计算机断层摄影系统的制作方法_4

文档序号:8490763阅读:来源:国知局
被示出在显示器62上。这允许医师将介入器械26布置在对象5上,使得位置和取向对应于所提供的路径,同时医师能够通过查看融合图像,实时地检查介入器械26的实际位置和取向与所提供的路径之间的对应性。
[0061]步骤101至106也能够以另一种顺序执行。例如,能够在步骤105之前的任意时间位置处执行步骤103。
[0062]通过使用该融合图像,能够在减少的所施加的辐射剂量的情况下并且在对象5从外部区域到CT成像区域中或者从CT成像区域到外部区域中的更少的移动的情况下,执行诸如微创针介入的介入流程,例如活检、引流、消融等等,这是因为可以利用光学图像采集单元代替使用计算机断层摄影生成单元,来针对介入流程的相对大的部分跟踪介入器械,所述计算机断层摄影生成单元从在CT成像区域内的对象采集X-射线投影并且基于所采集的X-射线投影重建CT图像。
[0063]光学图像采集单元包括刚性附接到计算机断层摄影图像生成单元,即刚性附接到CT扫描器的多个光学相机。这些光学相机的位置和取向可以是这样的,使得膛以及膛前方的空间两者都被光学相机的视场覆盖。在上文参考图1至图3描述的实施例中,四个光学相机覆盖膛内的空间并且三个光学相机覆盖膛前方的空间,即四个相机覆盖CT成像区域并且三个相机覆盖外部区域。
[0064]优选地利用CT图像的(即CT视场的)位置和取向,来校准光学图像采集单元的全部光学相机的光学视图的(即视场的)位置和取向。该校准优选地通过使用校准板来执行,所述校准板足够大以覆盖膛里的表面和膛前方的表面两者,并且所述校准板包含在光学图像中可见的光学基准,即光学标记物,以及在CT图像中可见的X-射线基准,即CT标记物。基于X-射线基准相对于光学基准的已知相对位置,能够计算光学视图相对于CT图像的位置和取向。
[0065]由于支撑元件的位置在将对象移出膛时被改变了,因此尤其针对针插入以及围绕CT成像的其他方面,需要准确知晓支撑元件的位置,以在针对支撑元件的全部位置的光学图像中示出正确的所提供的路径,尤其是正确的所提供的针路径。如果支撑元件相应地适于准确传送其各自位置,则支撑元件的各自位置能够由支撑元件来提供。然而,也能够以另一种方式来提供支撑元件的各自位置。例如,可以利用额外的光学校准来创建可复制的患者支撑-移动系统。在该光学校准中,支撑元件正被移动,同时使用伏于支撑体上的标记物板,将相对于相机系统的实际支撑元件位置与光学相机配准。
[0066]通过使用上文参考图1至图3描述的一一尤其是包括经校准的光学相机和经校准的支撑元件的一一CT系统,能够极大地简化诸如CT-引导的活检的介入流程。例如,CT系统可以允许遵循针对CT-引导的活检的工作流程。
[0067]首先,通过使用纵向支撑元件将对象5移入CT中,即移入计算机断层摄影图像生成单元中。然后,生成在CT成像区域中的对象的CT图像,其后将对象移出CT机架移动到在CT机架前方的外部区域中。提供从在对象的外部(例如患者的皮肤)上的进入点到对象内的目标区域(尤其是目标点)的路径。例如,医师通过使用路径提供单元的图形用户界面,基于所生成的CT图像规划相应的针路径。然后在由光学相机采集的光学图像中对所规划的针路径进行可视化,光学相机对膛前方的空间进行成像,即其对外部区域进行成像,其中,由于对象已被移出CT机架,因此对象上的进入点在这些光学相机的视场中。由于所规划的针路径在这些光学图像中被可视化,因此医师能够在正确的方向上对针进行定位和取向,并将其插入几厘米,使得紧要解剖结构不会被碰到。只要医师确信紧要解剖结构不会被碰到并且针没有接近目标区域,医师就可以继续插入针。如果医师预期已将针插入接近目标区域或者接近紧要解剖结构的位置,则对象可以被再次移入CT机架,以生成低剂量CT图像并且检查相对于所规划的针路径的实际真实针位置和取向,其后对象能够被再次移出CT机架移动到CT机架前方的外部区域中。如果对相对于所规划的针路径的针位置和取向的检查显示针的实际位置和取向是正确的,则医师能够继续将针送进到患者中。否则,医师能够校正针的位置和/或取向,并然后送进它。能够执行利用几个中间CT检查步骤的在融合图像引导下的对针的送进,直到针已到达目标区域为止。由于大量的送进以及还有对针在进入位置处的定位和对针在该进入位置处的取向是在融合图像引导下执行的,所以能够减少CT图像的总数目并且因此能够减少针对整个过程所需要的总体时间和所施加的辐射剂量。
