CN113164149A 使用数字计算机断层扫描的多视图姿态估计的方法和系统 （博迪维仁医疗有限公司）

PCT/IB2019/00090820WO2020/035730EN2020.02.使用数字计算机断层扫描的多视图姿态估本发明公开了几种与不透射线仪器通过自了使用在成像设备的不同姿态中获取的不透射线仪器的多个图像以及先前获取的成像来对成2获取来自第二成像模式的至少(i)处于第一姿态的不透射线仪器的第一图像和(ii)处其中第一增强支气管造影图像对应于处于所述第一姿态的所述不透射线仪器的所述其中第二增强支气管造影图像对应于处于所述第二姿态的所述不透射线仪器的所述通过将所述不透射线仪器的所述第一姿态和所述不透射线仪器的所述第二姿态与所其中所述不透射线仪器的估计的所述第一姿态和所述不透射线仪器的估计的所述第生成第三图像；其中所述第三图像是从所述3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互几何约束是通过以下步骤生成a.通过比较所述不透射线仪器的所述第一图像和所述不透射线仪器的所述第二图像，来估计(i)所述第一姿态和(ii)所述其中所述图像特征包括：附着于患者的贴片、位于所3其中所述图像特征在所述不透射线仪器的所述第一图像和所述不透射线仪器的所述其中所述至少一个特征包括：附着于所述患者的获取来自第二成像模式的包括至少两个附着的识别来自所述第二成像模式的所述不透射线仪器相对于所述患者的至少一个体腔的在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的所述第在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的所述第将测量的所述距离与所述第一标记和所述第二标记之间的投影的所述已知距离进行4获取来自第二成像模式的至少(i)不透射线仪器的一个图像和(ii)处于第二成像模式其中所述不透射线仪器的所述第一图像在第二成生成与所述成像设备的两个姿态中的每一个相对应的至少两个增强支气管造影图像，使用对应的所述增强支气管造影图像和从所述第一成像模式的所述第一图像提取的a.通过比较所述不透射线仪器的所述第一图像和所述不透射线仪器的所述第二图像，来估计(i)所述第一姿态和(ii)所述其中所述图像特征包括：附着于患者的贴片、位于所其中所述图像特征在所述不透射线仪器的所述第一图像和所述不透射线仪器的所述c.通过使用至少一个相机来估计(i)所述第一姿态和(其中所述至少一个特征包括：附着于所述患者的5在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的第一标在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的第二标测量所述第一标记的所述第一位置和所述第使用所述第二成像模式的所述姿态，将标记之间的将测量的所述距离与所述两个标记之间的每6[0001]本申请是涉及并要求于2018年8月13日提交的名称为“使用数字计算机断层扫描[0008]获取来自第二成像模式的至少(i)处于第一姿态的不透射线仪器的第一图像和[0011]其中第一增强支气管造影图像对应于处于所述第一姿态的所述不透射线仪器的[0012]其中第二增强支气管造影图像对应于处于所述第二姿态的所述不透射线仪器的[0016]通过将所述不透射线仪器的所述第一姿态和所述不透射线仪器的所述第二姿态[0021]其中所述不透射线仪器的估计的所述第一姿态和所述不透射线仪器的估计的所7[0024]在一些实施方式中，来自第一成像模式的第一图像的至少一个元素还包括肋骨、[0026]a.通过比较不透射线仪器的第一图像[0031]其中所述图像特征在不透射线仪器的第一图像和不透射线仪器的第二图像上是[0045]识别来自所述第二成像模式的所述不透射线仪器相对于所述患者的至少一个体[0046]在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的所[0047]在来自所述第二成像模式的所述第二图像上识别附着于所述不透射线仪器的所8[0050]将测量的所述距离与所述第一标记和所述第二标记之间的投影的所述已知距离[0058]获取来自第二成像模式的至少(i)不透射线仪器的一个图像和(ii)处于第二成像[0062]生成与所述成像设备的两个姿态中的每一个相对应的至少两个增强支气管造影[0066]使用对应的所述增强支气管造影图像和从所述第一成像模式的所述第一图像提[0071]a.通过比较不透射线仪器的第一图像9[0076]其中所述图像特征在不透射线仪器的第一图像和不透射线仪器的第二图像上是[0090]在来自第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第一标记的第一[0091]在来自第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第二标记的第二[0098]参考附图将进一步解释本发明，其中在几个视图中相同的结构由相同的数字表[0099]图1示出了在本发明的方法的一些实施方式中使用的多视图姿态估计方法的框示出了从一个特定姿态获取的荧光图像。