[發明專利]提供用于配準的圖像

有效

• 申請號: 200980147336.8
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN102224525A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: D·S·A·魯伊特斯
• 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;G06T3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及用于提供將解剖區域的三維模型與二維投影圖像配準的基準的裝置和方法。

背景技術

在醫學圖像配準中，例如，必須在可能于另一時間點拍攝的另一模態(modality)圖像的坐標系中變換某種模態的圖像。為了能夠比較或整合從不同模態獲得的圖像，配準是必要的。

當要將例如由磁共振(MR)或計算機斷層攝影(CT)導出的表示解剖區域的三維多模態數據集與實時二維x射線投影圖像(例如用于3D路徑映射(roadmapping))融合時，x射線系統(例如C臂x射線系統)的配準幀與三維多模態數據集的配準幀之間的映射(變換模型)必須是已知的。

獲得這種映射的過程被稱為“配準”。可以手動地、或采用配準算法自動地執行三維數據集到二維x射線投影圖像的直接配準。

對于利用本配準系統實現的結果而言，仍然希望改善在配準過程中實現的結果。

發明內容

本發明的目的在于改進能夠利用配準過程獲得的結果。

這一目的是利用根據獨立權利要求所述的裝置和方法實現的。

有利的進一步拓展是從屬權利要求的主題。

根據本發明的實施例，提供了一種用于為將解剖區域的三維模型與二維投影圖像配準提供基準的裝置，其包括用于在周期信號的一個相位導出解剖區域的三維模型的3D成像系統；用于導出與3D成像系統重建的解剖區域交疊的區域的二維投影圖像的2D成像系統；用于從導出的二維投影圖像中選擇最接近所述相位的投影圖像的子集的預選擇器；以及通過選取對比度最大的投影圖像從預選投影圖像的子集選擇用于配準的參考圖像的選擇器。對于上述術語“周期信號”而言，應當指出的是其優選是心搏周期。然而，其還可以是呼吸周期。在本文中，這種周期信號的“相位”是指周期信號的一次循環或時段內的特定時間點，并且其優選是心臟相位，但也可以是呼吸相位。這一實施例的優點在于，參考圖像是用于配準的最佳二維投影圖像，從而獲得配準流程的改進結果。這便于進行對冠狀動脈疾病(CAD)、尤其是用于慢性總閉塞(CTO)的最小介入治療。由于冠狀動脈是可能需要(自動或手動)配準的最可能的解剖結構，并且這些冠狀動脈因為心臟運動而變形，所以對于配準流程而言有益的是，從最密切匹配三維模型的心臟相位和造影劑量的最大量的x射線序列中選擇用于配準的圖像，以便使血管樹最大程度地可視化。作為其益處，可以減少在心臟介入流程期間造影劑的使用和輻射劑量。

根據另一實施例，該裝置還包括用于檢測所述周期信號的信號監測系統；以及用于將所述周期信號的時間位置分配到所述三維模型的相應相位的時間分配器。這提供了如下優點：可以利用與二維投影圖像序列同時記錄的心搏周期將三維模型和二維投影圖像分配給彼此。

根據另一實施例，該裝置還包括用于檢測所述周期信號的信號監測系統，其中，基于所述周期信號預期地選通所述2D成像系統，從而在包括所述三維模型相位的特定時間段內獲得所述二維投影圖像。這樣，僅在獲得三維數據集的相位(優選為心臟相位)打開2D成像系統的x射線。這具有以下優點，即節省了患者的x射線輻射劑量。“包括三維模型相位的特定時間段”優選是以三維模型的相位作為中心并表現出偏離該中心一定百分比(假設一個信號周期為百分之一百)的時間段。這種偏離優選為百分之十，更優選為百分之五，更優選為百分之二，最優選為百分之一。

根據另一實施例，所述選擇器是通過選擇最暗的投影圖像來選擇對比度最大的投影圖像的暗度鑒別器。這提供了一種找到存在最多造影劑的圖像的可靠方法。

備選地，所述選擇器是中間定位器，其用于相對于從所導出的二維投影圖像中的第一投影圖像到最后的投影圖像的時間，通過選擇最接近中間的投影圖像來選擇對比度最大的投影圖像。這提供了如下優點，即，可以利用最小的硬件性能來選擇對比度最大的圖像。

此外，本發明提供了分別實現上述優點的方法的不同實施例。此外，本發明還利用被布置成執行這種方法的裝置以及包括根據上述實施例之一的裝置的x射線系統提供了上述優點。

參考下文描述的實施例，本發明的這些和其他方面將顯而易見并得以闡述。

可以將如下內容視為本發明的發明點：找到最佳二維圖像作為參考圖像，一方面，該參考圖像對應于三維模型的心臟相位，另一方面，該參考圖像是在存在最多造影劑的時候獲得的，從而確定或改進三維模型與二維投影圖像的配準。

附圖說明

圖1示意性描繪了心電圖(ECG)信號；

圖2示出了根據本發明第一、第二和第三實施例的裝置；以及

圖3是圖示了圖2的裝置的功能的流程圖。

具體實施方式