[發(fā)明專利]一種前列腺術(shù)彈性配準方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710371488.2
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107028626B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京龍慧珩醫(yī)療科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: A61B10/02
• 分類號: A61B10/02;A61B17/34;A61B34/10;A61B34/20
• 代理公司: 北京潤川律師事務(wù)所 11643
• 代理人: 王曉媛

本發(fā)明目的是利用高精度電磁定位儀實時跟蹤超聲換能器和穿刺針引導(dǎo)前列腺穿刺，并提供一種實時二維超聲和術(shù)前MRI圖像融合引導(dǎo)下的前列腺靶向穿刺，通過多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準和融合技術(shù)，結(jié)合術(shù)前MRI圖像的診斷優(yōu)勢與TRUS圖像的實時引導(dǎo)優(yōu)勢來提供更高質(zhì)量的靶向引導(dǎo)穿刺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器領(lǐng)域，具體的涉及一種用于前列腺穿刺術(shù)的二維超聲序列和三維磁共振圖像的彈性配準方法。

背景技術(shù)

前列腺癌是男性人群中最常見的癌癥之一，并且其致死率在非皮膚癌中排行第二。目前，最為流行的前列腺癌篩查方法是血清前列腺特異性抗原篩查，其次是在實時2D經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下進行的六次或更多次活檢。作為這一程序的部分，通常將前列腺分為6個等體積的區(qū)域。以系統(tǒng)的、但本質(zhì)上無方向性的方式從這六個區(qū)域中的每個獲取一次或多次活檢。這一程序稱為六分儀活檢。

由于六分儀活檢成本低并且相對于檢測前列腺癌的其他方法較為簡單而被廣泛使用。然而，六分儀活檢已經(jīng)表現(xiàn)出具有嚴重的假陰性率，并且可能關(guān)于活檢的真實位置不準確。通常使用前列腺的原始標準圖報告六分儀活檢的結(jié)果，在前列腺的原始標準圖上，病理醫(yī)師手動地注解活檢結(jié)果。這張圖本質(zhì)上是不準確的，因為進行注解的病理醫(yī)師不知道活檢的真實部位。經(jīng)直腸超聲(TRUS)引導(dǎo)的系統(tǒng)性穿刺活檢似乎解決了上述的技術(shù)難題，因其實時性，成像無輻射，低成本和操作簡單等性能已成為檢查診斷前列腺癌的重要指標。但是，超聲成像速度快，雖然可以在術(shù)中實時成像，但由于超聲波圖像的分辨率有限，圖像中軟組織間的區(qū)分度也不高，雖能實時追蹤采樣導(dǎo)管的位置，卻無法通過圖像對病變組織進行精確定位，導(dǎo)致單純基于超聲的采樣方法，對癌癥檢測的靈敏度不高，只有60％至85％。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是利用高精度電磁定位儀實時跟蹤超聲換能器和穿刺針引導(dǎo)前列腺穿刺，并提供一種實時二維超聲和術(shù)前MRI圖像融合引導(dǎo)下的前列腺靶向穿刺，通過多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準和融合技術(shù)，結(jié)合術(shù)前MRI圖像的診斷優(yōu)勢與TRUS圖像的實時引導(dǎo)優(yōu)勢來提供更高質(zhì)量的靶向引導(dǎo)穿刺。該方法主要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的以下技術(shù)問題：

前列腺MRI和超聲圖像差異大、前列腺受探頭擠壓產(chǎn)生較大形變以及超聲圖像中可用于配準的特征較少等原因，前列腺MRI-TRUS圖像的配準都需要臨床醫(yī)生花費大量時間對MRI和TRUS數(shù)據(jù)做手動分割，且分割結(jié)果的不穩(wěn)定對配準效果的影響較大，較具臨床實用性的為Xu?S，Kruecker?J提出的基于電磁定位器的前列腺靶向穿刺系統(tǒng)，該系統(tǒng)先對術(shù)前MRI和3D?TRUS圖像進行手動剛體配準，然后在穿刺過程中利用電磁定位技術(shù)進行二維和三維經(jīng)直腸超聲圖像配準，最后根據(jù)術(shù)前剛體配準結(jié)果計算術(shù)中二維超聲圖像與術(shù)前MRI圖像的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系，然而，該系統(tǒng)中使用的3D?TRUS數(shù)據(jù)是基于附在超聲探頭上的電磁定位傳感器和系列二維圖像數(shù)據(jù)重建得到，此方法計算量大、掃描時間長，且重建掃描過程探頭易對前列腺造成不同程度的擠壓、影響重建精度。

本發(fā)明基于多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準和融合技術(shù)，聯(lián)合術(shù)前MRI圖像的診斷優(yōu)勢和TRUS圖像的實時引導(dǎo)優(yōu)勢，開發(fā)出質(zhì)量更高的前列腺靶向穿刺引導(dǎo)系統(tǒng)，開發(fā)出質(zhì)量更高的前列腺靶向穿刺引導(dǎo)裝置，借助于電磁定位儀準確的定位超聲探頭和穿刺針，通過MRI與3D?TRUS手動剛體配準，利用MRI圖像對早期前列腺癌的高特異性，準確選擇定位穿刺區(qū)域作為感性興趣區(qū)，這種選擇性的穿刺活檢與以往的六分儀活檢方法不同，六分儀活檢通常分別從前列腺頂部、中部和底部、左右兩側(cè)平均分成六部分，進行代表性樣品取出，這種隨機的活檢是在沒有準確掌握癌癥位置時所進行的預(yù)測，無法保證癌癥的高檢出率，采用本發(fā)明的只對感興趣區(qū)域選點穿刺方法，通過術(shù)前影像信息完全能提供給醫(yī)生清晰地、立體的前列腺病變區(qū)域，從而提高前列腺癌的檢出率，而本發(fā)明所提出的一種前列腺術(shù)彈性配準方法解決了傳統(tǒng)的圖像重建方法計算量大、花費時間長以及重建掃描過程中由超聲探頭擠壓前列腺引起的形變差異導(dǎo)致重建精度低等缺點，提高三維數(shù)據(jù)的精確性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：