静态流程前规划数据到动态流程内分割数据的配准制造技术

提供了成像系统和方法，其涉及：使用第一成像技术来采集静态体积数据；对所述静态体积数据进行分割以生成静态分割；利用至少一个注释来注释所述静态分割；使用与所述第一成像技术不同的第二成像技术来采集初始动态体积数据；对所述初始动态体积数据进行分割以生成多个动态分割；将所述静态分割与所述多个动态分割中的每个动态分割进行比较，并且使用所述比较来确定最密切地对应于所述静态分割的单个动态分割；将对应的单个动态分割作为参考分割存储在所述存储器中；采集随后的动态体积数据；对所述随后的动态体积数据进行分割以生成至少一个随后的动态分割；确定所述参考分割与所述随后的动态分割之间的差异；使用所确定的差异来更新所述至少一个注释；以及将至少一个更新的注释与所述随后的动态体积数据一起显示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静态流程前规划数据到动态流程内分割数据的配准
本公开涉及流程前静态数据图像与流程内动态数据图像的融合。本公开的系统和方法可应用于诸如图像引导的心脏流程的医学流程。
技术介绍
本章节提供了不一定是现有技术的与本公开相关的背景信息。医学成像在许多临床应用中是有用的。存在不同类型的医学成像。一种类型的医学成像是超声成像。超声成像技术在微创心脏流程(诸如二尖瓣或三尖瓣修复或替换)中是特别有用的。例如，超声成像可以涉及对经食道超声心动图(TEE)探头的使用，该探头用来经由超声心动图对心脏和相关联的结构进行成像以便在介入期间提供动态流程内体积数据以帮助医师。然而，已知的是，与其他成像技术相比，超声成像不允许对解剖结构的最好描绘。已知的是，其他类型的医学成像技术(例如基于计算机断层摄影(CT)和磁共振成像(MRI)的技术)提供对解剖结构的更好描绘。然而，这些医学成像技术一般不适合于流程内成像。此外，由这些技术提供的解剖信息一般是静态信息。这些成像技术因此通常主要用于流程前规划和诊断。如果基于CT或MRI的成像技术在介入之前的规划阶段中被使用并且然后超声成像在介入期间被使用，那么医师必须进行从规划阶段采集的静态信息到在介入期间采集的动态信息的脑力配准。这种脑力配准需要来自医师的工作记忆，这需要额外的努力。此外，脑力配准可能是不准确的。此外，脑力配准对于在心脏流程中通常遇到的移动解剖结构来说是特别复杂的。US2010/0295848A1公开了一种用于将从不同成像技术采集的图像进行组合的系统。因此，希望获得在介入的过程期间以与现有技术相比改善的方式使医师可获得静态信息和动态信息两者的系统。
技术实现思路
提供了用于将规划数据配准到流程内数据的系统和方法。根据第一方面，提供了一种图像处理设备。所述成像系统包括：处理器模块；存储器模块；显示器，以及输入接口，所述输入接口被配置为从患者接收图像数据并且将所述图像数据传输到所述处理器模块。要被接收的所述图像数据可以包括静态体积数据、初始动态体积数据和随后的动态体积数据。所述处理器模块被配置为：对所述静态体积数据进行分割以生成静态分割；对所述初始动态体积数据进行分割以生成多个动态分割；将所述静态分割与所述多个动态分割中的每个动态分割进行比较；使用所述比较来确定最密切地对应于所述静态分割的单个动态分割；并且将对应的单个动态分割作为参考分割存储在所述存储器中。所述处理器模块还被配置为：自动地对所采集的随后的动态体积数据进行分割以生成随后的动态分割；确定所述参考分割与所述随后的动态分割之间的差异；使用所确定的差异来更新与所述静态分割相关联的至少一个注释；并且将所述随后的动态体积数据和所更新的至少一个注释传输到所述显示器以用于一起显示在所述显示器上。备选地，所述图像处理设备本身未被提供有显示器；替代地，表示随后的动态体积数据的图像和更新的注释的显示信号可以被提供到输出部，并且被传输到外部显示器以供查看。将与初始体积数据和静态分割相关的图像与上面的配准技术进行组合比其他类型的图像融合技术(诸如标志锚定)更准确。此外，上面的配准技术更不易发生系统性错误，诸如标志偏移。此外，上面的技术允许对与静态分割相关联的注释的动态更新。在一实施例中，所述处理器模块被配置为将所述随后的动态体积数据传输到所述显示器，使得至少一个更新的注释被显示为被叠加在所述随后的动态体积数据上。在一实施例中，与静态分割相关联的至少一个注释被存储在存储器中，以被叠加在通过与第一成像技术和第二成像技术不同的第三成像技术获得的图像上面。至少一个注释在通过第三成像技术获得的图像上的叠加可以经由第二成像数据与第三成像数据之间的额外的单独配准来执行。该配准技术可以是如上面概述的相同的配准技术。备选地，配准技术可以是探头检测算法。在一实施例中，第三成像技术是X射线成像技术。在该实施例中，由处理器模块采用的配准技术是根据X射线图像数据跟踪探头在患者空间中的位置的探头检测算法。将认识到，在第三成像技术被利用并且如上面阐述的额外配准算法用来将至少一个注释与第三成像技术进行组合的情况下，额外配准算法的动态分割充当3D静态规划数据与2D实况动态数据之间的3D动态“桥”。在一实施例中，所述处理器模块被配置为使用基于点的配准算法来确定最密切地对应于所述静态分割的所述对应的单个动态分割。在一实施例中，所述处理器模块被配置为自动地生成与所述静态分割相关联的所述至少一个注释。注释的范例包括网格、总网格的子集、虚拟设备、测量、规划的轨迹、所识别的在动态成像技术的情况下不可见或非清楚可见的解剖目标和关键结构。注释可以以诸如三角形、圆、网格、线等的各种形式被显示。在一实施例中，所述处理器模块被配置为使用基于模型的生成算法来对所述静态体积数据进行分割以生成所述静态分割。在一实施例中，所述处理器模块被配置为使用基于模型的生成算法来对所述动态体积数据进行分割以生成所述动态分割。在一实施例中，所述成像系统还包括ECG监测器，并且所述处理器模块被配置为基于ECG监测器的输出将所采集的动态体积数据与心动周期的时段相关联。在一个实施例中，所述处理器模块被配置为对所述初始动态体积数据进行分割，并且然后将所述动态分割存储在所述存储器中。所述处理器模块还被配置为存储所述ECG监测器的所述输出。所述处理器模块然后被配置为使所存储的动态分割与所存储的所述ECG监测器的输出同步，以便确定其中初始动态体积数据被采集的心动周期的时相。当处理器模块的处理功率不足以生成实时的分割时并且当心脏时相是未知的时，该技术可以被使用。在处理器模块的处理功率足以生成基本上实时的分割的情况下或在心脏时相是已知的情况下，用于稍后与存储的ECG监测器的输出同步的动态分割的存储是不必要的。在一实施例中，所述处理器模块被配置为：在对所述所采集的随后的动态体积数据进行分割之前，将所述初始动态体积数据传输到所述显示器以用于和与所述静态分割相关联的至少一个注释一起显示在所述显示器上。在一实施例中，所述处理器模块被配置为以所述参考分割的形式显示所述初始体积数据。在一实施例中，所述处理器模块被配置为将初始体积数据传输到所述显示器，使得与所述静态分割相关联的所述至少一个注释被显示为被叠加在所述初始体积数据上。根据又一方面，提供了一种成像系统，包括如本文中描述的图像处理设备的实施例和被配置为采集所述初始动态体积数据和所述随后的动态体积数据的成像器。在一实施例中，所述成像器包括超声成像器，例如超声探头。在所述成像器是超声成像器(诸如超声探头)的实施例中，配准算法可以被限制于在成像器探头的3D超声锥体内部的点。将配准算法限制为仅使用在3D超声锥体内部的那些点改善了配准算法准确性。在一范例中，静态体积数据(例如MR或CT图像数据)可以是能从图像数据库(诸如PACS系统)接收的。备选地或另外，所述成像系统还包括用于采集所述静态体积数据的流程前成像器，诸如CT或MRI成像设备。...

