專利名稱：定標方法、定標設備、計算機可讀介質及程序單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種定標方法、 一種定標設備、 一種系統(tǒng)、 一種計算機可 讀介質及一種程序單元，具體而言涉及一種將第一對象從進入點定標到被 檢査對象中的目標點的方法。
背景技術：
基于圖像引導的介入方法最常見的是對各種類型的頸胸病變、腹部病
變和肢體病變進行經皮定標(targeting,即確定目標)。這一方法所應用的 領域中存在若干臨床程序例如，活檢、化學消融和熱消融、疼痛管理程 序等。用于圖像引導的兩種最常用成像技術是基于超聲(US)和基于計算 機斷層攝影(CT)的成像技術。US引導的程序的特征在于對致密的解剖 結構，例如骨骼進行交互式進針監(jiān)視并獲得相對好的顯影。然而，這一技 術存在諸多缺點，例如，對填充有空氣的解剖結構顯影差、在骨骼解剖疊 加在感興趣結構上時顯影能力差、肥胖患者(皮下脂肪)中的低信號質量。 CT引導的介入治療提供有關解剖結構的高對比分辨率無失真圖像和良好 的顯影。該技術的缺點是患者訪問性差和房間無菌度問題。配備旋轉X射 線設備的介入治療室更適于這樣的程序，但是對于大多數(shù)程序而言X射線 設備的對比分辨率并不充分。

發(fā)明內容
人們很希望提供一種有效定標的方法、 一種定標設備、 一種系統(tǒng)、一 種計算機可讀介質及一種可在定標設備中使用的程序單元。
通過根據(jù)各獨立權利的一種定標方法、 一種定標設備、 一種系統(tǒng)、一 種計算機可讀介質及一種程序單元可滿足這一需求。
根據(jù)一個舉例說明性的實施例，提供了一種將第一對象從進入點定標
到被檢查對象中目標點的定標方法，其中，該方法包括選擇描繪出進入點和目標點的被檢查對象的二維圖像；確定從進入點到目標點的規(guī)劃路徑， 其中，規(guī)劃路徑具有第一方向。此外，該方法包括記錄表示被檢查對象
的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，透視圖像是在第二方向下記錄的，其使得圖像
的法線與第一方向重合；根據(jù)第一對象在透視圖像中投影的形狀判斷第一 對象是否在所確定的規(guī)劃路徑上。
根據(jù)一個舉例說明性的實施例，提供了一種將第一對象從進入點定標 到目標點的定標設備，該定標設備包括選擇單元，其用于選擇描繪出進 入點和目標點的被檢査對象的二維圖像；確定單元，其用于確定從進入點 到目標點的規(guī)劃路徑，其中，規(guī)劃路徑具有第一方向。此外，該定標設備 包括記錄單元，其用于記錄表示被檢查對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，透 視圖像是在第二方向下記錄的，其使得圖像的法線與第一方向重合，其中， 確定單元還根據(jù)第一對象在透視圖像中的投影的形狀來判斷第一對象是否 在所確定的規(guī)劃路徑上。
根據(jù)一個舉例說明性的實施例，提供了一種將第一對象從進入點定標 到目標點的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輻射源、輻射檢測器以及根據(jù)舉例說明性的 實施例的定標設備，其中，輻射檢測器用于記錄表示透視圖像的數(shù)據(jù)。
根據(jù)一個舉例說明性的實施例，提供了一種計算機可讀介質，其中存 儲有用于將第一對象從進入點定標到目標點的程序，該程序在被處理器運 行時用于控制包括如下步驟的方法選擇描繪出進入點和目標點的被檢査 對象的二維圖像；確定從進入點到目標點的規(guī)劃路徑，其中，規(guī)劃路徑具 有第一方向；記錄表示被檢査對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，在第二方向 下記錄透視圖像使得圖像的法線與第一方向重合；根據(jù)第一對象在透視圖 像中的投影的形狀判斷第一對象是否在所確定的規(guī)劃路徑上。
