专利名称：可视化设备的制作方法US2006/0122587A1公开了一种用于评估组织消融的设备。该设备包括将光递送至损伤形成部位的宽带光和/或激光照射源。从被消融的组织收集散射光并且评估该散射光以获得与新形成的损伤有关的定性信息。具体而言，所收集的光被转换为电信号并且将该电信号提供给计算机以生成关于损伤参数的图形显示或者其他信息，该损伤参数例如是损伤形成、损伤的穿透深度、损伤在组织中的横截面积、在消融期间的烧灼物形成、来自非烧灼组织的烧灼物的识别、等等。
本发明的目的在于提供一种用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备， 其中将关于向对象施加能量的品质的信息可视化为使得向所述对象施加能量的个人可以容易地接受所述信息。在本发明的第一个方面中，提出一种用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备，其中所述可视化设备适于基于对象的所提供的图像以及所提供的品质值将向对象上的一位置处施加能量的品质可视化，所述品质值表示在对象上的位置处向对象施加能量的品质，其中所述可视化设备包括-视觉特性指定单元，其用于根据品质值来向所述位置指定视觉特性，-显示器，其用于显示所提供的图像以及在所述图像中示出的所述对象上的所述位置处所指定的视觉特性。由于通过显示在图像上示出的对象上的位置处(在该位置处向对象施加能量)所指定的视觉特性来可视化该品质，因此同一显示器可以用于示出能量所施加的位置以及用于指示向对象施加能量的品质。因而可能将向对象施加能量的品质的可视化与标准可视化系统无缝结合，该标准可视化系统包括示出对象和向对象施加能量的位置的显示器。此外， 向对象施加能量的个人通常关注于能量所施加的位置。由于在个人已经关注的位置处示出品质信息，因此个人可以容易地接受该品质相关信息。对象优选是人类或者动物的心脏，并且优选施加能量用于消融心脏组织。对象也可以是另一对象，如另一器官或者技术性对象。优选通过使用消融导管来在心脏之内施加能量。因而优选在心脏内壁上的位置处施加能量。图像优选是通过使用成像模态生成的对象的三维图像，成像模态例如是计算机断层摄影系统、X射线成像系统(具体而言，用于执行旋转血管造影术的)、磁共振成像系统、核成像系统、超声成像系统，等等。也可以通过基于阻抗、磁性或者电磁跟踪导管位置来获得三维信息。可以在对象上的几个位置处，测量对象的对象特性，具体而言电特性，并且在对象的图像上指示该特性，以生成对象的电解剖图。所提供的图像因而可以是对象的电解剖图。视觉特性指定单元优选适于将颜色和/或强度指定为视觉特性。显示器可以适于示出对象上的几个已经施加了能量和/或实际上施加能量的位置，其中在这些位置处示出了相应视觉特性，其指示在所施加的能量已经改变了对象的相应位置处的特性。品质值优选是深度值，该深度值指示在该位置处所施加的能量已经改变对象的深度。所施加的能量已经改变对象的深度优选是消融深度。进一步优选的是相对于对象的壁厚度来提供深度值。例如，所提供的深度值可以指示跨壁(transmurality)程度，并且视觉特性指定单元可以适于根据跨壁程度来指定视觉特性。例如，如果跨壁程度是100%，那么指定某个颜色，例如绿色。这允许个人容易地识别出对象的壁是否已经被能量完全改变。例如，如果在消融程序期间向人的心脏施加能量， 那么个人可以容易地识别出相对于心脏的壁厚度的消融深度。这允许个人向壁施加能量从而使得消融深度基本上等于壁厚度而非更大或者更小，即使是向壁厚度不同的不同位置处施加能量。进一步优选的是对象具有被施加能量的壁，其中可视化设备包括跨壁区域计算单元，其用于基于所提供的深度值来计算对象的跨壁区域，并且其中显示器适于在对象的图像上示出所计算的跨壁区域。优选提供几个位置的深度值，其中这些深度值和位置用于计算一个或者几个跨壁区域。也可以使用关于损伤形成动态学的现有技术来计算一个或者几个跨壁区域。优选通过在对象上示出围绕跨壁区域的线来指示跨壁区域。如果个人想要产生期望的跨壁区域， 那么他可以在显示器上看到实际获得的跨壁区域是否已经与期望的区域对应，并且他可以识别出必须被施加能量的位置，以便获得期望的跨壁区域。由于也在显示器上示出关于实际跨壁区域的信息，因此向对象施加能量的个人同样可以容易地接受这一信息。进一步优选的是通过使用能量施加元件来向对象施加能量，并且其中品质值是接触值，接触值指示能量施加元件和对象之间的接触程度。通过将在施加能量的位置处的接触程度可视化，想要向对象施加能量或者已经向对象施加能量的个人同样可以容易地接受这一品质信息。视觉特性指定单元可以适于根据深度值和接触值来向该位置指定两个视觉特性。例如，可以根据深度值来给该位置指定第一视觉特性，并且可以根据接触值来给该位置指定第二视觉特性。在实施例中，第一视觉特性是颜色并且第二视觉特性是强度，或者反之亦然。这允许可视化设备在施加能量的位置处显示两个品质值。可视化设备可以适于在施加能量之前和/或施加能量期间和/或已经施加能量之后根据品质值来给该位置指定视觉特性。相应地，可视化设备可以适于在施加能量之前和/或施加能量期间和/或已经施加能量之后显示所提供的图像以及在对象上的该位置处所指定的视觉特性。优选的是对象的所提供的图像是对象的解剖图，具体而言，电解剖图，其中显示器适于显示在该解剖图上的该位置处所指定的视觉特性。解剖图，具体而言电解剖图，可以引导个人至适当的位置以向对象施加能量。由于在对象的解剖图上示出了指示向对象施加能量的品质的视觉特性，因此个人可以容易地接受解剖信息，具体而言电解剖信息，以及品质fn息ο优选的是可视化设备还包括在显示器上示出的度量单元(element)，其中该度量单元适于指示视觉特性和品质值，具体而言视觉特性和深度值，之间的关系。