專利名稱：增強(qiáng)的超聲圖像顯示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)成像。更特別地，本發(fā)明涉及對(duì)在心臟超聲圖像中識(shí)別拓?fù)涮卣鞯母倪M(jìn)。
背景技術(shù)：
超聲成像現(xiàn)在被公認(rèn)為是一種用于對(duì)心臟進(jìn)行成像的模式。例如，美國(guó)專利No.6,066,096描述了一種用于容積腔內(nèi)超聲成像的成像探頭，該專利的公開被結(jié)合于此以作參考。該探頭被配置成放置在患者體內(nèi)，其包括具有近端和遠(yuǎn)端的細(xì)長(zhǎng)體。超聲換能器相控陣被連接到該細(xì)長(zhǎng)體的遠(yuǎn)端并被定位在其上。該超聲換能器相控陣被定位成發(fā)射和接收超聲能量，以用于從細(xì)長(zhǎng)體的遠(yuǎn)端開始容積性前向掃描。該超聲換能器相控陣包括由超聲換能器元件所占據(jù)的多個(gè)位點(diǎn)。
然而，許多醫(yī)生發(fā)現(xiàn)難以判讀通常作為二維扇形模式呈現(xiàn)的超聲圖像。盡管醫(yī)生知道在由超聲導(dǎo)管所產(chǎn)生的顯示中應(yīng)該出現(xiàn)什么樣的解剖特征，但是他也許不能把這些特征與該扇的明暗區(qū)域相匹配。
已經(jīng)提出通過疊加由不同模式所采集的處于配準(zhǔn)的圖像來(lái)改進(jìn)醫(yī)學(xué)圖像的判讀。比如，頒發(fā)給Packer等人的美國(guó)專利No.6,556,695提出，可以采集磁共振圖像，然后與隨后采集的電活動(dòng)圖或超聲圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例，使用用于圖像采集的專用心臟導(dǎo)管，基于先前產(chǎn)生的心臟的電活動(dòng)圖，心臟的特征可容易地在超聲圖像上識(shí)別。使用從導(dǎo)管中的位置傳感器所獲得的信息，電活動(dòng)圖被自動(dòng)地與超聲圖像配準(zhǔn)。在電活動(dòng)圖上可識(shí)別的特征呈現(xiàn)為點(diǎn)、標(biāo)簽、設(shè)計(jì)線以及文本特征標(biāo)識(shí)，其被投射到超聲扇的平面中，覆蓋在超聲圖像上，并被用作使得在超聲圖像上能夠識(shí)別其他拓?fù)涮卣鞯幕鶞?zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例的技術(shù)提高了超聲導(dǎo)管的診斷有用性，并使在超聲成像方面不是專家的醫(yī)生更易理解超聲圖像。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于產(chǎn)生活體心臟的圖像的計(jì)算機(jī)輔助方法，該方法通過把至少一個(gè)探頭插入到心臟中來(lái)執(zhí)行。該探頭具有用于確定心臟中不同位置的相應(yīng)空間坐標(biāo)以限定三維空間的位置傳感器。該方法進(jìn)一步通過下述來(lái)執(zhí)行采集心臟的參考圖像；使參考圖像上的點(diǎn)與三維空間中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)相關(guān)，以便定義參考圖像的參考空間坐標(biāo)；采集心臟的門控(gated)超聲圖像；把超聲圖像與三維空間進(jìn)行配準(zhǔn)；并通過使參考空間坐標(biāo)與超聲圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)相關(guān)來(lái)自動(dòng)地識(shí)別超聲圖像上的特征。
根據(jù)該方法的一個(gè)方面，該參考圖像可以是電解剖圖、三維超聲圖像、磁共振圖像或計(jì)算機(jī)斷層掃描圖像。
根據(jù)該方法的另一方面，該超聲圖像是二維超聲圖像。
在該方法的又一方面中，識(shí)別超聲圖像上的特征包括對(duì)特征應(yīng)用相應(yīng)的視覺指示符。該視覺指示符可以是文本標(biāo)記或圖形。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于產(chǎn)生活體心臟的圖像的計(jì)算機(jī)輔助方法，該方法通過把至少一個(gè)探頭插入到心臟中來(lái)執(zhí)行，該探頭具有位置傳感器。使用該探頭，該方法進(jìn)一步通過在心臟的不同位置測(cè)量通過心臟的電信號(hào)并確定這些位置的相應(yīng)空間坐標(biāo)來(lái)執(zhí)行。該方法進(jìn)一步通過下述來(lái)執(zhí)行響應(yīng)于這些電信號(hào)而產(chǎn)生電活動(dòng)圖；采集心臟的超聲圖像；把電活動(dòng)圖與超聲圖像進(jìn)行配準(zhǔn)；并通過使已配準(zhǔn)的電圖上的空間坐標(biāo)與超聲圖像上的空間圖像坐標(biāo)相關(guān)來(lái)自動(dòng)地識(shí)別超聲圖像上的解剖結(jié)構(gòu)。
在該方法的一方面中，測(cè)量電信號(hào)和采集超聲圖像利用正好一個(gè)探頭來(lái)執(zhí)行?？蛇x擇地，測(cè)量電信號(hào)利用第一探頭進(jìn)行，而采集超聲圖像利用第二探頭執(zhí)行。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種產(chǎn)生活體心臟的圖像的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)適合插入到心臟中的細(xì)長(zhǎng)探頭，該探頭具有位置傳感器、至少一個(gè)當(dāng)探頭在心臟中時(shí)可操作用于發(fā)射和接收聲波的聲換能器、以及用于檢測(cè)通過心臟的電信號(hào)的電傳感器。該系統(tǒng)包括定位子系統(tǒng)，用于根據(jù)從位置傳感器接收到的位置信號(hào)來(lái)確定探頭在心臟中的位置坐標(biāo)；第一控制電路，用于處理電信號(hào)以產(chǎn)生心臟的電圖，用于識(shí)別在其上的特征，以及用于與定位子系統(tǒng)協(xié)作來(lái)限定特征的相應(yīng)第一位置；以及第二控制電路，用于分析來(lái)自聲換能器的信號(hào)以構(gòu)建心臟的聲學(xué)圖像，并與定位子系統(tǒng)協(xié)作來(lái)限定在聲學(xué)圖像上的第二位置。該系統(tǒng)包括監(jiān)視器，其可操作用于顯示聲學(xué)圖像；以及圖像處理電路，其可操作用于把電圖和聲學(xué)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。該圖像處理電路可操作用于通過使已配準(zhǔn)電圖上的特征與聲學(xué)圖像上的第二位置相關(guān)來(lái)識(shí)別在監(jiān)視器上所顯示的聲學(xué)圖像上心臟的解剖結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的附加方面，該成像系統(tǒng)包括第一探頭和第二探頭，其中第一探頭具有位置傳感器，以及第二探頭具有至少一個(gè)聲換能器。
為了更好地理解本發(fā)明，參考作為例子的本發(fā)明的詳細(xì)描述，該詳細(xì)描述應(yīng)該結(jié)合后面的附圖來(lái)閱讀，其中相同的元件被給予相同的參考數(shù)字，并且其中圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例用于對(duì)患者的心臟進(jìn)行成像和繪圖的系統(tǒng)；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例的圖1所示的系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例在心臟的超聲圖像上提取和覆蓋心臟電活動(dòng)圖信息的過程的流程圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例在與電活動(dòng)圖配準(zhǔn)的超聲圖像上識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例使用圖4所示的方法產(chǎn)生的示例性覆蓋層；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明可選實(shí)施例用于評(píng)估患者心臟的超聲圖像的裝置的合成示意圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例使用圖6所示的裝置對(duì)活體的心臟進(jìn)行成像的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在后面的描述中，陳述了眾多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的將是，本發(fā)明可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下來(lái)實(shí)行。在其他實(shí)例中，公知的電路、控制邏輯、以及用于常規(guī)算法和過程的計(jì)算機(jī)程序指令的細(xì)節(jié)沒有被詳細(xì)示出，以免不必要地模糊本發(fā)明。
