具有用戶可定義的感興趣區(qū)域的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種醫(yī)學(xué)器械，并且更具體地，涉及超聲系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)介入信息的雙向數(shù)據(jù)傳送和可視化。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲引導(dǎo)的圖像介入允許臨床醫(yī)生實(shí)時(shí)地觀察患者的解剖結(jié)構(gòu)和被插入組織內(nèi)的介入設(shè)備。使用三維超聲的圖像引導(dǎo)的介入流程能夠涵蓋心臟病學(xué)、腫瘤學(xué)、放射學(xué)等的介入。在這些介入流程中，在超聲系統(tǒng)的屏幕上對(duì)二維或三維超聲圖像進(jìn)行可視化，以引導(dǎo)臨床醫(yī)生準(zhǔn)確地在患者的解剖結(jié)構(gòu)中的目標(biāo)位置處放置介入裝置，并且利用被嵌入在諸如導(dǎo)管、導(dǎo)絲等的設(shè)備上的傳感器來進(jìn)行流程內(nèi)實(shí)時(shí)測量。盡管這些圖像能夠由超聲系統(tǒng)捕獲并且被顯示在超聲系統(tǒng)屏幕上，測量結(jié)果通常被顯示在由設(shè)備制造商提供的分離的控制臺(tái)上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本原理，一種圖像引導(dǎo)系統(tǒng)，其包括被配置為生成圖像的成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括顯示器，以允許用戶在圖像中選擇感興趣區(qū)域。在所述圖像中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)象是可見的。計(jì)算引擎被配置為將圖像系統(tǒng)、感興趣區(qū)域以及一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的坐標(biāo)系進(jìn)行組合，以提供測量和/或位置信息。雙向通信通道被配置為將成像系統(tǒng)和計(jì)算引擎進(jìn)行耦合，以允許將圖像和感興趣區(qū)域傳送到計(jì)算引擎，以及將測量和/或位置信息傳送到成像系統(tǒng)。
[0004]—種工作站，其包括處理器和被耦合到處理器的存儲(chǔ)器。成像系統(tǒng)被耦合到所述處理器，并且被配置為生成圖像，所述成像系統(tǒng)包括顯示器，以允許用戶在圖像中選擇感興趣區(qū)域。存儲(chǔ)器包括計(jì)算引擎，所述計(jì)算引擎被配置為將成像系統(tǒng)、感興趣區(qū)域以及在圖像中可見的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的坐標(biāo)系進(jìn)行組合，以提供測量和/或位置信息。所述成像系統(tǒng)和計(jì)算引擎通過雙向通信通道被耦合，并且被配置為允許將圖像和感興趣區(qū)域傳送到所述計(jì)算引擎，以及將測量和/或位置信息傳送到成像系統(tǒng)。
[0005]—種用于圖像引導(dǎo)的方法，其包括使用成像系統(tǒng)來生成受試體的圖像。使用成像系統(tǒng)的顯示器在圖像中選擇感興趣區(qū)域。所述成像系統(tǒng)、所述感興趣區(qū)域以及在所述圖像中可見的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的坐標(biāo)系被組合，以提供測量和/或位置信息。使用耦合所述成像系統(tǒng)和所述計(jì)算引擎的雙向通信通道，所述圖像和所述感興趣區(qū)域被傳送到計(jì)算引擎，并且所述測量和/或位置信息被傳送到所述成像系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)下文對(duì)其圖示實(shí)施例的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖來閱讀這些圖示的實(shí)施例，本公開的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0007]參考以下附圖，本公開將詳細(xì)呈現(xiàn)優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，其中:
[0008]圖1是示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例的采用雙向通信通道來耦合成像系統(tǒng)和計(jì)算引擎的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的方框/流程圖；
[0009]圖2是示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例的由用戶選擇的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)的顯示器；
[0010]圖3示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例在多平面格式中的超聲圖像；
[0011 ]圖4是示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例的實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)的顯示器；
[0012]圖5示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例的圍繞感興趣區(qū)域構(gòu)造的空間邊界框;以及
[0013]圖6是示出了根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例的用于圖像引導(dǎo)的方法的方框/流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]根據(jù)本原理，提供了用于圖像引導(dǎo)的介入的系統(tǒng)、工作站和方法。超聲系統(tǒng)可以被用于使用例如針、導(dǎo)管、導(dǎo)絲等的醫(yī)學(xué)設(shè)備在圖像引導(dǎo)的介入流程的背景下生成三維超聲圖像流。介入流程也可以采用一個(gè)或多個(gè)傳感器，來測量組織的屬性，諸如，例如溫度、接觸力等。計(jì)算引擎將圖像的成像坐標(biāo)系以及跟蹤的醫(yī)學(xué)設(shè)備和跟蹤的傳感器的跟蹤坐標(biāo)系配準(zhǔn)到全局坐標(biāo)系。計(jì)算引擎可以構(gòu)造一個(gè)或多個(gè)二維(2D)平面。每個(gè)平面包括以下中的至少兩個(gè)的交叉:跟蹤的醫(yī)學(xué)設(shè)備、傳感器、感興趣區(qū)域(例如，關(guān)鍵結(jié)構(gòu))等?？梢葬槍?duì)每個(gè)交叉生成多個(gè)平面。
