[发明专利]2D/3D图像配准

说明书

技术领域

本发明涉及2D图像与3D体数据（volume data）的配准。本发明具体涉及一种用于将2D图像与3D体数据配准的成像设备，一种用于配准2D和3D图像数据的成像系统，一种用于将2D图像与3D体数据配准的方法，以及一种计算机程序单元和计算机可读介质。

背景技术

2D图像与三维体数据的组合例如在医学检查和介入过程中是有帮助的。例如，2D与3D数据的组合允许添加了3D图像数据形式的额外视觉信息的2D图像形式的活动物体图像（live image）的组合，其中2D与3D数据二者彼此配准。为了允许视觉组合，2D图像与3D图像数据的配准是必要的。例如，可以由以不同投影得到的两个2D图像来提供配准。于是，这就可以用于重复多步骤过程中的手动配准。WO2008/120136A1公开了一种基于机器的3D体数据与2D图像数据的配准。进一步有可能的是可以为基于图像的配准获得周边介入3D扫描，即周边介入三维图像数据。然而，已经证明，配准模式或者对于用户是麻烦且耗时的，或者由于技术局限而具有有限的使用范围。

发明内容

本发明的目的是为用户提供具有简易的工作流程的2D/3D配准。

借助独立权利要求的主题来解决本发明的目的，其中在从属权利要求中包含了进一步的实施例。

应注意，本发明以下说明的方案也适用于方法、成像设备、成像系统、计算机程序单元和计算机可读介质。

根据本发明的一个方案，提供了一种用于将2D图像与3D体数据配准的方法，包括以下步骤：

a)提供对象的3D体数据，包括参照系；

b)与所述3D体数据相关地定义至少一个变换方向；

c)提供具有图像平面的对象的2D图像；以及将所述至少一个变换方向投影到所述图像平面上；

d)将所述参照系与所述2D图像对齐；其中，将至少一个对齐交互值（alignment interaction value）投影到所述至少一个变换方向上，以确定至少一个变换的交互值；以及

e)以所述至少一个变换的交互值平移所述参照系。

根据一个示例性实施例，步骤b)包括第二投影方向的定义，其与第一投影方向一起形成与3D体数据相关的变换平面。步骤c)包括变换平面在图像平面上的投影。步骤d)包括至少一个对齐交互值在变换平面上的投影。

根据一个示例性实施例，步骤a)包括提供具有第一观察方向上的第一图像平面的对象的第一2D图像；以及将所述2D图像与所述3D体数据的可视化（visualization）相融合（blend）。在步骤b)之前，提供步骤i)，包括使所述参照系与所述第一2D图像对齐。步骤b)包括定义变换平面，其垂直于所述第一图像平面。步骤c)包括提供具有第二观察方向上的第二图像平面的对象的第二2D图像，以及在所述第二2D图像上投影所述变换平面。步骤d)包括将所述参照系与所述第二2D图像对齐，用于确定所述至少一个变换的交互值。

根据进一步的示例性实施例，在步骤i)中，由体数据在第一图像平面内的空间平移来对齐所述参照系。进一步地，在步骤d)中，由体数据在第二图像平面内的空间平移来对齐所述参照系。再进一步地，在步骤e)中，在所述变换平面内平移所述参照系。

根据一个示例性实施例，在步骤a)中对应于所述第一观察方向的第一投影中提供3D体数据。在步骤d)中，在对应于第二观察方向的第二投影中提供体数据。

根据进一步的方案，提供一种用于将2D图像与3D体数据配准的成像设备，包括处理单元、显示单元和对齐单元。处理单元适用于提供3D体数据，包括参照系。处理单元还适用于与图像平面相关地定义至少一个变换方向。此外，处理单元适用于提供具有图像平面的2D图像，并将所述至少一个变换方向投影到所述图像平面上。此外，处理单元适用于将至少一个对齐交互值投影到所述至少一个变换方向上，以确定至少一个变换的交互值，以及以所述至少一个变换的交互值平移所述参照系。所述对齐单元适用于将所述参照系与所述第一2D图像对齐，以及将所述参照系与所述第二2D图像对齐。