一种超声图像与CT图像融合系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种超声图像与CT图像融合系统，其包括导航定位传感器、导航示踪器、图像处理服务器以及CT设备、手术器械、超声设备和PACS系统；导航定位传感器通过导航示踪器，对CT设备、手术器械和超声设备中超声探头的位置进行定位跟踪，并发送到图像处理服务器；图像处理服务器与CT设备、超声设备和PACS系统相连，图像处理服务器将CT图像和超声图像进行融合，同时能够利用PACS系统，对其他术前容积图像进行融合，得到能够精准描绘病变区域的位置和边界信息的融合图像；图像处理服务器同时动态追踪手术器械的位置和方向，并将其显示在融合图像上。本实用新型专利技术可以广泛应用于经皮微创诊疗领域。

【技术实现步骤摘要】
一种超声图像与CT图像融合系统
本技术涉及超声成像
，特别是涉及一种超声图像与CT图像融合实时导航系统。
技术介绍
多模态影像已被广泛应用于经皮微创诊疗领域，其中应用较广的图像包括CT、磁共振、超声、PET和DSA图像。各种图像都有其自身的特点：CT图像的分辨率高；磁共振图像在软组织成像方面具有优势；超声图像具有实时性的优点；PET图像是一种功能成像，可以反映人体组织的代谢信息；DSA扫描具有开放性，可以进行血管成像，可以作为术中影像设备，使用灵活。目前，CT图像引导的经皮微创手术被广泛应用,但是由于电离辐射问题，术中CT图像存在非实时性的缺点，CT图像引导的经皮微创手术普遍采用步进式穿刺模式，手术中临床大夫根据离线图像，使用激光定位线和体表金属排丝确认入针路径，进行断层图像同层进针，并在手术过程中对病人进行多次扫描，确认手术针针尖位置和路径方向，以及手术针和周边人体组织的位置关系，直到手术器械(手术针)到达目标点。超声图像引导的腹部经皮微创手术是另外一种被广泛使用的技术，其特点在于超声图像具有实时性，设备方便使用，但是超声图像分辨率不足，无法精确描述病变区域位置及其边界，仅适用于腹部浅表的经皮微创诊疗操作。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种超声图像与CT图像融合系统，该系统可以应用于全身各部位的经皮微创手术，结合了多模态图像的特点，应用于临床，可以有效提高经皮微创手术的精准度、安全性和有效性。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种超声图像与CT图像融合系统，其包括导航定位传感器、导航示踪器、图像处理服务器以及CT设备、手术器械、超声设备和PACS系统；所述导航定位传感器通过所述导航示踪器，对所述CT设备、手术器械和超声设备中超声探头的位置进行定位跟踪，并发送到所述图像处理服务器；所述图像处理服务器与所述CT设备、超声设备和PACS系统相连，所述图像处理服务器将CT图像和超声图像进行融合，同时能够利用所述PACS系统，对包括CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT(锥型束CT)图像在内的其他术前容积图像进行融合，得到能够描绘病变区域位置和边界信息的融合图像；所述图像处理服务器同时动态追踪手术器械的位置和方向信息，并将其显示在融合图像上。进一步的，所述导航定位传感器采用光学定位传感器，所述导航示踪器采用光学示踪器。进一步的，所述导航示踪器包括设备示踪器、器械示踪器和超声探头示踪器，所述设备示踪器安装在所述CT设备的机架上，所述器械示踪器安装在手术器械上，所述超声探头示踪器安装在所述超声设备的超声探头上，所述导航定位传感器实时跟踪所述设备示踪器、器械示踪器和超声探头示踪器，并将获取的CT设备、手术器械和超声探头的位置发送到所述图像处理服务器。进一步的，所述超声探头示踪器采用多面、分段可组装式探头。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术采用光学定位传感器、光学示踪器和图像处理服务器，与CT设备和超声设备共同使用，可应用于全身各部位的经皮微创手术领域，应用更加广泛；2、本技术的图像处理服务器具备图像融合功能，可将术前容积图像(包括CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT(锥型束CT)图像)与术中阶段性更新的CT图像融合，更加精准的描绘病变位置和边界信息，以及手术器械的实时位置；3、本技术采用术前标定方法，省去术中标定步骤，简化了手术导航流程，可有效增加导航设备的易用性，减少手术时间；4、本技术将导航设备与超声设备有机结合，可使用超声探头确认入针平面，操作过程中实时监测人体组织和器官漂移，并实时验证穿刺路径的效果，进一步提高了采用融合图像进行实时导航的精准度。本技术可以广泛应用于超声成像
