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能够近实时地跟踪和生成柔性体内装置的动态可视化的mri导向的介入系统制作方法

  • 专利名称
    能够近实时地跟踪和生成柔性体内装置的动态可视化的mri导向的介入系统制作方法
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    本发明涉及MRI导向系统,并且可特别适合于MRI导向心脏系统,诸如用于治疗心房纤维性颤动(AFIB)的EP系统
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    现在将參照附图在下文中更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的实施例但是,本发明可以许多不同的形式来实施,而不应被理解为局限于在此所阐述的实施例;相反,这些实施例被提供使得本公开内容将是透彻和全面的,并且将向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围相同的标号通篇表示相同的元件将理解的是,虽然相对于特定实施例来论述,但是一个实施例的特征或操作能够适用于其他实施例在附图中,线、层、特征、部件和/或区域的厚度为了清楚起见可能被放大,而虚线(例如在流程图的回路中所示的那些)示出可选的特征或操作,除非另有規定另外,操作 (或步骤)的顺序并不局限于在权利要求中所呈现的次序,除非专门另有指示本文所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的,而不是意在限制本发明如在本文中所使用的那样,単数形式“一”、“ー个”和“该”意在也包括复数形式,除非上下文另有明确说明还将理解的是,术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中被使用时规定了所声明的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是并不排除ー个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加如在本文中所使用的那样,术语“和/或”包括关联所列的项中的一个或多个的任何及所有組合”
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专利名称:能够近实时地跟踪和生成柔性体内装置的动态可视化的mri导向的介入系统的制作方法常规心脏EP(电生理学)系统是使用电解剖图的基于X射线的系统。电解剖图是示出所感测的电活动的、心脏的虚拟表示。这样的系统的示例包括来自Biosense Webster,Inc. ,Diamond Bar,CA的Carto 电解剖标测系统以及来自 Endocardial Solutions Inc.,St. Paul, MN 的 NavX 系统。但是,仍然需要能够使用MRI来得到基于X射线的系统没有提供的组织细节和/或減少患者对与介入(诊断和/或治疗)过程关联的辐射的暴露的MRI导向系统。
本发明的实施例针对具有新操作平台的MRI导向系统。一些实施例针对包括被配置成执行下列操作的电路的系统(a)使用与具有坐标系的3D MRI图像空间关联的相关解剖扫描平面来生成患者心脏的至少一部分的至少ー个近实时(RT)MRI图像;(b)在所述3D MRI图像空间中标识与至少ー根柔性体内导管的至少末端部分的位置关联的坐标;以及(c)在所述3D图像空间中呈现所述至少ー根柔性导管的交互式近RT可视化。不要求所述至少一根柔性导管处于用于得到所述至少ー个近RT MRI图像的MR数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中,并且所述柔性导管的末端部分能够具有曲线形状。其他实施例针对MRI导向介入系统。该系统包括至少ー个柔性体内介入或诊断医疗装置,其被配置成能够具有非线性形状并且经由曲折的和/或自然的管腔通路引入患者体内,所述至少一个医疗装置具有连接到MRI扫描仪的通道的至少ー个跟踪线圈;适于与所述MRI扫描仪进行通信和/或驻留在其中的电路;以及具有用户界面的显示器,其与被配置成在MRI导向介入过程期间显示可视化的电路进行通信。所述电路被配置成(a)在外科手术过程期间使用与具有坐标系的3D MRI图像空间关联的相关解剖扫描平面得到MR图像数据并且生成患者的目标解剖体的一系列近实时(RT)MRI图像;(b)使用所述3D MRI图像空间的坐标系标识与所述柔性体内医疗装置的至少末端部分的位置关联的坐标;以及(C)采用目标患者解剖结构的至少ー个近RT图像和所述患者的目标解剖结构的配准的预先获取的立体模型在所述3D图像空间中呈现所述至少ー个柔性医疗装置的近RT交互式可视化。所述电路呈现所述可视化以采用所述可视化中的物理表示来示出所述至少ー个柔性医疗装置。所述用户界面被配置成允许用户(a)旋转所述可视化;以及(b)将所显示的可视化改变成仅包括所述目标解剖体的近RT图像、包括所述解剖体的近RT图像和所述解剖结构的配准模型或者仅包括所述解剖结构的配准模型。所述MRI扫描仪被配置成使来自所述至少ー个跟踪线圈的跟踪信号的信号获取与所述近RT MRI图像的图像数据交替(interleave),并且其中所述电路被配置成不依赖用于得到所述MR图像数据的扫描平面而以电子方式在所述3D图像空间中跟踪所述至少ー个柔性医疗装置,使得不要求所述至少ー个柔性医疗装置处于用于得到所述至少ー个近RT MRI图像的MR图像数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中,并且其中所述柔性医疗装置的末端部分能够具有曲线形状。还有其他实施例针对MRI导向心脏介入系统。该系统包括具有多个通道的MR扫描仪;多根柔性体内导管,每根所述导管具有多个跟踪线圈,每根导管的每个跟踪线圈连接到不同的MR扫描仪通道;以及与所述MR扫描仪进行通信的至少ー个显示器。所述MR扫描仪被配置成(a)使用与具有坐标系的3D MRI图像空间关联的相关解剖扫描平面来生成患者心脏的至少一部分的至少ー个近实时(RT)MRI图像;(b)在所述3D MRI图像空间中标识与至少ー根柔性体内导管的至少末端部分的位置关联的坐标;以及(c)在所述3D图像空间中呈现所述至少一根柔性导管的动态近RT可视化,所述可视化示出与所述成像空间配准的患者心脏的立体的预先获取的模型以及所述近RT MRI图像,其中不要求所述至少ー根柔性导管处于用于得到所述至少ー个近RT MRI图像的MR图像数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中,并且所述柔性导管的末端部分能够具有非线性形状。所述电路可被配置成在所述显示器上示出所述模型上的多个用户可选择的组织特性图中的至少ー个或与其关联的数据或者示出所选择的组织特性图代替所述模型,其中所述显示器与用户界面进行通信,所述用户界面被配置成允许用户有选择地打开和关闭所述组织特性图中的ー个或多个。在打开时,所述组织特性图或来自其的数据与患者心脏的预先获取的立体3D模型对齐和/或配准(或者代替其被示出)。