АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОЗДАНИЕ ОРИЕНТИРОВ ДЛЯ ЗАМЕНЫ СЕРДЕЧНОГО КЛАПАНА Российский патент 2014 года по МПК A61F2/06 A61F2/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана и, среди прочего, к устройству обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Лечение осложнений на сердечных клапанах или заболеваний сердечных клапанов становится более важным вследствие старения населения. Такие заболевания, например аортальные стенозы, обычно требуют замены собственного сердечного клапана, например аортального клапана, который является наиболее важным и, таким образом, наиболее критическим клапаном человеческого сердца. Замена клапана, например, может выполняться двумя разными способами. Хирургическая замена клапана рассматривается в качестве лечения «золотого стандарта». В качестве альтернативы, так называемая чрескожная замена клапана является довольно новым вмешательством, которое применяется все чаще. Чрескожная замена клапана обычно включает в себя чрескатетерную имплантацию сердечного клапана. При этом способе клапан может заменяться даже через бедренные сосуды, вены или артерии (трансбедренно) или через верхушку левого желудочка сердца (трансапикально). Существует три основных базовых технологии для чрескожной имплантации сердечного клапана (PHV). Первым, который должен быть упомянут, является предсердно-желудочковый чресперегородочный подход, вторым - ретроградный подход, а третьим - трансапикальный подход. Во всех этих подходах одним из наиболее критических моментов является точное позиционирование обычно имплантируемого клапанного устройства при формировании рентгеноскопических изображений перед развертыванием. В частности, клапан должен быть правильно расположен в соответствии с естественным сочленением клапана и аортальной кольцевидной структурой. Чтобы добиться этого позиционирования, супераортальная ангиография (с контрастным веществом) выполняется для того, чтобы определять оптимальную проекцию для развертывания PHV, показывая профиль кольцевидной структуры. Например, кадр вручную выбирается, сохраняется и впоследствии используется в качестве опорного изображения перед имплантацией. Для правильного позиционирования клапана необходимо снабжать кардиолога или кардиохирурга информацией о строении сосуда. При чрескожных коронарных вмешательствах (PCI) известно, что для кардиолога может обеспечиваться так называемое создание кардиальных ориентиров. Это создание кардиальных ориентиров обеспечивает оператора информацией о точной коронарной локализации, например, смотрите WO 2008/104921 A2. Но, тем не менее, одним из основных затруднений, с которыми сталкивается персонал, выполняющий операцию, во время имплантации PHV, является точное позиционирование протеза. Полученное вручную опорное изображение предоставляет всего лишь некоторую поддержку, так как кардиолог или кардиохирург должны связывать информацию из опорного изображения с рентгенографическими изображениями, снятыми во время операционной процедуры, используя свое воображение. Оказалось, что этот умственный процесс подвержен ошибкам и делает позиционирование непростой и изнурительной операцией.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение нацелено на снабжение кардиолога или хирурга лучшей информацией во время чрескожной имплантации сердечного клапана.

Цель достигается устройством обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана и способом автоматического создания ориентиров замены сердечного клапана согласно независимым пунктам формулы изобретения.

В примерном варианте осуществления предложен способ, который содержит следующие этапы. Прежде всего, по меньшей мере, одно изображение области устья сосуда, например области устья аорты или легочного устья, получается с введенным контрастным веществом. Затем идентифицируются данные информации о сосуде в пределах по меньшей мере одного полученного изображения. Кроме того, представление устья сосуда моделируется с использованием данных информации о сосуде. Затем получается по меньшей мере одно текущее рентгеноскопическое изображение области устья сосуда. Посредством объединения по меньшей мере одного рентгеноскопического изображения с моделью представления устья сосуда затем формируется комбинированное изображение. Затем комбинированное изображение отображается на устройстве отображения.

