CN106794051A - 判定手术部位中探针位置的方法与*** - Google Patents

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Abstract

一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针(112)的一位置的例示方法可包含：接收该探针(112)进入该手术部位前所产生的该手术部位的一三维图像(300)；以及接收该探针(112)从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像(206)。该三维图像(300)与一第一坐标***相关联，而该第一二维图像(206)与一第二坐标***相关联。该方法还包含：基于该第一二维图像(206)，取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数；基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像(300)撷取一第二二维图像(408)；以及计算该第一二维图像(206)与所撷取的该第二二维图像(408)之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像(300)的该第一坐标***所表示的一位置。

Description

判定手术部位中探针位置的方法与***
技术领域
本发明关于一种导引定位***，特别是关于一种在手术期间判定一手术部位中一探针的一位置的方法与***。
背景技术
脑瘤、帕金森症、癫痫等常见脑部疾病不只大幅降低病患的生活质量，更甚者还会直接危及病患生命。此类病患在经过药物或物理治疗等保守性治疗后，若无法改善症状，通常会以侵入性手术来进行治疗。在上述手术操作中，尽管外科医生可参考脑部解剖结构，但是操纵手术器具的空间仍有限。
目前，外科医生进行脑部手术前只能依赖术前资料。然而，手术操作期间，即使只是脑部位置稍微改变或立体定位***操作不当，都时常导致手术部位的位置数据不正确。
此外，根据术前数据预先规划的路径可能因为几项因素而改变，例如病患的位置移动、病情改变或手术探针本身的***。偏离术前规划路径经常导致并发症或死亡率提高。
发明内容
本发明的一具体实施例公开一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针的一位置的方法。该方法包含：接收该探针进入该手术部位前所产生的该手术部位的一三维图像；以及接收该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像。该三维图像与一第一坐标***相关联，而该第一二维图像与一第二坐标***相关联。该方法还包含：基于该第一二维图像，取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数；基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像撷取一第二二维图像；以及计算该第一二维图像与所撷取的该第二二维图像之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
本发明的一具体实施例公开一种包含一组指令的机器可读取介质，当该组指令由一运算装置执行时，使该运算装置判定一手术部位中一探针的一位置。该方法包含：接收该探针进入该手术部位前所产生的该手术部位的一三维图像；以及接收该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像。该三维图像与一第一坐标***相关联，而该第一二维图像与一第二坐标***相关联。该方法还包含：基于该第一二维图像，取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数；基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像撷取一第二二维图像；以及计算该第一二维图像与所撷取的该第二二维图像之间的相关系数，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
本发明的一具体实施例公开一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针的一位置的***。该***包含一处理器、一第一对应表、一第二对应表以及一内存。该内存包含一组可执行的指令，当该组可执行的指令由该处理器执行时，使该处理器：根据手术操作期间该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像以及手术操作前该手术部位的一三维图像取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数，其中该三维图像与一第一坐标***相关联，而该第一二维图像与一第二坐标***相关联；基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像撷取一第二二维图像；利用该第一对应表，从该第一二维图像选出一第一组像素；利用该第一对应表与该第二对应表并基于该组容许的探针姿态参数的其中一参数，从所撷取的该第二二维图像选出一第二组像素；以及计算该第一组像素与该第二组像素之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
上述发明内容仅作为说明之用而非用以限制本发明。除前述各方面、具体实施例与特征，本发明其他方面、具体实施例与特征依据以下详细说明以及参照附图将更加清楚。
附图说明
图1是一种手术导引定位***的配置方块图。
图2是一探针上一或多个传感器的例示配置图。
图3是进行手术操作前病患头部的一例示三维图像。
图4是说明从一体积图像中撷取一二维图像的简化方块图。
图5是说明在手术操作期间判定一探针位置的一例示程序的流程图。
