用于跟踪身体部位中的超声探头的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统。描述了采集(110)身体部位的部分的X射线图像，在所述身体部位的所述部分内定位有超声探头(20)。利用X射线图像确定(120)所述身体部位的所述部分中的超声探头的第一几何方位信息。采集(130)包括具有超声探头的身体特征的部分的至少一幅超声图像，所述采集(130)包括在比采集X射线图像的时间更晚的时间采集(140)所述至少一幅超声图像中的超声图像。确定(150)在所述更晚的时间的所述身体部位中的所述超声探头的第二几何方位信息，包括利用所述第一几何方位信息和包括所述身体特征的所述部分的所述至少一幅超声图像。

System for tracking ultrasonic probes in body parts

The invention relates to a system for tracking the orientation of ultrasonic probes in body parts. The X ray image of the part of the body part is collected (110), and the ultrasonic probe (20) is positioned in the part of the body part. The first geometric orientation information of the ultrasonic probe in the part of the body part is determined by using the X ray image. (120) The acquisition (130) includes at least one ultrasonic image with the part of the body characteristic of the ultrasonic probe, and the acquisition (130) includes an ultrasonic image in at least one ultrasonic image described (140) at a later time than the time of collecting the X ray image. Determine (150) the second geometric orientation information of the ultrasonic probe in the body part of the later time, including the at least one ultrasonic image of the first geometric orientation information and the described part of the body features.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于跟踪身体部位中的超声探头的系统
本专利技术涉及用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统，并且涉及用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的方法，以及计算机程序元件和计算机可读介质。
技术介绍
组合式经食道回波(TEE)和X射线系统支持介入流程。TEE利用传入患者食道的超声探头，并提供清晰的图像，因为相对于跨膈超声图像，信号衰减更少。这对于心脏的超声成像是特别合适的，因为心脏靠近食道。目前在组合式TEE/X射线系统中，TEE探头在X射线中被定位，其中，TEE探头方位和取向根据X射线图像来确定。但是，如果没有连续采集X射线图像或使用额外的跟踪设备，将不能跟踪TEE探头。R.J.Housden等人的UltrasoundinMed.&Biol.，第39卷，第6号，第993-1005页(2013年)描述了一种使用基于图像的X射线探头跟踪的扩展视野三维经食道超声心动描记术。
技术实现思路
具有用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的改进技术将是有利的。本专利技术的目的利用独立权利要求的主题来解决，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应该注意，本专利技术的以下描述的方面也适用于用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统，用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的工作站，用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的方法，以及计算机程序单元和计算机可读介质。