[发明专利]用于手术和介入性医疗过程中的成像系统和方法

权利要求书

1.一种用于在医疗过程中生成手术区域中的患者的内部解剖结构的图像的方法，包括：

在基线方向获取包括所述患者的内部解剖结构的所述手术区域的高剂量2D基线图像；

数字地操作所述高剂量2D基线图像以生成基线图像组，所述基线图像组包括从所述基线方向开始的所述基线图像的多个运动排列处的所述基线图像的代表图像；

以比所述高剂量2D基线图像低的剂量获取所述手术区域的新2D图像；

将所述新2D图像与所述基线图像组中的所述代表图像比较，并选择具有与所述新2D图像的可接受的关联度的所述代表图像；以及

将所选择的代表图像与所述新2D图像合并并显示合并图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基线图像是预处理全剂量荧光图像或CT扫描图像的一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基线图像是DRR。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述新2D图像是脉冲图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字地操作所述基线图像的步骤中的运动排列包括与2D图像相对应的4D运动。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字地操作所述基线图像的步骤中的运动排列包括与3D图像相对应的6D运动。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

在所述数字地操作所述高剂量2D基线图像的步骤中，所述运动排列形成预定的图像运动网格；以及

将所述新2D图像与所述基线图像组的所述代表图像比较的步骤包括比较所述代表图像与所述新2D图像之间的重叠像素。

8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述新2D图像与所述基线图像组的所述代表图像比较的步骤包括试探性地选择用于比较的代表图像。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述新2D图像与所述基线图像组的所述代表图像比较的步骤包括：

对所述基线图像组中的所述代表图像的像素进行主成分分析(PCA)以生成一个或多个PCA向量；

生成代表图像中的每个像素的PCA向量的PCA矩阵；

生成每个代表图像和所述图像中的每个像素的像素数据的所述新2D图像的列向量；

对所述PCA矩阵和每个列向量进行矩阵运算以生成每个代表图像和所述新2D图像的新列向量；

获取所述新2D图像的列向量和每个代表图像的列向量的点积；以及

选择所述点积在预定阈值内的代表图像。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述医疗过程包括遮挡或遮盖所述手术区域的图像中的所述内部解剖结构的工具、仪器、植入物或其他物体，其中将所述新2D图像与所述基线图像组的所述代表图像比较的步骤包括仅比较被遮挡或遮盖的部分外的所述图像的部分。

11.根据权利要求10所述的方法，其中通过确定具有在预定阈值外的值的像素确定所述新2D图像的被遮挡或遮盖的部分的位置。

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

数字地操作所述高剂量2D基线图像的步骤包括提供每个代表图像的平行图像，在所述平行图像中减少或增强某些解剖特征；以及

合并所选择的代表图像的步骤包括将所述平行图像合并且显示到所述所选择的代表图像。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述比较步骤包括：

获取所述基线图像组的每个基线图像的每个像素的亮度值；

获取所述新2D图像的每个像素的亮度值；

生成所述新2D图像和每个基线图像的相同位置像素的亮度值的标量函数，所述标量函数生成标量值；以及

选择具有最大标量值的基线图像作为所述所选择的代表图像。

14.根据权利要求13所述的方法，其中生成每个基线图像的标量函数相对于所有基线图像的标量函数的Z分值，并选择具有最大Z分值的基线图像。

15.根据权利要求13所述的方法，其中：

至少在具有图形处理单元(GPU)的装置中进行比较步骤；以及

用于生成标量函数的像素的倍增在GPU的多个处理器中同时发生。