根據(jù)一個舉例說明性的實施例， 一種將第一對象從進入點定標到目標 點的程序單元，該程序在被處理器運行時用于控制包括如下步驟的方法 選擇描繪出進入點和目標點的被檢査對象的二維圖像；確定從進入點到目 標點的規(guī)劃路徑，其中，規(guī)劃路徑具有第一方向；記錄表示被檢查對象的 透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，在第二方向下記錄透視圖像，以使得圖像的法線 與第一方向重合；根據(jù)第一對象在透視圖像中的投影的形狀/位置判斷第一 對象是否在所確定的規(guī)劃路徑上?？梢钥闯觯景l(fā)明舉例說明性的實施例的主旨是提供一種將第一對象 從進入點定標到目標點的定標方法，其中，該方法包括選擇二維圖像，例 如切片或層塊，其中可顯出進入點和目標點?；谠摲鶊D像，可確定出迸 入點和目標點間的路徑，例如直線。該路徑表示第一方向，從該方向中可 導出第二方向，沿該第二方向可拍攝或記錄連續(xù)的透視圖像。透視圖像還 是二維圖像，其法線并行于第一方向，即，透視圖像是沿著所確定路徑的 方向進行記錄的。使用該透視圖像，可通過觀察第一對象在該透視圖像上 的形式或形狀來提供一種控制第一對象移動的高效方式。可將這一形狀和/
或位置與例如具有投影到透視圖像上的3D圖形的預定形狀進行比較。當實 際的形狀和/或位置偏離預定形狀和/或位置時，第一對象偏離規(guī)劃路徑。因 而，例如可通過圖像識別程序來實現(xiàn)比較。
借助該方法，通過觀察投影的第一對象在透視圖像中的形狀，可以對 插入或注入到被檢査第二對象中的第一對象進行定標和/或追蹤，這是一種 高效的方法。
在本申請中，術語"圖像"涉及實際圖像以及所記錄的數(shù)據(jù)，根據(jù)該 記錄的數(shù)據(jù)，通過使用各種公知方法可重建出實際圖像。這一定標方法可 用于C型臂裝置和/或諸如計算機斷層攝影裝置之類的斷層攝影裝置的領域 中。優(yōu)選地，通過使用C型臂裝置來拍攝透視圖像，即表示透視圖像的數(shù) 據(jù)。
下面將描述定標方法的其它舉例說明性的實施例。然而，這些實施例 還適用于定標設備、系統(tǒng)、計算機可讀介質及程序單元。
根據(jù)定標方法的另一舉例說明性的實施例，選擇二維圖像作為被檢查 對象的三維圖像的切片。優(yōu)選地，三維圖像是從由計算機斷層攝影裝置所 記錄的數(shù)據(jù)當中重建得到的。根據(jù)本申請，例如根據(jù)對比分辨率，可用CT 模態(tài)(裝置)采集三維(3D)數(shù)據(jù)，或者，若已經存在診斷數(shù)據(jù)的話，根 據(jù)旋轉掃描期間采集的圖像數(shù)量，可使用MR模態(tài)(裝置)或使用C型臂 采集三維數(shù)據(jù)，使用C型臂可達到類似CT的圖像質量。
使用三維對象的三維圖像，例如體素表示，作為選擇二維圖像所依據(jù) 的初始圖像，這是一種確保三維圖像的至少一個切片或層塊包含進入點和目標點的有效方式?？刹捎霉闹亟ǚ椒◤挠嬎銠C斷層攝影(CT)記錄 的數(shù)據(jù)當中高效地重建得到體素表示。
二維圖像的確定例如可通過在被檢査對象的3D體積內指示開始(進 入)點和結束點來完成。3D體積可從不同的模態(tài)中獲得或者可用同樣的模 態(tài)采用旋轉掃描進行采集。對于有效路徑的規(guī)劃而言，這可能是有利的， 以防導管穿孔，從而在融合的體積表示上進行規(guī)劃，在該融合的體積表示 中CT (狀)傾斜體積層塊與同一對象的3D血管造影體積呈現(xiàn)相結合。體 積數(shù)據(jù)和透視圖像間的關系例如可以用基于機器的注冊方法來確定，由此 調整C型臂幾何結構。如果3D體積數(shù)據(jù)源自不同的模態(tài)，則該關系例如 可以用注冊方法來確定。
在本發(fā)明的一個舉例說明性方面中，從規(guī)劃路徑中生成可在體積數(shù)據(jù) 內看到的3D圖形模型。利用確定出的(檢測器)透視圖像和體積數(shù)據(jù)間的 幾何關系，考慮到C型臂的彎曲和透視圖像的視角性質，可基于3D圖形 模型，將C型臂移動到最佳進入點視圖和前進點視圖，其中，各計算是從 體積坐標到C型臂檢測器坐標來完成的。對于C型臂的每一位置，可將規(guī) 劃路徑的3D圖形模型作為2D圖形投影到透視圖像上。在插入身體以便保 持在規(guī)劃路徑上的過程中，透視圖像上可視對象的位置/形狀必須與被投影 圖形相同。此外，同樣可以將在包含規(guī)劃路徑的切片/層塊內的體積數(shù)據(jù)投 影到透視圖像上。這樣就可以看到圍繞規(guī)劃路徑和目標的周圍結構。透視 圖像的對比分辨率可能不是好到足以看清軟組織結構的程度，并且目標結 構只有用造影劑才能看到。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括將3D圖形模型投影到 透視圖像上。換言之，可以將3D圖形模型投影到透視圖像上。這一3D圖 形模型可以是根據(jù)規(guī)劃路徑生成的。如果C型臂的取向等于進入點的取向， 則3D圖形模型投影為一個圓形。優(yōu)選地，透視圖像可以是所謂的實時透視 圖像，例如連續(xù)或至少重復記錄的圖像。
