使用非門控mri的心臟標測的製作方法
2023-12-02 13:44:26 3
專利名稱：使用非門控mri的心臟標測的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及心臟內電標測，具體涉及用磁共振成像(MRI)數據進行電標測。
背景技術：
大量醫療操作涉及將物體(例如傳感器、管、導管、分配裝置和植入物)設置在體內。當將安裝有位置傳感器的醫療探頭設置到體內時，待治療的體腔的參考圖像出現在顯示器上。參考圖像有助於醫學專業人員將探頭定位到合適的位置。
發明內容
本文所述的本發明的實施例提供了一種方法，其中包括接受心室的多個磁共振成像(MRI)數據點，這些數據點在至少一個心動周期的多個階段採集。通過處理MRI數據點而·構建心室的模擬表面。從心臟內探頭接受在該心室表面上的各個點採集的參數的測量值。將這些測量值疊加在由MRI數據點構建的模擬表面上，以在該表面上產生參數的標測圖。在一些實施例中，構建模擬表面包括確認對應於心室的MRI數據點的子集，以及圍繞所確認的子集構建模擬表面。確認所述子集可以包括接受指示屬於所述子集的點的用戶輸入；以及根據該用戶輸入確認所述子集。在一個實施例中，構建所述模擬表面包括將轉球方法應用於所確認的子集。在本發明公開的實施例中，該方法包括向用戶呈現參數標測圖。在另一個實施例中，疊加測量值包括將每個測量值與模擬表面上的相應位置相關聯。在另一個實施例中，接受測量值包括接受其上已採集了測量值的表面上的各個點的位置測量值，而疊加測量值包括根據各個位置的測量值疊加各測量值。在一些實施例中，接受MRI數據點包括當探頭位於心室內時採集圍繞心臟內探頭的所關注區域中的MRI數據點，而構建模擬表面包括基於採集的MRI數據點更新所關注區域中的模擬表面。在一些實施例中，參數包括選自下列一組類型的至少一種參數類型表面上的電位、探頭對表面施加的接觸力、所述表面的阻抗、心臟信號的相對傳播時間和消融參數。根據本發明公開的實施例還提供了包括第一和第二接口以及處理器的裝置。第一接口被配置成接受心室的多個MRI數據點，這些數據點在至少一個心動周期的多個階段採集。第二接口被配置成從心臟內探頭接受參數的測量值，這些測量值在心室表面上的各個點採集。處理器被配置成通過處理MRI數據點來構建心室的模擬表面，以及將測量值疊加在由MRI數據點構建的模擬表面上，以在該表面上產生參數標測圖。根據本發明公開的實施例還提供了計算機軟體產品，其結合心臟內探頭和MRI系統運行，該產品包括有形的非臨時計算機可讀介質，其中存儲了程序指令，當由計算機讀取時，該指令使計算機從MRI系統接受心室的多個MRI數據點(在至少一個心動周期的多個階段採集)，以通過處理MRI數據點來構建心室的模擬表面，從心臟內探頭接受在心室表面上的各個點採集的參數的測量值，以及在由MRI數據點構建的模擬表面上疊加測量值，以在該表面上產生參數標測圖。根據本發明公開的實施例還提供了一種方法，其中包括接受心室的多個MRI數據點，這些數據點在至少一個心動周期的多個階段採集。通過處理MRI數據點來構建在心室內操作的心臟內探頭附近的組織的模擬體積。接受在心臟內探頭附近的各個點採集的所述組織的參數的測量值。將測量值疊加在模擬體積上。在一個實施例中，接受測量值包括從心臟內探頭接收測量值。在可供選擇的實施例中，接受測量值包括從採集MRI數據點的MRI系統接收測量值。在本發明公開的實施例中，參數包括選自下列一組類型的至少一種參數類型組織溫度、組織彈性、疤痕指示和消融深度。在一些實施例中，模擬體積的至少一部分與心室的表面標測圖一起對操作者顯示。
本文參照附圖，僅以舉例說明的方式描述本發明，在附圖中