图6是说明用以取得参考结构配准的一例示方法600的流程图。
图7显示一例示显示器上，数个超声波图像迭置于撷取自一CT体积图像的一切片图像上。
图8显示一例示显示器上，经滤波处理的数个超声波图像迭置于撷取自一经处理的CT体积图像的一切片图像上。
图9是以对应表为基础的一例示***的方块图，该***用以计算一多维相关面。
图10是说明用以实施一种判定手术部位中探针位置的方法的一计算机程序产品的方块图，都根据本发明至少一些具体实施例配置。
具体实施方式
以下将参照说明书附图予以详细说明。除非文中另有说明，否则附图中类似符号通常代表类似组件。以下描述的具体实施例、附图与权利要求作为说明之用而非限制本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，可使用其他具体实施例并做出其他更动。应了解，此处概述及图示说明的本发明各方面可配置、组合与设计成各种不同型态，该等型态仍属本发明所保护的技术范畴。
本发明是特别针对在手术操作期间判定一手术部位中一探针位置的相关方法、装置与***。在本说明书中，“三维图像”与“体积图像”可互换使用。
图1是根据本发明一具体实施例的一种手术导引定位***100的配置方块图。手术导引定位***100主要包含一全局信息装置102、一区域信息装置104、一运算装置106、一监控装置110以及一操作装置108。
全局信息装置102可在手术操作开始前搜集待手术部位(例如，脑部)的整体信息。在一些具体实施例中，可通过计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)、核磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)、表面扫描、X射线(X-ray)扫描、超声波扫描等方式取得该整体信息。通过此待手术部位的整体信息(例如，脑部的颅内解剖结构(IntracranialAnatomy)、目标或病变的位置(Lesion Location)或是表面位置的目标等)，外科医生可在手术操作开始前规划一手术路径。
区域信息装置104的一具体实施例包含一探针112，探针112具有至少一传感器114直接设置其上。
外科医生也可通过操作装置108控制探针112。操作装置108的一具体实施例可包含一机械手臂116，外科医生可通过机械手臂116来控制探针112。
手术操作期间，设置在探针112上的一或多个传感器114是用以获得探针112附近的区域数据。所搜集到的区域数据与全局信息装置102获得的全局数据可由运算装置106处理。
在一具体实施例中，运算装置106能参照全局数据判定探针112在手术部位中的位置数据。全局数据是在手术操作开始前获得，而区域数据是在手术操作期间获得。其他相关细节将于后续段落提供。
监控装置110的一具体实施例包含一显示设备118以及一警示装置120。显示设备118能根据手术操作开始前全局信息装置102搜集到的前述整体信息显示一3D图像。手术操作期间，显示设备118能根据运算装置106算出的位置数据显示迭置于该3D图像上的探针112实时位置。在此具体实施例中，外科医生可得知探针112相对于该3D图像的实时位置并对应地调整手术操作。
当血管或重要区域在附近、探针112位于目标位置或危险位置或探针112偏离预定的手术路径时，警示装置120的一具体实施例能向外科医生传送实时警示。
图2是根据本发明一具体实施例的探针(如图1的探针112)上一或多个传感器的例示配置图。探针112的一具体实施例可配置成一鞘体，一手术装置202由该鞘体所包覆且可移动于其中。手术装置202的例子可包含但不限于切片检查针(Biopsy Needle)、活组织切片检查用钳(Biopsy Forceps)、钳(Clamp)、雷射光纤(Laser Fiber)、脑压监控导管(BrainPressure Monitor Catheter)和其他装置。
探针112包含一或多个传感器204。传感器204的一个例子为具有可变检测范围的超声波换能器。在一具体实施例中，探针112可包含八个传感器204，呈每圆周45度间隔设置于探针112周边。每一传感器204可用以在包含探针112的平面(如w轴)搜集并产生一二维(2D)图像206。在一具体实施例中，探针112所搜集并产生的数据与一坐标***相关联(如u，v，w，其中w轴对准探针112的轴)。
在一具体实施例中，超声波换能器用以将超声波的脉冲发送到位于换能器的超声波范围内的组织和/或解剖部位。超声波碰到组织和/或解剖部位会反射弹回，不同类型的组织和/或解剖部位反射音波程度各异。反射波会被记录并显示为2D图像206。由于与骨骼相关的信号强度一般而言比与脑部软组织相关的信号强度强，因此为避免骨骼信号压过组织信号，可调整超声波范围，使产生的超声波图像揭示更多脑部软组织相关信息，脑部软组织可包含手术操作中的目标组织与其他重要组织。
图3是进行手术操作前病患头部的一例示三维(3D)图像300。为说明的目的，假定3D图像300为一CT图像。手术前，外科医生会指示提供3D图像300，因此可以就相对于脑部其他组织或结构的目标区域位置进行初次评估，并规划手术路径。3D图像300包含数个体素，每个体素代表三D空间中一网格上的一数值。在此图中，体素被显示为具有一原点302的可辨识立方体。
在一具体实施例中，3D图像300与一坐标***(如x，y，z)相关联。举例来说，原点302坐标为(0，0，0)时，便可获得相同坐标***中3D图像300(如X1，Y1，Z1)的一体素304的坐标。
为了决定图1与图2的探针112所撷取与产生、在一坐标***(如u，v，w)中的2D图像数据放在图3所示、在另一坐标***(如x，y，z)的3D图像数据中何处较合适，一种方法是从该3D图像数据中撷取一2D图像，并将所撷取的2D图像与探针112所产生的2D图像作比较。图4是说明根据本发明一具体实施例的从一体积图像中撷取一二维图像的简化方块图。具有一原点402的一2D图像400可对应图2的2D图像206。具有一原点406的一体积图像404可分别对应图3的3D图像300与原点302。
