置传感器，其位于附接到受 检者身体外部的外部施加的基准贴片上，或者位于插入心脏12中并相对于心脏12保持在 固定位置的内置导管上。设置了用于使液体循环穿过导管14以冷却消融位点的常规泵和 管路。
[0033] 现在参照图2,该图是根据本发明的一个实施例得自相应位置的心脏数据的稀疏 点云42。此类点云可通过超声对心脏的腔室成像来获取。另选地，通过导管上的位置传感 器报告数据44的位置在本领域中是已知的。例如，稀疏数据可通过使用CARTO? 3系统 协同诸如Navistar?1Thermocoorw导管等标测导管的快速解剖标测（FAM)功能获得，两者 购自BiosenseWebster，Inc.，3333DiamondCanyonRoad，DiamondBar，CA91765。诸如 存在于CARTO系统中的处理器可由本领域的技术人员编程以执行下述功能。
[0034] 数据44可在三维空间中，基于解剖标志或基准标记，使用如图2中所示的导管48 上的位置传感器46提供的位置信息，与相应的坐标相关联。该位置信息可用6个自由度描 述。
[0035] 现在参照图3,该图是根据本发明的实施例用于由点云进行三维解剖重建的方法 的流程图。在初始步骤51，心脏或其部分的点云结构，例如点云42(图3)如上所述是通过 使用系统10 (图1)(或等同系统的设施获得的。
[0036] 接着，在步骤53,初始体积重建由在初始步骤51获得的点云制成。应当指出的是， 初始步骤51和初始步骤53可以相同或不同的导管插入术过程来执行。执行步骤53的一 个方法是将数据44与对应的体积元素或体素（未示出）相关联，并执行下述工艺步骤。
[0037] 现在参照图4,该图是根据本发明的实施例示出由点云来进行体积重建的步骤的 系列图。处理器22(图1)使用标测模块以初始连接点云例如数据44(图3)的位置，以限 定线段59的网格61，
[0038] 网格61通常是三角形网格，尽管并非是必需的。在一个实施例中，处理器22使用 球枢转算法（BPA)以产生网格61。通常，如果使用BPA，则将球的尺寸设定为对应上述体素 的尺寸。另选地，网格61可生成为狄罗尼（Delaunay)三角形划分，包括具有多个对应于位 置57的顶点的多个三角形。三角形划分的三角形可基于围绕位置57而形成的Voronoi图。 然而，处理器22可使用本领域已知的用于形成网格的任何方便的方法。
[0039] 产生网格61后，处理器22生成将位置57与线段59进行连接的基本光滑的表面 63。为了生成表面63,处理器22通常使用内推法和除此之外或另选地外推法。此外，为了 确保表面63是基本光滑的，处理器22可调整该表面以接近但不一定包括位置57和线段59 中的一些。以举例的方式，该表面63具有轮廓65、67和69。
[0040] 然后，生成表面63之后，处理器22检查该表面是否是闭合的，S卩，该表面是否拓扑 地与诸如球体等闭合表面相当。通常，表面63不是闭合的，其具有一个或多个开口。在表面 108中的开口可表示天然存在于器官中的结构，诸如右心房的上腔静脉或下腔静脉。在本文 中，此类开口称为天然开口。另外，在表面63中可能存在开口，在本文中称为人造开口，因 为器官未被完全标测。
[0041] 如果表面63并未闭合，处理器22通过添加其它的表面元素来关闭表面直到表面 关闭。通过使表面63闭合而产生的表面本文称为闭合表面71。在一个实施例中，开口是通 过添加围绕该开口的定向包围盒来闭合的，该盒具有小型体积。然后将包围盒视作表面的 一部分。
[0042] 假定该闭合表面71具有限定公式：
[0043] S1 (x,y,z) =0公式（I)，
[0044] 其中S1为函数。该闭合表面71封闭包括体素75的体积73。体积73本文还称为 体积V1，其可以被定义如下：
[0045] V1={V(x,y,z)IS!(x,y,z) <0}公式（2)，
[0046] 其中V(x，y，z)表示中心位于（x，y，z)上的体素，并且Vl是由体素75形成的体 积。
[0047] 返回至图3,该方法继续步骤77。体积73 (图4)经受一组滤波器函数F。一些滤 波器函数F可被应用于网格61，其它可应用于体积73。以下是滤波器函数的示例性列表：
[0048] n :给定网格，根据代数拓扑领域熟知的欧拉图不变特性X计算网格亏格G，并返 回G是否等于1。若否，则网格中有孔。
[0049] f2 :给定网格，查找有多少（n)良好连接的元件，并返回n是否等于1。若否，则网 格由至少两个分离的元件组成。这与解剖结构不一致，解剖结构对应于具有元件的网格， 艮P，单一连接的网格。
[0050] f3 :给定网格，在重建的网格中查找具有最高离散高斯曲率K的顶点。高斯曲率K 可使用高斯曲率算法来计算
【主权项】