可选择的组织特性图包括下列项中的多个热组织表征图;水肿组织表征图;第一延迟增强组织表征图;在所述第一延迟增强组织表征图之后获得的第二延迟增强组织表征图;缺氧组织表征图;脉管系统图;纤维图;以及缺血组织表征图。还有其他实施例针对MRI导向心脏介入系统。该系统包括显示器;处理器,其与所述显示器进行通信并且适干与MRI扫描仪进行通信;耦合到所述处理器的电子存储器;以及驻留在所述存储器中的计算机程序代码,其可由所述处理器执行以用干 (a)使用与具有坐标系的3DMRI图像空间关联的相关解剖扫描平面来生成患者心脏的至少一部分的至少ー个近实时(RT)MRI图像; (b)在所述3DMRI图像空间中标识与至少ー根柔性体内导管的至少末端部分的位置关联的坐标以跟踪所述导管的末端部分的位置; (c)在所述3D图像空间中呈现所述至少ー根柔性导管的动态近RT可视化,其中不要求所述至少一根柔性导管处于用于得到所述至少ー个近RT MRI图像的MR数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中,并且其中所述柔性导管的末端部分能够具有非线性形状;(d)在所述显示器中显示包含所述可视化中的至少ー个的图形用户界面(GUI);以及 (e)允许用户使用所述GUI来改变所述可视化以有选择地示出不同的组织特性图或来自所选择的组织特性图的数据。可由所述处理器执行的计算机程序代码还可适于基于所跟踪的所述导管的位置来自动限定在消融步骤之前和/或期间由所述MRI扫描仪用于目标导管-组织界面部位的至少ー个扫描平面。所述组织表征图被顔色编码以示出与在所述过程期间所创建的消融部位关联的症痕或损伤形成。还有其他实施例针对用于执行MRI导向过程的方法。该方法包括(a)在MRI导向过程期间将柔性体内医疗装置引入患者的自然管腔或腔体中;(b)在所述MRI导向过程期间以电子方式从连接到MR扫描仪并且附连到所述柔性体内装置的跟踪线圈得到跟踪信号,其中所述体内装置具有在其移动到患者体内的位置上时能够具有非线性形状的末端部分;(c)使用所述跟踪信号以电子方式标识所述跟踪线圈中的每ー个在3D MRI图像空间中的X、Y、Z坐标位置;(d)在所述MRI导向过程期间得到MR图像数据并且生成所述患者的近RT MR图像;(e)得到所述患者的目标解剖体的预先获取的3D立体模型并且将所述模型与所述3D图像空间配准;以及(f)生成所述医疗装置的近实时(RT)可视化,其示出(i)所述患者解剖体的配准模型;(ii)使用所标识的所述跟踪线圈的位置对所述医疗装置的至少末端部分的物理表示;以及(iii)所述近RT MR图像中的至少ー个。所述方法还可包括使用所标识的所述跟踪线圈的位置以电子方式计算在所述三维图像空间中接近所述装置的尖端位置的装置-组织界面位置,其中所述计算步骤沿轴向向前投影超出所述尖端的限定距离以限定所述装置-组织界面;以及自动限定在治疗处理的输送和/或诊断过程期间和/或在时间上接近其的用于得到所述近RT图像的MR图像数据的至少ー个扫描平面。所述方法还可以包括或者替代地包括基于用户输入以电子方式旋转所述可视化以及基于用户输入以电子方式有选择地改变所显示的可视化的视图,使得所述可视化采用下列项来包括所述至少一个柔性装置(a)仅所述目标解剖体的近RT图像;(b)所述解剖体的近RT图像和所述解剖结构的配准模型两者;或者(c)仅所述解剖结构的配准模型。还有其他实施例针对用于促进对患者心脏的MRI导向介入治疗的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质,其具有在所述介质中实施的计算机可读程序代码。所述计算机可读程序代码包括计算机可读程序代码,其指导MRI扫描仪以交替的方式在具有坐标系的同一 3D图像空间中得到(i)来自与体内柔性装置关联的跟踪线圈的跟踪信号数据,以及(ii)MR图像数据;计算机可读程序代码,其使用相关解剖扫描平面来生成患者的目标解剖体的至少一部分的近实时(RT)MRI图像;计算机程序代码,其使用所述跟踪信号数据在所述3D MRI图像空间中标识与至少ー个柔性体内医疗装置的至少末端部分的位置关联的空间坐标;以及计算机可读程序代码,其采用近RT MRI图像在所述3D图像空间中呈现所述至少体内柔性医疗装置的动态近RT可视化,其中不要求所述至少ー个装置处于用于得到所述至少ー个近RT MRI图像的MR图像数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中,并且其中所述装置的末端部分能够具有非线性形状。本发明的一些实施例能够提供心脏组织的多个数据源(例如多參数数据)的3D、4D和/或4D可视化系统,以在治疗期间提供相关组织表征数据和/或心脏状态,使得消融和/或其他治疗能够被更准确地输送、确认和/或可视化。例如,对于心脏消融系统,能够至少部分基于MR图像数据以来自治疗的精确或“真实的”损伤图案和/或心脏组织的生理状态在治疗期间的关联变化来呈现可视化。还有其他实施例针对包括与具有用户界面的显示器进行通信的电路的MRI导向介入系统。所述电路被配置成(a)提供患者规划图并且允许用户使用所述用户界面在所述患者规划图上标识至少ー个目标治疗部位;然后(b)在MRI导向过程之前或期间在所述3D MRI图像空间中配准所述规划图;以及(c)基于配准的规划图限定所述至少一个治疗部位在3D MRI图像空间中的位置。所述电路能够被配置成经由所述用户界面接受用户输入以在MRI导向过程期间所呈现的可视化中有选择地淡化(fade)和/或打开和关闭在3D MRI成像空间中就位(in position)的所述至少ー个目标治疗部位的可视指示。所述电路能够被配置成允许用户在所述MRI导向过程期间的交互式可视化中选择是否在所述显示器上以不同查看格式示出组织表征数据,包括(a)在具有近RT图像数据的配准图上;或者(b)在近RT图像上而没有在所述MRI导向过程期间的可视化中的图。本发明的实施例针对被配置成自动得到ー个或多个体内柔性装置(例如导管、探测器、输送装置、针等)的MR图像数据和跟踪数据的系统、方法、用户界面和处理器。这种数据单独地或者连同与特定装置和/或患者的解剖体有关的其他生理或先验数据一起能够被用于以如下方式来生成可视化即在外科手术过程期间在显示器上使用MR图像数据以及至少ー个柔性装置的至少末端部分的物理表示近实时地可视地示出(例如经由颜色、不透明性和/或強度)目标解剖组织。本发明的实施例特别适合用于消融诸如AFIB的心律失常的组织或者注射治疗剂以治疗心力衰竭的MRI导向的EP过程。所述系统还可适合于为任何体内位置输送治疗剂或者执行另一个治疗或诊断评估,包括例如大脑、心脏、胃肠系统、生殖泌尿系统、脊柱(中心管、蛛网膜下隙或其他区域)、脉管系统或其他体内位置。要注意的是,虽然没有相对其进行具体描述,但是相对于ー个实施例所描述的任何ー个或多个方面或特征可以被并入不同的实施例。也就是说,所有实施例和/或任何实施例的特征都能够以任何方式和/或组合相结合。因此,本申请人保留变更任何原始提交的权利要求或提交任何新权利要求的权利,包括能够修改任何原始提交的权利要求以使其从属于任何其他权利要求和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利,虽然最初没有以那种方式主张权利。将在下面所阐述的本说明书中详细说明本发明的这些及其他目的和/或方面。


图I是按照本发明的实施例的、被配置成使用近RT MRI数据来示出装置组织界面的MRI导向系统的不意图。图2是按照本发明的实施例的、具有电连接到扫描仪通道的跟踪线圈的体内装置的示意图。