根据第一方面，提供了一种用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统，所述系统包括：-超声探头；-X射线图像采集单元；以及-处理单元；所述X射线图像采集单元被配置为采集身体部位的部分的X射线图像，在所述身体部位的所述部分内定位有所述超声探头。所述处理单元被配置为确定所述身体部位的所述部分中的所述超声探头的第一几何方位信息，包括利用所述X射线图像。所述超声探头被配置为采集包括身体特征的部分的至少一幅超声图像，所述至少一幅超声图像包括要在比采集所述身体部位的所述部分的所述X射线图像的时间更晚的时间采集的超声图像。所述处理单元还被配置为在确定在更晚的时间的所述身体部位中的所述超声探头的第二几何方位信息，包括利用所述第一几何方位信息和包括所述身体特征的所述部分的所述至少一幅超声图像。任选地，所述系统包括输出单元，所述输出单元被配置为输出表示所述超声探头的所述第二几何方位信息的数据。换句话说，所述系统不一定要输出数据，因为跟踪可以由处理单元自己基于第一几何方位信息和第二几何方位信息来有效地完成。换句话说，可以根据X射线图像来确定身体部位中的超声探头的方位(position)(位置(location)和取向)，并且可以根据X射线图像和/或超声图像来确定超声探头与诸如心脏的身体特征的部分之间的相对方位。基于稍后的超声图像，可以确定超声探头与身体特征部分之间的相对方位，由此可以确定超声探头的新方位(位置和取向)。以另一种方式，该系统可以在组合式TEE/X射线系统中跟踪超声探头，例如经食道回波(TEE)超声探头。换言之，通过超声图像本身以间接方式跟踪超声探头。以此方式，可以使用X射线图像来确定超声探头在身体部位中的方位，并且确定探头相对于身体部位和特征以及诸如例如心脏的身体部位内的特征的部分的位置和/或取向。然后，可以使用在更晚的时间由超声探头采集的超声图像来确定超声探头相对于身体部位以及诸如心脏的身体部位内的特征或特征的部分的相对方位。根据X射线图像确定的方位信息(例如位置和取向)以及根据在所述更晚的时间采集的超声图像确定的相对方位信息的知识可用于确定在所述更晚的时间的方位信息，例如超声探头位置和取向。换句话说，通过使用至少一幅超声图像来跟踪超声探头的位置而不是使用X射线图像，X射线剂量得以减少并且不需要外部跟踪系统。换句话说，当关闭X射线图像采集单元时，可以使用通过超声探头采集的至少一幅超声图像和上一次采集的X射线图像的间接方式来跟踪所述超声探头的方位。在一个示例中，包括身体特征的部分的至少一幅超声图像包括包含身体特征的所述部分的至少两幅超声图像，其中，所述超声探头被配置为在与采集所述身体部位的所述部分的X射线图像的时间基本相同的时间采集超声图像。换句话说，所述处理单元，包括利用所述第一几何方位信息和包括在与所述X射线图像的采集基本同时采集的所述身体特征的所述部分的所述超声图像以及在比所述X射线图像的采集的时间更晚的时间采集的身体特征的部分的超声图像，被配置为确定在所述更晚的时间的所述身体部位中的所述超声探头的第二几何方位信息。以此方式，可以使用X射线图像来确定超声探头在身体部位中的方位。基本上同时采集的身体特征或身体特征的部分的超声图像提供关于超声探头和从已知位置采集的身体特征的部分之间的相对方位的信息。然后，身体特征或身体特征的部分的后续超声图像提供关于从不同方位(例如不同位置和/或取向)采集的超声探头与身体特征之间的相对方位的信息。可以使用两幅超声图像之间的身体特征的超声图像的变化来确定所述超声探头在位置和/或取向上的变化。通过返回参考如通过X射线图像确定的原始已知位置和/或取向，可以确定超声探头的新的位置和/或取向。换句话说，移动和/或旋转超声探头还使当前采集的超声图像中的身体特征(例如心脏)的部分的方位相对于先前采集的超声图像偏移和/或旋转。这使得能够估计当前探头位置和/或取向(或旋转位置)。在一个示例中，身体特征的部分(诸如心脏)的运动可以在第一近似中被忽略，或者被消除或减少。通过这种方式，估计的超声探头的位置和/或取向给出超声探头的实际位置的无辐射的近似。换句话说，通过根据X射线图像来确定超声探头的位置和取向，同时利用超声探头采集超声图像，使得能够确定全局和解剖背景和空间信息。以此方式，可以持续地跟踪超声探头而没有对持续的X射线剂量曝光的需要或对使用额外的跟踪设备的需要。在一个示例中，所述X射线图像采集单元被配置为：如果处理单元根据第一几何方位信息和第二几何方位信息确定己经超过了阈值，则采集超声探头所定位于的身体部位的部分的第二X射线图像。换句话说，如果超声探头关于x、y和y坐标的位置和/或角度旋转(或取向)自通过先前的X射线图像进行确定以来已经改变了超过阈值水平，则采集新的X射线图像以提供对超声探头的位置和/或取向的准确确定。以另一种方式，当己经达到移动的阈值时，基于超声成像本身确定的超声探头的位置和/或取向可以通过X射线图像来增强。该阈值可以指示超声探头的估计的位置和/或取向可能易于出错，并且X射线图像的采集然后用于提供超声探头的精确位置和/或取向。然后可以使用至少一幅超声图像来跟踪超声探头的位置和/或取向，并且这意味着所采集的X射线图像的数量可以最小化，从而减少X射线剂量并且不使用额外的跟踪设备，同时可以跟踪超声探头的位置和/或取向。在一个示例中，所述处理单元被配置为通过利用至少一幅超声图像来确定相对于所述身体特征的所述部分的至少一个方位的超声探头的至少一个方位，并且其中，所述处理单元被配置为确定所述超声探头的所述第二几何方位信息，包括利用相对于所述身体特征的所述部分的所述至少一个方位的所述超声探头的所述至少一个方位。在一个示例中，所述处理单元被配置为通过利用包括所述身体特征的所述部分的至少一幅超声图像来使用基于模型的分割来确定所述身体特征的所述部分的分割数据，并且其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统(10)，包括：‑超声探头(20)；‑X射线图像采集单元(30)；以及‑处理单元(40)；其中，所述X射线图像采集单元被配置为采集身体部位的部分的X射线图像，在所述身体部位的所述部分之内定位有所述超声探头；其中，所述处理单元被配置为确定所述身体部位的所述部分中的所述超声探头的第一几何方位信息，包括利用所述X射线图像；其中，所述超声探头被配置为采集包括身体特征的一部分的至少一幅超声图像，所述至少一幅超声图像包括要在比采集所述身体部位的所述部分的所述X射线图像的时间更晚的时间采集的超声图像；并且其中，所述处理单元被配置为确定在所述更晚的时间的所述身体部位中的所述超声探头的第二几何方位信息，包括利用所述第一几何方位信息和包括所述身体特征的所述部分的所述至少一幅超声图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 EP 15196173.71.一种用于跟踪身体部位中的超声探头的方位的系统(10)，包括：-超声探头(20)；-X射线图像采集单元(30)；以及-处理单元(40)；其中，所述X射线图像采集单元被配置为采集身体部位的部分的X射线图像，在所述身体部位的所述部分之内定位有所述超声探头；其中，所述处理单元被配置为确定所述身体部位的所述部分中的所述超声探头的第一几何方位信息，包括利用所述X射线图像；其中，所述超声探头被配置为采集包括身体特征的一部分的至少一幅超声图像，所述至少一幅超声图像包括要在比采集所述身体部位的所述部分的所述X射线图像的时间更晚的时间采集的超声图像；并且其中，所述处理单元被配置为确定在所述更晚的时间的所述身体部位中的所述超声探头的第二几何方位信息，包括利用所述第一几何方位信息和包括所述身体特征的所述部分的所述至少一幅超声图像。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一幅超声图像还包括要在与采集所述身体部位的所述部分的所述X射线图像的所述时间基本相同的时间采集的超声图像。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其中，所述X射线图像采集单元被配置为：如果所述处理单元根据所述第一几何方位信息和所述第二几何方位信息确定己经超过了阈值，则采集所述超声探头被定位于在其之内的所述身体部位的所述部分的第二X射线图像。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的系统，其中，所述处理单元被配置为通过利用所述至少一幅超声图像来确定相对于所述身体特征的所述部分的至少一个方位的所述超声探头的至少一个方位，并且其中，所述处理单元被配置为确定所述超声探头的所述第二几何方位信息，包括利用相对于所述身体特征的所述部分的所述至少一个方位的所述超声探头的所述至少一个方位。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中，所述处理单元被配置为通过利用包括所述身体特征的所述部分的至少一幅超声图像来使用基于模型的分割来确定所述身体特征的所述部分的经分割的数据，并且其中，所述处理单元被配置为确定所述超声探头的所述第二几何方位信息，包括利用所述身体特征的所述部分的所述经分割的数据。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述处理单元被配置为通过利用包括所述身体特征的所述部分的所述至少一幅超声图像来确定所述身体特征的所述部分的方位作为参考方位，并且其中，所述处理单元被配置为确定所述超声探头的所述第二几何方位信息，包括利用所述身体特征的所述部分的所述参考方位。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的系统，其中，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·M·韦伯，N·奈霍夫，J·威斯，
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