti)相关联的位置点Pj。依照这种方式来获得变换的位置点TR(ti)Pj，其相对于参考图像数据组3DIS(tR)而被对齐。
依照本发明的系统最后包括装置13，用于可视化多个变换的位置点TR(ti)Pj，这些点是通过应用所述多个变换而获得的。
参照图6，所述多个变换位置点形成结构3的图M，其中在每个变换位置点TR(ti)Pj给出动作Aj的结果(比如组织已经被烧掉的测量值或指示)。由于构成此图的多个位置点P1、P2，…，PM已经相对于该参考图像数据组由合适的变换进行对齐，所述图相对于参考三维图像数据组3DIS(tR)进行对齐。
图M由显示装置14进行显示。
在图7所示本发明的第一实施例中，参考三维图像数据组TR(ti)Pj是固定三维图像数据组，比如在时间t1采集的第一个三维图像数据组3DIS(ti)。因此，与三维图像数据组3DIS(ti)相关联的位置点Pj首先通过变换TR(ti)(变换TR(ti)将三维图像数据组3DIS(ti)与参考三维图像数据组3DIS(tR)匹配)变换成变换点TR(ti)Pj，然后由可视化装置13进行可视化。
在第一替换实施方式中，用于可视化所述变换的点的装置13，包括用于产生表示R的子装置，其中所述变换的点TR(ti)Pj与所述参考三维图像数据组3DIS(tR)叠加，如图7所示。
因此，由可视化装置13提供的表示R包括固定的解剖背景，在该背景上变换位置点TR(ti)Pj连续地叠加。应当注意，如图7所示，医疗器械的位置是预先知道的而不是更新的。
有益地，所述系统还包括用于从参考三维图像数据组中排除医疗器械4的装置，例如利用本领域技术人员公知的基于图像处理技术的检测装置来排除。
这种表示的第一种优点在于，因为将单个变换TR(ti)应用于每个位置点Pj，因此以简单的方式就得到这种表示。第二种优点在于，因为当新的位置点出现在表示R上时先前已经处理的点保持不变，所以便于读取所述表示。
在第二替换实施方式中，依照本发明的医学成像系统还包括用于将所述变换TR(ti)应用到三维图像数据组3DIS(ti)的装置。获得变换的三维图像数据组TR(ti)3DIS(ti)，其用于在时间ti产生图像表示R(ti)。因此，在时间tI，图像表示R(ti)表示当前变换位置点TR(ti)Pj和与三维图像数据组TR(ti)(3DIS(ti))叠加的先前变换点。第一种优点在于在图像表式R中，医疗器械4和结构3都是更新的。因此，由图像数据形成的解剖背景是最新的。此外，通过将变换TR(ti)应用到三维图像数据组3DIS(ti)，为结构3相对参考三维图像数据组3DIS(tR)的任何运动提供补偿。因此，第二优点在于便于引导医疗器械到达下一目标点。
在图8所示本发明的第二实施例中，挑选参考图像数据组3DIS(tR)作为当前时间t采集的三维图像数据组，比如作为当前三维图像数据组。在这种情况下，采集最新的表示R(t)，它随结构3移动。在这种情况下，与三维图像数据组3DIS(t)相关联的新的位置点Pj在不作任何变换就被叠加到参考三维图像数据组3DISR(t)，因为它对应于与其关联的当前三维图像数据组。  在这种情况下，为了在时间t-1形成图像表示R(t-1)而已经叠加到先前参考三维图像数据组3DIS(t-1)的所有先前采集的位置点，需要相对于在时间t的参考三维图像数据组3DIS(t)进行对齐，从而可以更新图像表示。
在第一替换实施方式中，参照图8，通过完全相同的更新变换TRup(t)(它将时间t-1时的参考三维图像数据组3DIS(t-1)与在时间t的参考三维图像数据组3DIS(t)匹配)，将与先前参考三维图像数据组3DIS(t-1)叠加的先前采集的位置点全部变换成变换的点TRup(t)P1，TRup(t)P2、TRup(t)P3、TRup(t)P4和TRup(t)P5。
因此，依照本发明第二实施例，通过全局变换TR(ti)变换在时间tj采集的位置点Pj，所述全局变换TR(ti)包括在时间t-1、t、t+1的一连串连续的更新变换TRup。因此，在时间t，把在时间t-1采集的点Pj变成变换点TRup(t)Pj，该点在时间t+1通过更新变换TRup(t+1)等进行更进一步变换。
第一种优点在于在当前时间t，可视化的表示R(t)对应于体内该结构的活动状态。所产生的位置点的图也更真实。第二种优点在于计算需求是合理的。
在第二替换实施方式中，在时间tj采集且与三维图像数据组3DIS(ti)相关联的位置点Pj通过多个变换TRi(tj+1)，…，TRi(t)进行连续变换。在时间t通过变换TRi(t)将位置点Pj变换成变换的点TRi(t)Pj，变换TRi(t)把参考三维图像数据组3DIS(t)和三维图像数据组3DIS(ti)对齐；在时间t+1通过变换TRi(t+1)将相同的位置点Pj更进一步变换成变换的点TRi(t+1)Pj，变换TRi(t+1)把参考三维图像数据组3DIS(t+1)等和三维图像数据组3DIS(ti)对齐。其优点在于由于连续变换而导致的误差不累积。
