[发明专利]用于执行医疗流程的计算机模拟的系统和方法

说明书

发明背景

即使对于最有经验的介入治疗医生，许多侵入式医疗流程比如血管内流程也可提出挑战。曲折的人体结构、困难的可视化、复杂的伤口形态、以及其他的并发症可能会加到增加的流程时间、X光透视检查暴露、以及对比染色使用。如果进入策略或者设备选择是次最佳的，则可能损失宝贵的时间。因此，引入了图像引导流程的模拟系统，其用于无不必要的风险的情况下训练内科医生，该模拟系统可用作手术前的计划工具或者手术后的评估工具。

大多数的医疗模拟可使得医生能够在虚拟模型上实践，该虚拟模型基于解剖结构的预定模型。这些结构与特定的患者无关。因此，这种系统不能够用于在进行手术之前对特定的患者精确地计划手术或者用于手术之后的评估。

更加先进的模拟系统是使用患者特定的医疗图像数据的患者特定的模拟系统。患者特定的模拟介入环境可允许在患者的精确的解剖结构的虚拟模型上预演完整的复杂流程，例如血管内流程，提高了在现实生活中的有效结果的可能性。

附图简述

在本说明书的结束部分中特别指出并清楚地主张被视为本发明的主题。然而，关于手术的组织和手术的方法以及其主题、特征和优势，可在与附图一起阅读以下详细描述时通过参考该描述来最好地理解本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施方式的示例性的系统，其用于模拟图像引导流程；

图2是示出了根据本发明的一些实施方式的方法的流程图，该方法用于同时模拟图像引导流程和显现医疗图像数据；

图3、4、5和6显示了根据本发明的实施方式的示例性的截屏，这些截屏与模拟流程和医疗图像数据的综合显现相关；以及

图7和8显示了根据本发明的实施方式的示例性的渲染模式，其可用于医疗图像数据的显现。

将认识到，为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可相对于其他元件被放大。此外，在被认为适当的场合，参考数字可在附图中重复以便指示相应的或者相似的元件。

本发明的实施方式的详细描述

在以下的详细描述中，阐述了大量具体细节以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域中的具有普通技能的人员将理解，本发明可以被实践而无需这些具体细节。在其他的例子中，并未详细描述公知的方法、流程、组件、模块、单元和/或电路，以免使得本发明难以理解。

本发明的实施方式目的在于患者特定的计算机模拟，其用于图像引导流程。在一些实施方式中，用于使得模拟流程能够执行的方法可包括基于从受验对象的扫描接收到的医疗图像数据来产生解剖结构的基于数字图像的模型。所述受验对象可以是例如即将要经受图像引导流程的患者。根据本发明的实施方式，医疗图像或其他数据可以是从一个或多个成像系统获得的患者特定的医疗图像和参数，所述成像系统比如是计算机断层照相（CT）、CT-X光透视检查、X光透视检查、核磁共振成像（MRI）、超声波、正电子发射断层扫描术（PET）和X光系统，或者任何其他适合的成像系统。本发明的实施方式可使用本文所描述的输入医疗图像数据来产生解剖结构、器官、系统或区域的2D、3D或4D模型。虽然模拟的解剖器官或系统可以是直观的，并且可以精确地描绘解剖外观，但是，相对于医疗人员熟悉和/或惯用的传统图像或显现，它还可以提供不同的视图。例如，内科医生通常可能习惯于检查X光或CT图像，并且可能被良好地训练以识别出在这种图像中的解剖结构或组织，但是可能发现难以识别或确定器官或工具相对于模拟模型的位置或方向。

根据本发明的实施方式，执行图像引导流程的计算机模拟的方法可包括：接收可能与特定患者相关的医疗图像数据；基于所接收的医疗图像数据来生成解剖结构的基于数字图像的模型；进行实际的模拟图像引导流程；以及同时显示数字模型和医疗图像数据。例如，在显示屏中的第一区域可以专用于显示解剖器官的模拟模型，而在同一个或另一显示器上的第二区域可显示该解剖器官的相应CT图像。在一些实施方式中，医疗图像数据例如CT层面图像可在重叠模式中显示在模拟模型上。例如，CT层面图像可以在与显示了模拟模型相同的显示区域中被显示，并且还可以根据不同的方向和视角选择来被定位。