處理醫學影像的方法和裝置、及影像引導機器人手術系統制造方法及圖紙

通過將使用不同的醫學影像捕獲裝置捕獲的醫學影像映射到彼此來產生在其中將醫學影像對齊的合成影像。該合成影像可以在執行患者的診斷或機器人手術的同時用于影像引導。

【技術實現步驟摘要】

本公開的一個或多個實施例涉及用于處理醫學影像的方法和裝置、以及使用影像引導的機器人手術系統。
技術介紹
不同于人工完成的腹部手術，機器人手術允許外科醫生通過監視器的屏幕顯示查 看患者身體內部的將要動手術的部位，而不需要直接用肉眼查看將要動手術的部位。當外科醫生使用計算機斷層掃描(CT)影像、磁共振成像(MRI)影像、和超聲影像察看將要動手術的部位以后執行機器人手術的時候，存在的限制是機器人手術非常依賴外科醫生的經驗。即，因為CT影像、MRI影像、和超聲影像在手術之前取得，手術依賴于外科醫生的經驗。此外，已經施行在通過將腹腔鏡插入患者的身體以獲取將要動手術的部位的影像來觀看身體內的實際影像的同時執行機器人手術的方法。然而，因為利用諸如腹腔鏡的內窺鏡針對將要動手術的部位獲取的影像僅僅是患者的內部器官的表面的影像，所以當將要動手術的部位由于被任何器官遮蓋或處在任何器官之中而未被內窺鏡看到時，外科醫生難以察看將要動手術的部位的正確位置和形狀。
技術實現思路
本公開的一個或多個實施例提供用于處理醫學影像的方法和裝置、存儲用于在計算機或處理器中運行該方法的計算機可讀程序的計算機可讀記錄介質、以及基于處理的醫學影像使用影像引導的機器人手術系統。另外的方面部分地將在接下來的描述中闡明，并且部分地通過描述變得顯而易見，或者可以通過給出的實施例的實踐習得。根據一個或多個實施例，一種處理醫學影像的方法包括使用多個多模態醫學影像捕獲裝置針對預定器官獲取醫學影像；從每個醫學影像中提取包含在每個醫學影像中的預定器官的表面信息；通過使用提取的表面信息來映射醫學影像；以及基于映射結果產生在其中已經將醫學影像對齊的合成影像，并輸出或顯示合成的影像。根據另一實施例，提供一種存儲用于在計算機中運行該醫學影像處理方法的計算機可讀程序的計算機可讀記錄介質。根據一個或多個實施例，一種處理醫學影像的裝置包括影像獲取單元，用于使用多個多模態醫學影像捕獲裝置針對預定器官獲取醫學影像；表面信息提取器，用于從每個醫學影像中提取包含在每個醫學影像中的預定器官的表面信息；影像映射單元，用于通過使用提取的表面信息來映射醫學影像；以及合成影像產生器，用于基于映射結果產生在其中已經將醫學影像對齊的合成影像。根據一個或多個實施例，一種用于通過引導將要動手術的部位的影像、由手術機器人執行機器人手術的機器人手術系統包括內窺鏡裝置，用于捕獲將要檢查的身體中的預定器官的影像；非內窺鏡裝置，包括超聲裝置、計算機斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)裝置、和正電子發射斷層掃描(PET)裝置的至少一個，用于捕獲預定器官的醫學影像；醫學影像處理裝置，用于獲取使用多個多模態醫學影像捕獲裝置捕獲的醫學影像、從每個醫學影像中提取包含在每個醫學影像中的預定器官的表面信息、通過使用提取的表面信息來映射醫學影像、以及基于映射結果產生在其中已經將醫學影像對齊的合成影像；顯示裝置，用于顯示產生的合成影像；以及手術機器人，用于根據用戶輸入執行機器人手術。根據一個或多個實施例，一種處理醫學影像的方法包括使用第一醫學影像捕獲裝置獲取活體中的預定器官的第一影像數據，并使用不同于第一醫學影像捕獲裝置的第二醫學影像捕獲裝置獲取該預定器官的第二影像數據；從第一影像數據中提取該預定器官的第一表面信息，并從第二影像數據中提取該預定器官的第二表面信息；根據第一醫學影像 捕獲裝置和第二醫學影像捕獲裝置的相對位置信息將從第一表面信息獲得的第一位置與從第二表面信息獲得的第二位置匹配，其中第一位置對應于第二位置；以及基于匹配從第一位置信息和第二位置信息產生合成影像，并輸出或顯示合成影像。