处理医学影像的方法和装置、及影像引导机器人手术系统制造方法及图纸

通过将使用不同的医学影像捕获装置捕获的医学影像映射到彼此来产生在其中将医学影像对齐的合成影像。该合成影像可以在执行患者的诊断或机器人手术的同时用于影像引导。

【技术实现步骤摘要】

本公开的一个或多个实施例涉及用于处理医学影像的方法和装置、以及使用影像引导的机器人手术系统。
技术介绍
不同于人工完成的腹部手术，机器人手术允许外科医生通过监视器的屏幕显示查 看患者身体内部的将要动手术的部位，而不需要直接用肉眼查看将要动手术的部位。当外科医生使用计算机断层扫描(CT)影像、磁共振成像(MRI)影像、和超声影像察看将要动手术的部位以后执行机器人手术的时候，存在的限制是机器人手术非常依赖外科医生的经验。即，因为CT影像、MRI影像、和超声影像在手术之前取得，手术依赖于外科医生的经验。此外，已经施行在通过将腹腔镜插入患者的身体以获取将要动手术的部位的影像来观看身体内的实际影像的同时执行机器人手术的方法。然而，因为利用诸如腹腔镜的内窥镜针对将要动手术的部位获取的影像仅仅是患者的内部器官的表面的影像，所以当将要动手术的部位由于被任何器官遮盖或处在任何器官之中而未被内窥镜看到时，外科医生难以察看将要动手术的部位的正确位置和形状。
技术实现思路
本公开的一个或多个实施例提供用于处理医学影像的方法和装置、存储用于在计算机或处理器中运行该方法的计算机可读程序的计算机可读记录介质、以及基于处理的医学影像使用影像引导的机器人手术系统。另外的方面部分地将在接下来的描述中阐明，并且部分地通过描述变得显而易见，或者可以通过给出的实施例的实践习得。根据一个或多个实施例，一种处理医学影像的方法包括使用多个多模态医学影像捕获装置针对预定器官获取医学影像；从每个医学影像中提取包含在每个医学影像中的预定器官的表面信息；通过使用提取的表面信息来映射医学影像；以及基于映射结果产生在其中已经将医学影像对齐的合成影像，并输出或显示合成的影像。根据另一实施例，提供一种存储用于在计算机中运行该医学影像处理方法的计算机可读程序的计算机可读记录介质。根据一个或多个实施例，一种处理医学影像的装置包括影像获取单元，用于使用多个多模态医学影像捕获装置针对预定器官获取医学影像；表面信息提取器，用于从每个医学影像中提取包含在每个医学影像中的预定器官的表面信息；影像映射单元，用于通过使用提取的表面信息来映射医学影像；以及合成影像产生器，用于基于映射结果产生在其中已经将医学影像对齐的合成影像。根据一个或多个实施例，一种用于通过引导将要动手术的部位的影像、由手术机器人执行机器人手术的机器人手术系统包括内窥镜装置，用于捕获将要检查的身体中的预定器官的影像；非内窥镜装置，包括超声装置、计算机断层扫描(CT)装置、磁共振成像(MRI)装置、和正电子发射断层扫描(PET)装置的至少一个，用于捕获预定器官的医学影像；医学影像处理装置，用于获取使用多个多模态医学影像捕获装置捕获的医学影像、从每个医学影像中提取包含在每个医学影像中的预定器官的表面信息、通过使用提取的表面信息来映射医学影像、以及基于映射结果产生在其中已经将医学影像对齐的合成影像；显示装置，用于显示产生的合成影像；以及手术机器人，用于根据用户输入执行机器人手术。根据一个或多个实施例，一种处理医学影像的方法包括使用第一医学影像捕获装置获取活体中的预定器官的第一影像数据，并使用不同于第一医学影像捕获装置的第二医学影像捕获装置获取该预定器官的第二影像数据；从第一影像数据中提取该预定器官的第一表面信息，并从第二影像数据中提取该预定器官的第二表面信息；根据第一医学影像 捕获装置和第二医学影像捕获装置的相对位置信息将从第一表面信息获得的第一位置与从第二表面信息获得的第二位置匹配，其中第一位置对应于第二位置；以及基于匹配从第一位置信息和第二位置信息产生合成影像，并输出或显示合成影像。