KR20080042808A - 캐씨터 네비게이션 시스템 - Google Patents

캐씨터 네비게이션 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20080042808A
KR20080042808A KR1020087002863A KR20087002863A KR20080042808A KR 20080042808 A KR20080042808 A KR 20080042808A KR 1020087002863 A KR1020087002863 A KR 1020087002863A KR 20087002863 A KR20087002863 A KR 20087002863A KR 20080042808 A KR20080042808 A KR 20080042808A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positions
dimensional
reference devices
devices
image
Prior art date
Application number
KR1020087002863A
Other languages
English (en)
Inventor
폴커 라세
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Publication of KR20080042808A publication Critical patent/KR20080042808A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3954—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers magnetic, e.g. NMR or MRI
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3983—Reference marker arrangements for use with image guided surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation

Abstract

의료 기구의 네비게이션을 위한 방법과 시스템에 있어서, 적어도 3개의 기준 위치에 위치한 적어도 3개의 기준 디바이스(들)를 도입하는 단계; 참조 디바이스들을 포함하는 원하는 해부(anatomy)에 상응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 얻기위한 이미징 및 가이드 시스템을 적용하는 단계를 포함하는데, 여기서 다수의 이미지 프로젝션들은 기준 디바이스들에 상응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 만들어내게 해주기에 충분하다. 방법은 또한 기준 디바이스들의 위치를 측정하는 단계; 모델링 또는 재 구성 이미지들로부터 계산된 기준 디바이스들의 위치들과 기 준 디바이스들의 측정된 위치들을 비교에 근거하여 변환(transformation) 매트릭스를 계산해 내는 단계; 그리고 의료 도구의 이미지를 변환 매트릭스 그리고 상기 의료 도구의 위치에 근거하여 다수의 이미지 프로젝션들 중의 적어도 하나에 중첩하는(superimpose) 단계를 포함한다.

Description

캐씨터 네비게이션 시스템{CATHETER NAVIGATION SYSTEM}
본 개시는 선-중재술(pre-intervention) 이미징 없이 검사실만이(lab-only) 중재술하는 3 차원 캐씨터 네비게이션을 위한 메쏘돌로지와 시스템에 관한 것이다.
혈관내 중재술(intravascular interventions)들은 종래에 캐씨터 검사실에 수행된다. 여기서, 수술 영역은 X-레이 시스템을 사용하여 형광경 검사로 관찰된다. 관상 혈관 이상에 있어서, 조영제가 X-레이 형광경 검사 이미지상에 혈관 프로파일을 보이기 위해서 종래에 국부적으로 적용된다. 예를 들어 PTCA{경피 관상 동맥 확장술(Percutaneous Transluminal Coronary Angioplastry)}과 같은 현재의 치료 방법들 동안에 있어서, 캐씨터는 타겟 영역에, 예를 들어 환자의 심장의 협착부(stenosis)에, 밀어넣어 지며, 캐씨터의 위치는 다시 X-레이 형광경 검사를 이용하여 모니터된다. 이것은, X-레이 형광경 검사가 환자의 해부학적 구조를 보이기 위해서 사용될 뿐만 아니라, 캐씨터를 타겟 영역으로 네비게이트하기 위해서도 사용된다는 것을 의미한다. 따라서, 환자와 의료 스탭은 네비게이션만을 위한 추가적인 X-선 방사의 추가적 선량을 필요로 한다.
중재술 프로시저의 정확성을 향상시키기 위해서, 아래에 있는 해부에 레지스터된(registered) 3 차원 캐씨터 국부화(localization)는 특히 심장내 프로시저들 에 대해서 높이 평가된다. 상업적으로 사용할 수 있는 3차원 국부화 시스템은 비싸며, 종종 전용 캐씨터를 요구하며, 그리고 캐씨터 국부화 정보만을 제공한다. 효과적이기 위해, 해부적 정보가 더해져야만 하며, 해부적 좌표들과 캐씨터의 좌표들 사이의 레지스트레이션이(registration) 요구된다. 현재, 해부적 정보는 보통 선-중재술 CT 또는 MRI 스캔 동안 제공되는데, 이는 추가적인 프로시저들을 요구하며, 비용을 늘이게 된다. 이에 더해, 선-중재술 스캔의 경우, 해부적 데이터는 중재술한 날의 해부를 정확하게 표시하지 못할 수 도 있다. 더 나아가, 다른 이미징 양식으로 얻어진 데이터는 인도(guidance)에 사용된 실제 이미징 정보에 대해서 레지스터되어야만하기 때문에, 비용, 시간, 그리고 복잡도가 늘어나게 된다.
불행하게도, 이들 단점들은 현재 3D 네비게이션/국부화 테크놀로지를 폐정맥 격리술(PVI) 또는 심실 빈맥(VT)과 같은 보다 복잡한 절제(ablation) 프로시저들을 적용하는 것을 제한하고 있다. 상심실성 빈맥(SVT)의 절제 그리고 양측 심방 심박 조율기(BiV) 이식과 같은 덜 복잡한 프로시저의 정확성, 효율성및 효력을 향상시키기 위해서, 저-비용 개입-랩-전용 솔루션이 요구된다.
PCT 출원공보 WO 2004/060157은 캐씨터의 혈관내 또는 심장내 네비게이션을 위한 방법과 장치(arrangement)를 기술한다. X-레이 형광경 검사 장치를 사용하여, 먼저 2D 이미지들의 이미지 데이터베이스가 생성되며, 여기서 각 2D 이미지(I)가 취해지는 동시에 관련된 심박 페이즈가 ECG를 사용하여 기록된다. 캐씨터 중재술동안, 캐씨터의 위치는 국부화 유닛을 사용하여 측정되며, 동시에 ECG 그리고 호흡 움직임에 의존하는 시그널 또한 기록된다. 다음으로 측정된 캐씨터의 현재 공 간적 위치가 심박 페이즈에 관해서 그리고 또한 가능하게 호흡 페이즈에 관해서 상응하는 이미지 데이터베이스의 2D 이미지에 할당되며, 이 이미지위에 캐씨터의 위치가 표시될 수 있다. 이러한 접근법이 인도(guidance)를 위해 2D 정보만을 활용하는 반면, 2D-X-레이 프로젝션 공간과 위치측정 시스템 공간 사이의 레지스트레이션을 행하기 위한 수단을 여전히 필요로 한다.
따라서, 값비싼 선-중재술 이미징 및/또는 레지스트레이션의 필요없이 3D 네비게이션을 위한 개입-랩-전용 접근법이 향상된 정확성, 효율성 및 효력과 함께 보다 덜 복잡한 프로시저들에 중재술 프로시저들의 적용들을 확장하기 위해 필요로 되어진다.
