[0067]控制單元(未示出)間斷或連續(xù)合并第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)并將它們顯示在監(jiān)視器(未示出)上。因此，其提供了與視頻成像疊加的X射線成像，以跟蹤預(yù)定可移動對象，如患者3或醫(yī)學(xué)儀器。因此，用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的示范性對象跟蹤設(shè)備I不僅提供經(jīng)由視頻引導(dǎo)的患者外部的實時患者和/或儀器運(yùn)動顯示以及經(jīng)由X射線的患者內(nèi)部的實時患者和/或儀器運(yùn)動顯示，而且提供兩者的合并。
[0068]術(shù)語“合并”涉及第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)到一個視圖中的整合。
[0069]為了合并來自X射線系統(tǒng)的第一圖像數(shù)據(jù)和來自攝像機(jī)的第二圖像數(shù)據(jù)，次級成像單元15相對于初級成像單元13的位置需要是已知的，并且因此被監(jiān)測。在所示的實施例中，相對于初級成像單元13的位置監(jiān)測次級成像單元15的位置。在另一實施例中，能夠相對于參考點(例如操作室中的預(yù)定固定點)來監(jiān)測次級成像單元15的位置，次級成像單元15的位置相對于初級成像單元13的位置是已知的，并且能夠被用于計算次級成像單元15相對于初級成像單元13的位置的位置。
[0070]換言之，如果初級成像單元和次級成像單元的局部坐標(biāo)系的位置和取向相對于彼此是已知的，由一個成像單元采集的圖像數(shù)據(jù)能夠與由其他成像單元采集的圖像數(shù)據(jù)合并。根據(jù)本發(fā)明的對象跟蹤方法能夠由一個成像單元控制，而另一個成像單元在位置中不需要人工校準(zhǔn)。因此，不需要校準(zhǔn)。
[0071]為了提供用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的對象跟蹤設(shè)備I和在治療運(yùn)行期間不成為阻礙的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，具有C型臂12的基部11在接近患者臺2的圖1中示出的成像模式M1與更遠(yuǎn)離患者臺2的圖2中示出的停駐模式Mp之間是可移動的。
[0072]因此，圖2示出了在以下情況下的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖:其中，僅次級成像單元15被提供在患者3上方，而具有C型臂12和初級成像單元13的基部11被停駐在一旁。在該停駐模式中，具有C型臂12的基部11在治療運(yùn)行期間不妨礙醫(yī)師和/或醫(yī)學(xué)工作人員。在停駐模式中，僅次級成像單元15提供患者的身體的外部的當(dāng)前第二圖像數(shù)據(jù)。然而，這些第二圖像數(shù)據(jù)仍然能夠與初級成像單元13的先前捕獲并存儲的圖像數(shù)據(jù)合并。如果需要對第一圖像數(shù)據(jù)的成像引導(dǎo)/更新/檢查，具有C型臂12和初級成像單元13的基部11從停駐模式被定位回到成像模式，并且得到身體的內(nèi)部的新的第一圖像數(shù)據(jù)。第一成像數(shù)據(jù)和第二成像數(shù)據(jù)的合并然后利用初級成像單元13的新的圖像信息來自動更新。
[0073]因此，用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)以跟蹤諸如患者3或醫(yī)學(xué)儀器的預(yù)定可移動對象的示范性對象跟蹤方法包括如圖1和2指示的以下步驟。
[0074]a)由在如圖1所示的接近于患者身體的成像模式中的初級成像單元13提供患者的身體和/或醫(yī)學(xué)儀器的圖像數(shù)據(jù)。初級成像單元13是被配置為提供患者的身體的內(nèi)部的X射線圖像數(shù)據(jù)的X射線系統(tǒng)。初級成像單元13在成像模式M1(圖1)與更遠(yuǎn)離患者的身體的停駐模式Mp(圖2)之間是可移動的。
[0075]b)由次級成像單元15提供患者的身體和/或醫(yī)學(xué)儀器的圖像數(shù)據(jù)。次級成像單元15是能夠檢測從外部可見的身體性質(zhì)的照片相機(jī)和/或攝像機(jī)。
[0076]c)監(jiān)測次級成像單元15相對于參考點的位置的位置，所述參考點的位置能夠是初級成像單元13的位置。監(jiān)測通過位置監(jiān)測裝置來完成，所述位置監(jiān)測裝置能夠借助于基準(zhǔn)30由傳感器或初級成像單元和次級成像單元本身來提供，如下面針對圖3詳細(xì)描述的。
[0077]d)在成像模式M1(圖1)中基于初級成像單元13的成像，并且在停駐模式Mp(圖2)中基于次級成像單元15的成像，來跟蹤患者身體和/或醫(yī)學(xué)儀器。
[0078]在成像模式M1(圖1)中，由于次級成像單元15相對于初級成像單元13的位置是已知的，因此來自X射線系統(tǒng)的第一圖像數(shù)據(jù)和來自照片相機(jī)和/或攝像機(jī)的第二圖像數(shù)據(jù)能夠被合并。這提供與照片和/或視頻成像疊加的X射線成像，以跟蹤患者3或醫(yī)學(xué)儀器。
[0079]在停駐模式Mp(圖2)中，當(dāng)初級成像單元13更遠(yuǎn)離患者的身體時，僅次級成像單元15提供患者的身體的當(dāng)前第二圖像數(shù)據(jù)。然而，這些第二圖像數(shù)據(jù)仍然能夠與初級成像單元13的先前捕獲并存儲的圖像數(shù)據(jù)合并。如果產(chǎn)生對第一圖像數(shù)據(jù)的成像引導(dǎo)/更新/檢查的必要，具有C型臂12和初級成像單元13的基部11從停駐模式(圖2)被定位回到成像模式(圖1)，并且得到身體的內(nèi)部的新的第一圖像數(shù)據(jù)。然后利用新的信息自動更新第一成像數(shù)據(jù)和第二成像數(shù)據(jù)的合并。
[0080]圖3示出了在類似于圖1的情況下的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的示意圖，其中，基準(zhǔn)30被用于確定次級成像單元15相對于初級成像單元13的位置。基準(zhǔn)30能夠是不主動向成像單元發(fā)送光學(xué)輻射的無源標(biāo)記物，或者它們能夠是有源標(biāo)記物，即，向成像單元發(fā)送輻射的光源。例如，基準(zhǔn)30能夠是紅外光源并且成像單元能夠紅外敏感的，以采集示出紅外光基準(zhǔn)30的紅外圖像。
[0081]如圖3所示，優(yōu)選地四個基準(zhǔn)30被用于形成基準(zhǔn)模型，以確定次級成像單元15的可靠的位置?；鶞?zhǔn)30被布置在患者上。成像單元13、15兩者瞄準(zhǔn)基準(zhǔn)30。由此采集的初級圖像數(shù)據(jù)示出基準(zhǔn)30相對于初級成像單元13的位置，并且采集的次級圖像數(shù)據(jù)示出基準(zhǔn)30相對于次級成像單元15的位置。通過將初級圖像數(shù)據(jù)和次級圖像數(shù)據(jù)中的基準(zhǔn)30相對于彼此的位置進(jìn)行配準(zhǔn)，計算次級成像單元15相對于初級成像單元13的位置的位置。
[0082]利用該知識，來自兩者成像單元13、15的圖像數(shù)據(jù)能夠被合并，并且如果初級成像單元13需要被移動遠(yuǎn)離外科手術(shù)場，則可以提供從初級成像單元13到次級成像單元15的對象跟蹤的無縫過渡。
[0083]利用初級和次級成像數(shù)據(jù)的每一次更新，初級成像單元13和次級成像單元15的相對位置可以被更新。當(dāng)一個(或兩者)成像單元被移動時，初級和次級成像單元13的相對位置被重新計算，只要兩者成像單元保持在基準(zhǔn)30上的視線。
[0084]如果初級成像單元13的視線丟失，例如，因為初級成像單元被移動到停駐模式中，則由次級成像單元15接管對患者3和/或儀器的跟蹤。反之，如果次級成像單元15的視線丟失，則由初級成像單元13接管對患者3和/或儀器的跟蹤。如果使用對象的特定特性而非基準(zhǔn)30，能夠?qū)崿F(xiàn)相同效果。
