[發明專利]術中立體內窺視頻與超聲圖像增強現實算法

無效

• 申請號: 201410182732.7
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103948432A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李凌;辜嘉;秦文健;羽家平;肖華
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及醫學成像領域，尤其涉及一種術中立體內窺視頻與超聲圖像增強現實算法。

背景技術

圖像引導外科(image-guided?surgery，IGS)或手術導航(Surgical?Navigation)是近些年迅速發展的微創外科(Minimally?Invasive?Surgery,MIS)技術之一。IGS技術運用多種醫學成像設備為手術治療制定有效的治療方案、實施術中導航，可有效降低手術的創傷并提高治療的精度。隨著生物醫學領域技術進步發展，從微創檢測設備發展到無創檢測設備，如內窺鏡、超聲，核磁，計算機斷層掃描(Computed?Tomography，CT)等設備，越來越多的成像設備出現，實現了不同模態的醫學成像，從不同角度反映了人體信息。多模態圖像引導外科(multimodal?image-guided?surgery，MIS)把術中圖像與術前圖像進行融合，或者省略掉術前成像，其可為醫生提供了更多的輔助信息。因此，MIS是近年來IGS領域的研究熱點之一。

IGS的應用給外科手術帶來了極大的便利，但其仍有不足，比如醫生在手術中不得不一邊看人體組織的3D顯示，一邊將3D顯示與病人真實的解剖組織進行對應。近年來增強現實(Augmented?Reality，AR)技術的出現，為IGS帶來了更直觀的方法。現有的腹腔鏡手術的AR可視化方案，大多是把術前醫學圖像，如磁共振圖像(Magnetic?Resonance?Imaging，MRI)、CT圖像等醫學圖像，通過圖像配準方法疊加到術中的內窺鏡視頻中。然而，現有的配準方法，如基于術前CT圖像器官形變模型的實時非剛性配準方法，并不能反映氣腹時器官的解剖學變化。此外還有其他的配準方法，但它們都存在缺陷，如：術前圖像無法正確準確地描述手術時形變的解剖學結構；圖像-視頻配準主要是剛性，而軟組織器官變形在整個手術過程中是非剛性的；手動或半自動帶來的主觀的配準誤差。因此，上述配準方法都無法實現在手術過程中不同模態圖像的融合，導致手術效率和成功率，無法滿足使用要求。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種術中立體內窺視頻與超聲圖像增強現實算法，其通過將實時的超聲圖像與立體內窺鏡圖像融合在一起，不但實現了手術過程中不同模態圖像的融合，而且提高了手術效率和成功率。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種術中立體內窺視頻與超聲圖像增強現實算法，用以對待測部位進行多模態的圖像配準，所述術中立體內窺視頻與超聲圖像增強現實算法至少包括如下步驟：

獲取第一圖像及所述第一圖像的空間位置信息；

獲取第二圖像及所述第二圖像的空間位置信息；及

將所述第一圖像及所述第二圖像進行疊加融合，生成第三圖像。

其中，所述第一圖像為超聲圖像。

其中，所述獲取第一圖像及所述第一圖像的空間位置信息，包括:

利用超聲探頭掃描標定模板，進行超聲圖像的標定；

利用所述超聲探頭掃描所述待測部位，以獲得所述待測部位對應的第一圖像；及

根據所述第一圖像，構建出第一超聲圖像及第二超聲圖像，以獲得所述第一超聲圖像及第二超聲圖像的空間位置信息。

其中，所述超聲圖像的標定包括：

通過變換矩陣，獲取所述標定模板上的點與所述超聲圖像上的點的對應關系。

其中，所述獲取第二圖像及所述第二圖像的空間位置信息，包括：

獲取第二圖像，所述第二圖像包括左通道圖像及右通道圖像；及

計算所述左通道圖像及右通道圖像的空間位置信息。

其中，所述第一超聲圖像具有與所述左通道圖像相同的偏振方向，所述第二超聲圖像具有與所述右通道圖像相同的偏振方向。

其中，所述第一圖像與所述第二圖像疊加融合時，所述第一超聲圖像與所述左通道圖像進行疊加融合，所述第二超聲圖像與所述右通道圖像進行疊加融合。

其中，在將所述第一圖像及所述第二圖像進行融和，以生成第三圖像之后，還包括：

將所述第三圖像處理生成3D格式圖像信號流，并傳輸至立體顯示器。

其中，在對所述第三圖像進行打包格式化并處理生成三維格式圖像信號流，并傳輸至立體顯示器之后，還包括：

在立體顯示器上顯示所述3D格式圖像信號流，以處理并生成所需的圖像。

其中，所述第二圖像為立體內窺鏡圖像。