이 명세서에는 하나의 또는 그 이상의 예시 실시모드들에서, X-레이 그리고 캐씨터 국부화 시스템 사이의 레지스트레이션을 위해서, X-레이 좌표 시스템 그리고 캐씨터 국부화 좌표 시스템에서 동시에 측정된 기준 캐씨터들의 심장내 전극들의 3차원(3D) 위치들을 활용하는 방법 그리고 시스템이 개시된다. 3D 위치들은 레지스트레이션(registration), 왜곡(distortion) 보정을 위해서, 그리고 3D 네비게이션을 위한 기준 점들로서 사용될 것이다.
본 개시의 예시적 구현들에 따라서, 이 명세서에서는 의로 도구의 네비게이션을 위한 방법들이 개시된다. 방법는: 적어도 세 개의 기준 위치들에 위치된 적어도 세 개의 기준 디바이스(들)을 도입하는 단계; 상기 도입을 수행하고 적어도 3개의 기준 디바이스들을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 얻기위한 이미징 및 인도 시스템을 사용하는 단계를 포함하는데, 여기서 다수의 이미지 프로젝션들은 적어도 3개의 기준 디바이스들에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 만들어 낼 수 있게 해 주기에 충분하다. 방법은 또한 국부화 시스템을 가진 적어도 3 개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치를 측정하는 단계; 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치들과 국부화 시스템으로부터의 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치를 비교하는 것에 근거하여 변환 매트릭스를 계산해내는 단계; 그리고 변환 매트릭스 그리고 국부화 시스템으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 의료 도구의 이미지를 중첩하는 단계를 포함한다.
또한 이 명세서에서 예시 실시모드에 있어서 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 적어도 3개의 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들; 적어도 3개의 기준 디바이스들을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 얻도록 구성된 이미징 시스템을 포함하며, 다수의 이미지 프로젝션들은 적어도 3개의 기준 디바이스들에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 만들어 내도록 해주는데 충분하다. 시스템은 또한 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치를 표시하는 데이터를 제공하도록 구성된 위치 측정 시스템; 이미징 시스템과 국부화 시스템과 동작가능하게 통신되는 컨트롤러로서, 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치들을 컨트롤러는 국부화 시스템으로부터 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치와 비교하는 것에 근거하여 변환 매트릭스를 계산해 내도록 구성되는, 컨트롤러를 포함하고; 컨트롤러는 더 나아가 변환 매트릭스 그리고 국부화 시스템으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 다수의 이미지 프로젝션들중 적어도 하나 에 의료 도구의 이미지를 중첩하도록 구성된다.
더 나아가 이 명세서에서 또 다른 예시 모드에 있어서 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 적어도 3개의 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들을 도입하는 수단; 상기 도입을 수행하고 적어도 3개의 기준 디바이스들을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 얻기위한 이미징 및 인도 시스템을 사용하기 위한 수단에 으로서, 다수의 이미지 프로젝션들은 적어도 3개의 기준 디바이스들에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 만들어 낼 수 있게 해 주기에 충분한 이미징 및 인도 시스템 사용 수단; 적어도 3 개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치를 측정하기위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치들과 측정 수단으로부터의 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치를 비교하는 것에 근거하여 변환 매트릭스를 계산해내기 위한 수단; 그리고 변환 매트릭스 그리고 위치 측정 수단(60)으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 의료 도구의 이미지를 중첩하기 위한 수단을 포함한다.
또한 이 명세서에서 또 다른 예시 실시모드에 있어서 기계가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드로 인코드된 저장 매체가 개시되며, 코드는 컴퓨터가 의료 도구의 네비게이션을 위한 위에 언급된 방법을 구현하게 하기 위한 명령어들을 포함한다.
더 나아가, 또 다른 예시 실시모드에 있어서, 이 명세서에서 컴퓨터 데이터 시그널이 개시되며, 컴퓨터 데이터 시그널은 컴퓨터가 의료 도구의 네비게이션을 위한 위에 언급된 방법을 구현하게 하기 위한 명령어들을 포함한다.
개시된 시스템 그리고 방법과 연관된 추가적인 특징들, 기능들 그리고 장점들은 다음의 자세한 기술들로부터, 특히 이 명세서에 첨부된 도면들과 연결하여 리뷰될 때, 자명하게 될 것이다.
당업자들이 개시된 실시모드들을 만들고 사용하는 것을 돕기위해서, 첨부된 도면들이 참조되었으며, 여기서 유사한 참조는 유사하게 번호가 주어진다.
도 1은 본 발명의 예시 실시모드에 따른 X-레이 이미징 시스템을 도시한 도면.
도 2a는 동방결절부위(HRA), HIS 속(HIS bundle), 그리고 관정맥동(CS)와 같은 알려진 인정된 위치들에서의 기준 캐씨터의 위치를 도시한 도면.
도 2b는 예시 실시모드에 따른 X-레이 프로젝션 데이터로부터 기준 캐씨터들의 재구성을 도시한 도면.
도 3은 예시 실시모드에 따른 이전에 얻어진 프로젝션 이미지들상에 기기의 측정된 위치들을 중첩한 것을 도시한 도면.
도 4는 캐씨터의 네비게이션의 메쏘돌로지의 예시 실시모드에 따른 흐름도.
이 명세서에 설명된 바와 같이, 본 개시는 유리하게, X-레이와 캐씨터 위치측정 시스템의 레지스트레이션을 위한, X-레이 좌표 시스템과 캐씨터 위치 측정 좌표 시스템에서 동시에 측정된 기준 캐씨터에 대한 심장내 전극들의 3차원(3D) 위치들의 위치측정을 허용하고 용이하게 해준다. 3D 위치들은 레지스트레이션, 왜곡 보정, 그리고 3D 네비게이션을 위한 기준 점들로서 사용될 수 있을 것이다.
본 발명은 여러 타입의 3D/4D(심장 페이즈를 포함한 3D) 이미징의 애플리케이션들에 활용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시모드는, 예시로서, 이 명세서에서, 전자-생리학 중재술을 위해 활용되는 것으로서 X-레이 이미징에 적용될 수 있는 것으로서 기술된다. 바람직한 실시모드가 X-레이 이미징 및 중재술에 대한 설명 그리고 참조에 의해서 도시되고 기술되는 반면, 당업자들은 본 발명이 X-레이 이미징 또는 중재술들에만 한정되지 않고 이미징 시스템들과 애플리케이션들에 적용될 수 있다는 것을 인정할 것이다.