图4示出了以与图2和3不同的姿态获取的荧光图[0101]图5示出了在本发明的方法中使用的支气管气道的结构的示意图。气道中心线由[0102]图6是连接到支气管镜的支气管镜设备尖端的图像，其中支气管镜可用于本发明[0103]图7是根据本发明的方法的实施方式的图示，其中图示是在支气管镜检查过程中使用的被跟踪的镜(701)的荧光镜图像，该被跟踪的镜(701)具有从其延伸的操作工具[0104]图8是根据本发明的方法的一个实施方式的两个视图的对极几何形状的图示，其中该图示是一对荧光镜图像，该荧光镜图像包括在支气管镜检查过程中使用的镜(801)以及从其延伸的操作工具(802)。该操作工具可以包括附着于其上的不透射线的标记或独特备的旋转与其在静态患者躺在床上的情况下围计算机断层扫描(CT)图像内的至少一个三维点投影到术中X[0125]获取来自第二成像模式的至少(i)处于第一姿态的不透射线仪器的第一图像和[0128]其中第一增强支气管造影图像对应于处于所述第一姿态的所述不透射线仪器的[0129]其中第二增强支气管造影图像对应于处于所述第二姿态的所述不透射线仪器的[0133]通过将所述不透射线仪器的所述第一姿态和所述不透射线仪器的所述第二姿态[0138]其中所述不透射线仪器的估计的所述第一姿态和所述不透射线仪器的估计的所[0141]在一些实施方式中，来自第一成像模式的第一图像的至少一种元素还包括肋骨、[0143]a.通过比较不透射线仪器的第一图像[0148]其中所述图像特征在所述不透射线仪器的所述第一图像和所述不透射线仪器的[0162]识别来自所述第二成像模式的不透射线仪器相对于患者的至少一个体腔的图的[0163]从所述第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第一标记的第一[0164]从所述第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第二标记的第二[0176]获取来自第二成像模式的至少(i)不透射线仪器的一个图像和(ii)处于第二成像[0180]生成与所述成像设备的两个姿态中的每一个相对应的至少两个增强支气管造影[0184]使用对应的增强支气管造影图像和从第一成像模式的第一图像提取的至少一个[0195]获取来自第二成像模式的至少一个或多个不同仪器位置的相同不透射线仪器位[0198]通过估计将不透射线仪器的位置的重建三维轨迹与从第一成像模式的图像提取标系与所述第一成像模式的图像之间的变换从所述第一成像[0206]获取来自第二成像模式的至少(i)不透射线的基准的一个图像和(ii)处于第二成[0215]a.通过比较不透射线仪器的第一图像[0220]其中所述图像特征在不透射线仪器的第一图像和不透射线仪器的第二图像上是[0234]从所述第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第一标记的第一[0235]从所述第二成像模式的第二图像上识别附着于不透射线仪器的第二标记的第二[0237]使用第二成像模式的姿态将标记之间的已知距离投影到不透射线仪器的每个感[0243]美国专利第9,743,896号包括在内窥镜检查过程期间估计荧光镜设备相对于患者[0247]在一些实施方式中，可以在美国专利第9,743气道中。内支气管导管的每个位置的荧光图像都被采集，如图2、3和4所示。在申请PCT/IB2015/000438中描述了用于执行手术中的荧光设备的姿态估计的导航系统的示例，并且上被识别，并且可以通过在手术中荧光镜图像上突出或覆盖来自手术前图像的信息来标[0254]图4示出了本发明的示例性实施方式，示出了使用从图2和3提取的解剖元素估计[0256]I.组件120使用自动或半自动分割过程或其任何组合从手术前图像(例如但不限E.Higgins,GeoffreyMcLennan,EricA.Hoffman,JosephM.Reinhardt写的“用于临床虚[0258]III.组件140计算手术中图像组中的每个图像子集非解剖元素，包括但不限于附着到患者的贴片(例如ECG贴片)或位于术中成像设备的视图[0260]IV.组件150将从手术前图像生成的三维元素与其从手术中图像生成的相应二维[0261]V.组件170估计用于期望的坐标系中的一组手术中图像中的每一个图像的姿态，[0269]为了匹配投影的三维元素，将手术前图像溯源到手术中图像中的线段的连接序列)可以用作三维投影的支气管气道，溯源手术前图像到从手术中图像提[0278](4)将520上的距离|AC|和525上的距离|BD|与由工具制造商预定的距离m进行比三维空间轨迹添加到配准方法的输入来扩展该方法。这些轨迹可以通过几种方式来获取，估计的姿态受到轨迹必须适合根据配准的CT扫描分割的支气[0286]在一个实施方式中，一种使用基于C臂的CT和参考姿态设备在手术中图像上增强[0289]在其它实施方式中，可以将断层扫描重建的体积配准到径向支气管内超声[