[发明专利]介入信息代理医学追踪接口

说明书

提供了用于提供医学追踪接口的方法、系统和程序产品。所述方法包括以下步骤：以多种格式中的任意一种格式从至少一个追踪设备接收数据、将所述数据转换为统一的格式、并且以所述统一的格式输出所述数据。

技术领域

本发明涉及医学成像领域，并且更具体地涉及用于为针对多于一个的成像系统和/或追踪系统的介入信息代理(brokering)提供医学追踪接口MTI的方法、系统以及计算机程序产品。

背景技术

图像采集装备、微创感测设备、治疗递送设备和监测设备以及工作站上执行的软件应用之间的实时数据通信是医学图像引导介入(IGI)应用中的常见特征。通过使用能够确定介入仪器的位置和取向(并且可能地，确定整个仪器的形状)的追踪系统，可以将手术工具或微创仪器(例如针、导管、导丝、插入到体内的成像探针等)相对于患者身体进行定位，并且实时地将这些测量传达给外部设备。这些系统使用各种固有的检测技术，例如对嵌入在仪器上的标记物的基于光学照相机的检测、对嵌入在放置于电磁场中的仪器上的小型传感器的电磁感测、使用光纤布拉格光栅(FBG)或瑞利散射概念的光学形状感测以及其他技术。追踪系统的制造商可能会使用不同的数据通信协议和外部接口，这延缓了IGI应用在医疗实践中的整合。IGI应用必须分别与每个制造商的装备接口连接以获取追踪信息，如果使用一种或多种固有技术的多个追踪系统同时用在相同的介入中，则这增加了重组工程障碍并且阻碍互用性。在没有用于IGI应用的标准接口的情况下，可能会引入错误和冗余。

存在这样的接口应用：为追踪硬件提供接口并且包括其他功能，例如读取/显示医学图像、基于点的配准等。然而，这些应用并没有组合或协调来自于多个追踪系统的信息。

发明内容

提供了用于提供医学追踪接口(MTI)的方法、系统和程序产品，所述医学追踪接口充当与用于医学介入的多个医学追踪系统通信的信息代理。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提供医学追踪接口的方法。所述方法包括以下步骤：以多种格式中的任意一种格式从至少一个追踪设备接收数据、将所述数据转换为统一的格式并且以所述统一的格式输出所述数据。

根据一个实施例，所述追踪数据转换为的格式是统一的空间坐标系。根据各个实施例，所述统一的空间坐标系可以是：使用三维笛卡尔坐标编码的位置、使用四元法或欧拉角编码的取向、使用变换矩阵编码的位置和取向。

根据一个实施例，所述统一的格式包括将所述至少一个追踪设备中的每个空间对齐到统一的外部参考框架。用户将每个追踪设备相关到在所述外部参考框架中已知位置处的多个参考特征。追踪系统以所述追踪设备的坐标测量所述参考特征的位置并且将其发送到MTI。MTI从所述参考特征测量与对应的所述追踪系统坐标计算配准矩阵。MTI使用所述配准矩阵，将所述追踪设备数据转换到或对齐到所述外部参考框架坐标。MTI以所述外部参考框架坐标输出所述追踪数据。

根据一个实施例，提供医学追踪接口的方法还包括以下步骤：使用所述配准矩阵将与来自于一个追踪系统的追踪坐标相关联的成像数据共享给与另一个追踪系统相关联的被追踪的介入仪器，以将所述成像数据的所述追踪坐标对齐到接收所述成像数据的所述追踪系统。

根据一个实施例，所述统一的格式包括将所述至少一个追踪系统中的每个空间对齐到外部参考框架，并且还包括以下步骤：将至少一个追踪设备接触到在所述外部参考框架中的已知位置处的多个参考特征；以所述追踪设备的坐标测量所述参考特征的位置；根据所述参考特征的测量计算配准矩阵；使用所述配准矩阵将所述追踪设备数据对齐到所述外部参考框架；并且以外部参考框架坐标输出所述追踪数据；为所述至少一个追踪设备和从属追踪设备确定至少一个公共参考框架；使用针对所述至少一个追踪设备和所述公共参考框架的所述配准矩阵来计算针对所述从属追踪设备的配准矩阵；使用所述配准矩阵来将所述从属追踪设备数据对齐到所述外部参考框架坐标；并且以所述外部参考框架坐标输出针对所述从属追踪设备的所述追踪数据。