[发明专利]测定插入患者体内的对象周围的组织

说明书

本发明涉及数字图像处理领域，尤其涉及用于医疗目的的数字图像处 理领域，在该领域中将利用不同检查方法获得的数据集互相进行配准。

具体而言，本发明涉及一种测定和评估插入患者体内的对象周围的组 织的方法。

此外，本发明涉及一种测定和评估插入患者体内的对象周围的组织的 数据处理装置。

此外，本发明涉及一种具有指令的计算机可读介质和程序单元，该指 令用于执行上述测定和评估插入患者体内的对象周围的组织的方法。

在很多技术应用中，在观看刺入受检者体内的对象关于其在受检者体 内的位置和取向时，会发生问题。例如，在医疗技术中，在利用导管从生 物体内对组织进行处置时存在这类问题，该导管由医生以尽可能精确且密 切监测的方式引导到被检查组织点。通常，利用成像系统(例如C臂X射 线设备或超声设备)完成导管的引导，利用成像系统可以获得活体受检者 体内的图像，其中，这些图像指示出导管相对于待检查组织的位置和取向。

在导管程序中使用X射线CT设备作为成像系统的优点是利用X射线 CT设备获得的图像中得到很好的软组织部分表示。这样，可以可视化并测 量导管相对于待检查组织的当前位置。

US 6546279B1公开了一种计算机控制系统，其用于参考单模态医学成 像系统，或者参考多模态成像系统来引导诸如活检针的针装置，所述单模 态医学成像系统采用了CT成像装备、磁共振成像装备、荧光成像装备或三 维(3D)超声系统中的任一种，而所述多模态成像系统包括前述系统的任 意组合。3D超声系统包括超声探头和被动及主动红外跟踪系统的组合，使 得组合系统在没有探头移动的情况下就能实时显示整个感兴趣区域的图 像。

US 6317621B1公开了一种用于在3D脉管树曝光中，尤其是用于颅内 应用中用于导管导航的方法和设备。检测导管位置，并将其混合到在导航 计算机中重建的术前扫描的脉管树3D图像中，接着在利用患者身体上设置 的若干标记进行介入治疗之前，在3D图像坐标系上进行3D患者坐标系的 成像(配准)，由导管配准这些标记的位置。在由C臂X射线装置生成的至 少两幅二维(2D)投影图像中检测标记，根据标记计算出3D血管造影图。 在导航计算机中将标记反向投影到被成像的受检者上，并利用施加到相应 2D投影图像上的投影矩阵使所述标记与患者坐标系中的标记坐标相关联， 其中，已经为了重建脉管树的3D体积集而确定了这些矩阵。

US 2001/0029334A1公开了一种用于使正刺入或已刺入受检者的对象 的位置和取向可视化的方法。利用该方法，在已经将对象刺入受检者体内 之前从受检者体内产生第一图像数据集。在将对象刺入受检者体内期间或 之后从受检者体内产生第二图像数据集。然后，连接两组图像数据并进行 叠加，以形成融合的图像数据集。显示从融合的图像数据集获得的图像。

所述的可视化方法可以从均配准到借助CT采集的数据集的两幅2D X 射线投影获得插入患者体内的对象的3D位置和取向。这种方法的缺点在 于，在执行所述可视化方法时，(a)必须不能移动插入的对象，(b)必须 围绕患者移动X射线设备，以生成在不同角度获得的两幅2D X射线记录。 因此所述的可视化方法相当耗时。

可能需要一种精确且不太耗时的用于测定插入患者体内的对象周围的 组织的方法。

可以通过根据独立权利要求的主题来满足这一需求。由从属权利要求 描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于测定插入患者体内的对象周 围的组织的方法。所述方法包括如下步骤：(a)采集表示患者第一三维(3D) 图像的第一数据集；(b)采集表示患者血管结构的第二3D图像的第二数据 集；以及(c)采集表示包括插入患者体内的对象的、患者的二维(2D)图 像的第三数据集。所述方法还包括如下步骤：(d)识别2D图像内的对象； (e)将三个数据集中的两个彼此进行配准以便生成第一组合数据集；以及 (f)将第一组合数据集与剩余的数据集进行配准以便生成表示另一幅对象 周围图像的第二组合数据集。

本发明的这一方面基于如下构思：与一步将第三数据集直接投影到第 一数据集上相比，间接的两步配准要可靠得多且鲁棒得多，利用间接两步 配准，首先将两个数据集彼此叠加，稍后将剩余的数据集与第一组合数据 集合并。