圖I是根據本發明的公開實施例的用非門控MRI數據進行心臟內電標測的系統的示意性立體說明圖；圖2是根據本發明的公開實施例的方框圖，其示意性地示出用於用非門控MRI數據進行心臟內電標測的系統的部件；圖3是根據本發明的公開實施例的方框圖，其示意性地示出用非門控MRI數據進行心臟內電標測的方法；圖4是根據本發明的公開實施例的圖表，其示意性地示出用非門控MRI數據構建心室模擬表面的過程；以及圖5根據本發明的公開實施例示出疊加在心室模擬表面上的電位測量值。
具體實施例方式MM多種診斷和治療程序涉及標測心室內表面上的電位。電標測可例如通過以下方式執行將其遠端配有位置傳感器和標測電極的醫用探頭(如導管)插入心室。通過在內腔表面上的多個點定位探頭而對心室進行標測。在每個點，用電極測量電位，並用位置傳感器測量遠端位置。測量值通常被表現為心室表面上的電位分布標測圖。下文所述的本發明實施例提供心臟內標測的改進方法和系統。雖然本文所述的實施例主要涉及電位標測，但是本發明公開的技術可用於標測多種其他參數。本發明公開的技術使用未按心動周期門控的磁共振成像(MRI)數據來構建所考慮的心室的模擬表面。一旦獲得了模擬表面，從心臟內探頭接收的電位測量值就被疊加在該表面上，以便產生心室內表面的電標測圖。模擬表面通過以下方式構建識別由非門控MRI數據點限定的體積，然後確認該體積的外表面。在示例性實施例中，使用稱為「轉球」方法的快速標測技術來確認所述表面。由於MRI數據被用於構建模擬表面而不用於常規的成像，因此沒有必要將MRI數據限制於心動周期的具體階段，即門控不是必要的。使用非門控MRI數據可縮短採集時間，因此可快速地產生模擬表面。此外，本發明公開的方法使得能夠提前確認解剖特徵，諸如肺靜脈，並將其直接納入電標測圖。此外，使用非門控數據可以使得能夠區分運動和非運動的身體區域。身體組織的運動可用於幫助自動分割解剖結構。在一些實施例中，採集MRI數據點，並實時更新模擬表面，以便覆蓋心臟中的心臟內探頭當前位置的附近區域。在其他本發明公開的實施例中，將MRI數據點用於構建探頭當前位置附近的3-D模擬體積。可測量探頭附近的多種組織參數，然後將其疊加在模擬體積上並加以顯示。系統描沭圖I是根據本發明的公開實施例的用非門控MRI數據進行心臟內電標測的系統20的示意性立體說明圖。系統20包括MRI掃描儀22、如導管之類的探頭24、以及控制臺26。在下文所述的實施例中，探頭24用於標測患者32心臟28某一腔室中的電位。在一些實施例中，將探頭24用於另外的目的，諸如用於執行心臟消融。作為另外一種選擇，加上必要的 變更，可以將探頭24用於心臟中或其他身體器官中的其他治療和/或診斷目的。操作者30如心臟病專家將探頭24通過患者32的血管系統插入，使探頭24的遠端34進入待標測的心室。控制臺26利用磁性位置感測確定心臟28內的遠端34的位置坐標。控制臺26包括驅動場發生器38的驅動電路36，而場發生器38通常包括置於已知位置(如患者軀幹下方)的線圈。連接於遠端34的磁場換能器(也稱為位置傳感器，未示出)響應來自線圈的磁場而產生電信號，從而使得控制臺26能夠確定遠端34在心室內的位置。雖然在本例中，系統20利用基於磁的傳感器來測量遠端34的位置，但是可以使用其他位置跟蹤技術(如基於阻抗的技術)。磁性位置跟蹤技術在例如美國專利5，391，199,5, 443，489、6，788，967,6, 690，963,5, 558，091,6, 172，499,6, 177，792 中有所描述，它們的公開內容以引用方式併入本文中。基於阻抗的位置跟蹤技術在例如美國專利5，983，126,6, 456，864和5，944，022中有所描述，它們的公開內容以引用方式併入本文中。操作者30將遠端34定位在心室內表面上的多個位置，其中連接於遠端34的電極(未示出)採集指示這些位置處的電位測量值的數據點。