더 나아가 특정 센서들과 명명법이 예시 실시모드를 기술하기 위해서 열거되지만 이들 센서들은 설명만을 위해서 기술되며 한정되지 않는 다는 것을 인정할 것이다. 많은 변형, 교체, 그리고 동등한 것들이 이 명세서에서의 개시를 고려하는 이들에게 자명하게 될 것이다.
예시 실시모드에서, X-레이 이미지 좌표들과 캐씨터 위치 측정 시스템 사이의 레지스트레이션을 용이하게 해주는 방법 및 시스템이 개시된다. 하나의 실시모 드에서, 다수의 기준 캐씨터들 상의 심장내 전극들 의 3D 위치들이 X-레이 형광 투시경 좌표 이미징 시스템과 캐씨터 위치측정 좌표 시스템에서 동시에 측정된다. 다음으로 변환 매트릭스가 변환을 수량화 하기 위해서 계산되고 이에 따라서 한 시스템에서 다른 시스템으로의 측정치들의 레지스트레이션이 수행된다. 더 나아가, 예시 실시모드에서, 3D 위치들이 또한 왜곡 보정 그리고 3D 네비게이션을 위한 기준 점들로 사용된다.
도 1을 보면, 본 발명의 예시 실시모드에 따른 시스템이 도시된다. 시스템(10)은, 제 1 단부에 X-레이 튜브(16)가 설치되고, 다른 단부에 X-레이 디텍터(18)가, 예를 들어 이미지 인텐시파이어(intensifier)가 설치된 C-암(arm)(14)을 가지는 X-레이 디바이스(12)를 포함한다. 이러한 X-레이 디바이스(12)는, 테이블(22)에 놓여진, 환자(20)의 X-레이 프로젝션 이미지들을 상이한 X-레이 위치들로부터 형성하는 데 적합하다; 이 목적을 위하여, C-암(14)의 위치는 다양한 방향으로 변화할 수 있으며, C-암(14)은 또한 공간상의 3개의 축, 즉, 도시된 (X), (Z), 그리고 도시되지 않은(Y), 주위로 회전할 수 있도록 구성된다. C-암(14)은 지지-디바이스(24), 피봇(26) 그리고 레일 시스템(30)으로 수평 방향으로 이동될 수 있는 슬라이드(slide)(28)를 통해 천정에 부착된다. 상이한 X-레이 위치들로부터의 프로젝션들의 획득과 데이터 획득을 위한 이들 움직임들의 제어는 컨트롤 유닛(50)에 의해 수행된다.
선택적으로, 심전도(ECG) 측정 시스템(40)은 시스템(10)의 부분으로서 X-레이 디바이스(12)가 제공된다. 예시 실시모드에서 ECG 측정 시스템(40)은 컨트롤 유닛(50)과 인터페이싱된다. 바람직하게, 환자(20)의 ECG는 심장 페이즈의 결정을 용이하게 해주기 위해 X-레이 데이터 획득동안 측정되고 기록된다. 예시 실시모드에서, 심장 페이즈 정보는 X-레이 프로젝션 데이터를 구획(partition)하고 구별하기 위해서 사용된다. 예시 실시모드가 이 명세서에서 심장 페이즈를 확인하기 위해 ECG의 측정을 참조로하여 기술되지만, 다른 접근법도 가능하다는 것이 인정될 것이다. 예를 들어, 심장 페이즈 및/또는 프로젝션 데이터 구획은 X-레이 데이터만으로 또는 다른 파라메터, 또는 추가적인 감지된 데이터에 근거하여 얻어질 수 있다.
컨트롤 유닛(50)은 X-레이 디바이스(12)를 제어하고 이미지 캡처를 용이하게 하며 이미지 재구성을 용이하게 해주는 기능들과 프로세싱을 제공한다. 컨트롤 유닛(52)은 (X-레이 이미지들, 위치 데이터, 그리고 이와 같은 것들을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는) 획득된 데이터를 수신하며, 연산(arithmetic) 유닛(50)에서 프로세스될 수 있도록 한다. 연산 유닛(52)은 또한 컨트롤 유닛(50)으로 제어되고 이와 인터페이싱된다. 다양한 이미지들이 중재술동안 의사를 돕기 위해서 모니터(54)에 디스플레이 될 수 있다.
전술된 기능들과 원하는 프로세싱뿐만 아니라 이들의 계산을(예를 들어, X-레이 컨트롤, 이미지 재구성, 그리고 이와 같은 것들) 수행하기 위해서, 컨트롤 유닛(50), 연산 유닛(52), 모니터(54), 그리고 재구성 유닛(56) 그리고 이와 같은 것들은 프로세서(들), 컴퓨터(들), 메모리, 저장 장치, 레지스터(들), 타이밍, 인터럽트(들), 통신 인터페이스(들), 그리고 입/출력 시그널 인터페이스들, 그리고 이 와 같은 것들 뿐만 아니라 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤 유닛(50), 연산 유닛(52), 모니터(54), 그리고 재구성 유닛(56), 그리고 이와 같은 것들은 X-레이 프로젝션들의 생성과 이로부터 3D/4D 이미지들의 선택적인 재구성을 용이하게 하기 위해 필요한 X-레이 시그널들의 정확한 샘플링, 컨버전, 획득, 또는 생성을 가능하게 해줄 시그널 인터페이스를 포함할 수 있다. 컨트롤 유닛(50), 연산 유닛(52), 모니터(54), 그리고 재구성 유닛(56), 그리고 이와 같은 것들의 추가적인 특성들은 이 명세서 안에서 자세하게 논의된다.
도시된 X-레이 디바이스(12)는 중재술과 함께 일어나는 예시 실시모드의 실례 이전 및 또는 실례 상의 상이한 X-레이 위치들로부터 일련의 X-레이 프로젝션 이미지들을 형성하는데 적합하다. X-레이 프로젝션 이미지들로부터 3차원 이미지 데이터 집합, 3차원 재구성 이미지들, 그리고 원한다면 이들로부터의 X-레이 슬라이스 이미지들이 생성될 수 있다. 예시 실시모드에서, 획득된 프로젝션들은 연산 유닛(52)에, 다음에 선택적으로, 프로젝션들로부터 개개의 재구성 이미지를 형성하는 재구성 유닛(56)에 적용된다. 결과적인 2D 프로젝션들과 3D 이미지들은 모니터(54)상에 디스플레이될 수 있다. 마지막으로, 3차원 이미지 데이터 집합, 3차원 재구성 이미지들, X-레이 프로젝션 이미지들 그리고 이와 같은 것들은 저장 유닛(58)에 세이브되고 저장된다.