[0068]CT系统优选地适于跟踪对象的移动,尤其是跟踪患者移动。出于该目的,能够将若干光学标记物应用到对象的外表面,尤其是应用到患者的皮肤。光学图像采集单元和光学标记物,即上文参考图1和图3描述的光学标记物60,优选地被调整,使得能够由两个相机同时地检测四个光学标记物,以跟踪对象的移动。能够通过三角测量来确定四个个体标记物位置,其中,能够通过使用这四个实际标记物位置来确定对象的移动、位置和取向。
[0069]尽管在上文参考图1和图3描述的实施例中,介入系统包括介入器械和介入器械控制单元,但在另一实施例中,介入系统可以仅包括诸如手持式针的手持式介入器械,即没有介入器械控制单元。
[0070]尽管上文参考图1至图3描述的光学图像采集单元适于采集在CT成像区域内的对象的光学图像和在CT成像区域外部的外部区域内的对象的光学图像,但是光学图像采集单元也能够适于仅采集在外部区域内的对象的光学图像,即采集在CT成像区域内的对象的光学图像的能力是任选的。例如,光学图像采集单元可以仅包括用于对CT系统的膛外部的对象进行成像的相机,而没有用于对膛内的区域进行成像的相机。
[0071]尽管在上述实施例中,介入系统适于执行CT-引导的活检,但在其他实施例中,介入系统能够适于执行另一种介入流程。例如,其能够适于使用CT系统执行另一种微创经皮流程,在所述微创经皮流程中存在使用CT图像准确引导针或另一种介入器械的需要。
[0072]尽管在上述实施例中,对象是胸部,但在其他实施例中也能够是生物体的另一部分。
[0073]本领域技术人员通过研宄附图、公开内容和所附权利要求书,在实践要求保护的发明时,能够理解并实现所公开实施例的其他变型。
[0074]在权利要求书中,词语“包括”不排除其他元件或步骤,并且词语“一”或“一个”不排除多个。
[0075]单个单元或设备可以完成权利要求书中记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施,但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0076]由一个或若干个单元或设备执行的诸如对路径(尤其是所规划的针路径)的提供、融合图像的生成、对象相对于支撑元件的移动的确定等的流程能够由任意其他数目的单元或设备来执行。CT系统的根据融合图像生成方法的这些流程和/或控制能够被实施为计算机程序的程序代码和/或被实施为专用硬件。
[0077]计算机程序可以存储/分布在合适的介质上,例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质,但计算机程序也可以以其他形式来分布,例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
[0078]权利要求中的任意附图标记均不应被解释为对范围的限制。
[0079]本发明涉及一种CT系统,包括用于生成融合图像的图像融合单元,所述融合图像是在CT成像区域内(尤其是CT系统的膛内)的对象的CT图像与对象的光学图像的融合,所述光学图像是在对象已被移出CT成像区域之后(尤其是在对象位于膛的前方时)生成的。融合图像还示出路径,介入器械应沿所述路径使在对象内被移动,并且所述路径已基于CT图像而被提供。通过查看融合图像,用户能够沿路径准确地移动器械,无需出于位置检查的目的而采集许多额外的CT图像。这能够减少介入流程所需要的辐射剂量和时间。
【主权项】
1.一种计算机断层摄影系统,包括: -计算机断层摄影图像生成单元(4),其用于生成在计算机断层摄影成像区域(6)内的对象(5)的计算机断层摄影图像, -可见光光学图像采集单元(7),其用于采集在所述计算机断层摄影成像区域(6)外部的外部区域⑶内的所述对象(5)的光学图像, -可移动支撑元件(9),其用于支撑所述对象(5),并且用于跨过移动距离,将所支撑的对象(5)从所述外部区域(8)移动到所述计算机断层摄影成像区域¢)中以及从所述计算机断层摄影成像区域(6)移动到所述外部区域(8)中, -路径提供单元(10),其用于基于所生成的计算机断层摄影图像,提供从所述对象(5)的外表面上的位置到所述对象(5)内的目标区域的路径, -空间关系提供单元(11),其用于提供所述计算机断层摄影图像生成单元(4)的
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