在本发明第三实施例中，通过几何变换对参考图像数据组3DIS(tR)进行变换。这种几何变换的目的是比如确保以用户熟悉的方式可视化该结构以及相应地可视化该表示。比如，这种几何变换可以将所述结构放置在所述三维图像数据组的中心，或者将其放置在所希望的方向上。参照图9，可以通过使用本领域技术人员公知的图像处理技术在参考3D图像数据组3DIS(TR)中检测到结构3的方向轴OA。然后定义几何变换GT，当该几何变换应用于结构3时，会把它放置在所希望的位置和方向上。这种几何变换必须在将变换的位置点叠加到参考3D图像数据组3DIS(tR)之前应用于变换的位置点。优点在于这种几何变换的表示可以更容易地被用户解释。
在本发明第四实施方式中，可视化装置12适合于提供医疗器械4的研究区的视图。参考图10A和10B，这种视图比如通过选择参考三维图像数据组3DISR中的平面P1来生成，该平面包含医疗器械4的尖端并且垂直于该医疗器械。这是通过定义以平面P1为中心的三维图像数据组的平板(s1b)Sb而实现的。可视化装置12可以有利地包含用于生成该平板的三维再现视图的子装置，在该视图上在相应于此研究区的变换的位置点被叠加。本发明第四实施方式的第一种优点是可以提供医疗器械4附近的放大，这改善了研究区的可视化。第二种优点是这种视图提供结构3的另一透视图。因此，与所述图像表示相合并，这种视图可以帮助用户定义下一个位置，来利用医疗器械4以更快和更有效的方式执行动作。特别是，在左心房肺静脉的入口附近是重要的研究区，因为它在心脏疾病中比较突出，这些疾病需要在此研究区域内燃烧组织。参考图10A和10B，肺静脉附近的视图可以很大地帮助用户决定下一个位置来利用医疗器械执行动作。
本发明也涉及一种使用医疗器械和三维成像来绘制患者身体组织的方法。参考图11，这种方法包含以下步骤：
-采集20受检者身体的结构3的多个三维(3D)图像数据组3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t)，
-在和所述结构接触的多个点P1、P2，…，PM执行21多个动作，
-将所述多个点Pj之一与多个3D图像数据组3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t)之一相关联22，
-根据所述多个3D图像数据组(3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))来计算23参考3D图像数据组(3DIS(tR))，
-定义24变换TR(ti)，以将多个三维图像数据组3DIS(ti)之一与在所述多个3D图像数据组内包括的参考3D图像数据组3DIS(tR)相匹配，
-将所述匹配变换TR(ti)应用25到与所述多个3D图像数据组3DIS(ti)之一相关联的所述多个点P1、P2，…，PM的所述点Pj，
-可视化26所述变换的点TR(ti)Pj。
附图及其以上描写旨在举例说明而非限制本发明。很显然的是，存在许多的替换方案，它们落在附加权利要求的范围内。在这点上，作出以下结束备注：存在多种借助于硬件或者软件或者硬件软件两者实现各功能。在这方面，附图是非常概略的，每个附图仅仅表示本发明一个可能的实施例。因而，尽管附图作为不同的模块示出不同的功能，然而这决不排除单个硬件或者软件实施执行几个功能，它也不排除通过硬件或者软件或者硬件软件两者的组装来执行单个功能。
权利要求中的任何附图标记不应该被认为是对权利要求的限制。动词“包括”的使用及其动词变化并不排除除了权利要求中所述记载的那些元件或者步骤之外的元件或者步骤的存在。在元件或者步骤之前的″一个″的使用并不排除多个这种元件或者步骤的存在。

Claims (16)

1.一种医学成像系统，包含：
-用于在时间t1，t2，…，t采集受检者身体结构(3)的多个三维(3D)图像数据组(3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))的采集装置(5)；
-用于在与所述结构接触的点(P1，P2，…，PM)执行多个动作的医疗器械(4)；
-用于将所述多个点(Pj)中的一个与所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))中的一个相关联的装置(9)；
-用于根据所述多个3D图像数据组(3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))来计算参考3D图像数据组(3DIS(tR))的装置(10)；
-用于定义变换(TR(ti))，以将所述多个3D图像数据组3DIS(ti)中的所述一个与所述参考3D图像数据组3DIS(tR))匹配的装置(11)；
-用于将所述匹配变换(TR(ti))应用到所述多个点的点(Pj)，所述多个点与所述多个3D图像数据组中的所述一个图像数据组(3DIS(ti))相关联的装置(12)；
-用于可视化所述变换的点(TR(ti)Pj)的装置(13)。
2.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述参考图像数据组(3DIS(tR))是固定的3D图像数据组(3DIS(t1))。
3.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述参考图像数据组(3DIS(tR))是当前3D图像数据组(3DIS(t))。
