计算机断层摄影系统的制作方法_3

文档序号:8490763阅读:来源:国知局
标区域的路径。处理单元2还包括:空间关系提供单元11,其用于提供计算机断层摄影图像生成单元4的视场与光学图像采集单元7的视场之间的空间关系;以及图像融合单元12,其用于基于CT图像、光学图像、所提供的路径、所提供的空间关系以及移动距离,来生成融合图像,在所述融合图像中,CT图像和光学图像被融合,并且所述融合图像也示出所提供的路径。
[0048]光学图像采集单元7优选地适于在图3中图示的情形中,当介入器械被放置于对象5上并且任选地已被插入到对象5中时,采集在外部区域8内的对象的实际时间相关的实况光学图像。实际时间相关的实况光学图像因此不仅示出对象5,而且还示出介入器械26。如果在该情形中图像融合单元12生成融合图像,则融合图像是在图1中图示的情形中一一即当对象5被布置在CT成像区域6内时一一生成的CT图像与在图3中图示的情形中采集的实际时间相关的实况光学图像的融合。
[0049]尤其地,图像融合单元12适于从由计算机断层摄影图像生成单元4生成的三维CT图像提取二维CT图像,其中,所提取的二维CT图像对应于完全地或部分地包含所提供的路径的平面。所提取的二维CT图像能够对应于患者的横断面、矢状面或冠状面,其中,各自的平面包含所提供的路径的至少部分,例如,路径在目标区域处的部分。然而,所提取的二维CT图像也能够对应于以另一种方式取向的平面,例如相对于横断面、矢状面和冠状面倾斜的平面。
[0050]在融合图像中,也通过例如图形表示来指示所提供的从对象5的外表面上的期望进入位置到对象5内的目标区域的路径,并且在融合图像中示出在对象5外部的介入器械26的实际位置和取向。这样的融合图像被示意性且示范性地示出在图4中。
[0051]如在图4中可见,融合图像40是示出在外部区域8中的对象的外部的光学图像与所提取的二维CT图像的融合,所述二维CT图像是从在对象5位于CT成像区域中时已生成的三维CT图像提取的。融合图像40还示出所提供的路径43,即对应的图形表示43,以及由医师的手44所持的介入器械26的实际位置和取向。图5示意性且示范性地示出另外的融合图像41,其中,融合了由光学图像采集单元7在另一采集方向中采集的光学图像和对应的提取的二维CT图像,其中,该融合图像也进一步示出所提供的路径43,即对应的图形表示43,以及介入器械26的实际位置和取向。
[0052]光学图像采集单元7包括若干个相机,所述相机用于采集外部区域8的光学图像。此外,光学图像采集单元7包括用于采集CT成像区域6内的对象5的光学图像的相机。尤其是,光学图像采集单元7包括:被布置在计算机断层摄影图像生成单元4前方的三个相机18、19、20,使得它们能够采集在计算机断层摄影图像生成单元4前方的外部区域8的光学图像;以及被布置在计算机断层摄影图像生成单元4的膛23的相对两端的两对相机,使得它们能够采集在CT成像区域6内的对象5的光学图像。第一对相机被布置在膛13的第一端处,并且第二对相机被布置在膛13的相对的第二端处。图1和图3示出第一对相机中的一个相机16和第二对相机中的一个相机17,并且图2不出第二对相机中的相机17、21。在图1中采集在CT成像区域6内的对象5的光学图像的相机的视线以及在图3中用于采集在外部区域8中的对象5的光学图像的相机的视线由虚线指示。
[0053]光学标记物14被布置为与可移动支撑元件9具有固定的关系,其中,光学图像采集单元7适于当对象5在CT成像区域6中(如图1中示范性地示出的)时采集光学标记物14的第一距离测量光学图像,并且当对象5在外部区域8中(如图3中示范性地示出的)时采集光学标记物14的第二距离测量光学图像,其中,处理单元2还包括用于确定移动距离的移动距离确定单元15,沿所述移动距离对象5已从CT成像区域6移动到外部区域8。移动距离确定单元15适于检测光学标记物14在第一距离测量光学图像和第二距离测量光学图像中的位置,并且适于基于检测到的位置来确定移动距离。为了检测光学标记物在距离测量光学图像中的位置,能够使用已知的分割算法。此外,光学图像采集单元的相机被校准,使得已知光学图像内的哪个位置和/或距离对应于哪个真实位置和/或真实距离。