例如，度量单元可以指示哪个颜色属于哪个品质值，具体而言，属于哪个跨壁程度。或者度量单元可以指示哪个颜色属于哪个绝对消融深度。进一步优选的是品质值是指示在该位置处所施加的能量已经改变对象的深度的深度值，其中度量单元包括标记物，该标记物基于深度值指示所施加的能量已经改变对象的深度。深度值可以表示为绝对值，例如以毫米表示，或者深度值可以表示为相对值，例如以跨壁程度表示。为了指示深度值，度量可以包括线，具体而言黑线，其作为标记物根据在该位置处的深度变化而移动。由于在显示器上也示出了度量单元，因此向对象施加能量的个人同样可以容易地接受由度量单元提供的该信息。进一步优选的是在向对象施加能量期间重复地提供品质值，其中视觉特性指定单元适于重复地根据相应的实际提供的品质值来给该位置指定视觉特性，并且其中，显示器适于重复地显示所提供的图像和在该图像中示出的对象的该位置处的相应的实际指定的视觉特性。这允许在向该位置施加能量的同时实时地指示出所施加的能量已经影响到对象的相应的品质信息。在本发明的另一方面中，提出一种用于向对象施加能量的能量施加设备，其中所述能量施加设备包括-图像提供单元，其用于提供所述对象的图像，-能量施加元件，其用于在一位置处向对象施加能量，-定位单元，其用于定位所述位置处的所述能量施加元件，-品质值确定单元，其用于确定所述对象上的所述位置处的品质值，其中所述品质表示在所述位置处向所述对象施加能量的品质，-如权利要求1所述的可视化设备。图像提供单元优选适于提供对象的二维或者三维图像。该图像提供单元可以是其中已经存储着图像的存储单元，或者用于经由无线或者有线数据连接来接收图像的接收单元。图像提供单元也可以是成像模态，如计算机断层摄影系统、磁共振成像系统、核成像系统、超声成像系统，等等。图像提供单元也可以是绘图系统，其通过基于阻抗、磁性或者电磁跟踪导管位置来提供图像信息。在图像中示出的对象可以设置有在对象的位置处的所测量的对象特性，在该位置处已经测量了这些特性。这些特性优选是电特性，并且所得到的图像优选是电解剖图。能量施加元件优选是可以被引入对象以向对象的内壁施加能量的导管顶端。具体而言，导管是用于在人类或动物的心脏之内执行消融程序的消融导管。进一步优选的是定位单元适于使用至少一个以下技术来定位能量施加元件电磁跟踪、阻抗定位、磁共振定位、X射线定位、光学形状感测和超声定位。优选的是品质值确定单元适于确定通过在该位置处施加能量而产生的损伤的深度和/或能量施加元件和对象之间的接触程度。进一步优选的是能量施加设备包括用于生成感测信号的感测单元，该感测信号指示在该位置处的对象特性，其中该品质值确定单元6适于根据所生成的感测信号来确定该品质值，具体而言深度值和/或接触值。感测单元优选是磁共振单元和超声单元中的至少一个。在本发明的另一方面中，提出一种用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化方法，其中所述可视化方法适于基于对象的所提供的图像和所述对象上一位置处的所提供的品质值来将在所述对象上的所述位置处施加能量的品质可视化，所述品质值表示在所述对象上的所述位置处向所述对象施加能量的品质，其中所述可视化方法包括-根据所述品质值给所述位置指定视觉特性，-显示所提供的图像以及在所述图像中示出的所述对象上的所述位置处所指定的视觉特性。在本发明的又一方面中，提出一种用于向对象施加能量的能量施加方法，其中所述能量施加方法包括-提供所述对象的图像，-定位能量施加元件以确定所述能量施加元件的位置，-通过使用所定位的能量施加元件来在所述位置处向所述对象施加能量，-确定所述对象上的所述位置处的品质值，其中所述品质值表示在所述位置处向所述对象施加能量的所述品质，-如权利要求12所述的将向所述对象施加能量的效果可视化。在本发明的另一方面中，提出一种用于将向对象施加能量的效果可视化的计算机程序，其中所述计算机程序包括程序代码模块，当所述计算机程序在控制可视化设备的计算机上运行时，所述程序代码模块用于令如权利要求1所述的可视化设备执行如权利要求 12所述的可视化方法的步骤。在本发明的另一方面中，提出一种用于向对象施加能量的计算机程序，其中所述计算机程序包括程序代码模块，当所述计算机程序在控制能量施加设备的计算机上运行时，所述程序代码模块用于令如权利要求10所述的能量施加设备执行如权利要求13所述的能量施加方法的步骤。应该理解的是权利要求1的可视化设备、权利要求10的能量施加设备、权利要求 12的可视化方法，权利要求13的能量施加方法，以及权利要求14和15的计算机程序具有类似地和/或相同的优选实施例，具体而言，如从属权利要求中所定义的。应该理解的是本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。参考在下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是显而易见并且得以阐明。在以下的图中图1示意性和示例性地示出了用于向对象施加能量的能量施加设备的实施例；图2示意性和示例性地示出了能量施加设备的导管顶端；图3示意性和示例性地示出了由超声脉冲在心壁组织处的反射而产生的回波序列的表示；图4示意性和示例性地示出了取决于动态回波序列的超声信号的二维表示；图5示意性和示例性地示出了显示器的实施例；图6-1 Ib示出了导管顶端的几个实施例；图15示出了指示在导管顶端和对象之间的接触程度的M型图像；图17示意性和示例性地示出了用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备；以及图18示出的流程图示例性地图示了用于向对象施加能量的能量施加方法的实施例。

