利用复合解剖显示图像进行肾消融与可视化的系统和方法与流程

本发明的实施方案的方面涉及能够对导管和解剖结构进行消融与可视化的侵入式医疗装置和相关系统以及有关方法。

背景技术：

导管插入术用于诊断和治疗过程。例如，心脏导管用于心脏标测和消融从而治疗多种心脏疾病，包括心律失常，如特别在上岁数人群中作为常见且危险的医学疾病存在的心房扑动和心房纤颤。心律失常的诊断和治疗包括标测心脏组织的电特性，特别是心内膜和心脏体积，并通过施加能量来选择性消融心脏组织。这样的消融可停止或改变不需要的电信号从心脏的一个部分传播到另一个部分。消融方法通过形成非导电消融灶来破坏不需要的电通路。已经公开了多种用于形成消融灶的能量递送形式，其中包括使用微波、激光和更常见的射频能量来沿心脏组织壁形成传导阻滞。在标测然后消融的两步法中，通常通过向心脏中插入包含一个或多个电传感器(或电极)的导管并获取多个点处的数据来感应并测量心脏中各个点的电活动。然后利用这些数据来选择将要在该处进行消融的心内膜目标区域。

术语“射频”(rf)通常用来指流过导体的交流电。在消融的情况下，rf电流流过包含游离离子的生物组织。存在于组织中的额外的细胞流体提供电导率。组织导电性可由组织阻抗来表示。一般来讲，低阻抗表示高导电性，高阻抗表示低导电性。

对生物组织施加rf电流会致使组织发热。生物组织中的rf电流密度越高(每单位面积的电流)，所得温度越高。当在短时间内发热超过阈值时，组织不再对电刺激产生反应。

另一种基于导管的消融手术是肾神经切除(rdn)。其为基于血管内导管的微创手术，其使用射频消融，旨在治疗医学病症和疾病，包括例如高血压。交感神经系统激起某些影响并控制血压的荷尔蒙的释放。在高血压患者中，持续释放低剂量的这些荷尔蒙可增加血压。高血压可通过饮食、锻炼和药物进行控制。然而，顽固性高血压(通常定义为尽管同时使用不同类别的三种抗高血压剂，血压仍然高于目标值)需要更积极的治疗，包括手术。顽固性高血压是初级保健医生和专家都面对的常见临床问题。因为上年纪和肥胖症是不受控制高血压的两种最强的危险因素，顽固性高血压的发病率可能随着人群年纪越老和体重越重而增加。

已经证明切断肾神经可改善血压。然而，该过程涉及外科手术及随之而来的所有风险，且常导致胸部以下的全部交感神经切除。作为能够去神经，或抑制，通过基于导管的系统实现仅肾神经的切除或抑制是重要进步。将小导管置于股动脉中并穿过肾动脉即获得了神经入路。神经交织并嵌入围绕肾动脉的管衣(casing)或管层中。通过由导管将能量源传入肾动脉并传输低剂量射频消融能量，进入的与现有的肾交感神经暴露于rf电流密度中。加热程度与rf功率(电流密度)输出成比例。在低电流密度下，组织被缓慢加热并由于流体流失而收缩。随着神经在沿其长度的选定位置处受损或“神经切除”，交感传入传出活动被中断或减少，这具有有利的效果，诸如血压的降低。

基于导管的肾神经切除通常在荧光镜透视检查下进行，其中x射线成像提供了导管在肾脉管系统(包括进行消融的肾动脉)中的2-d可视化。身体部位不同，x射线吸收程度也不同。密质骨吸收大部分的辐射，而诸如肌肉、脂肪和器官等软组织允许更多的x射线穿过它们。因此，骨在x射线上呈现为白色，软组织显示为灰色阴影，并且空气呈现为黑色。因此，解剖结构和导管放置的可视化受到限制。荧光镜透视检查可能无法为软组织(诸如肾动脉、肾静脉和淋巴结)提供充分的可视化。

相比于传统的x光片，计算机断层摄影术(ct或cat扫描)能为软组织、内部器官、骨骼和血管产生更详细的图像。在ct扫描期间生成的横截面图像能在多个平面中重新格式化，并且甚至能生成三维图像，该三维图像能在计算机显示器上查看，印在胶片上，或转录成cd或dvd。类似地，磁共振成像(mri)使用磁场和无线电波脉冲来产生身体器官和结构的图像。在许多情况下，与x射线、超声和ct扫描相比，mri能提供器官和结构的不同可视化。还可在mri扫描期间使用造影剂以更清楚地显示某些结构。图像经数字化，能保存并存储在计算机上或远程查看。磁共振硬件、扫描方案和3d体积重建软件的改进已实现三维成像。

通过已穿透身体并从内部器官和结构中弹开的声波，常规超声提供二维图像。所收集的声波由计算机进行处理以创建图像。二维图像显示为薄的平坦部分。在三维扫描中，与声波以一个角度进行传输相反，其以不同角度进行传输，其中所返回的回波由高级计算机程序进行处理，从而得到内部器官和结构的三维体积重建图像，其方式与ct扫描机器通过多张x光片来构建ct扫描图像的方式大致相同。所得图像提供深度和阴影，从而更好地对细部进行可视化。

最近，为了产生心腔的视觉再建，荧光镜透视检查或计算机断层扫描可用于作为解剖标测的补充。一个示例在共同转让的专利申请序列号13/295,594中有所描述，其全部内容以引用方式并入本文。位置处理器使用这种再建使消融导管的末端位置与目标区域准确相关，以便确保心内膜表面与导管末端处的消融电极之间的接触。

其全部内容以引用方式并入本文的美国专利申请公布us2007/0049817a1公开了多种用于将标测图与图像进行配准的系统和方法，涉及三维图像分割以及通过标测图和图像中的生理或功能信息而非仅通过位置信息将图像与电解剖标测图进行配准。本发明的一种典型应用涉及将心脏的电解剖标测图与预获取的或实时的三维图像进行配准。可在三维图像和标测图上定位并准确地划分特征部诸如心脏中的疤痕组织(其通常表现出比电解剖标测图中的健康组织更低的电压)。

美国专利7,831,076公开了多种方法和设备，用于共同显示与视觉标记正在进行成像的结构的3-d模型(例如电解剖标测图)，以在医疗成像过程中采集超声数据期间，指示数据获取进度。连续二维图像的交点平面被标记为三维模型上的线或着色区域。此显示使操作员能够确定已捕获足够数据的区域，并将操作员引导至仍另需进行数据收集的区域。使用各种颜色方案来指示所收集的数据的相对充分性。

