【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于成像设备的姿态估计以及用于确定医疗设备相对于目标的位置的系统和方法
技术介绍
本公开涉及成像领域，并且尤其涉及成像设备的姿态估计以及身体器官的三维成像。对于各种应用，包括不同的成像样式之间的配准或增强现实的生成，可能需要或使用诸如照相机或荧光镜设备之类的成像设备的姿态估计。成像设备的姿态估计的一种已知用途是从处于不同姿态下的由成像设备捕获的一组二维图像构建三维体积。这种三维构造在医学领域中普遍使用并且具有重大影响。存在几种常用的医学方法，例如内窥镜检查程序或微创程序，用于治疗各种影响器官的疾病，包括肝、脑、心脏、肺、胆囊、肾和骨骼。通常，临床医生采用一种或多种成像样式，例如磁共振成像、超声成像、计算机断层扫描(CT)、荧光检查以及其它成像样式，以识别和导航到患者内的感兴趣区域并且最终到达目标进行治疗。在一些程序中，手术前扫描可以用于目标识别和手术中引导。然而，通常可能需要实时成像以获得目标区域的更准确和当前的图像。此外，可能需要显示医疗设备相对于目标以及其周围的当前位置的实时图像数据，以更安全和准确的方式将医疗设备导航至目标(例如对其它组织和器官没有不必要的损害或没有损害)。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种用于根据经由荧光镜成像设备获取的二维荧光镜图像来构建患者体内目标区域的基于荧光镜的三维体数据的系统。该系统包括标记结构和计算设备。该目标区域和标记结构的图像序列是通过荧光镜成像设备获得的。该计算设备被配置为基于对标记结构整体上在多个图像的每个图像上的可能和最可能的投影的检测，估计图
【技术保护点】
1.一种用于根据通过荧光镜成像设备获取的二维荧光镜图像，构建患者体内目标区域的基于荧光镜的三维体数据的系统，其包括：/n标记结构，其中所述目标区域和标记结构的图像序列通过所述荧光镜成像设备获取；和/n计算设备，其被配置为：/n基于对标记结构整体上在多个图像的每个图像上的可能和最可能的投影的检测，估计图像序列的多个图像的荧光镜成像设备的姿态；和/n根据所述荧光镜成像设备的估计姿态，构建所述目标区域的基于荧光镜的三维体数据。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180208 US 62/628,017;20180312 US 62/641,777;20181.一种用于根据通过荧光镜成像设备获取的二维荧光镜图像，构建患者体内目标区域的基于荧光镜的三维体数据的系统，其包括：
标记结构，其中所述目标区域和标记结构的图像序列通过所述荧光镜成像设备获取；和
计算设备，其被配置为：
基于对标记结构整体上在多个图像的每个图像上的可能和最可能的投影的检测，估计图像序列的多个图像的荧光镜成像设备的姿态；和
根据所述荧光镜成像设备的估计姿态，构建所述目标区域的基于荧光镜的三维体数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算设备被进一步配置成：
促进医疗设备接近所述目标区域，其中在获取所述图像序列之前将医疗设备定位在所述目标区域中；和
根据基于荧光镜的三维体数据确定所述医疗设备与目标之间的偏移。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括定位系统，其指示所述医疗设备在患者体内的位置，其中所述计算设备包括显示器并且被配置为：
显示所述目标区域和所述医疗设备相对于目标的位置；
通过所述定位系统和所述显示器促进所述医疗设备到所述目标区域的导航；和
基于所述医疗设备与目标之间的所确定的偏移校正所述医疗设备相对于目标的位置的显示。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述计算设备被进一步配置为：
在所述显示器上显示所述目标区域的3D渲染；和
将所述定位系统配准到所述3D渲染，其中校正所述医疗设备相对于目标的位置的显示包括更新所述定位系统和所述3D渲染之间的配准。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述定位系统是电磁定位系统。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述目标区域包括肺的至少一部分，并且所述医疗设备可通过管腔网络的气道导航到所述目标区域。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述标记结构是周期性图案或二维图案中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述目标区域包括肺的至少一部分，并且所述目标是软组织目标。
9.一种用于从通过荧光镜成像设备获取的目标区域和标记结构的二维(2D)荧光镜图像的序列构建患者体内目标区域的基于荧光镜的三维体数据的方法，其中所述标记结构位于所述患者和所述荧光镜成像设备之间，所述方法包括使用至少一个硬件处理器：
基于检测到所述标记结构整体上在多个图像的每个图像上的可能和最可能的投影，至少针对所述2D荧光镜图像的序列中的多个图像，估计所述荧光镜成像设备的姿态；和
基于所述荧光镜成像设备的估计姿态，构建所述目标区域的基于荧光镜的三维体数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在获取所述图像序列之前将医疗设备定位在所述目标区域中，并且其中所述方法还包括使用所述至少一个硬件处理器根据所述基于荧光镜的三维体数据确定所述医疗设备与所述目标之间的偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括使用所述至少一个硬件处理器：
通过指示所述医疗设备位置的定位系统和通过显示器，促进所述医疗设备到所述目标区域的导航；和
基于所述医疗设备与所述目标之间的所确定的偏移，校正所述医疗设备相对于所述目标的位置的显示。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括使用所述至少一个硬件处理器：
在所述显示器上显示所述目标区域的3D渲染；和
配准所述定位系统到所述3D渲染，
其中校正所述医疗设备相对于所述目标的位置包括更新所述定位系统至所述3D渲染的配准。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所述至少一个硬件处理器，基于先前获取的所述目标区域的CT体数据，生成所述目标区域的所述3D渲染。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述目标区域包括肺的至少一部分，并且其中所述医疗设备可通过管腔网络的气道导航到所述目标区域。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述标记结构是周期性图案或二维图案中的至少一种。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述目标区域包括肺的至少一部分，并且所述目标是软组织目标。
17.一种用于从通过荧光镜成像设备获取的二维荧光镜图像构建患者体内目标区域的基于荧光镜的三维体数据的系统，其包括：
计算设备，其被配置为：
基于标记结构整体在多个图像的每个图像上的可能和最可能的投影的检测，估计图像序列的多个图像的所述荧光镜成像设备的姿态；和
根据所述荧光镜成像设备的估计姿态，构建所述目标区域的基于荧光镜的三维体数据。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述计算设备被进一步配置成：
促进医疗设备接近所述目标区域，其中在获取所述图像序列之前将医疗设备定位在所述目标区域中；和
根据所述基于荧光镜的三维体数据，确定所述医疗设备与所述目标之间的偏移。
19.根据权利要求18所述的系统，还包括定位系统，所述定位系统指示所述医疗设备在患者体内的位置，其中所述计算设备包括显示器并且被配置为：
显示所述目标区域和所述医疗设备相对于所述目标的位置；
通过所述定位系统和所述显示器，促进所述医疗设备到所述目标区域的导航；和
基于所述医疗设备与目标之间的所确定的偏移，校正所述医疗设备相对于所述目标的位置的显示。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述计算设备被进一步配置成：
在显示器上显示所述目标区域的3D渲染；和
配准所述定位系统到所述3D渲染，其中校正所述医疗设备相对于目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·巴拉克，A·比仁鲍姆，G·阿莱克斯安德罗尼，O·P·维加藤，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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