空间构型确定装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定超声设备周围的空间构型的空间构型确定装置、空间构型确定方法和空间构型确定计算机程序。本发明还涉及引入装置，所述引入装置包括空间构型确定装置。
【背景技术】
[0002]在心脏消融过程中，消融导管被引入到活体的心脏中，其中，消融导管的端部包括比如用于将射频能量施加到待消融的心脏组织的消融电极。此外，消融导管的端部可以包括用于以超声的方式监测消融过程的超声换能器。为了确定心脏内消融导管的端部的取向和位置，一般对所述端部进行电磁跟踪，其中，被放置在消融导管的端部的电磁感测器感测由外部场发生器生成的变化的磁场，并且其中，基于感测到的变化的磁场来计算消融导管的端部的取向和位置。
[0003]使用这样的用于确定心脏内消融导管的端部的取向和位置的电磁技术的缺点是需要将三维传感器集成在消融导管的端部里面已经受限的空间中，并且需要将额外的外部磁场发生器放置在执行消融过程的实验室中。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于确定超声设备周围的空间构型的空间构型确定装置、空间构型确定方法和空间构型确定计算机程序，所述空间构型确定装置、空间构型确定方法和空间构型确定计算机程序允许确定所述超声设备周围的空间构型，而不需要多的空间。
[0005]在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定超声设备周围的空间构型的空间构型确定装置，其中，所述空间构型确定装置适于基于采集到的第一超声数据和第二超声数据来确定所述空间构型，所述采集到的第一超声数据和第二超声数据是由所述超声设备沿第一采集方向和第二采集方向已经分别采集的，其中，所述第一采集方向和所述第二采集方向是不同的，并且其中，所述空间构型确定装置包括:
[0006]-超声数据处理单元，其用于处理采集到的第一超声数据和第二超声数据，以沿第一采集方向和第二采集方向确定表示所述超声设备周围的对象的运动的运动数据和/或表示所述对象与所述超声设备之间的距离的距离数据，
[0007]-空间构型确定单元，其用于基于针对不同采集方向确定的所述运动数据和/或所述距离数据来确定所述超声设备周围的所述空间构型。
[0008]由于空间构型确定单元基于所述运动数据和/或所述距离数据来确定所述超声设备周围的所述空间构型，所述运动数据和/或所述距离数据已经是根据针对不同采集方向采集的第一超声数据和第二超声数据确定的，所以可以确定所述空间构型，而不必需要额外的模块，由此允许所述空间构型确定装置来确定所述空间构型而不需要多的空间。比如，由被布置在引入元件(如消融导管)的端部的超声换能器提供的超声数据可以被用于确定所述端部周围的空间构型，其中，消融导管的端部仍然可以包括相对小的尺寸。具体地，可以仅基于由被布置在消融导管的端部处的超声设备提供的超声数据来将消融导管的端部和心脏壁相对于彼此的取向，即消融导管的端部相对于心脏壁的取向确定为所述空间构型。因此消融导管的端部处的超声换能器可以被用于至少两个不同目的，例如，如在WO2010/082146 Al中公开的，超声地可视化待消融的心脏组织，以便监测消融过程，以及确定消融导管的端部相对于心脏壁的取向。
[0009]空间构型确定单元优选地适于将所述超声设备和所述超声设备周围的对象相对于彼此的取向确定为所述空间构型。比如，所述对象可以是活体的心脏壁，其中，所述空间构型确定单元可以适于将所述超声设备和所述壁相对于彼此的取向，即所述超声设备相对于所述壁的取向，确定为所述空间构型。
[0010]所述空间构型确定单元还可以适于将所述超声设备和所述超声设备周围的对象(如心脏壁)相对于彼此的位置确定为所述空间构型。
[0011]所述采集方向是相对于所述超声设备的方向，即如果所述超声设备的取向和/或位置被修改，则所述采集方向也被修改。由此，沿心脏内的不同采集方向采集的超声数据取决于所述超声设备的位置和/或取向，使得所述超声数据可以被用于确定比如超声设备，以及如果所述超声设备被附接到介入一起(如导管)的端部的话，所述介入仪器的端部的位置和/或取向。
[0012]优选地，空间构型确定单元适于将超声设备和在超声设备周围的对象的相对于彼此的取向和/或位置确定为所述空间构型。所述超声数据处理单元可以适于根据所述第一超声数据确定沿所述第一采集方向的指示所述超声设备与所述超声设备周围的所述对象之间的运动的幅值和/或方向的运动数据，并且根据所述第二超声数据确定沿所述第二采集方向的指示所述超声设备和所述超声设备周围的所述对象之间的运动的幅值和/或方向的运动数据。沿不同采集方向的所述超声设备周围的运动可以强烈地取决于所述超声设备周围的一个或若干对象的空间构型，尤其取决于所述超声设备相对于所述超声设备周围的所述一个或若干对象的位置和/或取向。因此沿不同采集方向确定的运动可以被用于以高准确度来确定所述空间构型。
[0013]采集到的第一超声数据优选地形成第一 M-模式图像，并且采集到的第二超声数据优选地形成第二 M-模式图像。为了确定所述运动数据，所述超声数据处理单元优选地适于根据所述第一 M-模式图像来确定第一子M-模式图像，并且根据所述第二 M-模式图像来确定第二子M-模式图像，并且将运动确定算法应用到所述第一子M-模式图像以用于确定指示沿所述第一采集方向的运动的第一运动数据，并且将所述运动确定算法应用到所述第二子M-模式图像以用于确定指示沿所述第二采集方向的运动的第二运动数据。具体而言，对于每个采集方向，确定两个子M-模式图像，并且将所述两个子M-模式图像输入到所述运动确定算法中以用于分别确定沿所述第一采集方向和所述第二采集方向的运动。比如，所述运动确定算法可以是光流算法、基于相关性的算法等。
[0014]所述超声数据处理单元优选地适于根据所述第一超声数据确定所述距离数据，使得所述距离数据指示所述超声设备和所述超声设备周围的所述对象之间沿所述第一采集方向的距离；并且根据所述第二超声数据确定所述距离数据，使得所述距离数据指示所述超声设备和所述超声设备周围的所述对象之间沿所述第二采集方向的距离。具体而言，所述超声数据处理单元可以适于通过对所述第一超声数据和所述第二超声数据进行阈值处理来确定所述距离数据，其中，如果超声值大于预定义的阈值，则可以假设所述对象被定位在到所述超声设备的对应距离处。由于所述超声设备与所述超声设备周围的对象之间沿所述第一采集方向和所述第二采集方向的距离可以定义所述超声设备周围的所述空间构型，因此通过基于沿不同采集方向采集的所述超声数据来确定这些距离，可以以高准确度确定所述超声设备周围的所述空间构型。
[0015]所述空间构型确定单元优选地适于使用统计分类器基于沿不同采集方向的所述运动数据和/或所述距离数据来确定所述超声设备周围的空间构型。所述统计分类器优选地适于确定来自预定义空间构型的集合中的哪个空间构型最可能与沿不同采集方向的所述运动数据和/或所述距离数据相对应，其中，将来自所述预定义空间构型的集合中的最可能的空间构型确定为所述空间构型。所述预定义空间构型的集合可以包括以下组中的至少一个，比如:所述超声设备被埋在对象中的空间构型；所述超声设备被定位在心脏的叶尖内的空间构型；所述超声设备被定位在心脏的梁结构中的空间构型；所述超声设备和所述超声设备周围的对象相对于彼此的预定义取向；所述超声设备和所述超声设备周围的对象相对于彼此的预定义位置。这意味着所述预定义空间构型的集合可以包括，比如:所述超声设备被埋在对象中的空间构型；和/或所述超声设备被定位在心脏的叶尖内的空间构型；和/或所述超声设备被定位在心脏的梁结构中的空间构型；和/或所述超声设备和所述超声设备周围的对象相对于彼此的预定义取向；和/或所述超声设备和所述超声设备周围的对象相对于彼此的预定义位置。由此，所述空间构型确定装置不仅可以适于确定比如所述超声设备相对于所述超声设备周围的对象的取向和/或位置，而且所述空间构型确定装置也可以适于识别具体情况，如所述超声设备被埋到组织中的状况，或所述超声设备到达心脏的叶尖中或到达心脏的梁结构中的状况。
[0016]所述超声数据优选地被提供为RF-线或A-线。比如，可以沿所述第一采集方向采集形成M-模式图像的若干A-线，并且可以沿所述第二采集方向采集形成另一 M-模式图像的若干A-线，以便提供时间相关的第一超声数据和第二超声数据。为了确定沿所述第一采集方向的运动，可以将在不同时间点沿所述第一采集方向采集的不同的A-线相对于彼此进行比较。对应地，为了确定沿所述第二采集方向的运动，也可以将沿所述第二采集方向采集的A-线进行比较。
[0017]所述空间构型确定装置可以适于基于多于两个的超声数据来确定所述空间构型。比如，可以提供沿多于两个的采集方向已经采集的超声数据，其中，可以通过处理沿不同采集方向采集的对应的超声数据来针对不同采集方向确定所述超声设备周围的不同运动数据和/或距离数据，并且其中，可以基于沿不同采集方向确定的所述运动数据和/或所述距离数据来确定所述超声设备周围的所述空间构型。
[0018]在本发明的又一方面中，提出了一种用于将引入元件引入到对象中的引入装置，其中，所述引入装置包括:
[0019]-所述引入元件，其被引入到所述对象中，
[0020]-超声设备，其用于沿不同采集方向采集第一超声