Посредством этих этапов можно снабжать оператора, то есть кардиолога или кардиохирурга, например, информацией, которая необходима для правильного размещения искусственного клапана, который должен быть имплантирован. Комбинированное изображение отображает текущую ситуацию в виде рентгеновского изображения в шкале серого относительно представления устья сосуда. Местоположение и ориентация искусственного клапана могут быть видны на этом рентгеноскопическом изображении благодаря каркасным частям искусственного клапана, которые обеспечивают достаточный контраст для рентгеновского изображения. Относительное положение по отношению к устью сосуда и также, конечно, к кольцевидной структуре клапана, может легко получаться из модели представления устья сосуда, которая комбинируется с рентгеноскопическим изображением. Таким образом, пользователь может настраивать позиционирование клапана замены, например, через катетерное устройство, то есть пользователь может настраивать угол и глубину относительно кольцевидной структуры. Модель представления устья сосуда, в известном смысле, является разновидностью манипуляционных данных изображения; что означает, что модель поддерживает более высокий уровень информации. Объединение модели с рентгеноскопическим изображением имеет преимущество, что дополнительными данными изображения во время компоновки перекрывается или стирается настолько малая информация рентгеноскопического изображения, насколько необходимо, так как все детали на рентгеноскопическом изображении важны для пользователя. Другими словами, комбинированное изображение является разновидностью гибридного изображения, состоящего из данных рентгеноскопического изображения и данных изображения абстрактной модели представления устья сосуда. Никакого затенения или перекрытия рентгеноскопического изображения не происходит. Изображение сосуда с введенным контрастным веществом обычно является базовым графическим представлением сосуда перед имплантацией. Но для лучшего управления клапан замены может быть приблизительно позиционирован перед тем, как введено контрастное вещество. Здесь, устройство затем также может быть видимым на изображении. В результате способа модель устья сосуда показывается в рентгеноскопическом изображении на устройстве отображения. Другими словами, способ согласно изобретению может быть легко выявлен по этому результату.

Хотя, в данный момент фокус в лечении сердечных клапанов лежит на аортальных клапанах, настоящее изобретение также имеет отношение к замене других типов сердечных клапанов, таких как легочный, митральный и трехстворчатый клапаны. Легочный клапан является до некоторой степени подобным аортальному клапану по той причине, что он связывает желудочек (правый) с главной артерией (легочной). Поэтому последующее описание изобретения сфокусировано на аортальном клапане, но то же самое может применяться к легочному клапану. Двумя другими клапанами являются предсердно-желудочковые клапаны (связывающие один желудочек (левый или правый) с предсердием на той же стороне (левой или правой). Митральный клапан (на левой стороне) также очень важен.

Однако модель согласно настоящему изобретению всегда эквивалентна созданию упрощенной структуры окружающей анатомии клапана, как изображено в заполненной CA последовательности, и принцип комбинированного изображения остается прежним.

Таким образом, в последующем термин область устья аорты может использоваться для области устья сосуда. Должно быть отмечено, что этот термин также понимается в качестве окрестности клапана. Кроме того, термин данной аортальной информации может использоваться для данных информации о сосуде или данных окрестности клапана, а термин представление устья аорты может обозначать представление устья сосуда или представление окрестности клапана. Хотя изобретение будет описано с использованием узкого термина «аорта», объем изобретения также охватывает все типы сердечных клапанов. То есть изобретение также относится (и таким образом, применимо) к предсердно-желудочковым клапанам (митральному, трехстворчатому), которые связывают две полости, а не одну полость с одним сосудом. Таким образом, термин окрестность клапана охватывает все четыре сердечных клапана.

Кроме того, должно быть отмечено, что последовательность операций создания ориентиров может успешно выполняться почти без какого бы то ни было ручного вмешательства. В частности, в предпочтительном варианте осуществления не предусматривается никакого размещения интересующей области и никакой последовательности операций выбора кнопкой мыши, обозначающей устье аорты.

В предпочтительном примерном варианте осуществления контур устья сосуда выявляется в по меньшей мере одном полученном изображении в качестве данных информации о сосуде.

Контур устья аорты, то есть устья сосуда, имеет преимущество, что он может легко объединяться с другими данными изображения, не перекрывая и не стирая слишком много информации в пределах этих других данных изображения. С другой стороны, контур по-прежнему снабжает хирурга достаточной информацией для правильного позиционирования искусственного клапана, который должен быть размещен. Выявление контура может достигаться посредством преобразований срединной оси или подобных технологий.

В другом предпочтительном примерном варианте осуществления область устья сосуда сегментируется из полученного изображения в качестве данных информации о сосуде.