系統(tǒng)概觀現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，首先參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖1是用于對(duì)患者心臟24進(jìn)行成像并產(chǎn)生電活動(dòng)圖的系統(tǒng)20的說(shuō)明，并且圖1適合用于執(zhí)行涉及心臟24的診斷或治療過程。該系統(tǒng)包括導(dǎo)管28，該導(dǎo)管由醫(yī)生經(jīng)由皮膚插入到心臟的腔或血管結(jié)構(gòu)中。導(dǎo)管28通常包括一個(gè)供醫(yī)生操作導(dǎo)管的把手29。對(duì)把手29的合適控制使醫(yī)生能夠根據(jù)需要來(lái)操縱、定位以及定向?qū)Ч艿倪h(yuǎn)端。
系統(tǒng)20包括測(cè)量導(dǎo)管28的三維位置信息和高達(dá)6個(gè)自由度的方向坐標(biāo)的定位子系統(tǒng)。在本專利申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“地點(diǎn)”是指導(dǎo)管的空間坐標(biāo)，以及術(shù)語(yǔ)“方向”是指其角度坐標(biāo)。術(shù)語(yǔ)“位置”是指導(dǎo)管的全部位置信息，包括位置坐標(biāo)和方向坐標(biāo)。
在一個(gè)實(shí)施例中，定位子系統(tǒng)包括確定導(dǎo)管28的位置和方向的磁位置跟蹤系統(tǒng)。定位子系統(tǒng)在預(yù)定義的工作容積附近產(chǎn)生磁場(chǎng)，并在導(dǎo)管處檢測(cè)這些場(chǎng)。該定位子系統(tǒng)通常包括一組外部輻射器，例如場(chǎng)產(chǎn)生線圈30，它們位于患者外部的固定的已知位置。線圈30在心臟24的附近產(chǎn)生場(chǎng)，通常是電磁場(chǎng)。
在可選實(shí)施例中，在導(dǎo)管中的諸如線圈之類的輻射器產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)由在患者體外的傳感器(未示出)來(lái)接收。
響應(yīng)于所檢測(cè)到的場(chǎng)，位置傳感器經(jīng)由穿過導(dǎo)管的電纜33把位置相關(guān)的電信號(hào)傳送到控制臺(tái)34?？蛇x擇地，位置傳感器可以經(jīng)由無(wú)線鏈路把信號(hào)傳送到控制臺(tái)34。控制臺(tái)34包括定位處理器36，該定位處理器基于由位置傳感器46所發(fā)送的信號(hào)來(lái)計(jì)算導(dǎo)管28的位置和方向。該定位處理器36通常接收、放大、濾波、數(shù)字化以及以其他方式處理來(lái)自導(dǎo)管28的信號(hào)。由系統(tǒng)20所產(chǎn)生的圖像被顯示在監(jiān)視器44上。
例如，在美國(guó)專利6,690,963、6,618,612和6,332,089以及美國(guó)專利申請(qǐng)公布2004/0147920和2004/0068178中描述了一些可用于此目的的位置跟蹤系統(tǒng)，這些專利的公開被結(jié)合于此以作參考。盡管圖1所示的定位子系統(tǒng)使用磁場(chǎng)，但是下面描述的方法可以使用任何其他合適的定位子系統(tǒng)來(lái)實(shí)施，比如基于聲學(xué)或超聲測(cè)量的系統(tǒng)。
對(duì)于超聲圖像的產(chǎn)生，系統(tǒng)20可以采用在美國(guó)專利No.6,716,166和6,773,402中所公開的導(dǎo)管以便采集超聲圖像，以用于在同一會(huì)話或不同會(huì)話以及在許多不同組合中準(zhǔn)實(shí)時(shí)地顯示超聲圖像以及同時(shí)顯示部署的導(dǎo)管的圖像或位置表示，這些專利的公開被結(jié)合于此以作參考。這種導(dǎo)管具有聲換能器，該聲換能器適合用于發(fā)射聲波以及接收來(lái)自心臟的發(fā)生回波的界面的反射波。然后分析這些反射波以構(gòu)建心臟的二維和三維圖像。
系統(tǒng)20包括超聲驅(qū)動(dòng)器39，當(dāng)導(dǎo)管28起超聲成像導(dǎo)管的作用時(shí)，該超聲驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)導(dǎo)管28的超聲換能器?？捎糜谠撃康牡暮线m超聲驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)例子是由AnalogicCorporation，8 Centennial Drive，Peabody，MA 01960所生產(chǎn)的AN2300TM超聲系統(tǒng)。該超聲驅(qū)動(dòng)器39可以支持不同的成像模式，比如B模式、M模式、CW多普勒和彩色流多普勒，正如在本領(lǐng)域所知。