[0085]換言之，從成像單元或次級成像單元的從相機(jī)系統(tǒng)可以包括彼此剛性地連接的兩個或更多個相機(jī)。相機(jī)與相機(jī)的內(nèi)在參數(shù)之間的關(guān)系以與被附接到探測器的主相機(jī)系統(tǒng)相似的方式被校準(zhǔn)。從相機(jī)系統(tǒng)被附接到天花板、地面或患者臺，或是與外科手術(shù)任務(wù)燈集成，并瞄準(zhǔn)患者或儀器上的基準(zhǔn)30。利用經(jīng)校準(zhǔn)的從相機(jī)系統(tǒng)，能夠計算從相機(jī)系統(tǒng)相對于基準(zhǔn)模型的姿態(tài)。由探測器相機(jī)系統(tǒng)根據(jù)患者或儀器上的附接的基準(zhǔn)來創(chuàng)建基準(zhǔn)模型。如果從相機(jī)系統(tǒng)的姿態(tài)相對于基準(zhǔn)模型是已知的，還能夠計算從相機(jī)系統(tǒng)相對于X射線系統(tǒng)的姿態(tài)。
[0086]如果從相機(jī)系統(tǒng)被移動，則從相機(jī)系統(tǒng)的姿態(tài)能夠被更新，只要兩者相機(jī)系統(tǒng)具有在基準(zhǔn)模型上的視線。如果從相機(jī)系統(tǒng)正確地被定位，則探測器相機(jī)系統(tǒng)能夠被移動，直到其丟失在基準(zhǔn)模型上的視線。如果關(guān)于探測器相機(jī)系統(tǒng)的視線被丟失，則由從相機(jī)系統(tǒng)來接管對患者和/或儀器的跟蹤。也能夠是利用探測器相機(jī)系統(tǒng)跟蹤一個儀器并且例如利用從相機(jī)系統(tǒng)跟蹤患者的組合。
[0087]如果從相機(jī)系統(tǒng)正在進(jìn)行跟蹤，則當(dāng)探測器相機(jī)系統(tǒng)沒有視線時，不應(yīng)該移動從相機(jī)。因此，我們提出將移動傳感器添加到從相機(jī)系統(tǒng)來檢測移動。如果檢測到從相機(jī)系統(tǒng)的移動，則能夠通知用戶。
[0088]基準(zhǔn)模型必須包括至少四個基準(zhǔn)以能夠可靠確定從相機(jī)系統(tǒng)的姿態(tài)。
[0089]因此，從而實現(xiàn)在初級成像單元13的X射線探測器20中的優(yōu)選四個攝像機(jī)與在次級成像單元15中的優(yōu)選兩個攝像機(jī)之間的連續(xù)實時通信。
[0090]初級成像單元和次級成像單元15兩者能夠直接進(jìn)行操作，并且能夠根據(jù)兩個成像單元中的僅一個來控制。控制成像單元優(yōu)選為初級成像單元13。然而，由次級成像單元15引導(dǎo)的在患者的身體上的介入的執(zhí)行也是可能的。
[0091]也可能，初級成像單元13跟蹤第一對象(例如，醫(yī)學(xué)儀器)，并且次級成像單元15跟蹤第二對象(例如患者3或她/他的部分)。
[0092]本發(fā)明的實施例能夠被用于要求通過X射線跟蹤對象的微創(chuàng)流程期間，諸如針活檢、射頻消融等。本發(fā)明可預(yù)見為被用于例如以下臨床環(huán)境中:微創(chuàng)創(chuàng)傷外科手術(shù)、微創(chuàng)矯形外科手術(shù)、微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)治療、微創(chuàng)腹腔鏡治療、微創(chuàng)內(nèi)窺鏡治療、微創(chuàng)婦科、微創(chuàng)泌尿、微創(chuàng)支氣管鏡流程。
[0093]成像系統(tǒng)將連續(xù)被提供在外科手術(shù)/介入場上方，以達(dá)到圖像引導(dǎo)治療的目的。當(dāng)需要將初級成像單元臨時移除到其停駐位置時，能夠連續(xù)進(jìn)行患者和儀器跟蹤。此外，根據(jù)當(dāng)前臨床環(huán)境并且在沒有治療的任何中斷的情況下，實現(xiàn)從初級成像單元獲取患者和儀器導(dǎo)航及返回的重復(fù)的可能性。
[0094]圖4示出了用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)以跟蹤預(yù)定可移動對象的對象跟蹤方法100的步驟的示意性概況。如上指示的，所述方法包括不必采取該順序的以下步驟:
[0095]-在第一步驟102中，由初級成像單元提供患者的身體的圖像數(shù)據(jù)，所述初級成像