选择性融合2Dx射线图像和3D超声图像的系统和方法技术方案

提供了一种使用两种不同成像形式对结构同时进行成像并且将图像融合为单个融合二维图像的系统和方法。该系统和方法包括，使用ｘ射线系统（１０２）获取二维（２Ｄ）ｘ射线图像数据（１３２）以及使用超声成像系统（１２２）获取三维（３Ｄ）超声图像体积数据（１３４）。产生关于相应于所述２Ｄ　　ｘ射线图像数据（１３２）的感兴趣区域的３Ｄ超声图像体积数据（１３４）的２Ｄ表示。使用计算机（１３０）将所述３Ｄ超声图像体积数据（１３４）的２Ｄ表示与所述２Ｄ　　ｘ射线图像数据（１３２）进行融合，以绘制可以实时显示的所述结构的２Ｄ融合图像（１４０）。所述计算机（１３０）可以是所述ｘ射线系统（１０２）的一部分、所述超声系统（１２２）的一部分或者是自身具有显示器（１３６）的独立单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性融合2D x射线图像和3D超声图像的系统和方法
当前的公开涉及二维(2D) x射线图像和三维(3D)超声图像的组 合，尤其是一种在引导的心脏介入过程中组合2D x射线图像和3D超 声图像、从2D x射线和3D超声图像产生融合的2D图像并且没有模糊 相关x射线信息的方法和装置。
技术介绍
心脏病学家在心脏中使用导管以获取诊断信息(注入染料进行血 管造影或者感测电信息)。他们还可能使用例如射频消融导管的装置对 心脏进行治疗。这些诊断和治疗装置通常基于x射线荧光检测图像在 心脏中进行操纵。众所周知，与其它已知的血管内成像方法、例如血 管内超声和血管内窥镜所提供的相比，血管内x射线荧光检测具有脉 管和脉管壁的较高对比度和分辨率。这常常导致在延长的电生理学过 程中一个小时或者更多的荧光透视时间，并且导致患者和医师的大量辐射暴露，尤其在考虑到经常需要重复这些过程的情况下。此外，心 脏是三维结构而荧光透视图像仅是二维的。并且由于对诊断或治疗装 置在心脏中的准确解剖位置的了解是非常重要的，以便获取准确的诊 断信息或者准确地对心脏中的特定位置进行治疗，因而传统的单独使 用荧光透视图像通常是不够的。当前在心脏介入过程中对动脉进行解剖成像的方法例如包括同时 使用x射线和超声两种成像形式，这是广泛公知的。产生二维(2D) x 射线图像以及三维(3D)超声图像，以便为医师提供有用的信息。这需 要在相同的房间内存在x射线荧光透视系统和超声扫描器，使用兼容 的工作台。其缺点很多，包括在两个成像形式间交替可能改变导管 的位置；在两个成像形式间交替是费时的，尝试通过心算将两个图像 重叠或者配位在一起；并且患者和医师都暴露于有害的电离辐射。对两种信息源进行充分利用，需要两种信息源的融合。然而，由 于两种成像形式差异显著(分辨率、投影、视场)并且使用分离的控制 装置呈现在分离的显示器上，所以难于对这一信息进行有效利用。当前的融合技术没有考虑到图像中的特征。这导致例如X射线荧 光透视图像的高分辨率细节的可见性的损失。尽管存在这些努力，仍然需要一种有效的并且灵活的/通用的方法 来增强X射线成像中具有低对比度的结构的可见性，并且帮助在介入过程中确定导管位于心脏解剖结构的何位置。此外，还需要一种缩短电生理学(EP)过程的方法和装置，在所述电生理学过程中构造心脏的 电路标，并且从而将过程缩短以降低患者和医师暴露x射线的剂量。这些以及其它需求通过所描述的方法和装置满足，其适用于将分 离的2D x射线和3D超声图像组合为单个2D图像，尤其用于引导心脏介入过程。专利技术概述当前的公开提供了一种对结构进行成像的方法。该方法包括，使 用x射线系统获取二维(2D) x射线图像数据并且使用超声系统获取三 维(3D)超声图像体积数据。产生关于感兴趣区域的3D超声图像体积数 据的2D表示，该感兴趣区域相应于2D x射线图像数据。将3D超声图 像体积数据的2D表示与2D x射线图像数据进行融合来绘制该结构的 2D融合图像数据，并且将该2D融合图像数据显示为该结构的2D融合 图像。在示例性实施例中，x射线图像数据和超声图像数据是同时获取 的，而结构的2D融合图像是实时显示的。所述融合操作可能发生在计 算机内，所述计算机是x射线系统、超声系统的一部分或者是具有显 示器的独立单元。当前的公开还提供了 一种系统，用于将来自三维(3D)超声图像数 据的结构的感兴趣特征与二维(2D)图像数据进行融合。