[发明专利]将传感器位置与图像位置相关联

说明书

技术领域

本发明涉及将传感器位置与图像位置相关联。本发明也涉及将结肠镜的末端位置与医学图像中的位置相关联。本发明也涉及介入导航。本发明还涉及注释医学图像。

背景技术

US 2007/0078334公开了一种用于跟踪医疗仪器的基于DC磁性的位置和方向监视系统。其跟随叠加在重建为3D体积计算机模型的解剖图像上的3D传感器末端位置。可以将传感器数据并入实时成像模态，例如内窥镜，以用于利用瞬时反馈将仪器穿过关键解剖结构在体内进行导航，从而定位和切除组织。配准是基于触及图像空间和患者空间中的多个点，这些点是解剖学界标(骨骼结构)或者粘附于患者的基准标记。配准算法考虑了点从一个帧到另一个的移位、旋转和缩放。

然而，在传感器和图像位置之间的关联不是充分可靠的。

发明内容

有利的是具有一种用于将传感器位置与图像位置相关联的改进系统。为了更好地解决这一关注问题，在本发明的第一方面中提出一种系统，其包括：

-位置信息装置，其用于获得与管状结构内部的一序列的传感器位置相关的位置信息，所述位置信息指示相对于所述管状结构的结构特征的传感器位置；以及

-匹配装置，其用于基于所述位置信息并且使用所述管状结构的结构特征来将所述序列的传感器位置与相应序列的图像位置匹配以获得匹配信息，所述图像位置指示由图像表示的相应管状结构内部的位置。

所述管状结构的形状可能在采集图像的时间和获得位置信息的时间之间变形。然而，在已知的配准算法中并没有考虑这种变形，所述已知的配准算法使用基于粘附于患者的基准标记和/或基于骨骼结构的解剖界标的位置信息。所提出的系统提供的位置信息指示相对于管状结构本身的结构特征的传感器位置。因此，所述匹配装置使用这一相对于管状结构的结构特征的传感器位置来将传感器位置与相应序列的图像位置匹配。因此，所述匹配对于所述管状结构的任意变形是较不敏感的。即使已经发生这种变形，仍然可以基于相对于管状结构的结构特征的信息使传感器位置与图像位置匹配。优选地，可以在传感器处于管状结构内部时的所述管状结构中以及由图像表示的相应管状结构两者中识别出结构特征。

所述系统可以包括关联装置，其用于基于匹配信息将由传感器在管状结构内部的特定传感器位置处测量的数据元素与在相应管状结构中的相应图像位置相关联。通过使用所述匹配信息，考虑到管状结构的变形，可以相对容易地将特定传感器位置与相应图像位置相关联。通过使用匹配信息，可以识别出与采集所述数据的位置对应的图像位置并将其与传感器数据相关联。所述数据元素可以包括图像，例如在传感器包括光学内窥镜的情况下，数据元素可以包括在管状结构内部的特定位置处采集的光学图像。

所述系统可以包括可视化装置，其用于将数据元素的指示和相应图像位置的指示可视化。可视化所述两个指示允许用户识别出数据元素所属的图像位置。

可视化装置可以响应于与传感器的当前位置相关的位置信息。这允许用户识别出与传感器的当前位置对应的图像位置。在介入期间这种信息是有帮助的，例如对于导航到在图像中识别出的特定病变。

系统可以包括用于创建报告的报告装置，所述报告包括数据元素的指示和相应图像位置的指示。可以通过匹配信息来促成这种报告。

管状结构可以包括结肠。在这种情况下结肠内部的传感器位置可以与图像位置相关联。已知结肠会不时改变形状。匹配信息帮助找出相应的图像位置，即使结肠已经在采集所述图像的时间和内窥镜检查时间之间改变形状。

传感器可以包括内窥镜，例如结肠镜。这种内窥镜可以在管状结构内部以图像形式采集数据元素。内窥镜可以包括用于获得光学图像的光学内窥镜。可选地，可以使用其他类型的内窥镜，例如使用红外成像。

位置信息可以指示相对于结肠的两个区段之间的区段边界的传感器位置。区段边界可以包括在诸如盲肠、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠的结肠区段之间的边界。可以借助于传感器，尤其是内窥镜来相对容易地确定这种区段边界。

位置信息可以包括传感器何时穿过区段边界的指示。通过指示传感器何时穿过区段边界，相对精确地指示区段边界的位置。此外，这种指示是相对容易地手动或者以自动方式提供的。此外，可以在所述图像中作出相应区段边界的指示，这帮助所述匹配过程。

基于所述传感器的横穿速度，可以至少部分地通过在两个区段边界之间进行插值而获得位置信息。传感器的横穿速度信息是可获得的，例如指示所述横穿速度是固定的信息，或者虽可变但是已知的信息。这种信息可以用于在两个区段边界之间插值所述位置。