[发明专利]用于导管的X射线成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测在患者环境内部的机器人导管的位置和取向的X射线成像系统。本发明还涉及一种确定在所述患者环境内部的机器人导管的位置和取向的方法。更进一步，本发明涉及对用于确定所述导管的所述取向和位置的所述系统的用途，以及一种用于执行所述方法的计算机程序。

背景技术

US 8046054 B2公开了一种安装在与手术机器人合作的环形框架上的X射线荧光成像系统。该专利解决了对手术仪器的基于双平面成像的三维建模。依其申述，通过使用预先规划的移动路径以及三维模型，来完成对手术机器人的导航。与依赖于荧光透视的已知成像系统有关的总体问题是患者遭受大剂量的X射线辐射，从而导致增加的细胞损伤风险。

所述双平面成像系统使用相对高的辐射剂量，这被认为是不利的。现有技术未解决的另外的问题是这样的环境，其中，导管在进入患者的身体后可能具有未知的扭矩量，并且导管是柔性的，这使得更加难以正确地评估其位置和取向。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于机器人导管的X射线成像系统，所述X射线成像系统在限制患者对X射线辐射的暴露的同时，允许对所述导管的取向和位置的准确并且可靠的确定。

本发明的另一个目的是提供一种确定在患者内部的机器人导管的取向和位置的方法，所述方法在限制患者对X射线辐射的暴露的同时，提供对所述导管的取向和位置的准确并且可靠的确定。

在本发明的第一方面，提出了一种用于机器人导管的X射线成像系统，所述系统包括机器人导管以及处理单元，所述处理单元能够优选地通过第一数据接口连接到用于接收患者环境的优选为二维X射线图像数据的X射线图像数据的X射线图像数据源。所述处理单元还能够优选地通过第二数据接口连接到所述机器人导管，其中，所述处理单元适于：

a)接收一个或多个辅助信息项目，所述一个或多个辅助信息项目是从所述数据源优选地通过所述第一数据接口以及从所述导管优选地通过所述第二数据接口中的至少一个接收的，

b)根据所述的优选为二维的图像数据以及所述一个或多个辅助信息项目来确定所述导管的(相对于所述患者环境的)可能三维取向和位置的集合。此外，所述处理单元适于执行以下中的至少一项：

c)绘制所述导管的所述可能取向和位置的集合中的至少一个与所述患者环境的所述的优选二维的图像数据和三维表示中的至少一个的图像，并且将所述图像提供到可视化设备；并且

d)将反馈提供到所述机器人导管，所述反馈是根据所述可能取向和位置的集合的。

X射线图像数据源优选地是C型臂装置，并且备选地也能够是计算机断层摄影装置。

如果相对于患者环境的三维表示绘制图像，那么优选地或者直接由所述图像数据源或者借助常规数据存储模块，来以电子形式提供所述表示。可能已经通过对所述患者环境的先前扫描提供了所述三维表示。

本发明的核心益处是，尽管当使用三维数据作为针对所述第一数据接口的数据输入时其也能够工作，但是已经基于一个单幅或多幅二维X射线图像实现了对所述导管的取向和位置的检测。代替使用X射线辐射的多个另外的患者扫描，辅助信息项目可以通过所述第二数据接口被提供到所述处理单元，所述辅助信息项目由所述处理单元使用以确定所述导管的取向和位置。这些辅助信息项目在没有另外的X射线扫描的情况下被提供，因此降低进入到患者环境的辐射剂量。基于这一信息，获得取向和位置的集合。取向集可以包括所述导管的一个或多个取向和位置。一旦已经确定了所述导管的位置和取向，所述处理单元就能够用于单独对所述导管进行可视化，或者与所述患者环境的二维或三维表示相组合来对所述导管进行可视化。利用这一可视化的帮助，所述系统能够提供针对所述机器人导管的、根据所述导管取向和位置的反馈。所述反馈可以由用户输入触发或者可以由所述处理单元自动生成。