美国专利9078,567公开了多种用于视觉支持将电生理学导管应用于心脏中的方法和设备，由此对在执行导管应用期间所提供的待治疗心脏区域的电解剖3d标测数据进行可视化。在执行导管应用之前，通过层析3d成像方法，记录待治疗区域的3d图像数据，通过分割，从3d图像数据中提取待治疗区域中的对象的3d表面轮廓，并且所提供的电解剖3d标测数据与表示3d表面轮廓的3d图像彼此在相对于彼此正确的方位和维度上相互关联，并且例如在导管应用期间以叠加方式可视化。这些方法和相应装置实现了对执行心脏内电生理导管应用的使用者的改善取向。

技术实现要素：

本发明的方法和系统认识到，肾静脉往往密切跟踪肾动脉，并且在rf能量场中存在静脉时，消融灶几何形状改变。例如，往往消融灶越小导致神经切除的有效性越低。也已观察到，其它邻近解剖结构、或靠近或紧邻(本文可互换使用)肾动脉的解剖结构(诸如，淋巴结)对消融灶几何形状产生不利影响。

本发明的一些实施方案的目的是指定一种方法和装置，该方法和装置在引导导管放置和定位于肾区域或脉管系统中的过程中提供对软组织(诸如肾动脉、肾静脉和淋巴结)的改善可视化。在一些实施方案中，该方法和装置实现了对肾区域内的电生理导管应用的可视化，该可视化提供了例如对肾结构以及一个或多个邻近解剖结构的改善成像，该肾结构包括肾动脉，该一个或多个邻近解剖结构包括肾静脉、淋巴结、其它邻近器官和/或在肾动脉内或周围的导管消融手术期间可对消融灶形成产生不利影响的其它邻近软组织。

在至少一个实施方案的本发明方法中，为了在视觉上支持将电生理导管应用于肾区域中，尤其是导管肾消融术中，在提供解剖3-d标测数据的3-d标测过程之前或同时，通过荧光镜透视检查或层析3-d成像方法，提供待治疗区域的3-d图像数据。根据3d图像数据，通过分割，提取待治疗区域中的对象(尤其是肾动脉和一个或多个邻近解剖结构)的3d表面轮廓。表示3d表面轮廓的3d图像数据(下文称为所选3d图像数据)与在正确方位和维度下执行导管应用期间所提供的解剖3d标测数据相关联。然后，在执行导管应用期间，将3d标测数据和至少所选3d图像数据彼此可视化地叠加在视觉表示图中的正确方位和维度，使得邻近解剖结构(包括肾静脉、淋巴结、其它邻近器官、和/或其它邻近软组织)与肾动脉和消融导管的可视化一起可视化。

由于3d表面轮廓的这种叠加，通过这种叠加，待治疗或正进行治疗的肾区域的形态以良好的质量重现，其中在执行导管应用期间记录了解剖3d标测数据，在执行导管应用期间为导管操作者提供了更好的定向以及更准确的细节，使得操作者可选择性地将肾导管定位在肾动脉中，包括将肾导管的消融电极定位在肾动脉中更远离、或不含邻近解剖结构(包括例如肾静脉、淋巴结、器官和其它软组织)的区域中。叠加成像可发生在例如控制室中的监视器上或手术室本身中。在监视器上，心脏病专家随后识别这些解剖结构，并且能够智能地定位肾导管的消融电极以改善消融灶的形成，包括更好的消融质量和尺寸。

例如，为了记录3d图像数据，可使用x射线计算机断层摄影法、磁共振断层摄影法、或2d或3d超声成像法。这些成像方法的组合也是可行的。

可使用不同的技术来分割所记录的3d图像数据。因此，例如通过分割用成像法所获得的所有2d层，可产生3d图像数据中所包含的对象(尤其是脉管和/或一个或多个邻近解剖结构)的三维表面轮廓。除了这种分层式分割之外，对一个或多个解剖结构进行3d分割也是可行的。合适的分割技术是医学图像数据的图像处理领域的专家所熟知的。

通过不同的技术，可将解剖3d标测数据与处于正确维度和方位上的所选3d图像数据相关联。一种可能性在于，通过将3d表面轮廓与解剖3d标测数据的表示图进行视觉匹配，将相应数据进行配准。此外，可使用在两种记录中均能识别的人工标记物或自然特殊点。除了待治疗区域之外，如果邻区含在现有数据中，其也能用于该配准。此外，可行的是，将中心放在处于待移除组织的环境中的数据，在下文中也称为靶组织，或者在执行配准期间，将中心放在导管点的环境中。

在该方法和系统的有利实施方案中，配准发生在：第一阶段，其中在人工标记物或特殊点的辅助下，仅存在相对较小一部分解剖3d标测数据；和一个或多个后续阶段，其中通过表面匹配，已经存在较大数量的解剖3d标测数据。这样，在导管应用期间，随着解剖3d标测数据数量的增加，配准过程得到改进。

在将解剖3d标测数据叠加到3d图像数据上期间，可通过体积呈现技术来表示这些3d图像数据。在另一实施方案中，3d表面轮廓由多边形网格表示，如从计算机图形领域中已知的那样。叠加可利用可调节的透明度和可调节的混合系数来执行。还可行的是，计算并显示内窥镜透视图。由于解剖3d标测数据还包含导管点的相应瞬时方位，还可行的是，不时地在3d图像数据的表示图中，仅实时地将导管的方位可视化，而不显示其余的3d标测数据。

此外，由于3d标测数据与3d图像数据之间的配准，可计算导管与3d图像数据的任意图像元素的距离。本发明方法的一个有利实施方案使之成为可能，其中导管点在可视化中显示为彩色，颜色根据相对于可预先确定的图像元素的距离而变化，尤其是靶组织的方位。

用于执行至少一个实施方案中的方法的至少一个实施方案中的本发明系统包括一个或多个输入界面，该界面针对解剖3d标测数据以及通过成像断层摄影方法所记录的3d图像数据。该装置显示了分割模块，用于分割3d图像数据，以便提取按3d图像数据方式而记录的体积内所含对象的3d表面轮廓。此分割模块连接到配准模块，该配准模块被构造用于将解剖3d标测数据的正确方位和维度与表示3d表面轮廓的3d图像数据相关联。该配准模块继而连接到可视化模块，该可视化模块将3d标测数据与表示了3d表面轮廓的至少3d图像数据在正确的方位以及正确的维度上彼此进行叠加，用于通过显示装置(特别是显示器或投影仪)进行可视化。

在一些实施方案中，本发明的多种方法和装置还使心脏病专家能够手动地或系统能够自动地对一个或多个所选解剖结构进行突出显示、标定或“标记”。例如，可以将针对消融的一个或多个解剖结构进行标记。例如，可以标记避免放置消融导管和/或其消融电极的一个或多个解剖结构。此类一个或多个标记解剖结构可用于图像关联和/或配准过程中。此类一个或多个标记解剖结构可以按增强方式进行显示，便于心脏病专家进行识别与考虑是将其作为放置或定位消融电极的区域，或者另选地作为避免放置或定位消融电极的区域。

此外，根据本发明的一些实施方案的肾动脉消融方法包括：在肾神经切除期间所执行的肾动脉消融期间，阻断一个或多个邻近肾静脉中的血液流动。阻断肾静脉中的血液流动减少或消除了由肾静脉中血液流动而产生的冷却效应，使得消融灶能以不受限制的方式形成。阻断肾静脉中的血液流动可通过例如但不限于以下方式来实现：将第二导管引入肾静脉中，并且充气球囊以暂时限制肾静脉中与肾动脉消融区域相邻的区域中的血液流动。

附图说明

通过参考以下结合附图考虑的具体实施方案，将更好地理解本发明的这些和其他特征结构以及优点，其中：

图1为根据本发明的实施方案的基于导管的肾消融与复合解剖成像系统的示意性图示。

图2a为导管延伸穿过其中的肾动脉的示意图。

图2b为图2a中沿线b—b截取的肾动脉和导管的交叉端剖视图。

图3为根据一个实施方案的本发明的肾消融导管的侧视图。

图4为图1中的基于导管的肾消融系统的一部分的示意性框图。

图5为根据一个实施方案的用于基于导管的肾消融与复合成像系统中的电路的示意性框图。

图6为根据本发明的一个实施方案的流程图，示出了用于由3-d图像数据和2-d荧光镜图像数据来生成复合图像的方法。

图7a为2-d荧光镜图像的摄影图像。

图7b为在轴向平面中获取的3-dmri图像数据的代表性图示。

图7c为图7b中在3d空间中重建的3-dmri图像数据的代表性图示。

图7d为图7c中的在冠状方向上压缩的3-dmri重建图像的代表性图示。

图7e为根据本发明的实施方案的通过图7a和图7d中图像的组合的复合图像的代表性图示。

图8为根据本发明的一个实施方案的流程图，示出了用于生成图7e中的复合图像的方法，该复合图像具有用户选择标记的特征。

图9为根据本发明的另一实施方案的流程图，示出了用于生成图7e中的复合图像的方法，该方法包括特征标记。

图10为根据本发明的一个实施方案的流程图，示出了用于通过动脉造影片和静脉造影片的组合来生成复合图像的方法。

图11为根据本发明的另一实施方案的流程图，示出了用于通过动脉造影片和静脉造影片的组合来生成复合图像的方法，包括特征标记。

图12a和图12b为根据本发明的实施方案的系统的框图，该系统用于基于导管的肾消融以及利用导管可视化的3d复合成像。

图13a和图13b为示出了一种方法的流程图，该方法与图12a和图12b中的系统一起使用，用于利用导管可视化来生成3d复合成像。

图14为限制肾动脉附近的肾静脉中的血液流动的方法的代表性图示，该肾动脉将通过基于导管的消融术进行肾神经切除。

图15为根据一个实施方案的本发明的导管的远侧末端部分的透视图，其中某些零件被拆除。

具体实施方式

本发明涉及基于导管的消融与可视化系统10，其中实施方案在图1中示出，包括导管11、rf发生器控制台12、电源13、第一显示监视器14、冲洗泵16和消融致动器19(例如，脚踏板)。该系统还包括荧光镜成像单元30，其具有x射线源31、相机32、数字视频处理器33和第二显示监视器34。系统10适于在肾脏27附近的肾动脉26之内进行的肾消融术，该消融术对周围神经纤维28进行神经切除，如图2a和图2b所示。在一些实施方案中，如图3所示，导管11包括控制手柄25、导管主体15以及其上安装了电极18的螺旋远侧部分17，每个电极适于沿着动脉26而与内周组织的不同表面区域相接触。如本领域已知，导管11经由股动脉中的开口进入图1中的患者p体内，然后由电生理学专业ep(诸如，心脏病专家)在荧光镜成像单元30和显示监视器34或其它合适引导装置的荧光镜引导下，通过患者的脉管系统进行推进，以将螺旋远侧部分17定位在肾动脉26中，以便消融位于肾动脉26周围的肾丛神经纤维28。在一些实施方案中，如图3所示，导管11具有多个五个灌注电极18，但应当理解，该多个可以在约三个和八个之间的范围内。

在如图4所示的一些实施方案中，rf发生器控制台13包括具有存储器22和处理单元23的控制器20、和rf信号发生器21。存储器22存储指令，当由处理单元23执行时，这些指令致使控制器20控制rf信号发生器21对导管11上的电极18所输出的rf功率(例如，通过调节输出电流)。处理单元23可以是适用于控制功率输出的任何种类的计算装置，例如，耦合到存储器(例如，动态随机存取存储器和/或闪存)的通用处理器、微控制器、经合理编程的现场可编程门阵列(fpga)、或专用集成电路(asic)。

在一些实施方案中，如图5所示，系统10包括图像处理器40，该图像处理器连接到荧光镜成像单元30，以接收相机32所拍摄的2-d荧光镜图像数据作为第一图像(或第一图像数据)。图像处理器40还适于接收3-d图像数据，该图像数据可源自磁共振成像(mri)系统、计算机断层摄影(ct)系统、x射线成像系统、超声成像系统、或任何其它合适的成像系统或成像源。3-d图像数据可预先获取并存储，或者其可与荧光镜消融手术同时实时获取。因此，图像处理器40被构造和布置成从至少图像数据存储41或图像数据源42接收3-d图像数据作为第二图像，其利用例如3d-2d图像转换器43来处理3d图像数据，以用于与2-d荧光镜图像组合或叠加，从而提供显示在显示器14上的复合图像。图像处理器40还被构造和布置成通过用户输入44来接收手动交互。

通过将通常显示适量视觉图像的2-d荧光镜图像数据与来自第二图像数据中的更详细视觉图像(尤其是3-d图像数据，诸如mri或ct扫描图像)组合，将组合图像或复合图像(本文可互换使用)提供给心脏病专家，不仅导管和所选解剖特征(诸如肾动脉)在荧光镜图像中可见，而且该复合图像提供了更详细的肾动脉图像，以及有利地来自3-d图像数据中的任意会对消融灶成形产生不利影响的邻近解剖结构，包括肾静脉和/或淋巴结。通过使心脏病专家能够查看邻近解剖结构(无论是肾动脉内部还是外部)，心脏病专家能更了解其对消融部位的选择，包括避免此类能吸收或以其它方式转移目标消融灶中的消融能量的邻近解剖结构。

通过由图像处理器40进行图像配准，将两组或更多组单模态或多模态图像数据进行整合或叠加以创建复合图像数据。在一些实施方案中，参考图像或源图像(例如，荧光镜图像)通常保持不变。感测图像或目标图像(例如，3-d图像)将与参考图像在空间上对齐。在参考图像和目标图像中的多个特殊点或“标志”之间建立对应关系。通过在多个特殊点之间建立对应关系，能确定一种几何变换关系以将目标图像映射到参考图像上，从而建立点对点对应关系。

现在参见图5和图6，其为根据本发明的一些实施方案的一种方法的流程图，该方法为复合解剖图像提供图像配准，包括基于特征的配准，以将第二图像与荧光镜图像进行空间对准。用户启动了系统之后，在操作100中，用户为图像处理器40提供预获取的3-d图像数据或实时提供3-d图像数据的“现场”馈送。在操作102中，将2-d荧光镜图像数据提供给图像处理器。在操作103中，图像处理器处理并准备用于进行叠加的荧光镜图像数据，这可包括为荧光镜图像分配坐标系。在操作104中，图像处理器采用3d-2d图像转换器43，以将3-d图像数据转换为与2-d荧光镜图像兼容的2-d空间(图7a)。例如，转换器43能重建3-d图像数据，即通过在3-d空间中创建3-d图像数据(图7c)然后在冠状方向上压缩最初在轴向平面(图7b)、冠状平面中获取的数据，该3d图像数据与患者通常仰卧在图1中的荧光镜成像单元30的相机32下的2-d荧光镜图像的冠状面(图7a)相兼容。能由图像处理器40或操作105中的用户输入44自动进行压缩方向的选择。图7d中的压缩冠状面因此在单张2-d图像内包含全部3-d图像数据，但是在与图7a中的荧光镜图像的冠状面相兼容的方向上。在操作106中，通过查找对应的特征对，图像处理器检测2-d荧光镜图像和压缩的2-d第二图像中的特征点。例如，特征点可选择为不仅具有特色而且诸如旋转、强度和空间尺度等特性不变。在操作107中，图像处理器通过对应特征对的点的坐标来确定转换函数。根据需要或适当的话，转换函数可以是线性的或弹性的/非刚性的以及单模态方法或多模态方法。

在操作108中，图像处理器应用该函数来转换或变形3-d图像，使其呈现2-d荧光镜图像的几何形状。操作108可包括：通过转换函数，将第二图像重新采样到荧光镜图像的坐标系上。在操作109中，图像处理器显示包括所叠加的荧光镜图像和3-d图像的复合图像(图7e)。在操作110中，心脏病专家可根据需要，经由用户输入44来调节复合图像，例如，通过改变复合图像的比例和/或放大/缩小率。在操作113中，图像处理器在显示器14上显示经调节的复合图像。

因此，复合图像(图7e)包括3-d图像数据所提供的细节，这些细节在荧光镜图像中不存在或不是很明显。因此，在显示器34上的荧光镜图像中未示出或不可见的其它解剖结构在显示器14上的复合图像中示出或可见。例如，在第二图像中存在或可见但在显示器34上的荧光镜图像中不存在或不是很明显的肾静脉和/或淋巴结现在存在于或可见于显示器14上的复合图像中，使得心脏病专家能智能地将导管定位在肾动脉中，从而规避会对消融灶形成产生不利影响的解剖结构。

在系统的一些实施方案中，如图8所示，提供了涉及手动交互方法的一个或多个操作，以突出显示复合图像中的选定解剖结构，包括肾静脉和/或淋巴结。例如，在操作120中，图像处理器在显示监视器上显示荧光镜图像，并且在操作122中，使心脏病专家能够手动标出(或“标记”)荧光镜图像中可见的选定特征(诸如肾动脉)或其特征部分，其中此类标记特征可用作叠加过程中的“标志”。

然后，图像处理器检测压缩2-d图像中对应于此类标记特征的特征，这些特征可以是操作106、107和108这些过程的一部分或与其分离。在操作109a中，图像处理器提供复合图像，其中在荧光镜图像中未标记的特征(诸如肾静脉和/或淋巴结，包括例如邻近所标记的特征的那些)在视觉上增强(例如，具有更大强度、不同颜色和/或轮廓)，使得心脏病专家能更好地看到其希望规避的邻近特征，并能将导管更好地定位在肾动脉的多个区域中，这些区域距离在视觉上增强的解剖结构更远或更远离这些解剖结构，包括能对消融灶形成产生不利影响的肾静脉和/或淋巴结。

在系统的一些实施方案中，如图9所示，其中在涉及手动交互方法的复合图像中，选定的解剖结构在视觉上得到增强，图像处理器在操作130中将压缩的2-d图像显示在显示监视器14上，并且使心脏病专家在操作132中能够手动标出(或“标记”)在压缩2-d图像中可见但在荧光镜图像中不存在或不是很明显的选定解剖结构(诸如肾静脉和淋巴结)、或其特征部分。然后，图像处理器继续进行操作105、106、107和108，并且在操作109a中提供复合图像，其中标记在压缩2-d图像中的结构(诸如肾静脉和/或淋巴结，包括例如邻近所标记的特征的那些)在视觉上增强(例如，具有更大强度、不同颜色和/或轮廓)，使得心脏病专家能更好地看到其希望规避的能对消融灶形成产生不利影响的特征。

心脏病专家可使用指向装置、鼠标、耦接到显示监视器的触敏屏幕或平板电脑、或任何其它合适的输入装置。显示器与指向装置的组合是交互式显示器的示例，即用于呈现图像并允许用户在图像上做标记使得计算机能够定位图像中的标记的装置。其它类型的交互式显示器对于本领域的技术人员将显而易见。

在一些实施方案中，作标记可以半自动方式进行。例如，图像处理器可运行适合的特征检测软件，该软件自动标记第一图像和/或第二图像中检测到的特征。然后，通过交互式显示器，心脏病专家查看并编辑自动检测到的带标记特征。

现在参见图10，其为根据本发明的一些实施方案的一种方法的流程图，该方法利用图像配准来提供复合图像，以将第一荧光镜图像和第二荧光镜图像进行空间对齐，包括例如2-d动脉造影片和2-d静脉造影片。血管造影片是脉管系统的2-dx射线图像，其包含所注入的染料或“造影剂”，使得在脉管系统中流动的血液在x射线上可见。动脉造影片是动脉的血管造影片，静脉造影片是静脉的血管造影片。身体部位不同，x射线吸收程度也不同。密质骨吸收大部分的辐射，而诸如肌肉、脂肪和器官等软组织允许更多的x射线穿过它们。结果，骨在x射线上呈现为白色，软组织显示为灰色阴影，并且空气呈现为黑色。可见的软组织腹部器官包括肝脏、脾脏、肾脏、腰大肌和膀胱。因此，除了所关注的动脉或静脉外，骨骼和这些软组织在血管造影片上也通常可见。

心脏病专家启动了系统之后，在操作202中，图像处理器接收肾区域的第一图像(例如，动脉造影片)和该肾区域的第二图像(例如，静脉造影片)，其中实时提供或预获取了一张或两张血管造影片。在操作205中，通过查找对应的特征对，图像处理器检测两张图像中的特征点。例如，特征点可选择为不仅具有特色而且诸如旋转、强度和空间尺度等特性不变。

在操作206中，图像处理器通过对应特征对的点的坐标来确定转换函数。根据需要或适当的话，转换函数可以是线性的或弹性的/非刚性的以及单模态方法或多模态方法。在操作207中，图像处理器应用该函数来转换或变形第二图像，使其呈现荧光镜图像的几何形状。操作207可包括：通过转换函数，将第二图像重新采样到第一图像的坐标系上。在操作208中，图像处理器显示复合图像，其中第一图像和第二图像进行配准，并且复合图像既包括在动脉造影片中可见的一条或多条动脉和/或动脉特征，也包括在静脉造影片中可见的一条或多条静脉和/或静脉特征，以及定位在肾区域中的任意一根或多根导管。在操作209中，心脏病专家可根据需要，经由用户输入42来调节复合图像，例如，通过改变复合图像的比例和/或放大/缩小率。在操作210中，图像处理器显示经调节的复合图像，其中来自动脉造影片的特征以及来自静脉造影片的特征是可见的。

在一些实施方案中，如图11所示，在操作203中，第一图像和第二图像例如以并排格式同时显示在显示监视器14上。在操作204中，心脏病专家可“标记”两张图像中存在或可见的对应特征，例如骨和软组织，包括肋骨、肾脏、肝脏、淋巴结等。在操作205、206和207中，图像处理器将所标记的特征用作“标志”来配准第一图像和第二图像。在操作208中，图像处理器提供组合或复合图像，该图像既包括在动脉造影片中可见的一条或多条动脉和/或动脉特征，也包括在静脉造影片中可见的一条或多条静脉和/或静脉特征以及定位在肾区域中的任意一根或多根导管。因此，心脏病专家能识别在消融期间他/她可能希望规避的邻近一条或多条动脉的一条或多条静脉，并且更好地了解他/她可能希望的导管在该一条或多条动脉中的定位之处。

在一些实施方案中，心脏病专家可在操作209中“标记”由操作208生成的复合图像中的任意一个或多个特征，以在由操作210生成的经调节的复合图像中进行视觉增强(或视觉减弱)。

图12a和图12b为根据本发明的一些实施方案的用于对患者的肾区域302进行标测与可视化的系统300的框图。该系统包括导管304，该导管由医师插入肾脉管系统中，例如肾动脉ra。导管304通常包括用于由医师操作导管的手柄。手柄上的合适控件使医师能够根据需要对导管的远端进行操纵、定位和定向。

系统300包括控制器306，该控制器具有rf信号发生器307、用于启用导管消融的rf信号处理器308。控制器306包括方位子系统309，该方位子系统测量导管304的方位(包括位置和取向坐标)并生成3-d标测数据。(在本专利申请全文中，术语“位置”是指导管的空间坐标，并且术语“取向”是指其角坐标。术语“方位”是指导管的全部方位信息，包括位置坐标和取向坐标两者。)在一个实施方案中，方位子系统309利用磁性方位跟踪来确定导管304的方位和取向，用于在显示监视器14上可视化。

肾区域的标测通常涉及利用具有带电极的方位传感器的标测导管来记录关注区域中的电活动。数据点的xyz位置用于创建与限定正在进行标测的腔室的几何形状。通过所谓的“逐点”标测，随着其获取的点越来越多，心脏病专家将“增建外环”。沿着解剖结构的壁，移动导管以记录位置点，从而生成3d解剖几何形状。通过获取新点，实时创建或形成三维解剖标测图。此外，可记录或“标记”具有解剖相关性的部位或位置。将参考贴片(未示出)粘贴到患者背部上，大致覆盖所关注的区域。这实现了标测导管方位的准确跟踪、解剖标志的一致性以及解剖几何形状的精确重建。最近，快速解剖标测(fam)(carto3标测系统上的功能)允许仅通过如下方式来快速创建解剖标测图：在整个解剖区域内，移动基于磁位置传感器的导管。心脏病专家能创建所关注区域的3-d解剖标测图或“外环”，其速度与他能沿着该区域的壁移动导管的速度一样。

方位子系统309在其附近的预定工作空间内产生磁场，并在导管处感测这些磁场。方位子系统通常包括一组外部辐射器，诸如场生成线圈310，其位于患者体外的已知固定方位。由磁场发生器311驱动的线圈310在肾区域302附近产生通常为电磁场的场。所生成的场由导管304的远侧末端部分内的方位传感器322(包括三个正交感测线圈324、326和328)所感测，如图15所示。在一个可选实施方案中，导管中的辐射体(诸如线圈)产生电磁场，该电磁场由患者体外的传感器接收。方位传感器322响应于感测到的场，通过贯穿导管的缆线333(图12a)，将方位相关的电信号传给方位子系统309。另选地，方位传感器可通过无线链路，将信号传给方位子系统309。子系统309包括方位处理器336或“工作站”，其基于方位传感器322发送的信号来计算导管304的位置和取向。方位处理器336通常接收、放大、过滤、数字化、或以其它方式来处理来自导管304的信号。可用于此目的的一些方位跟踪系统在例如以下专利中有所描述：美国专利6,690,963、6,618,612和6,332,089、和美国专利申请公布2002/0065455a1、2004/0147920a1和2004/0068178a1，其公开内容均以引用方式并入本文。尽管方位子系统309使用了磁场，但是本文所述的方法可以通过任何其它适合的定位子系统来实现，诸如，基于电磁场、声学或超声测量的系统，以生成3-d标测数据。

方位子系统309还可包括在所关注区域中存在的“基于非传感器的导管”的可视化，以生成3-d导管可视化数据。这种导管可视化可显示这些导管的定位电极，其中“定位”(电极的位置/方位检测)是通过基于阻抗或电流的测量来获得的。例如，测量附连到导管的电极与布置在身体表面上的电极之间的阻抗。然后从阻抗测量结果导出导管及其电极的方位。基于阻抗的方位感测的方法公开于例如以下专利中：授予wittkampf的美国专利5,983,126、授予swanson的美国专利6,456,864以及授予nardella的美国专利5,944,022，其全部公开内容以引用方式并入本文。

因此，两种用患者身体来进行导管可视化的方法使用基于传感器的导管以及基于非传感器的导管。基于传感器的导管利用导管末端内的传感器来测量外部产生的磁场的相对强度并且确定导管的位置和取向。相比之下，非基于传感器的导管的位置和取向得自导管自身电极与外部放置电极之间的电流或阻抗测量。因此，方位子系统309提供：标测解剖区域的至少3-d标测数据，通过该标测数据，可以3-d重建解剖区域；以及能将导管可视化的导管位置和取向的3-d导管可视化数据。

可得自biosensewebster,inc.的carto3标测系统采用磁位置感测与基于电流的数据的混合技术，以另外提供基于传感器的和非基于传感器的导管及其电极的可视化。称为高级导管位置(acl)功能的混合系统在授予govari等人的美国专利7,536,218中有所描述，其全部公开内容以引用方式并入本文。acl技术响应于导管的电极的移动并且因此实时地更新电极的图像，以提供导管及其电极(相对于carto3标测系统上所显示的标测区域适当地定位、设定尺寸、和取向)的动态可视化。导管视觉表示因此响应于医师的重新定位、移位、和轻微的运动(例如，由患者自身的呼吸模式引起的运动)。导管图像的这种动态移动相对于其3-d标测图保持原状，所述3-d标测图是从一组记录的位置产生的并且因而是固定的。

如下文将解释和展示的，图12a和图12b中的系统300使心脏病专家能够执行各种标测和成像过程。如图12b所示，系统300处理并整合3-d标测数据、来自方位子系统309的3-d导管可视化数据、和(预获取的或来自“现场”实施馈送的)3-d图像数据，其还包括耦接至方位子系统309的图像处理器350、和3-d图像数据存储311、和3-d图像记录系统313，该图像记录系统适于从一个或多个层析图像源接收3-d图像数据，例如，mri装置、ct扫描装置、和/或3-d超声装置。图像处理器350包括分割模块352、配准模块353和可视化模块354。图像处理器350被构造和布置成驱动显示监视器34显示生成包括来自3-d标测数据和3-d层析图像数据两者中的解剖几何形状的复合3-d图像，包括在3-d标测数据中不存在或不可见的解剖几何形状。通过利用前述混合技术，图像处理器350也并入了导管电极的移动，并因此实时更新电极的图像，以提供导管及其(相对于所显示的解剖区域而适当地进行定位、设定尺寸、和取向的)电极的动态可视化。

这些过程包括例如以下步骤：获取第一图像数据，包括选定区域的一个或多个解剖几何形状的3-d标测数据。导入第二图像数据，包括预获取的或现场实时馈送的3-d图像数据(例如，通过层析3d成像方法所记录的，诸如x射线计算机断层摄影、mri断层摄影或3-d超声技术)，其包括所选区域内的至少一部分解剖几何形状以及所选区域之内的另外的解剖几何形状和/或所选区域之外的另外的解剖几何形状。分割3-d图像数据以提取该一个或多个解剖几何形状的表面轮廓。配准并生成包含来自3-d标测数据和3-d图像数据两者中的解剖几何形状的复合3-d图像集，包括在3-d标测数据中不存在或不可见的解剖几何形状。显示复合3-d图像。

现在参见图13a和图13b，其为一种提供复合图像的方法的流程图。在本发明方法中的操作400中，记录待治疗区域的3d图像数据，尤其是待治疗的肾脉管的图像数据，或者如果预获取的话，则将其导入图像处理器。在记录这些3d图像数据期间，还能包括肾脉管和/或其周围组织的较大部分，以便稍后进行配准。通过层析3d成像的方法，例如x射线计算机断层摄影、磁共振断层摄影或3d超声技术，记录3d图像数据。

在一些实施方案中，在该方法的执行期间，可优选地记录一条或多条肾脉管的高分辨率图像数据。优选地，将与团注测试或自动跟踪触发相关的造影介质用于记录3d图像数据。

分割3d图像数据，以提取肾脉管的3d表面轮廓。一方面，此分割用于稍后在叠加图像表示图中表示这些对象的表面轮廓，另一方面，在该方法的有利实施方案中，用于与处于正确方位和维度的3d标测数据相关联。

分割发生在系统300的分割模块352中(图12b)。此分割模块352经由对应的输入接口364，接收所记录的3d图像数据。同样，在电生理导管应用期间，连续作为一些实施方案的一般规则，3d标测数据经由相同或另一接口365提供给图像处理器350。

为了获得3d标测数据所表示的所有表面，3d图像数据的分割能以相同方式应用于肾脉管的一个或多个区域中。然而，通过表面匹配而进行的配准不需要分别分割整个表面或待治疗的肾脉管。为此，足以获得肾脉管(例如肾动脉)的某个区域的表面在几个表面点之处的表示图，通过这几个表面点能执行表面匹配以进行配准。另一方面，可能有利的是：将更大区域特别是其它脉管纳入配准中。

待治疗肾脉管的分割能在各个层中以2d分割的形式或以3d分割的形式进行。一种可能性在于在操作402中，对通过成像方法获得的肾脉管的所有层进行完全自动分割。作为另外一种选择，一个或多个层也能在操作404中由心脏病专家经由用户交互输入355(图12b)进行交互式分割，并且在每种情况下，能基于已分割的层的先验信息，自动分割随后的层。也能支持半自动技术对各个层进行交互式分割，诸如例如，动态轮廓技术。分割了所有单独的层之后，然后能重建肾脉管的3d表面轮廓。

通过操作403中已知的3d分割技术，该分割也能作为待治疗肾脉管的3d分割来进行。此类3d分割技术的示例是阈值技术或区域生长技术。如果这些全自动3d分割算法在单个情况下无法可靠地运行，则心脏病专家能在操作404中，经由用户交互输入355，指定例如灰度阈值或空间隔断器。

因此，图13a和图13b的过程可包括在操作401中接收心脏病专家的选择，以利用2-d分割或3-d分割来处理3-d图像数据。

由分割而获得的对象的3d表面轮廓提供给配准模块353(图12b)，其中将3d图像数据或相应地由这些数据而获得的3d表面轮廓的数据与操作405中处于正确方位和维度的3d标测数据相关联。3d标测数据经由标测导管而获得，该标测导管经由集成到导管末端的6d方位传感器，提供待治疗肾脉管的表面点的3d坐标。从现有技术中了解，此类导管用于进行导管消融或各自用于电解剖标测。

在此过程中，由心脏病专家将导管引入相应的肾脉管中。在导管标测期间，随着时间的推移，将越来越多的表面点添加到标测数据中。这些表面点用于重建肾脉管的形态结构，即用于使其可视化。这样，随着时间的推移，由3d标测数据产生了越来越详细的待治疗肾脉管的图像。

除了操作405中在正确方位处的关联，在配准模块353的操作406中，也对3d图像数据的维度和3d标测数据的维度进行匹配。这用于一些实施方案中，以便实现对以下项的可能的最准确叠加：肾脉管的3d图像数据或其表面在相同方位、取向、缩放比例和形状下的3d图像数据，其中对来自3d标测数据中的肾脉管对应进行可视化。

在一些实施方案中作为一般规则，这使用3d图像数据或3d标测数据的转换，该转换能包括三个自由度的平移、三个自由度的旋转、三个自由度的缩放比例、和/或多个用于变形的矢量。

在一些实施方案中，配准可通过视觉匹配进行。为此，在操作408中，心脏病专家改变可视化数据，直到所显示的肾脉管的方位、取向、缩放比例、和/或形状在两个表示图中相匹配，即基于3d图像数据以及基于3d标测数据。视觉匹配能经由用户界面输入355进行。

此外，人工标记物能用于操作410中的配准。在一些实施方案中，因此在记录3d图像数据之前，能将人工标记物贴附于患者躯干。在整个后续导管应用期间，这些标记物保持固定在相同方位。将这些标记物中至少三个用于实现正确的配准，即将图像数据与标测数据相关联。在此过程中，所用标记物既在3d图像数据中可识别，又可由标测系统的方位传感器所识别。

用于配准的其它实施方案提供了将全局解剖标记物用于操作412中的配准，这些全局解剖标记物即待治疗区域或其环境中的特殊自然点。这些特殊点在3d图像数据中必须可识别，并且优选地通过使用荧光镜成像技术而与标测导管相接触。此类特殊点为例如分叉、主动脉、肾静脉和肾脏本身。然后能自动检测出3d图像数据和3d标测数据中的特殊点，使得可计算出这些数据与正确方位和维度的相关性。

此外，经由操作417中的此类标记物或特殊点，也能执行标测导管的方位与3d图像数据的方位之间的配准。此配准使得对3d图像数据内的标测导管方位进行可视化成为可能。

将3d图像数据和3d标测数据进行配准的另一有利可能性在于：在操作414中，自动匹配基于这些数据所表示的表面。在分割一条或多条待治疗肾脉管之后，能自动匹配：所提取的肾脉管的3d表面轮廓、与由3d标测数据而获得的肾脉管的表面轮廓。在由3d图像数据和3d标测数据而获得的表面轮廓的形状存在偏差的情况下，为了改善人工标测，能将变形匹配算法应用于来自3d图像数据的表面轮廓、或来自3d标测数据的表面轮廓。

表面匹配能例如通过如下方式进行：减小或甚至最小化标测数据的表面点、与由3d图像数据所提取的3d表面轮廓的表面点之间的点间距(点到点匹配)。作为另外一种选择，该匹配也可通过如下方式进行：减小或甚至最小化标测数据的表面点、与3d图像数据的内插匹配点之间的点间距(点到面匹配)。

表面匹配需要通过待治疗肾脉管的3d标测数据，对表面作出良好的表示图。然而，由于作为一般规则，这些数据可在相对较长的时间段内进行收集，即在标测和/或消融开始时，仅有少许解剖3d标测数据可用，因此优选进行多阶段的配准过程。在此过程中，在初始第一阶段，通过标记物来进行配准。然后在该过程的进程中，在第二步骤通过表面匹配，来提高配准的准确性。

自然，随着标测点数量的不断增加，也能执行其它表面匹配步骤，通过这些步骤可能提供更高的准确性。这种多级配准是有利的，因为通过表面匹配进行的配准(具有对应的良好表面表示图)比通过解剖特殊点或人工标记物而进行的配准更准确，但良好的表面表示图仅在该方法的稍后进程中由标测数据获得。

在初始第一阶段，也能实现以下项的组合：经由操作410和/或操作412通过标记物而进行的配准，以及经由操作414通过表面匹配而进行的配准。因此，例如，能实现：通过表面匹配对肾脉管的一部分进行配准，以及通过特殊解剖点对肾脉管的另一部分进行配准。

在操作414中，通过表面匹配进行配准的另一种可能性包括：不用于匹配待治疗的肾脉管的表面，而是用于匹配在导管应用开始之前已经进行解剖学测量的另一个肾脉管的表面。当然，在这种情况下，应当利用足够数量的表面点进行测量。然后才能将所得的此肾脉管的匹配参数应用于导管消融期间获得的数据。

在前述示例性实施方案中，操作414中的表面匹配实现为点到点匹配或点到面匹配。由于导管消融手术在待治疗肾脉管的某些相对较小区域上进行，因此这些关注区域中的表面匹配会提供比待治疗脉管的其它区域更准确的结果，这是由于标测点的密度高。对位于关注区域内的表面点的加权越高，则在此区域中实现空间匹配比在其它区域更好。能指定关注区域，例如，通过在操作416中，心脏病专家在图形用户界面355进行对应输入。

除了所关注的此解剖区域之外，紧邻导管或其已知方位处的表面点能用于执行局部表面匹配。这些点的加权越高，会导致围绕导管点所进行的局部匹配比待治疗腔室的其它区域更好。然而，此方法在导管应用期间使用实时配准，以便能够在导管移动期间连续更新表面匹配。

认识到可实现一种或多种配准技术，操作407接收心脏病专家对待实施的配准技术的选择。在3d标测数据和3d图像数据之间进行配准之后，在可视化模块354中，用正确方位和维度来执行叠加，用于对所叠加的数据进行可视化。应当理解，通过多级过程，可以对导管消融期间的配准或叠加进行完善。

对于能例如在显示监视器14上发生的叠加可视化，可使用不同的技术。在操作418中，该过程接收由心脏病专家选择要实施的一种或多种叠加技术。在一些实施方案中，可通过操作420中的体积呈现技术(vrt)来分别实现3d图像数据或待治疗肾脉管的可视化。在通过体积呈现技术而可视化的图像数据上，能叠加完整的3d标测数据，这利用空间分辨率既显示了导管的电活动，也显示了导管的瞬时方位。两种部分图像(即，来自3d图像数据的部分图像以及来自3d标测数据的部分图像)的透明度如叠加的混合因子一样，能由心脏病专家在操作422中更改，以便获得解剖结构、电生理结构、或同时这两种特性的合适视觉化。由于3d标测数据的可视化包含对标测导管的方位和取向的可视化，因此也有可能仅在操作424中，不时地将标测导管的方位和取向的表示图叠加在3d图像数据上。

在再一实施方案中，由3d图像数据所提取的表面也能在操作430中可视化为表面有阴影的表示图，或者在三角测量之后，可视化为操作440中的多边形网格。多边形网格与3d标测数据一起显示，以便能够同时可视化由多边形网格所表示的解剖结构以及由3d标测数据所表示的电生理结构。在这种情况下，也可能与表示该表面的多边形网格一起，仅不时地显示标测导管的方位和取向。

在再一实施方案中，也可根据所记录的数据来计算内窥镜透视图，并且通过在操作450中将解剖3d图像数据和电生理3d标测数据叠加而进行可视化。通过此内窥镜透视图，从导管末端的角度来看，导管也能由操作者引导至对应的解剖或消融目标。

此外，所记录的数据还能用于：在操作460中，将导管点与预定区域的距离可视化。由于在3d标测数据和3d图像数据之间的配准期间，或在标测导管的方位和3d图像数据之间的配准期间，获得了标测导管和3d图像数据之间的空间关系，因此能随时计算导管的螺旋远侧部分17与3d图像的预定图像元素的距离。此配准使以下项成为可能：在3d图像数据的表示图内，显示标测导管，同时指定距离。

因此，例如，能将导管点与靶组织的距离在表示图中实时地显现。可视化能例如通过具有距离颜色编码的导管的颜色表示图来进行。导管表示图的这种可能性能用于规划与控制消融过程。此外，由于标测导管和3d图像数据之间的配准，也有可能将移除位置的方位与图像数据一起存储。能处理所存储的方位以用于文档编制目的以及用于规划与控制后续的消融过程。

在操作470中，在显示监视器34上，将处理过的图像数据显示为在3-d标测数据中存在或可见的一个或多个解剖特征的3-d复合图像，以及在3-d标测数据中不存在或不可见但在3-d图像数据中存在或可见的一个或多个解剖特征。

在操作472中，心脏病专家可“标记”一个或多个解剖特征，以用于复合图像中的视觉增强或减弱。例如，心脏病专家可标记他/她希望在消融期间规避的解剖特征。在操作474中，复合图像显示在显示监视器14上。

合适的配准、分割、关联、配准与叠加的方法描述于美国专利9,078,567中，其全部内容以引用方式并入本文。

使用时，根据一些实施方案，本发明的系统和方法包括：在肾消融手术之前和/或期间，心脏病专家查看显示监视器上的复合图像，并在考虑了肾动脉的目标消融部位，以及任何会对消融灶形成产生不利影响的邻近解剖结构的情况下，定位消融导管及其消融电极。此类邻近解剖结构可包括肾静脉、淋巴结、或可转移目标消融部位中的热量的其它软组织。心脏病专家可调节导管，以将一个或多个电极重新定位到新的目标部位。在目标部位与肾静脉相邻的情况下，心脏病专家可利用部署在肾静脉中的球囊导管来限制肾静脉中的血液流动，以防止血液流动耗散了消融部位中的热量。如图14所示，在肾静脉rv中，可以将导管c2的球囊b定位在肾动脉ra中的消融目标部位t的任意上游之处或消融目标部位处，并且充气以限制或阻断邻近目标部位t的肾静脉rv中的血液流动。将消融导管c1所承载的消融电极e定位，以消融一个或多个目标部位，从而形成消融灶而用于对在肾动脉ra周围延伸的肾神经n进行神经切除。通过阻塞肾静脉中的充气，球囊b能降低血液流动的冷却效应，但除了此类阻塞之外或作为此类阻塞的替代，球囊可容纳例如具有合适温度的流体，例如一种或多种气体和/或液体物质，从而通过降低血液流动的吸热能力来帮助降低血液流动的冷却效应。其它合适的限流导管包括具有防护件或伞形装置的导管，该防护件或伞形装置能经部署以限制、限定或阻断肾静脉中的血液流动。

对于本文所公开的实施方案中的任一个，方位处理器和图像处理器可使用通用计算机来实现，该通用计算机经软件编程以执行本文所述的功能。该软件可以电子方式(例如通过网络)下载到计算机中，或者其还另选地可通过有形介质(诸如，cd-rom)提供给计算机。方位处理器和图像处理器可使用单独的计算机或使用单个计算机来实现，或者可与系统的其它计算功能集成在一起。另外地或另选地，至少一些定位与图像处理功能可使用专门硬件来执行。

已参考本发明的当前优选实施方案来呈现前述描述。本发明所属技术领域内的技术人员将会知道，在不有意背离本发明的原则、实质和范围的前提下，可对所述结构作出更改和修改。这方面，附图未必按比例绘制。因此，上述的具体实施方式不应当解读为仅适合附图所述和所示的精密结构，而是应当解读为符合下述的权利要求并且支持下述的权利要求，下述的权利要求具有本发明的充分和公平的范围。