通過將進入點投影到透視圖像上，可以提供一種用于確定入口點的高 效方式，即第一對象進入第二對象的點，具體而言在第一對象移動到進入 點時可以通過使用對應的透視圖像設置入口點。優(yōu)選地，可以通過使用透 視圖像將第 一對象移動到進入點來確定入口點。根據(jù)定標方法的另一舉例說明性的實施例，預先確定的形狀基本上是 圓形。
根據(jù)定標方法的另一舉例說明性的實施例，透視圖像是由c型臂設備 進行記錄的。
使用c型臂設備，即具有c形式的機架的成像設備，可以在仍然可訪
問被檢查對象時提供表示不同方向中對象的所記錄圖像。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括記錄被檢查對象的第 一組透視圖像，其中，第一組透視圖像是在第二方向下記錄的，并且其中， 根據(jù)第一對象在第一組透視圖像中的投影的形狀來判斷第一對象是否位于 確定出的規(guī)劃路徑上。
對若干透視圖像，例如所謂的實時透視圖像的記錄是一種用于追蹤第 一對象在規(guī)劃路徑上前進，具體而言第一對象是否仍然沿著規(guī)劃路徑前進 的高效方法。所述若干透視圖像最好屬于不同的時間點。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括記錄光閘受控的
(shuttered)計算機斷層攝影并根據(jù)在光閘受控的計算機斷層攝影中所記錄 的數(shù)據(jù)判斷是否必須改變規(guī)劃路徑。換言之，記錄光閘受控的旋轉掃描， 據(jù)此可以進行3D重建。優(yōu)選地，也可以根據(jù)規(guī)劃路徑計算光閘和/或檢査 床位置，即，在下面的CT采集中將致動CT光閘(即，將記錄新的圖像數(shù) 據(jù))的位置。例如，因為能夠確定出體積數(shù)據(jù)和檢測器之間的關系，并且 根據(jù)幾何構型的設計可以知道光閘和檢測器之間的關系，所以可以將包含 規(guī)劃路徑的層塊或切片的邊緣位置變換成光閘位置。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括記錄被檢査對象的 第二透視圖像，其中，第二透視圖像是在第三方向下記錄的，其使得第二 透視圖像的法線垂直于第二方向；基于第二透視圖像確定第一對象的前進。
換言之，在與第一透視圖像相比的90度的角度下拍攝一幅或若干幅第 二透視圖像。在這樣的圖像上，可以以有效的方式看到第一對象在第二對 象中的前進，從而可改善定標方法的質量。
根據(jù)另 一舉例說明性的實施例，定標方法還包括從第一透視圖像和/或 第二透視圖像當中生成圖形，并且將該圖形疊加在被檢査對象的二維圖像 上。優(yōu)選地，圖形包括刻度。此外，可根據(jù)規(guī)劃路徑生成在體積數(shù)據(jù)內可見的3D圖形模型。然后透視圖像可以與含有保護規(guī)劃路徑的切片或層塊中 的投影體積數(shù)據(jù)和規(guī)劃路徑的投影3D圖形模型相重疊。
在這種情況下，圖形可以是指簡化的透視圖像。這樣的圖形可以很容 易疊加在二維圖像上同時仍然示出將在該疊加模式下看到的充分對比度。 因而，即使在透視圖像中僅描繪的第一對象或目標點表現(xiàn)出低對比度，也 可以在疊加圖像上顯示目標點。在圖形中實現(xiàn)刻度是測量和/或控制第一對 象在第二圖像中前進的有效方式?；蛘撸蓪⒛繕它c添加到二維中，即二 維圖像可以通過引入目標點作為結構來進行變更。這在如下情況下可能是 有利的在透視圖像中用具有低對比度的結構表示目標點。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括在同一視角下呈現(xiàn) 圖形和透視圖像。具體而言，所有的呈現(xiàn)可以用與透視圖像中存在的相同 視角來完成。優(yōu)選地，將在透視圖像記錄過程中的焦點放在規(guī)劃路徑的延 伸部分上。
