一种配准系统包括控制器(160)。所述控制器(160)包括存储指令的存储器(162)以及运行所述指令的处理器(161)。当被运行时，所述指令使所述控制器(160)运行包括以下各项的过程：从X射线成像系统(190)获得荧光透视X射线图像(S810)，并且从相机系统(140)获得被附着到所述X射线成像系统(190)的混合标记(110)的视觉图像(S820)；基于所述荧光透视X射线图像来估计所述混合标记(110)与所述X射线成像系统(190)之间的变换(S830)，并且基于所述视觉图像来估计所述混合标记(110)与所述相机系统(140)之间的变换(S840)；以及基于所估计的所述混合标记(110)与所述X射线成像系统(190)之间的所述变换将来自超声系统(156)的超声图像配准到来自所述X射线成像系统(190)的所述荧光透视X射线图像(S850)，以便提供所述超声图像到所述荧光透视X射线图像的融合。像到所述荧光透视X射线图像的融合。像到所述荧光透视X射线图像的融合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对融合超声影像与X射线影像进行的实时跟踪
技术介绍
[0001]结构性心脏病领域的流程变得具有越来越小的有创性。例如，经导管主动脉瓣置换术(TAVR)已经成为无法手术的患有严重的有症状主动脉瓣狭窄的患者可接受的处置方法。经导管主动脉瓣置换术修复主动脉瓣而不置换现有的损坏的主动脉瓣，而是将置换瓣膜楔入主动脉瓣的位置。置换瓣膜通过导管被递送到部位，然后扩张，而旧瓣叶被从路线上推开。TAVR是一种微创流程，其中，在(仅)一个或多个非常小的切口中通过手术来打开胸部，将胸骨留在原位。胸部中的(一个或多个)切口能够用于通过大动脉或左心室的尖端进入心脏。TAVR流程通常是在荧光透视X射线和经食道超声心动描记术(TEE)引导下执行的。荧光透视X射线提供对导管状设备的高对比度可视化，而TEE以高分辨率和帧速率示出心脏的解剖结构。此外，能够使用已知方法将TEE图像与X射线图像融合。
[0002]最近，无回声TAVR流程的趋势主要是由全身麻醉的高成本刺激的。强烈建议对TEE引导的流程进行全身麻醉，目的是减小患者的不适感。另一方面，经胸超声心动描记术(TTE)是一种外部超声成像模态，其可以在没有全身麻醉的情况下(使用例如清醒镇静)执行，从而缩短患者的恢复时间。在微创流程中使用TTE作为流程内工具的一些缺点可以包括：
[0003]·
由于对患者解剖结构的高度依赖，因此要求对成像器的丰富经验和专业知识
[0004]·
由于与TEE相比，超声检查者的辐射暴露风险更高，因此是非连续成像
[0005]·
频繁移除超声换能器会导致介入流程的显著延迟
[0006]·
有限的成像窗口
[0007]·
缺乏用于将超声图像与X射线荧光透视图像融合的术中方法(配准可用于TEE，但不可用于TTE)
[0008]如本文所述，对融合超声影像与X射线影像进行的实时跟踪实现了无辐射超声探头跟踪，使得超声影像能够被叠加到二维和三维X射线图像上。
技术实现思路
[0009]根据本公开内容的一个方面，一种配准系统包括控制器。所述控制器包括存储指令的存储器和运行所述指令的处理器。当由所述处理器运行时，所述指令使所述控制器运行以下过程。所述过程包括：从X射线成像系统获得荧光透视X射线图像，并且从与所述X射线成像系统分开的相机系统获得被附着到所述X射线成像系统的混合标记的视觉图像。所述过程还包括：基于所述荧光透视X射线图像来估计所述混合标记与所述X射线成像系统之间的变换，并且基于所述视觉图像来估计所述混合标记与所述相机系统之间的变换。所述过程还包括：基于所估计的所述混合标记与所述X射线成像系统之间的所述变换将来自超声系统的超声图像配准到来自所述X射线成像系统的所述荧光透视X射线图像，以便提供所述超声图像到所述荧光透视X射线图像的融合。
[0010]根据本公开内容的另一方面，一种配准系统包括混合标记、相机系统和控制器。所述混合标记被附着到X射线成像系统。所述相机系统与所述X射线成像系统分开并且具有在
流程期间维持的针对所述混合标记的视线。所述控制器包括存储指令的存储器和运行所述指令的处理器。当由所述处理器运行时，所述指令使所述控制器运行以下过程。所述过程包括：从所述X射线成像系统获得荧光透视X射线图像，并且从所述相机系统获得被附着到所述X射线成像系统的所述混合标记的视觉图像。所述过程还包括：基于所述荧光透视X射线图像和所述视觉图像来估计所述混合标记与所述X射线成像系统之间的变换，并且基于所述视觉图像来估计所述混合标记与所述相机系统之间的变换。所述过程还包括：基于所估计的所述混合标记与所述X射线成像系统之间的所述变换将来自超声系统的超声图像配准到来自所述X射线成像系统的所述荧光透视X射线图像。
[0011]根据本公开内容的又一方面，一种配准影像的方法包括：从X射线成像系统获得荧光透视X射线图像；并且从与所述X射线成像系统分开的相机系统获得被附着到所述X射线成像系统的混合标记的视觉图像。所述方法还包括：基于所述荧光透视X射线图像来估计所述混合标记与所述X射线成像系统之间的变换，并且基于所述视觉图像来估计所述混合标记与所述相机系统之间的变换。所述方法还包括：基于所估计的所述混合标记与所述X射线成像系统之间的所述变换将来自超声系统的超声图像配准到来自所述X射线成像系统的所述荧光透视X射线图像。
附图说明
[0012]当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解示例实施例。需要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。实际上，为了进行清楚的讨论，尺寸可以被任意增大或减小。在适用和实用的地方，相同的附图标记指代相同的元件。
[0013]图1图示了根据代表性实施例的对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的融合系统。
[0014]图2A图示了根据代表性实施例的布置，其中，具有附接的光学相机的超声探头被定位在平板探测器下方的仿真人体躯干体模上。