图3是按照本发明的实施例的、具有工作站和显示器的MRI系统的示意图。图4是按照本发明的实施例的示范性跟踪线圈调谐电路的电路图。图5A-5D是按照本发明的实施例的、具有体内柔性医疗装置的物理表示的示范性交互式可视化的预期屏幕截图。图6是按照本发明的实施例的具有两个查看窗ロ的显示器的示意图,其中ー个查看窗ロ示出交互式可视化,而另ー个查看窗ロ示出相关的近RT MRI图像。图7-21是按照本发明的实施例的、在显示器上的示范性可视化和图像的预期屏幕截图以及能够被生成以促进MRI导向过程的Π控件。图22k和图22B是按照本发明的实施例的体内装置(例如消融导管)的示范性(预期)屏幕截图,其中装置被呈现为物理表示,而MRI图像为特写。图23和图24A-D是按照本发明的实施例的、示出能够被用于帮助导向和/或定位体内装置的导航标记的示范性(预期)屏幕截图。图25-28是按照本发明的实施例的、示出能够提供能帮助推动临床決定的信息的患者数据和目标(由临床医生标识的)治疗区的还有另外的示范性(预期)屏幕截图。图29是按照本发明的实施例的MRI介入套件的示意图。图30A是按照本发明的具体实施例的示范性消融导管的尖端部分的放大的局部透视图。图30B是沿图30A中的30B-30B线所获得的导管尖端部分的截面。图31是按照本发明的实施例的消融导管的另ー个示例的尖端部分的放大的轴向截面。图32是图31所示的导管的放大截面。图33是沿图31的33-33线所获得的图31所示导管的放大截面。图32的截面图在图33所示的上游位置处获得。图34是能够被用于执行本发明的实施例的示范性操作的流程图。图35是能够被用于执行本发明的实施例的附加方面的示范性操作的流程图。图36是按照本发明的实施例的数据处理电路或系统的示意图。图37是能够与本发明的实施例配合使用的不同体内装置的示例的示意图。

除非另有说明,在本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含意。还将理解的是,诸如在常用词典中所定义的那些的术语应被理解为具有与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含意一致的含意,而不应在理想化的或过分正式的意义上来解释,除非本文明确地如此限定。为了简洁和/或清楚起见,可能没有详细描述众所周知的功能或构造。将理解的是,当诸如层、区域或基底之类的特征被称为是“在另ー个特征或元件上”吋,它能够直接在所述另ー个元件上,或者也可存在中间元件。相反,当元件被称为是“直接在另ー个特征或元件上”吋,则不存在中间元件。还将理解的是,当特征或元件被称为是“连接到”或“耦合到”另ー个特征或元件吋,它能够直接连接到所述另ー个元件,或者可存在中间元件。相反,当特征或元件被称为是“直接连接到”或者“直接耦合到”另ー个元件时,则不存在中间兀件。虽然相对于ー个实施例被描述或不出,但是这样被描述或不出的特征能够适用于其他实施例。术语“电路”表示全部用软件的实施例或者结合软件和硬件方面、特征和/或部件(包括例如至少ー个处理器以及嵌入其中和/或可由一个或多个专用集成电路(ASIC)执行的与其关联的软件,用于以编程方式指导和/或执行某些所描述的动作或方法步骤)的实施例。所述电路能够驻留在ー个位置或多个位置上,其可以被集成到一个部件中或者可以是分布式的,例如它可完全驻留在MR扫描仪控制柜中、部分地在MR扫描仪控制柜中、完全在诸如临床医生工作站的独立部件或系统中但是与MR扫描仪电子器件进行通信和/或在它们之间的接口中、在远程处理器中以及采用上述各项的组合。术语“图(map)”与术语“模型”可互換使用,并且表示患者的目标解剖体的立体呈现。术语“组织表征(或特性)图”表示目标解剖结构或其部分的所呈现立体(典型地为3D、4D或4DMP)可视化和/或图像,其使用MR图像数据示出心脏组织的ー个或多个所选择的组织參数、条件或行为,例如组织表征图是所呈现的局部或全局解剖图,其以如下方式示出例如心脏或其部分(例如左心房)的目标解剖体的至少ー个限定组织特性的,即示出所关心的(ー个或多个)组织特性的相对等级或量度,通常以不同的顔色、不透明性和/或强度来示意。要注意的是,组织表征图或模型应与基于所感测的心脏不同区域的电活动而不是基于MR图像数据的电解剖(EA)图或模型形成对照。在一些实施例中,能够有选择地打开和关闭(在显示器上)或者淡化来自电解剖图和/或组织特性图的组织数据或者所述(一个或多个)图本身。组织特性图可与EA模型一起被包括,和/或两个或更多个组织特性图可以被合并为或示出为合成图或者可以被示出为彼此重叠和对齐。因此,所述可视化能够使用単独示出、彼此重叠和/或集成为合成或叠加图的一种或两种类型的立体组织图。术语“淡化”表示通过相对于可视化中的其他特征减弱強度、顔色和/或不透明性而使所谓的特征在可视化中视觉上不那么显著。实际的可视化能够在屏幕或显示器上被示出,使得解剖结构的图处于平面2D中和/或处于好像是3D立体图像的2D中,其具有用不同的可视特性、诸如用不同的強度、不透明性、顔色、纹理等表示特征或电输出的数据。4D图能够或者示出移动的3D解剖结构(例如心脏)(例如跳动的心脏和/或带血流的心脏、呼吸的肺或其他移动的结构),或者示出心脏或其部分的轮廓的3D解剖模型上的附加信息。术语“心脏”能够包括相邻的脉管系统,例如肺静脉的分支。术语“4D多參数可视化”(4D MP)表示4D可视化图像(例如跳动的心脏的3D图像),其中功能空间编码或相关信息在所述可视化上被示出。4DMP可视化能够提供fMRI数据和/或用于基于工具的3D模型来提供心脏的空间相关功能数据(例如电数据)的ー个或多个工具。同样地,3D、4D和/或4DMP可视化不只是患者在ー过程期间的ー个或多个MRI图像,而是能够结合多个数据源向具有空间编码功能的可视化提供解剖形状的所呈现可视化。因此,可视化能够包括患者的目标解剖体的所呈现模型以及体内位置上的至少ー个医疗装置相对于所呈现模型的所呈现可视化连同解剖结构的近RT MRI图像数据。附图可包括可视化的屏幕截图的预言示例等,而不一定表示外科手术系统/显示器的实际屏幕截图。术语“特写(close-up) ”表示关联图像相对于全局图像或典型的导航视图经放大被示出,以示出局部组织。术语“高分辨率”表示以比标准图像数据更高的分辨率来得到图像数据(通常要求更长的扫描时间和/或使用内部天线以提高SNR)。例如,局部组织消融视图可以比导航视图中的MRI图像更高的分辨率被示出。术语“正面视图(正面)”表示通过组织壁(例如心肌壁)并且与表面基本平行(相切)的视图。术语“以编程方式”表示能够由数字信号处理器和/或计算机程序代码指导和/或执行的操作或步骤。类似地,术语“以电子方式”表示能够使用电子部件以自动化的方式执行,而不是人工地或者仅使用智力步骤来执行的步骤或操作。体内医疗装置的至少一部分被跟踪,并且在3D成像空间中标识其位置(例如X、Y、Z坐标)。能够采用用于工具的各种位置跟踪装置和/或用于导管与成像空间配准的装置。例如,体内装置能够包括基准标记点或接收天线或者其组合。术语“基准标记点”表示能够使用电子图像识别、MRI图像数据的电子询问或者三维电信号来标识以在3D空间中限定位置和/或找到特征或部件的标记点。