對切片、體積和/或圖形的呈現(xiàn)可以用與相應的透視圖像相同的視角來 完成，以便實現(xiàn)在第二對象中對第一對象的改善追蹤。這是一種有效的方 式，可通過克服由于如下事實可能發(fā)生的問題來改善定標方法，所述事實 是由于透視圖像的視角性質，如果第一對象(例如，針)指向用于拍攝 透視圖像的設備的焦點位置而非朝向規(guī)劃路徑的端點(目標點)，則針將投 影為圓形?？梢酝ㄟ^以將焦點位置放在規(guī)劃路徑線的延伸部分上這樣的方 式來調整C型臂的旋轉，以防這一問題的發(fā)生。也即，由于透視圖像的視 角性質，如果檢測器平面等于規(guī)劃路徑的正交平面則該對象將不會投影為 圓形，為了校正這種情況，可以采用將焦點(例如，X射線源)放在規(guī)劃 路徑的延伸部分上這樣的方式來調整C型臂的取向，其中，從體積坐標到 C型臂傳感器坐標來完成計算。
根據(jù)定標方法的另一舉例說明性的實施例，第一對象包括至少一個標 記物。
使用第一對象上的至少一個標記物是改善第一對象在透視圖像上可見 性的有效方式。
根據(jù)另一舉例說明性的實施例，定標方法還包括將激光投影到進入點 上，其中，激光的方向與第一方向重合。提供激光燈對引導或定標第二對象中的第一對象有進一步的幫助，這 是降低被檢查對象(例如患者)和/或醫(yī)生的輻射劑量的有效方式。激光燈 可以以這樣的方式進行放置即，將激光燈放置成垂直于進入點上的檢測 器和閃耀。使用這一設置，只要激光在針的末端上閃耀就能校正針的角度。 或者，激光燈的使用可以獨立于根據(jù)第一對象在透視圖像中投影的形狀確 定第一對象是否位于規(guī)劃路徑上的步驟，即可以通過使用激光燈而非使用 第一對象在透視圖像中的形狀來做出確定。
可以通過使用C型臂設備和/或使用計算機斷層攝影裝置(其都用于由 掃描單元和/或檢測器或檢測單元來拍攝數(shù)據(jù))來執(zhí)行對被檢査對象，例如 患者的檢査。根據(jù)本發(fā)明的定標單元可以由計算機程序，即軟件來實現(xiàn)， 或者通過使用一個或多個專用的電子電路優(yōu)化設計，即用硬件來實現(xiàn)，或 者用混合形式，即由軟件組件和硬件組件來實現(xiàn)。計算機程序可以用任何 適當?shù)木幊陶Z言，例如0++進行編寫，并且可以存儲在計算機可讀介質，
例如CD-ROM上。同樣，計算機程序可以從諸如萬維網的網絡上獲得，其 可從該網絡上下載到圖像處理單元或處理器、或者任何適當?shù)挠嬎銠C中。
在這種情況下應當注意的是，本發(fā)明并不局限于基于C型臂的圖像和/ 或計算機斷層攝影，而是可以包括使用基于C型臂的3D旋轉X射線成像、 磁共振成像、正電子發(fā)射斷層攝影等。具體而言，用于規(guī)劃的體積數(shù)據(jù)可 以源自各種類型的模態(tài)，只要能夠將該數(shù)據(jù)配準到用于介入治療的模態(tài)即 可。還應當注意的是，該技術可以特別用于醫(yī)學成像和像將針定標到患者 身體上或中的預定目標點這樣的醫(yī)學定標。
可以看出，本發(fā)明的舉例說明性的實施例的主旨是提供了一種方法， 其包括使用來自其它模態(tài)的CT重建或體積數(shù)據(jù)，從而通過選擇在其上指 示出進入點和目標點的3D圖像表示的適當切片或層塊來確定進入點和目 標點。表示規(guī)劃路徑的線連接這兩個點。根據(jù)該規(guī)劃路徑，以如下方式計 算C型臂位置C型臂的檢測器平面等于規(guī)劃路徑的正交平面，gp，檢測 器平面的法線和規(guī)劃路徑平行。CT體積和檢測器平面之間的關系可從所謂 的3D路圖功能中得知，該3D路圖功能例如描述于尚未公布的 IB2006/050733中，其以引用方式并入本文中。在3D體積數(shù)據(jù)源自不同模 態(tài)時，可以用另一已知的配準方法來確定這種關系。將C型臂設置成規(guī)劃路徑的正交平面。將進入點投影到實時投影圖像上。通過將針點，即表示 注入患者身體的針的點移動到進入點，這兩個點都可在透視圖像上看到， 可以設置進入患者身體的入口點。用所謂的牛眼方法，通過以在透視圖像 上投影的針為圓形這樣的方式改變針的角度現(xiàn)在針可沿著規(guī)劃路徑前進。 由于角度校正，因此檢測器平面不再等于規(guī)劃路徑的正交平面，但是由于 視角校正的所述方式，因此只要針在透視圖像上可看作圓形該針將沿著規(guī)
