通過移動成像床擴大跟蹤體積的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一般設及在患者體內跟蹤侵入式探頭，并且具體地設及在斷層成像系統(tǒng)中 用于在體內跟蹤探頭位置的設備和方法。
【背景技術】
[0002] 醫(yī)學斷層成像設及捕獲在多個方向上通過患者身體傳輸或從患者身體發(fā)射的福 射，并且然后處理所捕獲的福射W重建體內結構的圖像，通常在=維中重建。現(xiàn)代斷層成像 技術尤其包括基于X射線傳輸?shù)挠嬎銠C斷層攝影（CT)和磁共振成像（MRI)，W及使用伽馬 射線的單光子發(fā)射計算機斷層攝影（SPECT)、正電子發(fā)射斷層攝影（陽T)和在本領域中已 知的其他方法。
[0003] 在典型的醫(yī)療斷層成像系統(tǒng)中，患者躺在機動化床（也被稱為工作臺）上，其輸送 患者通過成像系統(tǒng)的孔。為了將感興趣的身體部分定位在該系統(tǒng)的檢測體積內，該系統(tǒng)一 般自動地或在操作員的控制下精確地控制床的運動。在一些應用中，在成像期間該床W受 控速度連續(xù)移動，例如在美國專利7, 738, 944中所描述的。
[0004] 磁感測系統(tǒng)被廣泛地用于跟蹤探頭在患者體內的位置。例如，公開內容W引用方 式并入本文的PCT國際公布WO 1996/05768描述了定位系統(tǒng)，在該定位系統(tǒng)中多個場發(fā) 生器產生交流（AC)磁場，該交流（AC)磁場由在侵入式醫(yī)療器械的遠側端部處的多個傳 感器進行檢測。為了找到器械的位置和取向坐標，處理來自傳感器的信號。由Biosense WebsteHDiamond Bar, California)生產的CARIX)?:系統(tǒng)使用此類磁感測W跟蹤并可視 化患者體內導管的位置。
[0005] 導管位置的磁感測可W結合成像模式諸如MRI使用。例如，公開內容W引用方式 并入本文中的美國專利申請公布2014/0094684描述了適用于在MRI環(huán)境中操作的醫(yī)療探 頭。探頭包括具有用于插入體腔諸如屯、臟的一部分中的遠側端部的柔性插入管，使用MRI 技術對該體腔進行成像。探頭中的線圈可W被用作位置傳感器W從當線圈在具有已知空間 分布的交變磁場中時生成的信號得到探頭的遠側端部的位置和取向。該磁場由放置在已知 位置處的線圈生成，該已知位置通常在患者軀干下方。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的實施例提供了用于跟蹤侵入式探頭在患者的身體中的位置的改進的方 法和設備。
[0007] 因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了醫(yī)療系統(tǒng)，所述醫(yī)療系統(tǒng)包括成像設備，所述 成像設備包括檢測器陣列，其限定成像體積，并且被配置成形成患者體內的定位在所述成 像體積中的區(qū)域的圖像；W及可移動床，其被配置成將所述患者的身體傳送通過所述成像 體積。侵入式探頭被配置用于插入所述患者體內的內腔中。跟蹤設備包括定位在所述成像 設備中并且限定所述成像設備內的跟蹤體積的場換能器，并且被配置成響應于所述場換能 器和所述侵入式探頭之間的相互作用生成所述侵入式探頭在所述跟蹤體積內的位置的指 示?？刂破鞅宦?lián)接W響應于由所述跟蹤設備指示的所述侵入式探頭的位置來控制所述可移 動床。
[0008] 在公開的實施例中，所述成像設備包括磁共振成像（MRI)設備，并且所述檢測器 包括被配置成響應于施加的磁場從所述身體中的組織接收信號的線圈。所述侵入式探頭可 W包括被配置用于通過血管插入所述患者的屯、臟中的導管。
[0009] 在一些實施例中，所述場換能器包括定位墊，其包括多個線圈，所述線圈在所述跟 蹤體積內生成磁場，并且所述跟蹤設備被配置成響應于所述磁場接收從所述侵入式探頭輸 出的信號，并且處理所述信號W便生成所述侵入式探頭的位置的指示。所述場換能器通常 被定位成使得所述跟蹤體積與所述成像體積重疊，并且所述控制器被配置成在所述成像設 備的坐標系中配準所述侵入式探頭的位置，并且將所述配準的位置的指示疊加在由所述成 像設備產生的所述圖像上。