10像素趋向于具有大致相同的强度并且只可能发生缓慢的变化。相反，如果损伤边界，也即消融损伤，延伸到水平线，那么在这一线中的像素强度显著地改变。与这一强度的显著改变相关联的深度定义了消融深度。优选地，品质值确定单元8适于沿着包括具有基本相同强度的像素值的水平线来确定延展。当消融的前沿到达某个水平线时，观察到这一水平线中延展长度的显著减小。如果延展长度低于预定义阈值，那么品质值确定单元8将消融深度确定为与延展长度低于这一预定义阈值的位置相关联的深度。可以通过标定测量来确定这一预定义阈值，其中通过向具有已知消融深度的对象发送超声脉冲来生成超声信号。同样可以通过这一标定来确定用于确定在水平线上的邻近像素强度值是否相近，也即在水平线上的两个邻近像素值强度是否属于同一延展的相似性测量。例如，通过标定，可以定义相对阈值，该相对阈值指示导致了像素值强度值被认为是相似的这一决策的像素值强度中的最大相对差别，也即如果两个像素值强度的相对差别等于或者小于优选由标定确定的该最大相对差别，那么两个像素值强度被认为是相似的。在实施例中，具有大于0.25s的长度，进一步优选为大于0. 5s,以及更进一步地优选为大于Is的延展被认为是指示在与各个水平线对应的深度处仍未发生消融。能量施加设备1还包括导航单元四，其用于允许将导管21，具体而言，导管顶端22 导航至对象3之内的期望位置。导航单元四可以适于允许用户完全通过手来导航导管21， 或者根据所确定的导管顶端22的位置以及优选地导管顶端22的取向来半自动地导航导管 21。导管22包括可以由导航单元四控制的内置引导装置(图1中未示出)。例如可以通过使用操纵线来操纵和导航导管29，以便将导管顶端22引导至对象3之内的期望位置。能量施加设备1还包括视觉特性指定单元9，其用于根据深度值，具体而言，根据由品质值确定单元8提供的消融深度，来给位置5指定视觉特性。显示器10显示所提供的图像，具体而言，心脏的电解剖图，以及在该图像中示出的心脏的位置5处指定的视觉特性。视觉特性指定单元9优选适于根据所提供的深度值，具体而言，根据被施加能量的位置 5处的消融深度，来指定一颜色作为视觉特性。优选相对于心脏3的壁厚度来提供深度值。 在这一实施例中，所提供的消融深度是跨壁程度，其中视觉特性指定单元9适于根据跨壁程度来指定颜色。图5示意性和示例性示出的显示器10示出了心脏3的电解剖图12。在位置5处经由消融电极向心脏3施加能量。在位置5处的圆点40具有的颜色指示在这一位置处的跨壁程度。图5中示出的另外的圆点41、42、43标记已经被施加了能量的消融部位。这些圆点41、42、43的颜色对应于各自的跨壁程度。优选以第一颜色，例如绿色示出完全损伤，例如跨壁损伤，而以反映其瞬时消融深度的颜色示出消融导管顶端处正在产生的新消融。可视化设备还包括在显示器10上示出的度量单元13，其中该度量单元13适于指示视觉特性和深度值之间的关系。在这一实施例中，度量单元13指示哪个颜色属于哪个消融深度，具体而言，属于哪个跨壁程度。在另一实施例中，度量单元也可以适于指示哪个颜色属于哪个绝对消融深度。绝对消融深度例如可以以毫秒表示。度量单元13包括标记物 14，其基于品质值确定单元8提供的深度值来指示实际施加的能量已经改变心脏3的深度。 在这一实施例中，标记物14指示在当前施加能量的位置5处的实际跨壁程度，其中标记物14是黑线，其根据位置5处跨壁程度的改变而移动。在向心脏3施加能量期间优选重复地提供深度值，其中视觉特性指定单元9适于根据实际提供的相应深度值来重复地给位置5指定视觉特性，并且其中，显示器10适于重复地显示所提供的图像以及在该图像中示出的心脏3上位置5处的实际指定的相应视觉特性。这允许在在位置5处施加能量的同时，实时指示出所施加的能量已经影响到心脏3的相应深度。具体而言，随着消融深度增大，在度量单元13上的标记物14实时向上移动度量单元刻度，其中标记物在度量单元13上的位置指示瞬时消融深度。在位置5处的圆点40 的颜色同样随着消融深度的增大，也即跨壁程度的增大而根据度量单元13所示的颜色和跨壁程度之间的关系来实时改变。通过在相应损伤部位处所提供的颜色，与小于100%的跨壁程度对应的不完全跨壁损伤对于向心脏3施加能量的人而言是可识别的。例如，在图 5中通过附图标记43指示的圆点可以包括指示低跨壁程度，例如，大约30%的跨壁程度，的红色。同样，可以通过使用显示器10来执行治疗计划，其中可以将期望的消融部位设置在心脏的电解剖图上作为具有颜色的圆点，该颜色指示在这些期望消融部位必须要施加能量。这些圆点的颜色优选对应于小的跨壁程度，具体而言，对应于为零的跨壁程度，因而指示仍然必须向这些部位递送能量。能量施加设备还包括跨壁区域计算单元15，其用于基于所提供的深度值来计算心脏3的跨壁区域。显示器10适于在心脏3的图像12上示出所计算出的跨壁区域。在这一实施例中，针对几个位置提供深度值，也即消融深度，其中这些深度值和位置用于计算由围绕心脏3上的各个跨壁区域的线16，17指示的跨壁区域。跨壁区域计算单元15优选也适于使用关于损伤形成动态学的现有技术来计算一个或者几个跨壁区域。跨壁区域示出区域是完整的并且已经形成跨壁损伤。以此方式，个人可以直接瞄准损伤线中产生缝隙的位置。 具体而言，线16，17基于消融部位必须与已经呈现的消融形成连续的消融前沿这一条件来指示恰当的消融部位。如图5中可以看到的，线16彼此相接，因而指示在这一相接位置处有漏电通路，这是需要被解决的。显示器10包括三个区域。第一区域50示出了由人53表示的正视图。第二区域 51示出了由人M表示的心脏的侧视图，以及第三区域52示出的超声图像示出了位置5处的组织。在第三区域52中示出的超声图像与以上参考图4描述的超声图像对应。在第三区域52中，线56指示损伤随时间的发展，并且该线和箭头55指示实际的消融深度。