在窄视场情况下进行配准用于多模态医学成像融合制造技术

本发明专利技术公开在窄视场情况下进行配准用于多模态医学成像融合。在与超声的多模态成像融合中，一个换能器(16)被用于将超声扫描数据与来自另一个模式的扫描数据配准(38)。该配准(38)然后用于将来自不同超声换能器(18)的扫描数据与另一模式的扫描数据对准(44)。对准(44)可以顾及在两个换能器(16、18)之间的位置感测中的差异。

【技术实现步骤摘要】

本实施例涉及融合成像，特别是使用超声作为模式中的一种的多模态融合成像。
技术介绍
超声成像可以与其他成像模式(诸如，计算机X线断层术(computed tomography)或磁共振)融合。为了融合或组合来自不同模态的信息，配准不同模态的坐标系。配准允许使用不同成像模式观察患者内的相同位置。一种用于配准的方案将从不同模式获取的数据进行空间对准。然而，对于一些超声换能器的视场可能是窄的。用于配准的清楚特征或其他信息在窄视场中可能不可获得。在超声数据表示窄视场或小视场的地方，基于扫描数据的配准可能不可靠或足够精确。因此，提供融合成像，但是由于未对准而危及融合图像质量。
技术实现思路
通过介绍，下面描述的优选实施例包括用于多模态成像融合的方法、系统、指令、和计算机可读介质。一个换能器用于将超声扫描数据与来自另一个模式的扫描数据配准。该配准然后用于将来自不同超声换能器的扫描数据和其他模式的扫描数据对准。该对准可以顾及在两个换能器之间的位置感测中的差异。在第一个方面中，提供用于多模态医学成像融合的方法。使用不同于超声的模态来获取表示患者的区域的扫描数据。通过第一超声换能器扫描患者的该区域中的至少第一部分。该扫描提供了第一超声数据。传感器在通过第一超声换能器扫描期间检测第一超声换能器的第一位置。第一超声数据与扫描数据空间配准，从而提供空间变换。通过第二超声换能器扫描患者的该区域中的至少第二部分，从而提供第二超声数据。所述传感器或另一传感器在通过第二超声换能器扫描期间检测第二超声换能器的第二位置。第二超声数据与扫描数据根据空间变换与第一和第二位置进行空间配准。从扫描数据和第二超声数据生成多模态融合图像，所述多模态融合图像是空间对准的函数。在第二个方面中，一种非瞬态计算机可读存储介质在其中已存储数据，该数据表示由编程处理器可执行以进行多模态医学成像融合的指令。存储介质包括用于进行如下各项的指令：使用通过第二超声换能器获取的多模态坐标变换来配准通过第一超声换能器获取的多模态成像信息；以及用通过第一超声换能器获取的信息并且用多模态成像信息的配准来生成多模态图像。在第三个方面中，提供用于多模态医学成像融合的系统。存储器被配置为存储表示患者的体积的磁共振(MR)或计算机X线断层术(CT)数据。超声系统被配置为通过第一和第二超声换能器扫描患者，第一超声换能器具有比第二超声换能器更宽的视场。处理器配置为使用针对来自第一超声换能器的扫描数据与MR或CT数据的坐标变换矩阵将来自第二超声换能器的扫描数据与MR或CT数据配准。显示器被配置为基于来自第二超声换能器的扫描数据与MR或CT数据的配准来显示多模态图像。本专利技术由所附的权利要求书限定，并且该部分中的任何部分不应该视为对这些权利要求的限制。以下结合优选实施例来讨论本专利技术的进一步方面和优点，所述进一步方面和优点可以以后独立地或组合地请求保护。附图说明部件和附图未必成比例，重点反而被放置在图解本专利技术的原理上。此外，在附图中，贯穿不同的视图，相似参考数字指示对应的部分。图1是用于多模态医学成像融合的方法的一个实施例的流程图；图2图解相对于另一个成像模态的扫描区域的示例超声扫描；图3图解相对于另一个成像模态的扫描区域的另一个示例超声扫描；以及图4是用于多模态医学成像融合的系统的一个实施例的框图。具体实施方式多模态融合设有可容易平移的坐标空间配准。宽视场换能器用于执行交叉模态配准。保留来自该配准的坐标变换矩阵。在切换至用于融合图像获取的窄视场换能器后使用该坐标变换矩阵。通过一个超声换能器(例如，宽视场)获取的多模态坐标配准变换用于提供配准信息，从而实现通过不同超声换能器(例如，窄视场)的多模态融合。随后的配准设有或未设有针对不同换能器(例如，窄视场)的进一步配准微调。图1示出用于多模态医学成像融合的方法。通常，一个换能器与来自另一个模态的数据的配准用于将通过不同换能器的扫描与来自另一模态的数据对准。这允许以对于配准所期望的特性(例如，宽视场和/或更大穿透深度)扫描的换能器用于对准针对具有对于成像所期望的、对于配准可能不是最佳的特性(例如，窄视场和/或较小穿透深度)的换能器的扫描。该方法通过图4的系统10或另一个系统来实现。使用不同成像系统获得数据。通过不同换能器顺序地获得超声数据。传感器和对应传感器处理器或电路用于检测换能器位置。处理器或其他成像系统执行配准、对准、和/或图像生成。显示器可以用于成像。类似地，用户接口(例如，输入设备诸如鼠标、轨迹球、或触摸板和显示器)允许手动或半自动的空间配准或对准微调的输入。以所示次序或其他次序执行动作。例如，动作32和34以交织方式、以任一次序顺序地、或同时地执行。动作36可以在动作34之前、期间、或之后执行。类似地，动作42可以在动作40之前、期间、或之后执行。如所示，动作32-38在动作40-44之前发生。在其他实施例中，动作38可以在动作40和/或动作42之后执行，诸如动作44的部分。可以提供另外的、不同的、或更少的动作。例如，动作32-44是用于执行动作30的一个示例实施例。不同的动作或顺序可以用于执行动作30。作为另一个示例，提供用于手动或半自动特征检测和/或用户输入的动作。在再有另一个示例中，不提供动作46。来自不同模式的对准扫描数据、和/或来自不同模式的融合图像被存储或发送而不显示为图像。在动作30中，通过一个超声换能器获取的信息与来自非超声成像模态的信息配准用于多模态成像。该配准使用基于通过不同超声换能器获取的信息的多模态坐标变换。一个换能器用于相对于来自不同模态的术前或扫描数据配准来自探头的扫描数据。该预先配准然后用于将来自不同换能器的扫描数据与来自不同模态的术前或扫描数据对准。在不同换能器共享共同的定位系统的地方，来自一个换能器的配准可以供另一换能器使用。在动作32中，获取扫描数据。扫描数据是表示患者的数据。从存储器、传送、或扫描获取扫描数据。扫描数据来自非超声模态。可以使用任何医学成像模态，诸如X射线、血管造影术、单光子发射计算机X线断层术、正电子发射X线断层术、磁共振、或计算机X线断层术。例如，磁共振成像系统获取磁共振扫描数据。作为另一示例，计算机X线断层术系统获取计算机X线断层术数据。扫描数据处于从原始传感器数据至格式化为用于显示的图像的数据的任何处理阶段。在磁共振中，原始传感器数据是k空间数据。在变换后，所接收的MR数据指示对象空间中的强度。不同的脉冲序列可以用于检测扫描区域处的不同的分子和/或特性。在计算机X线断层术中，原始传感器数据是投影数据。通过收集来自不同角度的一系列投影，X线断层术可以用于根据针对患者的区域的位置重建密度或衰减。模态的扫描数据表示患者的区域。该区域是患者的线、平面、和/或体积。在一个实施例中，来自非超声模态的扫描数据表示患者的躯干或其他体积区域。例如，扫描数据表示N×M×O排列中的体素。替代地，扫描数据表示多个单独切片(例如，三个平行切片)。图2示出其中扫描数据至少表示患者躯干的横断面50的示例。各个器官和/或特征x包括在该区域中并因此由扫描数据表示。扫描数据可以是针对器官的并且不包括患者的整个横断面。在一个实施例中，扫描数据表示体积，从所述体积可以提取在任何任意定向的横断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多模态医学成像融合的方法，该方法包括：获取(32)表示患者的区域的扫描数据，该扫描数据具有第一模态；通过不同于第一模态的第二模态的第二医学成像设备的第一超声换能器(16)扫描(34)患者的该区域的至少第一部分，该扫描提供第一超声数据；通过传感器检测(36)在通过第一超声换能器(16)扫描期间第一超声换能器(16)的第一位置；将第一超声数据与扫描数据空间配准(38)，所述空间配准(38)提供空间变换；通过第二超声换能器(18)扫描(40)患者的该区域的至少第二部分，该扫描提供第二超声数据；通过传感器或另一个传感器检测(42)在通过第二超声换能器(18)扫描期间第二超声换能器(18)的第二位置；根据空间变换以及第一和第二位置将第二超声数据与扫描数据空间对准(44)；以及从扫描数据和第二超声数据生成(46)多模态融合图像，该多模态融合图像是空间对准(44)的函数。