【技术保护点】
1.一种图像处理设备(10)，包括：/n处理器模块(16)；/n存储器模块(24)；/n显示器(20)，以及/n输入接口，/n其中，所述输入接口被配置为接收图像数据并且将所述图像数据传输到所述处理器模块，所述图像数据包括：/n静态体积数据，/n初始动态体积数据，以及/n随后的动态体积数据，/n其中，所述处理器模块被配置为：/n对所述静态体积数据进行分割以生成静态分割；/n对所述初始动态体积数据进行分割以生成多个动态分割；/n将所述静态分割与所述多个动态分割中的每个动态分割进行比较；/n使用所述比较来确定最密切地对应于所述静态分割的单个动态分割；/n将对应的单个动态分割作为参考分割存储在所述存储器中，自动地对所采集的随后的动态体积数据进行分割以生成随后的动态分割；/n确定所述参考分割与所述随后的动态分割之间的差异；/n使用所确定的差异来更新与所述静态分割相关联的至少一个注释；并且/n将所述随后的动态体积数据和所更新的至少一个注释传输到所述显示器以用于一起显示在所述显示器上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 EP 17206113.71.一种图像处理设备(10)，包括：
处理器模块(16)；
存储器模块(24)；
显示器(20)，以及
输入接口，
其中，所述输入接口被配置为接收图像数据并且将所述图像数据传输到所述处理器模块，所述图像数据包括：
静态体积数据，
初始动态体积数据，以及
随后的动态体积数据，
其中，所述处理器模块被配置为：
对所述静态体积数据进行分割以生成静态分割；
对所述初始动态体积数据进行分割以生成多个动态分割；
将所述静态分割与所述多个动态分割中的每个动态分割进行比较；
使用所述比较来确定最密切地对应于所述静态分割的单个动态分割；
将对应的单个动态分割作为参考分割存储在所述存储器中，自动地对所采集的随后的动态体积数据进行分割以生成随后的动态分割；
确定所述参考分割与所述随后的动态分割之间的差异；
使用所确定的差异来更新与所述静态分割相关联的至少一个注释；并且
将所述随后的动态体积数据和所更新的至少一个注释传输到所述显示器以用于一起显示在所述显示器上。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为将所述随后的动态体积数据传输到所述显示器，使得所更新的至少一个注释被显示为被叠加在所述随后的动态体积数据上。


3.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为使用基于点的配准算法来确定最密切地对应于所述静态分割的所述对应的单个动态分割。


4.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为自动地生成与所述静态分割相关联的所述至少一个注释。


5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为：使用基于模型的生成算法来对所述静态体积数据进行分割以生成所述静态分割，并且对所述动态体积数据进行分割以生成所述多个动态分割。


6.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为：在对所采集的随后的动态体积数据进行分割之前，将所述初始动态体积数据传输到所述显示器以用于和与所述静态分割相关联的至少一个注释一起显示在所述显示器上。


7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述处理器模块被配置为以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·费斯特格，P·G·叶舒伊斯，C·沙赫尹，
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