在第二区域51中示出的白色圆点80可以用于将电解剖图与实时透视图像相配准。然而，第二区域51也可以适于不示出这些白色圆点。第一区域50示出在心脏3中呈现的导管21和另外的元件90、91。在其他实施例中，另外的元件90、91可能不在第一区域中呈现。虽然以上已经参考图2描述了导管顶端21的某个配置，但是导管顶端21也可以具有另一配置。在下文中将参考图6至lib描述导管顶端21的优选配置。图6中示出的导管顶端21包括能量施加元件204，其是具有多个开口的坚固顶端消融电极。消融电极204包括冲洗(irrigation)孔225,226和227，并且经由电线224电连接。感测单元218是位于消融电极204之内的超声换能器，用于生成指示位置5处的组织3的超声特性的超声信号。超声换能器218经由保持元件2 被保持在消融电极204之内。超声换能器218可以经由电线223与品质值确定单元8连接。图7a和7b示意性和示例性地示出了导管顶端21的另外的实施例。图7a示出了导管顶端的正视图并且图7b示出了横截面侧视图。在这一实施例中导管顶端21包括消融电极304，其优选是TPX窗3 上的钼层或者另一金属层。消融电极304经由电线324电连接。导管顶端21包括用于冲洗的腔331和冲洗开口 325、326。TPX窗是声学透明窗，相对于位于导管顶端21之内的超声换能器318的前面倾斜，以便最小化镜面反射并且避免次级反射(混响)。倾斜的角度例如是10度，以便避免上述的问题。TPX(聚甲基戊烯)是塑料并且对于超声几乎是完全透明的。超声换能器318是用于生成指示对象特性的感测信号的感测单元，其位于导管21之内的壳体330内，并且经由电线323与品质值确定单元8连接。图fe和8b示意性和示例性地示出了导管顶端21的另外的实施例。图8a示出了导管顶端的正视图并且图8b示出了横截面侧视图。导管顶端包括由钼或者另一金属制造的环状消融电极404。环状消融电极404经由电线424电连接。超声换能器418位于导管顶端21之内并且经由电线423与品质值确定单元8连接。具体而言，超声换能器418位于壳体430之内，该壳体430位于导管顶端21之内。导管21还包括用于冲洗目的的冲洗腔 431，其中冲洗流体可以通过环状消融电极404离开导管顶端21。环状消融电极404不从导管顶端21外壁的内侧放射状突出。图9a和9b示意性和示例性地示出了导管顶端21的另外的实施例。图9a示出了导管顶端的正视图并且图％示出了横截面侧视图。导管顶端21包括位于导管顶端21外壁的远端处的消融电极504。消融电极504朝着导管顶端21的纵轴534的方向突出。因而来自位于导管顶端21之内的超声换能器518的超声波被环状消融电极504部分反射，以便获得消融顶端相对于组织位于哪里的参考。当使导管接近组织时，来自组织前壁的超声信号将向着示出导管顶端位置(图15)的超声信号的参考点移动。环状消融电极504优选由钼制造，但是也可以由另一金属制造。超声换能器518位于导管顶端21之内的壳体530 内，并且经由电线523与品质值确定单元8连接。消融电极504经由电线524电连接。导管21还包括冲洗腔531，其中冲洗流体可以通过环状消融电极504离开导管21。图IOa和IOb示意性和示例性地示出了导管顶端21的另外的实施例。图IOa示出了导管顶端的正视图并且图IOb示出了横截面侧视图。导管顶端21包括环状消融电极 604，该环状消融电极604围绕优选为TPX箔的声学透明箔629。由位于导管顶端21之内的超声换能器生成的超声波被箔6 部分反射。环状消融电极604由钼或者另一金属制造， 并且经由电线624电连接。超声换能器618位于壳体630之内并且经由电线623与品质值确定单元8连接。包含环状电极604和箔629的平面优选相对于超声换能器618的前面倾斜。导管21还包括冲洗腔631，其中冲洗流体可以经由冲洗开口 625、6沈离开导管21。以上已经参考图7a至IOb描述的壳体优选用于保持超声换能器，并且用于将超声换能器安装在导管顶端之内。优选地，冲洗流体在该壳体周围经由一个或者多个通道向前流动。机器人导航可以用于消融程序以远程地将导管引导至目标组织。所描述的导管顶端可以调整为使得它们可以由外部磁体控制。这典型地需要在导管顶端中并入小线圈。导管顶端也可以适于由机械导航来远程引导，例如通过使用牵引线。可以使用其中放入各个导管的导管鞘。可以严格地控制鞘的导航，得到导管的稳定固定。
结合心脏运动，在这种配置中对组织接触的评估通常是很关键的。当在导管鞘的顶端中集成至少一个超声元件时，可以评估导管顶端和组织之间的接触。在这一配置中，鞘相对于导管的定位是固定的，然而在不良接触的情况下，心脏运动可以引起组织移动离开换能器。在良好接触的情况下，超声元件和组织之间的距离保持恒定。图Ila和lib示意性和示例性地示出了集成到导管鞘中的超声换能器的实施例。 图Ila示出了具有导管鞘740的导管顶端21的正视图并且图lib示出了横截面侧视图。超声换能器718位于导管鞘740的壁内，从而超声波741可以从导管鞘的远端向组织3发送。 超声换能器718经由电线723与品质值确定单元8连接。导管顶端21包括消融电极704， 其用于在位置5处向组织3施加消融能量。鞘也可以提供有用于冲洗的连接，以冲掉超声换能器前方的血液。替代于使用以上参考图6到lib所描述的电线，可以使用其他电连接。以上描述的导管顶端适于前视成像。然而，它们也可以适于与多方向成像结合来使用。此外，所描述的导管顶端也可以扩展为具有用于测量生理参数的传感器，该生理参数例如是体温、阻抗、电描记图等等，并且替代于使用用于超声成像的单元件换能器，也可以使用基于MUT的超声传感器，也即微机械超声换能器。在心动周期期间，能量施加元件优选与组织保持恒定接触。