可選地，導(dǎo)管28和另一導(dǎo)管48都被結(jié)合在系統(tǒng)20中，并且經(jīng)由不同的血管途徑被同時(shí)插入心臟。在本例子中，使用聲換能器陣列50，導(dǎo)管28起繪圖導(dǎo)管的作用，而導(dǎo)管48起超聲成像導(dǎo)管的作用。每個(gè)導(dǎo)管具有位置傳感器46的一個(gè)實(shí)例，其用來(lái)確定導(dǎo)管在體內(nèi)的位置和方向。
系統(tǒng)20包含用于產(chǎn)生電活動(dòng)圖的電子電路，并且可以與許多專用繪圖導(dǎo)管結(jié)合使用。在共同受讓的美國(guó)專利No.6,892,091中描述了一種用作導(dǎo)管28的合適的繪圖導(dǎo)管，該專利的公開被結(jié)合于此以作參考。簡(jiǎn)單地說(shuō)，繪圖導(dǎo)管的遠(yuǎn)端包括一個(gè)用于測(cè)量心臟組織的電特性的放置在遠(yuǎn)端的繪圖電極52。繪圖導(dǎo)管的遠(yuǎn)端進(jìn)一步還包括一個(gè)用于測(cè)量心臟腔中的遠(yuǎn)場(chǎng)電信號(hào)的非接觸式電極陣列54。
系統(tǒng)20可以包括作為子系統(tǒng)的CARTOTMXP EP導(dǎo)航和消融系統(tǒng)，其可以從Biosense Webster，Inc.，3333 Diamond Canyon Road，Diamond Bar，CA91765得到，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷囊詧?zhí)行下文所述的過程。
通常，首先插入繪圖導(dǎo)管，然后從其數(shù)據(jù)中產(chǎn)生電活動(dòng)圖。其后，插入超聲成像導(dǎo)管。這兩個(gè)導(dǎo)管可以經(jīng)由相同或不同的血管途徑被插入。
在又一可選方案中，可以使用混合導(dǎo)管，該混合導(dǎo)管既能夠采集適合產(chǎn)生電活動(dòng)圖的數(shù)據(jù)，又具有超聲成像功能。這種導(dǎo)管例如在美國(guó)專利No.6,773,402、6,788,967和6,645,145中進(jìn)行了描述。使用這種導(dǎo)管可以允許縮短醫(yī)療過程。在該可選方案中，只需要插入一個(gè)導(dǎo)管。在所有可選方案中，如以下進(jìn)一步詳細(xì)解釋的，優(yōu)選地，首先采集電活動(dòng)圖，然后將其用于超聲圖像以協(xié)助后者的判讀。在美國(guó)專利No.6,650,927中以及在2005年8月30日提交的、題為“Segmentation and Registration of Multimodal Images using Physiological Data(使用生理學(xué)數(shù)據(jù)的多模式圖像的分割和配準(zhǔn))”的同時(shí)待審的申請(qǐng)No.11/215,435中，公開了用于協(xié)調(diào)兩種模式的合適的圖像配準(zhǔn)技術(shù)，這兩個(gè)專利是共同的受讓人，并且被結(jié)合于此以作參考。
定位和圖像處理器可以使用通用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施，該計(jì)算機(jī)以軟件來(lái)編程以執(zhí)行在此所述的功能。軟件例如可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)以電子形式被下載到計(jì)算機(jī)中，或者它可以可選地通過有形介質(zhì)比如CD-ROM被提供給計(jì)算機(jī)。定位處理器和圖像處理器可以使用分開的計(jì)算機(jī)或者使用單臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施，或者可以與系統(tǒng)20的其他計(jì)算功能集成。另外或可選地，定位和圖像處理功能中的至少一些可以使用專用硬件來(lái)執(zhí)行。
現(xiàn)在參考圖2，該圖是說(shuō)明系統(tǒng)20(圖1)的更多細(xì)節(jié)的方框圖。如上所述，系統(tǒng)20的許多元件可以被實(shí)現(xiàn)為通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)包括處理器以及包含對(duì)應(yīng)于圖2中所繪的功能塊的對(duì)象的存儲(chǔ)器。定位處理器36被連接到放置在心臟導(dǎo)管的遠(yuǎn)端附近的位置傳感器，并且執(zhí)行位置跟蹤。
