導管行程的預測方法技術

一種用于預測在被建模的脈管系統中開始位置和目標位置之間的導管行程的方法，其中所述行程由沿相關行程中心線（ＣＣ，ＭＣ）延伸的行程管道（ＣＴ，ＭＴ）描述，所述方法包括下列步驟：　　　　ａ）確定從開始位置至目標位置來通過脈管系統的路徑，并根據所述路徑識別初始行程中心線（ＭＣ）；　　　　ｂ）調節所述初始行程中心線以便相關的行程管道（ＣＴ，ＭＴ）位于脈管系統內部。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于預測脈管系統中的(微型)導管行程的方法，一 種用于制造導管的方法， 一種執行所述預測方法的數據處理單元，和一種 具有執行所述預測方法的程序的記錄載體。
技術介紹
如果可以在適合的建模程序的幫助下計劃和準備患者的脈管系統中 的導管介入，則可以促進其成功。所述程序一般需要患者的脈管系統的三維幾何模型，例如可以通過3D旋轉脈管造影術獲得之。導管介入的典型 范例是動脈瘤的治療，其中用于在3D脈管系統中對動脈瘤體素的全自動 標記已經在文獻(cf. J, Bruijins: Fully-automatic labelling of aneurysm voxels for volume estimation, Proc. Bildverarbeitung ftier die Medizin, 51-55頁， Erlangen, Germany, 2003年3月)中有所描述。在標記動脈瘤之后，由醫 生制定治療計劃，包括選擇具有合適的例如直徑和彈性的性質的導管。
技術實現思路
基于這樣的情形，本專利技術的目的是提供用于輔助的和改進的導管介入 計劃的手段。該目的通過根據權利要求l的方法、根據權利要求9的方法、根據權 利要求IO的數據處理單元和根據權利要求11的記錄載體而實現。根據第一方面，本專利技術涉及一種用于預測在被建模的脈管系統中在給 定的開始位置(例如導管由此被導入身體內的切口)和給定的目標位置(例 如動脈瘤)之間的導管行程的方法。術語導管原則上應當包括任何能 夠通過患者的脈管系統前進的橢圓形儀器。通過所謂行程管道的管狀 對象描述導管的行程，其中所述管道沿從開始位置引導至目標位置的相關 行程中心線延伸。所述方法包括下列步驟a)確定從開始位置引導至目標位置經過脈管系統的路徑，并根據所述 路徑識別初始行程中心線。如果脈管系統例如由具有中心線的管狀對象建 模，則所述路徑可以沿著所述脈管中心線。 b)以這樣的方式調節前述初始行程中心線與該中心線相關的行程 管道位于脈管系統內部。優選地，產生的行程管道還將進一步實現(最佳 化)標準，例如具有將彎曲能量最小化的配置。利用前述這種方法，可以對脈管系統中的介入計劃進行改迸并將其自 動化，因為對于脈管系統可以單獨地預測被導入所述系統中的導管的行 程。這有助于醫生對介入的可行性以及執行介入的最佳方法作出決定。而 且，該方法有助于為特殊任務選擇和可以準備最合適類型的導管。在所提出的方法的第一應用中，所述行程管道可以是通道管道， 其描述其中導管可以從開始位置引導至目標位置經過脈管系統的通道。如 果通道足夠大以能夠容納導管同時仍然為剩下的血流留有空間，則介入是 切實可行的。在所提出的方法的第二應用中，所述行程管道可以是微型導管管 道，其描述從開始位置引導至目標位置經過脈管系統的微型導管的形 狀。名稱微型導管應當表示該應用特別適合于小而細的導管。然而該 術語并不意味著限制，并且原則上應當包括任何可以通過患者的脈管系統 而前進的橢圓形儀器。在前述應用的組合中，首先確定通道管道，然后以微型導管管道位于 所述通道管道之內的方式確定微型導管管道。在確定微型導管管道的過程中，該方法的步驟a)中所需的經過脈管系統的路徑優選地被限定為通道 管道的中心線。在本專利技術的優選實施例中，微型導管中心線包括直線部分和彎曲部分 的交替序列。對于直線部分，相關的管道部分被限定位于脈管系統的內部 (即各處都與脈管系統的壁保持距離)；反之，對于彎曲部分，相關的管 道部分接觸脈管壁(并未穿透脈管系統的周圍組織)和/或轉彎進入脈管系 統的旁分支。如它們的名字所表示的，直線部分優選(大約)為直的，而 彎曲部分是彎的。直線部分和彎曲部分的序列特別適于窄、細的微型導 管，其直直地延伸直到它們接觸到脈管壁或者必須轉彎以進入脈管系統的 分支。直線部分和彎曲部分的前述序列可以特別以迭代的方式確定，例如在 開始位置以直線部分開始。在迭代的過程中，直線部分將接著延伸直到有 必要引入彎曲部分以將微型導管導回脈管系統的內部或者進入旁分支。在前述方法的優選實施例中，每個迭代步驟包括下列的子步驟aa)確定導管拐角。