医学影像配准方法、系统、设备、介质和程序产品技术方案

本申请涉及一种医学影像配准方法、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取与术前医学影像对应的第一血管特征；获取血管显像仪所采集的术中医学影像，并识别所述术中医学影像中的第二血管特征；根据所述第一血管特征和所述第二血管特征，计算得到所述术前医学影像和所述术中医学影像的第一配准关系；获取所述血管显像仪的图像坐标系与世界坐标系的第二配准关系；根据所述第一配准关系以及所述第二配准关系生成操作导航信息。采用本方法通过血管配准的方式提高了准确性，且采用血管显像仪，可以避免切口，也避免了对患者的伤害。了对患者的伤害。了对患者的伤害。

【技术实现步骤摘要】
医学影像配准方法、系统、设备、介质和程序产品


[0001]本申请涉及医疗器械
，特别是涉及一种医学影像配准方法、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]神经外科手术相比于其他类型的手术来说，其特殊性在于：神经、血管错综复杂，脑组织等结构非常精细、功能极其重要，稍有不慎就会损伤血管神经导致严重残障甚至危及生命；另外，神经系统结构游离程度低，术中不可随意牵拉移动。因此，在传统神经外科手术中，常常为了暴露病变而牺牲较多的颅骨结构。而神经导航系统是神经外科微创手术最重要的辅助设备之一，是神经外科医生手中的“利器”。类似于汽车导航，它可以实时告知术者目前的操作部位，使术者做出更精确的预判或判断。
[0003]传统技术中，将术前医学影像与术中医学影像进行配准的方式包括以下几种：
[0004](1)基于骨钉的刚体配准：该方法需要在拍摄影像前再患者头骨上打入多个骨钉或其他装置，是一种有创的配准方法，给患者造成额外的伤害。
[0005](2)基于面部的配准：该方法使用点云配准，两个点云分别为术前通过DICOM影像提取人脸部位的点云与术中采集面部的点云，但由于人面部主要为软组织，容易产生变形，从而使两个点云的相似度降低，降低配准精度。也有其他产品使用面部某些特征点(如眼眶、额头)进行配准，但由于配准区域和手术区域距离较远，配准产生的误差会被放大，从而造成手术精度的下降。
[0006]因此，目前的术前医学影像与术中医学影像进行配准的方式，配准的精度较低。
专利技术内容
[0007]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高配准精度的医学影像配准方法、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
[0008]第一方面，本申请提供一种医学影像配准方法，所述方法包括：
[0009]获取与术前医学影像对应的第一血管特征；
[0010]获取血管显像仪所采集的术中医学影像，并识别所述术中医学影像中的第二血管特征；
[0011]根据所述第一血管特征和所述第二血管特征，计算得到所述术前医学影像和所述术中医学影像的第一配准关系；
[0012]获取所述血管显像仪的图像坐标系与世界坐标系的第二配准关系；
[0013]根据所述第一配准关系以及所述第二配准关系生成操作导航信息。
[0014]在其中一个实施例中，所述获取与术前医学影像对应的第一血管特征之前，包括：
[0015]获取对应的术前医学影像，并对所述术前医学影像进行分割得到血管掩膜；
[0016]对所述血管掩膜重建和分类得到血管表面模型；
[0017]根据所述血管表面模型得到对应所述术前医学图像的第一血管特征；所述第一血
管特征包括血管拓扑结构、血管点云数据、血管点云特征以及血管图像特征中的至少一个。
[0018]在其中一个实施例中，所述根据所述血管表面模型得到对应所述术前医学图像的第一血管特征，包括以下至少一种：
[0019]提取所述血管表面模型的第一骨架，并对所述第一骨架进行遍历分析得到血管拓扑结构；或
[0020]对所述血管表面模型进行等值面提取得到血管点云数据；或
[0021]根据所述血管表面模型以及所述血管点云数据，对所述血管点云数据中的点所在的空间进行划分，并对划分后的每个空间中的血管点云数据进行点云特征提取得到血管点云特征；或
[0022]根据所述血管表面模型以及所述血管点云数据，计算得到表面血管的位姿；根据所述表面血管的位姿生成血管图像，对所述血管图像进行图像特征提取得到血管图像特征。
[0023]在其中一个实施例中，所述获取血管显像仪所采集的术中医学影像，并识别所述术中医学影像中的第二血管特征，包括以下至少一种：
[0024]获取血管显像仪所采集的目标对象的不同部位的初始点云数据，对所述初始电源数据进行拟合得到第二骨架，并对所第二述骨架进行遍历分析得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管拓扑结构；
[0025]获取血管显像仪所采集的目标对象的不同部位的初始点云数据，对所述初始点云数据进行点云拼接得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管点云数据；或
[0026]获取血管显像仪所采集的目标对象的目标点云数据，对所述目标点云数据进行点云特征提取得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管点云特征；或
[0027]获取血管显像仪所采集的目标对象的二维图像，对所述二维图像进行图像特征提取得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管图像特征。
