[發明專利]一種基于多模態圖像融合的介入治療引導方法及系統

在審

• 申請號: 202310118474.5
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN116236280A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 張延慧;張偉光;鄭浩;雅克?蘇凱;丁勇;張益聰
• 申請（專利權）人: 逸超醫療科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61B17/34;G06T5/50;G06T7/11;G06T7/33
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 鄭延斌

本發明提供一種基于多模態圖像融合的介入治療引導方法及系統，其中方法包括：從CT/MR三維數據中檢測患者腹部的最小三維包圍盒；從最小三維包圍盒中依次提取皮膚區域、病變區域、血管區域和肋骨區域；基于皮膚區域、病變區域、血管區域和肋骨區域，規劃進針路徑；基于進針路徑，從CT/MR三維數據中提取二維關鍵圖像；采集患者腹部的超聲B圖像，并與二維關鍵圖像進行配準；基于配準結果，進行第一引導。本發明通過在CT/MR圖像上進行一系列術前規劃操作，以及將二維超聲圖像與三維CT/MR圖像相融合，替代了傳統的導航設備在肝臟腫瘤介入治療中的作用，簡化了操作場景，提升介入效率和靈活性。

技術領域

本發明涉及醫療智能設備技術領域，特別涉及一種基于多模態圖像融合的介入治療引導方法及系統。

背景技術

介入治療是一種借助醫學成像設備引導而達到微創精準治療目的的治療方法。借助超聲等成像設備的信息引導，只需要通過幾毫米的切口就可以進行穿刺操作，介入治療因其無需手術、創傷小、恢復快、療效好等優點，在腫瘤診斷和治療中得到廣泛應用。

目前的肝臟腫瘤介入手術系統通常包含成像設備、圖像處理模塊、定位設備和機械臂四部分。成像設備用于實時顯示待消融區域和病灶區域的相對位置，用戶通過調整消融設備的具體位置，可以實時查看其相對于病灶區域的相對位置，從而起到引導的作用。圖像處理模塊負責進行一些實時的數值計算，例如圖像配準、消融區域覆蓋率等量化指標。定位設備用于實時追蹤工作范圍內的傳感器在全局坐標系內的空間坐標，將這些傳感器固定到手術器具上，即可對手術器具進行實時追蹤。機械臂是一個可選器件，主要負責將手術器具沿著已規劃路徑移動到指定位置；也可不采用機械臂，而是通過成像設備的引導手動將手術器具移至指定位置。

但是，這一引導方案存下如下不足：

1、上述定位設備通常采用磁導航設備或者光學導航設備，這些設備的使用使得手術場景較為凌亂；并且這些設備的工作空間有限，當傳感器移至工作空間邊界時，設備的系統精度會逐漸降低，超出工作空間將無法使用，通常有效工作空間只有1-2立方米。另外，高精度的導航系統較為昂貴，價格在幾萬到十幾萬不等。

2、定位設備雖然可以達到亞毫米誤差精度，但是對工作環境也比較敏感。例如光學導航設備對環境光線的要求較高，過亮的環境光可能導致系統誤差增大；使用磁導航設備要盡量避免外界物體對磁場和傳感器的干擾。

3、傳統的介入治療中，確定了術前規劃方案后，術中引導的目的就是將手術器具沿著既定規劃送到指定位置；通常這些規劃路徑是單一且死板的，用戶通過引導重現這些路徑并非易事，甚至是費時費力的。

發明內容

本發明目的之一在于提供了一種基于多模態圖像融合的介入治療引導方法，通過在CT/MR圖像上進行一系列術前規劃操作，以及將二維超聲圖像與三維CT/MR圖像相融合，替代了傳統的導航設備在肝臟腫瘤介入治療中的作用，簡化了操作場景，提升了介入效率和靈活性，大大降低了治療成本。

本發明實施例提供的一種基于多模態圖像融合的介入治療引導方法，包括：

從CT/MR三維數據中檢測患者腹部的最小三維包圍盒；

從所述最小三維包圍盒中依次提取皮膚區域、病變區域、血管區域和肋骨區域；

基于所述皮膚區域、病變區域、血管區域和所述肋骨區域，規劃進針路徑；

基于所述進針路徑，從所述CT/MR三維數據中提取二維關鍵圖像；

采集患者腹部的超聲B圖像，并與所述二維關鍵圖像進行配準；

基于配準結果，進行第一引導。

優選的，從所述最小三維包圍盒中依次提取皮膚區域、病變區域、血管區域和肋骨區域，包括：