[發明專利]用于在介入過程中將二維和三維體積數據對準的圖像處理系統和方法

無效

• 申請號: 200680007616.5
• 申請日: 2006-03-09
• 公開（公告）號: CN101138010A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: J·蒂默;R·J·F·霍曼;P·M·米勒坎普
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;劉紅

技術領域

本發明一般地涉及一種用于將在介入過程中獲得的實時二維圖像與三維體積數據對準的圖像處理系統和方法。

背景技術

參考圖1和圖2，典型的X射線系統包括由機械臂3支撐以靠近手術臺2的擺動臂(c-arc或G-arc)1。擺動臂1中具有X射線管4和X射線探測器5，X射線探測器5被配置用于接收穿過病人7的X射線6，從而產生代表其中強度分布的電信號。通過移動擺動臂1，可將X射線管4和探測器5放置在與病人7相關的任何所需位置和方向上。

在各種情形和疾病的治療中，由病人的血管系統中的導管傳播的熒光提供了一種特別的醫療應用。因此，在介入期間，需要將導管或導線在X射線監視(透射)下盡可能準確地穿過血管送向相關的內部。在進行該過程時，通過引入穿過導管的短時脈沖放射阻擋造影劑并獲得例如采用圖1和圖2所示的系統的x射線圖像，血管結構在第一監視器上將是短時間可見的，并呈以二維實時圖像的形式。

為了病人的安全，非常需要減少X射線的曝光，也需要減少引入身體中的造影劑的量，因此在介入期間在第二監視器上顯示相關區域獲得一個或多個預介入X射線圖像用以輔助導航是公知的。對醫生來說，需要進一步以三維方式察看介入期間獲得的二維熒光圖像數據，因為這將使介入數據能被實時跟蹤，而同時可以在介入過程中顯著減少用在病人上的造影液和X射線曝光量。

美國專利No.6,666,579描述了一種包括諸如圖1和圖2中所示的X射線系統的醫學成像系統，其中，擺動臂穿過采集路徑，沿采集路徑各個不同位置獲得若干身體的二維圖像。然后，圖像處理器基于獲取的二維圖像構造三維體積數據，從而顯示身體的三維圖像。采用位置跟蹤系統在圖像獲取期間跟蹤病人和擺動臂的相對位置，以及在介入期間跟蹤穿過身體的手術儀器的運動。可將介入期間獲取的二維圖像與正向醫生顯示的身體的三維圖像疊加(superimpose)。

因此，對X射線系統來說，產生熒光數據的擺動臂位置是公知的，因此，可以參考利用擺動臂的相同位置來重構三維體積數據的再現(rendering)。然后可以將二維熒光數據和三維再現在-起顯示。因為采用相同的X射線系統，具有相同的導管幾何形狀來產生二和三維數據，因此將三維數據與二維熒光數據對準是相對簡單的。

然而，如果已經采用諸如CT(計算機斷層掃描)或MR(核磁共振)等不同手段獲得三維圖像數據(先于介入)，就不是那么簡單了。有很多治療方法，其中，將預介入地處理的CT和/或MR圖像數據與介入期間獲得的熒光圖像數據“融合”可以產生益處。適用于通過將熒光和MR圖像對準來獲得改進的治療實例包括那些涉及利用軟組織和骨組織的牢固聯系以進入諸如瘤等軟組織的治療，從而熒光可以在介入過程中給出有關骨結構的狀態的準確信息(由軟組織推斷出)?？梢酝ㄟ^將熒光和CT圖像對準來獲得改進的治療，包括那些涉及進入能通過X射線和添加造影劑視覺化的結構的治療，而結構的幾何形狀在放射投影圖像中可以是任意的。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種圖像處理方法和系統，其能將利用第一成像系統獲得的與身體相關的實時二維圖像數據相對于利用第二成像系統獲得的三維體積數據來顯示。

根據本發明，提供了一種用于顯示在介入過程中獲得的與身體有關的圖像數據的系統，所述系統包括：用于接收利用第一成像系統獲得的所述身體體積三維圖像數據的裝置；用于接收在介入過程中利用所述第一成像系統獲得的與所述身體有關的二維圖像數據的裝置；用于將所述二維圖像數據與利用所述第一成像系統獲得的所述三維圖像數據的對應區域相映射的裝置；用于接收利用與所述第一成像系統不同手段的第二成像系統獲得的所述身體三維圖像數據的裝置；用于將利用所述第二圖像系統獲得所述三維圖像數據與利用所述第一成像系統獲得的所述三維圖像數據對準并從而將所述二維圖像數據與利用所述第二成像系統獲得的所述三維圖像數據的對應區域相映射的裝置；以及用于在利用所述第二成像系統獲得的所述身體的所述三維圖像數據的所述對應區域中顯示所述二維圖像數據的裝置。