医学成像和位置跟踪的集成制造技术

本发明专利技术题为“医学成像和位置跟踪的集成”。涉及一种位置跟踪系统，该位置跟踪系统将第一坐标系中的解剖结构映射到医学成像系统内的固定位置，该位置跟踪系统在第二坐标系中捕获3D图像。根据第一坐标变换，将3D图像转换为第三坐标系中的标准化格式并以标准化格式存储。将由成像系统捕获的第一3D图像与第一坐标系配准，以便产生第二坐标变换。将第一坐标变换和第二坐标变换组合，以便在第一坐标系和第三坐标系之间推导第三坐标变换。处理由成像系统捕获的受检者的身体的第二3D图像，以便在第三坐标系中提取图像特征。通过应用第三坐标变换来将所提取的图像特征与由位置跟踪系统所捕获的位置数据结合。

【技术实现步骤摘要】
医学成像和位置跟踪的集成
本专利技术一般涉及医学装置，并且具体地，涉及将来自多个医学成像和跟踪装置的图像组合。
技术介绍
在医学成像中，受检者的区域通过医学成像装置成像。在一些情况下，诸如在心脏病诊断中，相同区域用位置跟踪系统映射。所得图像和映射可呈现在成像或映射装置的坐标系中，以及标准化格式和坐标系诸如DICOM(医学数字成像和通信)中。各种第三方程序可用于进一步分析医学图像。比较来自不同装置的图像和映射的各种方法描述于专利文献中。例如，美国专利申请公布2015/0178448描述了一种使用通信协议将数据请求从第一医学装置发送到第二医学装置的方法，所述通信协议包括用于输送医学测量结果的消息。又如，美国专利申请公布2007/0014453描述了一种用于将测得的MRI体积图像用适当的解剖和血液供应区域图集配准以使得Atlas信息能够被映射到所测量的MRI体积图像上的方法。又如，美国专利申请公布2006/0159323描述了用于自动将解剖结构的三维(3D)术前图像与解剖结构的3D电解剖(EA)图像映射的术中电生理(EP)点配准的系统和方法。又如，美国专利申请公布2009/0088628描述了涉及增强的医学工作流的系统和方法。美国专利9,474,466描述了包括具有平坦表面和多个场发生器的外壳的定位垫，该专利的公开内容以引用方式并入本文。多个场发生器固定到外壳并被配置为生成具有垂直于平坦表面的相应轴的相应磁场。美国专利9,638,820描述了一种包括检测器组件，定位单元和接口电路的设备，该专利的公开内容以引用方式并入本文。检测器组件包括多个磁场检测器的阵列。所述定位单元被配置为将所述检测器组件固定在相对于定位垫的一个或多个已知位置处，所述定位垫生成磁场以用于使用定位系统在体内磁场检测器上执行位置测量。接口电路被配置为输出电信号，该电信号在检测器组件被固定在已知位置处时由检测器组件的磁场检测器产生，以便对由定位系统执行的位置测量结果进行校准。
技术实现思路
下文所述的本专利技术的实施方案提供了用于分析医学图像的改善的方法。因此，根据本专利技术的实施方案提供了用于配准图像的方法。该方法包括安装位置跟踪系统，该位置跟踪系统被配置为将第一坐标系中的解剖结构映射到医学成像系统内的固定位置，该位置跟踪系统在第二坐标系中捕获解剖结构的三维(3D)图像。根据第二坐标系和第三坐标系之间的第一坐标变换，将3D图像转换为第三坐标系中的标准化格式并以标准化格式存储。将由成像系统捕获的第一3D图像与第一坐标系配准，以便在第一坐标系和第二坐标系之间产生第二坐标变换。将第一坐标变换和第二坐标变换组合，以便在第一坐标系和第三坐标系之间推导第三坐标变换。处理由成像系统捕获的受检者的身体的第二3D图像，以便在第三坐标系中提取图像特征。通过应用第三坐标变换来将所提取的图像特征与由位置跟踪系统所捕获的位置数据结合。在所公开的实施方案中，位置跟踪系统包括磁跟踪系统，并且将第一3D图像与第一坐标系配准包括将包括校准目标的夹具插入医学成像系统中、捕获第一3D图像中的夹具、以及测量校准目标的位置。在一些实施方案中，医学成像系统包括磁共振成像(MRI)系统或计算机断层摄影(CT)系统。在所公开的实施方案中，根据医学数字成像和通信(DICOM)协议来定义第三坐标系，并且处理第二3D图像包括通过符合DICOM协议的软件应用程序来读取和处理第二3D图像。在一些实施方案中，处理第二3D图像包括旋转图像和将图像分段中的至少一者。除此之外或另选地，由位置跟踪系统捕获的位置数据包括导管的远端在身体中的解剖结构内的位置。还除此之外或另选地，将所提取的图像特征与位置数据结合包括同时在显示器上显示所提取的图像特征和位置数据。根据本专利技术的实施方案还提供了用于显示配准图像的设备。该设备包括位置跟踪系统，该位置跟踪系统被配置为在第一坐标系中映射解剖结构。在其内将位置跟踪系统安装在固定位置的医学成像系统被配置为捕获第二坐标系中的解剖结构的三维(3D)图像。根据第二坐标系和第三坐标系之间的第一坐标变换，将3D图像转换为第三坐标系中的标准化格式并以标准化格式存储。处理器被配置为将由成像系统捕获的第一3D图像与第一坐标系配准，以便在第一坐标系和第二坐标系之间产生第二坐标变换。处理器将第一坐标变换和第二坐标变换组合，以便在第一坐标系和第三坐标系之间推导第三坐标变换，并且处理由成像系统捕获的受检者的身体的图像，以便在第三坐标系中提取图像特征。它将提取的图像特征与由位置跟踪系统在将第三坐标变换应用于位置数据之后捕获的位置数据结合。结合附图，通过以下对本专利技术的实施方案的详细描述，将更全面地理解本专利技术，其中：附图说明图1为根据本专利技术实施方案的系统的示意性图解，所述系统包括包括与医学成像系统搭配的位置跟踪系统；图2为根据本专利技术实施方案的配准夹具的示意性图解；图3为根据本专利技术实施方案的配准组件的示意性图解；图4为根据本专利技术实施方案的三个坐标系的示意性绘画视图；图5为示意性地示出根据本专利技术实施方案的三个坐标系的框图；图6为示意性地示出根据本专利技术实施方案的用于将由第三方应用程序处理的医学图像和位置数据结合的过程的框图；并且图7为示意性地示出根据本专利技术实施方案的用于组合和显示医学图像和位置数据的过程的流程图。具体实施方式概述体内探头诸如导管被用在各种治疗和诊断医学规程中。导管被插入患者的活体中并且被导航到体腔中的目标区域，以便执行医学规程。在基于磁场的位置跟踪系统中，将外部磁场施加于患者的身体。磁场由多个磁场发生器(例如，场发生线圈)产生，所述多个磁场发生器通常被固定在患者附近的定位垫中。安装在导管的远侧端部中的传感器通过产生电信号而响应磁场。跟踪系统然后使用该信号来定位导管在患者身体中的位置和取向。导管的磁定位跟踪可在医学成像系统中或附近执行，例如上文在背景部分中引用的参考文献中所述。这两个系统的搭配尤其使得磁位置跟踪和医学成像数据能够联合显示。DICOM(医学数字成像和通信)为除此之外用于根据协议存储医学图像的标准协议。允许操纵和/或分析所存储的医学图像的许多第三方应用程序是可用的，通常以可视化工具箱(VTK)格式操作。例如，此类应用程序可用于旋转和将图像分段。显示磁位置跟踪数据(诸如导管的位置)连同旋转的和分段的图像对于操纵导管的医学专业人员将是非常有用的。然而，一般来讲，这种联合显示可仅离线执行，因为操纵和/或分析的图像存储在DICOM坐标系中，而位置跟踪系统在通常由该系统的定位垫限定的坐标系中操作。本文所述的本专利技术的实施方案通过在位置跟踪系统和医学图像处理应用(诸如DICOM坐标系)中使用的标准坐标系之间提供简单且无缝的配准来解决上述问题。该配准最初在位置跟踪系统和医学成像系统(诸如MRI扫描仪)之间执行，并且然后应用于在位置跟踪系统和图像处理坐标系之间推导坐标变换。初始配准一般可仅执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于配准图像的方法，所述方法包括：/n安装位置跟踪系统，所述位置跟踪系统被配置为将第一坐标系中的解剖结构映射到医学成像系统内的固定位置，所述位置跟踪系统在第二坐标系中捕获所述解剖结构的三维(3D)图像，其中根据所述第二坐标系和第三坐标系之间的第一坐标变换，将所述3D图像转换为所述第三坐标系中的标准化格式并以标准化格式存储；/n将由所述成像系统捕获的第一3D图像与所述第一坐标系配准，以便在所述第一坐标系和所述第二坐标系之间产生第二坐标变换；/n将所述第一坐标变换和所述第二坐标变换组合，以便在所述第一坐标系和所述第三坐标系之间推导第三坐标变换；/n处理由所述成像系统捕获的受检者的身体的第二3D图像，以便在所述第三坐标系中提取图像特征；以及/n通过应用所述第三坐标变换来将所提取的图像特征与由所述位置跟踪系统所捕获的位置数据结合。/n