Сегментация области устья сосуда является альтернативным или дополнительным этапом для предоставления данных информации о сосуде. Сегментация может применяться к полной области устья сосуда. Это может достигаться посредством основанных чисто на областях технологий или подходов формуемых контуров, и т.д. Преимущество состоит в том, что хирург может быть снабжен дополнительной информацией о положении сосуда в прямой зависимости от искусственного клапана или имплантированного устройства. Сегментация может успешно выполняться посредством основанных чисто на областях технологий или подходов деформируемых контуров, и т.д.

В еще одном предпочтительном примерном варианте осуществления изобретения последовательность изображений области устья сосуда получается с введенным контрастным веществом, и изображение с лучшей контрастностью выбирается для этапа идентификации данных информации о сосуде.

Это дает возможность улучшенного моделирования представления устья сосуда или аорты, так как данные изображения, используемые для идентификации данных информации о сосуде или аорте, дают больше информации, когда контраст лучше по сравнению с изображением с низким контрастом. Выбор может автоматически выполняться, например, посредством технологий фильтрации и анализа временных гистограмм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления фон в по меньшей мере одном изображении оценивается и вычитается из изображения перед идентификацией данных информации о сосуде.

Вычитанием фона из изображения достигается изображение с информацией о данных, сфокусированной на этапе идентификации данных информации о сосуде или аорте. Другими словами, изображение, используемое для дополнительных этапов, уменьшается только до информации, действительно необходимой, что также улучшает этап моделирования для выполнения представления устья сосуда.

В дополнительном варианте осуществления предоперационные данные, например подобные сегментации устья аорты в объеме CT, могли бы использоваться для помощи выявлению сегментации контура сосуда в ангиографическом изображении. Это может применяться в качестве альтернативы или в дополнение к DSA, описанной выше.

В предпочтительном варианте осуществления так называемая ненавязчивая модель формируется или соответственно создается для зоны имплантации.

Это означает, что модель, которая формируется там, где зона особого интереса, то есть зона, где будет расположен имплантат, сокращается до исключительно базовой информации, или даже где не показывается никакой информации в такой зоне для предоставления возможности лучшего обзора имплантата.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления представление устья аорты, то есть модели устья сосуда, используется для целей измерения, проверки и оценки.

Таким образом, модель используется не только для формирования комбинированного изображения, но также используется для других назначений, помогающих кардиологу или кардиохирургу. Это также может включать в себя автоматические геометрические измерения, такие как измерения кольцевидной структуры, ориентации проекций створок, и т.д., которые могут сохраняться для дополнительных целей, таких как контрольные обследования в более позднее время или даже настройка или адаптация устройства клапана замены.

Согласно изобретению в примерном варианте осуществления цель также достигается устройством обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана, которое содержит по меньшей мере одно устройство получения рентгеновских изображений, блок расчета и устройство отображения. Устройство получения изображений выполнено с возможностью получения по меньшей мере одного рентгеновского изображения области устья сосуда сердца с введенным контрастным веществом и получения по меньшей мере одного текущего рентгеноскопического изображения области устья сосуда с клапаном замены, вставленным в аорту. Блок расчета выполнен с возможностью идентификации данных информации о сосуде в пределах по меньшей мере одного полученного изображения, моделирования представления устья сосуда с использованием данных информации о сосуде и формирования комбинированного изображения посредством объединения модели представления устья сосуда с по меньшей мере одним рентгеноскопическим изображением. Блок отображения выполнен с возможностью отображения комбинированного изображения.

Устройство обследования согласно изобретению снабжает хирурга или кардиолога улучшенной информацией касательно точного позиционирования искусственного сердечного клапана. Информация в виде комбинированного изображения может быть легко получена хирургом и легко понятна, так как взаимное расположение искусственного клапана и области устья сосуда, например области устья аорты, может извлекаться непосредственно из изображения. Фактически, дополнительные умственные процессы вычитания хирургом не нужны. Таким образом, устройство обследования облегчает операцию замены сердечного клапана. Во всяком случае обладающее признаками изобретения устройство может легко раскрыто, так как в результате отображается рентгеноскопическое изображение, которое также показывает модель устья сосуда.

Изобретение также предлагает систему формирования рентгеновских изображений с устройством обследования согласно вышеупомянутому варианту осуществления и согласно варианту осуществления, определенному формулой изобретения.

Таким образом, может быть предложена система, которая служит для целей других обследований, также являющихся специально приспособленных для самой процедуры замены сердечного клапана. Например, система формирования изображений также включает в себя несущую поверхность для объекта, который должен быть обследован.