驅(qū)動(dòng)換能器50(圖1)的超聲驅(qū)動(dòng)器39與超聲電路56合作，并且產(chǎn)生二維超聲圖像。
如上所述，用于產(chǎn)生電活動(dòng)圖的繪圖電路58可以被實(shí)現(xiàn)為CARTO XP EP導(dǎo)航和消融系統(tǒng)，其接收來(lái)自繪圖電極52(圖1)的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，繪圖電路58可以與定位處理器36集成。
圖像處理器60被連接到繪圖電路58、定位處理器36和超聲電路56。圖像處理器60執(zhí)行三維超聲圖像重建，并且專門用于自動(dòng)識(shí)別超聲圖像上的心臟拓?fù)涮卣鳌Ｔ谝恍?shí)施例中，圖像處理器60可以在沒有操作者輔助的情況下通過繪圖電路58來(lái)增強(qiáng)在電活動(dòng)圖上的拓?fù)涮卣鞯淖詣?dòng)識(shí)別。圖像處理器60還執(zhí)行圖像配準(zhǔn)功能。它的操作經(jīng)由用戶輸入62來(lái)傳遞。它的輸出被發(fā)送到顯示器64。
操作現(xiàn)在參考圖3，該圖是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例在心臟的超聲圖像上提取和覆蓋心臟電活動(dòng)圖信息的過程的流程圖。在初始步驟66中，使用上面參考圖1和圖2所述的儀器，利用公知技術(shù)把繪圖導(dǎo)管插入對(duì)象中。
接著，在步驟68，在心臟內(nèi)對(duì)該繪圖導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)航，并獲得電數(shù)據(jù)。例如，使用上述的CARTO XP EP導(dǎo)航和消融系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生電活動(dòng)圖。
接著，在步驟70，可選地取出在步驟68中所插入的繪圖導(dǎo)管。把超聲成像導(dǎo)管插入到心臟中并采集至少一幅超聲圖像。定位子系統(tǒng)處理由超聲成像導(dǎo)管上的位置傳感器所提供的位置信息，以便建立在超聲圖像上不同點(diǎn)的坐標(biāo)。
接著，在步驟72，超聲圖像被疊加在電活動(dòng)圖上，以使二者被配準(zhǔn)放置。這使用上述的配準(zhǔn)技術(shù)來(lái)自動(dòng)地執(zhí)行。因?yàn)槌晫?dǎo)管在一個(gè)單元中既包括位置傳感器又包括超聲換能器。系統(tǒng)在適當(dāng)校準(zhǔn)后，能夠自動(dòng)地使在超聲圖像上見到的任何一點(diǎn)與電解剖圖的三維空間(CARTO 3D空間)中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相關(guān)。圖像配準(zhǔn)通常通過使在產(chǎn)生電解剖圖期間的坐標(biāo)與在步驟70中所獲得的超聲圖像上的位置信息和坐標(biāo)相關(guān)來(lái)建立。如從上面引用的專利文獻(xiàn)中可知，可以使用外部解剖標(biāo)記來(lái)提供公共參考幀，以便結(jié)合來(lái)自這兩種模式的數(shù)據(jù)。在一些應(yīng)用中，超聲圖像是從多幅二維超聲圖像重建的三維超聲圖像。
最后一步74通常作為后處理步驟被執(zhí)行，在這一步中識(shí)別在超聲圖像上的心臟腔和其他解剖結(jié)構(gòu)特征。這些特征可以通過視覺指示符來(lái)識(shí)別并彼此區(qū)別，比如文本標(biāo)記，或者通過使用圖形，比如對(duì)應(yīng)于不同解剖特征、不同陰影或結(jié)構(gòu)模式的區(qū)域的顏色區(qū)別。
現(xiàn)在參考圖4，該圖是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例在與電活動(dòng)圖配準(zhǔn)的超聲圖像上識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。基本上，圖4描述了最后一步74(圖3)的執(zhí)行。
在初始步驟76，心臟腔的列表被呈現(xiàn)給操作者，從這個(gè)列表中，操作者可以選擇腔的任何組合。
接著，在步驟78，操作者從列表中選擇心臟腔的相關(guān)組合，并使每個(gè)選擇的腔與一個(gè)不同的圖形標(biāo)識(shí)符比如顏色相關(guān)聯(lián)?？蛇x擇地，該圖形標(biāo)識(shí)符可以由系統(tǒng)自動(dòng)分配。
接著，在步驟80，處理器計(jì)算所有已選擇腔和超聲圖像的交點(diǎn)。對(duì)于這一步，在心動(dòng)周期的方便點(diǎn)對(duì)該超聲圖像進(jìn)行門控。
