多模态基准标记和标记装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记(10)，其包括含有在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分(12)以及含有在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分(14)，所述图像数据将与所述MPI数据配准。此外，本发明专利技术涉及一种标记装置(20)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多模态基准标记和标记装置
本专利技术涉及一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记以及标记装置。
技术介绍
多模态标记，即能够被不只一个模态检测到的标记允许使一个模态的图像与来自另一模态的图像配准。重要的例子是通过MPI(磁性颗粒成像)获得的磁示踪材料的分布的定量图像和能够通过MRI(磁共振成像)获得的解剖结构图像。在涉及对试样的检查或者对患者(其在成像期间被固定以避免移动)的身体部分的检查的临床前研究的情况中，还期望固持器设备的配准，因为能够假定对象或试样与固持器设备具有固定关系。因而，在假定试样或身体部分没有相对于固持器设备发生移动的情况下，如果固持器设备得到了配准，那么对象或试样的图像也将得到配准。MPI可见的基准标记允许MPI图像与使用MRI或CT(计算机断层摄影)获得的解剖结构图像鲁棒地配准，以及与从混合PET-CT(PET＝正电子发射断层摄影)、PET-MR或SPECT-CT(SPECT＝单光子发射计算机断层摄影)系统获得的其他功能数据鲁棒地配准，如果这些标记在这些其他模态图像中同样可见的话。解剖结构MRI或CT图像，尤其是具有不到0.1mm的空间分辨率的临床前图像与具有处于mm范围的相对低的空间分辨率的MPI图像之间的图像配准在基于解剖结构标志时可能是困难的，因为在各自的模态中不能容易并且准确地自动检测解剖结构标志。用于这一目的的基准标记应当是能在模态图像中优选以非常高的(亚像素的(对于2D而言)或者亚体素(对于3D而言)的)准确度容易地检测并定位的。US2008/0021313A1公开了一种可扩展标记设备，其具有递送前状态、递送状态和至少一个激活区域。所述至少一个激活区域包括电活性聚合物材料。此外，可扩展标记设备包括至少一种辐射不透材料，以增强通过医疗成像设备的观察。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记，其将使得与一个模态相关的基准标记的属性对各自的其他模态中的任何模态的不利作用最小化，尤其是就图像失真或者任何其他形式的图像劣化而言。本专利技术的另一目的在于提供一种能够用于多模态数据的自动配准的标记装置。在本专利技术的第一方面中，提出了一种多模态基准标记，其包括含有在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分，所述第一部分被提供在第一隔室中，以及含有在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分，所述图像数据将与所述MPI数据配准，所述第二部分被提供在第二隔室中，其中，所述第一隔室位于所述第二隔室内部，并且其中，所述第一隔室的直径与所述第二隔室的直径的直径比处于从1:1到1:10的范围中。因此，根据本专利技术，能够将相同的基准标记用于利用MPI方法获得MPI数据(其一般也是图像数据，也能够被称为MPI图像数据)以及利用一种或多种其他成像方法获得图像数据。所述第一部分和所述第二部分被配置，或者额外的器件被提供，使得所述第一部分不对其他成像方法以及其图像数据产生不利影响，并且使得所述第二部分不对MPI方法和MPI数据产生不利影响。因而所提出的基准标记能被不同的成像模态检测，因而在通过这些不同的成像模态获得的数据中可见。根据第一方面，所述第一部分被提供在第一隔室中，并且所述第二部分被提供在第二隔室中，所述第一部分位于所述第二部分内部。通过这种方式，能够将外侧隔室用于屏蔽内侧隔室内的磁性颗粒，以便不对将在例如MR成像中测量的外侧磁场造成干扰。此外，在实施例中，所述第一隔室和所述第二隔室被配置为同心的球或椭球。这一实施例制造简单，并且避免了生成方向相关的失真(例如，潜在地因隔室的其他形式，尤其是非旋转对称形式而生成)。根据第一方面，第一隔室的直径与第二隔室的直径的直径比处于从1:1到1:10的范围中，尤其是处于从1:3到1:7的范围中。一般而言，所述直径比与用于获得图像数据(例如，MRI数据)的磁场的场强的立方根成反比。在本专利技术的第二方面中，提出了一种多模态基准标记，包括：包括在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分；包括在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分，所述图像数据将与所述MPI数据配准；以及被布置于所述第一部分和所述第二部分之间或者被布置于所述第二部分之内的第三部分，其中，所述第三部分被配置成将所述第一部分与所述第二部分隔开的反磁性壳或由反磁性材料构成。因而，这一第三部分使第一部分和第二部分隔开，以避免相互间的不利影响。