生成医学结果图像制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使用当前图像（CI）、目标图像（TI）和参考图像（REFI）来生成医学结果图像（RESI）的方法。所有图像至少部分地描绘了患者（6）的相同身体区域。所述方法包括以下步骤：i.在目标图像内定义（S13；S23）至少一个图像片段（ISEG），ii.通过针对目标图像内的每个图像片段建立配准矩阵（REGMA）来将参考图像与目标图像配准（S14；S24），其中配准矩阵特定于相应的图像片段，iii.检测（S16；S26）外科手术器械在当前图像中的位置（IPOS），所述位置对应于目标图像的图像片段，以及iv.通过使用被指派给根据外科手术器械在当前图像内的位置的图像片段的配准矩阵来融合当前图像和参考图像，从而生成（S17；S27）医学结果图像。还提供了执行这种方法的其计算单元、包括这种单元的医学成像设备、以及计算机程序产品、计算机可读介质。介质。介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成医学结果图像
[0001]将三维（3D，体积）图像数据集进行组合是已知的，每个数据集是使用3D/3D配准技术在独立的医学成像模态下获取的。例如，计算机断层扫描（CT）3D图像或磁共振断层扫描（MRT）3D图像可以与血管造影术/血管造影3D图像融合、或者叠加在血管造影术/血管造影3D图像上。进一步已知的是，将期望的体积数据集叠加到二维（2D）荧光透视术/荧光透视图像上，以通过显示该叠加来提供直观的手术内指导（intra
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procedural guidance）。可以随着血管造影系统（例如，用于获取荧光透视图像的C形臂血管造影x射线系统）的几何改变来动态地更新叠加体积。因此，可以惯常地和/或在介入过程之前很久被获取的诊断医学成像数据集因此可以用于提供附加的解剖信息。使用3D CT血管造影术（CTA）或MRT血管造影术（MRA），可以在导管插入术、支架置入术或盘绕术（coiling）过程之类的介入过程期间提供详细的血管信息。因此，可以减少重复性的手术内2D/3D血管造影术获取，从而有利地减少了针对患者的总x射线剂量和/或对比剂（contrast agent）负担。用于这些过程的示例例如被描述在ZHANG、Qiang等人的“CBCT
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based 3D MRA and angiographic image fusion and MRA image navigation for neuro interventions”（in：Medicine；Vol. 95，No. 32；第1
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7页；DOI 10.1097/MD.0000000000004358；2016年）或ZHANG、Qiang等人的“Three
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dimensional image fusion of CTA and angiography for real
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time guidance during neuro interventional procedures”（in：Neuroimaging；第1
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7页；2016年）中。
[0002]关于包括涉及脑部、髓质、头部和/或颈部的血管失调（vascular disorder）的血管内治疗以及其他外周血管畸形的血管内治疗的神经介入，提供对整个感兴趣区域的血管系统的概览是特别有利的。可以通过产生CTA或MRA 3D路径图（roadmap）并且将其与3D血管造影术（例如，西门子DynaCT大体积或DynaCT 360技术，其使得能够使用覆盖了从主动脉弓到颅端的视场（FOV）的30*40cm2检测器来对患者进行纵向平行扫描（portrait scan））进行配准来提供该概览。然而，患者位置在CTA/MRA与血管造影术获取之间通常是不同的，这主要是由于颈椎扭曲。这妨碍了基于3D/3D骨结构的全局配准，并且通常会在3D血管路径图绘制期间引入不准确性。
[0003]为了针对这些路径图不准确性进行校正，已知的是，使用附加的、优选地是手术内数字减影血管造影术（DSA）来调整CTA/MRA与实时血管位置之间的任何偏差。这涉及相当多的对比剂施用，这是由于在理想情况下要针对不同的解剖区域来重复DSA。
[0004]替代地，已知的是，获取胸
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颈和颅部区域的个体3D血管造影术图像，从而确保针对当前感兴趣区域的最佳配准准确度，同时保持了对从主动脉弓到颅内血管的整个主动脉上循环的概览。当然，针对每次3D血管造影术获取，需要单独地执行3D/3D配准（参见ZHANG、Qiang等人的“Three
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dimensional image fusion of CTA and angiography for real
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time guidance during neuro interventional procedures”；in：Neuroimaging；第1