基准标记点能够以任何适当方式来提供,诸如但不限于工具的一部分的几何形状、工具上或工具中的部件、涂层或者充液涂层(或者不同类型的基准标记点的组合),以充分強度使有源或无源的(ー个或多个)基准标记点对MRI可见(例如如果有源,则标记点不提供MR信号)以用于在3D空间中标识工具和/或其部件的位置和/或取向信息。如将在下文中进ー步论述的那样,在具体实施例中,所述装置包括电连接到MRI扫描仪的至少ー个跟踪线圈,其生成由MR扫描仪检测(接收)并且被用于在3D图像空间中标识所述线圈在成像空间的3D坐标系中的相应位置并且因此标识具有这样的跟踪线圈的装置的相应位置的信号。术语“MRI或MR扫描仪”可互換地用于表示磁共振成像系统并且包括磁体、例如RF放大器、梯度放大器的操作部件以及包括例如处理器的指导脉冲序列、选择扫描平面并且得到MR数据的操作电路(其中的后者可以被容纳在控制柜中)。术语“RF安全”表示装置(例如导管)和任何(导电)引线被配置成在暴露于RF信号、特别是与MRI系统关联的RF信号时安全地操作,而没有感应不利地过度加热局部组织或干扰所计划的治疗的计划之外的电流。术语“MRI可见”表示装置在MRI图像中直接或间接可见。可见度可通过接近装置的MRI信号的提高的SNR来指示。装置能够充当MRI接收天线以收集来自局部组织的信号,和/或装置实际上本身生成MRI信号,诸如经由合适的医疗级水基涂层、充液(例如水流体)通道或管腔。术语“MRI兼容”表示所谓的(ー个或多个)部件对于在MRI环境中的使用是安全的,并且因此通常由适合于驻留和/或工作在高磁场环境中的(ー种或多种)非铁磁MRI兼容材料制成。术语“高磁场”表示高于大约
0.5T、通常高于I. OT并且更通常地在大约I. 5T与IOT之间的场強。本发明的实施例可特别适合于I. 5T和/或3. OT系统。一般来说,有利地,所述系统能够被配置成使得外科手术空间是成像空间,并且在该成像空间中执行跟踪,使得不要求采用进而必须与成像空间配准的分立跟踪系统。在一 些实施例中,在同一 3D成像空间中执行跟踪,但是柔性体内医疗装置独立于用于得到用于生成局部解剖体的图像的MR图像数据的成像扫描平面被跟踪,并且在所述可视化中被示出物理表示。术语“近实时”表示低等待时间和高帧速率两者。等待时间一般被測量为从事件发生到事件显示的时间(总处理时间)来。对于跟踪,帧速率能够在大约IOOfps (毎秒帧数)与成像帧速率之间的范围内变化。在一些实施例中,以成像帧速率来更新跟踪。对于近‘实吋’成像,帧速率通常在大约Ifps至大约20fps之间,并且在一些实施例中,在大约3fps至大约7fps之间。对于损伤成像,能够根据所使用的序列而每隔l_7s生成新图像。被认为是“近实吋”所需的低等待时间一般小于或等于大约I秒。在一些实施例中,用于跟踪信息的等待时间大约为0. 01s,而在与成像数据交替时,通常在大约0. 25-0. 5s之间。因此,相对于跟踪,能够以大约Ifps至大约IOOfps之间的低等待时间来更新具有已知体内装置的位置、取向和/或配置的可视化。相对于成像,能够以通常在大约0.01毫秒至小于大约I秒之内的低等待时间并且以通常在大约l_20fps之间的帧速率来显示使用近实时MR图像数据的可视化。系统能够同时使用跟踪信号和图像信号数据近实时地在可视化中动态显示解剖体和ー个或多个体内装置。在一些实施例中,得到跟踪信号数据并且确定关联的空间坐标,同时得到MR图像数据并且生成具有体内装置(例如使用跟踪线圈数据的柔性导管)以及(ー个或多个)近RT MR图像的合成的(ー个或多个)可视化。 在一些实施例中,MR图像数据在主动治疗期间被得到,诸如在消融、药品或其他材料的输送、瓣膜修复或置換、内衬修复等期间,并且基本上连续地呈现/生成具有用于这种治疗的柔性体内装置(例如导管、针等)连同局部解剖体的ー个或多个近RT MR图像的合成的(ー个或多个)可视化。在ー些具体实施例中,所述系统是用于放置在心脏组织中产生期望的电隔离的透壁性损伤的损伤图案以治疗高风险病状/情况(例如AFIB)的心脏EP系统。不要求以任何特定方向或次序跟随消融。能够执行消融以生成一个或多个连续和/或邻近的损伤和/或若干非连续或非邻近的损伤。损伤可以是线性的(无论是直线或者具有曲率,诸如为圆形或曲线形)。术语“体内装置”被广义地用于表示任何诊断或治疗医疗装置,包括例如导管、针(例如注射、縫合和活组织检查)、镊子(微型)、刀片或其他切割构件、消融或刺激探測器、注射或其他流体输送插管、标测或光学探測器或导管、护套、导丝、纤维镜、扩张器、剪刀、植入材料输送插管或筒等,其通常具有在大约5French至大约12French之间的尺寸,但其他尺寸也可以是适当的。图I示出MRI介入系统10,其具有扫描仪IOS以及在装置-组织界面IOOi处接近目标组织100的柔性体内医疗装置80。系统10能够被配置成以电子方式跟踪装置80在体内的3D位置,并且标识和/或“知道”装置的尖端部分80t (例如消融或针尖)与3D成像空间关联的坐标系中的位置。如图I所示,装置80能够在其末端部分上包括多个间隔开的跟踪构件82。在具体实施例中,装置80能够是消融导管,并且所述尖端能够包括消融电极、消融球囊或者其他消融源80e (通常在装置的末端部分至少有ー个)。在被使用的情况下,电极能够既是感测电极,也是消融电极。
跟踪构件82能够包括微型跟踪线圈、无源标记点和/或接收天线。在优选实施例中,跟踪构件82包括连接到MRI扫描仪IOS的通道IOch的至少ー个微型跟踪线圈82c (图2)。MR扫描仪IOS能够被配置成进行操作以使跟踪线圈的数据获取与图像数据获取交替。跟踪数据通常在‘跟踪序列块’中被获取,这需要大约10毫秒(或更少)。在一些实施例中,跟踪序列块能够在图像数据的每次获取之间被执行(后者能够被称为‘成像序列块’)。因此,能够紧接在毎次图像获取之前并且以相同速率来更新跟踪线圈坐标。跟踪序列能够同时给出所有跟踪线圈的坐标。因此,用于跟踪装置的线圈数量通常对跟踪它们所需的时间基本上没有影响。本发明的实施例提供一种新平台,该平台能够有助于促进在MRI导向过程期间的临床决定并且能够在交互式可视化IOOv中向临床医生显示近实时的解剖图像数据。可视化IOOv (图5A-5D)能够在体内装置80在体内移动到目标位置中和/或附近时,在用户旋转、裁剪或以其他方式改变所显示的可视化或视图时,和/或在主动治疗或诊断过程步骤期间,例如在目标损伤部位进行消融的同时,或者在接近和/或输送不同治疗处理的同时动态地被生成,其中在串行MRI图像数据获取之间有最小的等待时间,通常小于大约5秒,通常以大约I秒或更少、诸如在大约O. 001秒与I秒之间的最小等待时间基本连续地生成可视化ΙΟΟν。系统10能够同时使用(ー个或多个)跟踪信号和图像信号数据一起来动态地跟踪装置80 (它通常是多个装置)并且近实时地显示解剖体以及ー个或多个体内装置80的可视化。要注意的是,虽然在3D图像空间中跟踪至少ー个装置,但是不要求该装置被成像,并且也不要求该装置处于用于得到近RT MRI图像的MR数据的相关解剖扫描平面的任何ー个中。术语“物理表示”表示装置没有实际被成像,而是在可视化中以物理形式来呈现。通常,物理表示是在3D MR图像空间中示出体内的装置的末端部分的局部物理表示。物理表示可具有任何形式,包括例如具有至少ー个几何形状的图形、图标和/或符号。物理表示通常采取3维形式。在ー些具体实施例中,物理表示可以是与物理外观的实际形状和配置和/或关联装置(參见例如图22A、22B)的一部分(例如末端部分)的配置基本上对应的虚拟图形实体复制。