[发明专利]半自动化手术前切除规划

说明书

相关申请

本专利文献要求2011年9月28日提交的临时美国专利申请序号61/540,211的根据35 U.S.C.§119(e)的提交日的权益，其被通过引用结合到本文中。

技术领域

本实施例涉及用于切除的规划。手术前手术规划是用于肿瘤切除程序的预备步骤。

背景技术

为了规划切除，执行病人的计算机断层成像（CT）扫描。表示体积的结果得到的数据在一系列平行切片中被呈现给医生。医生可以观察该系列中的切片以在三个维度上限定切除表面。然而，逐个切片地在病人的CT扫描中标记切除表面是非常乏味的。

计算机辅助肝切除工具可以根据医生进行的有限输入来提供三维（3D）切除表面。例如，用户输入许多点。使用辐射基底函数（RBF）或主分量分析（PCA）来将轮廓内插到体积中以获得切除表面。然而，内插技术既不是准确的也不是直观的。内插表面的准确度取决于由用户提供的点的数目。输入点的微小变化可能高度地影响PCA或RBF的系数，使得输入的微小变化不一定意味着切除表面的微小变化。有冲突的输入（即暗示用于同一体素的切除和残余的不同标记的输入）高度地降低切除表面的质量。有冲突的输入可以随着用户在2D平面内画出切除部分（resector）而容易地发生，因为用户不具有这些多个切除部分在3D中可以如何相互作用的概念。

发明内容

通过介绍，下述优选实施例包括用于手术前切除规划的方法、系统、指令和计算机可读介质。下面提供了使用CT的肝切除规划，但是可以使用任何器官和/或模式。作为依赖于用户输入的内插的替代，使用互连的图。用户在一个或多个二维视图上输入一个或多个多段线（polyline）。该多段线用来为切除和残余种子（seed）分配一条未分配位置的带。该种子与互连的图一起使用以将体积中的不同体素（包括未分配位置的带）分配为切除体积的一部分或残余体积的一部分。

在第一方面中，提供了一种用于手术前切除规划的方法。获取表示病人的肝的体积的数据。根据该数据生成肝的切片的二维视图。从用户输入设备接收相对于二维视图的多个点或线的用户输入。处理器从该点或线产生切片中的轮廓，从切片的数据识别被轮廓和轮廓周围的带分离的第一和第二种子，并基于来自切片的第一和第二种子将该体积分割成第一和第二三维部分。输出将切除部示为第一三维部分的图像。

在第二方面中，非瞬时性计算机可读存储介质具有存储在其中的表示可由编程处理器执行以进行肝切除规划的指令的数据。该存储介质包括用于根据病人的肝的扫描数据来产生互连的图、根据该图将该图分离成切除体积和残余体积以及输出切除体积或残余体积的指令。

在第三方面中，非瞬时性计算机可读存储介质具有存储在其中的表示可由编程处理器执行以进行肝切除规划的指令的数据。该存储介质包括用于根据平面中的位置的用户输入来生成切除和残余种子、并根据切除和残余种子以及肝体积的互连网格将肝体积划分成切除体积和残余体积的指令。

由以下权利要求来定义本发明，并且不应将本节中的任何内容视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例来讨论本发明的其它方面和优点，并且可以在稍后独立地或以组合方式对其要求保护。

附图说明

部件和图不一定按比例，而是将重点放于举例说明本发明的原理。此外，在图中，相同的附图标记遍及不同的视图指示相应的部分。

图1是用于切除规划的方法的一个实施例的流程图；

图2举例说明识别具有一致的种植（seeding）的多个切片中的种子的示例；

图3举例说明识别具有不一致的种植的多个切片中的种子的示例；

图4举例说明基于在同一切片中所画的轮廓将来自两个连续切除的切除结果相组合；

图5举例说明包括根据一个实施例的用于识别种子的损伤位置；

图6是示出肝的三个2D视图（一个具有用户所画轮廓）和肝的3D呈现的示例医学图像；

图7是图6的示例医学图像，但具有替换用户所画轮廓的由处理器确定的切除线和3D呈现中的切除的突出显示；

图8是示出被切除体积和残余体积的3D呈现的示例医学图像；以及

图9是用于肝切除规划的系统的一个实施例。

具体实施方式

在肝手术中，使用肿瘤切除来去除肝的有害部分。这程序在实际干预之前使用手术前规划。规划的主要目的是限定肝切除表面，其将要切除的那部分肝从肝的残余或剩余部分分离。切除表面应在没有健康肝实质体素或残余部分的血行阻断的情况下提供肿瘤的去除。