附圖說明通過下面結合附圖對實施例的描述，這些和/或其他方面將會變得清楚和更加容易理解，其中圖IA是根據本公開的實施例的機器人手術系統的框圖；圖IB是根據本公開的另一實施例的機器人手術系統的框圖；圖2是根據本公開的實施例的內窺鏡裝置和超聲裝置相對于膀胱的相對位置的概念圖；圖3是根據本公開的實施例的醫學影像處理裝置的框圖；圖4不出描述根據本公開的實施例的在第一提取器中產生第一表面模型以后提取第一表面信息的過程的影像；圖5示出描述根據本公開的實施例的在第二提取器中產生第二表面模型以后提取第二表面信息的過程的影像；圖6分開地示出圖IB的機器人手術系統中的內窺鏡裝置和超聲裝置的布置；圖7示出根據本公開的實施例的包括在用于在合成影像產生器中產生合成影像的二維超聲影像中的信息；圖8示出根據本公開的實施例的合成影像；圖9是示出根據本公開的實施例的處理醫學影像的方法的流程圖；圖10是示出圖9的醫學影像處理方法的詳細流程圖；圖11是示出根據本公開的實施例的提取第一表面信息的過程的流程圖；以及圖12是示出根據本公開的實施例的提取第二表面信息的過程的流程圖。具體實施方式現在將詳細參照實施例，其示例在附圖中示出，其中全部附圖中相似的引用數字指示相似的元素。在這點上，實施例可以具有不同的形式并且不應當被解讀為限于此處闡述的描述。因此，通過參照附圖僅如下闡述實施例以闡明本說明的方面。圖IA是示出根據本公開的實施例的機器人手術系統I的框圖。參照圖1A，機器人手術系統I例如可以包括第一醫學影像捕獲裝置11、第二醫學影像捕獲裝置21、醫學影像處理裝置30、手術機器人40、和顯示裝置50。圖IA和對應描述中，僅描述與當前實施例關聯的硬件組件以避免模糊當前實施例的方面。然而，本領域普通技術人員將理解，硬件組件僅僅被描述作為示例，而且可以在機器人手術系統I中進一步包括其他通用硬件組件。雖然在圖IA中機器人手術系統I被示出和描述為包括第一醫學影像捕獲裝置11和第二醫學影像捕獲裝置21作為醫學影像捕獲裝置，但是當前實施例不限于此，并且可以進一步包括一個或多個其他醫學影像捕獲裝置。有各種類型的醫學影像捕獲裝置，諸如內窺鏡裝置、超聲裝置、計算機斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)裝置、和正電子發射斷層掃描(PET)裝置。以下，除用于捕獲 內窺影像的醫學影像捕獲裝置之外的全部描述的醫學影像捕獲裝置被稱作非內窺鏡裝置。即，超聲裝置、CT裝置、MRI裝置、和PET裝置被描述為非內窺鏡裝置。以下，雖然為了描述方便并且作為示例將機器人手術系統I的第一醫學影像捕獲裝置11描述為諸如腹腔鏡裝置的內窺鏡裝置，并且將第二醫學影像捕獲裝置21描述為諸如經直腸超聲(TRUS)裝置的超聲裝置，但是當前實施例不限于此。即，第一醫學影像捕獲裝置11和第二醫學影像捕獲裝置21中的每一個可以是包括內窺鏡裝置、超聲裝置、CT裝置、MRI裝置、和PET裝置等的醫學影像捕獲裝置中的任何一個。圖IB是根據本公開的另一實施例的機器人手術系統100的框圖。參照圖1B，如上所述，機器人系統100例如可以包括內窺鏡裝置10、超聲裝置20、醫學影像處理裝置30、手術機器人40、和顯示裝置50。在圖IB以及圖IA中，僅描述與當前實施例關聯的硬件組件以避免模糊當前實施例的方面。機器人手術系統100是通過在患者的身體內做出的小孔插入手術機器人的手臂40并且通過控制手術機器人40的運動以對患者進行手術的系統。保持位于患者的身體外部的外科醫生控制手術機器人40的運動。當前，典型地使用美國Intuitive Surgical公司的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理醫學影像的方法，該方法包括：獲取使用多個不同的多模態醫學影像捕獲裝置針對預定器官捕獲的醫學影像；從每個醫學影像中提取包括在每個醫學影像中的預定器官的表面信息；使用提取的表面信息來映射每個醫學影像；以及基于映射結果產生在其中已經將醫學影像對齊的合成影像。

【技術特征摘要】
2011.08.02 KR 10-2011-00769931.一種處理醫學影像的方法，該方法包括 獲取使用多個不同的多模態醫學影像捕獲裝置針對預定器官捕獲的醫學影像； 從每個醫學影像中提取包括在每個醫學影像中的預定器官的表面信息； 使用提取的表面信息來映射每個醫學影像；以及 基于映射結果產生在其中已經將醫學影像對齊的合成影像。2.如權利要求I所述的方法，其中所述提取表面信息的步驟包括從每個醫學影像中提取指示預定器官的表面的位置和形狀的至少一個的信息。3.如權利要求I所述的方法，其中所述映射每個醫學影像的步驟包括通過使用提取的表面信息將醫學影像捕獲裝置的位置彼此匹配來映射每個醫學影像。4.如權利要求I所述的方法，進一步包括檢測醫學影像捕獲裝置的位置， 其中所述映射醫學影像的步驟包括 將提取的表面信息彼此比較；以及 基于比較結果將醫學影像捕獲裝置的位置彼此匹配，而且 所述映射醫學影像的步驟包括基于匹配結果映射醫學影像捕獲裝置。5.如權利要求4所述的方法，其中所述比較提取的表面信息的步驟包括針對預定器官的相同部位的表面將提取的表面信息彼此比較。6.如權利要求I所述的方法，其中所述多個多模態醫學影像捕獲裝置包括內窺鏡裝置和非內窺鏡裝置，非內窺鏡裝置包括超聲裝置、計算機斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)裝置、和正電子發射斷層掃描(PET)裝置的至少一個。7.如權利要求6所述的方法，其中所述產生的合成影像是其中同時以三維表示包括在由內窺鏡裝置捕獲的影像中的預定器官外部的組織及預定器官外部的組織的周邊的影像、和包括在由非內窺鏡裝置捕獲的影像中的預定器官內外的組織及預定器官內外的組織的周邊的影像的影像。8.如權利要求6所述的方法，其中所述提取表面信息的步驟包括 從由內窺鏡裝置捕獲的內窺影像中提取指示預定器官的表面的位置和形狀的至少一個的第一表面信息；以及 從由非內窺鏡裝置捕獲的非內窺影像提取指示預定器官的表面的位置和形狀的至少一個的第二表面信息。9.如權利要求8所述的方法，其中所述提取第一表面信息的步驟包括 獲取預定器官及其周邊的外部組織與內窺鏡裝置之間的距離信息； 通過使用獲取的距離信息產生與內窺影像對應的三維的第一表面模型；以及 從產生的三維的第一表面模型中提取第一表面信息。10.如權利要求8所述的方法，其中所述提取第二表面信息的步驟包括 從由非內窺鏡裝置捕獲的影像中獲取關于指示預定器官的表面的邊界的信息； 通過使用獲取的邊界信息產生與預定器官的表面對應的三維的第二表面模型；以及 從產生的三維的第二表面模型中提取第二表面信息。11.如權利要求10所述的方法，其中所述獲取關于邊界的信息的步驟包括通過將線檢測和邊緣檢測的至少一個應用于由非內窺鏡裝置捕獲的影像來獲取邊界。12.如權利要求I所述的方法，其中所述預定器官對應于將要由手術機器人動手術的部位或將要動手術的部位周圍或附近的器官。13.一種存儲用于運行如權利要求I所述的方法的計算機可讀程序的計算機可讀記錄介質。14.一種用于處理醫學影像的裝置，該裝置包括 影像獲取單元，用于獲取使用多個不同的多模態醫學影像捕獲裝置針對預定器官捕獲的醫學影像； 表面信息提取器，用于從每個醫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樸東烈，金錬淏，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：