如前所述，由于2D图像400对应图1与图2的探针112在手术操作期间在手术部位(如脑部)特定位置和方向所拍摄与产生的2D图像，且体积图像404对应手术操作开始前相同手术部位的3D图像，因此探针112搜集并产生2D图像400的位置和方向与标识体积图像404中用以撷取一2D图像408的一适当点有关。为简化的目的，假定原点402被判定为映射至体积图像404中一原点410。在一具体实施例中，如图4所示，2D图像400的尺寸和/或光栅扫描顺序可用来撷取2D图像408。举例来说，体积图像404中体素位置的定位方式使其对应2D图像400的光栅扫描。在其他具体实施例中，可通过内插至体素所表示的数据点之间的中间点进行更正，因为所撷取的2D图像408的像素一般而言不会完全对齐体积图像404的体素。
利用所撷取的2D图像408，可对2D图像400与2D图像408进行比较来判定两者间是否高度相关。若为高度相关，则2D图像400与2D图像408之间的映射足够准确的可信度较高。若映射足够准确，则进行手术操作时，外科医生能基于体积图像404来评估探针112附近的数据，其可能是沿着预定的手术路径的数据。因此，在手术操作期间，可预估组织平移、旋转偏移以及剪力变形等手术部位的局部变形，并将之纳入考虑。
尽管2D图像400与所撷取的2D图像408被显示为类方形，但是本领域技术人员应了解这些图像可为实际可行的任何形状(如图2所示的扇片)。
图5是说明根据本发明一具体实施例的在手术操作期间判定一探针位置的一例示方法500的流程图。过程500可包含可以硬件、软件和/或固件执行的一或多个操作、功能或动作，如方块510、520、530、540、550和/或560所示。该等方块并非用以限制所描述的具体实施例。例如，本领域技术人员明白，本说明书所公开的方法及其他过程和方法，其中执行的功能可依不同次序执行。此外，列出的步骤与操作仅为例示，在不影响所公开具体实施例要点的前提下，其中一些步骤与操作可视需要而选择、合并成较少的步骤与操作或扩增为额外的步骤与操作。尽管图中方块是依序说明，但是这些方块还可并行执行和/或以不同于图中顺序的次序执行。
方法500的进行可始自方块510：“接收手术操作前手术部位的三维图像”。例如，手术操作前，可使用一些医疗图像技术拍摄病患症状的相片，由此拟订手术计划。假定手术部位是病患脑部。外科医生可指示对脑部进行计算机断层扫描。结合图1与图2，运算装置106可从全局信息装置102(如计算机断层扫描仪)接收病患脑部3D体积图像。除了脑部软组织外，3D体积图像还可包含表示参考结构(例如但不限于病患的颅骨或连接至颅骨的基底板)的体素。
方块510后接着是方块520：“接收手术操作期间探针所产生的第一二维图像”。手术操作开始后，运算装置106可用以接收探针112所产生的一第一2D图像。如上所述，在一具体实施例中，设置于探针112上的传感器或超声波换能器可用以从探针112在脑部的位置与方向拍摄并产生2D图像。
方块520后接着是方块530：“取得参考结构的配准(registration)”。取得配准广义来说是指确定一坐标***中一组坐标至另一坐标***中另一组坐标的一对一映射，使两个坐标***中对应相同解剖部位的数据彼此映射。参考结构的例子包含但不限于骨骼与特定软组织。取得这些参考结构的配准涉及迭代过程，其中根据探针112的不同组姿态参数(如x，y，z、俯仰、偏摆、翻滚)及不同搜寻参数(如超声波范围)进行不同类型的搜寻。在一具体实施例中，配准取得操作的一输出项是3D体积图像的坐标***中一或多组容许的姿态参数。换句话说，取得参考结构配准之后，3D体积图像的坐标***中可映射至脑中探针112位置的该组可能坐标变得更明确。此配准取得过程的细节将于后续段落说明。
方块530后接着是方块540：“基于一组容许的探针姿态参数，从三维图像撷取第二二维图像”。如前所述并参照图4，利用体积图像的坐标***中的坐标，可撷取该第二2D图像(如2D图像408)。
方块540后接着是方块550：“计算第一与第二二维图像之间的相关性”。两个图像间具有高相关性表示，为探针112选择的姿态参数使两个坐标***间产生相当准确的映射，而外科医生可依赖所撷取的2D图像评估手术。
方块550后接着是方块560：“与历史相关性数据作比较以判定探针位置”。在一具体实施例中，保留先前算出的相关性分数中最佳的相关性分数及探针的相关姿态参数。若新算出的相关性分数更高(即两个图像更高度相关)，则保留新算出的相关性分数及相关姿态参数。
在一具体实施例中，为确保能获得算出的相关性分数中最佳者，可使用每一组容许的探针姿态参数来获得不同2D图像，并计算不同的相关性分数。再者，设置于探针112上的每一传感器，从不同方向拍摄并产生一不同的2D图像。将所有这些不同的2D图像与其个别对应的所撷取的2D图像作比较，且相关性分数可累计。此外，可施加一致性限制条件。一限制条件可允许探针持续沿着大体呈直线的路径移动。另一限制条件可允许探针绕着自身轴线旋转。
图6是说明根据本发明一具体实施例的取得参考结构配准的一例示方法600的流程图。过程600可包含可以硬件、软件及/或固件执行的一或多个操作、功能或动作，如方块610、620、630和/或640所示。这些方块并非用以限制所描述的具体实施例。举例来说，本领域技术人员明白，就本说明书所公开的方法与其他过程和方法，其中执行的功能可依不同次序执行。此外，列出的步骤与操作仅为例示，在不影响所公开具体实施例要点的前提下，其中一些步骤与操作可视需要而选择、合并成较少的步骤与操作或扩增为额外的步骤与操作。尽管图中方块是依序说明，这些方块还可并行执行和/或以不同于图中顺序的次序执行。
方法600的进行可始自方块610：“设定探针姿态参数和搜寻参数”。在一具体实施例中，可根据术前预先规划和/或机械限制条件(如相对于连接至病患颅骨的基底板)设定初始探针姿态参数。一组初始搜寻参数可包含但不限于搜寻间隔、每一姿态参数的增量大小、超声波范围界限及其他。
方块610后接着方块620：“在第一二维图像中搜寻参考结构”。在一具体实施例中，初始超声波范围界限设定得较大，因此可在该第一2D图像(探针所拍摄/产生的2D图像，如图4的2D图像400)中进行更彻底地搜寻，进而标识参考结构。
