[發明專利]利用血管叢結構的彈性映射的圖像處理方法和裝置

在審

• 申請號: 201910112740.7
• 申請日: 2019-02-13
• 公開（公告）號: CN110164528A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 喬治·塞梅利斯
• 申請（專利權）人: 徠卡儀器（新加坡）有限公司
• 主分類號: G16H30/00
• 分類號: G16H30/00;G06T7/30;A61B34/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發明涉及一種圖像處理方法和一種醫學觀察裝置(1)。圖像處理方法用于特別在手術期間實時顯示軟生物組織(12)的輸出圖像數據(54)，所述圖像處理方法包括以下步驟：提供所述軟生物組織(12)的術前三維圖像數據(6)，在可見光譜和近紅外光譜的至少一種中獲取所述軟生物組織(12)的術中圖像數據(14)，在所述術中圖像數據(14)中自動識別至少一個血管叢結構(48)，在所述術前三維圖像數據(6)中識別至少一個經過識別的血管叢結構(48)，基于所述至少一個經過識別的血管叢結構(48)，將所述術前三維圖像數據(6)與術中圖像數據(14)彈性匹配，從彈性匹配的術前三維圖像數據(6)和術中圖像數據(14)形成輸出圖像數據(54)。

技術領域

本發明涉及一種用于特別在手術期間實時顯示軟組織圖像的圖像處理方法和醫學觀察裝置。

背景技術

目前，圖像引導手術通常用于某些類型的外科手術，例如腦外科手術。圖像引導手術利用存儲的關于手術區域的圖像數據形式的術前三維信息。這種術前三維圖像數據可以例如采用磁共振成像獲得。在手術期間，術前信息在視覺上與待進行手術的組織的實際光學視圖對準。利用術前三維信息，可以看到組織結構，例如腫瘤或血管叢結構，否則這些組織結構在可見組織的表面下是不可見的。

利用術前三維信息有助于外科醫生找到并到達組織的某個區域，以避開諸如神經、動脈和靜脈的敏感組織，和/或有效地移除某些組織，例如腫瘤。

為了將術前三維信息與外科醫生的實際視野對準，通常使用立體紅外相機或傳感器以檢測固定在患者身體上的光學或電磁標記。

然而，如果在軟組織上進行手術，由于軟組織可以相對于標記移位和變形，這些方法的空間精確度是不夠的。

因此，在現有系統中，在手術期間的一個點處，外科醫生需要手動地將術前三維信息與他的實際視野對準。這耗費時間，時間對于所有手術都是至關重要的。此外，也應該避免外科醫生從手術中分心。

發明內容

本發明涉及一種圖像處理方法和一種醫學觀察裝置，例如顯微鏡或內窺鏡。所述裝置和方法用于顯示軟生物組織的輸出圖像數據。在圖像引導手術中，將軟生物組織的術前三維圖像數據與手術期間獲取的術中圖像數據彈性匹配。通過將彈性匹配的術前三維圖像數據與術中圖像數據一起顯示，可以使外科醫生知道可見表面層下方的軟生物組織的一致性。如果在可能變形和移位的軟生物組織上進行手術，則需要手動重新調整用于圖像引導手術的現有系統。為了避免這種情況，根據本發明的裝置和方法基于軟生物組織的術中圖像數據進行術前三維圖像數據的彈性匹配。首先在術中圖像數據中識別至少一個血管叢結構，然后在術前三維圖像數據中識別相同的血管叢結構。然后，將術前三維圖像數據中的血管叢結構與術中圖像數據中的血管叢結構彈性匹配。將彈性匹配的術前三維圖像數據與術中圖像數據組合，生成輸出圖像數據。優選地，使用來自已注入到軟生物組織中的熒光團的熒光來識別至少一個血管叢結構。

因此，本發明的目的是提供一種方法和裝置，即使在手術期間容易變形和移位的軟組織上進行手術，也能夠進行圖像引導手術。

根據本發明的方法，該目的通過一種用于特別在手術期間實時顯示軟組織圖像的圖像處理方法來解決，該圖像處理方法包括以下步驟：提供軟生物組織的術前三維圖像數據；在可見光譜和近紅外光譜的至少一種中獲取軟生物組織的術中圖像數據；在術中圖像數據中自動識別至少一個血管叢結構；在術前三維圖像數據中識別至少一個經過識別的血管叢結構；通過將術前三維圖像數據的至少部分映射到術中圖像數據中的至少一個經過識別的血管叢結構，將術前三維圖像數據與術中圖像數據彈性匹配，從彈性匹配的術前三維圖像數據和術中圖像數據形成輸出圖像數據。