[發(fā)明專利]用于多模態(tài)自動配準(zhǔn)的反饋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580072747.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN107111875B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·克呂克爾;A·M·塔赫瑪塞比馬拉古奧施
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

一種用于配準(zhǔn)反饋的系統(tǒng)，包括分割模塊(148)，所述分割模塊被配置成分割待配準(zhǔn)的第一圖像中的相關(guān)三維結(jié)構(gòu)并且分割待配準(zhǔn)的第二圖像中的同一相關(guān)結(jié)構(gòu)，以提供所述第一圖像和所述第二圖像的三維分割。配準(zhǔn)模塊(152)被配置成通過將配準(zhǔn)變換應(yīng)用至所述三維分割中的一個以將一個三維分割映射至另一個三維分割的坐標(biāo)空間上來配準(zhǔn)所述第一圖像和所述第二圖像的所述三維分割。顯示器(118)被配置成聯(lián)合地顯示所述第一圖像和所述第二圖像的所述三維分割，所述三維分割中的每一個具有不同的視覺特性以容許辨別聯(lián)合顯示圖像中的所述三維分割中的每一個，使得所述聯(lián)合顯示圖像中的所述三維分割之間的配準(zhǔn)向用戶提供配準(zhǔn)品質(zhì)的即時指示。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及圖像配準(zhǔn)，尤其涉及用于配準(zhǔn)圖像使得能夠?qū)崿F(xiàn)配準(zhǔn)品質(zhì)和精度的即時評估的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

多個成像模態(tài)的自動配準(zhǔn)和融合對于各種診斷和介入操作來說是有益的。具體地說，低成本的實時成像如超聲(US)與現(xiàn)有的3D成像如計算機(jī)斷層掃描(CT)或磁共振成像(MRI)的配準(zhǔn)是期望的。已引入超聲探針的空間跟蹤(例如，使用電磁(EM)跟蹤)以利于例如US-CT配準(zhǔn)。然而，現(xiàn)有CT圖像與EM跟蹤坐標(biāo)系統(tǒng)配準(zhǔn)的剩余任務(wù)需要在患者身上獲得具有EM跟蹤器或基準(zhǔn)標(biāo)記的新CT掃描，或用戶在實時跟蹤的US和現(xiàn)有CT中識別公共點、地標(biāo)或圖像平面的耗時的手動配準(zhǔn)過程。

用于顯示所產(chǎn)生的配準(zhǔn)變換的當(dāng)前方案包括使用配準(zhǔn)變換將用于配準(zhǔn)的靜態(tài)圖像映射到彼此上(例如，將US圖像映射到CT圖像上)，和并排地或在單個“融合的”圖像中顯示映射后的圖像。另一種方法包括使操作者在實時超聲掃描期間應(yīng)用配準(zhǔn)變換，并同時將另一圖像(例如，CT)的對應(yīng)橫截面顯示在屏幕上。這些方法具有缺點并且不是有效的。具體地說，操作者不習(xí)慣于閱讀“融合的”圖像或在閱讀“融合的”圖像上未受訓(xùn)練，并且可能不能辨別融合的圖像是否示出“可接受的”配準(zhǔn)。融合或并排顯示通常僅示出來自US和CT圖像的單個2D片段或2個或3個正交片段。這些片段可能不包含將允許操作者評估配準(zhǔn)品質(zhì)的圖像信息和地標(biāo)。如果操作者想要查看另外的片段，則操作者將需要手動地選擇不同的片段以供顯示。這花費額外的時間。

整個圖像(融合的或并排)的3D體積繪制圖通常僅繪制圖像體積的“外側(cè)”區(qū)域。另外，繪制過程將難以手動調(diào)整，并且許多相關(guān)的地標(biāo)可能被其它不相關(guān)的圖像信息模糊。這也花費額外的時間，并且操作者將需要在實時掃描期間找到相關(guān)的地標(biāo)，所述相關(guān)的地標(biāo)將容許操作者評估配準(zhǔn)。另外，患者的呼吸運動可能改變掃描期間的配準(zhǔn)品質(zhì)，從而潛在地造成另外的混亂。

可使用用于將點從圖像中的一個的坐標(biāo)系統(tǒng)變換至另一圖像的坐標(biāo)系統(tǒng)上的變換T來提供3D超聲與CT結(jié)果的自動配準(zhǔn)。這能夠?qū)崿F(xiàn)圖像在彼此上的映射(或“融合”圖像)。自動配準(zhǔn)的輸出取決于輸入，該輸入包括兩個圖像(例如，CT和超聲)，以及由操作者提供的可能的附加信息(例如，變換的初始估計)。因為輸入的圖像內(nèi)容和操作者輸入的品質(zhì)是高度可變的，所以輸出的品質(zhì)也難以預(yù)測，因此需要操作者審核結(jié)果并且“接受”結(jié)果或“拒絕”結(jié)果并重新開始配準(zhǔn)過程。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本原理，一種用于配準(zhǔn)反饋的系統(tǒng)，包括分割模塊，所述分割模塊被配置成分割待配準(zhǔn)的第一圖像中的相關(guān)三維結(jié)構(gòu)并且分割待配準(zhǔn)的第二圖像中的同一相關(guān)結(jié)構(gòu)，以提供所述第一圖像和所述第二圖像的三維分割。配準(zhǔn)模塊被配置成通過將配準(zhǔn)變換應(yīng)用至所述三維分割中的一個以將一個三維分割映射至另一個三維分割的坐標(biāo)空間上來配準(zhǔn)所述第一圖像和所述第二圖像的所述三維分割。顯示器被配置成聯(lián)合地顯示所述第一圖像和所述第二圖像的所述三維分割，所述三維分割中的每一個具有不同的視覺特性以容許辨別聯(lián)合顯示圖像中的所述三維分割中的每一個，使得所述聯(lián)合顯示圖像中的所述三維分割之間的配準(zhǔn)向用戶提供配準(zhǔn)品質(zhì)的即時指示。