[發明專利]通過使用3D模型產生身體器官的醫療圖像的方法和設備

有效

• 申請號: 201210089147.3
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102727236A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 金亭培;方遠喆;黃英珪;金庸善
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B5/055
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 苑軍茹

本申請要求在2011年3月29日提交的第61/468,754號美國臨時申請和在2011年8月29日在韓國知識產權局提交的第10-2011-0086694號韓國專利申請的利益，所述申請的公開全部包含于此以資參考。

技術領域

本公開涉及一種通過使用三維(3D)模型產生身體器官的醫療圖像的方法和設備。

背景技術

在診斷和治療疾病的傳統方法中，在執行了剖腹手術后用肉眼確認疾病的狀態，然后使用大型外科器械對病變執行切割或者外科手術。然而，最近，因為由于醫療技術的進步可獲得高分辨率的醫療圖像并且還可精細地控制醫療器械，所以已經研發了不用對病人的身體進行切割來治療疾病的方法。

在該方法中，在對病人的皮膚中扎小孔之后直接將導管或者醫療針插入血管或者身體部位，然后通過使用醫療成像設備觀察病人身體內部的同時執行疾病的治療。這種方法被稱作“使用圖像的外科手術”、“基于介入式圖像的外科手術”或者“基于中間圖像的外科手術”。

在該方法中，外科醫生通過圖像確定內部器官或病變的位置。而且，外科醫生需要知道在外科手術期間由于病人的呼吸或運動而引起的任何改變。因此，外科醫生需要基于實時圖像準確而快速地確定病人的呼吸或運動以執行外科手術，但是用肉眼不容易確定內部器官或病變的形狀。因此，為了解決這個問題，已經研發出允許外科醫生實時確定內部器官的形狀和位置的方法和設備。

發明內容

根據一方面，一種產生器官的圖像的方法包括：基于病人的至少一個器官的醫療圖像產生所述至少一個器官的三維(3D)模型；通過將示出由病人的身體活動引起的所述至少一個器官的形狀的改變的多個圖像和所述至少一個器官的3D模型匹配來產生多個匹配圖像；基于病人的當前身體狀況選擇所述多個匹配圖像中的一個匹配圖像；并輸出選擇的匹配圖像。

產生3D模型的步驟可包括：基于所述至少一個器官的醫療圖像產生示出病人的所述至少一個器官的形狀的3D模型。

選擇的步驟可包括：基于示出病人的當前身體狀況的實時醫療圖像選擇多個匹配圖像中的一個匹配圖像；所述多個圖像和實時醫療圖像可以是超聲波圖像。

產生所述多個匹配圖像的步驟可包括：基于所述至少一個器官的形狀的改變修改3D模型；使3D模型的坐標軸與所述多個圖像的坐標軸一致。

產生所述多個匹配圖像的步驟還可包括：通過以預定亮度重疊所述多個圖像的像素或體元值來產生所述多個匹配圖像。

選擇的步驟可包括：選擇所述多個匹配圖像中的一個匹配圖像，所述一個匹配圖像與所述多個圖像中與病人的實時醫療圖像最相似的一個圖像相應，所述實時醫療圖像示出病人的當前身體狀況。

選擇的步驟可包括：計算所述多個圖像的每個圖像中的橫膈膜的位置和實時醫療圖像中的橫膈膜的位置之間的差，并選擇多個匹配圖像中的一個匹配圖像，所述一個匹配圖像與所述多個圖像中的一個圖像相應，其中，所述一個圖像是在所述多個匹配圖像中的所有匹配圖像中計算的差最小的圖像。

產生3D模型的步驟可包括：從醫療圖像中提取所述至少一個器官的邊界和內部構造的位置坐標信息；在位置坐標信息中指定界標點的坐標；基于界標點的坐標產生所述至少一個器官的平均器官3D模型。

產生3D模型的步驟還可包括：將統計學的外表3D模型改變為反映病人的所述至少一個器官的形狀特征的3D模型。

產生3D模型的步驟還可包括：將病人的所述至少一個器官的形狀特征反映到所述至少一個器官的醫療圖像中。

所述形狀特征可包括所述至少一個器官的病變的形狀和位置。

提取位置坐標信息的步驟可包括：將醫療圖像中亮度值改變最大的位置確定為所述至少一個器官的邊界和內部構造的位置坐標信息。

提取位置坐標信息的步驟可包括：將醫療圖像中離散時間傅里葉變換(DTFT)的頻率值最大的位置確定為所述至少一個器官的邊界和內部構造的位置坐標信息。

提取位置坐標信息的步驟可包括：基于用戶輸入的坐標確定所述至少一個器官的邊界和內部構造的位置坐標信息。

所述多個圖像可以是在病人的呼吸周期期間以預定間隔捕捉的圖像。

所述至少一個器官的醫療圖像可以是通過使用計算斷層掃描(CT)方法捕捉的圖像。

所述至少一個器官的醫療圖像可以是通過使用磁共振(MR)方法捕捉的圖像。