專利名稱：用于將圖像與管狀結構融合的基于儀器的圖像配準的制作方法
用于將圖像與管狀結構融合的基于儀器的圖像配準本公開涉及成像系統(tǒng)，并且更具體而言涉及用于在醫(yī)學過程期間的內部對象的圖像配準的系統(tǒng)和方法。支氣管鏡檢查是用于檢查氣道內壁并且引導隨后的診斷或者治療介入的實時圖像模態(tài)。在過程期間，可以使用X射線成像來實時監(jiān)測內窺鏡的位置。歸因于X射線圖像的低圖像對比度，很難觀察到肺部中的軟組織結構，例如病變和氣道。這妨礙了使用X射線透視作為實時圖像引導工具來輔助支氣管鏡檢查介入。一種解決方案是預先采集三維(3D)計算機斷層攝影(CT)體積，其清楚地描繪了很多在ニ維(2D)X射線圖像中看不到的結構，然后將來自該CT的軟組織信息覆蓋到X射線圖像上。該融合的可視化可以提供術中引導，從而人們可以精確地定位病變并識別其與觀察儀器的空間關系，但是其具有配準誤差以及其他問題，這是因為在X射線圖像中并不容易識別出特征。通?？梢詫⑴錅史椒ǚ诸悶榛趶姸鹊姆椒ê突谔卣鞯姆椒ā；谔卣?的方法具有運算上的優(yōu)勢，但是結果取決于圖像分割或者分割(一種圖像處理過程，其目的在于從圖像背景中提取感興趣特征)的精度以及特征的特性。目前，很多2D-3D配準方法本質上是基于特征的，并且因而，結果高度地依賴于圖像內部的特有特征。很多配準算法已經證明了它們在心臟和神經介入中的可行性和魯棒性；例如，在3D計算機斷層攝影血管造影術(CTA)體積數據和2D血管造影術之間的冠狀動脈共配準。在用于肺部介入的透視引導中，在2D X射線圖像中很少用到血管造影木。在X射線圖像中僅呈現氣道或者其他軟組織的些微跡象。因而，在兩種類型圖像中包含的唯一可視特征是骨特征，例如脊柱和肋骨。這些特征并不足以用于配準，因為它們在空間上呈現高復制性模式。另ー方面，基于所有強度信息的基于強度的方法具有相對小的捕獲范圍以及較慢的收斂速率。已知運算量是很大的，因而實時數據融合并不是一直可行的。根據本原理，一種用于將三維圖像與ニ維術中圖像配準的系統(tǒng)和方法包括在管狀結構的器官的三維圖像中分割所述器官，以及將所述器官的所述三維圖像投影至ニ維空間中以提供投影圖像。分割在醫(yī)療儀器的ニ維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器。計算所述投影圖像和在所述ニ維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的形狀之間的相似性得分以確定最佳匹配?；谒鲎罴哑ヅ鋪韺⑺鐾队皥D像與所述ニ維圖像配準。用于在醫(yī)學過程期間配準圖像的另一方法包括在管狀結構的器官的術前三維圖像中分割所述器官，以及將所述器官的所述三維圖像投影至ニ維空間中以提供投影圖像。針對醫(yī)療儀器的位置收集過程中圖像數據以獲得所述醫(yī)療儀器相對于所述器官中感興趣區(qū)域的ニ維圖像。分割在所述ニ維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器。計算相似性得分以確定所述投影圖像和在所述ニ維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的形狀之間的最佳匹配?；谒鲎罴哑ヅ鋪韺⑺鋈S圖像與所述ニ維圖像配準，使得所述醫(yī)療儀器的所述位置和所述感興趣區(qū)域同時可見。一種用于在醫(yī)學過程中配準圖像的系統(tǒng)包括具有記憶存儲介質的計算機處理單元，其用于存儲和運行用于在器官的三維圖像中分割管狀結構的器官以及將所述三維圖像投影至ニ維圖像中的程序。過程中成像設備被配置為在感興趣區(qū)域中獲得所述醫(yī)療儀器的ニ維圖像。所述程序被配置為計算所述投影圖像和所述醫(yī)療儀器的所述ニ維圖像中描繪的醫(yī)療儀器的分割圖像之間的相似性得分以確定最佳匹配?；谒鲎罴哑ヅ鋪韺⑺鐾队皥D像與所述ニ維圖像配準，以在顯示設備上繪制。通過結合附圖來理解圖示性實施例的以下詳細描述，本公開的這些和其他目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。參照附圖，本公開將詳細呈現優(yōu)選實施例的以下描述，其中圖I的方框圖/流程圖示出了根據ー個實施例的用于針對醫(yī)學過程配準圖像的方法;圖2的方框圖/流程圖示出了根據另ー實施例的用于針對醫(yī)學過程配準圖像的更加詳細的方法；