所述導管拐角被限定為(i)當前在該迭代步 驟中所考慮的直線部分與圍繞該直線部分的脈管壁的交叉或被限定為 (ii)在當前的直線部分上位于從所述部分的開始與所述微型導管跟隨的 旁分支的最遠脈管壁相同距離的點(取替代方案(i) 、 (ii)中較近的一 個)。因此導管拐角表示脈管系統中當前的直線部分的直線行程必須結束 的點。bb)通過初始移位矢量將當前直線部分的接近(可能最接近)導 管拐角的點移位朝向在步驟aa)中確定的導管拐角。相對于邊界條件(例 如有必要將微型導管管道保持在脈管系統以內) 一般將該點移位至盡可能 接近的導管拐角。cc)在當前直線部分的前述移位點引入從當前直線部分到接下來的彎 曲部分的轉換。然后必須根據給定的邊界條件來確定彎曲部分的進程。在前述迭代方法的優選延續中，在步驟cc)中被引入的接下來的彎曲 部分在步驟bb)的初始移位矢量的方向被連續地并且一個一個地被移位， 其中移位長度以這樣的方式單調遞減，即相關的微型導管管道只接觸脈管 系統的壁而不穿透它。移位長度的單調遞減避免了微型導管管道的局部回 轉。而且，接下來的直線部分將在以當前移位長度移位的微型導管管道第 一次與脈管壁失去接觸的地方開始。也就是說，微型導管中心線盡脈管壁 所需而被移位，并且它進入到微型導管管道可以在脈管系統內部再次自由 延伸的下一直線部分。上述方法中所用的管道或管狀對象(例如微型導管管道或通道管道) 優選地由一系列探針描述，其中每個探針包括具有中心和相關平面的球 面。所述球面的中心位于被建模的管道的中心線上，并且相關平面包含所 述中心而且垂直于管道的中心線而延伸。此外，可以由其它參數表現探針 的特征，例如對應于管道的橫截面的橢圓形橫截面的半徑。本專利技術還涉及一種用于制造導管，特別是微型導管，的方法，包括下 列步驟a) 利用前述類型的方法在預期的介入過程中預測導管的行程。b) 根據預測的行程對導管進行準備，優選進行預建模。 利用該方法，可以為特定介入和特定患者單獨設計(微型)導管。這充分地方便了介入，使得困難的情況可以應付，并降低復雜性的風險。 本專利技術還涉及一種數據處理單元，其適于執行上述類型的預測方法。所述數據處理單元可以包括通常的計算機組件，例如中央處理單元、存儲 器、1/0接口等，和相關的計算機程序。最后，本專利技術包括一種記錄載體，例如軟盤、硬盤或光盤(CD)，其上存儲有用于根據前述類型的方法對導管行程進行預測的計算機程序。 參考下面描述的實施例，本專利技術的這些和其它方面將會明顯并得以闡明。附圖說明下面，借助于附圖，通過示例描述本專利技術，附圖中圖1示意性示出在脈管系統的彎曲部分(左)和脈管系統的分支部分(右)中的通道管道CT和微型導管管道MT，以及他們的各自的中心線CC和MC;圖2示出在脈管系統的旁分支處對導管拐角的確定，其中在所述導管 拐角處直線部分將轉換為彎曲部分；圖3示出在彎曲部分中微型導管探針從位置P。W到位置Pnew的移位，其中各點表示描述該區域中相應的通道管道的探針的中心；圖4示出將圖3的移位矢量投影到通道管道探針的平面上以計算最本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1、一種用于預測在被建模的脈管系統中開始位置和目標位置之間的導管行程的方法，其中所述行程由沿相關行程中心線(CC，MC)延伸的行程管道(CT，MT)描述，所述方法包括下列步驟a)確定從開始位置至目標位置來通過脈管系統的路徑，并根據所述路徑識別初始行程中心線(MC)；b)調節所述初始行程中心線以便相關的行程管道(CT，MT)位于脈管系統內部。2、 根據權利要求l的方法，其特征在于所述行程管道是通道管道 (CT)，其描述了一種通道，在該通道中導管可以從開始位置延伸至目標位置來經過脈管系統。3、 根據權利要求1的方法，其特征在于所述行程管道是微型導管管 道(MT)，其描述了從開始位置延伸至目標位置來經過脈管系統的微型 導管的估計形狀。4、 根據權利要求2或3的方法，其特征在于首先確定通道管道(CT)， 然后確定微型導管管道(MT)以便微型導管管道位于所述通道管道(CT) 之內。5、 根據權利要求3的方法，其特征在于微型導管中心線包括直線部 分和彎曲部分的交替序列，對于直線部分，相關的管道部分位于脈管系統 的內部；對于彎曲部分，相關的管道部分接觸脈管壁和/或轉彎進入脈管系 統的旁分支。6、 根據權利要求5的方法，其特征在于迭代地確定所述序列，優選 地在開始位置從直線部分開始。7、 根據權利要求6的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·布魯恩斯，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：