附图说明通过下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将会变得清楚和更加容易理解，其中图IA是根据本公开的实施例的机器人手术系统的框图；图IB是根据本公开的另一实施例的机器人手术系统的框图；图2是根据本公开的实施例的内窥镜装置和超声装置相对于膀胱的相对位置的概念图；图3是根据本公开的实施例的医学影像处理装置的框图；图4不出描述根据本公开的实施例的在第一提取器中产生第一表面模型以后提取第一表面信息的过程的影像；图5示出描述根据本公开的实施例的在第二提取器中产生第二表面模型以后提取第二表面信息的过程的影像；图6分开地示出图IB的机器人手术系统中的内窥镜装置和超声装置的布置；图7示出根据本公开的实施例的包括在用于在合成影像产生器中产生合成影像的二维超声影像中的信息；图8示出根据本公开的实施例的合成影像；图9是示出根据本公开的实施例的处理医学影像的方法的流程图；图10是示出图9的医学影像处理方法的详细流程图；图11是示出根据本公开的实施例的提取第一表面信息的过程的流程图；以及图12是示出根据本公开的实施例的提取第二表面信息的过程的流程图。具体实施方式现在将详细参照实施例，其示例在附图中示出，其中全部附图中相似的引用数字指示相似的元素。在这点上，实施例可以具有不同的形式并且不应当被解读为限于此处阐述的描述。因此，通过参照附图仅如下阐述实施例以阐明本说明的方面。图IA是示出根据本公开的实施例的机器人手术系统I的框图。参照图1A，机器人手术系统I例如可以包括第一医学影像捕获装置11、第二医学影像捕获装置21、医学影像处理装置30、手术机器人40、和显示装置50。图IA和对应描述中，仅描述与当前实施例关联的硬件组件以避免模糊当前实施例的方面。然而，本领域普通技术人员将理解，硬件组件仅仅被描述作为示例，而且可以在机器人手术系统I中进一步包括其他通用硬件组件。虽然在图IA中机器人手术系统I被示出和描述为包括第一医学影像捕获装置11和第二医学影像捕获装置21作为医学影像捕获装置，但是当前实施例不限于此，并且可以进一步包括一个或多个其他医学影像捕获装置。有各种类型的医学影像捕获装置，诸如内窥镜装置、超声装置、计算机断层扫描(CT)装置、磁共振成像(MRI)装置、和正电子发射断层扫描(PET)装置。以下，除用于捕获 内窥影像的医学影像捕获装置之外的全部描述的医学影像捕获装置被称作非内窥镜装置。即，超声装置、CT装置、MRI装置、和PET装置被描述为非内窥镜装置。以下，虽然为了描述方便并且作为示例将机器人手术系统I的第一医学影像捕获装置11描述为诸如腹腔镜装置的内窥镜装置，并且将第二医学影像捕获装置21描述为诸如经直肠超声(TRUS)装置的超声装置，但是当前实施例不限于此。即，第一医学影像捕获装置11和第二医学影像捕获装置21中的每一个可以是包括内窥镜装置、超声装置、CT装置、MRI装置、和PET装置等的医学影像捕获装置中的任何一个。图IB是根据本公开的另一实施例的机器人手术系统100的框图。参照图1B，如上所述，机器人系统100例如可以包括内窥镜装置10、超声装置20、医学影像处理装置30、手术机器人40、和显示装置50。在图IB以及图IA中，仅描述与当前实施例关联的硬件组件以避免模糊当前实施例的方面。机器人手术系统100是通过在患者的身体内做出的小孔插入手术机器人的手臂40并且通过控制手术机器人40的运动以对患者进行手术的系统。保持位于患者的身体外部的外科医生控制手术机器人40的运动。当前，典型地使用美国Intuitive Surgical公司的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理医学影像的方法，该方法包括：获取使用多个不同的多模态医学影像捕获装置针对预定器官捕获的医学影像；从每个医学影像中提取包括在每个医学影像中的预定器官的表面信息；使用提取的表面信息来映射每个医学影像；以及基于映射结果产生在其中已经将医学影像对齐的合成影像。

