使用同时的X平面成像的图像配准和引导制造技术

一种用于图像对齐的系统包括对齐机构(132)，所述对齐机构被配置为允许对图像的用户对齐。第一图像模态(110)被配置为使用与所述对齐机构(132)相关联的成像机构(134)同时地提供两个成像平面中的图像。图像处理模块(126)被配置为显示利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态(130)收集的第二图像，以允许在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间使用所述对齐机构的用户对齐。配准模块(115)被存储在存储器中并且被配置为在已经实现所述多个平面中的对齐时，将所述多个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及医学仪器，并且更具体涉及成像系统和方法，其采用针对医学设备的图像配准和引导的多个平面。
技术介绍
图像融合涉及通过与实况超声图像的扫描平面相对应的体积数据集(例如，计算机断层摄影(CT)或磁共振(MR))对图像切片进行重定格式和显示的过程。重定格式的CT能够被叠加在实况超声图像上或者以并列格式示出。与超声相比较，CT提供针对一些肿瘤的更好的病灶可视化。超声提供实况图像，而CT表示患者的解剖结构的静态快照。图像融合的一个优点在于，图像融合提供这两种模态的优点。例如，在融合这两种模态时，来自CT的良好的病灶可视化被提供有来自超声的实况信息和反馈。图像融合能够被采用以对在实况超声中不良可视化的小病灶进行靶向。对于可能的图像融合而言，超声图像需要被配准到CT图像。配准是CT图像中的空间位置与超声图像中的相同空间位置的相关性。存在许多种配准技术。一种方法被称为平面配准。在该方法中，超声探头保持垂直于患者的身体以得到平行于轴向CT采集切片的超声扫描平面。然后，在CT中并且在超声中标记公共解剖点。公共平面和公共点的该组合足以将CT图像配准到超声图像。常规探头生成沿着方位角平面的单个扫描平面。利用常规换能器的常规配准可以采用手动平面匹配，其是快速的但由于矢状(非成像的)平面中的探头角度而易于出错。另外，常规探头能够仅示出通过靶向病灶的一个平面，并且经常地，即使扫描平面看起来通过靶向病灶的中心，部分体积效应也能够导致扫描平面偏离中心。结果可以包括针对活检和流程的不精确的针放置或其他错误。
技术实现思路
根据本原理，一种用于图像对齐的系统，包括对齐机构，所述对齐机构被配置为允许对图像的用户对齐。第一成像模态被配置为同时地提供在两个或更多个成像平面中的图像。图像处理模块被配置为显示利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态收集的第二图像以允许在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间使用所述对齐机构的用户对齐。配准模块被存储在存储器中并且被配置为在已经实现所述多个平面中的对齐时，将所述多个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。用于流程引导的系统包括融合图像的多个平面，并且多个平面显示器被用于流程引导。一种用于图像对齐的系统，包括对齐机构，所述对齐机构被配置为允许对图像的用户对齐。第一成像模态被配置为使用与所述对齐机构相关联的成像机构同时地提供两个成像平面中的图像。图像处理模块被配置为显示利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态收集的第二图像以允许在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间使用所述对齐机构的用户对齐。配准模块被存储在存储器中并且被配置为在已经实现所述多个平面中的对齐时，将所述多个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。另一种用于图像对齐的系统，包括通过第一成像模态实时取得的第一图像和使用第二成像模态取得的第二图像。与所述第一成像模态相关联的探头被配置为同时地提供与所述第二图像的成像平面相对应的至少两个成像平面中的图像。图像处理模块被配置为将所述第一图像和所述第二图像显示在所述至少两个平面中的每个平面上以允许通过对所述探头的操纵在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间的用户对齐。配准模块被存储在存储器中并且被配置为在已经实现在所述多个平面中的对齐时，将所述至少两个平面中的所述第一平面与对应的第二图像配准。一种用于图像对齐的方法，包括：定位与第一成像模态相关联的对齐机构以同时地提供针对对象的至少两个成像平面中的图像；处理利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态收集的第二图像以允许多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间的用户对齐；使用所述对齐机构将所述多个平面中的对应的第一图像和第二图像视觉地对齐；并且在已经实现所述多个平面中的视觉对齐时，锁定所述多个平面中的所述第一平面与对应的第二图像的所述对齐。另一种用于仪器引导的方法，包括：在至少两个成像平面中利用第一模态采集实时图像；在所述至少两个成像平面中将所述实时图像与利用对应于所述实时图像的利用第二成像模态收集的第二图像融合以生成融合图像；并且通过将所述至少两个成像平面中的所述融合图像同时地可视化来引导仪器以在流程期间对所述仪器进行定位。本公开的这些和其他目标、特征和优点将待结合附图阅读的其说明性实施例的以下详细说明而变得显而易见。附图说明本公开将参考以下附图详细呈现优选实施例的以下说明，在附图中：图1是根据说明性实施例的示出用于图像配准和医学设备引导的系统的框图/流程图；图2是示出了根据本原理校正的图像对齐误差的示图；图3A是示出了看起来被标记在其中心处的病灶的第一图像平面的图像；图3B是示出了正交于图3A的第一图像平面的第二图像平面的图像，该图3A的第一图像平面示出了与中心位置的标记的中心偏移；图4是根据本原理的示出了具有归因于通过第一模态取得的实况图像与通过第二模态取得的静态图像之间的探头角度的未对齐的轴向成像平面并且还示出了通过第一模态取得的实况图像与通过第二模态取得的静态图像之间对齐的矢状成像平面的示图；图5是根据本原理的示出了归因于探头的重定向和准备配准的对齐中的轴向成像平面和矢状成像平面的示图；图6示出了根据本原理的通过使用电子3D探头提供的轴向平面(左上)和与轴向计算机断层摄影(CT)切片融合的相同轴向平面(左下)的实况图像，并且右上图像和右下图像示出了实况矢状平面和与来自CT的矢状切片融合的该相同平面；图7是根据说明性实施例的示出了用于图像配准和设备对齐的方法的流程图；并且图8是根据说明性实施例的示出了用于设备引导的方法的流程图。