附图说明图1是本技术超声图像与CT图像融合实时导航系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。如图1所示，本技术提供的一种超声图像与CT图像融合实时导航系统，其应用于CT图像引导经皮微创手术室，该系统包括：导航定位传感器1、导航示踪器2、图像处理服务器3、已有CT设备4、手术器械、超声设备5和PACS系统6。其中，导航定位传感器1通过导航示踪器2对CT设备4、手术器械、超声设备5的超声探头进行位置跟踪，并发送到图像处理服务器3；图像处理服务器3与导航定位传感器1、CT设备4、超声设备5和PACS系统6相连，将术前容积图像(包括CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT(锥形束CT)图像)、术中CT图像和超声图像进行融合，得到实时融合图像，精准描绘病变区域的位置和边界信息；图像处理服务器3实时追踪手术器械，并在实时融合图像中动态显示手术器械的位置和方向，帮助术者监控整个经皮微创手术入针过程。进一步地，导航定位传感器1采用光学定位传感器，导航示踪器2采用光学示踪器。进一步地，导航示踪器2包括设备示踪器21、器械示踪器22和超声探头示踪器23，其中，设备示踪器21安装在CT设备4的机架上，器械示踪器22安装在手术器械上，超声探头示踪器23安装在超声设备5的超声探头上，导航定位传感器1利用红外光学视野，对设备示踪器21、器械示踪器22和超声探头示踪器23进行实时追踪，并将相应CT影像设备、手术器械和超声探头的位置发送到图像处理服务器3。进一步地，超声探头示踪器23采用多面、分段可组装式探头，可以满足手术的应用及消毒要求。进一步地，导航定位传感器1可以采用其他定位原理进行定位，如电磁定位传感器，相应的，导航示踪器采用电磁示踪器。进一步地，本技术超声图像与CT图像融合实时导航系统，还可以应用于除CT以外其他容积图像(磁共振，PET或CBCT)引导经皮微创手术室。基于上述超声图像与CT图像融合实时导航系统，本技术还提供一种超声图像与CT图像融合实时导航方法，包括以下步骤：1)将CT设备、超声设备、导航定位传感器、PACS系统和图像处理服务器相连；2)使用标定水模、CT设备、器械示踪器以及导航定位传感器，图像处理服务器对CT图像坐标系与相机定位坐标系进行注册配准，得到注册配准矩阵，标定扫描床，得到扫描床方向向量；其中，标定方法为本申请人之前申请专利《一种用于图像导航手术系统的标定模及其使用方法》(CN200710121388)的标定方法，在此不在赘述；3)从PACS系统获取术前容积图像，术前容积图像包括但不限于CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT图像；4)手术开始，进行CT图像扫描；5)将步骤4)得到的CT图像与从PACS系统获取的术前容积图像进行融合，得到离线融合图像；6)根据步骤4)得到的CT图像或步骤5)得到的离线融合图像确认病变组织位置及入针平面；当没有其他术前图像时，则根据步骤4)得到的CT图像，确认病变组织位置及入针平面；当有其他术前图像时，则根据步骤5)得到的离线融合图像，确认病变组织位置及入针平面；7)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声图像与CT图像融合系统，其特征在于：其包括导航定位传感器、导航示踪器、图像处理服务器以及CT设备、手术器械、超声设备和PACS系统；/n所述导航定位传感器通过所述导航示踪器，对所述CT设备、手术器械和超声设备中超声探头的位置进行定位跟踪，并发送到所述图像处理服务器；/n所述图像处理服务器与所述CT设备、超声设备和PACS系统相连，所述图像处理服务器将CT图像和超声图像进行融合，同时能够利用所述PACS系统，对包括CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT图像在内的其他术前容积图像进行融合，得到能够描绘病变区域的位置和边界信息的融合图像；/n所述图像处理服务器同时动态追踪所述手术器械的位置和方向，并将其显示在所述融合图像上。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声图像与CT图像融合系统，其特征在于：其包括导航定位传感器、导航示踪器、图像处理服务器以及CT设备、手术器械、超声设备和PACS系统；
所述导航定位传感器通过所述导航示踪器，对所述CT设备、手术器械和超声设备中超声探头的位置进行定位跟踪，并发送到所述图像处理服务器；
所述图像处理服务器与所述CT设备、超声设备和PACS系统相连，所述图像处理服务器将CT图像和超声图像进行融合，同时能够利用所述PACS系统，对包括CT图像、磁共振图像、PET图像和CBCT图像在内的其他术前容积图像进行融合，得到能够描绘病变区域的位置和边界信息的融合图像；
所述图像处理服务器同时动态追踪所述手术器械的位置和方向，并将其显示在所述融合图像上。


2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖越勇，赵磊，张肖，费翔，唐瑭，张啸波，边庆伟，
申请(专利权)人：新博医疗技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11