[发明专利]使用二维图像投影的跟踪系统与图像的空间配准

权利要求书

1.一种方法，包括：

使用医学成像模态获取第一二维投影图像，该第一投影图像包括二维视场，该二维视场包括患者和多模式标记；

使用医学图像模态获取第二二维投影图像，该第二投影图像包括患者和多模式标记并且相对于第一投影图像沿着非重合角，多模式标记的预定部分在第一投影图像和第二投影图像中可见，并且相对于能够由跟踪系统检测的至少一个传感器具有已知的位置和朝向；

根据多模式标记的预定部分在相应的第一投影图像和第二投影图像中的每一个中的位置，估计预定部分相对于医学成像模态的坐标系的三维位置；

基于多模式标记的相应预定部分的估计位置和所述至少一个传感器与多模式标记的预定部分之间的已知关系，确定用于将跟踪系统的三维坐标系与医学成像模态的三维坐标系配准的仿射变换。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述仿射变换是第一仿射变换，该方法还包括：

从与第一二维投影图像和第二二维投影图像中的每一个对应的先前三维图像导出相应的前向投影；以及

基于将第一投影图像和第二投影图像与相应的前向投影配准，确定从医学成像模态的坐标系到先前三维图像的坐标系的第二仿射变换。

3.如权利要求2所述的方法，其中从先前三维图像导出三维网格模型以在先前三维图像的坐标系中表示患者的解剖结构，并且

其中基于网格模型确定来自先前三维图像的相应前向投影。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中确定第二仿射变换还包括：

在第一投影图像和第二投影图像中的每一个以及先前三维图像中识别公共特征集；

在医学成像模态的坐标系中和先前三维图像的坐标系中确定公共特征集中的至少一些的位置；以及

将第二仿射变换计算为相应的变换矩阵，该变换矩阵被配置为在医学成像模态的坐标系或先前三维图像的坐标系之一中对准针对公共特征集确定的位置。

5.如权利要求2、3或4中的任一项所述的方法，其中第一仿射变换是通过误差最小化函数或基变换函数之一来计算的，并且

其中第二仿射变换是通过误差最小化函数来计算的。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中多模式标记包括腔室和进入该腔室的至少一个端口，该腔室相对于每个传感器具有预定的空间位置和朝向，

其中多模式标记在第一投影图像和第二投影图像的获取期间相对于患者是固定的，以及

其中，在第一投影图像和第二投影图像的获取期间，多模式标记包括腔室内的造影剂，使得腔室在第一投影图像和第二投影图像中的每一个中都是可见的，该方法还包括：

在获取第一投影图像和第二投影图像之前经由端口将一定体积的造影剂添加到腔室，以使腔室在通过医学成像模态获取的图像中可见；以及

在获取第一投影图像和第二投影图像之后从腔室移除造影剂，使得腔室在通过医学成像模态获取的后续图像中不可见。

7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中医学成像模态被配置为使用电离辐射获取图像。

8.如权利要求7所述的方法，其中医学成像模态包括具有旋转中心的C臂，该方法还包括相对于C臂的旋转中心限定医学成像模态的坐标系的原点。

9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第一投影图像和第二投影图像选自包括以下各项的组：右前斜投影、左前斜投影和前-后投影。

10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中非重合角小于或等于90度。

11.如权利要求2、3、4、5、6、7、8、9或10中的任一项所述的方法，其中先前三维图像包括患者的计算机断层摄影图像或磁共振图像之一。

12.一种或多种非暂态计算机可读介质，其被编程为执行任一前述权利要求所述的方法。