劃路徑前進。針的進展可緊跟著旋轉C型臂90度使得視圖方向變得垂直于 針?，F(xiàn)在，選擇包含規(guī)劃路徑且具有平行于檢測器的取向的層塊。所謂的 3D路圖現(xiàn)在可用于使用這一層塊結合，即套迭透視圖像。這一層塊可與用 于規(guī)劃的層塊相同，所述規(guī)劃，即如果用C型臂可達到相應位置則確定規(guī) 劃路徑。在該過程期間，根據(jù)CT類質量所采集的圖像數(shù)量，可達到多次 光閘受控的3D旋轉重建?？蛇M行CT采集，以核查針對患者身體的運動和 /或變形是否必須校正針的規(guī)劃路徑以及針是否位于體內期望的位置。因 而，該舉例說明性的實施例提供了一種方法，其能夠使用三維路圖功能結 合CT技術在旋轉X射線設備上執(zhí)行像活檢、化學消融和熱消融這樣的臨 床程序。對該舉例說明性的實施例的進一步改善可通過使用激光燈來實現(xiàn)， 該激光燈以這樣的方式進行放置將激光燈放置呈垂直于進入點上的檢測 器和閃爍。用這一設置，只要激光在針的末端上閃爍就校正針的角度，這 可減低對醫(yī)生和/或患者的劑量。針還可配備有標記物，以使得可根據(jù)透視 圖像上投影的標記物位置計算或導出針的角度。
根據(jù)本發(fā)明的舉例說明性的實施例的方法具有這樣的優(yōu)點進入身體 的入口點(穿刺點)和進入身體的入口角度可在醫(yī)學程序期間進行確定。 此外，針在體內的位置可在該程序中進行確定并且可將光閘位置設成降低 CT采集期間的患者劑量以監(jiān)視程序的進展。
參考下面描述的實施例，本發(fā)明的這些方面及其它方面變得顯而易見。


在下文中將參照附圖對本發(fā)明的舉例說明性的實施例進行描述。 圖1示出了計算機斷層攝影系統(tǒng)的簡化示意圖； 圖2示出了一幅3D圖像切片的示意性實際圖像；圖3示出了通過根據(jù)本發(fā)明的舉例說明性的實施例的方法實現(xiàn)的不同 圖像的示意圖4示出了對應于圖3的各圖像的示意性實際圖像； 圖5示出了展示視角校正的示意圖。
具體實施例方式
各附圖的說明都是示意性的。在不同的附圖中，類似或等同的元件具 有類似或等同的附圖標記。
圖1示出了計算機斷層攝影掃描器系統(tǒng)的舉例說明性的實施例，可使 用該系統(tǒng)提供可從中選擇切片的三維圖像。對于其它定標方法而言，可使 用所謂的C型臂設備，其看起來類似于CT但是僅包括C型臂機架，即采 用C形式的機架，而不是圖1中所描繪的機架。
圖1中所描繪的計算機斷層攝影裝置100是錐束CT掃描器。圖1中 所描繪的CT掃描器包括機架101，其可繞旋轉軸102旋轉。機架101借助 于馬達103進行驅動。附圖標記105標明諸如X射線源的輻射源，其發(fā)出 多色或單色輻射。
附圖標記106標明孔徑系統(tǒng)，其將從輻射源發(fā)射的輻射束形成錐形的 輻射束107。錐束107受到指引，從而穿透布置在機架101中間，即CT掃 描器的檢查區(qū)域中的感興趣對象IIO，并且撞擊到檢測器115 (檢測單元) 上。從圖1中可以看出，檢測器115布置在機架101上，與輻射源單元105 相對，這使得檢測器115的表面被錐束107所覆蓋。圖1中所描繪的檢測 器115包括多個檢測元件115a，其每一個都能檢測被感興趣對象110散射、 衰減或穿過其的X射線。圖1中示意性示出的檢測器115是二維檢測器， 即各檢測器元件布置在平面中，這樣的檢測器用于所謂的錐束斷層攝影中。
在對感興趣對象110進行掃描期間，輻射源單元105、孔徑系統(tǒng)106 和檢測器115沿著機架101以箭頭117所指示的方向進行旋轉。對于具有 輻射源單元105、孔徑系統(tǒng)106和檢測器115的機架101的旋轉而言，馬達 103連接至馬達控制單元120，該馬達控制單元120連接至控制單元125。 控制單元還可表示為和用作計算、重建或確定單元，并可實現(xiàn)為計算機。
在圖1中，感興趣對象110為人，其被放置在操作床112上。在對人110的頭部110a、心臟、肺或其它任何部位進行掃描期間，當機架101繞 人110旋轉時，操作床112可沿著平行于機架101的旋轉軸102的方向移 動人110的位置。這可使用馬達113來完成。這樣，沿著螺旋掃描路徑對 心臟進行掃描。操作床112還可在掃描期間停止，以便對信號切片進行掃 描。
檢測器115連接至控制單元125?？刂茊卧?25接收檢測結果，即來自 檢測器115的檢測元件115a的讀出結果，并且基于這些讀出結果確定掃描 結果。此外，控制單元125與馬達控制單元120進行通信，以便用馬達103 和113調整機架101與操作床112的運動。
控制單元125可用于根據(jù)檢測器115的讀出結果重建圖像?？蓪⒂煽?制單元125生成的重建圖像經由接口輸出至顯示器(圖1中未顯示)。
控制單元125可實現(xiàn)為數(shù)據(jù)處理器，以處理來自檢測器115的檢測元 件U5a的讀出結果。
圖2示出了一幅3D圖像切片的示意性實際圖像，其可以是由圖1描述 的CT設備拍攝并重建的。在圖2中示出了患者身體的橫斷面視圖。3D圖 像200是由CT裝置拍攝并生成的。在該圖像上，除身體201的橫斷面視 圖以外，示出了注入身體的針202。
圖3示出了通過根據(jù)本發(fā)明的舉例說明性的實施例的方法所實現(xiàn)的不 同圖像的示意圖。
圖3a以示意圖方式示出了可由CT裝置進行掃描的體積300。線301 示意性描繪出存在進入點和目標點的切片，即可用于該方法進一步程序中 的切片。
圖3b以簡化方式示意性示出了所選擇的切片。圓形302表示被檢查身 體的橫斷面視圖，而黑點303則表示目標點，箭頭304示意性描繪出規(guī)劃 路徑。規(guī)劃路徑原則上是連接進入點和目標點的直線。根據(jù)這一規(guī)劃路徑， 以這樣的方式計算C型臂的位置，B口檢測器平面等于規(guī)劃路徑的正交平 面。此外，根據(jù)規(guī)劃路徑304計算用于CT采集的光閘位置，其中，使用 進一步的CT采集以遵循針注入的進度。
圖3c示意性示出了在C型臂位置下記錄的第一透視圖像，該C型臂 位置對應于與規(guī)劃路徑的正交平面相等的檢測器平面。在圖3c中，示出了投影的進入點305和投影的針306。圖3c示出了針尚未被注入身體的階段。 使用所描繪的透視圖像，以便定義或確定入口點。當投影的針306接觸到 投影的進入點305時就達到了入口點的正確位置。
圖3d示意性示出了在與圖3c相同的C型臂位置下記錄的、但是在針 己經接觸到入口點且與規(guī)劃路徑對齊后的另一透視圖像。因而，投影的進 入點305和投影的針306在圖3d中是重合的。也就是說，針306在圖3d 中可看作是個圓形，其表明針與規(guī)劃路徑對齊。
圖3e示意性示出了在C型臂位置下記錄的另一透視圖像，該C型臂 位置對應于與規(guī)劃路徑的平行平面相等的檢測器平面，即，該位置與圖3c 和圖3d的方向相比改變了90度的角度。因而，從圖3e中可導出在規(guī)劃路 徑上針307前進到目標點303。對于圖3e而言，使用包含規(guī)劃路徑且具有 與檢測器平行取向的層塊或切片。所謂的3D路圖可用于將透視圖像與這一 層塊相混配，即將兩幅圖像重疊在一起。這一層塊可與用于在可由C型臂 達到的相應位置情況下進行規(guī)劃的層塊相同。
圖4示出了對應于圖3的圖像的示意性實際圖像。具體而言，圖4a對 應于圖3b且給出了顯示目標點303、規(guī)劃路徑304以及人體結構的被檢査 身體選定切片的圖像。圖4b對應于圖3c，即是在對應于與規(guī)劃路徑的正交 平面相等的檢測器平面的C型臂下記錄的。在圖4b中示意性地可看出投影 的進入點305和投影的針306。圖4c對應于圖3e，即是在對應于與規(guī)劃路 徑的平行平面相等的檢測器平面的C型臂下記錄的。在圖4c中示意性地可 看出目標點303、針306 (即針的圖形模型)和刻度408?？潭瓤捎糜诖_定 在規(guī)劃路徑上針的前進。
圖5示出了展示視角校正的示意圖。如前所述，所謂的牛眼(bull-eyes) 方法可提供一種對由于如下事實而稍微降低質量的定標方法即，如果針 由于透視圖像的視角性質指向焦點位置而非規(guī)劃路徑的端點(這可能是稍 微不同的方向)則該針將投影為圓形的事實?？梢酝ㄟ^以將焦點位置放在 規(guī)劃路徑延伸部分上的這種方式調整C型臂的旋轉來防止這一降低。這顯 示于圖5中。圖5示出了在規(guī)劃路徑304上的針307。雖然針307正確地位 于規(guī)劃路徑304上，但是投影的針306被描繪為線而非圓形。這是由于如 下事實即C型臂的焦點位置509未在規(guī)劃路徑上，該偏離由虛線510示意性示出。同樣，檢測器平面511相對于規(guī)劃路徑的正交平面有稍微的改 變，即不垂直于規(guī)劃路徑。通過使焦點位置位于規(guī)劃路徑304的延伸部分 上，如在圖5中由規(guī)劃路徑304和檢測器512所繪的直通線所示的這種方 式，稍微地旋轉C型臂可解決上述那些問題。使用這一焦點位置，如果針 位于規(guī)劃路徑上，則在透視圖像上投影的針將為圓形。