Изобретение также относится к лабораторной системе катетеризации с устройством обследования согласно изобретению.

Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель информации с сохраненной на нем компьютерной программой для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана, которая при исполнении процессором предписывает процессору осуществлять вышеупомянутые этапы способа.

Более того, согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предложен элемент компьютерной программы для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана, который при исполнении процессором предписывает процессору осуществлять вышеупомянутые этапы способа.

Специалисты в данной области техники без труда поймут, что способ автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана согласно изобретению может быть воплощен в качестве компьютерной программы, то есть программным обеспечением, или может быть воплощен с использованием одной или более специальных электронных оптимизационных схем, то есть в аппаратных средствах, либо способ может быть воплощен в гибридной форме, то есть посредством программных компонентов и аппаратных компонентов.

Этот примерный вариант осуществления изобретения охватывает как компьютерную программу, которая прямо с начала использует изобретение, так и компьютерную программу, которая посредством обновления превращает существующую программу в программу, которая использует изобретение.

Кроме того, элемент компьютерной программы мог бы быть способным предусматривать все необходимые этапы для выполнения процедуры способа, который описан выше.

Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрен носитель информации для обеспечения доступности элемента компьютерной программы для загрузки, причем элемент компьютерной программы выполнен с возможностью выполнения способа согласно одному из описанных ранее вариантов осуществления изобретения.

Например, существующие системы формирования изображений могут модернизироваться новым программным обеспечением, которое при исполнении процессором предписывает системе осуществлять вышеупомянутые этапы способа.

Эти и другие аспекты изобретения будут понятны из примерных вариантов осуществления, описанных в дальнейшем со ссылкой на чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает систему формирования рентгеновских изображений для использования в лаборатории катетеризации.

Фиг. 2 схематично описывает этапы способа согласно изобретению.

Фиг. 3 схематично описывает анатомию устья аорты.

Фиг. 4 описывает возможные элементы модели устья аорты.

Фиг. 5 схематически показывает комбинированное изображение согласно изобретению.

Фиг. 6 схематически показывает структуру аорты.

Фиг. 7 схематически показывает катетеризацию объекта для замены клапана.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В последующем изобретение примерно описано в связи с заменой аортального клапана. Но изобретение также фокусируется на замене других типов сердечных клапанов, таких как легочный, митральный и трехстворчатый клапаны. Таким образом, в последующем, термин область устья аорты используется вместо области устья сосуда или окрестности клапана (зоны, окружающей кольцевидную структуру, которая видима после ввода контраста; это может быть устье сосуда (аортальное, легочное), и/или стенки кольцевидной структуры на поверхности одной или двух полостей сердца), термин данные аортальной информации вместо данных информации о сосуде, и термин представление устья аорты также обозначает представление устья сосуда. Во всяком случае ясно, что объем изобретения также охватывает другой тип сердечных клапанов.

На фиг. 6a, сердце 110 показано правой частью 112 и левой частью 114 в отношении основных сосудов. Правая часть 112 на схеме размещена на полой вене. Она должна обозначать часть сердца, кровоснабжаемую правой коронарной артерией сердца. Вверху левой части может быть видна восходящая часть дуги аорты 116. Восходящая часть дуги аорты 116 образует дугу 118, где несколько других сосудов 120 присоединены к аорте 116. Аорта 116 затем ведет вниз, где присоединены несколько дополнительных сосудов, таких как брюшная артерия 122 и верхняя брыжеечная артерия. Кроме того, дополнительно, аорта разделяется на почечную артерию 126 и нижнюю брыжеечную артерию 128, которая ведет к подвздошным артериям 130. Эта часть также называется брюшной аортой. Точка присоединения к самому сердцу, так сказать начальная точка аорты 116, является устьем 132. Кроме того, две коронарных артерии 133 присоединены в области 130 устья. Аортальный сердечный клапан (не показан) расположен в устье 132.

Для замены сердечного клапана, такой как замена аортального клапана, расположенного в устье 132, на фиг. 7a, катетер 134 доставки клапана вставлен в паху в одну из подвздошных артерий 130 и продевается вплоть до сердечного клапана, который должен быть заменен (смотрите фиг. 7). Другими словами, катетер 134 следует по аорте, проходя дугу 118 до тех пор, пока он не достигнет области устья, где клапан разворачивается после правильного позиционирования.

Фиг. 1 схематически показывает систему 10 формирования рентгеновских изображений для использования в лаборатории катетеризации с устройством обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана. Устройство обследования содержит устройство получения рентгеновского изображения с источником 12 рентгеновского излучения, предусмотренным для формирования рентгеновского излучения. Стол 14 предусмотрен для приема субъекта, который должен быть обследован. Кроме того, модуль 16 детектирования рентгеновского изображения расположен напротив источника 12 рентгеновского излучения, то есть во время процедуры облучения субъект расположен между источником 12 рентгеновского излучения и модулем 16 детектирования. Последний отправляет данные в блок обработки данных или блок 18 расчета, который присоединен как к модулю 16 детектирования, так и к источнику 12 излучения. Блок 18 расчета расположен под столом 14 для сохранения пространства внутри лаборатории катетеризации. Конечно, он также мог бы быть расположен в другом месте, таком как другое помещение. Более того, устройство 20 отображения размещено поблизости от стола 14 для отображения информации человеку, оперирующему систему формирования рентгеновских изображений, то есть практикующему врачу, такому как кардиолог или кардиохирург. Предпочтительно устройство 20 отображения установлено подвижным образом, чтобы допускать индивидуальную настройку в зависимости от ситуации обследования. К тому же интерфейсный блок 22 выполнен с возможностью ввода информации пользователем. В своей основе модуль 16 детектирования изображения формирует изображения, подвергая субъекта рентгеновскому излучению, при этом упомянутые изображения дополнительно обрабатываются в блоке 18 обработки данных. Отмечено, что показанный пример имеет так называемое устройство получения рентгеновских изображений C-типа. Конечно, изобретение также относится к другим типам устройств получения рентгеновских изображений. Процедура согласно изобретению ниже описана более подробно.

Фиг. 2 схематически показывает блок-схему последовательности операций способа по этапам согласно изобретению. На первом этапе 32 получается аортограмма. Обычно аортограмма состоит из последовательности изображений, которые снимаются устройством формирования рентгеновских изображений интересующего объекта, которым в случае аортограммы, конечно, является сама аорта. Эти изображения получаются после того, как контрастное вещество (CA) введено в аорту, для того чтобы сделать объем аорты видимым на рентгеновском изображении. Конечно, аорта может быть видна на рентгеновском изображении без контрастного вещества, но контрастное вещество обеспечивает лучшую визуальную обнаруживаемость аорты. Вместо последовательности изображений для аортограммы можно получать только одно изображение области устья аорты с введенным контрастным веществом.

Согласно изобретению термин аортограмма означает последовательность с контрастным веществом, введенным в сосуд (или полость сердца) для визуализации анатомического расположения или окружения сердечного клапана. Вместо аортограммы могут использоваться термины сосудограмма или ангиограмма. Еще одним предложенным термином является клапанограмма, которая также пригодна для описания вышеупомянутой последовательности изображений касательно клапанов сердца.

После получения по меньшей мере одного изображения на этапе 32 получения на этапе 34 идентификации данные аортальной информации идентифицируются в пределах по меньшей мере одного полученного изображения. Данные аортальной информации затем используются для моделирования представления устья аорты на этапе 36 моделирования.

Для того чтобы добиться представления устья аорты на дополнительных этапах, изображение или изображения аортограммы могут очищаться перед моделированием представления устья аорты. Например, после получения 32 аортограммы изображение с наилучшим контрастом для идентификации данных аортальной информации выбирается на этапе 37 выбора. Выбранное изображение с наилучшим контрастом затем используется на этапе 34 идентификации.

Предпочтительно на этапе 38 детектирования контур устья аорты выявляется в выбранном изображении. В качестве альтернативы или дополнительно, выбранное изображение используется на этапе 40 сегментации, где область устья аорты сегментируется из полученного изображения в качестве данных аортальной информации.

Для улучшенных данных изображения, которые используются на дополнительных этапах, аортограмма обрабатывается на этапе 42 вычитания, где фон оценивается в по меньшей мере одном изображении или последовательности изображений, и цифровая субтракционая ангиограмма (DSA) выполняется для вычитания фона из изображения перед использованием данных изображения на этапе 34 идентификации. Изображение DSA может использоваться на этапе 38 детектирования для детектирования контура устья и в течение этапа 40 сегментации для сегментации области устья.

