[發(fā)明專利]用于二維/三維配準(zhǔn)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110266310.4
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102397081A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K.克林根貝克
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G06T7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將CT拍攝系統(tǒng)的3D立體圖像與X射線診斷裝置的血管拍攝系統(tǒng)的至少一個2D投影圖像配準(zhǔn)的方法。

背景技術(shù)

X射線診斷系統(tǒng)屬于醫(yī)學(xué)成像標(biāo)準(zhǔn)以及例如用于介入治療。血管造影系統(tǒng)，一般為C形臂X射線系統(tǒng)，例如用于對血管和心臟疾病進(jìn)行治療監(jiān)控，并用于對腫瘤進(jìn)行最少介入治療。它們通過它們的平板X射線檢測器以設(shè)置在矩陣中的像素元件提供非常高的位置分別率(大約150μm的像素大小)，可以用于2D成像也可以用于3D成像(西門子公司的所謂DynaCT)。但是對于低對比度分辨率和拍攝速度來說，在3D成像中仍然還總是考慮經(jīng)典的計算機斷層造影設(shè)備，它們在另一方面具有2D成像中分辨率和拍攝場的缺點。

為了能夠利用兩種系統(tǒng)的優(yōu)點，例如在DE?19802405B4中公開了一種X射線診斷裝置，其中在可旋轉(zhuǎn)的機架上設(shè)置了兩個拍攝系統(tǒng)，CT拍攝系統(tǒng)具有行狀的X射線檢測器，血管拍攝系統(tǒng)具有平面狀的X射線檢測器。利用CT拍攝系統(tǒng)可以實現(xiàn)公知的CT模式，例如通過使患者臥榻進(jìn)行所謂的停止拍攝進(jìn)給(Stop-and-Shoot-Vorschub)來拍攝序列的層，或者通過連續(xù)進(jìn)給患者臥榻和連續(xù)的機架旋轉(zhuǎn)進(jìn)行螺旋成像。利用血管拍攝系統(tǒng)可以實現(xiàn)兩種公知的模式：一種以不動的機架進(jìn)行2D透視成像，以及一種以連續(xù)或序列旋轉(zhuǎn)的機架進(jìn)行3D旋轉(zhuǎn)成像(例如DynaCT)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提出一種用于在具有CT拍攝系統(tǒng)和血管拍攝系統(tǒng)的X射線診斷裝置中配準(zhǔn)3D立體圖像和2D投影圖像的精確方法，通過該方法可以簡單的方式監(jiān)控對檢查對象的介入手術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過一種用于將CT拍攝系統(tǒng)的3D立體圖像與X射線診斷裝置的血管拍攝系統(tǒng)的至少一個2D投影圖像配準(zhǔn)的方法來解決。

按照本發(fā)明的用于將CT拍攝系統(tǒng)的3D立體圖像與X射線診斷裝置的血管拍攝系統(tǒng)的至少一個2D投影圖像配準(zhǔn)的方法，該X射線診斷裝置具有可旋轉(zhuǎn)的機架，這些拍攝系統(tǒng)共同設(shè)置在該機架內(nèi)，其中CT拍攝系統(tǒng)具有第一X射線源和與該第一X射線源相對設(shè)置的、包括一排單獨檢測器的計算機斷層造影X射線檢測器，而血管拍攝系統(tǒng)具有與該第一X射線源錯開設(shè)置的第二X射線源，和與該第二X射線源相對設(shè)置的、具有設(shè)置成矩陣狀的像素元件的平面狀X射線檢測器，該方法具有如下的步驟：

-提供從CT拍攝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組中重建的檢查對象的3D立體圖像，

-借助血管拍攝系統(tǒng)拍攝檢查對象的2D投影圖像，

-在考慮CT拍攝系統(tǒng)和血管拍攝系統(tǒng)之間的幾何設(shè)置的情況下，確定所拍攝的2D投影圖像相對于3D立體圖像的投影方向，

-從3D立體圖像中模擬出所確定出的投影方向上的2D投影圖像(特別是DDR＝數(shù)字重建的放射造影)，

-將拍攝的2D投影圖像與模擬的2D投影圖像相匹配，以及

-在考慮該匹配的情況下將拍攝的2D投影圖像與3D立體圖像相疊加。

通過本發(fā)明的方法可以進(jìn)行非常準(zhǔn)確、簡單且可靠的2D/3D配準(zhǔn)，其中，利用兩個拍攝系統(tǒng)彼此之間的固定幾何設(shè)置來加速該配準(zhǔn)。非常準(zhǔn)確且無差錯的3D立體圖像和2D投影圖像的對應(yīng)使得在診斷時的誤差率極小，由此使受檢患者有更高的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，在顯示單元上顯示3D立體圖像和疊加出的2D投影圖像。優(yōu)選X射線診斷裝置和兩個拍攝系統(tǒng)由一個系統(tǒng)控制裝置來控制。此外，該系統(tǒng)控制裝置還可以自動執(zhí)行單個方法步驟，從而使使用者可以完全集中在其它處理、如實施導(dǎo)航和對患者進(jìn)行手術(shù)上。

根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，在將拍攝的2D投影圖像與模擬的2D投影圖像進(jìn)行匹配時，考慮在拍攝2D投影圖像時使用的放大。該放大例如可由幾何配置、例如兩個X射線源和血管拍攝系統(tǒng)的平面圖像X射線檢測器之間的距離來確定。

優(yōu)選借助血管拍攝系統(tǒng)拍攝檢查對象的其它2D投影圖像，并與3D立體圖像相疊加。對于該結(jié)果圖像，通過配準(zhǔn)明顯簡化了疊加，因為已經(jīng)存在模擬的2D投影圖像(數(shù)字重建的放射造影)，從而可以快速而簡單地進(jìn)行3D立體圖像和拍攝的2D投影圖像的疊加。在3D立體圖像是新的的情況下，模擬出新的2D投影圖像并進(jìn)行新的匹配和隨后的疊加。

根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，在對檢查對象進(jìn)行介入手術(shù)或?qū)Ч軐?dǎo)航之前或期間執(zhí)行該方法，以對手術(shù)或?qū)Ш竭M(jìn)行監(jiān)控。在此之后為了在線監(jiān)控拍攝其它2D投影圖像并與3D立體圖像相疊加，從而能夠監(jiān)控介入手術(shù)或?qū)Ч艿倪M(jìn)展。

附圖說明