方块620后接着方块630：“判断探针姿态参数是否使得能够取得所标识的参考结构”。换句话说，利用将探针姿态参数设为特定数值，将方法600迭代一次以判断该第一2D图像中所标识出的参考结构与该体积图像中相应的参考结构是否一致。若一致，则保留使该(等)参考结构配准的该组探针姿态参数。否则，可将探针姿态参数设成不同数值再执行一次方块630，以判断是否一致。
假定在方块630取得一参考结构(如骨骼)的配准。方块630后可接着进行方块640：“修改搜寻参数”。在一具体实施例中，作为搜寻参数之一的超声波范围界限可缩小，使探针112附近的软组织得以纳入考虑。还可使用不同的超声波范围界限，从而测量与探针112相距的不同距离。
在一具体实施例中，图1的运算装置106可用以执行方法500与方法600。为获得更有意义的结果，在执行前述某些操作之前，运算装置106可用以处理该3D体积图像、该第一2D图像和/或所撷取的第二2D图像。
在CT及超声波图像中，骨骼相关信号都比脑部软组织相关信号的强度强。在一具体实施例中，运算装置106可利用骨骼与脑部软组织之间的信号强度差异来区别该第一2D图像和所撷取的第二2D图像中表示颅骨的像素及表示脑部软组织的像素。仅计算上述两个2D图像中表示脑部软组织的像素间的相关性可使比较结果更有意义。
更具体来说，在一具体实施例中，撷取自体积图像的2D图像中表示骨骼的像素可被指定一第一数值，上述所撷取的图像中表示颅骨以外其他部份的像素可被指定一第二数值。如果一像素值更接近该第一数值而不是该第二数值，则很可能此像素所表示的部份接近颅骨但远离脑部软组织。此外，可将一屏蔽应用在所撷取的2D图像以选取被指定的数值低于一阈值的像素，进而抑制与颅骨相关的强信号。
在一具体实施例中，运算装置106可将一空间带通滤波器，例如高斯拉普拉斯(Laplacian of Gaussian，LOG)卷积，应用至该第一2D图像，以在计算该第一2D图像与所撷取的该第二2D图像间的相关性之前抑制较细致与较粗糙的纹理(如图5的方块550)。经滤波的2D图像，其正负波动的平均值大体为0。经LOG滤波的图像中，正负区域的边界是在原始图像中发生转换的地点。此外，正负区域可在转换区域之间置中且通常呈稳定状态。即使图像拍摄/产生机制明显不同，这些区域也可用来取得相同目标的不同图像间(例如超声波图像和CT体积图像或超声波图像和MRI体积图像)的配准。
在一具体实施例中，LOG卷积运算可应用于所撷取的该第二2D图像。或者，也可以在从该体积图像中撷取该第二2D图像之前，将LOG卷积运算应用于该体积图像。从经LOG处理的体积图像中撷取的一二维图像可能与经LOG处理的所撷取的该第二2D图像类似。
在一具体实施例中，韩森费尔德单位(Hounsfield Units)重映射法可应用于所撷取的该第二2D图像。韩森费尔德单位重映射法包含重映射韩森费尔德单位至不同数值范围，进而增加组织阻抗。举例来说，为与大脑灰质相关联的韩森费尔德单位范围指定的数值范围可大于与大脑白质相关联的韩森费尔德单位范围。
由于超声波图像通常会有明显的斑点噪声，在一具体实施例中，斑点噪声在进行后续处理之前就从超声波图像滤除。一例示滤波器在与超声波图像频率成比例的径向频率处具有零振幅。在另一具体实施例中，滤波器为频域滤波器。在另一具体实施例中，滤波器为径向频率坐标的辛格(sinc)函数：
在另一具体实施例中，选择刻度频率fs以在希望的径向频率处提供零振幅。
参照图5，由于探针位置在方块560确定，在一具体实施例中，该第一2D图像(如图4的2D图像400)与所撷取的该第二2D图像(如所撷取的2D图像408)可显示于显示设备118。图7显示根据本发明一具体实施例的一例示显示器上，超声波图像710与720迭置在撷取自一CT体积图像的一切片图像700上。此处的超声波图像710与720是从探针在脑中的特定位置拍摄及产生，该位置对应与该CT体积图像相关联的坐标***的一组坐标(如坐标(X0，Y0，Z0))。根据坐标(X0，Y0，Z0)，从该CT体积图像撷取切片图像700。
切片图像700显示包覆在颅骨703(阴影较浅的区域)中的软组织701(阴影较深的区域)、基底板705(垂直长条)以及此切片图像的探针轴707(穿过中央的白线)。区域725与730显示，切片图像700中表示颅骨703的像素所呈现的图像与超声波图像710中表示颅骨703的像素所呈现的图像大致相似。此大致相似表示，切片图像700中表示颅骨703的像素与超声波图像710中表示颅骨703的像素对应颅骨703的相同部位。由于颅骨解剖结构吻合，可确定相对于颅骨703的坐标(X0，Y0，Z0)的位置。
图8显示根据本发明一具体实施例的一例示显示器上，经滤波的超声波图像810与820迭置在撷取自一经处理的CT体积图像的一切片图像800上。尽管经滤波的超声波图像810与820是从图7的相同坐标(X0，Y0，Z0)拍摄，但是经滤波的超声波图像810与820的范围比超声波图像710与720的范围更有限，因此超声波图像810与820未包含颅骨且不具有图7显示的区域725与730。同时，在此图标中，通过遮蔽骨骼边界，CT体积图像的体素值已变更，以强调脑部软组织。因此，切片图像800仅包含表示脑部软组织的像素，未包含任何表示颅骨的像素。切片图像800中表示脑部软组织的像素可与超声波图像810与820中表示脑部软组织的像素作比较。同时，可计算切片图像800中表示脑部软组织的像素所呈现的图像及超声波图像810与820中表示脑部软组织的像素所呈现的图像之间的相关性。假定切片图像800及超声波图像810与820高度相关，切片图像800及超声波图像810与820间的差异会对应脑部软组织的移动。利用此判定的高可信度，外科医生能在手术操作中判断目标组织或其他重要组织是否移动，而在手术操作期间采取适当行动。
图9是根据本发明一具体实施例的以对应表为基础的一例示***900的方块图，***900用以计算一多维相关面。
数值N为相关像素的总数。N一般而言小于超声波图像中的像素数量。这是因为超出超声波探针设定范围的像素皆不使用，同样地还忽略比预定范围近的像素。
