[发明专利]胸部荧光透视影像及相应的肋骨和脊椎三维影像数据配准

说明书

本发明涉及一种将三维影像数据与患者胸部荧光透视影像进行配准的方法，以便分析荧光透视影像显示的肋骨和脊椎，并生成肋骨位置或过滤后图像。肋骨位置或过滤后图像与对应的患者三维影像数据相匹配。通过计算荧光透视影像与三维数据的虚拟荧光透视投影图像之间的差值，评估配准效果。本发明还阐述了相关的系统。

相关申请的引用

本申请要求专利申请号为61/864,480，申请日为2013年8月9日，名称为“一种将三维数据与包括肋骨和脊椎在内的胸部荧光透视影像进行配准的方法”的美国临时专利申请的优先权。

背景技术

可通过直接比较虚拟荧光透视影像和实际荧光透视影像，对胸部三维影像数据与荧光透视影像进行配准。可根据不同的解剖特性，进行各种影像的配准，包括但不限于心脏和隔膜。与其他器官相比，心脏和隔膜的面积较大，因而会使心脏和隔膜的配准出现偏差。

图1所示为存在上述缺点的错误配准10示例。肋骨的虚拟投影图像12与肋骨荧光透视影像14之间存在偏差。这一偏差是因为过分强调隔膜16的校准所致。三维图像和荧光透视影像显示的呼吸频率(及心跳)的差异，会进一步扩大上述偏差/误差。

因此，需要采用能够克服上述缺点的配准工艺。

发明内容

基于以下详细描述及附图，本发明的描述、目标和优点显而易见。

本发明涉及一种将三维影像数据与患者胸部荧光透视影像进行配准的方法及系统，以便分析荧光透视影像显示的肋骨和脊椎，并生成肋骨特征图或过滤后图像。肋骨特征图或过滤后图像与对应的患者三维影像数据结构相匹配。通过计算荧光透视影像与三维数据的虚拟荧光透视投影图像之间的差值，评估配准效果。

在另一个具体实施方式中，提供了一种协助三维数据与患者胸部二维荧光透视影像配准的方法，包括接收荧光透视影像显示的解剖结构在内的胸部二维荧光透视影像数据集，并在此基础上大体确定上述解剖结构的备选位置。在实施例中，该解剖结构选自肋骨和脊椎所在的组别。

该方法还包括接收胸部解剖结构的三维数据集，以及在上述近似计算的基础上，将三维数据集与二维荧光透视影像进行配准。三维数据集应至少包含一组选自影像数据和模型数据所在组别的数据。

在具体实施方式中，配准可包括三维数据集中解剖结构三维投影位置的计算，以及三维数据集中解剖结构三维投影位置与近似计算步骤得出的解剖结构的备选位置的配准。

在具体实施方式中，该方法还包括，至少部分包括手动选定上述解剖结构在二维荧光影像数据集中的备选位置。

在具体实施方式中，近似计算步骤包括自动确定肋骨和脊椎位置的概率图。利用根据特定形状(例如：局部条状、块状、带状或条状)分配高数值的过滤器生成上述概率图。

在具体实施方式中，该方法还包括三维数据集中解剖结构中心线的计算，以及在此中心线基础上实施配准步骤。

在具体实施方式中，该方法还包括估算根据上述近似计算步骤的解剖机构的备选位置与三维数据集中解剖结构三维投影位置之间的活动关系。

在另一个具体实施方式中，提供了一种用于辅助三维数据与患者胸部二维荧光透视影像配准的透视辅助系统，包括一个经过编程的计算机处理器，用于接收胸部二维荧光透视影像数据集和荧光透视影像所示的解剖结构、依据二维荧光透视影像数据计算解剖结构的备选位置、接收包括解剖结构在内的胸部三维数据集、依据三维数据集计算虚拟位置、将备选位置与解剖结构的虚拟位置进行匹配、依据之前的匹配结果将三维数据集与二维荧光透视影像数据集进行配准。上述解剖结构应优先从肋骨和脊椎所在的组别选取。

在具体实施方式中，上述三维数据集应至少有一组选自包括影像数据和模型数据在内的组别。

在具体实施方式中，上述系统还包括从三维数据集中计算出解剖结构的备选位置和虚拟位置之间的差异。