物理表示能够基于对装置的尺寸和配置的先验知识以电子方式生成。特定装置的末端上的尖端和每个跟踪线圈可用几何形状来示出(相同或不同的形状,例如用于尖端的箭头以及用于跟踪线圈的球形或块形或者其他(ー种或多种)几何形状(通常为3D),其分别在3D空间中处于其实际位置并且在装置上处于其相对位置中,并且分别可采用相同或不同顔色以及采用相同或不同形状来呈现。例如,尖端和每个接近的跟踪线圈可以不同顔色被示出。术语“曲折”表示体内的曲线通路,通常与诸如脉管系统的自然管腔关联。术语“动态可视化”表示示出(ー个或多个)装置在体内的移动并且能够示出跳动的心脏或基于呼吸循环等的移动的一系 列可视化。术语“预先获取”表示用于生成实际患者解剖体的模型或图的数据在主动治疗或诊断过程开始之前得到,并且能够包括紧接在同一 MRI会话之前但在同一 MRI会话期间或者比所述过程更早的时间(通常为数天或数周之前)。本发明的实施例能够被配置成通常经由自然管腔和/或曲折通路在MRI环境中将柔性体内诊断和/或介入装置(例如介入医疗套件)导向和/或放置到对象的任何期望的所关心的内部区域,使得体内装置能够在其通过目标通路(它可以是自然管腔或腔体)移动到位置中时具有不同的非线性配置/形状。所述对象能够是动物和/或人类对象。本发明的一些实施例提供系统,这些系统能够被用于治疗诸如心律失常的心脏异常,包括但不限于AFIB,或者被用于修复或置换心瓣,修复、冲洗或清洁脉管系统和/或放置支架,和/或被用于在心脏跳动的同时(即不要求对患者应用心肺机的情况下的无心跳心脏)经由微创MRI导向过程将干细胞或其他心脏重塑细胞或药剂或产品输送到诸如心壁的心脏组织中。心脏过程能够从心脏内部或者从心脏外部执行。心脏过程可针对治疗心律失常或心カ衰竭(例如充血性心カ衰竭、降低的心功能等等)。所述系统的实施例还适合于输送治疗剂或者执行对其他体内位置的另ー个治疗或诊断评估,包括例如大脑、胃肠系统、生殖泌尿系统、脊柱(中心管、蛛网膜下隙或其他区域)、脉管系统或其他体内位置。示范性目标区域的附加论述可见于本文档的末尾。为了清楚起见,虽然示范性柔性装置80的详图针对供心脏应用的经间隔穿刺针(间隔穿刺包组件)以及标测和/或消融导管的跟踪线圈被示出,但是本发明的实施例并不意在局限于这些装置也不是意在局限于心脏应用。以上列出了示范性装置(并且參见图37)。在本文档的末尾列出了示范性(非心脏)体内位置。例如,所述装置能够被实现为用于体内任何目标解剖位置的注射导管或诊断活检针等。參见例如序列号为10/769, 994的美国专利申请(心肌内注射针)、美国专利No. 7,236,816 (活检针)和美国专利No. 6,606,513 (经间隔穿刺针),通过引用将其内容并入本文,如引述其全文一祥。环导管80”、标测导管80”’、(可变形)消融导管80’和注射针导管80””(ー个80””视图是具有跟踪线圈的针的放大视图)在图37中示出。环导管和标测导管包括跟踪线圈82c和感测电极180s两者。所有导管还可包括至少ー个跟踪线圈82c,即使在示例视图中未示出。系统10和/或电路60c能够基于有关装置80的尺寸和行为的先验信息(例如对于可控装置,在某种牵引线伸长或缩回存在时所预期的弯曲量、从不同线圈82到尖端的距离等等)来计算装置80t的尖端的位置以及柔性装置的形状和取向。使用装置80的已知信息并且由于跟踪信号与MR图像数据在空间上与相同的X、Y、Z坐标系关联,电路60c能够迅速生成示出装置80的末端部分的位置的物理表示以及解剖体的近RT MR图像的可视化。在一些实施例中,在MRI扫描仪IOS(图2)中的和/或与扫描仪IOS(图3)进行通信的电路60c得到MR图像数据的同时,得到跟踪信号数据并且确定关联的空间坐标。还能够使用反向操作。电路60c进而能够迅速呈现合成的(ー个或多个)可视化IOOv (參见例如图5A-5D),其中(ー个或多个)柔性装置80基于这些装置在3D成像空间中的空间坐标以物理表示被示出,所述空间坐标使用关联的跟踪线圈数据和(ー个或多个)近RT MR图像被标识。如将在下文中进ー步论述的那样,一般来说,在一些实施例中,电路60c能够被配置成允许用户(例如经由与显示器关联的用户界面25)有选择地在显示器上的ー个或多个可视化中示出或不示出(例如打开/关闭和/或淡化)或者在所呈现的模型IOOM中或者在一过程期间的相关扫描平面的近RT MRI图像100MRI中的至少四个不同数据集中的ー个或多个。模型100M可能是规划模型37M或者不同的患者模型。不同数据集能够包括与患者的立体模型或图100M(它可以连线形式示出)关联的第一数据集、与组织数据图30 (例如基于诸如水肿、DHE等的图像数据的组织数据和/或电解剖数据)关联的第二数据集、相关解剖结构的通常为近RT MRI扫描(图像)的第三数据集以及第四目标部位55t数据集。如将在下文中进ー步论述的那样,预先获取的患者规划图能够被用于标识至少ー个目标部位55t,并且该规划图能够与3D MRI图像空间配准,该3D MRI图像空间还在3D空间中配准目标部位的位置,以允许目标部位55t在可视化中被示出为处在近RT图像或所呈现的配准模型的任何一个或这两者中的适当的3D空间位置上。模型100M、组织数据和目标部位(以及图像100MRI)能够在可视化中由用户“打开”或“关闭”,并且能够被用于驱动MRI导向过程。例如,患者组织的“即时的”近RT MRI图像能够在可视化中被示出,并且用户(内科医生)能够选择在近RTMRI图像中示出图像空间中的 至少ー个目标治疗部位。用户还可以连线形式示出带有或没有组织数据(例如DHE或水肿图数据)的模型100M。例如,当治疗装置/导管80接近目标部位吋,模型100M能够被关闭或者相对于近RT图像能够被示出的可见度被淡化至微弱的可见度。用户还能够选择或者替代地选择在没有模型或者模型被淡化的情况下在近RT图像100MRI中示出目标治疗部位55t ο电路60c能够被完全集成到MR扫描仪IOS (例如控制柜)中、部分集成到MR扫描仪IOS中或者与MR扫描仪IOS分离但与其进行通信。如果没有完全集成到MR扫描仪IOS中,则电路60c可部分或完全驻留在工作站60中和/或在(ー个或多个)远程或其他本地处理器和/或ASIC中。图3示出临床医生工作站60能够经由接ロ 44与MR扫描仪IOS进行通信。类似地,磁体室中的装置80能够经由接ロ盒86连接到MR扫描仪10S,接ロ盒86可选地可以被集成到接线板250中。如图2和图3所示,系统10例如能够包括与电路60c和/或扫描仪IOS进行通信的至少ー个(交互式)显示器20。显示器20能够被配置成显示交互式可视化ΙΟΟν。可视化IOOv能够动态地示出装置80相对于由所显示的近实时MRI图像所示出的体内解剖结构的移动。系统10能够包括与显示器20进行通信的具有若干UI控件25c (图7)的用户界面(Π) 25,诸如图形UI (GUI),并且其可被配置成允许用户选择示出目标组织的ー个或多个预先获取或就地生成的图和/或图像30,其中包括能够在可视化IOOv中或与可视化IOOv —起被示出的不同的组织表征图和/或可选的EA图(或者来自所述图的数据)。例如,系统10能够被配置成允许用户选择示出基于预先获取的图像数据(诸如分段的MRA(磁共振血管造影)或其他图像切片)的患者脉管系统和/或纤维组织的图(或者来自图的数据),其中该图或来自其的数据在可视化中与模型100M或图像100MRI中的至少ー个配准并且重叠(叠加)到其上或者并入其中,而且能够由用户有选择地打开和关闭。