在每個位置，控制臺26使用上述技術測量遠端34的位置坐標。通常將電位測量值與位置測量值相關聯。此外，MRI掃描儀22採集待標測的患者心臟28或至少心室的MRI數據點。掃描儀22採集的MRI數據為非門控的。在本發明的背景下，術語「非門控MRI數據」是指未與心動周期的具體階段同步或以其他方式相關聯的MRI數據。通常，在心臟28心動周期的多個階段採集非門控MRI數據，往往(雖然不必一定如此)在至少一個心動周期內。在一些實施例中，MRI數據可按患者的呼吸周期加以門控。控制臺26包括處理器40，其用非門控MRI數據構建所考慮的心室的模擬內表面。用於構建模擬表面的示例性方法在下文進一步描述。處理器40隨後將電位測量值疊加在由非門控MRI數據產生的模擬表面上。處理器40在顯示器44上為操作者30顯示模擬表面的圖像42，在模擬表面上疊加有電位測量值。在一些實施例中，操作者30可利用一個或多個輸入裝置46操縱圖像42。處理器40通常包括通用計算機，在所述計算機上安裝軟體來執行本文所述的功能。例如，可經網絡將軟體以電子形式下載到處理器40中，或者將軟體裝在非臨時性有形介質上，諸如光學的、磁的或電子的存儲介質。或者，處理器40的一部分或全部功能可以通過專用或可編程數字硬體組件或者使用硬體元件和軟體元件的組合來執行。
圖2為根據本發明公開的實施例示意性地示出控制臺26的部件的方框圖。心臟內標測模塊50處理來自探頭24的電位測量值和位置測量值，並將採集到的數據點(電位測量值和相應的位置測量值)傳輸到心臟數據融合模塊52。MRI模塊56從MRI掃描儀22採集非門控MRI數據並將該數據傳輸到模塊52。模塊52包括用於分別與模塊50和56通信的接口 54和58。處理器40從接口 58採集MRI數據，並應用快速標測技術構建待標測的心室內表面的模擬表面。處理器40還從接口 54採集電位數據點，並將這些數據點疊加在模擬表面上的相應位置處。處理器40將表面和數據點的融合圖像呈現在顯示器44上。MRI和電標測數據的融合圖3是根據本發明公開實施例的方框圖，其示意性地示出用非門控MRI數據進行心臟內電標測的方法。MRI掃描儀22採集心臟28完整心動周期多個階段的非門控MRI數據點。處理器40通過接口 54接受來自MRI掃描儀22的非門控MRI數據點(步驟60)。處理器40在MRI數據中確認待標測的心室。在一些實施例中，處理器40將所採集的數據點的三維(3-D) 「雲」呈現在顯示器44上。操作者30用輸入控制件46確認代表待標測的心 室的雲的3-D區域。作為另外一種選擇，處理器40可自動地或半自動地確認對應於心室的體積。在示例性實施例中，操作者標記位於心室內部中的單個點。處理器40然後確定圍繞此點的心室的連續體積。在此階段，處理器40已確認了對應於所關注心室的MRI數據點的子集。由於MRI數據為非門控的，因此被確認的體積通常表示最大限度的心室(B卩，在心動周期的心臟舒張期中)。使用快速標測技術，處理器40自動構建對應於心室確認的體積的模擬表面(步驟62)。可以理解，此模擬表面對應於心室的內表面(即壁)。處理器40將任何合適的標測方法用於此目的。處理器40接受由探頭24在心室表面上的多個點採集的電位測量值(步驟64)。處理器40還接受對應於電位測量值的位置測量值。電位和位置測量值通過接口 54接收。處理器40然後將電位測量值疊加在由非門控MRI數據點產生的模擬表面上(步驟66)。因此，處理器40可產生心室的電標測圖。電標測圖包括由MRI數據產生的模擬表面，其上具有疊加的電位測量值。通常，處理器40基於對應於電位測量值的位置測量值將每個電位測量值與模擬表面上的相應點相關聯。例如，處理器40將每個電位測量值與模擬表面上最相近的點相關聯。作為疊加操作的一部分，處理器40可施加任何適合的幾何調整。