[发明专利]在影像引导手术过程中用于纠正变形的数据的系统和方法

权利要求书

1.一种用于收集和处理在执行影像引导外科手术(IGS)时使用的身体空间数据的方法，所述方法包括：

生成患者体内感兴趣的非刚性结构的术中表面数据，所述术中表面数据对应所述非刚性结构至少一部分；

执行刚性对准，将对应所述非刚性结构术前影像的计算机模型和所述术中表面数据进行刚性对准，所述计算机模型包括多个节点；

计算整个所述计算机模型的变形，所述计算出的变形提供所述计算机模型和所述术中表面数据的非刚性对准，采用给所述计算机模型的所述多个节点的每个节点定义的一组边界条件计算出所述变形，所述边界条件采用所述刚性对准以及生成加权的核心函数；

显示所述术前影像的变形版本，其中所述变形版本包括被修改的所述术前影像数据以进行整个所述计算机模型的所述变形。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述计算进一步包括：

采用对应函数而算出所述术中表面数据和所述计算机模型的对应部分之间的一组空间差值；

计算该组空间差值上的所述边界条件和所述核心函数；

采用所述边界条件而生成所述计算机模型的位移场矢量值；

采用所述位移场矢量值而产生更新的计算机模型；

采用所述更新的计算机模型而更新所述对应函数；

采用所述更新的对应函数而重新算出所述空间差值；和

如果该组空间差值无法满足收敛标准，则重复所述计算、生成、产生、更新和算出步骤。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括输出所述更新的计算机模型。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述生成所述位移场矢量值进一步包括累积每次执行所述生成步骤时的所述位移场矢量值，且其中所述输出进一步包括输出包括所述累积位移场矢量值的累积位移矢量场。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述收敛标准选择为该组空间差值的最小阈值、所述重新算出之前的该组空间差值和所述重新算出之后的该组空间差值之间的最小差值、和预定迭代数目中的至少一个。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述显示进一步包括：

接收所述患者空间内对象的位置；

计算所述计算机模型的多个节点的每个节点的反向变形位移矢量场值，对应于提供该非刚性对准的整个所述计算机模型的所述变形；

算出围绕所述变形计算模型的一部分所述患者空间的额外反向变形矢量场值的包络；

采用所述刚性对准和所述反向变形位移矢量场值而将所述位置转换到所述计算机模型的计算机模型空间中以形成转换位置；和

从所述对象的所述转换位置算出所述对象在所述术前影像数据的影像空间中的坐标。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

显示所述术前影像数据；和

显示基于对应于所述影像空间中所述算出的坐标的所述术前影像中所述影像空间中的所述对象位置的标记。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述包络的算出是基于包络策略。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述显示进一步包括：

接收与所述计算机模型相关的影像数据和所述影像数据的影像空间中至少一个感兴趣的位置；

将所述位置转换到所述计算机模型的计算机模型空间中以形成转换位置；

算出所述转换位置在所述患者空间中的坐标。