[發(fā)明專利]虛擬內窺鏡檢查

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010603147.1
• 申請日: 2005-06-02
• 公開（公告）號: CN102110309A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設計）人: D·德克爾;J·S·杜爾岡;T·R·弗萊特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T15/08
• 分類號: G06T15/08;G06T19/00;A61B1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 康正德;劉鵬

本申請為申請日為2005年6月2日、申請?zhí)枮?00580028669.0、發(fā)明名稱為“虛擬內窺鏡檢查”的在先發(fā)明申請的分案申請。

本發(fā)明涉及醫(yī)療成像技術。本發(fā)明在利用通過計算機X射線層析攝影術、磁共振成像等生成的結腸的立體圖像的虛擬結腸鏡檢查中找到具體的應用，并且將具體參照它進行描述。更一般地，本發(fā)明在諸如膀胱、血管、氣管、腸或其它器官那樣的基本上任何腔結構的虛擬內窺鏡檢查中以及在器官和非器官的其它受限制空間的虛擬內窺鏡檢查中找到應用，以及可以利用通過基本上任何適當?shù)某上窦夹g生成的感興趣的器官或受限制空間的立體圖像。

虛擬內窺鏡檢查利用諸如計算機X射線層析攝影術掃描儀或磁共振掃描儀那樣的醫(yī)療成像系統(tǒng)來得到諸如結腸那樣的感興趣的腔限定的結構的三維圖像。把虛擬圖像分段以識別腔限定的表面，并被處理以根據(jù)放置在空腔內的攝影機的優(yōu)勢來提供腔限定的表面的透視圖。因此，虛擬內窺鏡檢查可模擬由被插入到結腸內的空腔內的物理內窺鏡攝影機所提供的視圖，這些視圖對于習慣用物理內窺鏡攝影機進行結腸鏡檢查的醫(yī)學人員是熟悉的。

而且，虛擬內窺鏡處理可以克服傳統(tǒng)的內窺鏡檢查的某些缺點。一個優(yōu)點是消除物理的內窺鏡攝影機，它插入到病人的體內空腔是很不舒服的。在虛擬內窺鏡檢查中，使用計算機X射線層析攝影術的成像和磁共振成像等等來代替內窺鏡攝影機。因此，虛擬內窺鏡檢查可以探測那些從結構外部不可進入所述空腔的空腔限定的結構。同樣地，虛擬內窺鏡檢查可以探測含有氣體、液體或固體物質的空腔限定的結構，其中該物質在采集到的立體圖像中與周圍的空腔限定的結構是可區(qū)分的(即，可以與其分段的)。

由傳統(tǒng)的內窺鏡攝影機的透視圖提供的有限的視區(qū)在某些虛擬內窺鏡檢查實施方案中可通過提供結腸空腔的展開的視圖(有時稱為“切片”視圖)而得到解決。在概念上，展開的或切片的視圖相應于沿縱向切開結腸的一側，并在切割處展開或鋪開結腸以形成二維表面。

然而，現(xiàn)有的展開視圖把不想要的失真引入到結腸的呈現(xiàn)表面。這些失真也使得展開的視圖很不適合于仔細檢查可疑的息肉。現(xiàn)有的展開視圖通常不能克服在傳統(tǒng)的和虛擬的內窺鏡檢查中存在的另一個問題，即空腔限定的表面的皺褶的或高起伏的表面形態(tài)遮蔽了傷痕、息肉或感興趣的其它特性。典型地，需要至少兩遍，即一次向前觀看和一次向后觀看，以便查看皺褶的兩面。通常，通過結腸的運動在不同的位置處停止，觀看點和角度要加以改變以便巡視關心的區(qū)域。再者，現(xiàn)有的傳統(tǒng)的和虛擬內窺鏡檢查技術通常不提供深度信息而是只指示表面結構和取向。

下面打算給出克服上述的限制和其它缺點的改進的設備和方法。

按照一個方面，提供了用于在具有細長空腔的空腔限定結構的立體圖像上執(zhí)行虛擬內窺鏡檢查的虛擬內窺鏡檢查方法。展開軸被確定為基本上在細長的空腔內。攝影機位置被選擇在沿展開軸的位置上。展開軸被劃分成軸分段。射線投射方向被選擇為總體上從展開軸的軸分段徑向地延伸。至少一些射線投射方向根據(jù)相應的軸分段與攝影機位置之間的距離傾斜遠離攝影機位置。射線的投射要沿傾斜的射線投射方向進行以定義像素值。像素值被安排到展開的視圖中。

按照另一方面，提供了一種虛擬內窺鏡檢查方法，用于在空腔限定的結構的立體圖像上執(zhí)行虛擬內窺鏡檢查。射線投射方向被選擇為向空腔限定的結構的一個空腔限定的表面延伸。體素(voxel)的統(tǒng)計特性在沿每個射線投射方向進入空腔限定的結構的預定的距離(d_interval)上進行計算。像素值至少根據(jù)計算出的統(tǒng)計特性對于每個射線投射方向而被確定。像素值被安排到空腔限定的結構的內窺鏡檢查的視圖中。

一個優(yōu)點在于在展開的視圖中減小的失真。

另一個優(yōu)點在于呈現(xiàn)的失真更直觀，這樣，它可得到有益的使用。

另一個優(yōu)點在于在虛擬內窺鏡檢查視圖中提供深度信息。

另一個優(yōu)點在于用于檢查可疑的傷痕、息肉、或其它感興趣的特性的改進的用戶接口。

再一個優(yōu)點在于減小由于空腔限定的表面的皺褶的或其它高度起伏的表面形態(tài)而遮蔽感興趣的特性。

在閱讀以下的詳細說明后，許多附加優(yōu)點和好處對于本領域技術人員將是顯而易見的。

本發(fā)明可以取在不同部件和部件安排以及不同處理操作和處理操作安排的形式。附圖僅僅用于說明優(yōu)選實施例的目的，而不是限制本發(fā)明。

圖1示意地顯示虛擬內窺鏡檢查系統(tǒng)。

圖2示意地顯示圖1的虛擬內窺鏡檢查系統(tǒng)的虛擬內窺鏡檢查處理器。

圖3示意地顯示用戶可選擇的虛擬內窺鏡檢查參數(shù)。

圖4A示意地顯示一個包括由箭頭表示的射線投射方向的展開的軸分段的端視圖。