超声图像处理系统及方法与流程

背景技术：

0、现有技术

1、已知标准超声检查，其已被开发成使得医疗操作者能够在超声检查的同时使用医疗器械进行介入，以便处理和诊断病理，诸如例如用于羊膜穿刺术/活检的针。

2、执行超声检查的操作者将超声探头定位在患者身体上最接近他或她必须用器械介入的区域的位置，使得在超声波束平面上产生的超声图像显示在监视器上，并且在介入期间执行引导医疗操作者的功能。

3、必须对患者进行介入的操作者按照从产生并在监视器上可见的超声图像推断出的路径将器械插入身体；根据实践，操作者沿着超声波束的平面将器械插入身体，以便清楚地看到针并能够以最佳方式动作。

4、这种方法的一个严重缺点是，当器械没有与超声平面完全对准时，器械在监视器上只能部分可见，并且可见性通常降低到与超声平面的单个交点，使得其使用复杂且危险。

5、器械的不完全可见性会导致器械本身干扰沿接近器官的路径的器官和组织，以及干扰作为执行器械预期的诊断或治疗功能的目标的组织。

6、强烈需要改善器械和超声检查实践之间的相互作用，以克服所描述的问题，并且通常避免干扰标准超声扫描无法可显现/可视化的内部器官/组织。

7、本发明的总体目的是提供一种克服现有技术问题的超声图像处理系统/方法。

8、本发明的具体目的是提供一种简化医疗器械和超声图像之间的相互作用的超声图像处理系统/方法。

9、本发明的另一个目的是提供一种易于医疗操作者使用的超声图像处理系统/方法。

10、本发明的另一个目的是提供一种对患者来说风险最小的超声图像处理系统/方法。

技术实现思路

0、发明概述

1、在本发明的第一方面中，通过超声图像处理系统实现这些和其它目的，该超声图像处理系统包括：

2、超声器械，特别适于接触患者的身体，耦合到第一位置传感器；

3、医疗器械，特别是用于插入到所述患者的身体中，所述医疗器械耦合到第三位置传感器；

4、与所述器械数据连接并适于捕获真实场景的照相机；

5、图像处理设备，其被配置为处理源自所述照相机和/或来自所述器械的图像；

6、其中：

7、所述超声器械适于：

8、通过发射超声波束并确定超声图像来执行超声扫描，其中所述超声图像沿着超声波束平面；

9、将所述超声图像传输到所述图像处理设备；

10、所述照相机适于：

11、借助于所述第一位置传感器拾取所述超声器械的第一位置数据；

12、将所述第一位置数据传输到所述图像处理设备进行相应的处理；

13、获取所述医疗器械的图像；

14、借助于所述第三位置传感器拾取所述医疗器械的第三位置数据；

15、将所述医疗器械的所述图像和所述第三位置数据传输到所述图像处理设备，以进行相应的处理；

16、所述图像处理设备包括处理单元，处理单元被配置成：

17、处理所述超声图像和所述第一位置数据，从而确定经地理配准(georeferenced)的超声图像；

18、沿着从所述超声器械沿着所述超声波束平面出来的所述超声投影波束，以图形方式定位所述经地理配准的超声图像；

19、处理所述医疗器械的所述图像和所述第三位置数据，从而确定所述医疗器械的虚拟化图像；

20、处理所述医疗器械的所述虚拟化图像和所述第三位置数据，从而确定所述医疗器械的经虚拟化且地理配准的图像，其中所述经虚拟化且地理配准的图像沿着第二图像平面；

21、将医疗器械的所述经虚拟化且地理配准的图像叠加到所述经地理配准的超声图像上，使得所述第二图像平面与所述超声波束平面相交；

22、所述叠加确定了整体图像，在整体图像中整个医疗器械相对于所述经地理配准的超声图像的相互定位是可见的。

23、优选地，所述处理单元还被配置成：

24、从所述照相机接收所述真实场景；

25、将所述整体图像以图形方式叠加到所接收的所述真实场景上，从而确定增强现实整体图像；

26、将所述增强现实整体图像发送到所述图像显示器；

27、并且所述图像显示器适于显示所述增强现实整体图像。