Для дополнительно улучшенного качества данных изображения на этапе 42 оценки фона и выполнения DSA для дополнительной обработки также можно использовать выбранное изображение с наилучшим контрастом, являющееся результатом этапа 34 выбора.

Результат этапа 34 идентификации, то есть контур устья и/или область устья затем используется на этапе 36 моделирования. На этом этапе 36 данные аортальной информации используются для моделирования представления устья аорты.

Представление устья аорты, в основном, состоит из данных изображения, представляющих модель самой аорты. В предпочтительном варианте осуществления представление устья аорты содержит модель кольцевидной структуры, то есть проекцию кольцевидной структуры аорты. Например, модель может содержать определения кривых и/или векторные данные. Другими словами, модель представляет гораздо более обогащенные данные изображения, чем просто пиксели изображения, как имеют место в полученном изображении в начале. Так сказать, представление устья аорты является изображаемой информацией на более высоком уровне, чем полученное пиксельное изображение из аортограммы в начале. Представление устья аорты затем используется на этапе 44 формирования комбинированного изображения, где формируется комбинированное изображение.

Получение 32 аортограммы и дополнительные этапы обработки обычно выполняются до размещения клапана замены в его местоположении в устье аорты. Во время процедуры вставки искусственного клапана в аорту или в любую другую полость, для того чтобы иметь возможность помещать его в свое положение в сердечном клапане, который должен быть заменен, рентгеноскопические изображения получаются на этапе 46 получения рентгеноскопии. Эти рентгеновские изображения показывают клапан замены благодаря каркасным частям, используемым в клапане замены. Если створки клапана выполнены, например, из материала из свиней или коров/овец, они не могут быть видны на рентгеноскопическом изображении. Но обнаруживаемая каркасная конструкция дает достаточно информации для определения местоположения и ориентации клапана замены.

На этапе 44 комбинирования рентгеноскопические изображения, являющиеся следствием этапа 46 получения, объединяются с моделью представления устья аорты. Таким образом, на этапе 44 комбинирования формируется комбинированное изображение, которое затем может отображаться на устройстве отображения во время имплантации 46 устройства.

Отображенное комбинированное изображение снабжает кардиохирурга или кардиолога информацией, необходимой для правильного развертывания искусственного клапана. Ради актуальной, соответственно современной информации, можно повторять получение 46 рентгеноскопического изображения в предопределенном интервале. Обычно этап 46 получения рентгеноскопии предпринимается без использования контрастного вещества. Посредством снабжения хирурга комбинированным изображением на этапе 46 отображения, можно сокращать количество контрастного вещества, используемого во время процедуры, что означает большое облегчение для пациентов, которые имеют проблемы с печенью.

Также можно повторять получение 32 аортограммы и последующие этапы для моделирования представления 36 устья аорты с предопределенной частотой или согласно фактической потребности, например, если процедура отнимает более длительное время, чем реально ожидалось.

Кроме использования представления устья аорты для комбинированного изображения, также можно использовать эту модель для измерения, проверки и оценки самого представления устья аорты на этапе 50 дополнительной проверки и использования. Например, это может предприниматься по требованию или также автоматическими измерениями 52, снабжающими хирурга информацией, которая необходима, или которая может использоваться на дополнительных этапах лечения или подготовки.

Посредством объединения представления устья аорты с изображением получения рентгеноскопии на этапе 44 комбинирования можно снабжать хирурга наибольшим возможным количеством информации. Среди прочего, это происходит потому, что информация в пределах изображения получения рентгеноскопии не затирается и не перекрывается иным образом простым наложением пикселей из аортограммы на изображение получения рентгеноскопии. Изобретение предпочтительнее выдает представление устья аорты, где изображение получения рентгеноскопии является почти полностью видимым, например, показывая модель устья аорты цветом, который по-прежнему предоставляет возможность видимости лежащего в основе изображения получения рентгеноскопии в комбинированном изображении.

В возможном варианте осуществления представление устья аорты может состоять из выявленного контура устья аорты, который подвергается манипуляциям на дальнейших этапах моделирования, то есть, например, контур устья сокращается до однопиксельной линии без разрывов или вложений. Посредством этой манипуляции или дополнительной подготовки контура устья модель устья аорты формируется так, что в пределах комбинированного изображения есть дополнительная доступная информация.

