[发明专利]用于侦测三维超声图像中导管位置的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维超声图像侦测系统及方法，特别涉及一种用于侦测三维超声图像中导管(catheter)位置的系统及方法。

背景技术

一些介入性医疗手术需要将例如导管的医疗器具插入到患者的体内如血管中。如图1所示，导管110沿血管120逐渐插入，并最终将导管110的末端112定位在例如患者心脏130入口附近的目标位置处，以进行后续医疗处理。在导管110沿血管120插入的过程中，例如在PICC（Peripherally Inserted Central Catheter，外周置入中心静脉导管）手术中，导管末端112需要正确地插入到目标位置，以保证后续医疗过程的可靠性，若导管末端112位置不正确可能会影响后续治疗甚至会伤害到患者。

目前，主流的导管插入方法是医生根据经验在无侦测的条件下直接将导管插入到患者的血管中，然后再通过X射线方式进行位置确认，但此方法不能实时帮助医生了解导管的插入位置，有可能会造成导管插入错误或插入过深而影响后续治疗，并且通过X射线方式确认还可能会造成辐射有关的并发症。

为了避免上述X射线方式确认导管位置的方法可能造成的不良后果，现有技术也提出了一些应用超声侦测来确认导管的插入位置的方法，虽然超声侦测具有实时和无辐射等优点，但超声侦测方式需要克服严重的斑点噪声及较低的空间分辨率所引起的侦测精度差等技术问题，而目前的超声侦测方法尚不能完全解决上述问题，并且大部分方法也都是在二维超声图像中进行侦测的，侦测的实用性及准确度较差。

所以，需要提供一种用于侦测三维超声图像中导管位置的系统及方法来解决至少上述问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种系统。该系统包括：

三维超声图像获取模组，用于获取原始的三维超声图像；及

导管中心线三维轨迹产生模组，用于侦测导管位置及在该三维超声图像上显示侦测到的导管。

本发明的另一个方面在于提供一种方法。该方法包括：

获取原始的三维超声图像；

产生包括若干候选导管的第一可能性图像；

从该若干候选导管中侦测出一个正确的导管；及

将该正确的导管显示出来。

本发明的再一个方面在于提供一种方法。该方法包括：

获取原始的三维超声图像；

计算导管的三维轨迹；

计算血管的三维轨迹；

建立沿血管的中心线的切片图像；及

将导管的中心线的三维轨迹投影到该切片图像上。

本发明的再另一个方面在于提供一种方法。该方法包括：

获取原始的三维超声图像；

计算导管的三维轨迹；

计算血管的三维轨迹；

判断侦测的导管的三维轨迹及血管的三维轨迹哪一个侦测结果不满足预设的图像标准；如果该血管的三维轨迹的侦测结果较差，在原始图像中导管的位置处获取感兴趣的区域，在该感兴趣的区域内再次计算出血管的三维轨迹；如果该导管的三维轨迹的侦测结果较差，在原始图像中血管的位置处获取感兴趣的区域，然后在该感兴趣的区域内再次计算出导管的三维轨迹；及

合成计算出的导管的三维轨迹与血管的三维轨迹。

通过应用本发明用于侦测三维超声图像中导管位置的系统及方法，可基于原始的三维超声图像产生包括若干候选导管的可能性图像，然后在XY轴投影平面及对应该若干候选导管位置的展平曲面上分别计算出该若干候选导管的中心线的XY轴坐标及Z轴坐标，然后将计算出来的候选导管的中心线的三维轨迹进行手动或自动甄别以将正确的一个筛选出来，再和计算出来的血管图像进行合成，合成后的侦测图像即可实时地指导医护人员进行插管手术。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种PICC手术的示意图。

图2为本发明用于侦测三维超声图像中导管位置的系统的较佳实施方式的示意图。

图3为图2系统中图像处理单元的一部分的较佳实施方式的框图。

图4为本发明用于侦测三维超声图像中导管位置的方法的较佳实施方式的流程图。