接著，在步驟82，在步驟78所選擇的顏色被施加于在步驟80中所計(jì)算的交點(diǎn)。這導(dǎo)致與所選腔之一相交的超聲扇的每個(gè)區(qū)域上所選顏色的半透明覆蓋層。現(xiàn)在參考圖5，該圖是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例在執(zhí)行步驟82中產(chǎn)生的示例性覆蓋層。心臟的超聲圖像被顯示為扇形輻射84。表示右心房(RA)、左心房(LA)和主動(dòng)脈的區(qū)域被疊加。
再次參考圖4，除了腔的名稱和顏色以外，在步驟82中對(duì)于超聲圖像還可以覆蓋和顯示其他信息，包括諸如主動(dòng)脈之類的血管結(jié)構(gòu)、電活動(dòng)圖上標(biāo)注的感興趣區(qū)域、導(dǎo)管位置、指定消融的候選區(qū)域、先前消融的區(qū)域以及計(jì)劃的消融線的標(biāo)簽。
在可選的步驟86中，應(yīng)用文本標(biāo)簽來(lái)識(shí)別腔以及在覆蓋層上的其他信息。這被自動(dòng)完成。該過程然后終止于最后一步88。每當(dāng)使用公共電活動(dòng)圖在心臟內(nèi)對(duì)超聲導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)航并采集另一幅圖像時(shí)，就可以重復(fù)該過程。
可選實(shí)施例現(xiàn)在參考圖6，該圖是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例用于評(píng)估患者心臟的超聲圖像的一種系統(tǒng)和方法的示意圖。如圖6所示，不同的成像模式單獨(dú)地或以各種組合被使用以作為參考解剖信息的源。所有這些的共同之處在于使用位置傳感器來(lái)限定CARTO 3D空間，如塊90所示，甚至是在沒有產(chǎn)生電解剖圖時(shí)。一個(gè)參考信息源可以是電解剖圖，如塊92所示。如上所述，當(dāng)采集電解剖圖時(shí)，繪圖導(dǎo)管的位置一直從由其位置傳感器46(圖1)所產(chǎn)生的信息中獲知。參考解剖信息的附加或可選的源包括CT圖像或MRI圖像，如塊94所示，以及三維超聲圖像，如塊96所示，或者是這些圖像的組合。三維超聲圖像使用在上述的美國(guó)專利No.6,773,402中所公開的方法來(lái)構(gòu)建。作為示例而不是限制，列舉了這些模式。在一些應(yīng)用中，其他的模式可以提供參考解剖信息，例如各種核醫(yī)學(xué)技術(shù)。
塊94、96的圖像可以預(yù)先采集或者與限定CARTO3D空間的數(shù)據(jù)同時(shí)采集。在任一情況下，塊94、96的圖像上的點(diǎn)被自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成CARTO 3D空間(塊90)中的點(diǎn)。要由醫(yī)生判讀的二維超聲圖像98與CARTO 3D空間中已轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)，如塊100所示。根據(jù)上述的配準(zhǔn)方法之一，這使用覆蓋算法來(lái)完成。在如上面參考圖4所述的圖形增強(qiáng)之后，結(jié)果作為增強(qiáng)圖像102被顯示，在該圖像中，判讀的醫(yī)生可以把感興趣的結(jié)構(gòu)與自動(dòng)識(shí)別的特征相聯(lián)系。
現(xiàn)在參考圖7，該圖是根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例對(duì)活體心臟進(jìn)行成像的方法的流程圖。
在初始步驟104，上面參考圖6所述的系統(tǒng)和方法被用于采集至少一幅心臟的參考圖像，限定一個(gè)CARTO 3D空間，將參考圖像轉(zhuǎn)換成CARTO 3D空間，并采集一幅門控的2D超聲圖像。
接著，在步驟106，操作者或醫(yī)生觀察該門控的2D超聲圖像，該圖像通常顯示特定心臟腔的橫截面。醫(yī)生標(biāo)注該圖像以描繪腔壁。
接著，在步驟108，用來(lái)限定CARTO 3D空間的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如CARTO，使門控的超聲圖像上的點(diǎn)與CARTO 3D空間中的點(diǎn)相關(guān)。將會(huì)想起，用來(lái)限定CARTO 3D空間的超聲換能器的位置和方向正好在獲得門控圖像的時(shí)刻獲知。更具體而言，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以把由醫(yī)生在2D超聲圖像上畫的輪廓投射成CARTO 3D空間中的輪廓。該3D輪廓在步驟110中現(xiàn)在可以用來(lái)重建在CARTO 3D空間中的腔壁?；旧?，該CARTO 3D空間用作門控2D超聲圖像的空間存儲(chǔ)器。
