Mri切片的实时生成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及医学成像，并且具体地讲，涉及用于介入性心脏学中的实时MRI的方法和系统。
【背景技术】
[0002]磁共振成像(MRI)常常用于多种应用中的医学成像。MRI处理通常计算量很大，并且因此用于大容量的实时MRI通常在相对较低的空间和时间分辨率下可行。
[0003]授予Guttman等人的公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2010/0312094描述了具有预设扫描平面的MRI引导的外科系统。在消融期间，MR测温法(2-D)可用于显示实时消融形成物，所述实时消融形成物获取沿导管的切片并且显示温度轮廓增高。可以预期，2D和/或3D GRE脉冲序列可用于获得MR图像数据。然而，也可使用其他脉冲序列。
[0004]授予Mistretta的公开内容以引用方式并入本文的美国专利8，620，404描述了用于生成受检者的时间分辨的3D医学图像的系统和方法。该方法包括使用磁共振成像(MRI)系统从受检者的一部分采集二维(2D)数据集的时间序列并且将2D数据集的时间序列重建成具有给定帧率的受检者的图像的2D时间序列。
[0005]授予Strommer等人的公开内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布2013/0184569描述了用于产生心脏的电生理标测图的方法。示例性方法可包括确定导管末端的目标位置和取向、确认末端是否处于目标位置处、测量每个目标位置处的心脏参数值、以及叠加心脏参数值的多种表示。
[0006]授予Liao等人的公开内容以引用方式并入本文的美国专利8，675，996描述了用于配准心循环结构的二维图像与心循环结构的三维图像的方法。该方法包括使用第一成像模态采集包括心循环结构三维图像。将采集的三维图像投影到二维空间内以产生心循环结构的二维投影图像。在投影之前从三维图像或者在投影之后从投影图像分割出感兴趣结构。使用第二成像模态采集心循环结构的二维图像。
[0007]授予Stro_er等人的公开内容以引用方式并入本文的美国专利8，676, 300描述了用于在封闭管状器官中进行导航的方法和系统。该程序包括将第一染料注射剂注射到管状器官内，所述第一染料接近封闭段的第一端部。采集管状器官的多个第一注射剂二维(2D)图像，每个图像从不同的视角来采集，所述第一注射剂二维(2D)图像此外是使用相应的器官定时信号读数来采集的。
【发明内容】
[0008]本文描述的本发明的实施例提供了包括接口和处理器的医疗系统。接口被配置成与磁共振成像(MRI)系统通信。处理器被配置成将正在患者的器官中进行导航的医疗探头的远侧端部的位置显示在器官的三维(3D)标测图上，以及响应于事件来选择包括远侧端部的感兴趣的平面、经由接口从MRI系统采集选择平面处的器官的实时MRI切片、以及显示叠加在3D标测图上的MRI切片。
[0009]在一些实施例中，通过3D磁位置跟踪系统产生器官的3D标测图。在其他实施例中，处理器被配置成接收来自使用者的对平面的选择。在另选的实施例中，处理器被配置成响应于事件自动地选择平面。在另一个实施例中，器官包括心脏，并且医疗探头包括心脏导管。
[0010]根据本发明的实施例，还提供了一种方法，所述方法包括将正在患者的器官中进行导航的医疗探头的远侧端部的位置显示在器官的3D标测图上。响应于事件，选择包括远侧端部的感兴趣的平面、采集选择平面处的器官的实时MRI切片、并且显示叠加在3D标测图上的MRI切片。
[0011]结合附图，通过以下对实施例的详细说明，将更全面地理解本发明，其中:
【附图说明】
[0012]图1为根据本发明的实施例的微创心脏手术期间的MRI系统和磁位置跟踪系统的不意性图解；
[0013]图2为根据本发明的实施例的叠加在三维(3D)磁位置跟踪标测图上的MRI切片的示意性图解；并且
[0014]图3为示意性地示出根据本发明的实施例的方法的流程图，所述方法用于在心内手术期间采集实时MRI图像并且将其与磁位置跟踪标测图叠加在一起。
【具体实施方式】
[0015]综述
[0016]一些微创手术使用例如由B1sense Webster CART0?系统提供的磁位置跟踪标测图来导航患者体内的导管或其他医疗探头。在一些情况下，医师需要导管的远侧端部附近的器官的实时图像。MRI为成像方案之一，但3D MRI需要大量的计算并且因此通常不能实时地提供所需的分辨率。
