2D路径探测可视化制造技术

在一个实施方案中，医疗设备包括医疗器械，该医疗器械被配置成在患者的身体中的通路内移动；位置跟踪系统，该位置跟踪系统用于跟踪医疗器械在身体内的坐标；显示屏；处理器，该处理器将位置跟踪系统和身体的至少一部分的3D计算机断层摄影(CT)图像在共同参照系内配准，在共同参照系内找到医疗器械通过从起点到终点的通路的3D路径，响应于跟踪坐标而计算从医疗器械到3D路径的方向，以及基于3D CT图像在显示屏上渲染并同时显示相应的2D CT切片，包括投射到该相应2D CT切片上的从医疗器械到3D路径的方向的相应2D指示。3D路径的方向的相应2D指示。3D路径的方向的相应2D指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】2D路径探测可视化


[0001]本专利技术涉及医疗系统，并且具体地但并非排他性地涉及路径可视化。

技术介绍

[0002]在图像引导的外科手术(IGS)中，执业医生使用身体内实时跟踪的器械，使得在外科规程中可将器械的位置和/或取向呈现在患者解剖结构的图像上。在许多IGS情况下，以一种模式(例如，磁共振成像(MRI)或计算机断层摄影(CT))准备患者的图像，并且器械跟踪使用的是不同的模式，例如电磁跟踪。为了使跟踪有效，两种模式的参照系必须相互配准。
[0003]Bronstein等人的美国专利公布2011/0236868描述了一种执行图像引导的规程的计算机化模拟的方法。该方法可包括接收特定患者的医学图像数据。可以基于医学图像数据生成特定患者的解剖结构的基于患者特定数字图像的模型。可以使用基于数字图像的模型来执行图像引导的规程的计算机化模拟。可以同时显示医学图像数据、基于图像的模型和模拟医疗工具模型。
[0004]Walker等人的美国专利公布2017/0151027描述了用于利用机器人辅助将柔性医疗器械驱动到解剖空间中的目标的系统和方法。柔性器械可以具有嵌入其中的跟踪传感器。可以提供相关联的机器人控制系统，其被配置成使用来自跟踪传感器的数据将柔性器械与解剖图像配准，并且识别适于将器械朝所识别的目标导航的一次或多次移动。在一些实施方案中，机器人控制系统驱动或辅助将柔性器械驱动到目标。
[0005]Averbuch等人的美国专利公布2016/0174874描述了一种配准方法，由此使用基于传感器的方法进行初始配准，并且由此在开始导航内窥镜时，使用基于图像的配准方法以更准确地维持内窥镜位置与先前获取的图像之间的配准。将六自由度位置传感器置于探针上，以便减少必须与从内窥镜获得的实时图像进行比较的先前获取的图像数量。
[0006]Bitter等人的美国专利公布2005/0228250描述了一种用户界面，该用户界面包括被分成多个视图的图像区域，用于查看解剖区域的对应的2维图像和3维图像。可以同时打开并访问工具控制面板。分割面板使得能够在用户指定的强度范围内或基于预定强度自动分割所显示图像的部件。
[0007]Dachille等人的美国专利公布2007/0276214描述了一种用于医学图像的自动分割和可视化的成像系统，并且包括使用识别图像数据中的目标对象并且根据指定的协议处理图像数据的一组指令来自动处理图像数据的图像处理模块、用于基于指令中的一个或多个指令来自动生成目标对象的一个或多个图像的渲染模块、以及用于存储一个或多个生成的图像的数字档案。图像数据可以是DICOM格式化图像数据，其中成像处理模块提取并处理图像数据的DICOM域中的元数据以识别目标对象。图像处理模块引导分割模块以使用由指令中的一个或多个指令指定的处理参数来分割目标对象。
[0008]授予Yanof等人的美国专利5,371,778描述了一种CT扫描仪，其非侵入性地检查受试者的体积区域并生成指示该体积区域的体积图像数据。对象存储器存储对应于体积区域的每个体素的数据值。仿射变换算法在体积区域的可见面上操作以将面从对象空间转换成
图像空间中的观察平面上的面的投影。操作员控制台包括操作员控件，用于选择体积区域相对于观察平面(即，视频显示器的平面)的投影图像的角取向。光标定位轨迹球输入图像空间中的i和j坐标位置，这些坐标位置被转换为在投影图像上的光标十字线显示。确定在垂直于观察平面的观察方向上的观察平面与体积区域之间的深度尺寸k。光标的(i,j,k)图像空间位置通过反转所选转换来操作，用于识别对象空间中对应的(x,y,z)光标坐标。在对象空间中的光标坐标被转换为对象存储器的对应地址，用于穿过体积区域的横切平面、冠状平面和矢状平面。
[0009]授予Gliner等人的美国专利10,188,465描述了一种方法，该方法包括接收患者身体的至少一部分的计算机断层摄影扫描，以及识别扫描体素，该扫描体素对应于由插入其中的探针可穿过的体内区域。该方法还包括在屏幕上显示扫描，并且在其上为探针标记所选的起点和终点。处理器找到从起点到终点的路径，该路径由连续的一组已识别体素组成。处理器还使用扫描生成身体外表面的表示，并在屏幕上显示该表示。然后，处理器渲染围绕在显示的表示中局部透明的路径的外表面区域，以便在屏幕上使在路径附近的身体内部结构可见。
[0010]Altmann等人的美国专利公布2018/0303550描述了一种用于可视化的方法，该方法包括在共同参照系内使患者身体的至少一部分的位置跟踪系统和三维(3D)计算机断层摄影(CT)图像配准。至少一个虚拟相机的位置和取向在共同参照系内指定。使用位置跟踪系统跟踪在身体中的通路内移动的医疗工具的坐标。从指定位置和取向渲染并显示身体中通路的基于3D CT图像的虚拟内窥镜图像，包括根据跟踪坐标定位在虚拟内窥镜图像中的医疗工具的动画表示。

