[发明专利]突出了高风险结构的虚拟内窥镜成像

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，并且更具体而言涉及用于在虚拟内窥镜图像中突出高风险结构的方法和系统。

背景技术

具有或没有经支气管活检的支气管镜检查是常见的介入程序，其中出于诊断以及任选地治疗的目的，使支气管镜相机前进到气管支气管气道树中。所述支气管镜检查提供来自所述支气管内部的图像100，如图1中所示。然而，支气管镜检查通常具有这样的问题，即介入期间在支气管树内的导航对于医师来说是困难的。医师可能很容易迷失并且不能够导航到他/她起初感兴趣的位置。为了辅助规划，以及实时引导这种介入，可以使用现有的对患者的胸部计算机断层摄影（CT）扫描，来计算虚拟腔内绘制200，其非常接近来自真实支气管镜检查的光学相机图像，如图2中所示。可以将所述虚拟绘制配准到当前支气管镜检查图像。所述CT扫描，以及源自于其的所述虚拟腔内绘制可以被用于生成所述介入的虚拟飞掠，并且用于规划通往某个异常、肿瘤、淋巴结、气道狭窄，等等的路径。

所述虚拟飞掠生成图像，犹如医师在支气管内部，因而仅示出支气管树，并且更具体而言，所述支气管内侧的支气管壁。然而，医师对所述支气管壁后面的结构，尤其是诸如大血管的高风险结构，感兴趣。当医师计划切穿所述支气管壁（例如，针对肿瘤活检，或用于瞄准淋巴结）时，该信息尤其重要。在这种情况下，医师必须确保当他/她切穿所述支气管壁时，没有碰到其他（或者至少没有碰到重要的）结构。

当前，医师在切穿支气管壁时，必须依赖于他/她关于重要邻近结构的位置方面的专业知识。然而，这仅仅导致对重要邻近结构的位置的粗略估计。其不能提供精确位置，并且不能考虑患者间的变化，并且因此，不能认为这是非常安全的。

可选地，医师可以导航到支气管中所估计的位置，然后改变针对所述支气管壁的透明度设定。该方法的一个问题在于，医师不能在低透明度下导航，因为这样可视化变得非常令人困惑。由此，医师不得不反复停止，改变透明度，并且查看是否存在结构。此外，在透明视图中不容易看到结构。也不容易在透明视图中确定到达结构的距离，或者如果在该点进行活检则不容易碰到该结构。

发明内容

本发明提供一种针对在身体管腔的介入程序期间使用的虚拟绘制中突出高风险结构的方法、系统和程序产品。通过在所述虚拟绘制中突出距高风险结构太近的身体管腔的壁的区域，执行介入的医师可以可视化在其处切穿管腔壁不安全的区域。可以在执行介入之前的飞掠期间或者介入期间，呈现经突出的虚拟绘制。

根据本发明的一个实施例，提供一种在针对身体管腔的介入程序期间使用的虚拟绘制中突出高风险结构的方法。医师执行所述身体管腔的程序前CT扫描。使用所述CT扫描，建模程序分割所述身体管腔并且分割高风险结构。所述建模程序确定所述身体管腔与所述高风险结构之间的相对距离，并且将所述距离与标记标准进行比较。所述建模程序对应于介入相机图像而创建对所述身体管腔的内部的虚拟绘制，并且对应于所述相对距离与所述标记标准的所述比较而标记所述身体管腔的壁的区域。

根据一个实施例，在所述高风险结构的预定义距离以内，标记所述身体管腔的壁的区域。可以通过将距所述高风险结构预定义距离以内的体素涂以预定义颜色来标记所述身体管腔的壁的区域。

根据一个实施例，可以使用多种颜色中的一种来标记所述管腔壁。在一个实施例中，所述多种颜色可以被用于在多个距离阈值之间进行区分。对应于所述高风险结构到各个区域的距离在多个预定义限度中的一个以内，将所述身体管腔的壁的区域涂以多种颜色中的一种。根据另一实施例，可以使用多种颜色来区分多个结构中的哪个紧邻所述身体管腔的壁的区域。可以将所述身体管腔的壁的所述区域涂以与距所述身体管腔的壁的区域预定义距离以内的多个高风险结构中的一个相对应的颜色。

根据一个实施例，所述虚拟绘制中的所述身体管腔的壁包括多个体素。如果所述身体管腔的壁的每个体素与高风险结构之间的距离在预定义阈值以内，则将所述体素涂色。在一个实施例中，将所述体素涂以用半透明覆层，允许医师可视化下面的身体管腔的壁。

根据一个实施例，如果所述身体管腔的壁上的点与所述高风险结构之间的距离——以医师计划切割的角度测量——在预定义阈值以内，则标记所述身体管腔的壁上的所述点。

根据一个实施例，所述身体管腔为气管支气管气道树。在可选的实施例中，所述身体管腔可以是另一管状器官，例如结肠。

根据一个实施例，所述高风险结构是血管。根据可选的实施例，可以识别其他高风险器官。同样，可以标记距目标结构（例如肿瘤或淋巴结）的距离在阈值距离以内的身体管腔的壁的区域。