Согласно изобретению термин моделирования представления устья аорты понимается несколько более широким образом, то есть моделирование может включать в себя вышеупомянутую подготовку контура, но она также может содержать более сложное моделирование, такое как выраженное или затененное представление устья аорты для снабжения хирурга изображением, которое дает ощущение трехмерной модели. Моделирование, конечно, приспособлено к изображению получения рентгеноскопии, которое обычно является рентгеновским изображением в шкале серого или черно-белым. Комбинированное изображение выполнено с возможностью наилучшего обзора и легкой обнаруживаемости для хирурга.

На фиг. 3 показана схематическая иллюстрация области 210 устья аорты, где аорта 212 восходит из полости 214 сердца. Аорта имеет кольцевидную структуру 216 в своей нижней части, обеспечивающей присоединение к полости 214 сердца. Слегка вверх по потоку от кольцевидной структуры 216 есть присоединенные к аорте 212 левая коронарная артерия 218 сердца и правая коронарная артерия 220 сердца. Кроме того, кольцевидная структура 216 показана относительно своей спроектированной проекции 224. В то время как фиг. 3 показывает схему устья согласно изобретению, также указан спроектированный диаметр 226 кольцевидной структуры, спроектированный диаметр 230 устья и спроектированный диаметр 232 восходящей части дуги аорты 212. Аорта 212 также имеет так называемый левый и правый синусы 234, 236. Левая и правая коронарные артерии 218, 220 сердца, которые также известны как входы, открываются в аорту отверстиями 238, 240, которые не должны блокироваться клапаном замены. Другими словами, клапан обычно расположен ниже отверстий 238, 240, или его каркас содержит отличительным признаком впалую часть, которая избегает блокирования входов коронарных артерий.

Согласно изобретению информация, показанная на схеме устья, обрабатывается для выдачи модели устья аорты, которая схематично показана на фиг. 4. Аорта 212 показана смоделированными контурами 242 устья. Коронарные артерии 216, 220 сердца соответственно входам также показаны только своими смоделированными контурами 244. Смоделированная проекция 224 кольцевидной структуры показана пунктирной линией 246, чтобы указывать, что это всего лишь не более чем средство графического отображения. В зоне 248 кольцевидной структуры 216, где будет развернут клапан замены, модель модифицируется, из условия чтобы была ненавязчивая информация о модели в такой специальной зоне.

Эта модель затем объединяется с рентгеновским изображением для формирования комбинированного изображения, пример которого показан на фиг. 5a и 5b. Модель устья аорты, описанная на фиг. 4, вычисляется в аортограмме (не показанной). Результат затем комбинируется с рентгеноскопическим изображением. На фиг. 5a, комбинированное изображение показывает модель 250 устья аорты, которая содержит контур 242 устья и проекцию 246 кольцевидной структуры. Клапан 252 замены с маркерами показывается во время позиционирования, то есть клапан 252 вставляется в нерасширенном состоянии посредством катетера 254 доставки. На фиг. 5b та же самая ситуация показана во время расширения. Здесь, клапан 252 с его основанием 256 расширяется баллоном. В качестве альтернативы также могут использоваться саморасширяемые клапаны. Комбинированное изображение согласно изобретению показывает, что основание 256 устройства хорошо выровнено с проекцией 246 кольцевидной структуры. Темное трубообразное устройство 258 является зондом TEE (череспищеводной эхографии), выполненным с возможностью для отдельных аспектов, которые не имеют отношения к изобретению.

Несмотря на то, что изобретение было подробно проиллюстрировано и описано на чертежах и в вышеизложенном описании, такие иллюстрация и описание должны считаться иллюстративными или примерными, а не ограничительными; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Изобретение относится к способу автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана и к устройству обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана. Устройство обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана содержит устройство получения рентгеновского изображения, блок расчета и устройство отображения. Устройство получения изображений выполнено с возможностью получения рентгеновского изображения области устья сосуда сердца с введенным контрастным веществом и получения по меньшей мере одного текущего рентгеноскопического изображения области устья сосуда с клапаном замены, вставленным в сосуд. Блок расчета выполнен с возможностью идентификации данных информации о сосуде в пределах полученного изображения, моделирования представления устья сосуда с использованием данных информации о сосуде и формирования комбинированного изображения посредством объединения модели представления устья сосуда с рентгеноскопическим изображением. Блок отображения выполнен с возможностью отображения комбинированного изображения. Использование изобретения позволяет снабжать кардиолога и хирурга лучшей информацией во время имплантации PHV. 5 н.и 9 з. п. ф-лы,7 ил.

