[发明专利]利用断层图像获取靶点在立体定向仪内的坐标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用断层图像获取靶点在立体定向仪内的坐标的方法，可应用于混合型立体定向仪的靶点坐标的确定，尤其适用于Leksell及其同类的立体定向仪。

背景技术

传统的立体定向神经外科技术，使用机械式的立体定向仪，立体定向仪的框架在MRI或CT扫描时固定在患者头上，通过对MRI或CT的图像的测量和计算，确定手术靶点的坐标，指导进行手术。颅内的病灶如果在MRI或CT图像可以显示的，称为“可见靶点”，如果受机器的分辨能力限制不能显示的，称为“不可见靶点”。

立体定向仪的框架两侧定位板上各有一个“N”形的金属线（CT定位用金属线、MRI定位用硫酸镁或脂类等可显影材料），在框架完成安装的状态下，以病人头颅的右后上顶点为坐标原点，向前为Y轴，向左为X轴，向下为Z轴。定向仪的刻度也是从原点开始的。左右两个N形金属线共8个顶点构成的长方体中心与框架中心（通常其框架坐标为（100，100，100））重合。在断层扫描时将切割“N”形的金属线，在断层图像上形成标记点。

传统靶点坐标可采用手工计算，要求MRI或CT图像坐标系统与立体定向仪框架坐标系统必须正交。这样，耦合在框架两侧定位板上的“N”形金属线在断层扫描时将显示6个标记点，其中位于角上的四个顶点连成一个长方形，长方形的中心，也处于框架中心的纵轴上（100，100，z）；可见靶点的X、Y值可在图像上利用其与中心点的关系计算出来，Z值由侧面的其余两点进行计算得到。实际应用中，如果MRI或CT图像坐标系统与立体定向仪框架坐标系统处于非正交状态，就无法计算靶点坐标。

有些手术（如：帕金森病的功能性手术）靶点在断层图像上“不可见”，需依其生理状态下的解剖坐标进行推算。为减少定位误差，安装框架时，要求框架平面与大脑的AC-PC平面平行，这样可以获得理想的断层图像序列。但必须依赖医生的经验和操作技巧完成，可靠性较低，通常会有5-10度的误差。

使用“手术计划系统”软件，利用图像重建技术获取AC-PC平面，在一定程度上能弥补上述不足。但重建的效果，受扫描层厚偏大（MRI通常为3mm）、分辨率偏低（CT图像对基底节的细微结构显示不清），三维重建算法的影响，重建所获的AC-PC平面存在信息丢失或误差的问题。

发明内容

本发明旨在提出一种利用断层图像获取靶点在立体定向仪内的坐标的方法，在MRI或CT图像坐标系统与框架坐标系统非正交的情况下，也能完成靶点定位计算，获得靶点在立体定向仪框架坐标系统中的坐标。

这种利用断层图像获取靶点在立体定向仪内的坐标的方法包括以下步骤：

（1）应用电脑在断层图像中选用两幅断层图像，此两幅断层图像上，立体定向仪两侧的定位板上的“N”形金属线的6个标记点全部可见，在断层图像上测量出上述标记点的坐标参数；

（2）根据断层图像上的标记点在图像坐标系内的坐标，建立立体定向仪框架的Y-Z平面、X-Z平面和X-Y平面在图像坐标系中的方程；

（3）在断层图像上选择靶点，获得其图像坐标系内的三维坐标参数，在图像坐标系内计算该点到框架的Y-Z平面、X-Z平面和X-Y平面的距离，上述距离的数值即为该靶点在立体定向仪框架坐标系内的X、Y、Z坐标。

这种利用断层图像获取靶点在立体定向仪内的坐标的方法由于采用在图像坐标系中，求出立体定向仪框架的三个坐标平面（Y-Z平面，X-Z平面，X-Y平面）的方程，再利用点到平面的距离公式把靶点到这三个坐标平面的距离计算出来的方法，因而降低了立体定向仪框架安装的难度；在定位颅内“不可见”靶点时，可通过调整扫描平面倾角，获得理想的断层图像序列，从而降低了立体定向手术的难度，尤其适用于颅内“不可见”靶点的坐标定位。

附图说明

图1为立体定向仪框架安装和断层扫描的示意图；

图2为框架上的“N”形金属线与断层的关系示意图；

图3为一幅断层图片的示意图；

图4为右侧定位板的“N”形金属线端点计算的原理图；

图5为本发明的方法的流程图。

具体实施方式