[發明專利]基于CT-MRI融合的介入計劃導航系統及其導航方法

有效

• 申請號: 201910620772.8
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110464459B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 紀建松;戴亞康;胡冀蘇;周志勇;趙中偉
• 申請（專利權）人: 麗水市中心醫院;中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61B17/34;G06N3/08;G06T7/11;G06T7/168;G06T7/30
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 韓飛

本發明公開了一種基于CT?MRI融合的介入計劃導航系統及其導航方法，該系統包括：術前規劃模塊，在MRI圖像中分割出前列腺區域和尿道，并標記可疑病灶區域，再構建三維模型，最后規劃出最佳穿刺路徑；空間定位模塊，其用于完成病人的CT圖像和MRI圖像的空間配準，并獲取磁定位儀空間與CT圖像空間的變換矩陣；穿刺引導模塊，其用于獲取穿刺針的位置和姿態，引導穿刺針行進。本發明通過結合CT和MRI的成像優勢，在不改變CT引導的前提下，有助于定位可疑病灶，明確診療目標區域，提高前列腺介入手術的精準性；充分結合多種模態的醫學圖像信息、空間定位技術及三維可視化技術，使手術的引導更直觀，提高了前列腺介入手術的便捷性。

技術領域

本發明涉及醫療技術領域，特別涉及一種基于CT-MRI融合的介入計劃導航系統及其導航方法。

背景技術

前列腺癌是男性泌尿生殖系統最常見的惡性腫瘤之一。隨著人們生活習慣及飲食習慣的改變，我國前列腺癌的發病率近年增長較快。早期前列腺癌應用治愈性治療后的效果較好，因此前列腺癌的早期診斷早期治療至關重要。

介入手術在前列腺癌的活檢、粒子植入及冷凍消融等診療中發揮了重要作用。與超聲引導相比，CT引導更加客觀，但CT對軟組織器官的分辨力有限，造成前列腺與周圍組織的邊界顯示模糊，更重要的是除了前列腺中的鈣化灶外，其他類型的病灶不易在CT中顯現，給精準的前列腺介入手術造成困難。另一方面MRI雖然成像速度慢不適于進行介入引導，但其對軟組織分辨力很強，多種成像序列可用于病灶的識別和定位，被越來越多的應用于前列腺診斷。因此，將CT和MRI圖像信息進行融合，結合兩者的優勢，有助于實現精準的前列腺介入手術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于CT-MRI融合的介入計劃導航系統及其導航方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于CT-MRI融合的介入計劃導航系統，包括：

術前規劃模塊，其用于對病人的MRI圖像的進行預處理，然后基于MRI圖像分割出前列腺區域和尿道，并標記可疑病灶區域，再構建前列腺區域、尿道和可疑病灶區域三維模型，最后規劃出最佳穿刺路徑；

空間定位模塊，其用于完成病人的CT圖像和MRI圖像的空間配準，并獲取磁定位儀空間與CT圖像空間的變換矩陣；

穿刺引導模塊，其用于在所述空間定位模塊的基礎上獲取穿刺針的位置和姿態，使穿刺針可以實時模擬顯示在CT圖像空間中，并結合規劃出的最佳穿刺路徑，引導穿刺針行進。

一種如上所述的基于CT-MRI融合的介入計劃導航系統的導航方法，包括以下步驟：

1)通過所述術前規劃模塊完成基于病人MRI圖像的術前規劃；

2)通過所述空間定位模塊完成基于CT-MRI融合的空間定位；

3)通過所述穿刺引導模塊進行術中穿刺針引導。

優選的是，所述步驟1)具體包括：

1-1)圖像預處理：導入預先掃描的待手術病人的MRI圖像，若圖像為仰臥位，將圖像圍繞病人腳到頭方向軸逆時針旋轉180度，所有其余序列圖像以T2W序列圖像為基準進行配準；

1-2)前列腺分割：選取T2W序列圖像，使用半自動分割方法分割得到前列腺區域R1；

1-3)尿道分割：使用手工標注方法在T2W圖像上標記出尿道區域R2；

1-4)標記病灶：選取一個或多個序列分別標記可疑病灶，并對各序列得到的可疑病灶區域取并集，最終得到可疑病灶區域R3；

1-5)三維建模：使用Marching Cubes方法計算前列腺體區域R1、尿道區域R2和可疑病灶區域R3的表面模型，并使用三維可視化方法顯示；