【技术特征摘要】
2015.05.15 US 14/7140351.一种用于多模态医学成像融合的方法，该方法包括：获取(32)表示患者的区域的扫描数据，该扫描数据具有第一模态；通过不同于第一模态的第二模态的第二医学成像设备的第一超声换能器(16)扫描(34)患者的该区域的至少第一部分，该扫描提供第一超声数据；通过传感器检测(36)在通过第一超声换能器(16)扫描期间第一超声换能器(16)的第一位置；将第一超声数据与扫描数据空间配准(38)，所述空间配准(38)提供空间变换；通过第二超声换能器(18)扫描(40)患者的该区域的至少第二部分，该扫描提供第二超声数据；通过传感器或另一个传感器检测(42)在通过第二超声换能器(18)扫描期间第二超声换能器(18)的第二位置；根据空间变换以及第一和第二位置将第二超声数据与扫描数据空间对准(44)；以及从扫描数据和第二超声数据生成(46)多模态融合图像，该多模态融合图像是空间对准(44)的函数。2.权利要求1所述的方法，其中获取(32)包括获取(32)作为磁共振或计算机X线断层术数据的扫描数据。3.权利要求1所述的方法，其中通过第一超声换能器(16)扫描(34)包括用第一视场扫描，并且其中通过第二超声换能器(18)扫描(40)包括用第二视场扫描，所述第二视场具有至多是第一视场的二分之一的区或体积。4.权利要求1所述的方法，其中通过第一超声换能器(16)扫描(34)包括以第一发送频率扫描，并且其中通过第二超声换能器(18)扫描(40)包括以第二发送频率扫描，所述第二发送频率是第一发送频率的至少1.5倍。5.权利要求1所述的方法，其中检测(36、42)第一和第二位置包括通过包括磁位置传感器(20)的传感器检测。6.权利要求5所述的方法，其中检测(36、42)第一和第二位置包括顺序地通过可释放地夹到第二超声换能器(16、18)的传感器检测。7.权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·M·古拉卡，
申请(专利权)人：美国西门子医疗解决公司，
类型：发明
国别省市：美国;US