4.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述用于可视化所述变换的点(TR(ti)Pj)的装置包含用于生成表示(R)的子装置，其中所述变换的点与所述参考3D图像数据组(3DIS(tR))叠加。
5.如权利要求2所述的医学成像系统，包含用于将所述当前匹配变换(TR(t))应用于所述当前3D图像数据组(3DIS(t))的装置，并且其中所述用于可视化所述变换的点(TR(ti)Pj)的装置包含用于生成表示(R)的子装置，其中所述变换的点与所述变换当前3D图像数据组(TR(3DIS(t)))叠加。
6.如权利要求1所述的医学成像系统，其中用于可视化所述变换的点(TR(ti)Pj)的所述装置包含用于生成医疗器械(4)的研究区视图的子装置，该子装置垂直于包含所述医疗器械的末端的平面(P1)。
7.如权利要求1所述的医学成像系统，包含用于把所述多个位置点(P1，P2，…，PM)局限于在固定参考坐标(O，x，y，z)中的局部的装置。
8.如权利要求1所述的医学成像系统，包含用于把所述多个3D图像数据组(3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))局限于固定参考坐标(O，x，y，z)之内局部的装置。
9.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述参考图像数据组(3DIS(tR))已经经受了几何变换(GT)。
10.如权利要求8所述的医学成像系统，其中所述变换(TR(ti))包含：第一变换(TR(ti))，用于将所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))中所述的一个的局部参考坐标(O’，x’，y’，z’)(ti)与在所述固定参考坐标(O，x，y，z)内的所述参考3D图像数据组(3DIS(tR))的参考局部参考坐标(O’，x’，y’，z’)(tR)相匹配；以及第二变换(Tr’(ti))，用于在所述3D图像数据组(3DIS(ti))的所述匹配的局部参考坐标Tr(ti)(O’，x’，y’，z’)内将所述结构(3)在所述多个3D图像数据组(3DIS(ti)))的所述一个3D图像数据组中的位置(S1(ti))与所述结构在所述参考3D图像数据组(3DIS(tR))中的参考位置(S1(tR))相匹配。
11.如权利要求3所述的医学成像系统，其中所述变换(TR(ti))包括连续的更新变换(TRup)，用于将在时间t-1采集的先前参考3D图像数据组(3DISR(t-1))中变换的点(TRup(t-1)Pj)的位置变换成在时间t采集的当前参考3D图像数据组(3DISR(t))中的位置(TRup(t)Pj)。
12.如权利要求3所述的医学成像系统，其中当所述参考3D图像数据组(3DIS(tR))由所述当前3D图像数据组(3DIS(t))代替时，把新的变换(TRi(t))应用于与所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))之一相关联的所述点(Pj)，所述新的变换(TRi(t))用于将所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))之一与所述当前3D图像数据组(3DIS(t))相匹配。
13.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述结构是心脏并且所述医疗器械是电生理学导管。
14.如权利要求1所述的医学成像系统，其中所述关联装置(9)适于将在时间tj采集的点(Pj)与在靠近时间tj的时间ti采集的3D图像数据组(3DIS(ti))相关联。
15.如权利要求1中所述的医学成像系统，其中所述采集装置(5)预计使用设置在受检者身体上的超声探针(6)来采集多个3D超声图像数据组。
16一种医学成像方法，包括步骤：
-采集(20)受检者身体的结构(3)的多个三维(3D)图像数据组(3DIS(t1)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))，
-在与所述结构接触的多个位置点(P1，P2，…，PM)执行(21)多个动作，
-将所述多个点(Pj)之一与所述多个3D图像数据组(3DIS(ti))之一相关联(22)，
-根据所述多个3D图像数据组(3DIS(ti)，3DIS(t2)，…，3DIS(t))计算(23)参考3D图像数据组(3DIS(tR))，
-定义(24)变换(TR(ti))，用于将所述多个3D图像数据组之一与所述参考3D图像数据组3DIS(tR))相匹配，
-将所述匹配变换(TR(ti))应用(25)到与所述多个3D图像数据组之一相关联的所述多个位置点的位置点，
-可视化(26)所述变换的点(TR(ti)Pj)。
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