圖3是根據本原理被變換至具有中心線的基干圖像的經分割的支氣管圖像；圖4示出了根據本原理被投影至ニ維中的支氣管三維圖像；圖5示出了根據本原理與圖4投影圖像的中心線配準的被插入儀器的圖像；圖6示出了根據本原理的配準結果連同在同一圖像中描繪的病變；以及圖7的方框圖示出了用于執(zhí)行根據本原理的過程的示意性系統(tǒng)。本公開描述了用于將圖像與管狀結構融合的基于儀器的圖像配準系統(tǒng)和方法。在透視引導的支氣管鏡檢查介入中，在術前計算機斷層攝影(CT)圖像和術中X射線圖像中唯一的可視特征是骨特征，例如脊柱和肋骨。如上所述，這些特征并不足以用于配準，因為它們在空間上呈現高復制性模式。提供一種新穎的基于儀器的2D/3D配準系統(tǒng)和方法以將來自CT圖像的經分割器官例如氣道，與在透視圖像中顯示的儀器(例如，內窺鏡)配準?？梢栽诶缙渲袨榱送鈬∽兘M織活檢而需要X射線透視的支氣管鏡導航系統(tǒng)中實施實施例。也可以針對其中導管或者探針被插入管狀結構從而可以根據人體解剖和術前CT圖像來預測儀器的軌跡的其他介入來實施其他實施例。解剖結構與儀器實時圖像的融合使得有效的透視引導成為可能。在特別有用的實施例中，基于儀器的2D/3D配準方法將來自CT圖像的經分割的氣道與在透視圖像中顯示的儀器(內窺鏡)配準?？梢栽跒榱送鈬∽兘M織活檢而需要X射線透視的支氣管鏡導航系統(tǒng)中實施該方法。該方法可包括(I)獲得肺部或者其他器官或結構的術前3D CT數據，以及即時的X射線透視圖像；(2)手動地、自動地、或者半自動地分割和識別氣道，等等；(3)使用數字放射重建(DRR)或者類似方法以通過將CT數據從3D空間投影至2D空間中來模擬X射線透視圖像。(類似的投影方法可包括可替代的DRR方法，等等。在一個實施例中，可采用像素平均來將氣道的三角形表面網格從3D體積投影至2D虛擬圖像平面。由于三角形網格保留了氣道的結構，并且減少了數據組的規(guī)模，因此這ー替代方法可能更加魯棒性并且提供更快的結果。)(4)使用儀器(例如，內窺鏡)分割方法來從X射線透視圖像中識別整個觀察儀器；以及(5)基于經分割的氣道和該內窺鏡進行2D/3D圖像配準和優(yōu)化。解剖結構與儀器實時圖像的融合使得有效的透視引導成為可能。應當理解，將根據結合支氣管鏡檢查而采用的X射線透視圖像和CT圖像來描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導是更加廣泛的，并且可應用于任意過程的任意追蹤方法或者針對任意過程的任意追蹤方法。也應當理解，將根據內窺鏡過程來描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導是更加廣泛的，并且可應用于任意的醫(yī)學過程或者設備。在本文中描述的實施例優(yōu)選用于定位肺部中或者肺部周圍的組織，但是也可以是在其他位置，例如心臟、消化器官、血管、腎臟等中的組織。也應當理解，將根據醫(yī)療儀器來描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導是更加廣泛的，并且可應用于在追蹤或者分析復雜的生物或機械系統(tǒng)中采用的任意儀器。特別是，本原理可應用于生物系統(tǒng)的內部追蹤過程，在身體的所有區(qū)域例如肺部、胃腸道、排泄器官、血管等等中的過程。在附圖中所描繪的元件可以實現為硬件和軟件的各種組合，并且提供可在單個元件或者多個元件中被組合的功能。在附圖中所示出的各種元件的功能可以通過使用專用硬件以及能夠聯合適當軟件來執(zhí)行軟件的硬件來提供。當由處理器提供時，可以通過單個的專用處理器、通過單個的共享處理器、或者通過其中的一些可以被共享的多個單獨的處理器來提供該功能。此 夕卜，術語“處理器”或者“控制器”的明確使用不應當被解釋為單指能夠執(zhí)行軟件的硬件，并且可以隱含地包括但不限于，數字信號處理器(“DSP”)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(“ROM”)、隨機存取存儲器(“RAM”)、非易失性存儲器，等等。此外，所有本文中敘述的本發(fā)明的原理、方面和實施例及其具體范例的陳述旨在包含其結構上的等價物和功能上的等價物兩者。