这个信息可帮助临床医生选择治疗部位或者避开治疗部位或者以其他方式影响临床选择。例如,对于心脏应用,如果在心脏组织的目标损伤或注射空间中示出具有相对大的血流的脉管系统,和/或如果纤维组织被示出,则临床医生可选择另ー个点,或者在消融是治疗方法的情况下可消融更长时间以形成透壁性损伤。将在下文中进ー步论述显示选项的其他示例。在一些实施例中,所述系统/电路能够采用非选择性饱和的交互式应用来示出造影剤在近实时扫描中的存在。例如,这个选项在图像导向的导管导航期间能够有助于猫准邻接症痕区域的组织。參见例如Dick等人的“Real Time MRI enables targetedinjection of labeled stem cells to the border of recent porcine myocardialinfarction based on functional and tissue characteristics,,(Proc. Intl. Soc. Mag.Reson. Med. 11, p. 365 (2003)) ;Guttman 等人 的“ Imaging of Myocardial Infarction forDiagnosis and Intervention Using Real-Time Interactive MRI Without ECG-Gatingor Breath-Holding” (Mag. Reson. Med, 52 :354-361 (2004));以及 Dick 和 Guttman 等人的^Magnetic Resonance Fluoroscopy Allows Targeted Delivery of Mesenchymal StempCells to Infarct Borders in Swine,,(Circulation, 2003 ; 108 :2899-2904),它们尤其描述了用于示出(近)实时扫描中的延迟增强区域的成像技木。通过引用将这些文献的内容并入本文,如引述其全文一祥。图2示出装置80能够包括将相应的跟踪线圈82c连接到MR扫描仪10S的通道IOch的至少ー个导体81,诸如同轴电缆。MR扫描仪10S能够包括至少16个独立通道,并且通常包括更多通道,但是也可以用更少的通道进行操作。每个装置80能够包括大约1-10个之间的跟踪线圈,通常大约在2-6个之间。特定装置80上的线圈82c能够被布置为具有不同匝数、在相邻线圈82c (在使用超过ー个线圈的情况下)之间有不同的空间间距和/或具有其他配置。电路60c能够被配置成基于已知装置上相对于彼此的跟踪线圈定位/位置来生成装置呈现,该已知装置具有已知的形状和/或几何形状或者可预测或已知的可改变(可偏转)形状或形式(例如可偏转的端部)。所述电路能够基于来自物理装置的CAD(计算机辅助设计)模型的数据为所述呈现标识或计算装置的实际形状和取向。所述电路能够包括与已知的或基于由人体或者由内部或外部部件施加于装置的力和/或基于不同的跟踪线圈在3D图像空间中的位置和已知的相对(空间)间距可预测的形状行为有关的数据。如图3所示,显示器20能够被设置在与MRI扫描仪10进行通信的临床医生工作站60中或者与其关联。可提供其他显示器。MRI扫描仪10S通常在屏蔽室中包括磁体15以及在控制室中包括与磁体室中的电子器件进行通信的控制柜11 (及其他部件)。MRI扫描仪10S能够是本领域的技术人员所熟知的任何MRI扫描仪。现有商业扫描仪的示例包括GEHealthcare Signa I.5T/3. OT ;Philips Medical Systems Achieva I.5T/3. OT ;Integra
I.5T ;Siemens MAGNET0M Avanto ;MAGNET0M Espree ;MAGNET0M Symphony ;MAGNET0M Trio ;以及 MAGNET0M Berio。跟踪线圈82c能够各自包括调谐电路,该调谐电路能够有助于稳定跟踪信号供空间坐标的更快的系统标识。图4示出可特别适合于导管上的跟踪线圈82c的调谐电路83的示例。如图所示,CONl将同轴电缆连接到装置80的末端部分上的跟踪线圈82c,同时Jl连接到MR扫描仪通道10ch。扫描仪10S向电路83发送DC偏压,并且“接通” Ul ニ极管以产生短路,这在跟踪线圈上产生高阻抗(开路)以防止跟踪线圈上的电流和/或更好的跟踪信号(稳定性)。调谐电路能够被配置成具有50欧姆的匹配电路(扫描仪频率的窄带),以将电缆电连接到相应MR扫描仪通道。当ニ极管Ul断开时,能够将跟踪线圈数据传送到MR扫描仪的接收通道lOch。电容器Cl和C2是大的DC隔直电容器。C4是可选的,但是能够允许微调(通常在大约2-12皮法之间),以虑及部件的可变性(容限)。所设想的是能够使用其他调谐电路和/或跟踪信号稳定器配置。调谐电路83能够驻留在体内装置80中(诸如在把手或外置部分中)、在将线圈82c连接到相应的MRI扫描仪通道IOch的连接器中、在扫描仪IOS中、在接ロ盒86 (图2)中,接线板250和/或电路83能够分布于这些或其他部件中的两个或更多个之间。在同时跟踪(并且在可视化中呈现和示出)多个装置80的情况下,电路60c能够将相应的跟踪线圈与对应的装置相关并且标识不同的装置。通常,装置标识符是具有诸如不同电阻值的预定义值的“唯一”电子标识符。 在一些实施例中,每个跟踪线圈82c能够经由邻近的电路板(其能够容纳调谐电路和/或去耦/匹配电路)连接到具有到ニ极管的长度的同轴电缆81,该长度足以限定在MRI扫描仪IOS的操作频率下的四分之一波长的限定的奇次谐波/奇数倍,例如对于3. OTMRI扫描仪为在大约123. 3MHz下的λ/4、3 λ/4、5 λ/4、7 λ/4。这个长度还可有助于稳定跟踪信号以用于更准确和快速的定位。经调谐的RF线圈能够提供稳定的跟踪信号用于准确定位,通常在大约Imm或更小的范围之内。在多个(例如两个紧密间隔的)相邻跟踪线圈被固定在基本刚性的材料上的情况下,经调谐的RF跟踪线圈82能够提供相对于对应的跟踪位置信号的基本恒定的空间差。在系统10中所使用的跟踪序列能够有意使垂直于读出方向的信号失相以衰减来自I)大块目标和2)由导管的耦合到跟踪线圈82c的其他信号敏感部分(例如沿导管轴的同轴电缆)所感测的区域的不希望有的信号。这趋向于仅留下指示跟踪线圈的位置的顶点。跟踪序列块能够包括小翻转角激发的多个(通常大约三个)重复或者由其组成。每个重复被设计成连续指示跟踪线圈坐标的x、y或ζ分量。频率编码沿X方向被用于得到X坐标、沿I方向得到I坐标以及沿Z方向得到ζ坐标。当频率编码处于X方向吋,另外两个方向(y和ζ)没有被空间编码,在那些方向上产生来自所有激发区域的投影(空间积分)信号。失相梯度尝试衰减包含在这些投影中的不希望有的信号。一旦跟踪序列块完成,则扰相梯度(spoiler gradient)能够被用于在成像序列块被执行之前使从跟踪剩余的任何横向信号失相。取决于加速速率,成像序列块得到用于重构单个切片的图像的数据的一部分。如果加速速率为1,则收集图像的所有数据。如果加速速率为2,则收集一半数据,诸如此类。如果多个切片被激活,则每个连续的成像块以‘轮转’方式收集下一切片的数据。如果任何磁化预备(例如饱和脉沖)被激活,则它们在跟踪序列块之后被执行,紧接在成像序列块之前。