技术实现思路

[0011]根据本公开的实施方案，提供了一种医疗设备，其包括医疗器械，该医疗器械被配置成在患者的身体中的通路内移动；位置跟踪系统，该位置跟踪系统被配置成用于跟踪医疗器械在身体内的坐标；显示屏；处理器，该处理器被配置成将位置跟踪系统和身体的至少一部分的三维(3D)计算机断层摄影(CT)图像在共同参照系内配准，在共同参照系内找到医疗器械通过从给定起点到给定终点的通路的3D路径，响应于跟踪坐标而计算从医疗器械到3D路径的方向，以及基于3D CT图像在显示屏上渲染并同时显示相应的二维(2D)CT切片，包括投射到相应2D CT切片上的从医疗器械到3D路径的方向的相应2D指示。
[0012]还根据本公开的实施方案，从医疗器械到3D路径的方向的相应2D指示包括相应的箭头。
[0013]还根据本公开的实施方案，处理器被配置成基于3D CT图像，在显示屏上渲染并同时显示相应的二维(2D)CT切片，包括投射到相应2D CT切片上的从医疗器械到3D路径的方向的相应2D指示、以及响应于跟踪坐标的医疗器械的表示。
[0014]另外，根据本公开的实施方案，处理器被配置成响应于跟踪坐标而计算从医疗器械到3D路径的最近点的方向。
[0015]此外，根据本公开的实施方案，处理器被配置成响应于跟踪坐标而计算从医疗器械到3D路径的3D向量。
[0016]还根据本公开的实施方案，处理器被配置成基于3D CT图像，在显示屏上渲染并同
时显示相应的2D CT切片，包括投射到相应2D CT切片上的从医疗器械到3D路径的3D向量的相应2D指示。
[0017]还根据本公开的实施方案，处理器被配置成基于3D CT图像，在显示屏上渲染并同时显示三个相应的二维(2D)CT切片，包括投射到三个相应2D CT切片上的从医疗器械到3D路径的方向的三个相应2D指示。
[0018]另外，根据本公开的实施方案，三个相应的2D切片分别包括冠状面视图、矢状面视图和横切面视图。
[0019]此外，根据本公开的实施方案，处理器被配置成响应于跟踪坐标而计算从医疗器械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医疗设备，包括：医疗器械，所述医疗器械被配置成在患者的身体中的通路内移动；位置跟踪系统，所述位置跟踪系统被配置成跟踪所述医疗器械在所述身体内的坐标；显示屏；和处理器，所述处理器被配置成：将所述位置跟踪系统和所述身体的至少一部分的三维(3D)计算机断层摄影(CT)图像在共同参照系内配准；在所述共同参照系内找到所述医疗器械通过从给定起点到给定终点的所述通路的3D路径；响应于跟踪坐标而计算从所述医疗器械到所述3D路径的方向；以及基于所述3D CT图像，在所述显示屏上渲染并同时显示相应的二维(2D)CT切片，包括投射到所述相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的相应2D指示。2.根据权利要求1所述的设备，其中，从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的所述相应2D指示包括相应的箭头。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成基于所述3D CT图像，在所述显示屏上渲染并同时显示所述相应的二维(2D)CT切片，包括投射到所述相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的所述相应2D指示、以及响应于所述跟踪坐标的所述医疗器械的表示。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成响应于所述跟踪坐标而计算从所述医疗器械到所述3D路径的最近点的方向。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成响应于所述跟踪坐标而计算从所述医疗器械到所述3D路径的3D向量。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述处理器被配置成基于所述3D CT图像，在所述显示屏上渲染并同时显示所述相应的2D CT切片，包括投射到所述相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述3D向量的所述相应2D指示。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成基于所述3D CT图像，在所述显示屏上渲染并同时显示三个相应的二维(2D)CT切片，包括投射到所述三个相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的三个相应2D指示。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述三个相应的2D切片分别包括冠状面视图、矢状面视图和横切面视图。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成：响应于所述跟踪坐标而计算从所述医疗器械到所述3D路径的距离；以及基于所述3D CT图像，在所述显示屏上渲染并同时显示所述相应的二维(2D)CT切片，包括投射到所述相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向和所述距离的相应2D指示。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置成在所述显示屏上渲染并同时显示以下内容：基于所述3D CT图像的所述相应二维(2D)CT切片，包括投射到所述相应2D CT切片上的从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的所述相应2D指示；以及
从至少一个相应虚拟相机的至少一个相应位置观察到的身体中所述通路的基于所述3D CT图像的虚拟内窥镜图像，包括根据所述跟踪坐标定位在所述虚拟内窥镜图像中的所述医疗器械的动画表示、以及从所述医疗器械到所述3D路径的所述方向的3D指示。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述位置跟踪系统包括电磁跟踪系统，所述电磁跟踪系统包括定位在所述身体的一部分周围的一个或多个磁场发生器和位于所述医疗器械的远端处的磁场传感器。12.一种医疗方法，包括：使用位置跟踪系统来跟踪医疗器械在患者的身体内的坐标，所述医疗器械被配置成在所述患者的身体中的通路内移动；将所述位置跟踪系统和所述身体的至少一部分的三维(3D)计算机断层摄影(CT)图像在共同参照系内配准；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：伯恩森斯韦伯斯特以色列有限责任公司，
类型：发明
国别省市：