但是归因于心脏运动， 情况通常并非如此。损伤的尺寸主要取决于所施加的接触力。但是，取决于例如消融的解剖学部位以及执行该程序的医师，这主观上是有很大的变化的。医师可以使用关于接触的反馈来决定是否在特定的点开始消融，或者是否继续操纵导管顶端。另外，这一反馈可以用来调整消融设置，如RF功率、消融时间、冲洗流速，等等。品质值确定单元8因而也可以适于将接触值确定为品质值，其中接触值指示能量施加元件和对象，具体而言必须被施加能量的组织，之间的接触程度。品质值确定单元适于根据从位于导管顶端处的超声单元接收的超声信号来确定接触值。如以上已经提及地，导管顶端优选包括对于超声基本上是透明的窗，或者开口，如超声波经由其被发送和接收的冲洗孔。所接收的超声波被转换为电超声信号，该信号被提供给品质值确定单元8用于确定接触值。具体而言，品质值确定单元8优选适于识别出导管顶端在声学路径上的边界，并且相对于导管顶端在声学路径上的边界定位对象，也即在这一实施例中为组织，的前壁。然后可以基于对象前壁相对于导管顶端在声学路径上的边界的定位来确定接触值。如以上参考图3已经描述地，可以从由各个超声换能器接收的回波序列31来确定导管顶端的边界和组织前壁的位置。在图3中，振幅区域34标记声学路径上导管顶端边界的位置，并且振幅区域33标记声学路径上组织前壁的位置。品质值确定单元8因而可以适于确定在图3中由附图标记34和33表示的区域之间的距离，例如通过确定回波序列31第一次超出阈值的位置，以及通过确定在位置34和33之间的平静期之后回波序列31超出阈值的位置。可以通过标定来确定该阈值，其中导管顶端边界的位置和组织前壁的位置是已知的。接触值优选取决于所确定的导管顶端边界和所确定的组织前壁位置之间的距离。具体而言，品质值与这一距离成比例。可选地，如果导管顶端包括TPX窗，那么TPX窗的变形可以用于确定接触值，其更强的接触将预期得到更大的接触值。可以从超声换能器和TPX 窗之间的声学路径长度来计算出该变形。由于TPX窗对于超声波部分透明，因此TPX窗在所接收的回波序列同样是可见的。因而，可以从回波序列确定TPX窗和超声换能器之间的
14距离，并且可以确定接触值，该接触值例如与这一距离成比例。如果替代TPX窗而使用了对于超声波部分透明的另一窗，那么类似地可以基于这一窗的变形来确定接触值。如果使用以上参考图7a和7b描述的导管顶端，那么优选使用从在所接收的回波序列中可见的TPX窗的反射来确定接触值。这一反射可以用于确定由这一反射定义的导管顶端边界和组织前壁之间的距离，或者用于确定TPX窗和超声换能器之间的距离，其中假设TPX窗取决于组织和导管顶端之间的接触程度而变形，因而改变了超声换能器和TPX窗之间的距离。如果使用以上参考图8a和8b描述的导管顶端，那么考虑到在相关温度下冲洗流体(例如20°C的水)中的声速，优选从超声换能器418和由环状消融电极404定义的导管顶端的外部边界之间的距离来计算出由环状消融电极形式404定义的导管顶端的外部边界，或者预先在测试测量中确定导管顶端的外部边界，其中导管顶端与坚硬的超声反射体接触。同样在这一实施例中，优选根据导管顶端的外部边界和组织前壁之间的距离来确定接触值。如果使用以上参考图9a和9b描述的导管顶端的实施例，那么优选通过探测突入声学路径的环状消融电极504对超声波的部分反射来探测由环状消融电极504沿着声学路径的位置定义的导管顶端的外部边界的位置。视觉特性指定单元优选适于也根据接触值来给位置5指定视觉特性。优选地，根据深度值来给该位置指定颜色，并且根据接触值来给该位置指定强度。通过使用以上参考图5描述的显示器10，可以显示出所提供的图像12和在图像12中示出的对象上的位置5 处指定的视觉特性。然而，替代于使用这一显示器10，可以使用另一实施例的显示器来显示所提供的图像和指定的视觉特性，如在下文中参考图12至16所描述的显示器810。显示器810包括五个区域。第一区域850示出了由人853指示的心脏3的电解剖图的正视图。第二区域851示出了由人邪4指示的电解剖图的侧视图。第三区域861指示消融能量(“RF”)是开启还是关闭，以及导管顶端是否与组织稳定接触。第四区域860用于示出指示接触品质的M型图像，以及第五区域852用于示出组织的超声图像，该超声图像对应于以上参考图4描述的超声图像。图12示出了向心脏3施加消融能量的工作流程的开始的显示器801。为了计划消融治疗，用户可以在电解剖图812上用圆点841、842标记应该施加消融能量的位置，如图 13所示。如键盘或者鼠标的输入单元可以用于将圆点841、842添加到第一区域850中。然后用户可以尝试着将导管顶端21与组织，具体而言，心壁稳定接触。例如，用户可以尝试着接触由圆点840标记的位置805，其中在尝试着接触组织的同时，显示器810的第四区域860中示出了如图14所图示的M型图像。如在下文中参考图15将要描述的，在第四区域860中示出的M型图像指示导管顶端和组织之间的接触的品质。图15示例性地示出了 M型图像870，其中沿着水平轴示出为秒的时间相关性，并且沿着垂直轴示出为毫米的深度相关性。在M型图像870中可以清楚地识别出导管顶端 871的外部边界的位置。在第一区域873中，在导管顶端和组织之间没有接触，因而在M型图像的这一部分中基本上只能看到导管顶端边界。中间区域874指示间歇的或者不良的接触，因为在M型图像中的垂直线，也即A线，归因于心脏运动而不断地变化。在第三区域875 中，A线保持基本稳定，并且组织的后壁清晰可见。因而可以确定组织的厚度并且该厚度在图15中通过双箭头872指示。这一第三区域875对应于导管顶端和组织之间的良好稳定接触。