接著，在最后一步112，在步驟108中執(zhí)行的重建被覆蓋在任何數(shù)量的新參考超聲圖像上。通常，任何進(jìn)入CARRO 3D空間的參考圖像可以被覆蓋在門控2D超聲圖像上。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于上文特別示出和描述的內(nèi)容。而是，本發(fā)明的范圍包括上文所述的各種特征的組合和子組合、以及其不處于現(xiàn)有技術(shù)的變化和修改，本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦閱讀前面的描述就會(huì)想到它們。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生活體心臟的圖像的計(jì)算機(jī)輔助方法，包括以下步驟把至少一個(gè)探頭插入到所述心臟中，所述探頭具有位置傳感器；利用所述探頭來(lái)確定在所述心臟中不同位置的相應(yīng)空間坐標(biāo)，以限定三維空間；采集所述心臟的參考圖像；使所述參考圖像上的點(diǎn)與所述三維空間中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)相關(guān)，以限定所述參考圖像的參考空間坐標(biāo)；采集所述心臟的門控超聲圖像；把所述超聲圖像與所述三維空間進(jìn)行配準(zhǔn)；以及通過使所述參考空間坐標(biāo)與所述超聲圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)相關(guān)來(lái)自動(dòng)地識(shí)別所述超聲圖像上的特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考圖像是電解剖圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考圖像是三維超聲圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考圖像是磁共振圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考圖像是計(jì)算機(jī)斷層掃描圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲圖像是二維超聲圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中識(shí)別特征的所述步驟包括對(duì)所述特征應(yīng)用相應(yīng)的視覺指示符。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述視覺指示符是文本標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述視覺指示符是圖形。
10.一種用于產(chǎn)生活體心臟的圖像的計(jì)算機(jī)輔助方法，包括以下步驟把至少一個(gè)探頭插入到所述心臟中，所述探頭具有位置傳感器；利用所述探頭來(lái)在所述心臟中的不同位置測(cè)量通過所述心臟的電信號(hào)，并確定所述位置的相應(yīng)空間坐標(biāo)；根據(jù)所述電信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述心臟的電活動(dòng)圖；采集所述心臟的超聲圖像；把所述電活動(dòng)圖與所述超聲圖像進(jìn)行配準(zhǔn)；以及通過使所述已配準(zhǔn)的電圖上的空間圖坐標(biāo)與所述超聲圖像上的空間圖像坐標(biāo)相關(guān)來(lái)自動(dòng)地識(shí)別所述超聲圖像上的解剖結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中測(cè)量電信號(hào)和采集超聲圖像的所述步驟利用正好一個(gè)探頭來(lái)執(zhí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中測(cè)量電信號(hào)的所述步驟利用第一探頭來(lái)執(zhí)行，而采集超聲圖像的所述步驟利用第二探頭來(lái)執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)的所述步驟包括對(duì)所述解剖結(jié)構(gòu)應(yīng)用相應(yīng)的視覺指示符。