具体实施方式根据本原理，提供了用于基于多平面配准来融合图像的系统和方法。在一个实施例中，成像和对齐机构或特征，例如，电子三维(3D)探头，可以被用于生成针对多个平面中的对齐和同时的图像融合、配准和显示的实况X平面。电子3D探头能够生成正交X平面、多平面绘制(MPR)或者甚至通过体积的任何任意切片。根据一些实施例，可以将实时图像(例如，超声、X射线等)与静态图像(例如，计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射断层摄影(SPECT)、锥形射束CT、断层合成、先验超声体积等)配准。静态图像通常包括相对于(实况)图像的更大的准确度或其他益处。可以使用多平面可视化在图像对齐、图像融合/配准和仪器引导中采用本原理。利用电子3D探头以正交平面的同时实况成像提供对至少两个平面的可视化并且允许用户校正多个平面中的任何误差的机会。类似地，该概念可以被用于提供标记到肿瘤的中心或其他感兴趣点的目标位置和针引导的经改进的准确度，因为与其各自的静态平面图像融合的一对正交实况图像平面将提供对真实的病灶中心或感兴趣点的更为明确的可视化。在一个实施例中，电子3D探头同时地显示多个平面并且可以被用于示出例如在病灶的中心或感兴趣点中的针放置或者其他设备放置。一旦配准已经成功地发生，则同时的X平面成像可以被用于显示多个平面中的同时的融合图像。针对流程引导这可以是有利的，因为能够实现对病灶中心的真实的可视化，并且能够获得针顶端与病灶的经改进的确定性。在本文中描述了其中实况超声的多个平面(例如，正交平面)与对应的CT切片融合并且平面的这些多个显示被用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图像对齐的系统，包括：对齐机构(132)，其被配置为允许对图像的用户对齐；第一成像模态(110)，其被配置为使用与所述对齐机构(132)相关联的成像机构(134)同时地提供至少两个成像平面中的图像；图像处理模块(126)，其被配置为显示利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态(130)收集的第二图像，以允许在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间使用所述对齐机构的用户对齐；以及配准模块(115)，其被存储在存储器中并且被配置为在已经实现在所述多个平面中的对齐时，将所述多个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.11 US 61/950,8801.一种用于图像对齐的系统，包括：对齐机构(132)，其被配置为允许对图像的用户对齐；第一成像模态(110)，其被配置为使用与所述对齐机构(132)相关联的成像机构(134)同时地提供至少两个成像平面中的图像；图像处理模块(126)，其被配置为显示利用所述第一成像模态收集的第一图像和利用第二成像模态(130)收集的第二图像，以允许在多个平面中的所述第一图像与所述第二图像之间使用所述对齐机构的用户对齐；以及配准模块(115)，其被存储在存储器中并且被配置为在已经实现在所述多个平面中的对齐时，将所述多个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一模态(110)包括超声成像，并且所述对齐机构(132)和所述成像机构(134)被包括在电子三维探头中。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二模态(130)包括如各项之一：计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、锥形射束CT、断层合成或存储的超声体积，并且所述图像处理模块根据针对所述第二图像的倾斜采集角来调节所述第一模态图像。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述配准模块(115)被配置为将所述第一图像和所述第二图像进行融合以用于在设备引导中使用。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对齐机构(132)包括用户界面，所述用户界面被配置为选择所述第一图像和/或所述第二图像中的点以同时地对齐多个图像平面的每个图像平面中的对应点。6.根据权利要求1所述的系统，还包括三维(3D)图像体积，所述三维图像体积被用于生成与所述第二图像的成像平面相对应的所述第一图像。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像处理模块(126)被配置为在仪器引导期间使用来自多个平面的图像来确定感兴趣点的中心。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一图像是通过所述第一成像模态实时取得的，并且所述第二图像是从静态图像导出的。9.一种用于图像对齐的系统，包括：第一图像(122)，其通过第一成像模态(110)实时取得；第二图像(128)，其使用第二成像模态(130)取得；探头(134)，其与所述第一成像模态相关联并且被配置为同时地提供与所述第二图像的成像平面相对应的至少两个成像平面中的图像；图像处理模块(126)，其被配置为将所述第一图像和所述第二图像显示在所述至少两个平面中的每个平面上以通过对所述探头的操纵来允许所述第一图像与所述第二图像之间的用户对齐；以及配准模块(115)，其被存储在存储器中并且被配置为在已经实现在所述多个平面中的对齐时，将所述至少两个平面中的所述第一图像与对应的第二图像配准。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一模态(110)包括超声成像，并且所述探头包括电子三维探头。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二模态(130)包括如下各项之一：计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、锥形射束CT、断层融合或存储的超声体积，并且所述图像处理模块根据针对所述第二图像的倾斜采集角...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·CH·吴，邓树贤，G·T·L·陈，
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