[发明专利]用于眼科手术的自适应图像配准

说明书

披露了一种眼科手术系统，所述眼科手术系统包括用于产生第一图像的成像系统、用于产生第二图像的成像系统、以及图像配准系统，所述图像配准系统用于执行以下操作：接收所述第一图像，接收所述第二图像，追踪手术器械的远侧端头在所述第一图像中的位置，定义所述第一图像中的优先配准区，所述优先配准区包括所述第一图像的在所述远侧端头的预定接近度内的部分，将所述第一图像中的优先配准区与所述第二图像中的相应区配准，以及当移动所述远侧端头时，实时更新所述第一图像中的优先配准区与所述第二图像中的相应区的配准，而所述第一图像或所述第二图像的在所述配准区之外的部分没有被配准。

技术领域

本披露总体上涉及医学成像，更具体地涉及眼科手术成像。

背景技术

与常规手术相比，图像引导的手术可以改善安全性和患者结果。例如，执行光学相干断层成像术(OCT)引导下的黄斑手术或荧光素血管造影(FA)引导下的激光光凝术的执业医师利用引导图像来增强手术过程中的精确度和洞察力。

可以在手术前或在手术中获得引导图像，并且典型地结合外科医生视野内的实况视频图像来观察所述引导图像。在引导图像与当前视野之间准确的实时图像配准是重要的，使得外科医生可以在手术过程中放心地实时依赖引导图像。

例如，某些眼科手术过程需要切割和/或去除玻璃体液(一种充满眼睛后段的透明胶状材料)。切割和去除玻璃体必须万分小心地进行，以免造成对视网膜的牵扯、视网膜从脉络膜上分离、视网膜撕裂、或者在最坏情况下切割和去除视网膜本身。鉴于玻璃体视网膜手术的精细性质，关键是将引导图像数据以高准确性和高速度配准到视野中，使得外科医生可以基于这些图像做出决定。

图像配准具有挑战性，部分是由于所述图像配准强加的计算需求，因为实时图像配准所需的处理负荷使得难以在实时速度下准确地对图像进行配准。需要改进眼科手术中的图像配准技术。

发明内容

某些实施例包括一种眼科成像系统，所述眼科成像系统包括：第一成像系统，所述第一成像系统被配置用于产生眼睛的第一图像；第二成像系统，所述第二成像系统被配置用于产生所述眼睛的第二图像；以及图像配准系统，所述图像配准系统包括处理器以及存储在存储器中的指令。所述指令可由处理器执行以使图像配准系统执行以下操作：接收由所述第一成像系统产生的第一图像，接收由第二成像系统产生的第二图像，追踪手术器械的远侧端头在所述第一图像中的位置，定义所述第一图像中的优先配准区，所述优先配准区包括所述第一图像的在所述手术器械的远侧端头的预定接近度内的部分，将所述第一图像中的优先配准区与所述第二图像中的相应区配准，以及当移动所述远侧端头时，实时更新所述第一图像中的优先配准区与所述第二图像中的相应区的配准，而所述第一图像和所述第二图像的在所述配准区之外的部分没有被配准。

在某些实施例中，所述第一图像和所述第二图像包括眼底、巩膜或虹膜的第一图像和第二图像。所述第一成像系统可以包括如在共焦扫描眼底镜中使用的手术显微镜、二维相机、线扫描相机和单个检测器中的至少一者。所述第二成像系统可以包括光学相干断层成像术(OCT)成像系统和荧光素血管造影成像系统中的至少一者。

另外，系统的实施例包括可由处理器执行的指令，以使图像配准系统实时产生显示图像，在所述显示图像中，第一图像中的配准区与第二图像中的相应配准区对准，并且第一图像或第二图像的在配准区之外的部分没有被配准。在某些实施例中，在所产生的显示图像中，在视觉上抑制所述第一图像或所述第二图像的未配准部分。

系统的实施例可以进一步包括目镜或抬头屏幕，所述目镜或抬头屏幕被配置用于显示所产生的显示图像。

在某些实施例中，所述优先配准区的至少一个特性是可由使用者配置的。例如，所述优先配准区的大小是可由使用者配置的。

在某些实施例中，基于处理负荷对所述优先配准区的大小进行动态调整。

可以使用基于特征的、基于区的或基于运动的对象追踪算法来追踪远侧端头的位置。