[0028]在其中一个实施例中，所述根据所述第一血管特征和所述第二血管特征，计算得到所述术前医学影像和所述术中医学影像的第一配准关系，包括以下至少一种：
[0029]通过术前医学图像对应的血管拓扑结构与术中医学图像对应的血管拓扑结构，进行配准得到第一配准关系；
[0030]通过术前医学图像对应的血管点云数据与术中医学图像对应的血管点云数据，进行点云配准得到第一配准关系；或
[0031]通过术前医学图像对应的点云特征与术中医学图像对应的点云特征，进行特征匹配，以从所述术前医学图像中确定第一初始配准区域，将所述第一初始配准区域中的血管点云数据与术中医学图像对应的血管点云数据，进行点云配准得到第一配准关系；或
[0032]通过术前医学图像对应的图像特征与术中医学图像对应的图像特征，进行特征匹配，以从所述术前医学图像中确定第二初始配准区域，将所述第二初始配准区域中的血管点云数据与术中医学图像对应的血管点云数据，进行点云配准得到第一配准关系。
[0033]在其中一个实施例中，所述获取所述血管显像仪的图像坐标系与世界坐标系的第二配准关系，包括：
[0034]获取所述血管显像仪所采集的标定板影像；
[0035]将所述标定板影像与真实标定板进行配准得到第三配准关系；
[0036]获取所述真实标定板与所述真实标定板对应的靶标的位姿关系、所述真实标定板对应的靶标与定位设备的坐标系的第一转换关系、所述定位设备的坐标系与所述血管显像仪对应的靶标的第二转换关系；
[0037]根据所述第三配准关系、所述位姿关系、所述第一转换关系以及所述第二转换关系，确定所述血管显像仪的图像坐标系与世界坐标系的第二配准关系。
[0038]在其中一个实施例中，所述根据所述第一配准关系以及所述第二配准关系生成操作导航信息，包括：
[0039]获取术中医疗器械在世界坐标系中的位置；
[0040]根据所述第一配准关系以及所述第二配准关系，将所述术前医学影像中的目标对象映射至世界坐标系中；
[0041]根据所述世界坐标系中的所述目标对象的位置以及在所述世界坐标系中的所述术中医疗器械的位置，生成操作导航信息。
[0042]第二方面，本申请还提供一种医学影像配准系统，所述系统包括：
[0043]血管显像仪，用于采集术中医学影像；
[0044]处理器，用于执行上述的医学影像配准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医学影像配准方法，其特征在于，所述方法包括：获取与术前医学影像对应的第一血管特征；获取血管显像仪所采集的术中医学影像，并识别所述术中医学影像中的第二血管特征；根据所述第一血管特征和所述第二血管特征，计算得到所述术前医学影像和所述术中医学影像的第一配准关系；获取所述血管显像仪的图像坐标系与世界坐标系的第二配准关系；根据所述第一配准关系以及所述第二配准关系生成操作导航信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与术前医学影像对应的第一血管特征之前，包括：获取对应的术前医学影像，并对所述术前医学影像进行分割得到血管掩膜；对所述血管掩膜重建和分类得到血管表面模型；根据所述血管表面模型得到对应所述术前医学图像的第一血管特征；所述第一血管特征包括血管拓扑结构、血管点云数据、血管点云特征以及血管图像特征中的至少一个。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述血管表面模型得到对应所述术前医学图像的第一血管特征，包括以下至少一种：提取所述血管表面模型的第一骨架，并对所述第一骨架进行遍历分析得到血管拓扑结构；或对所述血管表面模型进行等值面提取得到血管点云数据；或根据所述血管表面模型以及所述血管点云数据，对所述血管点云数据中的点所在的空间进行划分，并对划分后的每个空间中的血管点云数据进行点云特征提取得到血管点云特征；或根据所述血管表面模型以及所述血管点云数据，计算得到表面血管的位姿；根据所述表面血管的位姿生成血管图像，对所述血管图像进行图像特征提取得到血管图像特征。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取血管显像仪所采集的术中医学影像，并识别所述术中医学影像中的第二血管特征，包括以下至少一种：获取血管显像仪所采集的目标对象的不同部位的初始点云数据，对所述初始电源数据进行拟合得到第二骨架，并对所第二述骨架进行遍历分析得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管拓扑结构；获取血管显像仪所采集的目标对象的不同部位的初始点云数据，对所述初始点云数据进行点云拼接得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管点云数据；或获取血管显像仪所采集的目标对象的目标点云数据，对所述目标点云数据进行点云特征提取得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管点云特征；或获取血管显像仪所采集的目标对象的二维图像，对所述二维图像进行图像特征提取得到第二血管特征，所述第二血管特征为血管图像特征。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一血管特征和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：