도 1에 계속해서, 이 명세서에서 개시된 시스템과 방법들의 예시 실시모드는 캐씨터 검사실의 현존하는 X-레이 이미징 장치를 사용하는 것, 감소된 양의 X-선 방사 선량으로 심장 또는 다른 내혈관 중재술들 동안의 캐씨터의 네비게이션을 용이하게 한다. 더 나아가, 하나 또는 그 이상의 예시 실시모드는 환자의 신체내에 삽입된 도구의 트랙킹을 위한 장치에 관련한 것이다.
시스템(10)은 또한 환자(20)의 신체내에 삽입된 도구(32)의 공간적 위치를 측정하기 위한 위치 측정 유닛(60) 그리고 이후 프로브들(34)로 불려지는 다수의 기준 디바이스들을 포함한다. 바람직하게, 프로브(34)를 위한 전극을 가지는 임의의 기성품 캐씨터를 가지고 사용될 수 있는 위치 측정(60)이 사용된다. 이들 시스템들의 일부는 임피던스 측정에 근거한 국부화 테크닉을 사용한다. 다른 시스템들은 전자기 감지를 사용한다; 그러나 이들 시스템들은, 캐씨터 국부화에 대해서 만족스러운 반면, 전용 캐씨터를 요구한다. 이러한 시스템들에서, 위치 측정 유닛(60)은 (변조된) 전자기장들을 전송하기 위한 트랜스미터(62) 그리고 이들 전자기장을 받기위한 리시버(64)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
바늘, 캐씨터(36), 가이드와이어(guidewire), 하나 또는 그 이상의 프로브(들)(34), 의료 도구(32) 및 위의 것들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는, 은 생검(biopsy) 또는 중재술 치료동안과 같은 상황에서 환자(20)안에 도입될 수 있다. 환자(20)의 검사 지역의 2D 프로젝션들 그리고 선택적으로 3차원 이미지 데이터 집합에 대한 의료 도구(32)의 위치는 (도시되지 않은) 위치 측정 시스템으로 얻어지고 측정되며 예시 실시모드에 따라서 2D 프로젝션들 그리고 선택적으로 재구성된 3D/4D이미지들 위에 중첩될 수 있다.
시스템(10)은 PCT 출원 WO2004060157에 기술된 바와 같은 위치 측정 시스템 과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 위치 측정 유닛(60)을 포함하며, 이 출원의 내용은 이 명세서에 전체가 참조로 병합된다. 위치 측정 유닛(60)은 캐씨터(36)의 팁{예를 들어, 프로브(34)}의 공간적 위치의 결정을 허용하며, 적어도 3개의 기준 프로브들(34)의 위치에 근거하여, 고정된 좌표 시스템안의 환자(20)상의 캐씨터(36)의 팁{예를 들어, 프로브(34)}의 공간적 위치의 결정을 허용한다.
도 2a 그리고 도 2b를 보면, 본 발명의 예시 실시모드는 상심실성 빈맥(SVT)의 제거 프로시저들의 분야에 관한 예시로서 설명될 것이다. SVT 프로시저들에 있어서, 3개의 기준 프로브들(34)은 도 2a에 도시된 바와 같이 동방결절부위(HRA), HIS 번들(HIS), 그리고 관정맥동(CS)과 같은 알려진 인정된 위치들에 위치한다. 예시 실시모드에 따른 캐씨터 네비게이션을 위한 메쏘돌로지와 시스템은 도 3과 도 4를 참조로하여 다음과 같이 구현된다.
도 4는 캐씨터 네비게이션의 예시 메쏘돌로지(100)의 흐름도를 도시한다. 프로세스는 X-레이 그리고 캐씨터/디바이스 국부화 좌표 시스템 사이의 일반적으로 (110)으로 도시된 레지스트레이션으로 시작되고, 뒤이어 2D의 네비게이션 또는 3D의 네비게이션 또는 이들 둘 모두를 사용하는 일반적으로 (120)으로 도시된 중재술 인도가 따르게 된다.
프로세스 블록(112)에서 도시된 바와 같은 예시 실시모드에서, 레지스트레이션은 X-레이 형광경 검사 인도를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 종래 인도에서 선택되는 기준 위치들에 다수의 기준 도구들, 예를 들어 캐씨터들/프로브들/디바이스들 그리고 이와 같은 것들의 도입으로 시작된다. 이전에 언급된 바와 같이, 한 예시 실시모드에서, 먼 단부들에 프로브(들)(34)를 가진 3개의 기준 캐씨터들(36)이 사용되며 동방결절부위(HRA), HIS 속(HIS), 그리고 관정맥동(CS)에 위치되지만, 기준 캐씨터들(36)과 프로브들(34)의 다른 수와 위치도 가능하다. 예를 들어, 바람직하게 적어도 3개의 프로브들(34)을 가진 단일 기준 캐씨터(36)가 사용된다. 프로세스 블록(114)에서 레지스트레이션(100)이, 기준 캐씨터(36) 그리고 프로브들(34)의 3D 재구성을 용이하게 하고 가능하게 하기에 충분한, 이 예에서, X-레이 형광경 검사를 통하여, 프로젝션 데이터 획득으로 계속된다. 동시에 기준 캐씨터들(36) 그리고 프로브(34)의 위치가 위치 측정 시스템(60), 즉, 캐씨터/디바이스 국부화 시스템에 의해 측정된다. 프로젝션 데이터는 회전 데이터 획득 또는 다른 프로젝션 배향들에서의 적어도 2개의 계속되어 얻어지는 프로젝션 이미지 열을 사용하여 얻어질 수 있다. 도 2b는 예시 실시모드에 따른 X-레이 프로젝션 데이터로부터의 기준 캐씨터들의 재구성을 도시한다.
도 4에 계속해서, 프로세스 블록(116)에서, 레지스트레이션(110)은 이미지 재구성 또는 모델링 테크닉들에 의해 3D 기준 점들의 계산으로 계속된다. 도 3은 이 재구성의 예를 도시한다. 기준 캐씨터(들)(36)가 단일 전극/프로브(34) 이상을 가질 수 있으며, 원하면 다수의 3D 점들이 사용될 수 있음이 주지될 수 있다. 다음으로 엄격한 또는 엄격하지 않은 변환 매트릭스가 프로세스 블록(118)에 도시된 바와 같이 재구성된 X-레이 프로젝션 데이터로부터 계산된 3D-위치들 그리고 위치 측정 시스템(60)에 의해서 측정된 3D 위치들 사이에서 계산된다. 이 변환 매트릭스는, 위치 특정 시스템으로 측정된 위치들을 2D X-레이 프로젝션 데이터 또는 선 택적으로 3D 재구성된/모델링된 이미지들로 변환하거나 또는 만일 원한다면 반대로 변환하기 위해서 평행이동, 회전, 스케일링, 왜곡 보정들, 그리고 이와 같은 것들을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 필요한 컨버전을 제공한다.