如果用户尝试着将导管顶端与组织稳定接触，那么该用户可以看一看显示器810的第四区域860，也即在第四区域860中示出的M型图像870，以便核查在M型图像870中组织厚度是否清晰可见，表示已经实现导管顶端和组织之间的稳定接触。另外或者可选地，品质值确定单元8可以确定接触值并且根据所确定的接触值来将圆点840可视化。例如，可以根据接触值来改变圆点840的强度。品质值确定单元8可以适于如以上描述地，例如根据导管顶端的外部边界的位置和组织前壁的位置之间的距离，或者根据M型图像中超声信号的行为，来确定接触的程度。在图15所示的情形下，已经实现导管顶端和组织之间的稳定接触，并且在显示器810的第三区域861中指示出这一稳定接触。在已经实现导管顶端和组织之间的稳定接触之后，向位置805施加能量。在这一实施例中，向位置805施加RF消融能量，并且在第三区域861中指示“RF” “开启”。在第五区域852中示出与以上参考图4描述的超声图像对应的超声图像，其中线 856指示消融深度。品质值确定单元8确定深度值，并且根据所确定的深度值给位置805处的圆点840上色。另外，在第一区域850中示出了度量单元813，该度量单元813与以上参考图5描述的度量单元13类似。在工作程序的这一阶段中，品质值确定单元8也可以确定接触值，并且如果导管顶端和组织之间的接触程度变化，那么可以修改圆点840的强度。例如，如果导管顶端与组织的稳定接触放松，那么圆点的强度可以增大或者减小。在用户关注于能量所施加的位置805的情况下，用户因而可以容易地接受深度信息和接触信息。度量单元813包括与以上参考图5描述的度量单元13的标记物14类似的标记物814。显示器810也可以显示如以上参考图5描述的跨壁区域。如果已经向显示器810 的第一区域850中指示的所有圆点施加能量，从而在这些位置处产生的损伤是跨壁的，那么根据度量单元813，这些圆点具有指示在这些圆点位置处的损伤是跨壁的颜色。例如，这些圆点可以具有绿色。在第二区域851中示出的白色圆点880可以用于将电解剖图与实时透视图像相配准。然而，第二区域851也可以适于不示出这些白色圆点。第一区域850示出了在心脏3 中出现的导管21和另外的元件90、91。在其他实施例中，另外的元件90、91可能不在第一区域中出现。再次参考图1到图5，视觉特性指定单元9、具有度量单元13和标记物14的显示器10，以及跨壁区域计算单元15形成了用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备。已经描述这一可视化设备作为能量施加设备1的一部分。然而，该可视化设备也可以是如图17示意性和示例性示出的独立系统。图17示出的可视化设备11适于基于对象的所提供的图像和对象3上的位置5处的所提供的品质值来在对象3的位置处将所施加能量的品质可视化，其中该品质值表示在对象的位置5处向该对象施加能量的品质。具体而言，品质值是指示在位置5处所施加的能量已经改变对象3的深度的深度值，和/或指示能量施加元件和对象之间的接触程度的接触值。可视化设备11至少包括用于根据品质值来给能量所施加的位置指定视觉特性的视觉特性指定单元9，以及用于显示所提供的图像和在该图像中示出的对象的被施加能量位置处指定的视觉特性的显示器10。可视化设备11优选还包括用于基于所提供的深度值来计算对象的跨壁区域的跨壁区域计算单元15。显示器10优选适于示出所计算的跨壁区域和以上提及的度量单元。替代于以上参考图5描述的显示器10，可视化设备11可以包括另一显示器，例如， 以上参考图12至16描述的显示器。在下文中将参考图18示出的流程图来示例性地描述能量施加方法的实施例。在步骤101中，通过图像提供单元2提供对象的图像，在这一实施例中，对象是人 20的心脏3。在步骤102中，定位优选为导管顶端的消融电极的能量施加元件4，以通过定位单元6、7确定能量施加元件4的位置5。优选在显示器10或者810中相对于对象3示出所确定的位置5。能量施加元件4优选已经被导航至位置5，以便在这一位置5处向对象3施加能量。然而，如果所确定的能量施加元件4的位置与期望的消融部位不对应，那么可以通过使用导航单元四来将能量施加元件4导航至期望的消融部位。在这一导航程序期间和 /或在该导航过程已经完成之后，可以确定能量施加元件4的位置，以便在将能量施加元件导航至期望消融部位时辅助用户，和/或核实能量施加元件4是否已经被导航至该期望的消融部位。如果所确定的位置5与期望的消融部位相一致，那么在步骤103中通过使用被定位的能量施加元件4来在位置5处向对象施加能量。在步骤104中，确定对象3上的位置5处的品质值。例如，将深度值和/或接触值确定为品质值。在步骤105中，根据品质值来向位置5指定视觉特性。具体而言，根据深度值来给位置5指定颜色，和/或根据接触值来给位置5标记强度，以及在步骤106中，显示所提供的图像并且在该所提供的图像中示出对象上的位置5处指定的视觉特性。优选重复地执行步骤103至106以便实时地将实际品质值，具体而言，实际消融深度和/或实际接触值可视化。应该注意的是可以修改步骤103至106的顺序。例如，步骤 104至106可以在步骤103前执行。步骤105和106可以认为是用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化方法的步骤，其中该可视化方法适于基于对象3的所提供的图像12以及对象3上位置5处的所提供的品质值来将向对象3上位置5处施加能量的品质可视化。房颤(AF)影响了世界上的大部分人口，主要是老年人。其受肺静脉之内的触发驱动。AF患者的广泛接受的治疗方法是导管消融，其中导管用于产生绕着肺静脉的电致疤痕组织环，将肺静脉内的触发与心房电绝缘。典型地使用电磁定位系统(例如，CARTO或者 NavX)或者基于透视的飞利浦EP导航仪来定位导管。