[發明專利]半自動化手術前切除規劃

在審

• 申請號: 201210367712.8
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103049638A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: N.Y.埃爾-澤希里;L.格拉迪;M.索夫卡;C.蒂金;周少華
• 申請（專利權）人: 西門子公司;西門子公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;劉春元

相關申請

本專利文獻要求2011年9月28日提交的臨時美國專利申請序號61/540,211的根據35?U.S.C.§119(e)的提交日的權益，其被通過引用結合到本文中。

技術領域

本實施例涉及用于切除的規劃。手術前手術規劃是用于腫瘤切除程序的預備步驟。

背景技術

為了規劃切除，執行病人的計算機斷層成像（CT）掃描。表示體積的結果得到的數據在一系列平行切片中被呈現給醫生。醫生可以觀察該系列中的切片以在三個維度上限定切除表面。然而，逐個切片地在病人的CT掃描中標記切除表面是非常乏味的。

計算機輔助肝切除工具可以根據醫生進行的有限輸入來提供三維（3D）切除表面。例如，用戶輸入許多點。使用輻射基底函數（RBF）或主分量分析（PCA）來將輪廓內插到體積中以獲得切除表面。然而，內插技術既不是準確的也不是直觀的。內插表面的準確度取決于由用戶提供的點的數目。輸入點的微小變化可能高度地影響PCA或RBF的系數，使得輸入的微小變化不一定意味著切除表面的微小變化。有沖突的輸入（即暗示用于同一體素的切除和殘余的不同標記的輸入）高度地降低切除表面的質量。有沖突的輸入可以隨著用戶在2D平面內畫出切除部分（resector）而容易地發生，因為用戶不具有這些多個切除部分在3D中可以如何相互作用的概念。

發明內容

通過介紹，下述優選實施例包括用于手術前切除規劃的方法、系統、指令和計算機可讀介質。下面提供了使用CT的肝切除規劃，但是可以使用任何器官和/或模式。作為依賴于用戶輸入的內插的替代，使用互連的圖。用戶在一個或多個二維視圖上輸入一個或多個多段線（polyline）。該多段線用來為切除和殘余種子（seed）分配一條未分配位置的帶。該種子與互連的圖一起使用以將體積中的不同體素（包括未分配位置的帶）分配為切除體積的一部分或殘余體積的一部分。

在第一方面中，提供了一種用于手術前切除規劃的方法。獲取表示病人的肝的體積的數據。根據該數據生成肝的切片的二維視圖。從用戶輸入設備接收相對于二維視圖的多個點或線的用戶輸入。處理器從該點或線產生切片中的輪廓，從切片的數據識別被輪廓和輪廓周圍的帶分離的第一和第二種子，并基于來自切片的第一和第二種子將該體積分割成第一和第二三維部分。輸出將切除部示為第一三維部分的圖像。

在第二方面中，非瞬時性計算機可讀存儲介質具有存儲在其中的表示可由編程處理器執行以進行肝切除規劃的指令的數據。該存儲介質包括用于根據病人的肝的掃描數據來產生互連的圖、根據該圖將該圖分離成切除體積和殘余體積以及輸出切除體積或殘余體積的指令。

在第三方面中，非瞬時性計算機可讀存儲介質具有存儲在其中的表示可由編程處理器執行以進行肝切除規劃的指令的數據。該存儲介質包括用于根據平面中的位置的用戶輸入來生成切除和殘余種子、并根據切除和殘余種子以及肝體積的互連網格將肝體積劃分成切除體積和殘余體積的指令。

由以下權利要求來定義本發明，并且不應將本節中的任何內容視為對那些權利要求的限制。下面結合優選實施例來討論本發明的其它方面和優點，并且可以在稍后獨立地或以組合方式對其要求保護。

附圖說明

部件和圖不一定按比例，而是將重點放于舉例說明本發明的原理。此外，在圖中，相同的附圖標記遍及不同的視圖指示相應的部分。

圖1是用于切除規劃的方法的一個實施例的流程圖；

圖2舉例說明識別具有一致的種植（seeding）的多個切片中的種子的示例；

圖3舉例說明識別具有不一致的種植的多個切片中的種子的示例；

圖4舉例說明基于在同一切片中所畫的輪廓將來自兩個連續切除的切除結果相組合；

圖5舉例說明包括根據一個實施例的用于識別種子的損傷位置；

圖6是示出肝的三個2D視圖（一個具有用戶所畫輪廓）和肝的3D呈現的示例醫學圖像；

圖7是圖6的示例醫學圖像，但具有替換用戶所畫輪廓的由處理器確定的切除線和3D呈現中的切除的突出顯示；

圖8是示出被切除體積和殘余體積的3D呈現的示例醫學圖像；以及

圖9是用于肝切除規劃的系統的一個實施例。

具體實施方式

在肝手術中，使用腫瘤切除來去除肝的有害部分。這程序在實際干預之前使用手術前規劃。規劃的主要目的是限定肝切除表面，其將要切除的那部分肝從肝的殘余或剩余部分分離。切除表面應在沒有健康肝實質體素或殘余部分的血行阻斷的情況下提供腫瘤的去除。