도 4 그리고 방법(100)에 계속하여, 레지스트레이션(110)이 완료되고 변환 데이터가 알려지면, 방법(100)는 중재술 인도(120)로 계속된다. 중재술 인도(120)는 몇 개의 다른 변형으로 구현된다. 모든 모드에서, 활성 캐씨터(38){즉, 실제 제거 캐씨터 또는 심박 조율기 유도(lead) 그리고 이와 같은 것들}는 디바이스 국부화를 용이하게 하기 위해서 위치 측정 시스템(60)에 의해서 트랙킹된다. 더 나아가 한 예시 실시모드에서, 이전에 논의된 변환 데이터에 근거하여, 측정된 위치들은 이전에 캡처된 2D 프로젝션 또는 다른 프로젝션 방향에서의 다수의 프로젝션들, 또는 심지어 프로세스 블록(122)에서 인지되는 바와 같은 2D에서 네비게이션을 실행하기 위해 수행된 회전 이미징으로부터의 동일한 심장 페이즈에 상응하는 모든 프로젝션들 상에 중첩된다. 설명을 위해서, 도 3은 이전에 획득된 프로젝션 이미지들상에 중첩된 도구(32)의 측정된 위치들을 도시한다. 선택적으로, 3D에서 네비게이션은 프로세스 블록(124)에 도시된 바와 같이 캐씨터/디바이스의 측정된 위치를 3D 기준 위치에 대해 시각화시킴으로써 얻어질 수 있다. 해부적인 정보를 제공하기 위해서, 캐씨터/디바이스들의 3D 정보는 프로젝션 이미지들과 융합되어서 디스플레이될 수 있다.
둘 모두의 접근법에 있어서, 시각화는 바람직하게 기준들(references)과 동일한 심장 페이즈에서 수행되거나{게이티드(gated) 업데이트}, 또는 연속적으로 업 데이트되며, 캐씨터 측정이 다른 심장 페이즈에서 얻어지는 페이즈에서는 디스플레이 에러를 허용한다. 유리하게 페이즈-밖(out of phase) 측정은 어떤 광학적 표시장치 또는 통보(예를 들어, 디스플레이된 캐씨터의 다른 색깔) 그리고 이와 같은 것들에 의해서 표시된다.
더 나아가, 기준점 추정을 위해서 단일한 3D 위치를 사용하는 것의 대안으로서 또 다른 예시 실시 모드에서 4D 재구성(즉, 다른 심장 페이즈들에서의 3D)이 입력으로서 사용될 수 있으며, X-레이와 캐씨터/디바이스 국부화 공간 사이의 4D(3D 플러스 심장 페이즈) 변환을 만들어내게 된다.
게다가, 정적인 2D X-레이 프로젝션들을 활용하는 것의 대안으로서, 다수의 심장 페이즈들로부터 선택된 프로젝션들이 사용될 수 있으며, 따라서 세미-4D 네비게이션 시스템을 제공한다.
또 다른 대안적 실시모드는 위치 측정 시스템(60) 그리고 조작상의 캐씨터 위치의 X-레이 프로젝션들의 해부 데이터로의 다른 변환에 대한 실시간 계산을 위해 위에 개시된 바와 같이 만들어진 이미 계산된 변환 매트릭스로 측정된 기준 프로브들(34)의 연속적으로 측정된 3D 위치를 사용한다. 이 접근법은 기준 점들의 수가 충분히 높아서 엄격하지 않은 변환을 제공하는 경우들에서 실질적으로 환자 움직임(호흡 움직임을 포함하는) 그리고 심지어 심장의 움직임(부정맥으로 인한 다른 페이즈 또는 움직임 패턴의 변화들)에 대한 실시간 교정을 가능하게 한다.
또 다른 대안적인 실시모드에서 4D 변환은 정적인 기준상에 있는 캐씨터의 움직임의 시각화를 위해서 측정된 캐씨터 위치들을 기준 좌표 시스템으로 변환하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 접근법은 중재술 프로시저들 동안 X-레이 선량을 감소시키는 한편 중재술 프로시저들의 정확성, 효율성, 그리고 효력을 향상시킨다.
요컨대, 개시된 발명은 유리하게 중재술 프로시저들, 특히, 심실 구조들의 그리고 상심실성 빈맥의 치료와 같은 보다 덜 복잡한 절제 프로시저의 인도를 허용하고 용이하게 만들어준다. 더 나아가, 현 개시는 이러한 적은 수의 프로젝션들로부터의 인도를 허용하고 용이하게 만들어주며, 낮은 선량의 2D 중재술들, 3D 또는 심지어 4D(즉, 심장 페이즈를 가진 3D) 재구성을 가지는 중재술들의 결과를 가져온다. 개시된 시스템과 메쏘돌로지는 전자 생리적 개입술동안 인도와 네비게이션을 위한 캐씨터 네비게이션 시스템, 2D 프로젝션들, 또는 3D/4D 재구성에 의존하는 오퍼레이터에게, 특히 의사들에게 중대한 이점을 제공해준다. 개시된 시스템과 메쏘돌로지들의 추가적인 이점은 레지스트레이션 작은 집합의 X-레이 프로젝션들에 근거하여 수행될 수 있게되어 보다 낮은 환자 선량의 결과를 가져온다는 것이다.
이 명세서에서 앞의 다수의 실시모드들에 기술된 시스템과 메쏘돌로지는 유리하게 중재술 프로시저들의 인도를 허용하고 용이하게 해주는 시스템과 방법을 제공한다. 이에 더해서, 개시된 발명은 컴퓨터-구현된 프로세스들 그리고 이들 프로세스들을 실행하는 장치들의 형태로 구체화 될 수 있다. 본 발명은 또한, 플로피 디스켓들, CD-롬들, 하드 드라이브들, 또는 어떤 다른 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체와 같은 구체적인 미디어(58)로 구체화된 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 구체와 될 수 있으며, 여기서 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터에 의해서 로드되고 실행될 때, 컴퓨터는 본 발명을 실행하기 위한 장치가 된다. 본 발명은 또한, 예를 들어, 저장 매체에 저장되어서, 컴퓨터에 의해서 로드되고 및/또는 실행되는, 컴퓨터 프로그램 코드, 또는, 전기 와이어 또는 케이블 상으로 광섬유를 통한, 또는 전자기 방사를 통해, 변조된 캐리어 웨이브건 아니건 간에, 전송되는 데이터 시그널의 형태로 구체화 될 수 있으며, 여기서 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터에 의해서 로드되고 실행될 때, 컴퓨터가 본 발명을 실행하기 위한 장치가 된다. 범용 마이크로프로세서 상에서 구현될 시, 컴퓨터 프로그램 코드 세그먼트들은 마이크로프로세서가 특정한 논리회로를 생성하도록 설정된다.
