[发明专利]基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统

说明书

本发明提供一种基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统，包括：MRI序列图像渲染单元，接收MRI序列图像，进行三维渲染并绘制穿刺点；超声序列图像重建单元，接收超声序列图像，重建超声体数据；配准单元，进行三维配准操作得到配准变换系数；穿刺规划单元，接收超声探头获取的人体超声图像，根据系统穿刺点及当前超声图像生成穿刺规划图像，并进行显示。本发明的系统通过多模态医学图像配准将超声下电磁坐标系统一到MRI世界坐标系下，判断穿刺点是否在超声平面上来引导超声进行精准穿刺，进一步提高了穿刺引导的精度，辅助医生更快的对病灶靶点进行穿刺，有效的减少穿刺用时及并发症发生率。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其是涉及一种基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统。

背景技术

随着科学技术的发展，近些年快速发展起来的医学影像技术主要有CT影像、MRI影像及超声影像。由于各自影像本身的特点不同，CT影像对骨性结构显影优秀，而MRI影像对软组织显影卓越，超声影像具有实时反馈的特性。因此，通过多模态医学影像配准、融合来达到更精准的病灶查找和定位受到越来多的临床关注。

由于超声能够实时显示人体内部组织结构，超声穿刺引导技术应运而生。该技术就是在实时超声影像的监视和引导下，对体内目标靶点进行穿刺的临床技术。如何将针准确的穿入目标靶点进行治疗或吸出少量细胞或组织进行病理检查，减少穿刺对周围组织的损伤，用最短的时间进行穿刺等避免引发严重的并发症是临床的痛点及难点。

超声穿刺引导可以实时显示穿刺针在组织内的运动情况，为穿刺路径选择提供依据，是超声辅助治疗的重要手段。但是常规的超声引导穿刺严重依赖操作者的经验及超声设备性能，可能存在穿刺次数较多及操作时间较长等问题，进而导致并发症发生率增加。

为此，我们提出一种基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对常规的超声引导穿刺严重依赖操作者的经验及超声设备性能，可能存在穿刺次数较多及操作时间较长，容易导致并发症发生率增加的问题，提出一种基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种基于多模态医学图像配准的超声穿刺引导规划系统，该系统包括：

MRI序列图像渲染单元：接收人体核磁共振序列图像即MRI序列图像，并对所述的MRI序列图像进行三维渲染并绘制穿刺点；

超声序列图像重建单元：接收人体超声序列图像，提取每帧超声序列图像四个顶点的三维坐标，重建超声体数据；

配准单元：使用ICP迭代算法对重建后的超声体数据和渲染后的MRI数据进行三维配准操作，得到配准变换系数，所述的配准变换系数用于将超声数据对应的三维坐标转换到MRI数据对应的三维坐标系下；

穿刺规划单元：接收超声探头获取的人体超声图像，根据系统穿刺点及当前超声图像生成穿刺规划图像，并进行显示。

进一步地，所述人体MRI序列图像利用大型核磁共振设备获取。

进一步地，所述的MRI序列图像渲染单元根据MRI序列图像的医学数字成像和通信信息DICOM中的病人位置信息进行三维重建渲染获取影像信息，并根据影像信息绘制穿刺点。

进一步地，所述的穿刺点包括系统穿刺点和/或靶向穿刺点，系统穿刺点为12个，在三维重建渲染获得的影像信息上均匀分布，所述的靶向穿刺点为疑似病灶位置。

进一步地，所述超声探头的手柄位置配置有穿刺板，所述穿刺板上设置有若干个进针孔，且所述进针孔均值布置，所述穿刺板的尺寸能够覆盖穿刺器官（例如前列腺）的大小；且超声显示平面也按照穿刺板上各孔的实际位置、间距进行对应编号。