此外，這種等價物意在包括當前已知的等價物以及在將來發(fā)展出的等價物(也即，所發(fā)展出的執(zhí)行相同功能的任意元件，無論其結構如何)兩者。因而，例如，本領域技術人員將意識到，在本文中呈現的方框圖代表體現本發(fā)明原理的示意性系統(tǒng)部件和/或電路的概念圖。同樣，將意識到，任意流程圖以及諸如此類代表可在計算機可讀存儲介質中被基本表示并且被計算機或者處理器如此執(zhí)行的各種處理，無論這種計算機或者處理器是否被明確地示出。此外，本發(fā)明的實施例可以采取可從計算機可用或計算機可讀存儲介質訪問的計算機程序產品的形式，該存儲介質提供了由計算機或者任意指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者與其連接的程序代碼。出于本說明書的目的，計算機可用或計算機可讀存儲介質可以是可包括、存儲、通信、傳播、或者傳送由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設備使用的或者與其連接的程序的任意裝置。該介質可以是電子的、磁的、光學的、電磁的、紅外的，或者半導體的系統(tǒng)(或者裝置或者設備)，或者傳播介質。計算機可讀介質的范例包括半導體或者固態(tài)存儲器、磁帶、可移除的計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、剛性磁盤以及光盤。光盤的當前范例包括光盤-只讀存儲器(CD-ROM)、光盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD?，F在參照附圖，其中相似附圖標記代表相同或者相似元件，并且首先參照

圖1，提供了基于儀器的方法來配準諸如氣道的內部器官。從具有內窺鏡或者其他設備的圖像(例如CT圖像)中分割內部器官(例如確定圖像的背景并將其移除)，該內窺鏡或者其他設備被顯示在透視圖像中。在方框20，術前3D CT掃描(3D圖像)提供了肺部或者其他管狀器官的數據。在方框22，捕獲包括醫(yī)療儀器的術中圖像。這可包括身體內感興趣區(qū)域(病變，等等)的透視圖像，例如即時的X射線透視圖像。在方框24，在3D圖像中執(zhí)行氣道或者管狀器官的手動的、自動的、或者半自動的分割和識別。在方框26，通過將3D圖像投影至2D空間中而構建2D圖像。采用數字放射重建(DRR)或者等價方法以通過將CT數據從3D空間投影至2D空間中來模擬2D X射線透視圖像。在方框28，儀器(例如，內窺鏡)分割方法從2D X射線透視圖像中識別出整個觀察儀器。在方框30，執(zhí)行圖像配準和優(yōu)化以將來自3D空間的具有經分割的氣道的重建的2D圖像與2D的經分割內窺鏡相匹配。采集在X射線透視圖像中被插入的內窺鏡的形狀并且該形狀能夠用作基于特征的配準的參考。一個假設是該內窺鏡應當一直被包含于通向目標病變的氣道的分割之內。由于內窺鏡以及內部器官或者病變的分割可以是相對直觀和可靠的，因此可以很快地執(zhí)行配準。通過將從經分割的氣道和從經分割的儀器提取出的中心線或者其他特征相重合，可以實現3D CT和2D X射線之間的實時數據融合。參考圖2，流程圖示出了根據本原理的更加詳細的工作流程。在方框50，在過程(例如，支氣管鏡檢查)之前，從諸如CT掃描圖像的3D圖像中分割(ー個或多個)管狀器官，例如氣道、消化器官、血管等等。例如，可以自動進行從氣管到例如第4級(外圍病變通常位于第4級的更遠處)或者更遠的氣道管的分割。該處理也可手動執(zhí)行。在方框52，通過例如半自動或者手動分割來執(zhí)行病變的分割?？赏ㄟ^各種手動或者半自動方法來分割病變或者目標組織。在方框54，為了進一歩的配準步驟而提取出如圖3所描繪的器官(氣道)的細的基干結構或者邊界。僅保留通向病變的氣道路徑以節(jié)約內存并減少復雜性可能是有利的。 可以移除其他經分割的氣道。在方框56，肺部專家或者其他醫(yī)務人員可驅動儀器(例如，觀察儀器，如內窺鏡或者其他儀器)至第4級氣道，但是當觀察儀器到達第5級附近以及更遠時可能會在空間上感到迷惑。在方框58，獲得2D術中圖像。這可包括X射線透視圖像。在當前的支氣管鏡檢查過程中，X射線透視技術人員通常進行具有相對大視場(FOV)的X射線圖像的第一次拍攝以捕獲內窺鏡的(支氣管鏡的)位置。因而，可以在X射線圖像的第一次拍攝中看到觀察儀器的大部分。