[發(fā)明專(zhuān)利]確定磁共振圖像中的正中矢狀平面的方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011345752.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112950648A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肯尼思·馬克·沙利文;趙在斗;鄭興;姜鎮(zhèn)萬(wàn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社高迎科技
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/11
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/11;G06T7/187;G06T7/62;G06T7/66;A61B5/055
• 代理公司: 北京青松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發(fā)明公開(kāi)了一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的用于從大腦的多個(gè)磁共振圖像以測(cè)量體積來(lái)確定正中矢狀平面的方法。接收多個(gè)MR圖像并將其轉(zhuǎn)換為在3D坐標(biāo)空間中定義的3D體積圖像。基于預(yù)訓(xùn)練分割模型對(duì)3D體積圖像中的前連合區(qū)域、后連合區(qū)域和第三腦室區(qū)域進(jìn)行語(yǔ)義分割，以生成標(biāo)記有前連合區(qū)域、后連合區(qū)域和第三腦室區(qū)域的3D掩模圖像。基于有標(biāo)記的3D掩模圖像，構(gòu)建分割的第三腦室區(qū)域的3D體積圖像。基于第三腦室區(qū)域的3D體積圖像確定正中矢狀平面。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本發(fā)明基于并要求于2019年11月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第62/940,576號(hào)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及磁共振成像，并且更具體地，涉及確定大腦磁共振圖像中的正中矢狀平面。

本發(fā)明源自作為韓國(guó)中小企業(yè)和創(chuàng)業(yè)部的WC300項(xiàng)目的技術(shù)開(kāi)發(fā)支持的一部分而進(jìn)行的研究。

[項(xiàng)目編號(hào)：S2482672，項(xiàng)目名稱(chēng)：具有一種匹配精度為1mm或更小的外科導(dǎo)航融合頭頸外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)]。

背景技術(shù)

大腦被認(rèn)為是人體中最復(fù)雜的器官。因此，當(dāng)有必要進(jìn)行需要進(jìn)入患者大腦內(nèi)部的手術(shù)時(shí)，醫(yī)生通常會(huì)在手術(shù)前進(jìn)行路徑規(guī)劃，以對(duì)在頭皮上的準(zhǔn)確放置以及將手術(shù)器械插入大腦進(jìn)行計(jì)劃。例如，在進(jìn)行深度腦刺激手術(shù)以治療帕金森氏病的情況下，可以在患者的大腦中插入諸如電極的手術(shù)器械，以便在手術(shù)期間將電脈沖施加到大腦的目標(biāo)區(qū)域。

在路徑規(guī)劃期間，可以在計(jì)算機(jī)顯示器上與用于選擇大腦中的前連合(AC)和后連合(PC)的手段一起向醫(yī)生顯示患者大腦的磁共振(MR)圖像。AC和PC是連接大腦兩個(gè)半球的神經(jīng)組織束。因此，AC和PC經(jīng)常用作大腦成像中的解剖學(xué)界標(biāo)或參考框架，以幫助醫(yī)生準(zhǔn)確地識(shí)別大腦中的目標(biāo)區(qū)域并確定將手術(shù)儀器插入大腦的位置、角度、深度等。

在常規(guī)方法中，醫(yī)生可以檢查大腦的MR圖像并手動(dòng)確定大腦的中心平面以將圖像與估計(jì)的平面對(duì)齊。這樣的中心平面也被稱(chēng)為中線(ML)平面、中平面或正中矢狀平面(MSP)，并且可以在用于手術(shù)治療的路徑規(guī)劃期間用作界標(biāo)。但是，手動(dòng)確定MSP會(huì)很耗時(shí)，從而延長(zhǎng)了路徑規(guī)劃過(guò)程。此外，手動(dòng)確定的MSP可能在醫(yī)生之間大不相同，或者可能不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于基于AC區(qū)域、PC區(qū)域和第三腦室區(qū)域的3D掩模圖像來(lái)以測(cè)量體積來(lái)確定正中矢狀平面的方法和設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的，用于從大腦的多個(gè)磁共振(MR)圖像以測(cè)量體積來(lái)確定正中矢狀平面(MSP)的方法。在該方法中，接收多個(gè)MR圖像并將其轉(zhuǎn)換為在3D坐標(biāo)空間中定義的3D體積圖像。基于預(yù)訓(xùn)練分割模型，對(duì)3D體積圖像中的前連合(AC)區(qū)域、后連合(PC)區(qū)域和第三腦室區(qū)域進(jìn)行語(yǔ)義分割，以生成標(biāo)記有AC區(qū)域、PC區(qū)域和第三腦室區(qū)域的3D掩模圖像。基于有標(biāo)記的3D掩模圖像，構(gòu)建分割的第三腦室區(qū)域的3D體積圖像。基于第三腦室區(qū)域的3D體積圖像確定MSP。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了一種用于從大腦的多個(gè)MR圖像以測(cè)量體積來(lái)確定MSP的圖像處理裝置。該圖像處理裝置包括處理器，該處理器被配置為：接收多個(gè)MR圖像；將多個(gè)MR圖像轉(zhuǎn)換為3D坐標(biāo)空間中定義的3D體積圖像；基于預(yù)訓(xùn)練分割模型對(duì)3D體積圖像中的前連合(AC)區(qū)域、后連合(PC)區(qū)域和第三腦室區(qū)域進(jìn)行語(yǔ)義分割，以生成標(biāo)記有AC區(qū)域、PC區(qū)域和第三腦室區(qū)域的3D掩模圖像；基于有標(biāo)記的3D掩模圖像，構(gòu)建分割的第三腦室區(qū)域的3D團(tuán)塊(blob)；并基于第三腦室區(qū)域的3D團(tuán)塊確定MSP。