US屏蔽对照表包含用于比对相关性的像素的内存地址(自超声波图像的起始处偏移)的长度N的列表。此列表依循一光栅扫描顺序。此偏移输出还馈入用于选择体积图像中相关体素地址的扇形偏移表。
扇形偏移表为k＝k1*k2*k3个扇片偏移表的集合，其中：
k1为翻滚方向数量(对于半度分辨率，一般为720)
k2为相对于垂直头骨板的标称探针方向的偏摆方向数量(对于半度分辨率±10度的范围，一般为40)。
k3为相对于垂直头骨板的标称探针方向的俯仰方向数量(对于半度分辨率±10度的范围，一般为40)。
k个扇片表中的每一个具有偏移地址列表，该列表以光栅图样扫描过3D图像体积的一个扇片平面。此光栅扫描与超声波图像具有相同维度。因此，在操作过程中，“扇形选择”方框和“探针轴偏摆、俯仰与翻滚”方框提供输入项至“扇形偏移表”方框以选择k个扇片偏移表的其中一个。所选择的表接收来自US屏蔽对照表的输入项，并为3D体积图像输出一偏移地址。
此偏移地址与来自“探针轴xyz位置索引偏移”方框的一固定偏移地址加总此固定偏移对图像体积中的扇片进行转换。接着，加法器的输出被馈入体积图像内存，其中一数值被存取并输出至相关性乘法器
相关性乘法器接收来自超声波图像与体积图像的像素值，将这些数值相乘并将结果馈入一累加器。
左上方的步骤中，计数器模块计数0至N-1，使整个过程重复N次。计数结束时，最右边的累加器会包含扇形索引、翻滚、俯仰、偏摆、x，y，z等六个输入参数的相关性总和。通过递增扇形选择缓存器范围来计算全部八个扇片的综合相关性。
通过改变这六个参数以搜寻最佳相关性，此机制可用于找到图像体积中使先前记录的体积图像与实时超声波图像间最一致的探针姿态。
根据需要，***900可包含一骨罩体积图像，使骨骼区域排除在相关性计算之外。在一具体实施例中，骨罩体积图像包含指出CT/MRI LOG体积中对应体素是否为软组织或骨骼的体素。此骨罩体积与LOG体积并行存取，以判断是否允许将所存取的LOG体素提供至相关性总和。在一具体实施例中，利用适当的造影技术标识骨骼体素，从原CT/MRI体积图像取得屏蔽体积图像。这些体素值设为1.0而非骨骼体素设为0.0。接着，将一滤波器装置应用至以一和零标记的体积，因此骨骼附近标记为软组织的位置获得大于零小于一的数值。此外，越靠近骨骼的位置获得的数值越接近一。因此可使用一阈值来选择离最近的骨骼体素至少一特定距离的体素。
图10是说明根据本发明一具体实施例的用以实施一种判定手术部位中探针位置的方法的一计算机程序产品1000的方块图。计算机程序产品1000可包含一信号承载介质1002。信号承载介质1002可包含一或多组储存其上的可执行指令1004，当这些指令由例如图1的运算装置106执行时，可提供上述特征与操作。
在一些实施方式中，信号承载介质1002可包含一非瞬时计算机可读取介质1008，例如但不限于硬盘、光盘(CD)、数字光盘(DVD)、数字磁带、内存等。在一些实施方式中，信号承载介质1002可包含一可记录介质1010，例如但不限于内存、读/写(R/W)CDs、R/W DVDs等。在一些实施方式中，信号承载介质1002可包含一通信介质1006，例如但不限于数字和/或模拟通信介质(如光纤电缆、波导、有线通信线路、无线通信线路等)。
上文已通过方块图、流程图和/或示例详细说明装置及/或过程的各具体实施例。在这些方块图、流程图和/或示例范围内包含一或多个功能和/或操作，发明所属领域技术人员明白这些方块图、流程图或示例范围内的每一功能和/或操作可由种类甚多的硬件、软件、固件或其任何组合单独和/或共同地执行。在一些具体实施例中，本发明目标的几个部份可通过专用集成电路(ASICs)、现场可编程门阵列(FPGAs)、数字信号处理器(DSPs)或其他整合格式实施。然而，本领域技术人员了解，本说明书公开的具体实施例的某些方面的全部或部份同样可在集成电路中执行，如一或多个计算机程序在一或多个计算机上执行(例如一或多个程序在一或多个计算机***上执行)、如一或多个程序在一或多个处理器上执行(例如一或多个程序在一或多个微处理器上执行)、如固件或如其任何组合，而依本发明公开内容来设计电路和/或为软件和/或固件写程序代码属发明所属领域技艺。此外，本领域技术人员明白，本发明目标的机制能作为不同形式的程序产品而散布，并且不论实际执行散布的特定类型信号承载介质为何，本发明目标的例示具体实施例均适用。信号承载介质的示例包含但不限于下列项目：磁盘、硬盘、光盘(CD)、数字光盘(DVD)、数字磁带、计算机内存等可记录型介质；以及传输型介质，例如数字及/或模拟通信介质(例如光纤电缆、波导、有线通信线路、无线通信线路等)。
应明白本发明各具体实施例作为说明之用，在不脱离本发明范围与精神下可进行各种改变。因此，本说明书所描述的各具体实施例并非用以限制本发明，本发明的真实范围与精神揭示于所附权利要求中。

Claims (24)

1.一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针的一位置的方法，包含：
接收该探针进入该手术部位前所产生的该手术部位的一三维图像，其中该三维图像与一第一坐标***相关联；
接收该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像，其中该第一二维图像与一第二坐标***相关联；
基于该第一二维图像，取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数；
基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像撷取一第二二维图像；以及
计算该第一二维图像与所撷取的该第二二维图像之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中取得配准的步骤包含：
设定一第一组探针姿态参数和一第一组搜寻参数；
基于该第一组探针姿态参数和该第一组搜寻参数，搜寻该第一二维图像中该复数个参考结构中的一第一参考结构；以及
判定该第一组探针姿态参数是否使该第一二维图像所描绘的该复数个参考结构中的该第一参考结构与该三维图像所描绘的该复数个参考结构中的该第一参考结构能被判定为一致。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包含设定一第二组搜寻参数，用以搜寻该第一二维图像中该复数个参考结构中的一第二参考结构。
4.如权利要求1所述的方法，其中计算该相关性的步骤包含：
从该第一二维图像选择表示组织的一第一组像素；
从所撷取的该第二二维图像选择表示组织的一第二组像素；以及
基于该第一组像素与该第二组像素，计算该相关性。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含在计算该相关性之前，将一空间带通滤波器应用至该第一二维图像。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包含在计算该相关性之前，将一空间带通滤波器应用至所撷取的该第二二维图像。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包含在撷取该第二二维图像之前，将一空间带通滤波器应用至该三维图像。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包含在计算该相关性之前，滤除该第一二维图像中的斑点噪声。
9.如权利要求1所述的方法，其中该探针被限定在该手术部位中线性移动。
10.如权利要求1所述的方法，其中该探针被限定在该手术部位中绕着自身轴线旋转。
11.一非瞬时机器可读取介质包含用于一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针的一位置的方法的一组可执行指令，当该组指令由一运算装置执行时，使该运算装置：
接收该探针进入该手术部位前所产生的该手术部位的一三维图像，其中该三维图像与一第一坐标***相关联；
接收该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像，其中该第一二维图像与一第二坐标***相关联；
基于该第一二维图像，取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数；
基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像撷取一第二二维图像；以及
计算该第一二维图像与所撷取的该第二二维图像之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
12.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，其中取得配准的步骤包含：
设定一第一组探针姿态参数和一第一组搜寻参数；
基于该第一组探针姿态参数和该第一组搜寻参数，搜寻该第一二维图像中该复数个参考结构中的一第一参考结构；以及
判定该第一组探针姿态参数是否使该第一二维图像所描绘的该复数个参考结构中的该第一参考结构与该三维图像所描绘的该复数个参考结构中的该第一参考结构能被判定为一致。
13.如权利要求12所述的非瞬时机器可读取介质，进一步包含一组可执行指令，当该组指令由该运算装置执行时，使该运算装置设定一第二组搜寻参数，用以搜寻该第一二维图像中该复数个参考结构中一第二参考结构。
14.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，其中计算该相关性的步骤包含：
从该第一二维图像选择表示组织的一第一组像素；
从所撷取的该第二二维图像选择表示组织的一第二组像素；以及
基于该第一组像素与该第二组像素，计算该相关性。
15.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，进一步包含一组可执行指令，当该组指令由该运算装置执行时，使该运算装置在计算该相关性之前，将一空间带通滤波器应用至该第一二维图像。
16.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，进一步包含一组可执行指令，当该组指令由该运算装置执行时，使该运算装置在计算该相关性之前，将一空间带通滤波器应用至所撷取的该第二二维图像。
17.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，进一步包含一组可执行指令，当该组指令由该运算装置执行时，使该运算装置在撷取该第二二维图像之前，将一空间带通滤波器应用至该三维图像。
18.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，进一步包含一组可执行指令，当该组指令由该运算装置执行时，使该运算装置在计算该相关性之前，滤除该第一二维图像中的斑点噪声。
19.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，其中该探针被限定在手术部位中线性移动。
20.如权利要求11所述的非瞬时机器可读取介质，其中该探针被限定在手术部位中绕着自身轴线旋转。
21.一种以复数个参考结构判定一手术部位中一探针的一位置的***，包含：
一处理器；
一第一对应表与一第二对应表；以及
一内存，其包含一组可执行指令，当该组指令由该处理器执行时，使该处理器：
根据手术操作期间该探针从该手术部位中一位置产生的一第一二维图像以及手术操作前该手术部位的一三维图像取得该复数个参考结构的配准，进而获得一组容许的探针姿态参数，其中该三维图像与一第一坐标***相关联，而该第一二维图像与一第二坐标***相关联；
基于该组容许的探针姿态参数，从该三维图像中撷取一第二二维图像；
利用该第一对应表，从该第一二维图像选出一第一组像素；
利用该第一对应表与该第二对应表并基于该组容许的探针姿态参数中一参数，从所撷取的该第二二维图像选出一第二组像素；以及
计算该第一组像素与该第二组像素之间的相关性，进而将该第二坐标***所表示的该探针的该位置映射至有关该三维图像的该第一坐标***所表示的一位置。
