技术特征：
1.一种医学成像系统，包括：c型透视设备(以下称为“c臂”)，包括x射线源和探测器；第一板，安装在所述x射线源与所述探测器之间的x射线路径上，且包括第一透射表面和第一光学标记，该第一透射表面设置有多个阻挡x射线的第一球形标记；第二板，安装在所述x射线源与所述探测器之间的x射线路径上，且包括第二透射表面和第二光学标记，该第二透射表面设置有多个阻挡x射线的第二球形标记；参考光学标记，被配置为提供3d参考坐标系；光学跟踪装置，被配置为识别所述第一光学标记和所述第二光学标记以及所述参考光学标记的位置；以及匹配器，被配置为基于所述探测器在第一位置处和第二位置处分别获得的关于对象的第一捕获图像和第二捕获图像、所述第一捕获图像和所述第二捕获图像上的所述第一球形标记和所述第二球形标记的位置、以及由所述光学跟踪装置获得的位置信息，计算3d参考坐标系上的坐标与所述第一捕获图像和所述第二捕获图像上的位置之间的匹配关系。2.根据权利要求1所述的医学成像系统，其中，所述匹配器被配置为基于所述第一捕获图像和所述第二捕获图像上的所述第一球形标记的位置、与使用所述第一光学标记计算的所述第一板上的所述第一球形标记的位置之间的匹配关系，通过沿着所述x射线路径分别将所述第一捕获图像和所述第二捕获图像投影到所述第一板来获得所述第一投影图像和所述第二投影图像。3.根据权利要求2所述的医学成像系统，其中，所述匹配器被配置为基于所述第一投影图像和所述第二投影图像上的所述第二球形标记的位置、与使用所述第二光学标记计算的所述第二板上的所述第二球形标记的位置之间的匹配关系，获得分别对应于所述第一捕获图像和所述第二捕获图像的所述x射线源的第一源位置和第二源位置。4.根据权利要求3所述的医学成像系统，其中，所述匹配器被配置为计算3d成像空间，在该3d成像空间中，根据所述第一源位置与所述第一投影图像之间的位置关系、在所述第一源位置处发射的第一x射线的投影路径与根据所述第二源位置与所述第二投影图像之间的位置关系、在所述第二源位置处发射的第二x射线的投影路径重叠。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的医学成像系统，还包括：显示器，被配置为显示所述第一捕获图像和所述第二捕获图像；以及用户界面，被配置为从手术操作者接收关于所述第一捕获图像和所述第二捕获图像上的特定位置的信息；其中，所述匹配器被配置为计算所述参考坐标系中的空间坐标，该空间坐标对应于由所述手术操作者输入的位置信息。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的医学成像系统，还包括医疗器具，该医疗器具包括第三光学标记；其中，所述匹配器被配置为获得由所述光学跟踪装置使用所述第三光学标记获得的所述医疗器具的位置坐标，并基于变换关系计算关于所述医疗器具在所述第一捕获图像和所述第二捕获图像上的位置信息。7.根据权利要求1
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4中任一项所述的医学成像系统，其中，所述第一板包括被紧固到所述c臂的紧固构件，使得所述第一透射表面能够位于所述探测器的前方。
8.根据权利要求1
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4中任一项所述的医学成像系统，其中，所述第二板安装在所述第一板与x射线探测器之间。9.