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述視覺指示符是文本標(biāo)記。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述視覺指示符是圖形。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述超聲圖像是門控超聲圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述超聲圖像是三維超聲圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括把所述超聲圖像與預(yù)先采集的解剖圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的步驟。
19.一種用于產(chǎn)生活體心臟的圖像的成像系統(tǒng)，包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)探頭，其適合用于插入所述心臟，所述探頭具有位置傳感器；以及至少一個(gè)聲換能器，其可操作用于當(dāng)所述探頭在所述心臟中時(shí)發(fā)射和接收聲波；以及電傳感器，用于檢測(cè)通過所述心臟的電信號(hào)；定位子系統(tǒng)，用于根據(jù)從所述位置傳感器接收到的位置信號(hào)來(lái)確定該探頭在所述心臟中的位置坐標(biāo)；第一控制電路，用于處理所述電信號(hào)以產(chǎn)生所述心臟的電圖，以及用于識(shí)別在其上的特征，以及用于與所述定位子系統(tǒng)協(xié)作來(lái)限定所述特征的相應(yīng)第一位置；第二控制電路，用于分析來(lái)自所述聲換能器的信號(hào)以構(gòu)建所述心臟的聲學(xué)圖像，以及與所述定位子系統(tǒng)協(xié)作來(lái)限定所述聲學(xué)圖像上的第二位置；監(jiān)視器，其可操作用于顯示所述聲學(xué)圖像；以及圖像處理電路，其可操作用于把所述電圖與所述聲學(xué)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，所述圖像處理電路可操作用于通過使所述已配準(zhǔn)的電圖上的所述特征與所述聲學(xué)圖像上的所述第二位置相關(guān)來(lái)識(shí)別在所述監(jiān)視器上所述顯示的聲學(xué)圖像上的所述心臟的解剖結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的成像系統(tǒng)，其中所述圖像處理電路可操作用于對(duì)所述已識(shí)別的解剖結(jié)構(gòu)應(yīng)用相應(yīng)的視覺指示符。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像系統(tǒng)，其中所述視覺指示符是文本標(biāo)記。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像系統(tǒng)，其中所述視覺指示符是圖形。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的成像系統(tǒng)，其中所述聲學(xué)圖像是門控超聲圖像。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的成像系統(tǒng)，其中所述聲學(xué)圖像是三維超聲圖像。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的成像系統(tǒng)，其中所述探頭包括第一探頭和第二探頭，其中所述第一探頭具有所述位置傳感器，而所述第二探頭具有所述至少一個(gè)聲換能器。
全文摘要
使用用于圖像采集的專用心臟導(dǎo)管，基于先前產(chǎn)生的心臟電活動(dòng)圖，在超聲圖像上可容易地識(shí)別心臟的特征。使用從導(dǎo)管中的位置傳感器所獲得的信息，該電活動(dòng)圖自動(dòng)地與超聲圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。電活動(dòng)圖上可識(shí)別的特征被呈現(xiàn)為點(diǎn)、標(biāo)簽、設(shè)計(jì)線和文本標(biāo)識(shí)，其被投射到超聲扇的平面中并被覆蓋在超聲圖像上，從而澄清在超聲圖像上可見的特征。
文檔編號(hào)A61B8/12GK101073502SQ200710129220
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月3日
發(fā)明者R·塔爾 申請(qǐng)人:韋伯斯特生物官能公司