1. 一种方法，包括以下步骤： 将探头插入活体受检者的心脏中，所述探头具有标测电极； 促使所述标测电极与所述心脏的多个感兴趣的区域中的组织建立接触关系； 从所述感兴趣的区域中的相应位置采集电数据； 将所述电数据的位置表示为点云； 由所述点云重建所述心脏的模型； 将一组滤波器施加至所述模型以产生过滤后的体积； 分割所述过滤后的体积以限定所述心脏的组分；以及 报告所述分割的过滤后的体积，其中上述步骤中的至少一个应在计算机硬件或非暂态 计算机可读存储介质中体现的计算机软件中实施。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中使用所述点云的各部分，迭代地执行重建模型和 施加一组滤波器的步骤，直到满足停止条件。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中施加一组滤波器包括在其逐次迭代中施加所述一 组滤波器的相应子组。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述子组是随机选择的。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中所述子组是根据搜索策略选择的。
6. 根据权利要求2所述的方法，其中所述停止条件包括以下之一：未能实现在预先确 定数量的迭代中所述过滤后的体积的越来越高的分辨率、预设的时间间隔截止以及预先确 定数量的迭代的完成。
7. 根据权利要求2所述的方法，其中施加一组滤波器包括： 确定所述过滤后的体积具有超过施加一组滤波器的先前迭代的所述过滤后体积的分 辨率；以及 响应于所述确定，将所述过滤后的体积用作重建模型以及施加一组滤波器的步骤的后 续迭代的输入。
8. 根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤： 在执行分割所述过滤后的体积的步骤后，存储所述分割的过滤后的体积的相应实例； 并且 将所述分割的过滤后的体积的实例组合成复合体积，其中显示所述分割的过滤后的体 积包括显示所述复合体积。
9. 一种装置，包括： 探头，所述探头适于插入成与受检者身体的心脏接触并具有位置传感器和在所述探头 的远侧部分上的电极； 处理器，所述处理器连接至所述位置传感器并操作性地执行以下步骤： 当所述探头在所述心脏中的感兴趣的区域中的相应位置中时，从所述电极接收电数 据； 将所述电数据的位置表示为点云； 由所述点云重建所述心脏的模型； 对所述模型施加一组滤波器以产生过滤后的体积； 分割所述过滤后的体积以限定所述心脏的组分；以及 报告所述分割的过滤后的体积。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中使用所述点云的各部分，迭代地执行重建模型和 施加一组滤波器的步骤，直到满足停止条件。
11. 根据权利要求10所述的装置，其中施加一组滤波器包括在其逐次迭代中施加所述 一组滤波器的相应子组。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中所述子组是随机选择的。
13. 根据权利要求11所述的装置，其中所述子组是根据搜索策略选择的。
14. 根据权利要求10所述的装置，其中所述停止条件包括以下之一：未能实现在预先 确定数量的迭代中的所述过滤后的体积的越来越高的分辨率、预设的时间间隔截止以及预 先确定数量的迭代的完成。
15. 根据权利要求10所述的装置，其中施加一组滤波器包括： 确定所述过滤后的体积具有超过施加一组滤波器的先前迭代的所述过滤后体积的分 辨率；以及 响应于所述确定，将所述过滤后的体积用作重建模型以及施加一组滤波器的所述步骤 的后续迭代的输入。
16. 根据权利要求15所述的装置，还包括显示器，其中所述处理器可操作以执行以下 另外的步骤： 在执行分割所述过滤后的体积的步骤后，存储所述分割的过滤后的体积的相应实例； 并且 将所述分割的过滤后的体积的实例组合成复合体积，其中报告所述分割的过滤后的体 积包括在所述显示器上呈现所述复合体积。
【专利摘要】本发明公开了心脏三维重建，其包括：使用具有标测电极的探头将导管插入心脏中，从心脏中的感兴趣的区域中的相应位置采集电数据，将所述电数据的位置表示为点云，由所述点云重建所述心脏的模型，将一组滤波器施加至所述模型以产生过滤后的体积，分割所述过滤后的体积以限定所述心脏的组分，以及报告所述分割的过滤后的体积。
【IPC分类】A61B18-12, G06T17-00, A61B5-0402
【公开号】CN104720888
【申请号】CN201410795593
【发明人】梅斯乔恩 A., 马斯萨瓦 F.
【申请人】韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月18日
【公告号】CA2874007A1, EP2886047A1, US20150164356