[发明专利]一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导方法，其包括：利用能识别目标器官解剖结构的结构图像作为第一信息；利用能显示目标器官功能代谢信息的功能图像作为第二信息，并根据功能图像识别待穿刺目标位置；利用能实时显示目标器官进而引导穿刺器械到达待穿刺目标位置的引导图像作为第三信息；利用空间定位系统实时获取的引导图像的空间定位信息作为第四信息；以及通过融合第一信息、第二信息、第三信息和第四信息来规划穿刺器械的穿刺路径，并实时引导穿刺器械沿穿刺路径行进。本发明还公开了一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导系统。本发明可实现基于多模态医学图像信息融合的靶向穿刺精准引导，并充分利用三维视图，显著提高了穿刺精度和操作便利性。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域。更具体地说，本发明涉及一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导系统及方法。

背景技术

恶性肿瘤是严重危害人类健康的一类疾病。随着医学技术的进步和人们健康意识的提高，恶性肿瘤的早期发现和早期治疗已得到医生和患者的广泛共识和初步的临床应用。介入医学就是在这种背景下的发展起来的一类技术，它是医学影像学的延伸，可在医学影像的引导下进行诊断和治疗，具有创伤小、针对性强和快速高效等特点。

然而，目前介入诊疗大多使用传统成像技术进行引导(如传统CT和超声成像)，由于这些传统成像技术的固有缺陷，目标病灶成像模糊不清甚至不可见，医生无法精确定位病灶，给精确的介入诊疗带来极大的困难。另一方面，近年来多种高级成像技术的出现已经使医生能够对肿瘤进行更精确的定位、诊断、跟踪和评估，但这些成像技术往往不适合作为引导手段。因此，只有将多种医学影像信息进行有效融合，才能完成更精准更有效的介入诊疗。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导方法，其通过目标器官的结构图像、功能图像以及介入引导图像等不同模态医学图像间的配准与融合，实现了多模图像的融合引导下的靶向穿刺引导，配准误差小，融合精度高，显著提高了穿刺的准确性，并且操作简单，穿刺效率明显提高。

本发明还有一个目的是提供一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导系统，其利用空间定位系统实时跟踪超声探头，对每帧超声引导图像进行精准空间定位，为参考图像坐标系、引导图像坐标系以及空间定位系统坐标系之间的转换提供基础位置信息，从而实现多模图像融合下的穿刺引导。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于多模态医学图像信息的靶向穿刺引导方法，其包括：

利用能识别目标器官解剖结构的结构图像作为第一信息；

利用能显示所述目标器官功能代谢信息的功能图像作为第二信息，并根据所述功能图像识别待穿刺目标位置；

利用能实时显示所述目标器官进而引导穿刺器械到达所述待穿刺目标位置的引导图像作为第三信息；

利用空间定位系统实时获取的所述引导图像的空间定位信息作为第四信息；以及

通过融合所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息来规划所述穿刺器械的穿刺路径，并实时引导所述穿刺器械沿所述穿刺路径行进。

优选的是，其中，

所述结构图像选自磁共振结构图像、CT图像(计算机断层成像)和三维超声图像中的一种或几种；

所述功能图像选自磁共振功能图像、超声功能图像和PET成像(正电子发射计算机断层显像)中的一种或几种；

所述引导图像为超声图像；

所述空间定位信息选自光学定位信息、电磁定位信息和机械定位信息中的一种或几种。