跟踪装置和消融导管的附加论述可见于美国专利No. 6,701,176和序列号为61/261,103的美国临时申请,通过引用将其内容并入本文,如引述其全文一祥。将在下文中进ー步论述示范性的消融导管。现在參照图5A- 和图6,其示出具有体内装置80的物理表示80R、目标解剖结构的立体模型100M和近实时MRI图像100MRI的可视化IOOv的示例。电路60c/扫描仪IOS被配置成在可视化IOOv中显示患者的目标解剖体(示出为心脏)的至少一部分的3D立体模型100M连同在成像空间中对至少ー个体内装置的至少末端部分的物理表示80R,其中所述模型与3D成像空间配准。可选地,能够执行可视化以使用所标识的跟踪线圈的位置以及与装置上的实际线圈布置有关的限定的形状因子和/或尺寸数据以不同顔色在医疗装置末端部分的物理表示中示出跟踪线圈。电路60c能够被配置成生成具有至少两个可视參考平面41、42的可视化IOOv (示出为具有第三相交平面43),所述可视參考平面通常彼此斜向或垂直并且延伸通过可视化IOOv的至少主要部分。平面41、42(和43)能够是透明的和/或半透明的。它们可以被示出为具有与相应的ニ维图像切片对应的不同顔色边界(perimeter)(所述ニ维图像切片可在显示器上被示出为也具有相似或相同顔色边界的缩略图)。平面41、42能够在成像空间中相对于彼此移动或者可以被锁定在一起,在任何情况下,它们能够被配置成在成像空间中相对于模型100M移动。如图5A- 所示,用户能够旋转和缩放可视化100v,这自动调整在显示器上所示出的可视化。又如图所示,不要求柔性装置80在可视化中处于用于得到至少ー个近RT MRI图像100MRI的MR数据的相关解剖扫 描平面的任何ー个中,并且柔性装置80的末端部分80d能够具有曲线形状,而尖端80t能够被控制或导向至不同的目标位置中。在一些实施例中,如图所示,电路60c被配置成将至少ー个装置80的尖端位置与箭头82a关联,并且呈现可视化,使得末端部分80d上的每个跟踪线圈82具有带某种顔色的形状82s,其中每个跟踪线圈82具有相应的与其他跟踪线圈不同的顔色,并且其中线条或样条821连接尖端82a和线圈82c,并且线条821能够折曲、弯曲和移动以在可视化IOOv中反映装置80的移动。所述系统/电路能够被配置成显示使用来自MR扫描仪跟踪线圈通道的跟踪线圈数据所生成的顔色高亮显示的图像,以便在装置(例如导管)的物理表示的3D呈现中将线圈示出为颜色高亮显示的特征。图6示出系统10能够被配置成在ー个查看窗ロ ZOw1中示出交互式可视化IOOv和MRI图像100MRI两者以及在第二查看窗ロ 20w2中仅示出MRI图像100MRI。第二窗ロ 20w2中的MRI图像100MRI通常与用户在第一查看窗ロ ZOW1中的交互式可视化IOOv中所标识的目标解剖体位置关联。如图7所示,显示器20能够具有n 25,该n 25能够被配置成允许内科医生或其他临床医生选择是否示出目标组织100MRI的近实时MR图像,与目标解剖结构的模型100M一起示出(图7)和/或在独立的查看窗口中示出(图6、图13-16)。电路60与具有用户界面25的至少ー个显示器20进行通信。用户界面25能够被配置成允许用户将所显示的可视化(淡化)改变成仅包括解剖体的近RT图像,包括解剖体的近RT图像和心脏的配准模型,或者仅包括配准模型,參见例如图7和图9,图7示出可视化IOOv中的两种类型的图像,而图9仅示出模型100M。UI25能够是这些选项的开/关选择,或者可以从ー个查看选项“淡化”到另ー个查看选项。如图所示,虚拟滑动控件25c允许用户改变所示出的内容((近)RT MRI 100MRI到仅模型I00M)。电路60c还能够被配置成生成MRI图像,所述MRI图像近实时地示出装置位置(在MR图像空间中)。UI 25还能够被配置成允许用户在具有装置的所呈现视图与装置的实际图像的可视化中关闭装置80的呈现和/或使其淡入和淡出,以确认位置或者用于附加的可视输入。所述装置可包括用于促进MR图像中的可视识别的其他基准标记点(例如无源标记点或者有源标记点,诸如接收天线)。UI 25通常包括多个⑶I控件,其能够包括触摸屏输入控件以允许临床医生/内科医生通过放置光标或者通过在所关心的区域上触摸屏幕在图100M中选择所关心的区域。这能够使系统得到那个区域的实时MR图像数据,并且在显示器上提供关联图像和/或限定空间中在那个位置上的扫描平面(它们可以是预设的扫描平面)。
再次參照图7,显示器20例如能够与Π 25进行通信,该Π 25提供多个用户可选择的不同的图30,使得图或来自其的数据能够在与成像空间配准的所显示的3D解剖图上“打开和关闭”。不同的图能够包括患者特定的3D(立体)解剖图和/或能够在3D解剖图上显示的数据,所述3D解剖图在MR导向过程期间所使用的MRI 3D成像空间中得到或者与其配准。对于组织表征图,该图包括取自如上所述并入其中的MR图像数据的空间相关组织表征数据。UI 25能够包括用于不同功能和/或动作的多个不同的GUI (图形用户输入)控件25c。GUI控件25c还可以是切换开关、具有方向敏感性以沿ー个方向拉伸的触摸屏或者其他图形或物理输入。用户可选择的患者特定图30包括与能够被用户选择用于查看的过程关联的多个组织图,通常包括至少ー个并且更通常地为包括若干种类型的组织表征图(或者要在配准的解剖模型上示出(叠加)的与这样的图关联的数据)。UI 25还能够包括⑶I控件,其允许用户选择所述组织图中的两个或更多个,其中这样的数据能够共同地(重叠和配准和/或作为合成图像/图)或単独地被示出。如图所示,图30和/或来自其的数据可包括下列项中的至少多个
(a)区域评估扫描图32r(图17)和/或全局评估扫描图32g(图13),它们示出组织信息,例如ー个区域中的实际损伤图案,以允许临床医生查看区域消融信息(例如在LA(左心房)、PV(肺静脉)等处);
(b)过程前MRI心脏扫描34;
(c)在第一时间点(诸如所述过程之前一周或者就在该过程之前)获得的DHE1(延迟高增强)组织表征图35a (图28);
(d)在第二时间点、诸如在ー过程期间、可能将近该过程结束时获得的DHE2组织表征图35b(对于能够被用于在终止过程之前确认PV(肺静脉)或其他目标的完全电隔离的心脏消融过程-替换地,DHE 2图能够与在先的EP消融过程的结束关联)(图27);
(e)EA(电解剖)图35c(图17);
(f)水肿组织表征图35d(图19);
(g)其他组织表征图35e,例如
(i)示出在所述过程期间由组织消融引起的増加的温度的位置的复合热组织表征图; ( )缺血(无氧或缺氧)组织表征 (iii)缺氧或坏死组织表征 (iv)纤维组织 (v)脉管系统 (vi)癌细胞/组织图(其中癌症是正被治疗的情況);
(vii)流体分布图(用于可视化在目标解剖结构的局部组织中所注射或以其他方式输送的治疗液);(viii)曝光 (h)具有一个或多个目标部位37p(在本文中也可互換地称为部位55t)的至少ー个过程规划图37M以及为易于參考而以不同顔色、不透明性和/或強度被示出的、示出实际部位37a(例如目标和实际消融部位)的后期组织图(參见例如图10,红色/较深点与目标部位关联,而绿色或较浅点与实际部位关联);以及