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7页；2016年）。
[0005]这两种方法都涉及针对患者的附加对比剂和/或X射线剂量负担。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种替代的手段和/或方法，其允许手术内医学图像叠加，同时保持患者X射线剂量和对比剂施用尽可能低。
[0007]该目的通过根据独立权利要求的用于使用当前图像、目标图像和参考图像来生成医学结果图像的方法、对应的计算单元、医学成像设备、计算机程序产品、以及计算机可读存储介质来解决。替代和/或优选实施例是从属权利要求的目的。
[0008]在下文中，关于所要求保护的设备以及关于所要求保护的方法来描述根据本专利技术的技术解决方案。本文中描述的特征、优点或替代实施例同样可以被指派给其他要求保护的目的，并且反之亦然。换句话说，论述本专利技术方法的权利要求可以由关于设备而描述或要求保护的特征来改进。在这种情况下，例如，该方法的功能性特征由设备的目标单元来体现。
[0009]本专利技术的第一方面涉及一种用于使用当前图像、目标图像和参考图像来生成医学结果图像的方法。所涉及的所有图像至少部分地描绘了患者的相同身体区域。当前图像、参考图像和目标图像全部是使用医学成像设备获取的医学图像，该医学成像设备如计算机断层扫描系统、磁共振断层扫描系统、C形臂x射线系统等。患者的所描绘的身体区域对应于身体部位、身体（子）区域，如腹部、胸部、颈部、头部等。参考图像、目标图像和当前图像至少部分地描绘了相同身体区域，即它们全部包括或示出了至少一个共同的解剖结构、器官、组织等。参考图像、目标图像和当前图像中的每一个可以包括在其他图像之一中不存在的附加或额外的解剖结构。换句话说，当前图像、目标图像和参考图像可以覆盖不同或相同的视场。优选地，参考图像和目标图像覆盖比当前图像更大的视场。虽然目标图像优选地是三维图像、最优选地是血管造影术图像，但是当前图像优选地是二维图像、最优选地是荧光透视术图像。当前图像优选地描绘了其中发生医学、即外科手术介入的场景和/或身体部位。优选地，使用相同的医学成像设备来获取目标图像和当前图像。优选地，使用C形臂x射线设备来获取它们。优选地，在对患者的医学或外科手术介入过程（例如，导管插入术、支架置入术或盘绕术过程）中获取目标图像和当前图像。进一步优选地，在与所成像的身体区域的初始图像相对应的医学介入开始时获取目标图像。优选地，在医学介入期间的任意稍后时间点处获取当前图像。优选地，参考图像是手术前三维图像，例如磁共振血管造影术图像或计算机断层扫描血管造影术图像。最优选地，参考图像描绘了图像患者的血管系统的概览。换句话说，参考图像不是在相同的医学过程中获取的，而是优选地在介入之前获取的。进一步优选地，参考图像是作为诊断图像来获取的，作为患者的医学检查路径和/或疗法路径的一部分，并且存在于电子患者健康记录文件中，并且被存储在数据库中，例如存储在医学企业或医院的本地PACS（图片存档和通信系统）中、或者存储在云数据存储装置中。
[0010]在本专利技术方法中涉及的所有图像可以优选地是根据DICOM标准等的数字图像文件。这些图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用当前图像（CI）、目标图像（TI）和参考图像（REFI）来生成医学结果图像（RESI）的方法，所有图像至少部分地描绘了患者（6）的相同身体区域，所述方法包括以下步骤：i. 在目标图像内定义（S13；S23）至少一个图像片段（ISEG），ii. 通过针对目标图像内的每个图像片段建立配准矩阵（REGMA）来将参考图像与目标图像配准（S14；S24），其中配准矩阵特定于相应的图像片段，iii. 检测（S16；S26）外科手术器械在当前图像中的位置（IPOS），所述位置对应于目标图像的图像片段，以及iv. 通过使用被指派给根据外科手术器械在当前图像内的位置的图像片段的配准矩阵来融合当前图像和参考图像，从而生成（S17；S27）医学结果图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤i.和ii.中，将当前图像用作目标图像。3.根据权利要求1所述的方法，其中在外科手术介入的过程中，重复地更新当前图像，并且使用更新的当前图像来重复步骤iii.至iv.。4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤i.和ii.中，将在外科手术介入期间首先获取的当前图像用作目标图像。5.根据权利要求3所述的方法，其中在外科手术介入的过程中，重复步骤i.和ii.，以使用更新的当前图像作为目标图像来建立至少一个更新的配准矩阵，其中在步骤iv.中使用所述至少一个更新的配准矩阵来生成医学结果图像。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤ii.中，图像片段特定的配准矩阵
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是仅基于位于相应图像片段中的解剖特征来建立的，以及
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被全局地应用于参考图像上。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中实时或接近实时地执行步骤iii.至iv.。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过设置基于所描绘的身体区域中的解剖结构而定向的至少一个分割平面（S...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，韩静锋，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：