비슷한 아이템들을 지칭하기 위한 "제 1" 그리고 "제 2" 또는 다른 비슷한 명명법의 사용이 다른 식으로 특별히 언급되지 않았다면 어떤 특정한 순서를 지정하거나 암시하도록 의도되지 않는다는 것이 인지될 것이다. 마찬가지로 단수 또는 비슷한 명명법들의 사용은 다른 식으로 특별히 언급되지 않았다면 "하나 또는 그 이상"을 의미하도록 의도된다.
본 발명이 예시 실시모드들을 참조로 기술되었지만, 당업자들은 본 개시가 그러한 예시 실시모드들에 한정되지 않으며 다양한 변화들이 만들어 질 수 있고 동등한 것이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 요소들로 치환될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이에 더해, 다양한 수정, 향상들 및/또는 변형들이 본 발명의 근본적인 의도나 범위를 벗어나지 않으면서 특정 상황 또는 자료를 본 발명의 설명에 적합하도록 만들어 질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해서 고려된 최선의 모드로서 개시된 특정 실시모드에 한정되지 않으며, 그러나 본 발명은 첨부된 청구사항들의 범위에 있는 모든 실시모드를 포함하게 된다는 것이 의도된 다.
값비싼 선-중재술 이미징 및/또는 레지스트레이션의 필요없이 3D 네비게이션을 위한 검사실만이 중재술하는 접근법이 향상된 정확성, 효율성 및 효력과 함께 보다 덜 복잡한 프로시저들에 중재술 프로시저들의 적용들을 확장을 하게 해 줌으로써 산업상 이용 가능하다.

Claims (27)

  1. 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 방법 있어서, 방법은
    적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 도입하는 단계;
    상기 도입을 수행하고 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하기 위한 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 단계로서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들은 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 장치들(34)에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 생성하는 것을 허용하는데 충분한, 이미징 및 인도 시스템(12)를 사용하는 단계;
    위치 측정 시스템(60)을 가진 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치를 측정하는 단계;
    상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을, 상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 상기 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스(transformation matrix)를 계산하는 단계; 그리고
    상기 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 중첩시키는 단계를 포함하는 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 3개의 기준 위치들이 각각 동방결절부위(HRA), 관정맥동(CS), 그리고 HIS 속(HIS) 에 대응하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 위치 측정 시스템(60)통한 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치의 상기 측정 단계가 실질적으로 상기 다수의 이미지 프로젝션들의 상기 획득단계와 동시에 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 기준 위치들(34)에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들의 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 데이터를 상기 획득하는 단계가 상기 다수의 X-레이 이미지 프로젝션들을 획득하는 상기 단계와 실질적으로 동시에 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 움직임 또는 움직임의 페이즈가 심장 페이즈에 대응하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 상기 데이터가 심전도인, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스를 계산하는 상기 단계가 선택된 심장 페이즈에 대해서 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 재구성을 위해서 사용되는 상기 다수의 이미지 프로젝션들이 선택된 심장 페이즈에 대응하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 재구성이 상기 다수의 이미지 프로젝션들의 서브셋(subset)에 근거하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 다수의 이미지 프로젝션을 획득하는 상기 단계가 1차례 실행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 상기 3차원 위치에 근거한 움직임에 대해서 상기 이미지를 보상하는 단계를 더 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 보상 단계가:
    위치 측정 시스템(60)을 이용하여 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 다른 3차원 위치를 측정하는 단계;
    상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을 상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 상기 다른 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 제 2 변환 매트릭스를 계산하는 단계;
    상기 제 2 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 상기 위치를 근거로 하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들중 적어도 하나에 중첩하는 단계를 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 보상 단계가:
    위치 측정 시스템(60)을 이요하여 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 다른 3차원 위치를 측정하는 단계;
    상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을 상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 상기 다른 3차원 위치와 비교하는 단계에 근거한 제 3 변환 매트릭스를 계산하는 단계;
    상기 변환 매트릭스, 상기 제 3 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 상기 위치를 근거로 하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들중 적어도 하나에 중첩하는 단계를 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 방법.
  15. 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 시스템(10)에 있어서:
    적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)과;
    상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하도록 구성된 이미징 시스템(12)으로서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들은 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 생성하는 것을 허용하는데 충분한, 이미징 시스템(12);
    상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치를 표시하는 데이터를 제공하도록 구성된 위치 측정 시스 템(60);
    상기 이미징 시스템(12) 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)과 함께 동작가능하게 통신되는 컨트롤러(50)로서, 상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을, 상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스를 계산하도록 구성되는, 컨트롤러(50);를 포함하며
    상기 컨트롤러(50)는 상기 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 중첩시키도록 추가적으로 구성되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 3개의 기준 위치들이 각각 동방결절부위(HRA), 관정맥동(CS) 그리고 HIS 속(HIS)에 대응하는, 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 시스템.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 디바이스들(34)의 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 데이터 획득을 위한 시스템(40)을 더 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  18. 제 15항에 있어서, 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 상기 데이터 획득이 상기 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하는 것과 실질적으로 동시에 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 움직임 또는 움직임의 페이즈가 심장 페이즈에 대응하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 움직임 또는 움직임의 페이즈를 표시하는 데이터가 심전도인, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  21. 제 13항에 있어서, 상기 재구성을 위해 사용되는 상기 다수의 이미지 프로젝션들이 선택된 심장 페이즈에 대응하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  22. 제 13항에 있어서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들의 상기 획득이 한차례 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  23. 제 13항에 있어서, 상기 사용(employing), 측정(measuring), 계산(formulating), 그리고 중첩(superimposing)이 반복해서 수행되는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  24. 제 13항에 있어서, 상기 위치 측정 시스템(60)이 임피던스에 근거한 시스템 또는 전자기 국부화 시스템 중 적어도 하나인, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  25. 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 시스템(10)에 있어서:
    적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 도입하기 위한 수단;
    상기 도입을 수행하고 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하기 위한 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 수단으로서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들은 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 생성하는 것을 허용하는데 충분한, 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 수단;
    상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치를 측정하기 위한 수단(60);
    상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을 상기 측정 수단(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스를 계산하기 위한 수단; 그리고
    상기 변환 매트릭스 그리고 상기 측정 수단(60)으로 측정된 의료 도구의 위치에 근거하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 중첩시키기 위한 수단을 포함하는, 의료 도구의 네비게이션을 위한 시스템.