【技术特征摘要】
2011.08.02 KR 10-2011-00769931.一种处理医学影像的方法，该方法包括 获取使用多个不同的多模态医学影像捕获装置针对预定器官捕获的医学影像； 从每个医学影像中提取包括在每个医学影像中的预定器官的表面信息； 使用提取的表面信息来映射每个医学影像；以及 基于映射结果产生在其中已经将医学影像对齐的合成影像。2.如权利要求I所述的方法，其中所述提取表面信息的步骤包括从每个医学影像中提取指示预定器官的表面的位置和形状的至少一个的信息。3.如权利要求I所述的方法，其中所述映射每个医学影像的步骤包括通过使用提取的表面信息将医学影像捕获装置的位置彼此匹配来映射每个医学影像。4.如权利要求I所述的方法，进一步包括检测医学影像捕获装置的位置， 其中所述映射医学影像的步骤包括 将提取的表面信息彼此比较；以及 基于比较结果将医学影像捕获装置的位置彼此匹配，而且 所述映射医学影像的步骤包括基于匹配结果映射医学影像捕获装置。5.如权利要求4所述的方法，其中所述比较提取的表面信息的步骤包括针对预定器官的相同部位的表面将提取的表面信息彼此比较。6.如权利要求I所述的方法，其中所述多个多模态医学影像捕获装置包括内窥镜装置和非内窥镜装置，非内窥镜装置包括超声装置、计算机断层扫描(CT)装置、磁共振成像(MRI)装置、和正电子发射断层扫描(PET)装置的至少一个。7.如权利要求6所述的方法，其中所述产生的合成影像是其中同时以三维表示包括在由内窥镜装置捕获的影像中的预定器官外部的组织及预定器官外部的组织的周边的影像、和包括在由非内窥镜装置捕获的影像中的预定器官内外的组织及预定器官内外的组织的周边的影像的影像。8.如权利要求6所述的方法，其中所述提取表面信息的步骤包括 从由内窥镜装置捕获的内窥影像中提取指示预定器官的表面的位置和形状的至少一个的第一表面信息；以及 从由非内窥镜装置捕获的非内窥影像提取指示预定器官的表面的位置和形状的至少一个的第二表面信息。9.如权利要求8所述的方法，其中所述提取第一表面信息的步骤包括 获取预定器官及其周边的外部组织与内窥镜装置之间的距离信息； 通过使用获取的距离信息产生与内窥影像对应的三维的第一表面模型；以及 从产生的三维的第一表面模型中提取第一表面信息。10.如权利要求8所述的方法，其中所述提取第二表面信息的步骤包括 从由非内窥镜装置捕获的影像中获取关于指示预定器官的表面的边界的信息； 通过使用获取的边界信息产生与预定器官的表面对应的三维的第二表面模型；以及 从产生的三维的第二表面模型中提取第二表面信息。11.如权利要求10所述的方法，其中所述获取关于边界的信息的步骤包括通过将线检测和边缘检测的至少一个应用于由非内窥镜装置捕获的影像来获取边界。12.如权利要求I所述的方法，其中所述预定器官对应于将要由手术机器人动手术的部位或将要动手术的部位周围或附近的器官。13.一种存储用于运行如权利要求I所述的方法的计算机可读程序的计算机可读记录介质。14.一种用于处理医学影像的装置，该装置包括 影像获取单元，用于获取使用多个不同的多模态医学影像捕获装置针对预定器官捕获的医学影像； 表面信息提取器，用于从每个医...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴东烈，金錬淏，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：