[发明专利]获取消化道支架植入导航影像的方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种获取消化道支架植入导航影像的方法及装置，所述方法包括：获取电磁跟踪定位导航仪器跟踪并测量到的手术器械的空间位置，基于所述手术器械的空间位置构建所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械；利用非刚性图像配准算法将所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械匹配到患者的术前或术中影像数据上，获得消化道支架植入导航影像。本发明实施例通过利用电磁跟踪定位导航仪器跟踪手术器械的实时空间位置，并利用非刚性图像配准算法实现手术器械的空间位置到患者影像数据的配准，可以得到准确的消化道支架植入导航影像。

技术领域

本发明涉及计算机辅助医疗技术领域，更具体地，涉及一种获取消化道支架植入导航影像的方法及装置。

背景技术

消化道肿瘤等疾病往往造成患者消化道阻塞影响进食或排便，丧失手术机会者通常会以肠胃造瘘方式解决患者营养或排便问题。随着医学材料的进步，许多合金材质的消化道支架开始应用于临床中。消化道金属支架是一种可自行扩张、富有弹性的记忆性镍钛合金制品。

消化道治疗支架植入术主要是针对消化道狭窄的患者，以达到撑开食管的作用。例如，对于肠道支架，通常会在X线监视下使用导丝经肛门并通过肠道狭窄处，然后沿导丝插入置入器，确定位置正确后释放支架。这一传统方法会使医生与患者过多的暴露于X线的辐射之下，而且不便于动态地调整支架位置。医生在手术操作中有许多操作“盲区”，影响了手术操作的准确性，增大了手术难度。为了辅助医生进行消化道治疗支架植入，提高医生手术操作的准确性同时避免医生过多地与X射线接触，医学影像手术导航系统逐渐得到广泛的应用，但是现有的医学影像手术导航系统，容易受到术前术中影像数据配准精度的影响，导航精度不高。

因此，亟需提供一种能够准确获取消化道支架植入导航影像的方法，以提高现有医学影像手术导航系统的导航精度。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的获取消化道支架植入导航影像的方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种获取消化道支架植入导航影像的方法，包括：

获取电磁跟踪定位导航仪器跟踪并测量到的手术器械的空间位置，基于所述手术器械的空间位置构建所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械；

利用非刚性图像配准算法将所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械匹配到患者的术前或术中影像数据上，获得消化道支架植入导航影像。

其中，所述获取电磁跟踪定位导航仪器跟踪并测量到的手术器械的空间位置，基于所述手术器械的空间位置构建所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械的步骤，具体为：

通过所述电磁跟踪定位导航仪器获取每个固定在所述手术器械上的传感器的空间位置；

将各个固定在所述手术器械上的传感器的空间位置用平滑的曲线连接起来，并根据所述手术器械的具体参数构建所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械。

其中，所述利用非刚性图像配准算法将所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械匹配到患者的术前或术中影像数据上，获得消化道支架植入导航影像的步骤，具体为：

对患者术前或术中的影像数据经三维重建后进行阈值分割，获得所述患者的消化道三维模型，并在所述消化道三维模型上提取感兴趣区域的轮廓点集；

利用非刚性图像配准算法将所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械与所述消化道三维模型进行特征点匹配，获得空间变换参数；

利用所述空间变换参数将所述电磁跟踪定位导航仪器坐标系下描述的虚拟手术器械匹配到所述消化道三维模型上，获得消化道支架植入导航影像。

第二方面，本发明实施例提供一种获取消化道支架植入导航影像的装置，包括：