[发明专利]内窥镜图像与超声图像的基于图像的融合

说明书

一种用于由内窥镜(31)生成的解剖区域的内窥镜图像(33)与由腹腔镜超声探头(41)生成的所述解剖区域的超声图像(43)的基于图像的融合的图像融合工作站。所述图像融合工作站采用图像融合控制器(50)，所述图像融合控制器基于所述内窥镜(31)的内窥镜图像空间与根据由所述图像融合控制器(50)对所述解剖区域的所述内窥镜(31)的视场(32)内的所述腹腔镜超声探头(41)的检测而导出的所述腹腔镜超声探头(41)的超声图像空间之间的图像变换来控制所述内窥镜图像(33)与所述超基于声图像(43)之间的所述融合。所述图像融合工作站还采用显示控制器(60)，所述显示控制器控制由所述图像融合控制器(50)对所述内窥镜图像(33)与所述超声图像(43)的所述融合的显示。

技术领域

本公开总体涉及：涉及解剖区域的腹腔镜成像的内窥镜视图的微创流程(例如，心脏外科手术、腹腔镜外科手术、自然孔口经腔外科手术、单切口腹腔镜外科手术、肺部/支气管镜外科手术以及诊断介入)。本公开更具体涉及解剖区域的内窥镜图像与超声图像的基于图像的融合。

背景技术

内窥镜和腹腔镜是允许临床医师观察患者的内部解剖结构而无需外科手术地暴露解剖结构以用于直接观察的细的细长相机组件。内窥镜能够适配通过狭窄的自然孔口或者皮肤中的小切口，因此相比于开放性外科手术导致对患者的减少的创伤。

腹腔镜超声(LUS)指代通过端口(或自然孔口)被引入到患者的内部解剖结构中并且被用于对内部器官进行成像的任何超声成像设备。LUS探头的两个范例包括PhilipsL10-4lap探头和Philips C9-3io探头。

更具体地，LUS被用于评价内部器官，并且识别外科手术目标(例如，肿瘤)并且识别那些器官内部的敏感结构(例如，血管)。在现今的临床实践中，LUS探头通过用于外科手术器械的端口中的一个端口被引入到身体中。(一个或多个)器官被扫描以评价各种结构和目标的位置。在评价之后，LUS探头从端口被移除，并且器械通过(一个或多个)端口被引入到身体内以完成该流程。如果随后需要的话，LUS探头能够在不同的时间被再次引入到身体中。

如在本领域中实践的基于跟踪的融合主要依赖于外部跟踪设备(例如，光学跟踪和/或电磁跟踪)以用于跟踪腹腔镜超声探头和超声-内窥镜图像融合两者，因此，使该实践在微创流程期间使用起来非常复杂并且笨重。

另外，对于LUS的外科手术使用存在若干主要问题。

首先，操作者仅在当内窥镜和LUS探头正在被跟踪时操作者通过LUS探头扫描解剖区域的时间知晓内窥镜图像与(一幅或多幅)超声图像之间的基于跟踪的对应关系。一旦LUS扫描完成并且LUS探头从身体被移除，则内窥镜图像与(一幅或多幅)超声图像之间的关系就丢失。

第二，由于LUS探头的细长性质和允许LUS探头围绕单个入口点的有限运动的支点效应，对LUS探头的操纵是复杂的。

第三，对LUS探头的跟踪能够解决所述问题中的一些问题，但是其引入了对于外科手术室中更多设备的需要，损害了工作流。另外，如果使用光学跟踪，则难以使用外部标记准确地推测LUS探头的位置。

发明内容

为了基于微创流程期间的解剖区域的腹腔镜成像的优点和益处进行改善，本公开提供了整合解剖区域的内窥镜图像与所述解剖区域的(一幅或多幅)腹腔镜超声(LUS)图像并且在解剖区域的操作者扫描期间或在所述流程期间的任何其他时间显示整合的信息的系统、工作站、控制器和方法。本公开的系统、工作站、控制器和方法实施内窥镜图像与(一幅或多幅)超声图像的基于图像的融合，这消除了对于额外跟踪设备(例如，光学跟踪和/或电磁跟踪)的需要。本公开的基于图像的融合将实现对LUS探头的更直观的使用，并且将实现在所述流程(例如，心脏外科手术、腹腔镜外科手术、自然孔口经腔外科手术、单切口腹腔镜外科手术、肺部/支气管镜外科手术以及诊断介入)期间的更好的对准。