作为一个选项，所述第三部分被配置成将第一部分与第二部分隔开的反磁性壳。因而，实现了使标记的外侧磁场为零，即，抵消了第一部分的磁性材料的顺磁性。作为另一个选项，所述第三部分优选由反磁性材料构成，尤其是由铋或石墨构成。铋的使用将允许使用k边缘成像原理在能量分辨的计算机断层摄影系统中对所述标记容易地定位。在实施例中，所述多模态基准标记还包括外侧反射涂层。因而，所述标记对于光学成像的光学测量或者对于位置检测或导航系统是可见的。在另一实施例中，所述多模态基准标记还包括施加至第二部分或者施加至所述标记的外侧涂层的荧光材料。这进一步允许在光学荧光成像中对所述标记定位。所述磁性材料优选包括：软磁性金属、或者溶解于溶液中的磁性颗粒、或者集成到软塑料中的磁性颗粒。集成到软塑料中提供了所述磁性材料的长期稳定性。所述第二材料优选包括以下中的一种或多种：水、油、辐射不透材料、放射性材料、碘、钆、金、铋、橡胶、或者含有其他MR有效同位素的物质，这主要取决于用于获得成像数据的成像方法的种类，其中，所述MR有效同位素包括19F、13C或23Na中的一种或多种。所述成像方法可以包括MRI、CT、PET、SPECT或者任何其他成像方法中的一种或多种。能够在不同的模态中检测到根据本专利技术提出的并且如上文所述的多模态基准标记，从而允许来自两种模态的图像信息配准以及融合，例如，所述图像信息可以是来自MRI的解剖结构信息和利用MPI获得的磁性示踪材料的分布。然而，基于标记的配准当前一直是手动执行的过程。此外，标记一般在检查中固定至对象或试样。这些标记要占用宝贵的用户时间进行附着，其可能滑动、脱落，因而配准变得错误且不可靠。因而，在本专利技术的另一方面当中，提出了一种能够置于对象上的标记装置，从所述对象将采集多模态数据，所述标记装置包括多个根据本专利技术提出的多模态基准标记，以使所采集的多模态数据与固持所述多个多模态基准标记的固持器配准。对于使用而言，所述固持器可以被刚性附着至对象，但是一般可从对象移除。优选地，所述多模态基准标记被布置为手性标记装置。这样的手性标记装置规定，在两种模态中，所述标记的图像之间的映射是唯一的。在优选实施例中，所述标记装置包括一个或多个独立的子标记，其中，一个子标记的相关允许最多进行平移的配准，随后超过一个子标记的相关将降低未定义自由度的数量。例如，六个标记允许确定包括缩放、3D旋转和平移的仿射变换。然而，其他数量的标记也是可能的。能够通过与单一的盘状形成对照的同心环或三角形，对一个或多个子标记做出特殊的标记，以允许将其与其余的标记进行区分，从而简化了相关和配准过程。若干不同的标记装置是手性的，且能够被使用。在优选实施例中，所述多模态基准标记被布置为与字母类似，例如，字母P。优选地，所述手性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记(10)，包括：‑包括在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分(12)，以及‑包括在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分(14)，所述图像数据将与所述MPI数据配准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.01 US 61/593,4021.一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记(10)，包括：-包括在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分(12)，所述第一部分(12)被提供在第一隔室(13)中，以及-包括在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分(14)，所述图像数据将与所述MPI数据配准，所述第二部分(14)被提供在第二隔室(15)中，其中，所述第一隔室(13)位于所述第二隔室(15)内部，并且其中，所述第一隔室(13)的直径与所述第二隔室(15)的直径的直径比处于从1:1到1:10的范围中。2.根据权利要求1所述的多模态基准标记(10)，其中，所述第一隔室(13)和所述第二隔室(15)被配置为同心的球或椭球。3.根据权利要求1所述的多模态基准标记(10)，其中，所述第一隔室(13)的直径与所述第二隔室(15)的直径的直径比处于从1:3到1:7的范围中。4.一种用于多模态数据的配准的多模态基准标记(10)，包括：-包括在通过磁性颗粒成像方法获得的MPI数据中可见的磁性材料的第一部分(12)，-包括在通过另一成像方法获得的图像数据中可见的第二材料的第二部分(14)，所述图像数据将与所述MPI数据配准，以及-被布置于所述第一部分(12)和所述第二部分(14)之间或者被布置于所述第二部分(14)之内的第三部分(16)，其中，所述第三部分(16)被配置成将所述第一部分(12)与所述第二部分(14)隔开的反磁性壳或由反磁性材料构成。5.根据权利要求4所述的多模态基准标记(10)，其中，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·拉米尔，B·格莱希，J·伯格特，M·H·库恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL