CN111402144A - 生成运动补偿图像的医学成像设备，系统和方法和介质 - Google Patents
生成运动补偿图像的医学成像设备，系统和方法和介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111402144A CN111402144A CN202010002355.XA CN202010002355A CN111402144A CN 111402144 A CN111402144 A CN 111402144A CN 202010002355 A CN202010002355 A CN 202010002355A CN 111402144 A CN111402144 A CN 111402144A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motion
- robotic instrument
- data
- image
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 196
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 2
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 claims 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 22
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 19
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 5
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 5
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- 238000013276 bronchoscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 208000007123 Pulmonary Atelectasis Diseases 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000013152 interventional procedure Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0012—Biomedical image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/267—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the respiratory tract, e.g. laryngoscopes, bronchoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
- A61B6/035—Mechanical aspects of CT
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
- A61B6/5264—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise due to motion
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/246—Analysis of motion using feature-based methods, e.g. the tracking of corners or segments
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
- A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
- A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
- A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/486—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data
- A61B6/487—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data involving fluoroscopy
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
- G06T2207/10088—Magnetic resonance imaging [MRI]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10116—X-ray image
- G06T2207/10121—Fluoroscopy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Geometry (AREA)
- Robotics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及用于生成运动补偿图像(13)的医学成像设备(1)、系统(1、6)以及方法。本发明还涉及相应的方法以及其上存储有相应的计算机程序的计算机可读存储介质(8)。根据本发明，在可变形机器人仪器(6)与要成像的对象(4、5)接触的同时捕获并获取图像数据。数据处理装置(7)被配置为通过根据机器人仪器(6)的时间分辨的运动和/或几何数据来处理图像数据，和/或通过生成控制信号来控制机器人仪器(6)来抵消对象(4、5)的运动，由此补偿对象(4、5)的运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生成对象的运动补偿图像的医学成像设备和系统，并且涉及一种用于针对图像的运动补偿的方法以及相应的计算机可读存储介质。本发明特别涉及医学成像应用和医学图像，但是也可以使用或应用于其他技术领域和应用中。
背景技术
如今，有许多不同的成像技术或成像模态(modality)用于获取或生成任何东西，从实时2D图像到从多个2D投影图像重建的3D图像、3D-CT数据集和3D磁共振成像数据集。即使至今这些成像技术或模态已经是建立了的现有技术，但仍在不断努力改善所得图像的图像质量。
不利地影响图像质量的一个问题是在获取各个图像数据期间被成像对象的运动。例如，在发表在Medical Physics(医疗物理)，36：2283-2296，doi：10.1118/1.3115691的文章“On-the-fly motion-compensated cone-beam CT using an a priori model of therespiratory motion(使用呼吸运动的先验模型进行动态运动补偿的锥形束CT)”中，SimonRit等人讨论了呼吸运动导致在缓慢旋转的扫描仪上获取的锥束CT图像中出现伪影的问题。其中有一个根据4D计划CT(4D planning CT)来估计的患者呼吸周期的先验运动模型。在获取期间，使用从锥束投影提取的呼吸信号，将模型与配准(registration)关联。然后，以优化的重建算法补偿估计的运动。即使在先验运动模型不准确的情况下，被补偿的运动也必须在整个获取时间内平均为零，以确保补偿会得到表示每个器官的平均位置的锥束CT图像。
发明内容
本发明的目的是在成像对象在图像数据获取期间易于运动的情况下实现改进的图像质量，而无需该对象的先验估计或完美规律的运动。该目的通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求以及说明书和附图中示出了具有本发明的适宜扩展的优选实施方式。
根据本发明的医学成像设备被适配于并配置用于生成对象的运动补偿图像，特别是医学图像。例如，该对象可以是患者或患者的一部分，例如器官或器官的一部分。该医学成像设备包括用于获取该对象的图像数据的数据获取装置，其中，当可变形机器人仪器与该对象接触时和/或布置在该对象的腔中或附近时捕获或捕获了所述图像数据。数据获取装置可以包括用于捕获图像数据的医学成像模态，例如X射线设备或磁共振成像设备(MRI)。在这种情况下，捕获图像数据可以意味着或包括通过检测器、传感器或测量或接收设备对编码或承载图像数据的信号进行的实际检测或测量。然后，获取图像数据可以是或包括例如在数据接口处取走或获取所捕获的图像数据，将其引导至数据处理设备，和/或将其存储在数据存储介质上，使得其可用于处理。
然而，数据获取装置同样可以仅包括数据处理设备，该数据处理设备被装备和配置用于例如从数据存储介质或通过数据接口获取捕获的图像数据。
根据本发明的医学成像设备还包括数据处理装置或数据处理设备，用于通过依据该机器人仪器的(特别是时间分辨的)运动和/或几何数据处理图像数据来补偿该对象的运动。在此，机器人仪器的运动和/或几何数据可以包括机器人仪器的姿态，该姿态可以由跟踪系统跟踪并由跟踪系统提供给数据处理装置，或者可以由数据获取装置从跟踪系统获取。鉴于机器人仪器与该对象是物理或机械接触或与该对象通信的，因此该对象在图像数据获取过程中的运动与机器人仪器的运动和/或几何数据相关或由机器人仪器的运动和/或几何数据给出，从而该对象在图像数据获取过程中的运动可以被补偿。
例如，所获取的图像数据可以是或者包括该对象的3D数据集或3D扫描，这根据所使用的医学成像设备或成像模态可能需要花费大量时间来捕获。在此期间，该对象可以移动并显著改变其位置或姿态，然后这也可以相应地或对应地影响机器人仪器的运动和/或姿态。
根据机器人仪器的运动和/或几何数据，可以确定该对象或其一部分的运动或运动场。然后，可以基于该运动场并且因此至少间接地基于该机器人设备的运动和/或几何数据，在从图像数据重建运动补偿图像的过程期间或作为重建过程的一部分补偿或校正该对象的运动。在此意义上的术语“运动场”是指在获取图像数据期间，作为空间和时间分辨的运动数据的该对象的部分或体积元素的移动或运动。该对象在获取期间的运动特别地可以是或包括该对象的平移和/或旋转部分和/或变形。该对象或其部分的变形特别地可以由于该对象与机器人仪器之间的相互作用或接触而发生。
机器人仪器可变形意味着它可以主动或被动地改变其形状。例如，机器人仪器可以是柔性的和/或铰接的，优选地具有多个关节。机器人仪器可以是主动变形的，这意味着它的形式，外形或几何形状可以通过一个或多个电动机或致动器主动地改变或控制。然而，机器人仪器也可以是被动变形的，这意味着它可以通过与机器人仪器物理或机械接触的该对象的运动而变形。这可以允许利用机器人仪器的运动和/或变形和/或作用于机器人仪器上的力或动量或压力来确定或测量该对象或其部分的运动，该力或动量或压力不同于或独立于机器人仪器本身的电动机或致动器施加的任何力或动量。
附加地或可替代地，数据处理装置被适配和配置为通过生成用于控制机器人仪器以抵消(例如最小化、阻碍或反对)该对象的运动来补偿该对象的运动。在此，该对象的该运动针对于相应的下一图像或待捕获的图像数据，例如下一投影图像、帧或图像数据集而被最小化或补偿。例如，可以从图像数据、附加的运动跟踪系统和/或机器人仪器的运动和/或几何数据，确定该对象相对于机器人仪器移动和/或变形或推机器人仪器。然后可以在与该对象运动相反的方向上控制或移动机器人仪器，从而使得该对象相对于医学成像设备或用于捕获图像的成像设备或模态的坐标系基本上保持固定。
也可以加固机器人以抵抗该对象在机器人仪器上施加的任何变形和/或运动或压力。然后，机器人仪器可以充当该对象的支撑物(brace)，例如来停止或防止肺部塌陷等。例如，如果机器人被加固以使其不再会由于该对象而变形，则机器人仪器仍可被移动并使该对象变形或推该对象。这可以抵消该对象的自然运动以使该对象基本上保持静止。它还可能引起该对象的运动，由于该对象的运动是从机器人仪器的运动来获悉或由机器人仪器的运动给出的并且由此可以在生成图像时将其考虑在内，因而该对象的运动接下来可以在生成的图像或重建的图像中被补偿。
数据处理装置或数据处理设备可以例如是或包括具有数据存储和与其连接的处理器的计算机。在数据存储上可以存储计算机程序或操作系统以用于数据处理装置和/或医学成像设备，该计算机程序或操作系统在由处理器执行时使数据处理装置或医学成像设备执行本文所述的步骤或动作。
使用机器人仪器作为校正或补偿该对象运动的基础，特别是还用于感测或检测确定该对象的运动的基础，具有可以生成运动补偿的图像并具有改进的图像质量的优点。特别地，这可以在没有或减少了对下述各项的需求的情况下实现：额外的追踪标记、向该对象的额外施加的造影剂、和/或该对象的连续高剂量成像。例如，使用本发明，即使通常没有高对比度的血管树可作为参考，也可以在支气管镜检查期间为患者的肺部生成运动补偿图像。这意味着，与传统方法相比，本发明可以在更多或不同的情况下和/或以对该对象减少的曝露或紧张下提供改进的图像质量。另外，可以使用较慢的3D成像设备来获取该对象的3D图像或3D扫描，而不会由于运动伪像或模糊而使图像或扫描不可用。实际上，本发明在机器人仪器和医学成像设备之间提供了有利的协同作用。
总之，通过在图像重建期间相应的计算，和/或通过在图像数据获取期间防止或最小化该对象的运动，机器人仪器的运动和/或几何数据和/或可控制性可以用作生成运动补偿图像的基础。
例如，可以从用于跟踪机器人仪器的跟踪系统的相应跟踪数据中获取运动和/或几何数据。跟踪系统可以例如是或包括电磁跟踪系统或设备。其他可能性如下所述。
用于实现本发明的优点的可能的工作流程可以包括：获取图像数据，确定机器人仪器的姿态或姿态变化，之后计算在机器人仪器附近或与机器人仪器接触的该对象或该对象的部分的运动场，并且接下来校正或补偿该运动用于获得运动补偿图像，该运动补偿图像将是基于所获取的图像数据和该运动场来生成。例如，可以使用建立的标准方法相对直接地自动执行使用该成像对象的运动场从3D扫描或3D数据集重建该对象的运动补偿3D图像，。无论如何，本发明确实提供了获取该运动场的有用方式。
在本发明的有利的扩展中，医学成像设备被配置为从控制机器人仪器的控制单元根据机器人仪器的位置传感器系统获取运动和/或几何数据。换句话说，机器人仪器或机器人仪器是其一部分的机器人系统本身提供运动和/或几何数据。这意味着不需要外部跟踪系统，这有利地降低了使用和应用本发明所需的复杂性和工作量。而且，由于例如可以避免外部跟踪系统的混淆或干扰或者与外部跟踪系统的混淆或干扰问题，因此本发明可以特别可靠地起作用。
另外，机器人仪器的传感器系统还可以提供力和/或动量数据，该力和/或动量数据指示施加到机器人仪器的力，动量和/或压力。这些量不能使用外部跟踪系统容易地测量，但是可以有利地允许对该对象的运动，特别是变形进行改进的建模、仿真或估计。机器人仪器的传感器系统可以例如包括用于一个或多个机器人仪器的零件、部分、致动器、关节和/或轴的一个或多个加速度计、光纤布拉格光栅、IMU(惯性测量单元)、应变传感器、力传感器、压力传感器、角度传感器和/或类似物。
机器人仪器的传感器系统、或者包括传感器系统或处理由传感器系统提供的传感器数据的机器人仪器的定位或导航系统还可包括机器人仪器本身的内部模型，以确定并跟踪机器人仪器的运动和/或几何数据，特别是姿态。例如，可以基于根据位置传感器系统的运动和/或几何数据自动测量和/或确定和跟踪机器人仪器的关节位置或关节的角度。
可以相对于机器人仪器的初始或开始姿态或参考姿态来测量或确定机器人仪器的运动和/或几何形状。还可以相对于机器人仪器的内部坐标系、相对于世界或周围空间固定的坐标系、和/或相对于用于捕获图像数据的医学成像设备和/或成像模态的坐标系来确定或跟踪它。如果在实施本发明时使用多于一个的这些坐标系，则可以在这些坐标系之间执行自动或半自动配准，以允许对机器人仪器的运动和/或几何数据以及和捕获的和获取的图像数据进行一致的处理和组合。
在本发明的另一有利的实施方式中，医学成像装置被配置成至少部分地根据所获取的图像数据来确定机器人仪器的运动和/或几何数据，优选地通过在图像数据中自动检测机器人仪器的轮廓和/或附接于机器人仪器的至少一个位置标记的姿态。这意味着，可以采取基于图像的方法来获取必要的机器人仪器的运动和/或几何数据，该数据对于执行运动补偿校正以获得该对象的生成的最终图像进行是必需的。该方法可以是特别有用并且易于实施的，因为首先，无论如何都要捕获图像数据，因此不需要额外的硬件或准备工作；其次，可以相对容易地构建机器人仪器，和/或调整或转换图像设备或模态以便可以在图像数据中可靠地检测到机器人仪器。例如，机器人仪器可以包含金属部件，该金属部件比例如在X射线成像下的该对象的软组织更容易检测和辨别。这意味着，基本上可以独立于机器人仪器位于患者的哪一部分中而通过图像数据可靠地识别和跟踪该机器人仪器。有利地，机器人仪器的这种基于图像的跟踪可以与用于获取本文描述的运动和/或几何数据的任何其他或所有其他可能性组合。这可以有利地导致运动和/或几何数据的整体准确性和/或可靠性的改善，并因此进一步改善图像质量。
在本发明的另一有利的扩展中，数据处理装置包含该对象的至少一部分的预定生物力学模型，并且被配置为提供机器人仪器的运动和/或几何数据和/或其随时间的变化作为生物力学模型的输入，并基于图像数据和根据生物力学模型的该对象的行为来生成运动补偿图像。生物力学模型可以建模或模拟或表征该对象的机械行为、其弹性、其流体动力学特性、其可压缩性、由于其内部结构、周围组织和/或连接带来的其可能的运动和/或可能的变形的限制等等。有利地，可以提前以基本上任意精度准备这样的生物力学模型。调整或转换生物力学模型可以有利地允许实时建模或模拟并因此补偿对象的运动，例如，通过限制参数的数量和/或分辨率以及在实时成像的情况下并非必不可少的情况下可达到的最佳图像的最大精度。
在简单的情况下，可以确定机器人仪器的平均运动或变形并将其应用于该对象。这意味着，在预定的感兴趣区域中的该对象或该对象的一部分可以被看作或视为基本上刚性的对象，该对象按照与机器人仪器相同的方式或方法移动。这可以有利地显著降低计算复杂度，因此即使在性能相对较低的计算硬件下也可以进行运动补偿。在更高级的应用中，可以将机器人仪器的运动和/或机器人仪器随时间的几何形状或外形的变化，特别是在预定的感兴趣的部分或区域中的该变化，可以外推到该对象的生物力学模型中，例如完整器官的模型。
例如，机器人仪器可以由于呼吸运动而移动和/或改变其几何形状。机器人仪器可以例如形成或遵循曲线，该曲线的曲率可以由于肺的呼吸运动而周期性地改变，该肺中布置有机器人仪器。并非仅仅根据机器人仪器的运动或几何形状的变化来假设该对象(即肺)的平移运动，而是可以通过将该运动和/或几何数据作为输入来驱动该对象的生物力学模型，从而根据所测量或检测到的机器人仪器的运动和/或几何形状上的变化来模拟肺的膨胀和收缩。这可以提供该对象运动的更精确的建模或模拟。
有利地，可以将该机器人对象的实际运动和/或几何数据用作该对象的实际运动的参考，这意味着不必做出关于该对象的运动的周期性或规律性的假设。例如，与从例如该对象的呼吸运动的术前测量外推得到的该对象的运动相比，使用机器人仪器的实际测量的运动和/或几何数据还可以为运动补偿提供更准确和可靠的基础。
在特别有利的扩展中，机器人仪器的运动和/或几何数据给生物力学模型，即，给该对象的运动，提供了多个支撑点。这意味着，沿机器人仪器的长度在机器人仪器的多个点处确定并跟踪了机器人仪器的运动和/或几何形状。这可以有利地允许准确地模拟该对象沿着弯曲部分或轮廓(例如器官边界)的运动。该对象的生物力学模型可以例如基于术前CT扫描和/或MRI扫描自动、半自动或手动生成。可替代地，生物力学模型基于从图像数据重建的图像。其中，可以使用或可以不使用根据现有技术已知的其他运动补偿方法。
在本发明的另一有利的扩展中，数据处理装置包含机器人仪器的预定刚度值或用于机器人仪器的预定刚度值，特别是针对该对象的至少一部分的预定刚度，并且该数据处理装置被配置成基于机器人仪器的运动和/或几何数据并用该刚度值作为参数，自动地估计该对象的至少一部分的变形。取决于机器人仪器的刚度，特别是相对于该对象周围部分的刚度，机器人仪器的具体变形和/或运动可以转化为该对象的不同量的运动和/或变形、或由其引起或与之相对应。因此，考虑到机器人仪器的刚度，最好是考虑到该对象的刚度，可以对该对象的实际运动和/或变形进行更精确的建模、模拟或确定，从而进一步提高运动补偿图像的质量和准确性。特别地，可以针对机器人仪器的不同部分空间分辨地提供机器人仪器的刚度，并且可以优选地根据例如机器人仪器的控制方案和/或形状和/或关节位置自动地和动态地更新。例如，机器人仪器的有效刚度可以取决于其当前的致动和/或几何形状。因此，作为在空间和时间分辨的数据提供机器人仪器的刚度值可以进一步提高所确定的该对象运动的准确性，并因此提高图像质量和运动补偿图像的准确性。
在本发明的另一有利的实施方式中，数据处理装置被配置为自动确定并考虑到补偿该对象的运动的一个空间区域，在该空间区域中，机器人仪器可以自由移动而不会与该对象直接物理接触。换句话说，确定了机器人仪器或其部分是否布置在该对象的空腔中或该对象的外部，并因此可以在不与该对象相互作用的情况下，即在不导致该对象移动或变形的情况下，进行移动和/或变形。这意味着，机器人仪器的任何运动数据和/或几何数据不必直接转换为该对象的相应运动。可以例如通过分割从图像数据自动或半自动确定空间或空腔的区域。
基于在该对象的术前3D图像基础上的术前计划，还可以预先确定机器人仪器可以在什么时间和/或何处移动而不接触该对象。认识到并考虑到机器人仪器的运动和/或几何形状并不总是直接对应于该对象的运动的这种可能性，可以有利地进一步改善该对象的该运动补偿的图像的图像质量。
还可能基于机器人仪器的传感器数据，例如机器人仪器的一个或多个压力或力传感器，来确定机器人仪器是自由移动还是与该对象接触。如果机器人仪器在压力传感器没有记录到与机器人仪器在空气中的参考压力相比增加或改变的压力的情况下移动，该压力传感器例如可以布置在机器人仪器的表面上，则可以确定至少该压力传感器或布置或安装有压力传感器的机器人仪器的相应部分当前未与该对象直接物理接触。换句话说，可以根据机器人仪器的传感器数据，特别是压力和/或力传感器数据来补偿该对象的运动，该数据指示机器人仪器是否与该对象机械接触。
在本发明的另一有利的实施方式中，数据处理装置被配置为优先补偿该对象的预定感兴趣区域中该对象的运动。换句话说，为了感兴趣的区域而补偿运动或在感兴趣的区域中补偿运动，而图像的其他部分被允许具有更多或更强的模糊或运动伪像，如果这些在整个图像中是无法避免的或补偿的。与传统方法相比，这可以有利地导致改进的诊断可能性和/或介入的成功，在传统方法中，运动补偿可能在整个图像上平均。感兴趣的预定区域可以例如作为给定区域、或检测到的病变或解剖异常周围的区域而被自动确定，和/或可以由医师或技术人员标记。
在本发明的另一有利的实施方式中，数据处理装置被配置为使得机器人仪器的尖端的运动和/或几何数据优先于机器人仪器其余部分的运动和/或几何数据。这意味着在运动补偿计算中可能会给机器人仪器的尖端的运动和位置或姿势分配更大或更重的权重。这导致在机器人仪器的尖端当前所在的相应区块或区域中或针对该相应区块或区域，最有效或最准确地补偿或校正了该运动。特别地，然后可以以特别高的图像质量重建紧密地或直接围绕机器人仪器的尖端的组织的图像。这可以有利地允许用户更准确地或精确地和可靠地导航机器人仪器的尖端，并因此可以改善介入的结果和/或使得更容易地获得成功的结果。本发明的这种扩展考虑到，由于机器人仪器的可变形性或灵活性，机器人仪器的不同零件或节段的不同运动可能导致用于该对象的简化模型的数据冲突，并解决了这些冲突。由于机器人仪器的尖端通常是在机器人仪器与该对象之间发生相互作用的地方，因此优先考虑机器人仪器的尖端的运动是有利的。
在本发明的另一有利的实施方式中，数据处理装置被配置为至少从作为该对象的图像数据而被捕获或已经被捕获的荧光透视图像以及从覆盖在该荧光透视图像上的覆盖图像生成运动补偿图像。然后，数据处理装置还被配置为基于机器人仪器的运动和/或几何数据自动地使覆盖图像与荧光透视图像的位置相适应。荧光透视图像和覆盖图像可以例如使用已知的2D/3D覆盖或叠加技术彼此重叠。覆盖图像可以例如是或包括术前的图像数据，例如原始图像和该对象的至少一部分的位置；计划数据，例如仪器路径，该对象的部分和/或机器人仪器的虚拟模型；和/或诸如此类。然后，基于机器人仪器的运动和/或几何数据，特别是时间分辨的数据，即使在该对象和/或机器人仪器的移动或运动过程中，也可以执行运动补偿，以使覆盖图像与实时荧光透视图像正确对齐。由于覆盖图像可以预先准备而荧光透视图像是实时图像，因此，在准备覆盖图像时该对象相对于其位置的运动会导致覆盖图像和荧光图像之间的未对准。由于可以基于机器人仪器的运动和/或几何数据来确定在荧光透视图像的捕获期间该对象的实际运动，因此不一定需要基于图像数据即透视图像本身来确定该对象的运动。这意味着，在荧光成像图像的获取或捕获中可以用减少量的造影剂和/或减少的帧率的来实现运动补偿，从而能够实现对该对象的减轻的压力或减少的有害影响。
本发明的另一方面是一种系统，该系统包括根据本发明的医学成像装置以及所述机器人仪器，其中，机器人仪器和/或控制机器人仪器的控制单元被配置为与医学成像装置接口，该接口用于将机器人仪器的运动和/或几何数据传输到医学成像设备。换句话说，根据本发明的系统的机器人仪器可以是结合根据本发明的医学成像设备而提及的机器人仪器。因此，根据本发明的系统可以具有或包括结合根据本发明的医学成像设备而提及的任何或所有特性和/或组件或部件。
本发明的另一方面是一种用于该对象的图像特别是医学图像的运动补偿的方法。该方法包括获取该对象的图像数据，其中，当可变形机器人仪器与该对象接触、和/或布置在该对象的腔中或附近时，捕获或已经捕获所述图像数据。根据本发明的方法还包括通过根据机器人仪器的运动和/或几何数据处理图像数据，和/或通过控制机器人仪器抵消该对象的运动来生成该对象的运动补偿图像。根据本发明的方法还可以作为进一步的-可能是可选的-处理步骤而包括结合本发明的其他方面、特别是结合根据本发明的医学成像设备和/或系统描述的任何步骤或动作。
根据本发明的医学成像设备和/或系统可以被配置为自动或半自动地执行根据本发明的方法。特别地，为此目的，根据本发明的方法或其相应的处理步骤可以由计算机实现。这意味着根据本发明的方法可以采取计算机程序或程序代码的形式，包括指令，这些指令在由根据本发明的系统和/或医学成像设备执行时使它们运行或执行根据本发明的方法。这样的计算机程序或程序代码本身就是本发明的另一方面。
本发明的另一方面是一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序包括指令，当这些指令由计算机执行时，特别是由根据本发明的数据处理装置或医学成像设备和/或系统执行时，使计算机执行根据本发明的方法。
根据本发明的医学成像设备和/或系统可以包括根据本发明的计算机可读存储介质以及相应的处理或处理设备，例如微芯片、微处理器或微控制器，用于执行存储在相应的计算机可读存储介质上的计算机程序或程序代码。
尽管可以在介入过程期间或与之并行地使用、应用或执行本发明，但是应理解，任何相应的外科手术步骤或过程均不作为本发明的一部分主张权利，并且本发明的主题仅扩展到不包括或不要求任何这样的外科手术步骤或程序。
本文针对本发明的至少一个方面描述的本发明的实施例和扩展，即至少针对医学成像设备、系统、方法或计算机程序以及计算机可读存储介质，以及相应的优点可以应用于本发明的任何和所有方面。
本发明的其他优点、特征和细节可从以下对本发明的优选实施例的描述以及与本发明有关的附图中得出。在说明书中先前提到的特征和特征组合以及在附图的以下描述中提及的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在分别指示的组合中使用，而且可以在不脱离本发明范围的情况下在其他组合中使用或者单独使用。
附图说明
图1是配置成生成对象的运动补偿图像的医学成像设备的示意图；和
图2是对象和柔性机器人仪器的示意图。
具体实施方式
以下描述的示例指的是本发明的优选实施例。其中，实施例的各个组件和处理步骤各自构成本发明的各个独立特征，这些特征可以彼此独立以及以未明确描述的组合进一步实施本发明。可以通过上面已经描述的特征、部件和/或步骤来进一步实施或补充所描述的实施例。
图1示意性地示出了用于捕获和获取该对象的图像数据的医学成像设备1。当前，成像设备1包括可旋转的C形臂，在其上安装有放射线源2和相应的检测器3。当前在放射线源2和检测器3之间布置有患者4，该患者4具有作为要成像的对象的患者4的肺5。成像设备1的C型臂当前被配置用于捕获肺5的3D数据集或3D扫描。然而，这可能花费大量时间，这与患者4或患者4的一部分，例如肺5，在例如在常规呼吸期间的移动或运动速度相比是不可忽略的。取决于成像设备1的具体模型，其可以例如是X射线设备、计算机断层摄影设备、MRI成像设备和/或诸如此类的多种不同类型或模型中的任何一种，捕获完整的3D数据集花费例如多达30秒。在许多情况下，患者4可能仅被轻度镇静和/或不能进行人工呼吸，这使得对呼吸运动的控制变得困难或不可能。即使在患者4在获取图像数据期间屏住呼吸的情况下，由于例如病人4的心跳，仍然可能发生患者4或其部分(例如，肺5)的运动或移动。
肺5可能是支气管镜检查或介入的对象。在此，通常无法获得对比的血管树作为基于图像的运动补偿的基础，就像针对患者4的肝脏或大脑的图像可能的一样。通常，由于患者4或其部分的运动或移动，在捕获的图像数据中可能发生患者4的解剖结构的模糊或运动伪影，特别是对于患者4的腹部或胸部图像。这可能妨碍或阻碍可靠和准确的诊断以及医疗仪器和/或治疗的导航。为了实现可靠、准确的诊断和对治疗或介入的支持，所期望的是在检查或介入期间患者4的2D或3D图像质量得到改善，特别是在减少模糊和运动伪影方面。
例如，在已经将医疗仪器应用于患者4或插入患者4的检查或介入期间，患者4的3D图像可能相对缓慢地被捕获或获取作为图像数据，以描绘当前的解剖情况，包括任何由医疗仪器在三个维度上引起的患者4的部分的位移或变形。
当前，描绘了一种情况，其中可变形的柔性机器人仪器6被部分地布置或引导到患者4的肺5中。在在图1中示出的情况之前，可能已经获取患者4，特别是肺5的术前3D数据集，用于检测和标记任何感兴趣的区域并用于计划介入或程序。从该术前3D数据集可以生成肺5的生物力学模型。
为了处理任何这样的图像数据和任何附加数据，如虚拟模型、计划的路径和/或诸如此类，成像设备1还包括数据处理单元或数据处理设备7，其又包括计算机可读的数据存储8以及与其连接的处理器9。数据处理设备7当前被配置为处理任何可用数据以生成相应对象的运动补偿图像13(也参见图2)，该对象在这种情况下是肺5。然后可以将运动补偿图像13显示在可以是成像设备1的一部分或与其连接的显示设备10上。
图2示意性地示出了运动补偿图像13的示例，当前示出了肺部5，其中机器人仪器6被部分地插入。肺5的病变11已经被识别为感兴趣区域，并且相应的计划仪器路径12被指示为覆盖图像。此处示出的机器人仪器6跟随仪器路径12，器械尖端14几乎已经到达病变11。在沿仪器路径12导航机器人仪器6时，机器人仪器6和/或肺部5由于两者之间的接触可能发生变形。
为了精确地执行运动补偿以生成运动补偿图像13，寻求了肺5的运动场，该运动场描述了在检查或介入期间捕获用于3D图像的图像数据时肺5的运动。
这里的基本思想是将机器人仪器6的内部位置传感器系统的时间分辨运动和/或几何数据转换为肺5的运动场。然后，基于此运动场，对3D图像进行运动补偿的重建，以防止或抑制运动伪影。该方法之所以有效，是因为肺5的运动由于它们的物理或机械接触也作用在机器人仪器6上，然后可以由机器人仪器6的传感器系统检测到。此外，如果机器人仪器6在与肺5机械接触的同时被主动移动、控制或致动时，机器人仪器6的运动或几何形状变化可以被传递或施加到肺5上。在这种情况下，机器人仪器6的实际运动或几何形状变化可以从机器人仪器6的内部传感器系统中已知和/或由发布给机器人仪器6的一个或多个电动机或致动器的相应控制命令或指令给出。
机器人仪器6可以例如是柔性的机器人可控导管或内窥镜，例如呈“蛇形机器人”的形式。优选地，机器人仪器6在图像数据中至少部分可见，例如X射线可见。为此，机器人仪器6可以包括一个或多个X射线可见标记或基准，以实现对机器人仪器6及其运动和/或几何形状或其变化的基于图像的检测和跟踪。机器人仪器6、其控制单元和/或数据处理设备7可以包含机器人仪器6的模型，作为控制和导航机器人仪器6并确定其姿势的基础。该模型可以是或可以包括用于机器人仪器6的离散或连续的变形模型或弯曲模型。机器人仪器6或其控制单元，特别是其内部位置传感器系统的坐标系统，可以使用许多已建立的和众所周知的配准方法配准到成像装置1的坐标系。
另外，如上所述，数据处理设备7可以被配置为考虑附加参数、边界条件和/或数据。
例如，可以针对器械尖端14周围的区域优先进行运动补偿，该区域当前包括病变11。
总之，所描述的示例示出了如何将柔性机器人或仪器的传感器数据用于运动补偿，例如用于CT图像和/或覆盖层以实现改善的图像质量。
Claims (12)
1.一种用于生成对象(4、5)的运动补偿图像(13)的医学成像设备(1)，包括：
-用于获取所述对象(4、5)的图像数据的数据获取装置(1、3、4、7)，其中在可变形机器人仪器(6)与所述对象(4、5)接触和/或布置在所述对象(4、5)的腔中的同时捕获所述图像数据，
–数据处理装置(7)，用于通过以下方式补偿所述对象(4、5)的运动：
–通过根据机器人仪器(6)的运动和/或几何数据处理图像数据，和/或
–通过产生用于控制机器人仪器(6)的控制信号来抵消所述对象(4、5)的运动。
2.根据权利要求1所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述医学成像设备(1)被配置为从控制机器人仪器(6)的控制单元来获取根据机器人仪器(6)的位置传感器系统的运动和/或几何数据。
3.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述医学成像设备(1)被配置为至少部分地根据所获取的图像数据确定所述机器人仪器(6)的运动和/或几何数据，优选地通过自动检测图像数据中机器人设备(6)的轮廓和/或附接在机器人设备(6)上的至少一个位置标记的姿态。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)包含所述对象(4、5)的至少一部分的预定义的生物力学模型，并且被配置为提供机器人仪器(6)的运动和/或几何数据和/或其随时间的变化作为生物力学模型的输入，并根据生物力学模型基于该图像数据和所述对象(4，5)的行为生成运动补偿图像(13)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)包含所述机器人仪器(6)的预定刚度值，特别是相对于所述对象(4、5)的至少一部分的预定义的刚度，并且被配置为基于机器人仪器(6)的运动和/或几何数据并以所述刚度值为参数来估计所述对象(4、5)的至少一部分的变形。
6.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)被配置为确定并考虑空间区域来补偿所述对象(4、5)的运动，在该空间区域中，所述机器人仪器(6)能够移动而不会直接与所述对象(4、5)物理接触。
7.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)被配置为优先补偿在所述对象(4、5)的预定的感兴趣区域(11)中的所述对象(4、5)的运动。
8.根据前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)被配置为使得所述机器人仪器(6)的尖端(14)的运动和/或几何数据优先于所述机器人仪器(6)其余部分的运动和/或几何数据。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像设备(1)，其特征在于，所述数据处理装置(7)被配置为至少从已被捕获作为所述对象(4、5)的图像数据的荧光透视图像以及覆盖在所述荧光透视图像上的覆盖图像(12)生成所述运动补偿图像(13)，并基于机器人仪器(6)的运动和/或几何数据自动地使覆盖图像(12)的位置与荧光透视图像相适应。
10.一种系统(1、6)，包括前述权利要求中任一项所述的医学成像设备(1)和所述机器人仪器(6)，其中，所述机器人仪器(6)和/或所述机器人仪器(6)的控制单元配置为与医学成像设备(1)接口，以将机器人仪器(6)的运动和/或几何数据传输到医学成像设备(1)。
11.一种图像运动补偿的方法，
–获取对象(4、5)的图像数据，其中已经在可变形机器人仪器(6)与所述对象(4、5)接触和/或布置在该对象(4、5)的腔中时捕获所述图像数据，
–通过以下方式生成所述对象(4、5)的运动补偿图像(13)，
-通过根据机器人仪器(6)的运动和/或几何数据处理图像数据，和/或
-通过控制机器人仪器(6)来抵消所述对象(4、5)的运动。
12.一种其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质(8)，所述计算机程序包括指令，当所述指令由计算机(7、9)执行时，使所述计算机(7、9)执行权利要求11所述的方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19150243.4 | 2019-01-03 | ||
| EP19150243.4A EP3677186A1 (en) | 2019-01-03 | 2019-01-03 | Medical imaging device, system, and method for generating a motion-compensated image, and corresponding storage medium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111402144A true CN111402144A (zh) | 2020-07-10 |
| CN111402144B CN111402144B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=65228321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010002355.XA Active CN111402144B (zh) | 2019-01-03 | 2020-01-02 | 生成运动补偿图像的医学成像设备，系统和方法和介质 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11436721B2 (zh) |
| EP (1) | EP3677186A1 (zh) |
| JP (1) | JP7012695B2 (zh) |
| CN (1) | CN111402144B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115474951A (zh) * | 2021-05-31 | 2022-12-16 | 西门子医疗有限公司 | 用于控制对象的医学成像检查的方法、医学成像系统和计算机可读数据存储介质 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11642182B2 (en) * | 2016-09-27 | 2023-05-09 | Brainlab Ag | Efficient positioning of a mechatronic arm |
| DE102019201227A1 (de) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Bildgebendes Gerät und Verfahren zum Erzeugen eines bewegungskompensierten Bildes oder Videos, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Speichermedium |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050171420A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and medical imaging system for compensating for patient motion |
| US20090080737A1 (en) * | 2007-09-25 | 2009-03-26 | General Electric Company | System and Method for Use of Fluoroscope and Computed Tomography Registration for Sinuplasty Navigation |
| US20100202585A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray image diagnosis apparatus and x-ray image processing method |
| DE102011083647A1 (de) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren, Rechensystem und CT-System zur Erzeugung eines bewegungskompensierten CT-Bilddatensatzes eines sich teilweise und zyklisch bewegenden Untersuchungsobjektes |
| US20140120493A1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-01 | Align Technology, Inc. | Motion compensation in a three dimensional scan |
| CN104482877A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-01 | 深圳大学 | 动态物体三维成像中的运动补偿方法与系统 |
| CN104799933A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-29 | 清华大学 | 一种用于骨外科定位引导的手术机器人运动补偿方法 |
| JP2016537110A (ja) * | 2013-11-20 | 2016-12-01 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | Ｘ線イメージングにおけるナビゲーションのための医療画像表示装置、医療イメージングシステム及び改善されたｘ線画像ナビゲーション情報を提供するための方法 |
| CN109008972A (zh) * | 2013-02-01 | 2018-12-18 | 凯内蒂科尔股份有限公司 | 生物医学成像中的实时适应性运动补偿的运动追踪系统 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8517923B2 (en) | 2000-04-03 | 2013-08-27 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities |
| DE102004004603A1 (de) * | 2004-01-29 | 2005-08-18 | Siemens Ag | Verfahren und Bildgebungseinrichtung zur Kompensation von Patientenbewegungen bei Serienaufnahmen in der medizinischen Bildgebung auf Basis eines 3D-Bilddatensatzes |
| EP2023812B1 (en) * | 2006-05-19 | 2016-01-27 | The Queen's Medical Center | Motion tracking system for real time adaptive imaging and spectroscopy |
| US9826942B2 (en) * | 2009-11-25 | 2017-11-28 | Dental Imaging Technologies Corporation | Correcting and reconstructing x-ray images using patient motion vectors extracted from marker positions in x-ray images |
| US8204172B1 (en) * | 2010-03-17 | 2012-06-19 | General Electric Company | System and method of prior image constrained image reconstruction using short scan image data and objective function minimization |
| JP5670145B2 (ja) | 2010-10-14 | 2015-02-18 | 株式会社東芝 | 医用画像処理装置及び制御プログラム |
| US8532738B2 (en) | 2010-11-04 | 2013-09-10 | Biosense Webster (Israel), Ltd. | Visualization of catheter-tissue contact by map distortion |
| US10799298B2 (en) * | 2012-06-21 | 2020-10-13 | Globus Medical Inc. | Robotic fluoroscopic navigation |
| US20150310586A1 (en) | 2012-12-10 | 2015-10-29 | Koninklijke Philips N.V. | Digital Ruler and Reticule for Renal Denervation |
| DE102013202313A1 (de) | 2013-02-13 | 2014-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Bewegungsartefakten bei einem computertomographischen Bild |
| GB201403772D0 (en) | 2014-03-04 | 2014-04-16 | Ucl Business Plc | Apparatus and method for generating and using a subject-specific statistical motion model |
| US10105117B2 (en) | 2015-02-13 | 2018-10-23 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Compensation for heart movement using coronary sinus catheter images |
| JP6835850B2 (ja) * | 2015-12-29 | 2021-02-24 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 手術ロボットの制御のためのシステム、制御ユニット、及び方法 |
| US10478148B2 (en) * | 2016-02-19 | 2019-11-19 | The Johns Hopkins University | Self-calibrating projection geometry for volumetric image reconstruction |
| EP3626173B1 (de) * | 2018-09-19 | 2021-05-05 | Siemens Healthcare GmbH | Verfahren zur bewegungskorrektur eines rekonstruierten drei-dimensionalen bilddatensatzes, biplan-röntgeneinrichtung, computerprogramm und elektronisch lesbarer datenträger |
| EP3628225B1 (de) | 2018-09-26 | 2021-03-31 | Siemens Healthcare GmbH | Verfahren zur aufnahme von bilddaten und medizinisches bildgebungssystem |
| EP3677211A1 (en) * | 2019-01-03 | 2020-07-08 | Siemens Healthcare GmbH | Medical assistance device, system, and method for determining a deformation of a subject, computer program, corresponding computer-readable storage medium |
| DE102019200786A1 (de) * | 2019-01-23 | 2020-07-23 | Siemens Healthcare Gmbh | Bildgebendes medizinisches Gerät, Verfahren zum Unterstützen von medizinischem Personal, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Speichermedium |
| DE102019201227A1 (de) | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Bildgebendes Gerät und Verfahren zum Erzeugen eines bewegungskompensierten Bildes oder Videos, Computerprogrammprodukt und computerlesbares Speichermedium |
-
2019
- 2019-01-03 EP EP19150243.4A patent/EP3677186A1/en active Pending
- 2019-10-17 JP JP2019190389A patent/JP7012695B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-02 CN CN202010002355.XA patent/CN111402144B/zh active Active
- 2020-01-03 US US16/733,943 patent/US11436721B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050171420A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and medical imaging system for compensating for patient motion |
| US20090080737A1 (en) * | 2007-09-25 | 2009-03-26 | General Electric Company | System and Method for Use of Fluoroscope and Computed Tomography Registration for Sinuplasty Navigation |
| US20100202585A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray image diagnosis apparatus and x-ray image processing method |
| DE102011083647A1 (de) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren, Rechensystem und CT-System zur Erzeugung eines bewegungskompensierten CT-Bilddatensatzes eines sich teilweise und zyklisch bewegenden Untersuchungsobjektes |
| US20140120493A1 (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-01 | Align Technology, Inc. | Motion compensation in a three dimensional scan |
| CN109008972A (zh) * | 2013-02-01 | 2018-12-18 | 凯内蒂科尔股份有限公司 | 生物医学成像中的实时适应性运动补偿的运动追踪系统 |
| JP2016537110A (ja) * | 2013-11-20 | 2016-12-01 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | Ｘ線イメージングにおけるナビゲーションのための医療画像表示装置、医療イメージングシステム及び改善されたｘ線画像ナビゲーション情報を提供するための方法 |
| CN104482877A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-04-01 | 深圳大学 | 动态物体三维成像中的运动补偿方法与系统 |
| CN104799933A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-29 | 清华大学 | 一种用于骨外科定位引导的手术机器人运动补偿方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115474951A (zh) * | 2021-05-31 | 2022-12-16 | 西门子医疗有限公司 | 用于控制对象的医学成像检查的方法、医学成像系统和计算机可读数据存储介质 |
| US11730440B2 (en) | 2021-05-31 | 2023-08-22 | Siemens Healthcare Gmbh | Method for controlling a medical imaging examination of a subject, medical imaging system and computer-readable data storage medium |
| CN115474951B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-11-07 | 西门子医疗有限公司 | 用于控制对象的医学成像检查的方法、医学成像系统和计算机可读数据存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200219254A1 (en) | 2020-07-09 |
| JP7012695B2 (ja) | 2022-01-28 |
| US11436721B2 (en) | 2022-09-06 |
| EP3677186A1 (en) | 2020-07-08 |
| CN111402144B (zh) | 2024-04-05 |
| JP2020114374A (ja) | 2020-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102558061B1 (ko) | 생리적 노이즈를 보상하는 관강내 조직망 항행을 위한 로봇 시스템 | |
| JP6130856B2 (ja) | ポジション決定装置 | |
| JP6334821B2 (ja) | 医用イメージングのために患者をポジショニングするためのガイドシステム | |
| US20190231168A1 (en) | Systems, Instruments, and Methods for Four Dimensional Soft Tissue Navigation | |
| CN106456126B (zh) | 用于确定导管的具体位置的设备 | |
| EP2632384B1 (en) | Adaptive imaging and frame rate optimizing based on real-time shape sensing of medical instruments | |
| US10271810B2 (en) | Enhanced compensation of motion in a moving organ using processed reference sensor data | |
| US7421061B2 (en) | Method and medical imaging system for compensating for patient motion | |
| CN111402144B (zh) | 生成运动补偿图像的医学成像设备，系统和方法和介质 | |
| JP5896737B2 (ja) | 呼吸測定器、呼吸測定器の作動方法、及び呼吸測定コンピュータプログラム | |
| EP2470074B1 (en) | Tool shape estimation | |
| JP2020032198A (ja) | 身体部内の超音波プローブを追跡するためのシステム | |
| JP2009022754A (ja) | 放射線画像の位置揃えを補正する方法 | |
| US11127153B2 (en) | Radiation imaging device, image processing method, and image processing program | |
| KR20150118484A (ko) | 의료 영상 정합 방법 및 장치 | |
| US11488313B2 (en) | Generating a motion-compensated image or video | |
| WO2013016286A2 (en) | System and method for automatically determining calibration parameters of a fluoroscope | |
| US11210819B2 (en) | Motion correction of a reconstructed three-dimensional image dataset | |
| JP6960921B2 (ja) | 投影データセットの提供 | |
| JP6723755B2 (ja) | カテーテル位置決定システム | |
| US11250565B2 (en) | Medical assistance device, system, and method for determining a deformation of a subject, computer program, corresponding computer-readable storage medium | |
| US20220022964A1 (en) | System for displaying an augmented reality and method for generating an augmented reality | |
| US20220301100A1 (en) | Providing a corrected dataset | |
| US20230310079A1 (en) | Providing a result data set |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |