系統(tǒng)和方法，用于實現(xiàn)在手術(shù)中對圖像配準變換的選擇，以用于顯示彼此相一致的第一圖像數(shù)據(jù)集和第二圖像數(shù)據(jù)集。圖像數(shù)據(jù)集采集裝置（１２、１４）獲得第一和第二圖像數(shù)據(jù)集。由處理器（１６）計算相似性函數(shù)，其表示所述第一和第二圖像數(shù)據(jù)集彼此相一致的似然性，并隨后確定所述相似性函數(shù)的多個局部極大值中每一個的等級順序。在顯示器（１８）上顯示得自于多個局部極大值的多個配準變換，并醫(yī)生能夠使用用戶界面（２２），選擇每一個配準變換，以在視覺上確定其是否是用于隨后使用的臨床最佳的配準變換。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總體上涉及一種系統(tǒng)，用于實現(xiàn)對圖像配準變換的選擇，更具 體而言，涉及一種系統(tǒng)，用于實現(xiàn)在手術(shù)中對臨床最佳配準變換的醫(yī)生指 導(dǎo)性選擇，以便將手術(shù)前或手術(shù)中獲得的圖像數(shù)據(jù)集變換到所獲得的其它圖像數(shù)據(jù)集的坐標空間，例如在有創(chuàng)式介入(invasive interventional)過程期間。本專利技術(shù)還涉及一種方法，用于使醫(yī)生能夠在有創(chuàng)式外科手術(shù)過程期間 選擇多個同時顯示的配準變換中的一個，以便將手術(shù)前或手術(shù)中獲得的圖 像數(shù)據(jù)集變換到在介入過程期間獲得的其它圖像數(shù)據(jù)集的坐標空間。
技術(shù)介紹
圖像指導(dǎo)在最小有創(chuàng)式介入過程中起到越來越重要的作用，例如那些 在臨床EP實驗室和心導(dǎo)管插入實驗室中常規(guī)執(zhí)行的過程。在手術(shù)前執(zhí)行的 (例如，MDCT和MRI)或者在手術(shù)中執(zhí)行的(例如，體超聲和依據(jù)旋轉(zhuǎn)X射 線的類似CT的重構(gòu))、并且以圖像數(shù)據(jù)集表示的、來自多種成像模式的信 息增加值，已經(jīng)激發(fā)了對于這種圖像數(shù)據(jù)集與其它手術(shù)中獲取的信息(例如， 來自旋轉(zhuǎn)X射線、超聲(U/S)和電子解剖映射的多種圖像數(shù)據(jù)集)的多模式融 合的需求。圖像數(shù)據(jù)集通常表示來自諸如大腦、心臟、肺等等的結(jié)構(gòu)的解 剖和功能信息，或者可以表示符號信息，諸如結(jié)構(gòu)名稱、對象特征、解剖 曲率、大腦功能等等。對于這些手術(shù)前和手術(shù)中獲取的圖像數(shù)據(jù)集的快速且準確的配準，對 于在圖像指導(dǎo)下的介入和做出臨床決定而言是必要的。圖像數(shù)據(jù)集的配準 構(gòu)成這樣的過程其中，將兩個不同圖像數(shù)據(jù)集彼此相互比較，以確認它 們彼此匹配或?qū)食潭热绾巍?一旦進行了確定，圖像數(shù)據(jù)集就可以正確的 彼此重疊地或彼此融合地進行顯示。大多數(shù)時候，如果沒有完全準確地執(zhí)行配準處理，就計算相似性測量值，假設(shè)當前估計是針對幾何變換的，則該相似性測量值反應(yīng)了兩個數(shù)據(jù) 集彼此對準的似然性。相似性測量值常常稱為相似性對象函數(shù)。依據(jù)相似 性函數(shù)來優(yōu)化變換參數(shù)估計值，以確定與全局最大值相關(guān)聯(lián)的參數(shù)估計值， 并且將所得到的變化顯示為融合結(jié)果。可能的相似性函數(shù)包括歸一化互相 關(guān)、互信息、平方差之和與絕對值差之和。理論上，相似性函數(shù)會具有一個最主要的局部極大值，其就是最大的 局部極大值。釆用通常的成像系統(tǒng)，是顯示與該最大極大值相對應(yīng)的單一 配準結(jié)果。然而，該最大值可能并不對應(yīng)于臨床可接受的"最佳"配準， 迫使醫(yī)生在手術(shù)中執(zhí)行數(shù)據(jù)集的耗時和繁瑣的人工對準。而且，真實患者數(shù)據(jù)的融和所共有的問題是在相似性函數(shù)中存在多個 局部極大值，它們會具有相似的成本值。對于配準變換，當前僅考慮了這 些局部極大值中最大的一個。因此，在以下情況下將會是有益的使醫(yī)生能夠從幾個可能的配準變 換構(gòu)成的一個組中進行選擇，以致力于確定在對執(zhí)行圖像指導(dǎo)的介入和做 出臨床決定所必需的圖像進行變換時所采用的最佳配準變換。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種新的改進的系統(tǒng)，用于實現(xiàn)圖像配準變換的 選擇。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種新的改進的系統(tǒng)，用于實現(xiàn)在手術(shù)中 對臨床最佳配準變換的醫(yī)生指導(dǎo)性選擇，以便將手術(shù)前和手術(shù)中獲得的圖 像數(shù)據(jù)集變換為例如在有創(chuàng)式介入過程中所獲得的圖像數(shù)據(jù)集。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種新的改進的系統(tǒng)，用于對配準信息的 選擇，其提供了多個配準結(jié)果，作為臨床最佳配準的高似然性候選的一個 等級列表，并使得醫(yī)生能夠選擇其中之一。本專利技術(shù)的再另一個目的是提供一種新的改進的系統(tǒng)，用于對臨床最佳 配準變換的選擇，其并非僅提供了單個配準結(jié)果，例如與表示多個數(shù)據(jù)集 間相似性的相似性函數(shù)的最大極大值相對應(yīng)的配準結(jié)果。本專利技術(shù)的再另一個目的是提供一種新的改進的系統(tǒng)，用于對臨床最佳 配準變換的選擇，其最小化甚至消除了醫(yī)生在手術(shù)中執(zhí)行數(shù)據(jù)集的人工對準的需要。本專利技術(shù)的再另一個目的是提供一種新的改進的方法，用于使醫(yī)生在有 創(chuàng)式外科手術(shù)過程中能夠選擇多個同時顯示的配準變換中的一個，以便將 在手術(shù)前和手術(shù)中獲得的圖像變換為在外科手術(shù)過程中獲得的其它圖像。為了實現(xiàn)這些目的以及其它的目的， 一種系統(tǒng)用于實現(xiàn)在手術(shù)中對圖 像配準變換的選擇，用于顯示彼此相一致的第一圖像數(shù)據(jù)集和第二圖像數(shù) 據(jù)集，該系統(tǒng)包括圖像數(shù)據(jù)集采集設(shè)備，其獲得第一和第二圖像數(shù)據(jù)集;處理器，其耦合到圖像數(shù)據(jù)集采集設(shè)備，并且計算相似性函數(shù)，并隨后確 定所述相似性函數(shù)的多個局部極大值中每一個的等級順序，其中，所述相似性函數(shù)表示第一和第二圖像數(shù)據(jù)集彼此相一致的似然性；顯示設(shè)備，其 耦合連接到處理器，在所述顯示設(shè)備上顯示得自于所述多個局部極大值的 多個配準變換；以及用戶接口，其耦合到處理器，，以便能夠為隨后的使用 而選擇每一個所述配準變換。通過為醫(yī)生呈現(xiàn)多個可能的配準變換，使醫(yī)生能夠易于觀看不同的配 準變換結(jié)果，并隨后選擇每一個，以確定其是否是臨床最佳的配準變換。 如果醫(yī)生選擇了最高等級的配準變換，但斷定其不是最佳的，醫(yī)生就可以 迅速選擇另一個配準變換，并査看該備選變換是否是臨床最佳的結(jié)果。對 于得自于多個局部極大值的多個配準變換的確定有利于簡易型和便利性， 由此醫(yī)生能夠更為容易地實施手術(shù)。所述多個配準變換能夠按照局部極大值從最高到最低的等級順序來顯 示，等級排列是基于以下的一個或多個的極值特征，例如，相似性函數(shù) 在局部極大值上的值、局部極大值的曲率和局部極大值的捕捉范圍 (capture-arrange);自與第一和第二圖像數(shù)據(jù)集具有相似特性的兩個圖像數(shù) 據(jù)集的先驗變換而來的數(shù)據(jù)；以及自與第一和第二圖像數(shù)據(jù)集具有相似特 性的兩個數(shù)據(jù)集的先驗變換而來的醫(yī)生輸入數(shù)據(jù)，其與來自先驗變換的數(shù) 據(jù)存儲在同一在前信息數(shù)據(jù)庫或存儲庫中。一種方法用于實現(xiàn)在手術(shù)中對圖像配準變換的選擇，用于顯示彼此相 一致的第一圖像數(shù)據(jù)集和第二圖像數(shù)據(jù)集，該方法包括以下步驟獲得第 一和第二圖像數(shù)據(jù)集；計算相似性函數(shù)，所述相似性函數(shù)表示第一和第二 圖像數(shù)據(jù)集彼此相一致的似然性；確定所述相似性函數(shù)的多個局部極大值中每一個的等級順序；顯示多個得自于所述局部極大值的多個配準變換；并且能夠為隨后的使用而選擇所顯示的配準變換中的每一個。以上說明了 為醫(yī)生提供易于選擇多個不同配準變換中的一個的優(yōu)點。局部極大值的等級排列可以基于自與第一和第二圖像數(shù)據(jù)集具有相似 特性的兩個圖像數(shù)據(jù)集的先驗變換而來的數(shù)據(jù)來確定。在此情況下，得到 來自第一和第二圖像數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)特性，搜索以前獲得的數(shù)據(jù)集或先驗變 換信息，以確認與第一和第二數(shù)據(jù)集具有相似數(shù)據(jù)特性的情況或相關(guān)圖像 數(shù)據(jù)集。局部極大值的等級排列還可以基于自與第一和第二圖像數(shù)據(jù)集具 有相似特性的兩個圖像數(shù)據(jù)集的先驗變換而來的醫(yī)生輸入數(shù)據(jù)來確定。在 此情況下，與先驗情況有關(guān)的醫(yī)生輸入數(shù)據(jù)與先驗情況的數(shù)據(jù)特性一起存 儲。局部極大值的等級排列還可以用所述相似性函數(shù)的局部極大值的極值 特征來確定。優(yōu)選的，所有這三個技術(shù)都用于確定配準變換的等級順序。附圖說明參考以下說明并結(jié)合附圖，可以最好的理解本專利技術(shù)及其進一步的目的 和優(yōu)點，其中相同的參考數(shù)字標記標識了相同的元件。圖1是顯示用于執(zhí)行根據(jù)本專利技術(shù)的方法的系統(tǒng)主要部分的示意圖。圖2是根據(jù)本專利技術(shù)用于編碼信息的方法的流程圖。 圖3顯示了一種相似性函數(shù)，其可以根據(jù)本專利技術(shù)的方法來構(gòu)成。 圖4是顯示得自于圖3所示的相似性函數(shù)的信息的表。 圖5顯示了在根據(jù)本專利技術(shù)的系統(tǒng)和方法中的顯示配準變換的方式。具體實施本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種系統(tǒng)（１０），用于實現(xiàn)在手術(shù)中對圖像配準變換的選擇，以用于顯示彼此相一致的第一圖像數(shù)據(jù)集和第二圖像數(shù)據(jù)集，包括：圖像數(shù)據(jù)集提供裝置（１２、１４），用于提供所述第一和第二圖像數(shù)據(jù)集；處理器（１６），耦合到所述圖像數(shù)據(jù)集提供裝置（１２、１ ４），用于計算相似性函數(shù)，所述相似性函數(shù)表示所述第一和第二圖像數(shù)據(jù)集彼此相一致的似然性，并還用于確定所述相似性函數(shù)的多個局部極大值中每一個的等級順序；顯示裝置（１８），耦合到所述處理器（１６），用于顯示得自于所述多個局部極大值的多個配準變 換；以及 用戶接口（２２），耦合到所述處理器，以便能夠為隨后的使用而選擇每一個所述配準變換。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：RC陳，R曼茨克，S索卡，V拉舍，V雷迪，
申請(專利權(quán))人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[荷蘭]
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