[0015]超聲系統(tǒng)可以通過雙向通信通道被耦合到計(jì)算引擎。雙向通信通道允許將圖像、用戶選擇的點(diǎn)以及感興趣區(qū)域從超聲系統(tǒng)傳輸?shù)接?jì)算引擎。雙向通信通道也允許將2D平面以及任何傳感器數(shù)據(jù)從計(jì)算引擎?zhèn)鬏數(shù)匠曄到y(tǒng)。超聲系統(tǒng)的顯示器可以將由從計(jì)算引擎?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)指定的2D平面的任一平面中的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。傳感器數(shù)據(jù)也可以被顯示在超聲系統(tǒng)的顯示器上。
[0016]有利地，雙向通信通道允許將涉及介入的數(shù)據(jù)傳送回超聲系統(tǒng)。另外，雙向通信通道允許其他信息源被顯示回超聲系統(tǒng)的屏幕上，諸如，一個(gè)或多個(gè)醫(yī)學(xué)設(shè)備的實(shí)時(shí)位置、在醫(yī)學(xué)設(shè)備與一個(gè)或多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)位置之間的距離、在介入裝置與用戶指定的感興趣區(qū)域(例如，成像數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu))的實(shí)時(shí)位置之間的距離以及來自傳感器的實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明將在醫(yī)學(xué)器械方面進(jìn)行描述;然而，本發(fā)明的教導(dǎo)寬泛得多并且適用于任何光纖器械。在一些實(shí)施例中，在跟蹤或分析復(fù)雜生物或機(jī)械系統(tǒng)中采用本原理。具體地，本原理適用于生物系統(tǒng)的成像流程、身體中諸如肺、肝臟、腎臟、腹部區(qū)域、胃腸、排泄器官、血管等的所有區(qū)域的流程。在附圖中描繪的元件可以以任何硬件和軟件的各種組合來實(shí)現(xiàn)，并且提供可以以單個(gè)元件或多個(gè)元件組合的功能。
[0018]在附圖中示出的不同元件的功能能夠通過使用專用硬件以及能夠執(zhí)行與適當(dāng)軟件聯(lián)合的軟件的硬件來提供。當(dāng)由處理器提供時(shí)，能夠由單個(gè)專用處理器、單個(gè)共享處理器或者其中一些能夠共享的多個(gè)獨(dú)立處理器來提供功能。另外，術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)當(dāng)被解讀為僅僅涉及能夠執(zhí)行軟件的硬件，并且能夠隱含包括而不限于數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM” )、非易失性存儲(chǔ)器等。
[0019]此外，本文中引用本發(fā)明的原理、各方面和實(shí)施例以及其特定范例的所有陳述旨在包括其結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)物兩者。另外，其目的是，這樣的等價(jià)物包括當(dāng)前己知的等價(jià)物以及將來發(fā)展出的等價(jià)物(即，發(fā)展出的執(zhí)行相同的功能的任何元件，無論其結(jié)構(gòu)如何)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本文中給出的方框圖表示例示性系統(tǒng)部件的概念性視圖和/或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的原理的電路。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，任何流程圖、流程圖表以及類似物表示基本上在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中表示并且因此由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行的各種過程，不管是否明確地示出了這樣的計(jì)算機(jī)。
[0020]另外，本發(fā)明的各實(shí)施例可以采取能夠從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)提供由計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或結(jié)合計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用的程序代碼。出于這種說明的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是能夠包括、存儲(chǔ)、通信、傳播或轉(zhuǎn)移程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的任何系統(tǒng)。所述介質(zhì)可以是電子的、磁的、光學(xué)的、電磁的、紅外的或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)順(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬磁盤和光盤。光盤的當(dāng)前范例包括:光盤-只讀存儲(chǔ)器(CD-R0M)，光盤-讀/寫(CD-R/W)，藍(lán)光 1^PDVD0
[0021]現(xiàn)在參考附圖，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件，并且首先參考圖1，例示性示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于空間跟蹤和感測數(shù)據(jù)整合的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以包