在方框60，在2D圖像(例如，透視圖像)中分割該儀器，并且出于進一歩配準的目的而獲得觀察儀器的基干結構。歸因于X射線圖像的術中采集，不期望進行手動交互?？梢允褂米詣訁^(qū)域生長方法、水平集方法或者其他方法來分割出該觀察儀器。觀察儀器圖像的分割優(yōu)選來自2D X射線圖像。在方框62，使用DRR方法或者其他適當方法來將3D氣道投影至虛擬2D檢測器平面。注意到這一重建只需要對從氣管通向目標的CT圖像的術前經分割的氣道進行，因為存在儀器軌跡的氣道對應。在方框64，計算被從CT圖像空間投影至2D的經分割的氣道(圖4)與在參考X射線圖像中的經分割的儀器之間的相似性度量。該相似性度量可包括確定特征點組(例如，所投影的氣道中心線和透視圖像中儀器(內窺鏡)的描繪的中心線)之間的平均距離?？蛇x地，相似性度量也可包括相似性得分以使用預定義的形狀描述符來比較兩個曲線(例如，比較曲線的參數，例如b樣條參數，等等)?？刹捎玫钠渌卣靼ɑ叶戎怠⑻荻?、用于比較圖像的其他圖像信息，等等。在方框66，可運行優(yōu)化方法以將被投影至2D的經分割的氣道與經分割的觀察儀器之間的相似性度量最小化。在方框67，經過幾次迭代后，完成第一拍攝圖像的配準。在方框68，經分割的感興趣區(qū)域(例如，病變)被疊加并且顯示在2D圖像上(例如，X射線透視圖像)。這提供了用于第一拍攝圖像的導航的完整圖像(見圖6)。在方框70，假設患者不移動并且通過C型臂系統(tǒng)的結構已知C型臂(對于X射線機器)的當前位姿和先前位姿之間的變換矩陣，那么一旦第一次配準成功，針對接下來的X射線拍攝的配準就是很簡單的。因此，對于其后的拍攝，觀察儀器形狀的完整存在不是必需的。通過實施基于儀器的配準，實時病變可視化是可行的。這極大地輔助了 X射線引導的支氣管鏡檢查過程，因為支氣管鏡檢查專家能夠同時看到儀器和病變兩者。參考圖3，示意性的圖像90示出了根據分割處理而被分割的支氣管92。分割是圖像處理術語，其用于描述一種從圖像的背景中區(qū)分出感興趣結構的處理。處理圖像90以修剪該圖像，從而留下細的基干結構94，其中可看到支氣管92的邊界96并且計算中心線98。結構94將被投影至2D中以與儀器的經分割圖像相比較，用于基于儀器的配準。參考圖4，示意性地示出了經分割的氣道102(支氣管)的重建。選擇從氣管到目標病變(未示出)的支氣管102。將來自3D CT掃描圖像的經分割的氣道102的中心線104投影至圖像106。使用例如DRR來將支氣管102從3D投影至2D，以生成2D中心線圖像106。將采用圖像106來對齊醫(yī)療儀器(I 10)的圖像。參考圖5，將來自經分割的氣道102的中心線圖像106與X射線透視圖像112上的 內窺鏡110對齊。圖6示出了配準結果。X射線透視圖像112顯示了來自術前CT圖像的覆蓋的病變114和經分割的氣道中心線106。該融合可視化提供了術中引導，使得可以精確地定位病變并且識別其與觀察儀器的空間關系。可以在其中為了外圍病變組織活檢而需要X射線透視的支氣管鏡導航系統(tǒng)中實施該方法。也可以針對其中導管或者探針被插入管狀結構從而可以根據人體解剖和術前CT圖像來預測儀器的軌跡的其他介入來實施該方法。解剖結構與儀器實時圖像的融合使得有效的透視引導成為可能。參考圖7，示意性地示出了用于在醫(yī)學過程期間配準2D和3D圖像的系統(tǒng)200。系統(tǒng)200與被引導的醫(yī)療設備、儀器或者工具202，例如內窺鏡、導管、鉗夾、針等，一起工作。該儀器202在X射線圖像中可見。系統(tǒng)200包括一個或多個計算機控制臺206，其被采用來收集/顯示圖像、配準圖像，等等。該控制臺或者多個控制臺206也在該過程期間提供對(ー個或多個)醫(yī)學設備202的控制和支持。在一個實施例中，采用X射線機器208來提供用于患者的輻射暴露以生成2D圖像。用于X射線照射的優(yōu)選方法包括采用C型臂結構211，但是也可采用其他布置。其他醫(yī)學儀器或者設備，例如燈、鉗夾、針、氣囊，等等，可提供于儀器202上(或者獨立地提供)以用于執(zhí)行過程。優(yōu)選提前(術前)獲得CT或者其他圖像并且將其存儲在存儲器210中?？蛇x地，可同時采用CT掃描器214來在該過程之前獲得CT圖像。存儲在存儲器210中的術前3D CT圖像可包括優(yōu)選在CT圖像中被描繪出的患者201中的(ー個或多個)目標區(qū)域203(例如，可疑的癌組織)。控制臺206可與包括存儲器210和操作系統(tǒng)222的計算機系統(tǒng)220相連接或者是計算機系統(tǒng)220的一部分。存儲器210可存儲ー個或多個相應的程序224，該程序224可提供分割、中心線確定、DRR方法以及優(yōu)化功能以提供根據本原理所描述的功能性(例如，圖I和2)。程序224從CT圖像分割出管狀組織(例如，氣道)，并且在觀察儀器的2D或者X射線圖像中分割出儀器202，并且確定圖像間的所計算的中心線或者其他特征之間的相似性得分。程序224也被配置為將X射線與被投影的CT圖像配準。程序224也可適于執(zhí)行配準數據的統(tǒng)計學分析或者插值，以預測運動或者提供配準匹配的置信分數。計算機220可是多個計算機之一或者作為單個的計算機被采用。計算機220包括處理器230，處理器實施程序224并且提供多個程序選項和應用。例如，程序224可包括用于圖像繪制、分割、中心線可視化等等的軟件模塊。計算機220可提供用于系統(tǒng)中其他設備的支持或者控制。例如，可采用計算機220來控制X射線的暴露設置、C型臂211的運動、過程步驟(例如，內窺鏡消融、氣囊膨脹等等，統(tǒng)計或者其他運算，等等)的同歩。輸入/輸出(I/O)設備或者接ロ 232提供與計算機220、儀器(內窺鏡)202以及可視化顯示器226的實時交互以比較和示出圖像。計算機系統(tǒng)220可包括用于與控制臺206和/或儀器202交互的用戶接ロ 232。接ロ 232可包括鍵盤、鼠標、觸屏系統(tǒng)，等等。當解釋所附權利要求時，應當理解的是a)措辭“包括”不排除未在給定權利要求中列出的其他元件或動作的存在，b)在元件之前的措辭“一”或“一個”不排除多個這種元件的存在； c)權利要求中的任何附圖標記不限制它們的范圍；d)幾個“裝置”可由同一項或硬件或者軟件實現結構或功能來表示；以及e)除非明確指出，否則不旨在要求動作的特定次序。已經描述了用于將圖像與管狀結構融合的基于儀器的圖像配準系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實施例(其g在為說明性的而非限制性的)，注意到本領域技術人員鑒于以上教導，可以做出修改和變型。因而將理解的是在所掲示公開的特定實施例中可以做出改變而仍處于由所附權利要求給出的在本文中公開實施例的范圍之內。因而已經描述了專利法所要求的細節(jié)和特性，在所附權利要求中闡明了通過專利證書所主張和期望保護的內容。
權利要求
1.一種用于將三維圖像與二維術中圖像配準的方法，包括 在管狀結構的器官的三維圖像中分割(24)所述器官； 將所述器官的所述三維圖像投影(26)至二維空間中以提供投影圖像； 分割(28)在醫(yī)療儀器的二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器；以及基于所述器官的所述投影圖像和在所述二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的形狀之間的最佳匹配來將所述投影圖像與所述二維圖像配準(30 )。
2.如權利要求I所述的方法，其中，分割(24)管狀結構的器官包括確定所述管狀結構的器官的中心線。
3.如權利要求2所述的方法，還包括計算相似性得分(64)以確定所述最佳匹配，其中，計算所述相似性得分包括將經分割的醫(yī)療儀器的中心線與所述管狀結構的器官的所述中心線相比較以確定所述相似性得分。
4.如權利要求I所述的方法，其中，所述管狀結構的器官包括肺部的氣道，并且所述醫(yī)療儀器包括支氣管鏡。
5.如權利要求I所述的方法，其中，所述三維圖像包括術前計算機斷層攝影圖像。
6.如權利要求I所述的方法，其中，所述二維圖像包括過程中X射線圖像。
7.如權利要求6所述的方法，其中，所述醫(yī)療儀器的所述形狀在所述二維圖像中可見。
8.如權利要求I所述的方法，其中，投影(26)包括采用數字放射重建(DRR)方法來將三維空間投影至二維空間中。
9.一種用于在醫(yī)學過程期間配準圖像的方法，包括 在管狀結構的器官的術前三維圖像中分割(50 )所述器官； 將所述器官的所述三維圖像投影(62)至二維空間中以提供投影圖像； 針對醫(yī)療儀器的位置收集(58)過程中圖像數據以獲得所述醫(yī)療儀器相對于所述器官中感興趣區(qū)域的二維圖像； 分割(60)在所述二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器； 計算(64)相似性得分以確定所述投影圖像和在所述二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的形狀之間的最佳匹配；以及 基于所述最佳匹配來將所述三維圖像與所述二維圖像配準(67)，從而所述醫(yī)療儀器的所述位置和所述感興趣區(qū)域同時可見。
10.如權利要求9所述的方法，其中，分割(50)管狀結構的器官包括確定所述管狀結構的器官的中心線。
11.如權利要求10所述的方法，其中，分割(60)醫(yī)療儀器包括確定所述醫(yī)療儀器的中心線，其中，比較所述管狀結構的器官的所述中心線和所述醫(yī)療儀器的所述中心線以確定所述相似性得分。
12.如權利要求9所述的方法，其中，所述管狀結構的器官包括肺部的氣道，并且所述醫(yī)療儀器包括支氣管鏡。
13.如權利要求9所述的方法，其中，所述三維圖像包括術前計算機斷層攝影圖像。
14.如權利要求9所述的方法，其中，所述二維圖像包括過程中X射線圖像。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述醫(yī)療儀器的所述形狀在所述二維圖像中可見。
16.如權利要求9所述的方法，其中，投影(62)包括采用數字放射重建(DRR)方法來將三維空間投影至二維空間中。
17.一種用于在醫(yī)學過程中配準圖像的系統(tǒng)，包括 具有記憶存儲介質(210)的計算機處理單元(220)，其用于存儲和執(zhí)行用于在管狀結構的器官的三維圖像中分割所述器官以及將所述三維圖像投影至二維圖像中的程序(224);以及 過程中成像設備(208)，其被配置為獲得感興趣區(qū)域中的所述醫(yī)療儀器的二維圖像； 所述程序被配置為計算所述投影圖像和在醫(yī)療儀器(202)的所述二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的分割圖像之間的相似性得分以確定最佳匹配，以及基于所述最佳匹配來將所述投影圖像與所述二維圖像配準，以在顯示設備上繪制。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述程序(224)確定所述管狀結構的器官的中心線，并且確定所述醫(yī)療儀器的中心線，其中，比較所述管狀結構的器官的所述中心線和所述醫(yī)療儀器的所述中心線以確定所述相似性得分。
19.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述管狀結構的器官包括肺部，并且所述醫(yī)療儀器包括支氣管鏡。
20.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述三維圖像包括術前計算機斷層攝影圖像。
21.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述過程中成像設備(208)包括X射線機器，并且所述二維圖像包括過程中X射線圖像。
22.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述程序(224)包括數字放射重建(DRR)方法以將三維空間投影至二維空間中。
全文摘要
一種用于將三維圖像與二維術中圖像配準的系統(tǒng)和方法包括在器官的三維圖像中分割(24)管狀結構的所述器官，以及將所述器官的所述三維圖像投影(26)至二維空間以提供投影圖像。分割(28)在醫(yī)療儀器的二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器。計算所述投影圖像和在所述二維圖像中描繪的所述醫(yī)療儀器的形狀之間的相似性得分以確定最佳匹配?；谒鲎罴哑ヅ鋪韺⑺鐾队皥D像與所述二維圖像配準(30)。
文檔編號G06T7/00GK102843972SQ201180019034
公開日2012年12月26日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者D·徐, X·劉, L·F·古鐵雷斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司