總結本發(fā)明的舉例說明性實施例的方面可以看出，根據(jù)針的規(guī)劃路徑.-
1) 可以以使針的進入角度等于觀察方向的這種方式來設置C型臂位
置；
2) 可在實時透視圖像上看到進入患者身體的入口點；
3) 可以以使視圖方向垂直于規(guī)劃路徑的這種方式來設置C型臂位置。 基于規(guī)劃路徑自動選擇正交于視圖方向的層塊并使其與實時透視圖像結合。
4) 可以以減少患者劑量但是仍然滿足針進入身體的完整進程的這種方 式來設置光閘位置。
應當注意的是，術語"包括"并不排除其它元件或步驟，并且"一" 或"一個"并不排除多個。同樣，可以把在不同實施例中描述的各元件組 合起來。同樣應當注意的是，權利要求中的附圖標記不應理解為對權利要 求范圍的限制。
權利要求
1、一種用于將第一對象從進入點定標到被檢查對象中的目標點的定標方法，所述方法包括選擇描繪所述進入點和所述目標點的所述被檢查對象的二維圖像；確定從所述進入點到所述目標點的規(guī)劃路徑，其中，所述規(guī)劃路徑具有第一方向；記錄表示所述被檢查對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，所述透視圖像是在第二方向下記錄的，其使得所述透視圖像的法線平行于所述第一方向；根據(jù)所述第一對象在所述透視圖像中的投影的形狀和/或位置來判斷所述第一對象是否位于所述規(guī)劃路徑上。
2、 根據(jù)權利要求1所述的定標方法，其中，所述二維圖像被選為所述被檢査對象的三維圖像的切片。
3、 根據(jù)權利要求2所述的定標方法，其中，所述三維圖像是從由計算機斷層攝影裝置記錄的數(shù)據(jù)當中重建 得到的。
4、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括 將3D圖形模型投影到所述透視圖像上。
5、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法， 其中，所述預定形狀基本上為圓形。
6、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法， 其中，所述透視圖像是由C型臂設備進行記錄的。
7、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括 記錄所述被檢査對象的第一組透視圖像，其中，所述第一組透視圖像是在所述第二方向下記錄的；其中，根據(jù)所述第一對象在所述第一組透視圖像中的投影的形狀來判 斷所述第一對象是否位于所確定的規(guī)劃路徑上。
8、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括 通過執(zhí)行光閘受控的計算機斷層攝影來記錄數(shù)據(jù)； 根據(jù)在所述光閘受控的計算機斷層攝影中記錄的數(shù)據(jù)，判斷是否必須變更所述規(guī)劃路徑。
9、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括記錄所述被檢査對象的第二透視圖像，其中，所述第二透視圖像是在第三方向下記錄的，其使得所述第二透視圖像的法線垂直于所述第二方向； 根據(jù)所述第二透視圖像確定所述第一對象的前進。
10、 根據(jù)權利要求9所述的定標方法，還包括根據(jù)3D圖形模型生成顯示所述規(guī)劃路徑和所述目標點的圖形； 將所述圖形疊加在所述被檢査對象的二維圖像上。
11、 根據(jù)權利要求IO所述的定標方法， 其中，所述圖形包括刻度。
12、 根據(jù)權利要求10或11所述的定標方法，還包括 在同一視角下呈現(xiàn)所述圖形、所述透視圖像和所述二維圖像。
13、 根據(jù)權利要求12所述的定標方法，其中，所述透視圖像的所述呈現(xiàn)的焦點位于所述規(guī)劃路徑的延伸部分上。