[0015]图2B图示了根据代表性实施例的与超声换能器集成在一起的光学相机。
[0016]图3A图示了根据代表性实施例的被集成到用于平板探测器的通用无菌盖布中的混合标记。
[0017]图3B图示了根据代表性实施例的使用自粘胶带将混合标记附接到探测器的过程。
[0018]图4图示了根据代表性实施例的通用计算机系统，在该通用计算机系统上能够实施对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的方法。
[0019]图5A图示了根据代表性实施例的嵌入混合标记的主体中的不透射线界标。
[0020]图5B图示了根据代表性实施例的具有一组可区分的视觉特征的混合标记的表面，这组可区分的视觉特征独特地定义了混合标记的坐标系。
[0021]图6A图示了根据代表性实施例的用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的过程。
[0022]图6B图示了根据代表性实施例的用于将混合标记附接到探测器壳体以用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的过程。
[0023]图6C图示了根据代表性实施例的用于采集二维荧光透视图像以用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的过程。
[0024]图6D图示了根据代表性实施例的用于在临床部位内定位具有集成的相机的超声探头以用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的过程。
[0025]图6E图示了根据代表性实施例的用于跟踪混合标记并将超声图像平面叠加在二维荧光透视图像或体积计算机断层摄影(CT)图像上以用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的过程。
[0026]图7A图示了根据代表性实施例的可视化，其中，超声图像平面被叠加在二维荧光透视X射线图像上。
[0027]图7B图示了根据代表性实施例的可视化，其中，超声图像平面被叠加在体积锥形束计算机断层摄影图像上。
[0028]图8图示了根据代表性实施例的用于对融合超声影像与X射线影像进行实时跟踪的另一过程。
具体实施方式
[0029]在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括控制器(160)的配准系统(100)，所述控制器包括：存储器(162)，其存储指令；以及处理器(161)，其运行所述指令，其中，当由所述处理器(161)运行时，所述指令使所述控制器(160)运行包括以下各项的过程：从X射线成像系统(190)获得荧光透视X射线图像(S810)，并且从与所述X射线成像系统(190)分开的相机系统(140)获得被附着到所述X射线成像系统(190)的混合标记(110)的视觉图像(S820)；基于所述荧光透视X射线图像来估计所述混合标记(110)与所述X射线成像系统(190)之间的变换(S830)，并且基于所述视觉图像来估计所述混合标记(110)与所述相机系统(140)之间的变换(S840)；以及基于所估计的所述混合标记(110)与所述X射线成像系统(190)之间的所述变换将来自超声系统(156)的超声图像配准到来自所述X射线成像系统(190)的所述荧光透视X射线图像(S850)，以便提供所述超声图像到所述荧光透视X射线图像的融合。2.根据权利要求1所述的配准系统，还包括：所述相机系统(140)；以及所述超声系统(156)，其中，所述相机系统(140)被安装到所述超声系统(156)并且在流程期间维持针对所述混合标记(110)的视线。3.根据权利要求2所述的配准系统，其中，所述相机系统(140)包括针对所述超声系统(156)进行校准的单目相机或立体相机，所述相机系统(140)向所述控制器(160)提供定义所述单目相机或所述立体相机针对所述超声系统(156)的校准的校准参数，并且所述超声图像额外地基于所述校准参数被配准到所述荧光透视X射线图像。4.根据权利要求1所述的配准系统，还包括：所述混合标记(110)，其中，所述混合标记(110)包括：对来自所述X射线成像系统(190)的X射线半透明且在所述视觉图像中可见的材料，以及对来自所述X射线成像系统(190)的所述X射线不透明的不透射线图案。5.根据权利要求4所述的配准系统，其中，所述材料包括塑料胶带，并且所述混合标记(110)中的所述不透射线图案通过激光被雕刻到所述塑料胶带中。6.根据权利要求4所述的配准系统，其中，所述材料包括自粘表面和不透射线界标，并且所述不透射线界标和所述不透射线图案独特地定义所述混合标记(110)的坐标系。7.根据权利要求6所述的配准系统，其中，由所述控制器(160)运行的所述过程还包括：基于捕获来自所述X射线成像系统(190)的所述荧光透视X射线图像中的所述不透射线界标将来自所述超声系统(156)的所述超声图像配准到来自所述X射线成像系统(190)的所述荧光透视X射线图像。8.根据权利要求1所述的配准系统，还包括：所述X射线成像系统(190)，所述控制器(160)接收来自X射线成像系统的所述荧光透视
X射线图像，其中，所述X射线成像系统(190)包括具有X射线源的C形臂、所述混合标记(110)附着到的图像增强器，以及编码器。9.根据权利要求8所述的配准系统，其中，所述图像增强器包括具有壳体的平板，所述混合标记(110)被附着到所述壳体。10.根据权利要求8所述的配准系统，其中，所述X射线成像系统(190)被配置为执行包括以下各项的过程：采集二维荧光透视X射线图像；采集三维体积计算机断层摄影图像；以及将所述二维荧光透视X射线图像...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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