【技术特征摘要】
20181225 US 16/2319901.一种用于配准图像的方法，所述方法包括：
安装位置跟踪系统，所述位置跟踪系统被配置为将第一坐标系中的解剖结构映射到医学成像系统内的固定位置，所述位置跟踪系统在第二坐标系中捕获所述解剖结构的三维(3D)图像，其中根据所述第二坐标系和第三坐标系之间的第一坐标变换，将所述3D图像转换为所述第三坐标系中的标准化格式并以标准化格式存储；
将由所述成像系统捕获的第一3D图像与所述第一坐标系配准，以便在所述第一坐标系和所述第二坐标系之间产生第二坐标变换；
将所述第一坐标变换和所述第二坐标变换组合，以便在所述第一坐标系和所述第三坐标系之间推导第三坐标变换；
处理由所述成像系统捕获的受检者的身体的第二3D图像，以便在所述第三坐标系中提取图像特征；以及
通过应用所述第三坐标变换来将所提取的图像特征与由所述位置跟踪系统所捕获的位置数据结合。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置跟踪系统包括磁跟踪系统。


3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述第一3D图像与所述第一坐标系配准包括将包括校准目标的夹具插入所述医学成像系统中、捕获所述第一3D图像中的所述夹具、以及测量所述校准目标的位置。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述医学成像系统包括磁共振成像(MRI)系统。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述医学成像系统包括计算机断层摄影(CT)系统。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三坐标系根据医学数字成像和通信(DICOM)协议来定义。


7.根据权利要求6所述的方法，其中处理所述第二3D图像包括通过符合所述DICOM协议的软件应用程序来读取和处理所述第二3D图像。


8.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述第二3D图像包括旋转所述图像和将所述图像分段中的至少一者。


9.根据权利要求1所述的方法，其中由所述位置跟踪系统捕获的所述位置数据包括导管的远端在身体中的解剖结构内的位置。


10.根据权利要求1所述的方法，其中将所提取的图像特征与位置数据结合包括同时在显示器上显示所提取的图像特征和所述位置数据。


11.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC阿尔特曼，V格莱纳，A戈瓦里，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL