校正超声融合成像系统中的探头引起的变形技术方案

融合成像系统将实时超声图像与诸如由MRI或CT成像产生的参考图像的参考图像共配准并融合。在图示的实施方式中，将先前采集的CT或MRI或超声图像加载到系统中。超声系统与跟踪系统结合操作，使得可以空间地跟踪超声探头和图像。计算机化图像处理器将探头位置与由探头扫描的解剖结构的参考图像配准，并且确定探头是否表现为在对象的皮肤线的内部。如果是这种情况，则其是由于探头对对象的压缩，并且参考图像被修改以在超声探头前面在参考图像中定位皮肤线。然后可以容易地将经修改的参考图像与由探头产生的超声图像共配准并融合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】校正超声融合成像系统中的探头引起的变形
本专利技术涉及医学诊断超声成像，并且尤其涉及校正探头引起的变形的超声融合成像系统。
技术介绍
各种医学诊断成像系统具有不同的特性，所述不同的特性在诊断成像中起重要作用。已知磁共振成像(MRI)系统和计算机断层摄影(CT)系统用于产生身体内的组织和器官的高度分辨率图像，但是不能使其自身很好地适应高帧率实时成像。另一方面，超声成像产生更适合于实时成像的具有较低分辨率但在较高帧率处的图像。为了利用这些不同的强度，已经开发了图像融合系统，其使得能够利用超声和CT两者或者超声和MRI两者来可视化患者的解剖结构。一种常见的实施方式是在共配准中查看来自两种模态的图像，即，在公共显示中将相同解剖结构的两幅图像交叠(融合)在一起。因此，所谓的融合成像系统利用了两者模态的优点。例如，CT或MRI图像能够用于导航，而融合的超声图像使得能够实时查看组织的移动和血流。为了产生高质量的超声图像，必须在超声探头和被扫描的患者的身体之间存在良好的声学接触。通过将耦合凝胶应用于探头和患者的皮肤并且通过超声检查者将超声探头强制地压靠于患者的皮肤而保持良好声学耦合来促进良好的声学接触。例如，当将探头抵靠软组织放置时，如腹部扫描期间的情况，探头抵靠身体的力将压迫探头与患者接触的皮肤和身体。这不是利用MRI或CT成像的情况，其中，磁场或辐射射束穿过空气并且在没有仪器的物理接触的情况下容易地穿透身体。因此，在CT和MRI图像中看到的软组织和器官是未压缩的，而在相同解剖结构的超声成像期间，相同的组织和器官可以显着地由探头压缩。结果，CT或MRI图像中的未压缩的解剖结构与超声图像中的压缩的解剖结构之间的物理差异能够使得两幅图像的共配准和融合困难。因此，期望能够校正由超声探头引起的这种压缩，使得两幅图像可以准确地融合到诊断中的解剖结构的单个显示中。文献US2014/0193053公开了一种用于自动融合术前图像和术中图像的系统和方法。基于术中图像来变换术前图像(参考图像)。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种技术，用于当两幅图像要共配准并融合在一起时识别和校正由超声探头压力引起的软组织压缩。本专利技术的另一个目的是提供一种用于识别探头压力压缩的简单且可靠的技术。本专利技术的另一个目的是修改参考CT或MRI图像，使得它们可以更准确地与超声图像共配准。本专利技术由权利要求定义。根据本专利技术的原理，描述了一种融合成像系统，其中，实时超声图像与参考图像融合，诸如通过MRI或CT成像产生的那些。在图示的实施方式中，通过融合成像系统采集先前采集的CT或MRI或超声图像，以与实况超声图像融合。超声系统与诸如电磁(EM)跟踪系统的跟踪系统结合操作，使得可以在空间上跟踪超声探头和图像。计算机化图像处理器将探头位置与由探头扫描的解剖结构的参考图像配准，并且确定探头是否表现为在对象的表面内部。对于压靠在身体外部的外部探头，表面是皮肤线。对于内部探头，表面通常是被扫描器官的外表面。如果探头表现为在表面内部，则是由于探头对对象的压缩，并且参考图像被修改以在超声探头前面定位参考图像中的皮肤线或器官表面。然后，经修改的参考图像可以容易地与由探头产生的超声图像共配准并融合。附图说明在图中：图1图示了利用EM跟踪系统和超声成像系统操作的图像融合系统。图2图示了对象的躯干的断层摄影CT图像和示出躯干的皮肤的表面绘制。图3图示了空间配准中的参考CT图像，其中，超声探头由探头图标表示。图4图示了根据本专利技术的原理的已经针对探头压缩被校正的融合成像系统中的参考图像。图5是用于校正图像融合系统中的超声探头压缩的优选方法的流程图。具体实施方式首先参考图1，以框图形式示出了利用EM跟踪系统和超声成像系统操作的图像融合系统。诸如图1中所示的系统可从PhilipsHealthcareofAndover，Massachusett购得，作为具有PercunavEM跟踪功能的Epiqtm超声系统。超声成像系统26具有探头12，探头12被压靠于对象8的皮肤以对对象的内部组织和器官进行超声成像。EM跟踪特征包括计算机24，计算机24接收参考图像(例如对象的先前获得的CT或MRI图像)，并且将来自超声系统26的实时超声图像与参考图像融合。计算机24是通用数字计算机或处理器、控制处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路或其组合或其他现在已知或以后开发的能够或可以被编程为将超声图像数据与诊断图像配准的设备。EM跟踪特征还包括EM场生成器28和位置感测控制器20。EM场生成器28辐照可变电磁场，所述可变电磁场穿透对象8和超声扫描被执行的空间。探头取向传感器14附接到探头，探头取向传感器14检测电磁场并通过有线或无线方式将关于场的信息中继到位置感测控制器20，如虚线指示的。位置感测控制器处理该信息以计算超声探头12的位置和取向。该数据识别探头的尖端处的探头孔的位置和方向，以及由探头即时扫描的图像平面或体积的位置和取向，例如位于探头前面的对象内部的图像平面16。位置感测控制器将该信息报告给计算机24，计算机24使用其来跟踪和定向由探头和超声系统产生的与参考图像有关的图像平面或体积16的图像。计算机通过首先将超声图像共配准到参考图像来完成这，如下所述。此后，随着探头在扫描对象期间移动，其瞬时位置和取向由位置感测控制器连续报告给计算机，并且计算机能够使用该跟踪信息连续保持超声图像与先前采集的参考图像的配准。融合的超声图像和参考图像被显示在图像显示器22上。诸如图1中所示的系统的另外的细节可以在EpiqPercunav用户手册中找到，所述用户手册与Epiq超声系统一起分布在例如美国专利US6216029(Paltieli)以及美国专利US4945305(Blood)中。假设图1的系统正被用于诊断对象的肝脏。因此，肝脏是该范例中的感兴趣区域。还假设对象的包括肝脏的躯干先前已经通过如图2图示的CT成像被扫描，并且这些CT图像已经被加载到图1的计算机中以在实况超声扫描期间用作参考图像。当产生感兴趣区域的实时超声图像时，首先校准系统，并且之后将实况超声图像与CT扫描的图像共配准。超声和EM跟踪系统的校准可以以各种方式完成。一种方式是临床医师扫描患者以产生示出解剖界标的图像，例如肝管或肝脏的镰状韧带。这些解剖学界标可以与参考图像中的相同界标共配准，例如通过利用诸如鼠标或轨迹球的指点设备在参考图像和超声图像中点击它们。然后，计算机将在由该用户输入的指导时将超声图像和参考图像共配准。图像处理还可以用于将超声图像定向并且与参考图像对准。EpiqPercunav特征提供了另一校准技术，即将基准设备放置在患者上。基准设备由EM跟踪系统立即识别。临床医师然后将超声探头放置成与基准设备接触，并且然后计算机将超声探头和基准设备共配准到公共惯性系统，诸如由EM场生成器辐照的EM场的惯性系统。一旦已经校准了EM跟踪系统，临床医师就开始扫描患者，并且计算机24将实时超声图像与参考图像数据集的对应的平面或体积对准。在该范例中，临床医师正检查肝脏，并且因此由计算机执行的配准软件程序试图从至少两幅不同图像中分割完全相同的感兴趣区域，即肝脏。该范例中的分割程序通过使诸如粗略表示目标客体的形状的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医学图像融合系统，包括：计算机(24)，其能够处理医学图像；先前采集的参考图像的源，所述图像包括具有表面的身体中的感兴趣区域；超声系统(26)，其具有探头(12)，所述探头被布置为产生所述感兴趣区域的超声图像；空间跟踪系统，其被耦合到所述探头，并且被布置为在身体扫描期间跟踪所述探头的空间位置；其中，所述计算机适于根据所跟踪的探头位置来确定所述探头位置是否在空间对应的参考图像中所示的所述身体的所述表面的内部，并且如果是，其中，所述计算机还适于修改所述参考图像，其中，对所述参考图像的修改包括：将所述探头位置显示在所述参考图像中所示的所述身体的所述表面的外部；重新绘制(62)所述参考图像中所示的所述表面；在所述参考图像中重塑组织的外观，使得所述外观被包含在重新绘制的表面内；并且使所述探头位置前面并且在所述参考图像中的所述重新绘制的表面的内部的组织的所述外观变形(64)，其特征在于在考虑所述组织的密度和/或刚度的情况下执行对所述组织的所述外观的变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.23 EP 16305588.21.一种医学图像融合系统，包括：计算机(24)，其能够处理医学图像；先前采集的参考图像的源，所述图像包括具有表面的身体中的感兴趣区域；超声系统(26)，其具有探头(12)，所述探头被布置为产生所述感兴趣区域的超声图像；空间跟踪系统，其被耦合到所述探头，并且被布置为在身体扫描期间跟踪所述探头的空间位置；其中，所述计算机适于根据所跟踪的探头位置来确定所述探头位置是否在空间对应的参考图像中所示的所述身体的所述表面的内部，并且如果是，其中，所述计算机还适于修改所述参考图像，其中，对所述参考图像的修改包括：将所述探头位置显示在所述参考图像中所示的所述身体的所述表面的外部；重新绘制(62)所述参考图像中所示的所述表面；在所述参考图像中重塑组织的外观，使得所述外观被包含在重新绘制的表面内；并且使所述探头位置前面并且在所述参考图像中的所述重新绘制的表面的内部的组织的所述外观变形(64)，其特征在于在考虑所述组织的密度和/或刚度的情况下执行对所述组织的所述外观的变形。2.如权利要求1所述的医学图像融合系统，其中，所述计算机还适...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·迪富尔，R·J·阿尔东，G·CH·吴，S·Y·唐，
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