  26. 기계가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드로 인코드된 저장 매체(58)로서, 상기 코드는 컴퓨터가 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 방법을 구현하게 하는 명령어들을 포함하며, 상기 방법은:
    적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 도입하는 단계;
    상기 도입을 수행하고, 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하기 위한 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 것으로서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들은 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 생성하는 것을 허용하는데 충분한, 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 단계;
    위치 측정 시스템(60)을 이용하여 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치를 측정하는 단계;
    상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을, 상기 위 치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 상기 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스를 계산하는 단계; 그리고
    상기 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 위치에 근거하여 의료 도구(32)의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 중첩시키는 단계를 포함하는, 기계가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드로 인코드된 저장 매체.
  27. 컴퓨터 데이터 시그널으로서, 상기 컴퓨터 데이터 시그널은 컴퓨터가 의료 도구(32)의 네비게이션을 위한 방법을 구현하게 하는 명령어들을 포함하며; 상기 방법은:
    적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 도입하는 단계;
    상기 도입을 수행하고, 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)을 포함하는 원하는 해부에 대응하는 다수의 이미지 프로젝션들을 획득하기위한 이미징 그리고 인도 시스템(12)을 사용하는 단계로서, 상기 다수의 이미지 프로젝션들은 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)에 대응하는 3차원 모델링 또는 재구성 이미지들을 생성하는 것을 허용하는데 충분한, 이미징 및 인도 시스템(12)을 사용하는 단계;
    위치 측정 시스템(60)으로 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치를 측정하는 단계;
    상기 모델링 또는 재구성 이미지들로부터 계산된 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들(34)의 3차원 위치들을, 상기 위치 측정 시스템(60)으로부터의 상기 적어도 3개의 기준 위치들에 위치된 상기 적어도 3개의 기준 디바이스들의 3차원 위치와 비교하는 것에 근거한 변환 매트릭스를 계산하는 단계; 그리고
    상기 변환 매트릭스 그리고 상기 위치 측정 시스템(60)으로 측정된 위치에 근거하여 의료 도구의 이미지를 상기 다수의 이미지 프로젝션들 중 적어도 하나에 중첩시키는 단계를 포함하는, 컴퓨터 데이터 시그널.
KR1020087002863A 2005-08-05 2006-07-12 캐씨터 네비게이션 시스템 KR20080042808A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70612005P 2005-08-05 2005-08-05
US60/706,120 2005-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080042808A true KR20080042808A (ko) 2008-05-15

Family

ID=37499379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087002863A KR20080042808A (ko) 2005-08-05 2006-07-12 캐씨터 네비게이션 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8108029B2 (ko)
EP (1) EP1912565B1 (ko)
JP (1) JP5161084B2 (ko)
KR (1) KR20080042808A (ko)
CN (1) CN101237813B (ko)
AT (1) ATE524106T1 (ko)
CA (1) CA2617730A1 (ko)
WO (1) WO2007017771A2 (ko)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090118612A1 (en) 2005-05-06 2009-05-07 Sorin Grunwald Apparatus and Method for Vascular Access
CN101325912B (zh) * 2005-12-15 2011-01-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在电生理标测和治疗期间显现心脏形态的系统和方法
US7899226B2 (en) * 2007-04-03 2011-03-01 General Electric Company System and method of navigating an object in an imaged subject
US8715195B2 (en) * 2007-04-11 2014-05-06 Elcam Medical Agricultural Cooperative System and method for accurate placement of a catheter tip in a patient
US8285021B2 (en) * 2007-05-07 2012-10-09 Siemens Aktiengesellschaft Three-dimensional (3D) reconstruction of the left atrium and pulmonary veins
CA2691211C (en) 2007-06-26 2017-03-21 Sorin Grunwald Apparatus and method for endovascular device guiding and positioning using physiological parameters
DE102007055205A1 (de) 2007-11-19 2009-05-20 Kuka Roboter Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Aufstellortes und zum Aufstellen einer Erfassungsvorrichtung eines Navigationssystems
DE102007059602A1 (de) 2007-12-11 2009-06-18 Siemens Ag Bewegungskorrektur von tomographischen medizinischen Bilddaten eines Patienten
JP5269500B2 (ja) * 2008-07-04 2013-08-21 株式会社東芝 画像処理装置
EP2395913A1 (en) * 2009-02-11 2011-12-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and system of tracking and mapping in a medical procedure
ES2659090T3 (es) 2009-03-20 2018-03-13 Orthoscan Incorporated Aparato móvil de captación de imagen
WO2011013164A1 (ja) * 2009-07-27 2011-02-03 株式会社島津製作所 放射線撮影装置
KR101234618B1 (ko) 2009-09-17 2013-02-25 (주)미래컴퍼니 수술용 로봇
DE102009043069A1 (de) * 2009-09-25 2011-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Visualisierungsverfahren und Bildgebungssystem
CN101881800B (zh) * 2010-06-30 2014-12-24 珠海和佳医疗设备股份有限公司 一种基于电磁定位系统的检测电磁干扰的方法
US9463074B2 (en) 2010-08-04 2016-10-11 Smith & Nephew, Inc. Devices, systems, and methods for non-invasive imaging of anatomy
WO2012082799A1 (en) 2010-12-13 2012-06-21 Orthoscan, Inc. Mobile fluoroscopic imaging system
CN102835970B (zh) * 2011-06-22 2015-04-29 上海西门子医疗器械有限公司 一种ct成像方法
US9675304B2 (en) 2011-06-27 2017-06-13 Koninklijke Philips N.V. Live 3D angiogram using registration of a surgical tool curve to an X-ray image
JP6104601B2 (ja) * 2012-03-06 2017-03-29 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ｘ線画像診断装置及び制御プログラム
US20140142419A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Biosense Webster (Israel), Ltd. Patient movement compensation in intra-body probe
US9375163B2 (en) * 2012-11-28 2016-06-28 Biosense Webster (Israel) Ltd. Location sensing using a local coordinate system
US11304621B2 (en) * 2013-07-09 2022-04-19 Biosense Webster (Israel) Ltd. Radiation-free position calibration of a fluoroscope
KR102266904B1 (ko) 2014-05-09 2021-06-18 삼성전자주식회사 의료 영상 장치의 의료 영상 제공 방법 및 그 의료 영상 장치
KR20220065894A (ko) * 2014-07-28 2022-05-20 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술중 세그먼트화를 위한 시스템 및 방법
JP6771731B2 (ja) * 2014-11-03 2020-10-21 ４６０メディカル・インコーポレイテッド４６０Ｍｅｄｉｃａｌ， Ｉｎｃ． 接触性評価システム及び方法
JP6767575B2 (ja) * 2016-09-20 2020-10-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 超音波トランスデューサ・タイル位置合わせ
WO2018076109A1 (en) * 2016-10-24 2018-05-03 Torus Biomedical Solutions Inc. Systems and methods for producing real-time calibrated stereo long radiographic views of a patient on a surgical table
CN106539624B (zh) * 2016-11-23 2019-12-03 常州朗合医疗器械有限公司 医疗路径导航方法、规划方法及系统
EP3687411A1 (en) * 2017-09-27 2020-08-05 Covidien LP Systems and methods for ablation visualization
DE102018211477A1 (de) * 2018-07-11 2020-01-16 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum automatischen Bestimmen einer Gewichtung für ein Roadmap-Verfahren, Computerprogramm, Datenspeicher und entsprechendes bildgebendes Gerät
US11915446B2 (en) 2018-10-24 2024-02-27 Siemens Healthineers Ag Generating a medical result image
US11672952B2 (en) * 2018-12-28 2023-06-13 Biosense Webster (Israel) Ltd. Finding elongation of expandable distal end of catheter
CN113749766B (zh) * 2021-08-31 2023-02-03 拓微摹心数据科技(南京)有限公司 一种经导管主动脉瓣置换术中造影建议投射角度的计算方法
CN113855239B (zh) * 2021-09-24 2023-10-20 深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司 一种血管介入手术中导丝导航系统及方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6405072B1 (en) * 1991-01-28 2002-06-11 Sherwood Services Ag Apparatus and method for determining a location of an anatomical target with reference to a medical apparatus
US5265610A (en) * 1991-09-03 1993-11-30 General Electric Company Multi-planar X-ray fluoroscopy system using radiofrequency fields
US5391199A (en) * 1993-07-20 1995-02-21 Biosense, Inc. Apparatus and method for treating cardiac arrhythmias
US5558091A (en) * 1993-10-06 1996-09-24 Biosense, Inc. Magnetic determination of position and orientation
US5577502A (en) * 1995-04-03 1996-11-26 General Electric Company Imaging of interventional devices during medical procedures
US6580938B1 (en) * 1997-02-25 2003-06-17 Biosense, Inc. Image-guided thoracic therapy and apparatus therefor
US6950689B1 (en) * 1998-08-03 2005-09-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Dynamically alterable three-dimensional graphical model of a body region
US6470207B1 (en) * 1999-03-23 2002-10-22 Surgical Navigation Technologies, Inc. Navigational guidance via computer-assisted fluoroscopic imaging
US6233476B1 (en) * 1999-05-18 2001-05-15 Mediguide Ltd. Medical positioning system
US7386339B2 (en) * 1999-05-18 2008-06-10 Mediguide Ltd. Medical imaging and navigation system
US7343195B2 (en) * 1999-05-18 2008-03-11 Mediguide Ltd. Method and apparatus for real time quantitative three-dimensional image reconstruction of a moving organ and intra-body navigation
US9572519B2 (en) * 1999-05-18 2017-02-21 Mediguide Ltd. Method and apparatus for invasive device tracking using organ timing signal generated from MPS sensors
DE19946948A1 (de) * 1999-09-30 2001-04-05 Philips Corp Intellectual Pty Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Position eines medizinischen Instruments
US6941166B2 (en) * 2000-11-10 2005-09-06 C.R. Bard, Inc. Software controlled electrophysiology data management
US20030093067A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Scimed Life Systems, Inc. Systems and methods for guiding catheters using registered images
US7697972B2 (en) * 2002-11-19 2010-04-13 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies
EP1583470A1 (en) * 2003-01-07 2005-10-12 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Method and arrangement for tracking a medical instrument
US7398116B2 (en) * 2003-08-11 2008-07-08 Veran Medical Technologies, Inc. Methods, apparatuses, and systems useful in conducting image guided interventions
US7713210B2 (en) * 2004-11-23 2010-05-11 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Method and apparatus for localizing an ultrasound catheter

Also Published As

Publication number Publication date
US20080221435A1 (en) 2008-09-11
CN101237813A (zh) 2008-08-06
WO2007017771A2 (en) 2007-02-15
CA2617730A1 (en) 2007-02-15
WO2007017771A3 (en) 2007-04-19
EP1912565A2 (en) 2008-04-23
ATE524106T1 (de) 2011-09-15
JP5161084B2 (ja) 2013-03-13
US8108029B2 (en) 2012-01-31
EP1912565B1 (en) 2011-09-14
CN101237813B (zh) 2010-09-29
JP2009502398A (ja) 2009-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8108029B2 (en) Catheter navigation system
US8634896B2 (en) 3D model creation of anatomic structures using single-plane fluoroscopy
EP1962689B1 (en) System for visualizing heart morphology during electrophysiology mapping and treatment
US10163204B2 (en) Tracking-based 3D model enhancement
AU2008220828B2 (en) Method and device for visually assisting a catheter application
US9668704B2 (en) Method and device for visually assisting an electrophysiological use of a catheter in the heart
JP4701179B2 (ja) カテーテルをナビゲートするナビゲーションシステム
US20110160569A1 (en) system and method for real-time surface and volume mapping of anatomical structures
US9820695B2 (en) Method for detecting contact with the wall of a region of interest
US20170079554A1 (en) Method and apparatus for registration, verification and referencing of internal organs
JP2006512950A (ja) 医用器具を追跡する方法及び装置
US20090118609A1 (en) Method and system for performing ablation to treat ventricular tachycardia
JP5896737B2 (ja) 呼吸測定器、呼吸測定器の作動方法、及び呼吸測定コンピュータプログラム
EP2470074B1 (en) Tool shape estimation
US20070244369A1 (en) Medical Imaging System for Mapping a Structure in a Patient's Body
EP2384158A1 (en) System and method for dynamic metal distortion compensation for electromagnetic tracking systems
JP2014509895A (ja) 血管インターベンションプロシージャにおいてインターベンション装置の正確な誘導を支援する画像表示を提供する画像診断システム及び方法
AU2008235440A1 (en) Method and device for obtaining a volume data set of a mobile tissue or organ of a patient
AU2016203605B2 (en) Registration of coronary sinus catheter image
Rhode et al. XMR guided cardiac electrophysiology study and radio frequency ablation
RU2607948C2 (ru) Способ и устройство визуализации в кардиохирургии

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid