导航系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将诸如导管或导丝的介入设备导航到生物体之内的目标区域的导航系统、导航方法和导航计算机程序。本发明还涉及包括所述导航系统的介入系统。
【背景技术】
[0002]肝动脉化疗栓塞(TACE)介入一般包括若干介入会话，其中，在这些介入会话的每个会话中，导管被导航到为肿瘤提供血液的肝动脉的部分，其中，化疗栓塞材料被注射在导管已经被导航到的位置。将导管导航到为肿瘤提供血液的肝动脉的所述部分一般是相对不精确的，使得难以确保在不同的介入会话中将导管沿着相同的路径导航到相同的位置。这会降低介入的质量。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供用于将介入设备导航到生物体之内的目标区域的导航系统、导航方法和导航计算机程序，其允许改善的介入。本发明的另一目的是提供包括所述导航系统的介入系统。
[0004]在本发明的第一方面中，提出了一种用于将介入设备导航到生物体之内的目标区域的导航系统，其中，所述导航系统包括:
[0005]-位置和形状确定单元，其用于在第一介入流程期间确定并存储在生物体之内的介入设备的第一位置和形状，其中，所述位置和形状确定单元还适于在随后的第二介入流程期间确定在生物体之内的介入设备的第二位置和形状，以及
[0006]-导航设备，其用于基于所存储的第一位置和形状并且基于第二位置和形状在第二介入流程期间对介入设备进行导航。
[0007]由于导航设备适于基于所存储的第一位置和形状并且基于第二位置和形状在第二介入流程期间对介入设备进行导航，其中，在第一介入流程期间已经确定了所述第一位置和形状，在第二介入流程期间已经确定了所述第二位置和形状，当在第二介入流程期间对介入设备进行导航时，能够考虑在第一介入流程期间使用的生物体之内的路径以及在第二介入流程期间确定的介入设备的实际路径两者。例如，如果所确定的第二位置和形状不同于所存储的第一位置和形状，在第二介入流程期间对介入设备的导航能够被校正，使得在第二介入流程期间的介入设备的位置和形状类似于在第一介入流程期间的介入设备的位置和形状，以便确保在第一介入流程期间和在第二介入流程期间，沿着生物体之内的相同路径对介入设备进行导航。这允许对介入的改善，诸如对包括不同介入流程的化疗栓塞介入的改善，所述不同介入流程也可以被认为是不同的介入会话。因为在不同介入会话中能够快速找到相同路径，这还能够允许减少整个介入所需要的时间。
[0008]第一介入流程和第二介入流程是整个介入的部分。该整个介入可能跨数天，其中在第一介入流程与第二介入流程之间具有相对长的时段，在所述时段期间，患者通常不被处置，并且离开介入室。然而，在第一介入流程与第二介入流程之间具有相对短的时间或几乎没有时间的更短时段中也能够执行整个介入。在这样的情况下，整个介入基本是单一、复杂的流程，并且第一和第二介入流程是这一复杂流程的介入会话，并且在这一复杂流程期间，将大体上没有中断地对患者进行处置。这样的复杂流程的范例是放置支架的流程，诸如在腔内修复术(EVAR)或有孔脉管内主动脉修复术(FEVAR)中放置支架的流程，以处置动脉瘤。这些流程包括各种中间会话，即，第一、第二和潜在更多的介入流程，借此在一个会话期间的介入设备的所存储的位置和形状能够被用于在另一会话期间对介入设备进行导航。
[0009]所确定的位置和形状优选是描述三维路径的三维位置和形状，沿着所述三维路径，在第一和第二介入流程期间对介入设备进行导航。整个介入能够具有多于两个的介入流程，其中，在这些介入流程的所有流程或至少一些流程中，确定介入设备的相应位置和形状，其中，导航设备适于基于在当前介入流程期间确定的位置和形状以及基于在先前介入流程期间确定的至少一个存储位置和形状来在当前介入流程期间对介入设备进行导航，以便在不同介入流程期间沿着相同的路径对介入设备进行导航。
[0010]介入设备可以是脉管介入设备，诸如导管、导丝等。介入流程优选是经皮介入流程;尤其地，所述介入流程优选是TACE介入的部分。
[0011]导航设备能够适于基于整个相应的位置和形状或者基于相应的位置和形状的部分来对介入设备进行导航。例如，导航设备能够适于基于所存储的第一位置和形状的部分并且基于整个第二位置和形状来对介入设备进行导航。
[0012]在实施例中，位置和形状确定单元适于通过光学形状感测来确定第一和第二位置和形状。通过光学形状感测确定第一和第二位置和形状允许以这样的方式非常精确地确定这些位置和形状，其中所述方式对于用户是非常简单的，即，用户不需要以复杂方式处理不同设备以在不同介入流程中确定位置和形状。
[0013]导航设备优选包括:显示器，其用于显示所存储的第一位置和形状以及第二位置和形状；以及用户交互单元，其用于允许用户基于所显示的第一和第二位置和形状在第二介入流程期间移动介入设备。所述导航系统还可以包括成像设备，成像设备用于至少在第二介入流程期间生成生物体的图像，其中，显示器可以适于示出叠加图像，该叠加图像示出了被叠加在所述图像上的所存储的第一位置和形状以及第二位置和形状。成像设备优选适于提供生物体的X射线投影图像，使得在X射线投影图像上能够示出所存储的第一位置和形状以及第二位置和形状。由此，用户能够通过观察X射线投影图像上的介入设备的第一和第二位置和形状沿着路径在第二介入流程期间可靠地对介入设备进行导航，其中所述路径等于在第一介入流程期间已经沿着其对介入设备进行导航的路径。
[0014]在实施例中，导航设备适于将所存储的第一位置和形状与第二位置和形状进行比较，并且适于基于所述比较在第二介入流程期间对介入设备进行导航。尤其地，导航设备能够适于在第二介入流程期间对介入设备进行自动导航，使得基于第一与第二位置和形状的比较，实际的第二位置和形状类似于第一位置和形状的至少部分。
[0015]进一步优选的是，位置和形状确定单元适于在第二介入流程期间连续确定第二位置和形状，其中，导航设备适于根据所存储的第一位置和形状以及实际的第二位置和形状在第二介入流程期间对介入设备进行导航。例如，在第二介入流程中能够连续确定第二位置和形状，使得叠加图像能够示出实际的第二位置和形状连同在X射线投影图像上的先前确定的存储的第一位置和形状，所述实际的第二位置和形状在第二介入流程中已经被采集并且其可以是生物体的实际图像，以便允许用户基于实况叠加图像在第二介入流程期间对介入设备进行导航。
[0016]优选地，当在第一介入流程期间介入设备已经到达目标区域时，位置和形状确定单元适于确定并存储介入设备的第一位置和形状。由此，当介入设备已经到达目标区域时，在第一介入流程期间由介入设备的位置和形状定义的路径的整个长度能够被存储和用于在第二介入流程期间对介入设备进行导航，以便沿着在第一介入流程期间使用的整个路径在第二介入流程期间对介入设备进行导航。
[0017]此外，当在第一介入流程期间移动介入设备时，位置和形状确定单元能够适于确定并存储介入设备的若干第一位置和形状，其中，在介入设备已经到达目标区域之前，确定并存储至少一个第一位置和形状。例如，位置和形状确定单元能够适于:当在第一介入流程中介入设备已经到达目标区域时，确定并存储第一位置和形状;并且在第一介入流程中在介入设备已经到达目标区域之前，确定至少一个另外的第一位置和形状。例如，当介入设备已经到达在生物体之内的关键位置时，诸如到达脉管分叉点时，在第一介入流程中介入设备已经到达目标区域之前，能够确定并存储第一位置和形状。
[0018]导航系统可以包括用户接口，用户接口允许用户指示应当何时存储第一位置和形状，其中，当用户已经指示应当存储第一位置和形状时，位置和形状确定单元能够适于存储第一位置和形状。用户能够指示在第一介入流程期间应当存储第一位置和形状若干次，以便在第一介入流程期间存储介入设备的若干第一位置和形状。例如，当介入设备已经到达生物体之内的关键位置时，诸如到达脉管分叉点时，用户可以提示导航系统在第一介入流程期间存储第一位置和形状。
[0019]导航设备还可以包括用户接口，用户接口允许用户指示所存储的第一位置和形状的部分，其中，导航设备能够适于:基于所存储的第一位置和形状的指示部分和第二位置和形状，在第二介入流程期间对介入设备进行导航。具体地，导航设备可以包括显示器，显示器用于显示所存储的第一位置和形状，其中，所述用户接口可以适于允许用户在所显示的存储的第一