最後，處理器40將電標測圖在顯示器44上對操作者30顯示(步驟68)。使用怏諫標測構津樽擬表面處理器40可基於非門控MRI數據點的3_D 「雲」將任何合適的方法用於構建心室的模擬內表面。一種稱為「轉球算法」的示例性方法在美國專利6，968，299中有所描述，其公開內容以引用方式併入本文中。轉球算法構建插入給定點雲的三角網格，方法是在該點雲上「滾動」半徑為r的球。該算法以種子三角形為起點，首先繞種子三角形的邊旋轉球。在旋轉操作中，球繞邊轉動，同時保持與邊的端點(即，種子三角形的最初兩個點)的接觸。球旋轉直到其接觸點雲中的另一個點，從而形成另一個三角形。轉球操作繼續到所有可接觸的邊都已被嘗試，然後以另一個種子三角形開始，直到點雲中的所有點都已考慮到，從而完成表面的限定。
圖4是根據本發明實施例的心室28的模擬表面70的示圖，其用上述轉球算法導出。為了清楚起見，該圖只顯示了心室表面的一小部分，包括12個三角形72A...72L。這12個三角形插入12個MRI數據點74A. . . 74L。當執行轉球方法時，處理器40首先確認初始種子三角形72A，其頂點為MRI數據點74A、74B和74C。確認了種子三角形72A後，處理器40選擇點74C作為內部旋轉點。處理器40然後沿著包含點74C的邊旋轉球，從而限定三角形72B至72F。繞旋轉點74C限定所有三角形後，處理器40然後在外部點74A上旋轉，並將點74B確認為下一個內部旋轉點，從而使用上述方法限定三角形72G. . . 72K。最後，處理器40在外部點74D上旋轉以限定三角形72K。表面70的三角形如下所限定
權利要求
1.一種方法，包括 接受心室的多個磁共振成像(MRI)數據點，所述數據點在至少一個心動周期的多個階段米集； 通過處理所述MRI數據點來構建所述心室的模擬表面； 從心臟內探頭接受在所述心室的表面上各個點採集的參數的測量值；以及 將所述測量值疊加在由所述MRI數據點構建的所述模擬表面上，以在所述表面上產生所述參數的標測圖。
2.根據權利要求I所述的方法，其中構建所述模擬表面包括確認對應於所述心室的所述MRI數據點的子集，以及圍繞所確認的子集構建所述模擬表面。
3.根據權利要求2所述的方法，其中確認所述子集包括接受指示屬於所述子集的點的用戶輸入，以及根據所述用戶輸入確定所述子集。
4.根據權利要求2所述的方法，其中構建所述模擬表面包括將轉球方法應用於所確認的子集。
5.根據權利要求I所述的方法，並且包括將所述參數的所述標測圖呈現給用戶。
6.根據權利要求I所述的方法，其中疊加所述測量值包括將每個測量值與所述模擬表面上的相應位置相關聯。
7.根據權利要求I所述的方法，其中接受所述測量值包括接受其上已採集了所述測量值的所述表面上的所述各個點的位置測量值，並且其中疊加所述測量值包括根據相應的位置測量值疊加每個測量值。
8.根據權利要求I的方法，其中接受所述MRI數據點包括當所述探頭位於所述心室內時採集圍繞所述心臟內探頭的所關注區域中的所述MRI數據點，並且其中構建所述模擬表面包括根據所採集的MRI數據點更新所關注區域中的所述模擬表面。
9.根據權利要求I所述的方法，其中所述參數包括選自下列一組類型的至少一種參數類型所述表面上的電位、所述探頭對所述表面施加的接觸力、所述表面的阻抗、心臟信號的相對傳播時間以及消融參數。
10.一種裝置，包括 第一接口，其被配置成接受心室的多個磁共振成像(MRI)數據點，所述數據點在至少一個心動周期的多個階段採集； 第二接口，其被配置成從心臟內探頭接受參數的測量值，所述參數的測量值在所述心室的表面上的各個點採集；以及 處理器，其被配置成通過處理所述MRI數據點來構建所述心室的模擬表面，以及將所述測量值疊加在由所述MRI數據點構建的所述模擬表面上，以在所述表面上產生所述參數的標測圖。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述處理器被配置成確認對應於所述心室的所述MRI數據點的子集，以及圍繞所確認的子集構建所述模擬表面。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述處理器被配置成接受指示屬於所述子集的點的用戶輸入，以及根據所述用戶輸入來確認所述子集。
