[發(fā)明專利]用于自動(dòng)的計(jì)算機(jī)斷層攝影到計(jì)算機(jī)斷層攝影的配準(zhǔn)的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880076970.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111417345A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈積光;L·A·科伊拉克;O·P·維加藤;R·巴拉克
• 申請（專利權(quán)）人: 柯惠有限合伙公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 高文靜

用于將管腔網(wǎng)絡(luò)的初始計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像與管腔網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)CT圖像配準(zhǔn)的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括：獲取管腔網(wǎng)絡(luò)的初始CT圖像和管腔網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)CT圖像；基于管腔網(wǎng)絡(luò)的初始CT圖像生成管腔網(wǎng)絡(luò)的初始三維(3D)模型；基于管腔網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)CT圖像生成管腔網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)3D模型；基于配準(zhǔn)將初始3D模型與后續(xù)3D模型進(jìn)行匹配；以及對初始3D模型和后續(xù)3D模型的上述匹配執(zhí)行幾何過濾和/或拓?fù)溥^濾。在各種實(shí)施方式中，基于初始3D模型和后續(xù)3D模型的通過匹配是匹配的并且在幾何過濾或拓?fù)溥^濾之后仍然匹配的部分來得出從初始3D模型到后續(xù)3D模型的薄板樣條變換。

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及支氣管配準(zhǔn)，并且更特別地涉及用于將根據(jù)初始計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像生成的患者的氣道的初始三維(3D)體積模型與根據(jù)后續(xù)CT圖像生成的患者的氣道的后續(xù)3D體積模型進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)的設(shè)備、系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

相關(guān)技術(shù)的描述

用于檢查患者的氣道的常見設(shè)備是支氣管鏡。典型地，支氣管鏡通過患者的鼻子或嘴插入患者的氣道中，并且可以延伸到患者的肺中。典型的支氣管鏡包括伸長的撓性管，該伸長的撓性管具有：用于照明支氣管鏡尖端遠(yuǎn)側(cè)的區(qū)域的照明組件；用于提供來自支氣管鏡尖端的視頻圖像的成像組件；以及工作通道，器械例如診斷器械諸如活檢工具、治療器械可以通過該工作通道被插入。

然而，支氣管鏡由于其尺寸而在其可以前進(jìn)通過氣道多遠(yuǎn)上受到限制。在支氣管鏡太大而無法到達(dá)肺深處的目標(biāo)位置的情況下，臨床醫(yī)生可以利用某些實(shí)時(shí)成像模式，諸如計(jì)算機(jī)斷層攝影或熒光鏡檢查。CT和熒光鏡檢查圖像雖然有用，但由于常常難以將管腔(luminal，內(nèi)腔的)通道與固體組織區(qū)分開，因此存在針對導(dǎo)航的某些缺點(diǎn)。而且，生成的圖像是二維的，而導(dǎo)航患者的氣道需要在三個(gè)維度上進(jìn)行操縱的能力。

已經(jīng)開發(fā)出能夠典型地根據(jù)一系列計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)圖像開發(fā)氣道或其他管腔網(wǎng)絡(luò)的3D模型的系統(tǒng)。已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)這樣的系統(tǒng)作為MedtronicPLC目前出售的ELECTROMAGNETIC NAVIGATION (ENB^TM)系統(tǒng)的一部分。這樣的系統(tǒng)的詳細(xì)情況在Gilboa于2004年3月29日提交的、題目為“用于導(dǎo)航到分支結(jié)構(gòu)中的目標(biāo)的內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)和技術(shù)(ENDOSCOPE STRUCTURES AND TECHNIQUES FOR NAVIGATINGTO A TARGET IN BRANCHED STRUCTURE)”的共同轉(zhuǎn)讓的第7,233,820號美國專利中進(jìn)行了描述，該美國專利的全部內(nèi)容通過引用合并于文中。

在ENB程序期間，將磁導(dǎo)航信息配準(zhǔn)到患者的CT掃描非常重要。如本領(lǐng)域所理解的，“配準(zhǔn)”是指將一個(gè)空間中的位置或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成另一空間中的位置或坐標(biāo)的平移、映射、變換等。為了執(zhí)行這樣的配準(zhǔn)，已經(jīng)開發(fā)了若干方法。一種稱為手動(dòng)配準(zhǔn)的方法是基于用支氣管鏡對主氣道分支點(diǎn)進(jìn)行視覺識別并且將它們與CT掃描上視覺識別的點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。在程序期間，用戶用裝配有磁感測線圈的導(dǎo)管將支氣管鏡導(dǎo)航到氣道中的分支點(diǎn)，并且手動(dòng)創(chuàng)建分支點(diǎn)與磁導(dǎo)航空間中的位置之間的關(guān)聯(lián)。另一種稱為自動(dòng)配準(zhǔn)的方法是基于使用在其尖端處具有磁傳感器的導(dǎo)管從氣道收集點(diǎn)云(稱為測量(survey，勘測、探測))，然后使用分割算法將測量擬合到根據(jù)CT掃描得出的氣道樹的圖像。雖然將磁導(dǎo)航信息配準(zhǔn)到患者的CT掃描是有用的，但始終存在對提高配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性的需要。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開內(nèi)容提供了用于將根據(jù)初始CT圖像生成的患者的氣道的初始3D體積模型與根據(jù)后續(xù)CT圖像生成的患者的氣道的后續(xù)3D體積模型進(jìn)行配準(zhǔn)的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所公開的技術(shù)可以用于在患者隨訪期間比較連續(xù)的CT圖像之間的關(guān)注點(diǎn)，并且可以用于將初始CT圖像中的計(jì)劃路徑傳遞到后續(xù)CT圖像。