22.如权利要求21所述的***，其中该内存包含额外的可执行指令，当该指令由该处理器执行时，使该处理器在计算该相关性之前，排除该第二组像素中表示骨骼的像素。
23.如权利要求21所述的***，其中该第一对应表包含该第一组像素的内存地址的一列表，该列表遵循一光栅扫描顺序。
24.如权利要求21所述的***，其中该组容许的探针姿态参数中至少一些参数被输入至该第二对应表。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112206063A (zh) * 2020-09-01 2021-01-12 广东工业大学 一种多模态多角度牙科种植体配准方法
CN116725679A (zh) * 2022-08-12 2023-09-12 北京和华瑞博医疗科技有限公司 配准点确定以及配准方法、装置、设备、介质和程序产品

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3188662A4 (en) * 2014-09-05 2018-05-23 Procept Biorobotics Corporation Physician controlled tissue resection integrated with treatment mapping of target organ images
CN106794044B (zh) * 2015-06-05 2019-09-27 钛隼生物科技股份有限公司 术中追踪方法
EP3306572A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-11 Schneider Electric Industries SAS Method for 3d mapping of 2d point of interest
US11497478B2 (en) * 2018-05-21 2022-11-15 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Tuned medical ultrasound imaging
KR102146719B1 (ko) * 2018-12-27 2020-08-24 주식회사 홀로웍스 가상현실 기반의 정형외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템
KR102143784B1 (ko) * 2018-12-27 2020-08-12 가톨릭대학교 산학협력단 가상현실 기반 이비인후과 및 신경외과 시뮬레이터의 수술 평가 시스템
TWI766253B (zh) * 2019-03-19 2022-06-01 鈦隼生物科技股份有限公司 基於影像匹配決定手術路徑之方法與系統
TWI683286B (zh) * 2019-03-21 2020-01-21 上銀科技股份有限公司 醫療影像對位方法
TWI784754B (zh) * 2021-04-16 2022-11-21 威盛電子股份有限公司 電子裝置以及物件偵測方法
TWI785645B (zh) * 2021-06-11 2022-12-01 承鋆生醫股份有限公司 基於擴增實境的手術輔助方法
CN114041828B (zh) * 2022-01-13 2022-04-29 深圳瀚维智能医疗科技有限公司 超声扫查控制方法、机器人及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167295A (en) * 1991-01-28 2000-12-26 Radionics, Inc. Optical and computer graphic stereotactic localizer
US20080262338A1 (en) * 2007-04-23 2008-10-23 Medtronic Navigation, Inc Method and apparatus for electromagnetic navigation of a magnetic stimulation probe
CN103040525A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 深圳先进技术研究院 一种多模医学影像手术导航方法及***
CN103230304A (zh) * 2013-05-17 2013-08-07 深圳先进技术研究院 手术导航***及其方法
CN103284792A (zh) * 2012-03-03 2013-09-11 中国医药大学 手术影像导引定位装置及其***

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4088104B2 (ja) * 2002-06-12 2008-05-21 株式会社東芝 超音波診断装置
US7570791B2 (en) * 2003-04-25 2009-08-04 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for performing 2D to 3D registration
WO2004098414A1 (ja) * 2003-05-08 2004-11-18 Hitachi Medical Corporation 超音波診断におけるリファレンス像表示方法及び超音波診断装置
JP2007531553A (ja) 2003-10-21 2007-11-08 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニヴァーシティ 術中ターゲティングのシステムおよび方法
AU2006201646B2 (en) 2005-04-26 2011-01-06 Biosense Webster, Inc. Display of catheter tip with beam direction for ultrasound system