[0010] 在一些實施例中，所述場換能器被定位成使得所述跟蹤體積相對于所述成像體積 固定，并且其中所述控制器被配置成響應于所述侵入式探頭在所述患者體內的運動使所述 可移動床移位，使得盡管所述運動，所述侵入式探頭仍保持在所述成像體積內。所述控制器 可被配置成使所述可移動床在與所述侵入式探頭的所述運動相反的方向上移位，并且可W 控制所述可移動床的移動速度，W便補償所述侵入式探頭通過所述身體的推進。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了用于成像和跟蹤的方法，所述方法包括在成像設 備中定位跟蹤設備的場換能器，所述成像設備具有成像體積，并且當患者躺在可移動床上 時形成患者體內的定位在所述成像體積中的區(qū)域的圖像，所述可移動床將所述患者的身體 傳送通過所述成像體積。當侵入式探頭在所述跟蹤設備的由所述場換能器限定的跟蹤體積 內時，響應于所述場換能器和所述侵入式探頭之間的相互作用，跟蹤已經被插入所述患者 身體中的內腔中的所述侵入式探頭的位置。響應所跟蹤的侵入式探頭的位置來控制所述可 移動床。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，另外提供了用于結合成像設備操作的跟蹤設備，所述成像 設備具有成像體積，并且被配置成形成患者體內的定位在所述成像體積中的區(qū)域的圖像， 并且包括用于將所述患者的身體傳送通過所述成像體積的可移動床。所述跟蹤設備包括被 配置用于插入所述患者體內的內腔中的侵入式探頭。場換能器被定位在所述成像設備中， 并且限定所述成像設備內的跟蹤體積?？刂破鞅慌渲贸身憫谒鰣鰮Q能器和所述侵入式 探頭之間的相互作用生成所述侵入式探頭在所述跟蹤體積內的位置的指示，并且響應于所 述侵入式探頭的位置控制所述可移動床。
[0013] 從W下結合附圖的本發(fā)明的實施例的詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明，其中：
【附圖說明】
[0014] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像和跟蹤系統(tǒng)的示意性圖解；
[0015] 圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例在成像和跟蹤系統(tǒng)中的患者的示意性側視 圖；化及
[0016] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例示意性地示出在成像和跟蹤系統(tǒng)中用于控制患者床 移動的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 在圖像引導的醫(yī)療的一些新模式中，侵入式探頭諸如導管被插入患者體內并且在 患者體內被操縱，同時成像設備諸如MRI系統(tǒng)捕獲侵入式探頭位于其中的身體內感興趣的 區(qū)域的圖像。例如，導管可W通過血管系統(tǒng)被插入患者的屯、臟中，同時由MRI捕獲屯、臟的S 維（3D)圖像。在該構造中執(zhí)行的診斷和治療過程期間，跟蹤設備諸如上述CARTO磁跟蹤系 統(tǒng)可W同時用于跟蹤并指示身體中導管的位置。
[0018] 為了啟用此類組合的成像和跟蹤功能，在跟蹤侵入式探頭中使用的場換能器被放 置在成像設備的孔中。當使用磁跟蹤時，例如，場換能器可具有包括多個線圈的定位墊的形 式，并且可W被固定在成像設備的可移動床下面，在手術期間患者躺在可移動床上。由場換 能器提供的探頭的位置坐標可與成像設備的坐標框架配準，使得探頭位置可被準確地指示 在3D圖像上。為此，場換能器被定位成使得其限定的跟蹤體積與成像體積的重疊，該成像 體積由成像設備的孔內的檢測器陣列限定。
[0019] 然而，對于一些過程，將跟蹤體積限制于成像設備的孔的區(qū)域可存在問題。例如， 在很多屯、臟手術中，導管通過股靜脈被插入身體中，并且通過血管系統(tǒng)被推進到屯、臟中。執(zhí) 行該過程的醫(yī)生需要從導管的進入點一直到屯、臟觀察導管的遠側端部的位置。在成像設備 的孔中的跟蹤設備的靜態(tài)跟蹤體積可不足W用于該目的。
[0020] 為了擴展有效的跟蹤體積，本文所描述的本發(fā)明的實施例通過使用成像設備的現(xiàn) 有的可移動床W及成像設備和跟蹤設備的相應坐標框架之間的配準來克服該限制。在成像 期間，為了使成像設備能夠將患者的身體精確地移位到所需的位置，運些實施例利用運樣 的事實，即，成像設備中的可移動床的坐標必須與成像設備自身的坐標框架配準。在此基礎 上，床坐標可W相對于跟蹤設備的坐標框架進行配準，并且因此系統(tǒng)控制器可W準確地確 定相對于床的探頭位置。
[0021] 在此基礎上，在公開的實施例中，控制器將由跟蹤設備指示的侵入式探頭的位置 應用于控制可移動