这些系统可以另外地在导管顶端使用单点电极以顺序地采集接触电描记图，并将这一数据显示为电解剖图以辅助治疗规划。另外，在该电解剖图上标记已经施加消融能量的点或者已经收集了具有诊断价值的电描记图的点。可以通过能量施加设备和可视化设备的显示器来显示具有这些特征的电解剖图。此外，显示器在电解剖图的被施加能量的位置处根据所提供的品质值，具体而言，所提供的深度值示出指定给被施加能量的位置的视觉特性。此外，如以上已经提及的，显示器优选也示出具有标记物的度量单元和所计算的跨壁区域。肺静脉必须长期有效地与心房完全电绝缘，也即不仅损伤组是必须连续的，而且每个损伤都必须是完全跨壁的。然而，如果太深或者太长地递送消融能量，那么归因于填塞 (心脏穿孔)或者中风的发病率和死亡率风险将显著地上升。此外，心房壁的厚度在患者之间，以及患者心房中的不同区域之间是显著不同的。因而，执行房颤的导管消融是困难而危险的程序；由于电生理学医师想要最小化患者并发症，因此他们常常制造太浅的损伤，并且结果多达40%的AF消融程序并不能长期有效。能量施加设备和可视化设备可以给电生理学医师提供实时显示消融深度的工具， 以允许他们确定在每个位置消融多长。这可以增加执行AF导管消融的效率和效力，并且降低患者并发症的风险。可以以一种方式显示深度信息，该方式与标准可视化系统无缝结合， 也即优选不需要额外的显示器。此外，深度值的可视化优选不扰乱当前的临床工作流程，因为消融深度信息刚好被显示在电生理学医师在施加消融能量期间通常将关注于的图像上， 也即导管顶端的实时图像上，的位置处。根据本发明，因而可以将深度信息以及优选的接触信息，的可视化集成到现有的消融监视显示器，如飞利浦EP导航仪系统。能量施加设备和可视化设备可以应用于导管的治疗规划，或者例如心脏的心律失常、肿瘤等等的外科手术消融。一项特别重要的心脏应用是心房性和心室性心律失常，以及特别是房颤或者心室性心动过速的治疗。能量施加设备和可视化设备也可以用于其他应用，例如，用于向技术性对象施加能量的应用，或者在肿瘤学中用于心脏或者其他器官的实时治疗评估的应用。虽然在以上描述的实施例中执行的是心脏导管消融，但是可视化设备可以适于将向另一对象施加另一种类型的能量的品质可视化，并且能量施加设备可以适于向另一对象施加另一种类型的能量。例如，替代于RF能量，可以向对象施加光能、热、冷、声能、核能，等等。此外，对象可以不是心脏而是人的另一器官，如肝脏、肺、肾脏，等等。对象也可以是技术性对象。可视化设备也可以适于监视外科手术消融程序。可视化设备和/或能量施加设备可以适于允许医师在已经完成能量的施加之后， 基于他对M型图像的主观评估来对显示器上的圆点进行颜色标记。例如，它们可以适于允许医师给损伤是完全跨壁的位置处的圆点指定绿色，给损伤仅部分跨壁的位置处的圆点指定橙色，以及给完全没有损伤或者跨壁程度小于10%的位置处的圆点指定红色。因而，可视化设备和/或能量施加设备可以包括如键盘或者鼠标的输入单元，以允许医师基于他的主观评估来对显示器上的圆点进行颜色标记。在另一实施例中，可视化设备和/或能量施加设备可以适于标记应该被施加能量的期望位置，以及适于针对多点设备进行颜色标记，其中能量施加元件适于在不同点处同时地或者连续地施加能量。可视化设备和/或能量施加设备可以包括用于存储超声数据的存储单元，该超声数据例如是M型图像或者已经基于超声信号获得的信息，如损伤深度、组织接触、滑移、组织爆开(tissue pop)、厚度，和/或其他生理学数据，如阻抗、体温、功率、电描记图、组织表面的光学特性，等等。例如在向对象施加能量之前和/或期间和/或之后记录这一信息，并且将这一信息连接至所存储信息所属的位置处的各个圆点。可视化设备和/或能量施加设备可以包括如键盘或者鼠标的输入单元以在显示器上选择圆点，并且如果已经选择了某个点，那么将被指定给选定点的信息将提供给用户，例如在弹出窗口中。能量施加设备可以还包括用于探测组织爆开的组织爆开探测单元，其中可视化设备适于向用户示出所探测到的组织爆开，例如通过修改整个显示器的视觉特性，或者在显示器上示出的一个或者几个圆点的视觉特性。例如，如果已经探测到组织爆开，那么一个或者几个圆点可以闪烁或者可以示出闪光。
虽然在以上参考图5描述的实施例中显示器包括三个区域，并且在以上参考图12 到14和16描述的实施例中显示器包括五个区域，但是显示器也可以包括另一数量的区域。 具体而言，显示器可以只包括第一区域或者只有第二区域。虽然在以上参考图2至4描述的实施例中从超声信号确定深度值，具体而言，消融深度，但是也可以通过使用其他方法来确定深度值。例如，如在以上提及的 US2006/0122587A1中公开的，可以通过光学方式确定深度值，或者可以基于磁共振信号来确定深度值。本领域技术人员在实践所要求的发明时，从对图、公开内容和所附权利要求的研究，可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，措辞“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单一的单元或者设备可实现在权利要求中列举的几个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的这一事实不表示这些措施的组合不能被有利使用。可以由任意数量的单元或者装置来执行计算和确定(如品质值和跨壁区域的确定和计算)，以及由一个或者几个单元或设备执行的视觉特性的指定。例如，可以由单一的单元或者由任意其他数量的不同单元来执行步骤101、104和105。计算、确定、指定等等和 /或根据可视化方法的可视化设备的控制，和/或据能量施加方法的能量施加设备的控制可以实现为计算机程序的程序代码装置和/或专用硬件。