US10143398B2 (en) 2005-04-26 2018-12-04 Biosense Webster, Inc. Registration of ultrasound data with pre-acquired image
US8303505B2 (en) * 2005-12-02 2012-11-06 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Methods and apparatuses for image guided medical procedures
US8126239B2 (en) * 2006-10-20 2012-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Registering 2D and 3D data using 3D ultrasound data
US8150494B2 (en) 2007-03-29 2012-04-03 Medtronic Navigation, Inc. Apparatus for registering a physical space to image space
JP4934513B2 (ja) * 2007-06-08 2012-05-16 株式会社日立メディコ 超音波撮像装置
JP5049728B2 (ja) 2007-10-12 2012-10-17 株式会社日立メディコ 超音波内視鏡、超音波診断装置、及び超音波内視鏡における位置センサ固定方法
JP5486182B2 (ja) * 2008-12-05 2014-05-07 キヤノン株式会社 情報処理装置および情報処理方法
IT1400684B1 (it) * 2010-07-07 2013-06-28 Esaote Spa Metodo e dispositivo di imaging per il monitoraggio di un corpo in esame.
US8744211B2 (en) * 2011-08-31 2014-06-03 Analogic Corporation Multi-modality image acquisition
CA2851659A1 (en) * 2011-10-09 2013-04-18 Clear Guide Medical, Llc Interventional in-situ image guidance by fusing ultrasound and video
JP2013135738A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Hitachi Medical Corp 手術支援システム
US9375196B2 (en) * 2012-07-12 2016-06-28 Covidien Lp System and method for detecting critical structures using ultrasound
JP2014054362A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Toshiba Corp 超音波診断装置、画像処理装置及びプログラム
JP6109556B2 (ja) 2012-12-12 2017-04-05 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置及び画像処理プログラム
JP5706933B2 (ja) * 2013-07-31 2015-04-22 キヤノン株式会社 処理装置および処理方法、プログラム
WO2016019347A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 California Institute Of Technology Multi modality brain mapping system (mbms) using artificial intelligence and pattern recognition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167295A (en) * 1991-01-28 2000-12-26 Radionics, Inc. Optical and computer graphic stereotactic localizer
US20080262338A1 (en) * 2007-04-23 2008-10-23 Medtronic Navigation, Inc Method and apparatus for electromagnetic navigation of a magnetic stimulation probe
CN103284792A (zh) * 2012-03-03 2013-09-11 中国医药大学 手术影像导引定位装置及其***
CN103040525A (zh) * 2012-12-27 2013-04-17 深圳先进技术研究院 一种多模医学影像手术导航方法及***
CN103230304A (zh) * 2013-05-17 2013-08-07 深圳先进技术研究院 手术导航***及其方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112206063A (zh) * 2020-09-01 2021-01-12 广东工业大学 一种多模态多角度牙科种植体配准方法
CN116725679A (zh) * 2022-08-12 2023-09-12 北京和华瑞博医疗科技有限公司 配准点确定以及配准方法、装置、设备、介质和程序产品

Also Published As

Publication number Publication date
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