[0054]可以在校准步骤中通过使用校准元件,来校准相机还有计算机断层摄影图像生成单元4。校准元件例如是图6中示意性且示范性地示出的校准板22。校准板22包括在能够光学图像中检测到的光学标记物23和在能够CT图像中检测到的CT标记物24。此外,校准板22被定尺寸为使得如果校准板22被布置在CT成像区域6和外部区域8中,则其从CT成像区域6延伸到外部区域8。此外,光学标记物23和CT标记物24分布为使得如果校准板22被布置在CT成像区域6并且在外部区域8中,则CT标记物24在CT成像区域6中并且光学标记物在CT成像区域6和外部区域8两者中。在图6中,校准板22的较上部分应被布置在CT成像区域中,并且校准板22的较下部分应被布置在外部区域8中。校准板22的不同标记物23、24之间的空间关系是已知的。
[0055]在校准步骤中,校准板22被布置在CT成像区域6中和外部区域8中,并且计算机断层摄影图像生成单元4生成在CT成像区域6中的校准板22的校准CT图像。此外,光学图像采集单元7采集在CT成像区域6内和在外部区域8内的校准板22的校准光学图像。空间关系提供单元11然后检测光学标记物23在校准光学图像中的位置和CT标记物24在校准CT图像中的位置,并基于所确定的位置来确定计算机断层摄影图像生成单元4的视场与光学图像采集单元7的视场之间的空间关系。
[0056]光学标记物60被附接到对象5,其中,光学图像采集单元7适于采集运动测量光学图像,所述运动测量光学图像示出在不同时间处的光学标记物60,其中,所述处理单元2还包括对象运动确定单元25,所述对象运动确定单元用于基于所采集的运动测量光学图像来确定相对于可移动支撑元件9的对象运动。尤其是,对象运动确定单元25适于检测光学标记物60在运动测量光学图像中的位置,并且适于基于所确定的位置来确定对象运动。图像融合单元12优选地适于也基于所确定的对象运动,即基于CT图像,基于在外部区域8中的对象5的光学图像,基于所提供的路径,基于所提供的空间关系,基于移动距离,并且基于所确定的对象运动,来生成融合图像,所述CT图像是当对象被布置在CT成像区域6中(如图1中示范性地示出的)时生成的并所述CT图像用于提供在对象5内的路径,所述光学图像可以是也示出介入器械26的实际图像。
[0057]路径提供单元10适于提供允许用户相对于所生成的CT图像来输入路径的图形用户界面,并且适于提供所输入的路径。图形用户界面能够使用诸如键盘、计算机鼠标等的输入单元61,以及显示器62。输入单元61和显示器62也能够被集成在单个单元中。例如,图形用户界面能够允许用户通过使用触摸屏输入路径。在另外的实施例中,路径提供单元也能够适于基于被示于CT图像中的对象5的内部结构和路径检测规则(其取决于所检测的对象5的内部结构来限定路径)来自动确定路径。
[0058]在下文中,将参考图7中示出的流程图示范性地描述用于生成融合图像的融合图像生成方法的实施例。
[0059]在对象5已被移入CT成像区域6中之后一一如图1中示意性且示范性地图示的一一在步骤101中,计算机断层摄影图像生成单元4生成在CT成像区域6内的对象5的CT图像。在步骤102中,路径提供单元10基于所生成的CT图像,提供从对象5的外表面上的进入位置到对象5内的目标区域的路径。尤其是,路径提供单元10提供图形用户界面,所述图形用户界面允许用户在CT图像中绘制路径,其中,所绘制的路径由路径提供单元10提供。然而,路径提供单元10也可以适于基于所生成的CT图像,自动地或半自动地确定路径,其中,所确定的路径被提供。在步骤103中,由空间关系提供单元提供计算机断层摄影图像生成单元的视场与光学图像采集单元的视场之间的空间关系,并且在对象5已被移动到外部区域8中之后一一如在图3中示意性且示范性地图示的一一在步骤104中,光学图像采集单元7采集在CT成像区域6外部的外部区域8内的对象5的光学图像。该光学图像可以是也示出在介入器械26的实际位置和取向中的介入器械26实际图像。在步骤105中,图像融合单元12基于CT图像、光学图像、所提供的路径、所提供的空间关系和移动距离,来生成融合图像,在所述融合图像中,在步骤101中生成的CT图像和在步骤104中生成的光学图像融合,并且所述融合图像也示出所提供的路径。在步骤106中,融合图像被示出在显示器62上。
[0060]步骤104至106优选地是循环执行的,使得连续地采集实际光学图像,并且经更新的融合图像被生成并且
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