(i)在外科手木/成像空间中示出装置80的物理表示的装置视图36,例如其中消融导管36a被示出为就位,和/或标测(环)导管36b作为装置80被示出为就位(图9、图11)。这些装置图36可例如在导航模式期间被使用/显示。缺省动作可以是至少在导航模式下示出这些装置,但是用户能够对这个选择取消选定。所述装置还可以被“关闭”或淡化或者 以线栅或其他方式在通常服从用户输入的可视化中被示出。组织图30 (或者关联的组织数据)通常与3D坐标MRI图像空间配准(人工地或者经由自动的电子图像对齐配准装置)或者在所述过程期间得到,使得MR图像数据处于3DMRI图像空间中。在一些实施例中,患者的相关图像扫描平面和MR图像数据能够被导入和/或并入组织图中的ー个或多个,使得能够使用与(已更新的)组织图30上的解剖位置相关的MR图像数据自动地或者依据用户请求随时间更新(包括实时地)所述(ー个或多个)图。能够在3D MRI图像空间中使用跟踪和/或标测导管来生成EA图,这可提供更准确或及时的EA图(而无需预先获取的图的配准)。能够使用示出组织的正常和异常状态、情况和/或行为或者组织响应于治疗的状态的MR图像数据来生成所述(ー个或多个)组织图30。例如,(ー个或多个)组织表征图能够以不同顔色(或灰度)在所关心的区域中和/或全局地示出心脏组织的热剖面。在其他实施例中,组织表征图能够在心脏的解剖模型上示出梗塞组织、诸如坏死或疤痕组织的其他受损组织、缺氧、缺血、水肿(例如具有水肿的)和/或纤维组织或者以其他方式受损、退化或异常的组织以及正常组织中的ー个或多个。在还有其他实施例中,组织图能够示出心脏的具有更小或更大的壁运动的部分(例如LA或后壁)等。在一些实施例中,所述系统能够被用于使用注射针或流体输送插管将治疗剂输送到目标解剖体。流体分布图或来自其的数据能够在模型100M上或者在MRI图像100MRI中被示出(而无需所呈现的模型)。例如,为了治疗心カ衰竭,治疗剂能够被注射到梗塞或异常的心脏组织中的一个或多个目标位置。通常,注射在若干点上执行以生成期望的覆盖图案或面积/体积。流体分布图能够被用于确认基于注射得到心脏组织的期望覆盖。如果没有,则另外的ー个或多个(“干净的”)目标部位能够被标识并且能够对这些部位注射治疗齐U。在其他实施例中,先前的注射部位可能需要额外量的药剂,使得同一部位能够再次被治疗。流体分布图能够仅基于MRI图像数据来生成。在其他实施例中,流体分布图能够基于ー个或多个已知的注射部位和已知量的注射药剂(这可就地測量或者基于已知流率和已知注射时间来測量)来生成。这个数据能够被用于生成估计的流体分布图。在其他实施例中,流体分布图能够基于MR图像数据和注射量来生成。在一些实施例中,系统/电路60c能够标识注射部位的空间分组并且以电子方式选择能够通过注射部位来设置的一个或多个扫描平面,以得到近RT MRI图像数据或得到注射之后的图像数据(例如用于在MRI导向过程结束之前的区域或全局覆盖评估)。对于用于某些心脏修复的心脏注射,标识梗塞组织和正常(健康)组织边界的规划图37M能够被用于标识目标注射部位55t。能够将这个图37M与MRI图像空间配准。能够将目标部位55t与MRI图像空间中的X、Y、Z位置关联。近RT图像IOOMRI能够在注射(类似于消融)期间来生成,以允许内科医生看到“即时的”注射分布或支出。这个流体分布图能够以电子方式被提供为能够有选择地在解剖模型100M上被示出的数据集。治疗剂能够是任何合适的药剂,包括例如干细胞(并且可针对重塑心脏组织)并且是MRI可见的。其他实施例能够生成曝光图以评估目标组织的光学曝光(或者这样的组织中的光激活药品),类似于上述流体分布图。曝光图能够基于使组织暴露于非消融能量的内部激光器或其他光源。參数或组织特性是否在相应的组织图30中对比正常或未治疗的组织被示出为受损、退化或以其他方式表现异常或者受治疗影响能够基于患者本身的组织特性的像素強度或者基干与典型正常和/或异常值的群体“标准”关联的预定义值或值的范围或者以上所述的组合。因此,例如,正常的壁运动能够基于与限定的群体标准的比较来标识,并且与那个正常的壁运动的不同偏离能够以不同颜色相对于具有正常壁运动的组织被示出为严重、中等或最小。在另ー个示例中,热组织表征图30能够示出相对于其他相邻或非相邻的组织具有升高的温度的组织。因此,例如,在消融期间或者在消融之后不久,损伤组织及其附近的组织相对于非损伤温度或者正常人体温度下的组织能够具有升高的温度。具有増加的強度和/或高于限定水平的強度水平的面积或体积能够被标识为已被消融的组织。不同的消融部位55t能够在图30上示出为具有升高的温度的面积(在所述过程期间的不同时间得到),并且被自动并入热组织表征图30中和/或依据请求被示出。在一些实施例中,组织表征图30使用与(例如T-I缩短的)造影剤的吸收和滞留关联地获取的MR图像数据。通常,在组织中较长时间的滞留与不健康的组织关联(例如梗塞组织、坏死组织、结疤组织等),并且是可通过MR图像数据中的图像强度差可视地检测的,例如使用Tl加权序列以示出ー个或多个造影剤的滞留时间差。这被称为延迟增强(DE)、延迟高增强(DHE)或后钆增强(LGE)。如上所述,在一些实施例中,所述系统/电路能够采用非选择性饱和的交互式应用来示出造影剤在近实时扫描中的存在。例如,这个选项能够有助于在成像导向的导管导航期间能够有助于邻接疤痕区域的组织。因此,DHE组织表征图中的DHE图像数据能够被预先获取和/或可包括近RT图像数据。组织图通常是示意或示出如上所述与体积关联的组织表征性质的立体、3D或4D解剖图。所述图能够是彩色的并且被顔色编码,以提供易于理解的图或图像,其中不同的组织表征以不同顔色示出和/或特定表征的不同等级以灰度示出或被顔色编码。术语“顔色编码”表示某些特征或情况以不同色彩、色调或不透明性和/或強度的顔色示出,以可视地强调组织的不同情况或状态或者不同和相似的组织,举例来说诸如对比正常或无损伤或非注射/影响组织示出来自所注射的治疗剂的流体分布或组织中的损伤。在一些实施例中,UI 25能够被配置成允许临床医生増加或降低強度或者改变某些组织表征类型的顔色,例如为了采用不同查看參数示出损伤组织或具有水肿的组织,例如以高对比色和/或強度、较深的不透明性等示出。组织表征图30中/上的治疗部位,诸如(ー个或多个)损伤部位能够基于三维空间中的位置来限定(例如电极基于诸如跟踪线圈的位置检测器被定位在何处、消融电极在何时被激活以进行消融),但是通常还与或者替代地与关联的扫描平面中的MRI图像数据关联,以在MRI图像中示出(ー个或多个)消融部位。MR图像数据还可反映在所述过程期间组织性质在消融之后或期间的变化,例如DHE、热性质、水肿等。电路60c能够被配置成生成组织图37M(图27),它是从过程前或过程开始时的组织数据和过程内的组织数据生成的用于示出基于所述过程的差异的差别图或比较图。“之前”或“之后”的图能够在显示器上以电子方式重叠并且以不同的顔色、不透明性和/或強度来示出,或者能够减去来自所关心区域(ROI)中的每个图像的对应像素值以示出差别图,或者以其他方式将所述对应像素值集成为复合图。同样地,Π 25能够允许临床医生选择或取消选择之前或之后的组织表征图(或者在其之间切换),或者调整显示偏好以允许差异的可视考察。区域更新组织图32能够被用于评估目标或实际治疗部位是否已被成功治疗,例如消融位置是否有期望的透壁性损伤形成。例如,Π 25能够允许临床医生仅通过在诸如 区域评估组织图的交互式图100M上指示期望的所关心区域(例如通过在显
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