一种匹配c臂2d图像与3d空间的方法，包括：通过c臂探测器在第一位置获得第一捕获图像；通过沿着对应于所述第一位置的第一x射线路径将所述第一捕获图像投影回到第一板来获得第一投影图像，其中，该第一板设置在所述第一x射线路径上并包括第一光学标记，该第一光学标记的位置在医疗空间坐标系(以下称为“参考坐标系”)中是可识别的；基于设置在所述第一x射线路径上的第二板的球形标记的所述参考坐标系上的位置与所述第一投影图像上的所述第二板的所述球形标记的位置之间的匹配关系，计算对应于所述第一位置的c臂源位置，即，第一源位置；通过所述c臂探测器在第二位置获得第二捕获图像；通过沿着对应于所述第二位置的第二x射线路径将所述第二捕获图像投影回到设置在所述第二x射线路径上的所述第一板来获得第二投影图像；基于设置在所述第二x射线路径上的所述第二板的所述球形标记的所述参考坐标系上的位置与所述第一投影图像上的所述第二板的所述球形标记的位置之间的匹配关系，计算对应于所述第二位置的c臂源位置，即，第二源位置；以及，计算连接所述第一源位置与所述第一投影图像上的第一像素的第一线与连接所述第二源位置与所述第二投影图像上的第二像素的第二线之间的交点的坐标。10.一种匹配c臂2d图像与3d空间的方法，包括：通过c臂探测器在第一位置获得第一捕获图像；通过沿着对应于所述第一位置的第一x射线路径将所述第一捕获图像投影回到第一板来获得第一投影图像，其中，该第一板设置在所述第一x射线路径上并包括第一光学标记，该第一光学标记的位置在参考坐标系中是可识别的；基于设置在所述第一x射线路径上的第二板的球形标记的所述参考坐标系上的位置与所述第一投影图像上的所述第二板的所述球形标记的位置之间的匹配关系，计算对应于所述第一位置的c臂源位置，即，第一源位置；通过所述c臂探测器在第二位置获得第二捕获图像；通过沿着对应于所述第二位置的第二x射线路径将所述第二捕获图像投影回到设置在所述第二x射线路径上的所述第一板来获得第二投影图像；基于设置在所述第二x射线路径上的所述第二板的所述球形标记的所述参考坐标系上的位置与所述第一投影图像上的所述第二板的所述球形标记的位置之间的匹配关系，计算对应于所述第二位置的c臂源位置，即，第二源位置；以及，计算沿所述第一x射线路径将特定空间坐标投影到所述第一投影图像上的第一像素，并计算沿所述第二x射线路径将所述特定空间坐标投影到所述第二投影图像上的第二像素。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，获得所述第一捕获图像在所述第一板上的所述第一投影图像包括：通过基于所述第一捕获图像上对应于所述第一板的所述球形标记的位置和所述参考坐标系上的位置，扭曲所述第一捕获图像来计算所述第一投影图像。12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，获得所述第二捕获图像在所述第一板上的
所述第二投影图像包括：通过基于所述第二捕获图像上对应于所述第一板的所述球形标记的位置和所述参考坐标系上的位置，扭曲所述第二捕获图像来计算所述第二投影图像。
技术总结
本发明涉及基于C臂的医学成像系统及匹配2D图像与3D空间的方法。根据本发明的医学成像系统包括：具有X射线源和探测器的C臂；第一板，设置在X射线源与探测器之间的X射线路径上，且具有第一光学标记和其上设置有多个X射线不透明的第一球形标记的第一透射表面；第二板，设置在X射线源与探测器之间的X射线路径上，且具有第二光学标记和其上设置有多个X射线不透明的第二球形标记的第二透射表面；用于提供3D参考坐标系的参考光学标记；用于识别第一和第二光学标记以及参考光学标记的位置的光学跟踪装置；和匹配单元，其允许探测器分别在不同的第一和第二位置处获取对象的第一和第二捕获图像，并基于第一和第二捕获图像上的第一和第二球形标记的位置以及从光学跟踪装置获得的位置信息，计算3D参考坐标系上的坐标与第一和第二捕获图像上的位置之间的匹配关系。本发明可以从最小数量的C臂图像，即，在至少两个位置处获得的C臂图像之间的相关性推导出图像像素与空间坐标之间的匹配关系，从而可以使用最少数量的、未限制位置的C臂图像实现基于空间坐标的外科手术规划和导航功能，而不形成3D体素。素。素。
技术研发人员：崔真赫
受保护的技术使用者：克瑞肖株式会社
技术研发日：2020.03.13
技术公布日：2021/10/26