计算机程序可存储/分布于适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或者作为其他硬件一部分的光存储介质或者固态介质，但是也可以其他形式分布，例如经由hternet 或者其他有线或者无线的电信系统。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。本发明涉及用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备。基于以下将在所述对象上一位置处施加能量的品质可视化a)所述对象的所提供的图像，以及b)表示在所述对象上的所述位置处向所述对象施加能量的品质的所提供的品质值，其中视觉特性指定单元根据所述品质值来给所述位置指定视觉特性，并且显示器显示所提供的图像和在所述图像中示出的所述对象的所述位置处所指定的视觉特性。向所述对象施加能量的个人通常关注于能量所施加的所述位置。由于在个人已经关注的所述位置处示出品质信息，因此个人可以容易地接受所述品质相关信息。

1.一种用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化设备，其中，所述可视化设备 (11)适于基于所述对象⑶的所提供的图像(1 以及所提供的品质值将向所述对象⑶ 上的一位置( 处施加能量的品质可视化，所提供的品质值表示在所述对象C3)上的所述位置( 处向所述对象施加能量的品质，其中，所述可视化设备(11)包括-视觉特性指定单元(9)，其用于根据所述品质值来给所述位置( 指定视觉特性， -显示器(10)，其用于显示所提供的图像(12)以及在所述图像(12)中示出的所述对象上的所述位置( 处所指定的视觉特性。
2.如权利要求1所述的可视化设备，其中，所述品质值是深度值，所述深度值指示在所述位置( 处所施加的能量已经改变所述对象(3)的深度。
3.如权利要求2所述的可视化设备，其中，相对于所述对象的壁厚度提供所述深度值。
4.如权利要求2所述的可视化设备，其中，所述对象C3)具有被施加所述能量的壁，其中，所述可视化设备(11)包括跨壁区域计算单元(15)，所述跨壁区域计算单元用于基于所提供的深度值来计算所述对象C3)的跨壁区域(16，17)，并且其中，所述显示器(10)适于在对象(3)的所述图像(12)上示出所计算的跨壁区域(16，17)。
5.如权利要求1所述的可视化设备，其中，通过使用能量施加元件来向所述对象施加能量，并且其中，所述品质值是接触值，所述接触值指示所述能量施加元件和所述对象之间的接触程度。
6.如权利要求1所述的可视化设备，其中，所述对象(3)的所提供的图像(1 是所述对象(3)的解剖图，并且其中，所述显示器(10)适于显示在所述解剖图的所述位置(5)处所指定的视觉特性。
7.如权利要求1所述的可视化设备，其中，所述可视化设备还包括在所述显示器(10) 上示出的度量单元(13)，其中，所述度量单元(1 适于指示视觉特性和所述品质值之间的关系。
8.如权利要求6所述的可视化设备，其中，所述品质值是深度值，所述深度值指示在所述位置( 处所施加的能量已经改变所述对象C3)的深度，并且其中，所述度量单元包括标记物(14)，所述标记物基于所提供的深度值指示所施加的能量已经改变所述对象(3)的深度。
9.如权利要求1所述的可视化设备，其中，在向所述对象施加能量期间重复地提供所述品质值，其中，所述视觉特性指定单元(9)适于重复地根据所述相应的实际提供的品质值来给所述位置指定视觉特性，并且其中，所述显示器(10)适于重复地显示所提供的图像和在所述图像中示出的所述对象上的所述位置处相应的实际指定的视觉特性。
10.一种用于向对象施加能量的能量施加设备，所述能量施加设备(1)包括 -图像提供单元O)，其用于提供所述对象(3)的图像，-能量施加元件G)，其用于在一位置( 处向所述对象C3)施加所述能量， -定位单元(6，7)，其用于定位所述位置C3)处的所述能量施加元件G)， -品质值确定单元(8)，其用于确定所述对象C3)上的所述位置( 处的品质值，其中， 所述品质值表示在所述位置( 处向所述对象C3)施加能量的品质， -如权利要求1所述的可视化设备。
11.如权利要求9所述的能量施加设备，其中，所述能量施加设备还包括用于生成感测信号的感测单元(18)，所述感测信号指示所述位置(5)处的所述对象(3)的特性，其中，所述品质值确定单元(8)适于根据所生成的感测信号来确定所述品质值。
12.一种用于将向对象施加能量的品质可视化的可视化方法，其中，所述可视化方法适于基于所述对象⑶的所提供的图像(12)和所述对象(3)上的一位置(5)处所提供的品质值来将在所述对象C3)上的所述位置( 处施加能量的所述品质可视化，所述品质值表示在所述对象C3)上的所述位置( 处向所述对象施加能量的所述品质，其中，所述可视化方法(11)包括-根据所述品质值给所述位置( 指定视觉特性，-显示所提供的图像(1 以及在所述图像(1 中示出的所述对象上的所述位置(5) 处所指定的视觉特性。
13.一种用于向对象施加能量的能量施加方法，所述能量施加方法(1)包括-提供所述对象(3)的图像，-定位能量施加元件⑷以确定所述能量施加元件⑷的位置(5)，-通过使用所定位的能量施加元件(4)来在所述位置( 处向所述对象( 施加能量，-确定所述对象C3)上的所述位置( 处的品质值，其中，所述品质表示在所述位置 (5)处向所述对象C3)施加能量的所述品质，-如权利要求12所述的将向所述对象施加能量的效果可视化。
14.一种用于将向对象施加能量的效果可视化的计算机程序，所述计算机程序包括程序代码模块，当所述计算机程序在控制可视化设备的计算机上运行时，所述程序代码模块用于令如权利要求1