1. Устройство обследования для автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана, при этом устройство обследования содержит:
- по меньшей мере одно устройство (10) получения рентгеновских изображений;
- блок (18) расчета и
- устройство (20) отображения;
причем устройство получения изображений выполнено с возможностью получения по меньшей мере одного рентгеновского изображения (32) области устья сосуда сердца с введенным контрастным веществом и получения по меньшей мере одного текущего рентгеноскопического изображения (46) области устья сосуда с клапаном замены, вставленным в сосуд;
блок расчета выполнен с возможностью идентификации (34) данных информации о сосуде в пределах по меньшей мере одного полученного изображения, моделирования (36) представления устья сосуда с использованием данных информации о сосуде и формирования (44) комбинированного изображения посредством объединения модели представления устья сосуда с по меньшей мере одним рентгеноскопическим изображением;
причем блок расчета выполнен с возможностью моделировать представление устья сосуда, как представление окрестности клапана окружающей анатомии сердечного клапана, причем представление окрестности клапана содержит индикацию проекции кольцевидной структуры сосуда, восходящего из полости сердца; и
блок отображения выполнен с возможностью отображения (48) комбинированного изображения.

2. Устройство по п.1, в котором блок расчета выполнен с возможностью выявления (38) контура устья сосуда на по меньшей мере одном полученном изображении в качестве данных информации о сосуде и/или сегментации (40) области устья сосуда из полученного изображения в качестве данных информации о сосуде.

3. Устройство по п.1, в котором блок расчета выполнен с возможностью получения последовательности изображений области устья сосуда с введенным контрастным веществом и выбора (37) изображения с наилучшим контрастом для идентификации данных информации о сосуде.

4. Устройство по п.1, в котором блок расчета выполнен с возможностью оценки фона в по меньшей мере одном полученном изображении и вычитания фона из изображения посредством выполнения процедуры (42) вычислительной субтракционной ангиограммы (DSA).

5. Устройство по любому из пп. с 1 по 4, в котором блок расчета выполнен с возможностью измерения, проверки и оценивания (50) представления устья сосуда.

6. Система формирования рентгеновских изображений с устройством по любому из предыдущих пунктов.

7. Лабораторная система катетеризации с устройством обследования согласно любому из пп.1-5.

8. Способ автоматического создания ориентиров для замены сердечного клапана, при этом способ содержит этапы, на которых:
- получают (32) по меньшей мере одно изображение области устья сосуда с введенным контрастным веществом;
- идентифицируют (34) данные информации о сосуде в пределах по меньшей мере одного полученного изображения;
- моделируют (36) представление устья сосуда с использованием данных информации о сосуде; причем
представление устья сосуда представляет собой представление окрестности клапана окружающей анатомии сердечного клапана, причем представление окрестности клапана содержит индикацию проекции кольцевидной структуры сосуда, восходящего из полости сердца;
- получают (46) по меньшей мере одно текущее рентгеноскопическое изображение области устья сосуда;
- формируют (44) комбинированное изображение, объединяя модель представления устья сосуда с по меньшей мере одним рентгеноскопическим изображением; и
- отображают (48) комбинированное изображение на устройстве отображения.

9. Способ по п.8, в котором выявляют (38) контур устья сосуда в по меньшей мере одном полученном изображении в качестве данных информации о сосуде.

10. Способ по п.8, в котором сегментируют (40) область устья сосуда из полученного изображения в качестве данных информации о сосуде.

11. Способ по п.8, в котором получают последовательность изображений области устья сосуда с введенным контрастным веществом и выбирают (37) изображение с наилучшим контрастом для идентификации (34) данных информации о сосуде.

12. Способ по п.11, в котором оценивают фон в по меньшей мере одном изображении и вычитают фон из изображения, выполняя DSA (42) перед идентификацией данных информации о сосуде.

13. Способ по одному из пп. с 8 по 12, в котором измеряют, проверяют и оценивают (50) представление устья сосуда.

14. Машиночитаемый носитель информации, имеющий сохраненный на нем элемент программы, который при исполнении блоком расчета выполнен с возможностью осуществления способа по пп.8-13.