该系统包括， 配置用于提供二维(2D) x射线图像数据的x射线成像系统；配置用于 提供三维(3D)超声图像体积数据的超声成像系统；以及可操作地与所 述x射线系统和所述超声系统进行通讯的计算机。所述计算机配置用 于产生关于相应于所述2D x射线图像数据的感兴趣区域的3D超声图 像体积数据的2D表示，并且将所述3D超声图像体积数据的所述2D表 示与所述2D x射线图像数据进行融合，来绘制所述结构的2D融合图 <象。显示器可4喿作地与所述计算才几进4于通讯，以显示所述结构的2D融 合图像。在示例性实施例中，X射线图像数据和超声图像数据是同时获取的，而结构的2D融合图像是实时显示的。所述融合操作可能发生在计 算机中，所述计算机是x射线系统、超声系统的一部分或者是具有显 示器的独立单元。根据后面的详细描述、尤其是结合这里的附图进行回顾，与所公 开系统和方法相关的附加特征、功能和优点将是显而易见的。附图说明为了帮助本领域技术人员制造和使用所公开的系统和方法，参考 后面的附图，其中图1是当前公开的系统的示例性实施例的示意图，图解了可操作 地连接到融合计算机的x射线系统和超声系统，以及显示器，其用于 显示关于躺卧在工作台上的患者的解剖结构的融合图像；图2是依照当前公开的示例性实施例，对来自图1的超声系统的 3D体积图像数据叠加厚度为"d"的相应切片的透视示意图，以绘制 3D体积图像数据的2D表示，用于覆盖在相应的2Dx射线图像数据上；图3是产生自图1中超声系统的3D体积图像数据的屏幕视图；图4是图3中3D体积图像数据的2D绘制切片的屏幕视图，其由 依照当前公开示例性实施例的图1中的融合计算机进行绘制；以及图5是Phong光照模型的示意图。具体实施方式如这里陈述的，当前的公开有利地允许和便利于将来自两种成像 形式(例如x射线和超声)的图像进行融合，考虑到图像的特点，从而保持了由X射线图像(例如，X射线焚光透视法)提供的高分辨率细节的可见性。当前的7>开可以有利地应用在心脏介入过程中的医疗成<象中， 例如以显示在单个屏幕上的融合图像的方式为医师提供有用的信息，该融合图像的特征在于将3D超声数据的2D投影覆盖在2D x射线上， 并且可以选择性地控制以改变所需融合的数量，这对于本领域技术人 员来说将是非常清楚的。所公开的系统和方法可以是x射线系统或超 声系统一部分，或者是自身具有显示设备的独立系统。参考图1,示意性地显示了示例性成像系统100。系统100包括常规的电视x射线系统102,其可能包括用于观察由x射线系统102产生 的二维(2D)x射线数据的相应监视器104。 X射线系统102包括x射线 管106和x射线探测器108, x射线管106和x射线探测器108通过C 形臂110可操作地连接到x射线系统102。 X射线管106和x射线探测 器108布置在限定臂110的相对两个末端。X射线管106产生穿过患者 112的x射线(未示出)，该患者112由工作台114支撑，由x射线探测 器108探测x射线以产生x射线图像数据132用于最终在监视器104 上显示。系统100进一步包括常规的实时三维(3D)超声系统122，其可能包 括相应的监视器124，用于观察由超声系统122产生的3D超声图像体 积数据134。超声系统122包括探头128,配置用于产生相应于从患者 112的相应体积发出的声学回波的信号。探头128布置在患者112的感 兴趣体积上，以产生重建的3D数值阵列，这些数值代表从患者110的 相应体积发出的声学回波的强度，并且产生3D超声图像体积数据用于 最终在监视器124上显示。患者112由两种形式同时进行成像，并且来自两个系统102、 122 的实况图像/体积数据被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对结构进行成像的方法，该方法包括：　　　　获取二维（２Ｄ）ｘ射线图像数据（１３２）；获取三维（３Ｄ）超声图像体积数据（１３４）；　　　　产生关于相应于２Ｄ　　ｘ射线图像数据（１３２）的感兴趣区域的３Ｄ超声图像体积数据（１３４）的２Ｄ表示；　　　　将３Ｄ超声图像体积数据（１３４）的２Ｄ表示与２Ｄ　　ｘ射线图像数据（１３２）进行融合，以绘制该结构的２Ｄ融合图像（１４０）；以及　　　　显示该结构的２Ｄ融合图像（１４０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M特莫尔斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]