[发明专利]一种结合术前影像的术中组织跟踪方法

摘要

本发明提供一种结合术前影像的术中组织跟踪方法。本发明由以下几个有序的步骤构成：第一步：术前准备，包括获取术前影像中标记点的空间位置和设备的标定。第二步：术中组织形变跟踪。包括1、坐标系配准，是本发明的主要部分之一；2、组织形变融合显示，也是本发明的主要部分之一。本发明利用术中实时二维超声影像、内窥镜影像和术中电磁或光学的定位系统，通过算法分析和几何配准计算，在图像中反映出术中感兴趣组织的组织结构。

主权项

一种结合术前影像的术中组织跟踪方法，包括术前准备和术中组织形变跟踪，其特征是术前准备包括：(1)在获取术前CT或MRI影像时应包括后续配准所需的标记点；(2)标定手术器械，包括标定探针，标定超声探头，标定内窥镜镜头；术中组织形变跟踪包括：坐标系配准和组织形变融合显示，其中(1)坐标系配准步骤如下：1)获取术前影像中配准点的空间位置：使用获得的CT/MRI的DICOM切片图像构建成三维图像，辨识出图像中配准点的中心，并由此计算出配准点在DICOM图像坐标系1下的坐标值，记为坐标1；2)使用标定好的探针识别标记点在定位系统坐标系2中的空间位置坐标，记为坐标2；3)使用坐标1和坐标2通过配准计算，完成配准1；4)使用标定好的超声探头对感兴趣区域进行扫描，得到一系列二维的ROI图像；5)使用标定好镜头的内窥镜系统观察ROI区域；(2)组织形变融合显示步骤如下：1)术前ROI的三维模型与二维超声影像中的ROI通过对应的空间定位数据融合至坐标系1或坐标系2中，并采用不同的颜色或灰度进行显示；2)内窥镜镜头的位置、镜头所对应的观察表面以及内窥镜的影像通过对应的空间定位数据融合至与1)相同的坐标系中，并采用不同的颜色或灰度进行显示；3)手术器械的实时位置融合至与1)相同的坐标系中，并采用不同的颜色或灰度进行显示；4)将其他必要的信息融合至与1)相同的坐标系中，并采用不同的颜色或灰度进行显示；完成后，即在屏幕上融合显示出当前ROI的几何形态、内窥镜镜头的位置和镜头观察到的内窥镜影像。在手术过程中，间隔一段时间后，或者发现软组织发生了变形时，需要与术前图像重新进行配准，重新配准的过程为坐标系配准的步骤1)-5)；组织形变融合显示的内容也会同时改变。