28、超声图像处理系统优选地包括增强和虚拟现实眼镜，该增强和虚拟现实眼镜包括耦合到所述显示器的所述照相机。

29、所述第一位置传感器优选地设置在所述超声器械上。

30、所述超声器械优选地包括超声探头。

31、超声图像处理系统优选地包括设置在相对于所述超声器械的固定位置的第二位置传感器。

32、所述第三位置传感器优选地设置在所述医疗器械上。

33、所述医疗器械优选地包括介入针。

34、优选地，所述虚拟化图像优选地包括：

35、所述医疗器械的第一部分，第一部分是直接可见的并可被所述照相机直接获取；

36、医疗器械的第二部分，第二部分不是直接可见的，并且不能被所述照相机直接获取。

37、位置参考系统优选地由所述第二位置传感器和相应的第二位置数据限定。

38、医疗器械的所述经地理配准的超声图像和所述经虚拟化且地理配准的图像优选地相对于所述位置参考系统进行地理配准。

39、在本发明的第二方面中，通过超声图像处理方法来实现这些和其它目的，超声图像处理方法包括以下步骤：

40、提供超声器械，该超声器械特别适于接触患者的身体，耦合到第一位置传感器；

41、提供医疗器械，该医疗器械特别是用于插入所述患者的身体，耦合到第三位置传感器；

42、提供与所述器械数据连接并适于捕获真实场景(img_real)的照相机；

43、提供图像处理设备，图像处理设备被配置为处理源自所述照相机和/或来自所述器械的图像；

44、在所述超声器械的部分上，执行以下步骤：

45、通过发射超声波束并确定超声图像来执行超声扫描，其中所述超声图像沿着超声波束平面；

46、将所述超声图像传输到所述图像处理设备；

47、在所述照相机的部分上执行以下步骤：

48、借助于所述第一位置传感器拾取所述超声器械的第一位置数据；

49、将所述第一位置数据传输到所述图像处理设备以进行相应的处理；

50、获取所述医疗器械的图像；

51、借助于所述第三位置传感器拾取所述医疗器械的第三位置数据；

52、将所述医疗器械的所述图像和所述第三位置数据传输到所述图像处理设备，用于相应的处理；

53、在所述图像处理设备的部分上，执行以下步骤：

54、处理所述超声图像和所述第一位置数据，从而确定经地理配准的超声图像；

55、沿着从所述超声器械沿着所述超声波束平面出来的所述超声投影波束，以图形方式定位所述经地理配准的超声图像；

56、处理所述医疗器械的所述图像和所述第三位置数据，从而确定所述医疗器械的虚拟化图像；

57、处理所述医疗器械的所述虚拟化图像和所述第三位置数据，从而确定所述医疗器械的经虚拟化且地理配准的图像，其中所述经虚拟化且地理配准的图像沿着第二图像平面；

58、将医疗器械的所述经虚拟化且地理配准的图像叠加到所述经地理配准的超声图像上，使得所述第二图像平面与所述超声波束平面相交；

59、所述叠加确定了整体图像，其中整个医疗器械相对于所述经地理配准的超声图像的相互定位是可见的。

60、优选地，提供以下另外的步骤：

61、从所述照相机接收所述真实场景；

62、将所述整体图像以图形方式叠加到所接收的所述真实场景上，从而确定增强现实整体图像；

63、将所述增强现实整体图像发送到所述图像显示器；

64、以及，在所述图像显示器的部分，执行显示所述增强现实整体图像的步骤。

65、优选地，提供了提供增强和虚拟现实眼镜的步骤，该增强和虚拟现实眼镜包括耦合到所述显示器的所述照相机。

66、优选地，提供以下步骤：

67、在所述超声器械上提供所述第一位置传感器，以及

68、在所述医疗器械上提供所述第三位置传感器。

69、如所描述的本发明使得医疗器械和超声检查的实践之间的相互作用能够克服所示的问题，从而实现以下技术效果：

70、简化医疗器械与超声图像之间的相互作用；

71、医疗操作者使用的简单性；

72、将患者的风险降至最低。

73、本发明的所述技术效果/优点和其它技术效果/优点将从以下的描述中伴随着实施例的示例、通过参考附图的方式而不是限制地给出而更详细地显现出来。