13.根據權利要求11所述的裝置，其中所述處理器被配置成通過對所確認的子集應用轉球方法來構建所述模擬表面。
14.根據權利要求10所述的裝置，其中所述處理器被配置成將所述參數的所述標測圖呈現給用戶。
15.根據權利要求10所述的裝置，其中所述處理器被配置成通過將每個測量值與所述模擬表面上的相應位置相關聯來疊加所述測量值。
16.根據權利要求10所述的裝置，其中所述第二接口被配置成接受其上已採集了所述電位測量值的所述表面上的所述各個點的位置測量值，並且其中所述處理器被配置成根據相應的位置測量值疊加每個測量值。
17.根據權利要求10所述的裝置，其中所述第一接口被配置成在所述探頭位於所述心室內時採集圍繞所述心臟內探頭的所關注區域中的所述MRI數據點，並且其中所述處理器被配置成根據所採集的MRI數據點更新所關注區域中的所述模擬表面。
18.根據權利要求10所述的裝置，其中所述參數包括選自下列一組類型的至少一種參數類型所述表面上的電位、所述探頭對所述表面施加的接觸力、所述表面的阻抗、心臟信號的相對傳播時間以及消融參數。
19.一種結合心臟內探頭和磁共振成像(MRI)系統運行的計算機軟體產品，所述產品包括有形的非臨時計算機可讀介質，其中存儲了程序指令，當由計算機讀取時，所述指令使所述計算機從所述MRI系統接受心室的多個MRI數據點，所述數據點在至少一個心動周期的多個階段採集，以通過處理所述MRI數據點來構建所述心室的模擬表面，從所述心臟內探頭接受在所述心室的表面上的各個點採集的參數的測量值，以及在由所述MRI數據點構建的所述模擬表面上疊加所述測量值，以在所述表面上產生所述參數的標測圖。
20.—種方法,包括 接受心室的多個磁共振成像(MRI)數據點，所述數據點在至少一個心動周期的多個階段米集； 通過處理所述MRI數據點來構建在所述心室內操作的心臟內探頭附近的組織的模擬體積； 接受在所述心臟內探頭附近的各個點採集的所述組織的參數的測量值；以及 將所述測量值疊加在所述模擬體積上。
21.根據權利要求20所述的方法，其中接受所述測量值包括從所述心臟內探頭接收所述測量值。
22.根據權利要求20所述的方法，其中接受所述測量值包括從採集所述MRI數據點的MRI系統接收所述測量值。
23.根據權利要求20所述的方法，其中所述參數包括選自下列一組類型的至少一種參數類型組織溫度、組織彈性、疤痕指示和消融深度。
24.根據權利要求20所述的方法，並且包括將所述模擬體積的至少一部分與所述心室的表面標測圖一起呈現給操作者。
全文摘要
本發明涉及一種方法，所述方法包括接受心室的多個磁共振成像(MRI)數據點，所述數據點在至少一個心動周期的多個階段採集。通過處理所述MRI數據點來構建所述心室的模擬表面。從心臟內探頭接受在所述心室的表面上的各個點採集的參數的測量值。將所述測量值疊加在由所述MRI數據點構建的所述模擬表面上，以在所述表面上產生所述參數的標測圖。
文檔編號A61B5/055GK102894978SQ201210264600
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者A.戈瓦裡, A.C.阿爾特曼 申請人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司