[0017]下文描述的本发明的实施例提供了在导航期间使用3D磁位置跟踪标测图来获得邻近导管的远侧端部的位置的实时成像的方法和系统。取代采集完整的3D MRI模型(这不适于实时地执行)，本发明所公开的技术采集并且显示包含导管远侧端部的选择的感兴趣的平面中的MRI切片。通过接受特定平面处的图像，医师可实时地获得MRI切片在磁位置标测图上的叠加图像。
[0018]在本专利申请的上下文中以及在权利要求中，术语“MRI切片”和“2D MRI切片”是指MRI系统针对特定2D平面采集的薄MRI切片(例如，3毫米厚)。就全部实用性目的而言，这种切片被视为是二维的，尽管其具有有限的厚度。
[0019]本文所述的实施例主要涉及心脏导管和心脏手术。然而，另选的实施例适用于任何微创医疗手术(例如，腹腔镜检查术或内窥镜检查术)，并且并不限于心脏应用。
[0020]系统描沐
[0021]图1为根据本发明的实施例的微创心脏手术期间的MRI系统22和磁位置跟踪系统20的示意性图解。MRI系统22经由接口 56连接到磁位置跟踪系统20。磁位置跟踪系统20包括控制台26和导管24，所述导管24包括如图1的插图32中所示的远侧端部34。
[0022]心脏病专家42在患者心脏28内导航导管24，直至远侧端部34到达该器官中的所需位置，并且随后心脏病专家42使用远侧端部34来执行医疗处理。在其他实施例中，本发明所公开的技术可与在任何其他器官中执行的手术一起使用，并且除了心脏病专家42，任何合适的人类使用者均可使用该系统。
[0023]这种位置跟踪方法在例如由B1sense Webster Inc.(Diamond Bar, Calif.)生产的CARTO?系统中实施，并且详细地描述于美国专利5，391，199,6,690,963,6,484, 118、6，239，724、6，618，612和6，332，089、PCT专利公布WO 96/05768、以及美国专利申请公布2002/0065455AU2003/0120150A1和2004/0068178A1中，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
[0024]控制台26包括处理器58、驱动电路60、连接到MRI系统22的接口 56、输入装置46、和显示器40。驱动电路60驱动磁场发生器36，所述磁场发生器36设置在患者30躯干下面的已知位置处。响应于事件，心脏病专家42选择(使用输入装置46和屏幕40上的合适图形用户界面(GUI))包括远侧端部34的所需平面。在另一个实施例中，处理器58自动地选择所需平面。处理器58经由接口 56来从MRI系统22请求选择平面的MRI切片。MRI系统22采集所请求的切片并且将其经由接口 56发送到处理器58。
[0025]处理器58生成3D磁位置跟踪标测图与MRI切片的叠加图像并且将此图像显示在屏幕40上。
[0026]图1所示的系统20的配置是完全为了概念清楚而选择的示例性配置。在另选的实施例中，任何其他合适的配置可用于实现该系统。系统20的一些元件可使用硬件来实现，例如，使用一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)或其他装置类型。除此之外或作为另外一种选择，系统20的一些元件可使用软件或使用硬件和软件元件的组合实现。
[0027]处理器58通常包括通用计算机，所述计算机用软件来编程以执行本文所述的功能。软件可以电子形式例如通过网络下载到计算机，或作为另外一种选择或除此之外，软件可以被提供和/或存储在非临时性有形介质上，例如磁性、光学或电子存储器上。
[0028]MRI切片在3D标测图h的实时叠加
[0029]微创手术需要外部成像，因为医师在其导航和处理期间不能看到探头。在本发明的实施例中，处理器58使用系统20的磁位置跟踪能力来产生和显示与远侧端部34的图像叠加的患者心脏的3D标测图，使得心脏病专家42知道远侧端部34相对于心脏28的精确位置和取向。
[0030]在导航和处理过程期间，心脏病专家42可需要围绕远侧端部42的患者器官的实时图像。就MRI而言，全容积3D MRI图像的采集需要很长时间，因为其需要容积扫描和大量计算。其他成像技术(例如，X线荧光镜透视检查)可以快于3D MRI的速度采集图像，但仍存在需要MRI以用于特定处理并且最小化不利辐射的情况。本文所述的实施例满足心脏病微创手术期间的实时MRI的需要，并且也适用于其他微创医疗手术。
[0031]就在邻近导管的远侧端部的位置处需要MRI图像的情况而言，心脏病专家42选择患者心脏28内的包括远侧端部34的相关平面。心脏病专家42使用输入装置