14、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法， 其中，所述第一對象包括至少一個標記物。
15、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括 將激光投影到所述進入點上，其中，所述激光的方向與所述第一方向重合。
16、 根據(jù)任意一項前述權利要求所述的定標方法，還包括 通過使用所述透視圖像將所述第一對象移到所述進入點，來確定入口點。
17、 一種用于將第一對象從進入點定標到目標點的定標設備，所述定標設備包括選擇單元，用于選擇描繪所述進入點和所述目標點的被檢查對象的二 維圖像；確定單元，用于確定從所述進入點到所述目標點的規(guī)劃路徑，其中， 所述規(guī)劃路徑具有第一方向；記錄單元，用于記錄表示所述被檢査對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中， 所述透視圖像是在第二方向下記錄的，其使得所述圖像的法線與所述第一 方向重合；其中，所述確定單元還根據(jù)所述第一對象在所述透視圖像中的投影的 形狀來判斷所述第一對象是否位于所確定的規(guī)劃路徑上。
18、 一種用于將第一對象從進入點定標到目標點的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輻射源； 輻射檢測器；根據(jù)權利要求17所述的定標設備，其中，所述輻射檢測器用于記錄表示所述透視圖像的數(shù)據(jù)。
19、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，還包括 計算機斷層攝影裝置，其中，所述計算機斷層攝影裝置用于生成所述被檢查對象的二維圖像。
20、 一種計算機可讀介質，其中存儲著一種用于將第一對象從進入點 定標到目標點的程序，該程序在由處理器運行時用于控制包括如下步驟的方法選擇描繪所述進入點和所述目標點的被檢查對象的二維圖像； 確定從所述進入點到所述目標點的規(guī)劃路徑，其中，所述規(guī)劃路徑具 有第一方向；記錄表示所述被檢查對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，所述透視圖像是 在第二方向下記錄的，其使得所述圖像的法線與所述第一方向重合；根據(jù)所述第一對象在所述透視圖像中的投影的形狀和/或位置來判斷 所述第一對象是否位于所確定的規(guī)劃路徑上。
21、 一種用于將第一對象從進入點定標到目標點的程序單元，該程序 在由處理器運行時用于控制包括如下步驟的方法選擇描繪所述進入點和所述目標點的被檢查對象的二維圖像； 確定從所述進入點到所述目標點的規(guī)劃路徑，其中，所述規(guī)劃路徑具 有第一方向；記錄表示所述被檢查對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，所述透視圖像是 在第二方向下記錄的，其使得所述圖像的法線與所述第一方向重合；根據(jù)所述第一對象在所述透視圖像中的投影的形狀和/或位置來判斷 所述第一對象是否位于所確定的規(guī)劃路徑上。
全文摘要
根據(jù)舉例說明性的實施例，提供了一種用于將第一對象從進入點定標到被檢查對象(110)中的目標點的定標方法，其中，該方法包括選擇描繪出進入點(305)和目標點(303)的被檢查對象的二維圖像(301)；確定從進入點到目標點的規(guī)劃路徑(304)，其中，規(guī)劃路徑具有第一方向。此外，該方法還包括記錄表示被檢查對象的透視圖像的數(shù)據(jù)，其中，透視圖像是在第二方向下記錄的，其使得圖像的法線與第一方向重合；根據(jù)第一對象在透視圖像中的投影的形狀和/或位置，判斷第一對象是否位于所確定的規(guī)劃路徑上。
文檔編號A61B17/34GK101410066SQ200780011447
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權日2006年3月30日
發(fā)明者D·巴比克, J·蒂默, P·M·米勒坎普, R·J·F·霍曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司