[发明专利]组合式X射线/相机介入中的运动补偿

说明书

提供了一种辅助治疗过程的系统和方法，并且所述方法包括以下步骤：基于3‑D X射线图像确定与感兴趣身体的内部身体结构有关的3‑D介入矢量，基于所述介入矢量来确定所述感兴趣身体的外表面上的进入点的3‑D位置，将3‑D X射线图像中的内部身体结构的位置和/或取向与在横向于介入矢量生成的额外2‑D X射线图像中的所述内部身体结构的位置和/或进行比较，基于在比较步骤中检测到偏差来校正感兴趣身体的外表面上的进入点的3‑D位置。

技术领域

本发明涉及基于计算机的手术辅助的领域。具体而言，本发明涉及包括对例如X射线图像的内容的解释的自动图像处理的系统和方法。所述方法可以被实现为能够在合适的设备的处理单元上运行的计算机程序。

背景技术

在使用术中成像的每种手术中，准确地执行对骨的处置的流程的必要步骤是一项挑战。通常，几乎每个步骤都需要基于几幅X射线图像的迭代过程。由此产生显著的辐射暴露。辐射的量可能高度依赖于医师的技术诀窍和技能。

US 2008/0119728 A1描述了一种用于在骨骼医学流程期间在图像之间进行基于视频的配准的系统，所述系统包括立体相机、二维图像探测器和配准处理器，所述立体相机与立体坐标系相关联，所述立体相机采集基准标记的立体图像对，所述基准标记被固定在骨骼结构上，所述基准标记的第一基准表示在立体图像对上显现，2D图像探测器与2D坐标系相关联并且采集骨骼结构的至少两个显著不同的图像，所述基准标记的第二基准表示和所述骨骼结构的第一骨骼表示在所述至少两个基本上不同的2D图像上显现；所述配准处理器与所述立体相机和所述2D图像探测器耦合，并且将立体坐标系和与体积图像探测器相关联的三维(3D)坐标系配准，并且将3D信息叠加在由所述体积图像探测器采集的至少一幅体积图像上，根据所述配准，所述配准处理器通过使用在所述立体图像对中显现的所述第一基准表示与在所述两个显著不同的2D图像中显现的所述第二基准表示配准来所述将立体坐标系与所述2D坐标系配准，并且通过使用在所述立体图像对中显现的所述第一基准表示与在所述两个显著不同的2D图像中显现的所述第二基准表示配准来将所述立体坐标系与2D坐标系配准来将所述3D坐标系与所述2D坐标系配准，而将所述立体坐标系与所述3D坐标系配准。

发明内容

可以将本发明的目的视为提供一种用于更有效地辅助进行外科手术流程的设备。减少患者所暴露的辐射量并且具有更有效的方式来直接评估图像的内容或移动到工作流程的下一步骤将具有很大益处。

所提到的目的通过每个独立权利要求的主题得以解决。在各个从属权利要求中描述了另外的实施例。

通常，用于辅助处置过程的设备可以包括：X射线设备，其具有X射线源和X射线探测器，其中，所述X射线设备被配置为从相对于感兴趣身体的不同角度生成所述感兴趣身体的2D投影图像；相机，其中，所述相机被配置为以所述感兴趣身体的外表面的成像方向来生成图像，并且其中，所述相机被布置为与所述X射线设备成预定关系；以及处理单元，其用于处理来自所述X射线设备的图像数据和来自所述相机的图像数据。

所述处理单元可以被配置为：基于从相对于所述感兴趣身体的不同角度生成的多幅2D投影图像来重建感兴趣身体的3D图像，确定要在内部身体结构上执行的介入的方向，接收具有横向于介入的方向的投影方向的单幅2D投影图像，将所述单幅2D投影图像与所述3D图像配准，检测内部身体结构当在虚拟投影图像中可视化时的位置和/或取向从所述内部身体结构当在单幅2D投影图像中可视化时的位置和/或取向的偏差，并且在所述相机图像中指示针对要在所述内部身体结构上执行的介入的外表面上的位置。

注意，处理单元可以仅由执行该方法的所有步骤的一个处理器实现，或者由一组或多个处理器实现，例如用于处理图像数据的系统处理器，专用于确定几何方面的单独处理器，以及用于控制监视器以使结果可视化的另一处理器。