CN113940754B - 医疗影像处理系统及方法 - Google Patents
医疗影像处理系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113940754B CN113940754B CN202010680398.3A CN202010680398A CN113940754B CN 113940754 B CN113940754 B CN 113940754B CN 202010680398 A CN202010680398 A CN 202010680398A CN 113940754 B CN113940754 B CN 113940754B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brain
- stimulation
- magnetic resonance
- resonance imaging
- coordinate
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims abstract description 207
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims abstract description 134
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 claims abstract description 51
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 15
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 13
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 claims description 7
- 208000014094 Dystonic disease Diseases 0.000 claims description 7
- 208000000323 Tourette Syndrome Diseases 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 208000010118 dystonia Diseases 0.000 claims description 7
- 208000028552 Treatment-Resistant Depressive disease Diseases 0.000 claims description 6
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 claims description 6
- 206010013663 drug dependence Diseases 0.000 claims description 6
- 206010015037 epilepsy Diseases 0.000 claims description 6
- 208000011117 substance-related disease Diseases 0.000 claims description 6
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims description 6
- 208000021384 Obsessive-Compulsive disease Diseases 0.000 claims description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 6
- 210000004281 subthalamic nucleus Anatomy 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 3
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 208000016620 Tourette disease Diseases 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 2
- 210000001009 nucleus accumben Anatomy 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 210000004885 white matter Anatomy 0.000 description 2
- 206010012335 Dependence Diseases 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000001905 globus pallidus Anatomy 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 210000002425 internal capsule Anatomy 0.000 description 1
- 210000002946 intralaminar thalamic nuclei Anatomy 0.000 description 1
- 238000002582 magnetoencephalography Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000542 thalamic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
-
- 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
- A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
-
- 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
- A61B2034/2068—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis using pointers, e.g. pointers having reference marks for determining coordinates of body points
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
医疗影像处理系统包含存储器以及处理器。存储器储存指令。处理器存取并执行指令以：获取受试者的多个脑部磁振造影影像，该些脑部磁振造影影像对应受试者脑空间；存取对应特定刺激区域的深脑部刺激术目标图谱；根据非线性变形演算法，将对应标准脑空间的深脑部刺激术目标图谱转换为对应受试者脑空间；根据转换后的深脑部刺激术目标图谱于脑部磁振造影影像上标记特定刺激区域中具最强体素值的坐标；以及将标记坐标的该些脑部磁振造影影像储存为对应导引装置的格式，使导引装置显示标记有坐标的脑部磁振造影影像以导引深脑部刺激术程序。本案利于医疗人员确认特定刺激区域，提升深脑部刺激术治疗效果，大幅缩短手术时间，减少电刺激脑引发的并发症。
Description
技术领域
本案涉及一种电子系统及方法。详细而言，本案涉及一种用以处理医疗影像以提供导引功能的电子系统及方法。
背景技术
深脑部刺激术(Deep brain stimulation,DBS)是利用注入型电极导线将电流导入脑中进行电刺激的治疗手术，已证实可用于治疗多种疾病。然而，手术精准度对深脑部刺激术的疗效有相当大的影响，亦可能引发电刺激并发症。
针对该问题，现有技术除了以微电极进行记录之外，亦可通过影像导引技术协助判定刺激点，或于手术中确认电极位置。然而，目前的影像导引系统可能因为病患晃动问题、磁振造影成像问题及电生理信号不佳等问题导致难以确认最佳刺激位置。
发明内容
本案的一面向涉及一种医疗影像处理系统。该医疗影像处理系统包含一存储器以及一处理器，该处理器通信耦接于该存储器。该存储器储存至少一指令。该处理器用以存取并执行该至少一指令以：获取一受试者的多个脑部磁振造影影像，该些脑部磁振造影影像对应一受试者脑空间；存取对应一特定刺激区域的一深脑部刺激术目标图谱；根据一非线性变形演算法，将对应于一标准脑空间的该深脑部刺激术目标图谱转换为对应于该受试者脑空间；根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱于该些脑部磁振造影影像中标记该特定刺激区域中具有一最强体素值的至少一坐标；以及将标记有该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像储存为对应一导引装置的一预定格式，使该导引装置显示标记有该至少一坐标的该些脑部磁振造影影像以导引一深脑部刺激术程序。
在一实施例中，该特定刺激区域包含一左半脑刺激区域以及一右半脑刺激区域，该处理器分别于该左半脑刺激区域以及该右半脑刺激区域撷取具有该最强体素的该至少一坐标。
在一实施例中，该处理器将标记有该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像储存为对应该导引装置的该预定格式前，以一全脑最大影像强度值加上一影像强度值强化标记该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像。
在一实施例中，该预定格式为一医疗数位影像传输协定(DICOM)格式。
在一实施例中，该特定刺激区域针对的一疾病或一症状包含：原发性颤抖症、巴金森氏病、肌张力不全、强迫症、癫痫、阿兹海默症、难治型忧郁症、妥瑞氏症、药物成瘾。
本案的另一面向涉及一种医疗影像标记方法。该医疗影像标记方法包含：获取一受试者的多个脑部磁振造影影像，该些脑部磁振造影影像对应一受试者脑空间；存取对应一特定刺激区域的一深脑部刺激术目标图谱；根据一非线性变形演算法，将对应一标准脑空间的该深脑部刺激术目标图谱转换至该受试者脑空间；根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱于该些脑部磁振造影影像中标记该特定刺激区域中具有一最强体素值的至少一坐标；以及将标记该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像储存为对应一导引装置的一预定格式，使该导引装置显示标记有该至少一坐标的该些脑部磁振造影影像以执行导引。
在一实施例中，该特定刺激区域包含一左半脑刺激区域以及一右半脑刺激区域，标记该特定刺激区域中具有该最强体素的该至少一坐标包含分别于该左半脑刺激区域以及该右半脑刺激区域撷取该至少一坐标。
在一实施例中，将标记有该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像储存为对应该导引装置的该预定格式前，以一全脑最大影像强度值加上一影像强度值强化标记该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像。
在一实施例中，该预定格式为一医疗数位影像传输协定格式。
在一实施例中，该特定刺激区域针对的一疾病或一症状包含：原发性颤抖症、巴金森氏病、肌张力不全、强迫症、癫痫、阿兹海默症、难治型忧郁症、妥瑞氏症、药物成瘾。
应注意的是，前述的发明内容以及后述的实施方式皆仅是举例说明而已，其主要目的为详细地解释本案权利要求当中的内容。
附图说明
参照后续段落中的实施方式以及下列附图，当可更佳地理解本案的内容：
图1为根据本案一些实施例绘示的医疗影像标记系统的示意图；
图2为根据本案一些实施例绘示的医疗影像标记方法的步骤流程图；以及
图3为根据本案一些实施例绘示的医疗影像的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100：医疗影像处理系统
110：存储器
112：处理器
200：数据库
300：磁振造影装置
400：医疗导引装置
S1～S5：步骤流程
G1～G4、P1～P2：深脑部刺激术目标图谱
GT1～GT4、PT1～PT2：局部放大图
FR：导引影像
具体实施方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本案的精神，任何本领域普通技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。
本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。
关于本文中所使用的『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案的描述上额外的引导。
图1为根据本案一些实施例绘示的医疗影像标记系统的示意图。如图1所示，在一些实施例中，医疗影像标记系统100可包含存储器110以及处理器112。
在一些实施例中，存储器110可为快闪(Flash)存储器、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)、固态硬盘(Solid State drive,SSD)、动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory,DRAM)或静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)。在一些实施例中，存储器110可储存指令，其关联于一种医疗影像标记方法。
在一些实施例中，处理器112包含但不限于单一处理器以及多个微处理器的集成，例如，中央处理器(Central Processing Unit,CPU)或绘图处理器(Graphic ProcessingUnit,GPU)等。该处理器(或该些微处理器)电性耦接于存储器，藉此，处理器112可自存储器110存取此指令，并依据此指令执行特定应用程序，藉以实施前述医疗影像标记方法。为了更佳地理解此医疗影像标记方法，其详细步骤将于下面段落中解释之。
如图1所示，在一些实施例中，处理器112可选择性地通信耦接于数据库200。在一些实施例中，数据库200当中可储存有多个磁振造影影像，尤为对应于至少一受试者的脑部磁振造影影像。在一些实施例中，数据库200可实施于医疗影像标记系统100外的伺服器中。在一些实施例中，数据库200亦可实施于存储器110。
如图1所示，处理器112可选择性地通信耦接于磁振造影(MRI)装置300。在一些实施例中，磁振造影装置300的运作可产生多个磁振造影影像，尤为对应于至少一受试者的脑部磁振造影影像。在一些实施例中，磁振造影装置300可储存该些脑部磁振造影影像，或传输该些脑部磁振造影影像至特定储存装置储存。在一些实施例中，磁振造影装置300亦可替换为可取得脑部内部结构的影像的其他扫描设备。
如图1所示，处理器112更可选择性地通信耦接于医疗导引装置400。在一些实施例中，医疗导引装置400可用以视觉化地提供(或称显示)磁振造影影像，尤为对应于至少一受试者的脑部磁振造影影像。在一些实施例中，医疗从业人员(例如：医师)可通过医疗导引装置400了解治疗程序及于受试者身体部位的何处，尤为应用于侵入性治疗上。
应理解，前述的『电性耦接』或『通信耦接』可指涉实体或非实体的耦接。例如，在一些实施例中，处理器112可通过实体线路耦接于数据库200。在又一些实施例中，处理器112可通过无线通信标准耦接于磁振造影装置300以及医疗导引装置400。然而，本案的耦接方式并不以前述实施例为限。通过前述耦接方式，处理器112以及数据库200/磁振造影装置300/医疗导引装置400可进行单向的讯息传输或双向的讯息交换。
图2为根据本案一些实施例绘示的医疗影像标记方法的步骤流程图。如图2所示，在一些实施例中，此医疗影像标记方法可由图1中所示的医疗影像标记系统100所执行。在一些实施例中，此医疗影像标记方法的详细步骤将于下面段落中叙述。
步骤S1：获取一受试者的多个脑部磁振造影影像，该些脑部磁振造影影像对应一受试者脑空间。
在一些实施例中，磁振造影装置300可用以扫描特定数量的受试者的脑部，藉以产生对应该些受试者的脑部磁振造影影像。在一些实施例中，磁振造影装置300可储存该些脑部磁振造影影像。在一些实施例中，磁振造影装置300可传输该些脑部磁振造影影像至数据库200，使数据库200储存该些脑部磁振造影影像。在一些实施例中，该些脑部磁振造影影像为分辨率较高的脑部磁振造影影像，其格式可为医疗数位影像传输协定(Digital Imagingand Communications in Medicine,DICOM)格式。
应理解，该些受试者可能患有以下疾病或症状：原发性颤抖症(EssentialTremor,ET)、巴金森氏病(Parkinson’s Disease,PD)、肌张力不全(Dystonia)、强迫症(Obsessive-Compulsive Disorder,OCD)、癫痫(Epilepsy)、阿兹海默症(Alzheimer’sDisease,AD)、难治型忧郁症(Treatment-Resistant Depression,MD)、妥瑞氏症(Tourette’s Syndrome,TS)、药物成瘾(Addiction,ADD)等。对应于该些疾病或症状及其进程，该些受试者的脑部磁振造影影像D1可能有相当程度的差异或变化。
在一些实施例中，处理器112可选择性地耦接至数据库200或磁振造影装置300。藉此，处理器112可自数据库200或磁振造影装置300存取对应于该些受试者的该些脑部磁振造影影像。
在一些实施例中，该些脑部磁振造影影像呈现为灰阶影像，其不同灰阶区域分别对应于人脑中的灰质(Gray Matter)、白质(White Matter)与脑脊髓液(CerebrospinalFluid,CSF)等组织，惟因应脑部磁振造影的不同断面，该些影像可能呈现阶层性的变化。
步骤S2：存取对应一特定刺激区域的一深脑部刺激术目标图谱。
在一些实施例中，处理器112可存取至少一深脑部刺激术(Deep BrainStimulation,DBS)目标图谱，该至少一深脑部刺激术目标图谱(DBS Targets Atlas)包含一特定刺激区域(Stimulation Area)。应注意的是，在一些实施例中，该至少一深脑部刺激术目标图谱对应于一标准脑空间(Montreal Neurological Institute Space,MNIspace)，该标准脑空间是一种由蒙特利尔神经学研究所(Montreal NeurologicalInstitute)所使用的经正规化后的脑空间。相对地，深脑部刺激术目标图谱当中的该特定刺激区域是指正规化后的脑空间当中的特定脑部区域。
应理解，在一些实施例中，该至少一深脑部刺激术目标图谱可为根据神经图像(NeuroImage)期刊第150期(Vol.150)所刊载的由数位研究者于2017年发表的科学文章『神经外科深脑部刺激术电极坐标至标准脑空间的机率转换(Probabilistic conversion ofneurosurgical DBS electrode coordinates into MNI space)』的中所使用的深脑部刺激术目标图谱。该些研究者至少包含于神经图像期刊中署名的Andreas Horn、Andreas A.Kühn、Angela Merkl、Ludy Shih、Ron Alterman以及Michael Fox等。
根据前述『神经外科深脑部刺激术电极坐标至蒙特娄神经学研究机构空间的机率转换』的研究，于人类脑中的多个区域应用深脑部刺激术可分别对以下几种疾病产生助益或疗效：原发性颤抖症，可刺激VIM(Ventral Intermediate Nucleus)的区域；巴金森氏病，可刺激STN(Subthalamic Nucleus)的区域；肌张力不全，可刺激GPi(Globus PallidusInternus)的区域；强迫症，可刺激ALIC(Anterior Limb of the Internal Capsule)的区域；癫痫，可刺激ATN(anterior thalamic nucleus)的区域；阿兹海默症，可刺激FORNIX的区域；难治型忧郁症，可刺激SCC(Subcallosal Cingulate)的区域；妥瑞氏症，可刺激CM(Centromedian Nucleus)的区域、Pv(Periventricularis的)区域或者VO(NucleusVentro-Oralis Internus)的区域；药物成瘾，可刺激NAc(Nucleus Accumbens)的区域。应理解，前述深脑刺激术可应用的区域是根据研究而归纳出的可行区域的示例，并非用以限制本案。
步骤S3：根据一非线性变形演算法，将对应于一标准脑空间的该深脑部刺激术目标图谱转换为对应于该受试者脑空间。
在一些实施例中，处理器112可根据非线性变形(Diffeomorphic AnatomicalRegistration Through Exponential Lie,DARTEL)演算法正规化该深脑部刺激术目标图谱(包含该些特定刺激区域)，以使该深脑部刺激术目标图谱可由标准脑空间(MNI Space)被转换至受试者脑空间。亦即，非线性变形演算法可用以将该深脑部刺激术目标图谱及其中的特定刺激区域变形(Deform)为对应至受试者个体差异的特定脑空间(包含受试者脑部的尺寸及形状等)。
应理解，前述非线性转换是为了将正规化后的深脑部刺激术目标图谱映射对应于该受试者脑空间的该些脑部磁振造影影像，藉此，处理器112可正确地标记前述特定刺激区域对应至受试者的脑中的部位。换言之，前述非线性转换是一种将深脑部刺激术目标图谱套用至受试者以适应受试者个体差异的转换程序。
步骤S4：根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱于该些脑部磁振造影影像中标记该特定刺激区域中具有一最强体素值的至少一坐标。
在一些实施例中，处理器112可将对应于标准脑空间的深脑部刺激术目标图谱转换至受试者所对应的受试者脑空间当中。亦即，处理器112可先获取该受试者的该些脑部磁振造影影像，以获取该受试者的受试者脑空间。
进一步地，处理器112可将深脑部刺激术目标图谱(包含该特定刺激区域)转换至对应受试者脑空间的形状及尺寸，使得深脑部刺激术目标图谱对应于受试者脑空间。进一步地，根据转换后的深脑部刺激术目标图谱，处理器112可于受试者的该些脑部磁振造影影像当中标记对应于特定刺激区域的位置。
为了更佳地理解本案的步骤S3以及步骤S4，请一并参照图3，其为根据本案一些实施例绘示的医疗影像的示意图。
在一些实施例中，处理器112可撷取对应于标准脑空间(MNI Space)的深脑部刺激术目标图谱，至少为图3中最上列所示的四张深脑部刺激术目标图谱G1～G4。如图3所示，每一张深脑部刺激术目标图谱G1～G4分别对应有局部放大图GT1～GT4。在局部放大图GT1～GT4当中，显示受试者的左半脑以及右半脑各有一白点，该白点表示前述『神经外科深脑部刺激术电极坐标至蒙特娄神经学研究机构空间的机率转换』的研究中针对巴金森氏病可刺激的STN区域。该STN区域称作视丘下核，具有一对，分别位于左半脑的下侧以及右半脑的下侧。因此，该两白点可分别理解为针对巴金森氏病可刺激的左半脑STN刺激区域以及右半脑STN刺激区域。应注意的是，在本实施例中，该四张深脑部刺激术目标图谱G1～G4针对相同的刺激区域，由于脑部磁振造影可对应不同脑部断面或对应不同拍摄角度，故以该四张深脑部刺激术目标图谱G1～G4对应至不同脑部断面或拍摄角度，藉以于三维地(或称立体地)描述该刺激区域。
进一步地，处理器112可转换深脑部刺激术目标图谱G1～G4至对应受试者脑空间的形状及尺寸(此为获取自该受试者的该些脑部磁振造影影像)。如图3的第二列所示，该些深脑部刺激术目标图谱G1～G4被转换为转换后的深脑部刺激术目标图谱P1～P2，局部放大图GT1～GT4当中的特定刺激区域亦转换至受试者脑空间当中的相对位置，即如第二列的局部放大图PT1～PT2所示。其显示了被映射的脑部磁振造影影像，受试者的左半脑刺激区域以及右半脑刺激区域各被标记为一白点，其即为转换后的特定刺激区域。转换后的深脑部刺激术目标图谱P1～P2可理解为已适应受试者个体差异且针对特定刺激区域的脑部地图。
应理解，在一些实施例中，处理器112可根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱P1～P2，映射至该受试者的该些脑部磁振造影影像上，并于该些脑部磁振造影影像中撷取体素(Voxel)数值最强(或称最高)的至少一坐标，进而标记影像中体素数值最强的该至少一坐标。应理解，根据前述实施例，被映射的脑部磁振造影影像中体素数值最强的坐标即对应转换后的该深脑部刺激术目标图谱P1～P2中的特定刺激区域的位置(应位于局部放大图PT1～PT2当中的该两白点处)。根据前述实施例所使用的该些深脑部刺激术目标图谱，该两白点为『神经外科深脑部刺激术电极坐标至蒙特娄神经学研究机构空间的机率转换』的研究中指出针对巴金森氏病可刺激的STN区域。
步骤S5：将标记有该至少一坐标标记的该些脑部磁振造影影像储存为对应一导引装置的一预定格式，使该导引装置显示标记有该至少一坐标的该些脑部磁振造影影像以导引一深脑部刺激术程序。
在一些实施例中，处理器112可根据一全脑最大影像强度值强化有标记(即含有特定刺激区域的坐标)的该些脑部磁振造影影像，再将具有标记的该些脑部磁振造影影像储存为可为医疗导引装置400所存取的预定格式。例如，该预定格式可为医疗数位影像传输协定(DICOM)格式。藉此，医疗导引装置400可正确地读取并显示具有标记的该些脑部磁振造影影像，以供医疗从业人员(例如：医师)为该受试者执行深脑部刺激术(DBS)时可观看具有标记的该些脑部磁振造影影像。
在一些实施例中，医疗导引装置400可于显示器上显示图3最下列的导引影像FR，藉以提供具有标记的该些脑部磁振造影影像予医疗从业人员。医疗导引装置400显示导引影像FR可被理解为一种针对该受试者的深脑部刺激术疗程的导引程序。应理解，导引影像FR可显示如图3的局部放大图PT1～PT2中标定的STN区域所对应的坐标，医疗从业人员可根据该坐标较准确地以深脑部刺激术的注入型电极导线(Implantable Pulse Generator)刺入该受试者脑部的特定刺激区域，使深脑部刺激术的刺激位置更为准确。
依据前述实施例，本案提供了一种医疗影像处理系统及方法，可根据深脑部刺激术目标图谱于受试者的脑部磁振造影影像中标记特定刺激区域，使医疗导引装置得以输出特定刺激区域于受试者脑中对应的坐标，有利于医疗从业人员确认特定刺激区域，进而提升深脑部刺激术的治疗效果，大幅缩短手术时间，并减少电刺激脑所引发的并发症。
进一步地，若应用于手术机器人领域，本案的医疗影像处理系统及方法可将深脑部刺激术带入半自动化的手术的领域当中，其亦为本案的可行实施方式。
虽然本案以详细的实施例公开如上，然而本案并不排除其他可行的实施方式。因此，本案的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准，而非受于前述实施例的限制。
对本领域技术人员而言，在不脱离本案的精神和范围内，当可对本案作各种的更动与润饰。基于前述实施例，所有对本案所作的更动与润饰，亦涵盖于本案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种医疗影像处理系统，其特征在于，包含：
一存储器，储存至少一指令；以及
一处理器，通信耦接于该存储器，其中该处理器用以存取并执行该至少一指令以：
获取一受试者的多个脑部磁振造影影像，所述多个脑部磁振造影影像对应一受试者脑空间；
存取对应一特定刺激区域的一深脑部刺激术目标图谱；
根据一非线性变形演算法，将对应于一标准脑空间的该深脑部刺激术目标图谱转换为对应于该受试者脑空间；
根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱于所述多个脑部磁振造影影像中标记该特定刺激区域中具有一最强体素值的至少一坐标；以及
将标记有该至少一坐标的所述多个脑部磁振造影影像储存为对应一导引装置的一预定格式，使该导引装置显示标记有该至少一坐标的所述多个脑部磁振造影影像以导引一深脑部刺激术程序。
2.如权利要求1所述的医疗影像处理系统，其特征在于，该特定刺激区域包含一左半脑刺激区域以及一右半脑刺激区域，该处理器分别于该左半脑刺激区域以及该右半脑刺激区域撷取具有该最强体素的该至少一坐标。
3.如权利要求1所述的医疗影像处理系统，其特征在于，该处理器将标记有该至少一坐标标记的所述多个脑部磁振造影影像储存为对应该导引装置的该预定格式前，以一全脑最大影像强度值加上一影像强度值强化标记该至少一坐标标记的所述多个脑部磁振造影影像。
4.如权利要求1所述的医疗影像处理系统，其特征在于，该预定格式为一医疗数位影像传输协定格式。
5.如权利要求1所述的医疗影像处理系统，其特征在于，该特定刺激区域针对的一疾病或一症状包含：原发性颤抖症、巴金森氏病、肌张力不全、强迫症、癫痫、阿兹海默症、难治型忧郁症、妥瑞氏症、药物成瘾。
6.一种医疗影像标记方法，其特征在于，包含：
获取一受试者的多个脑部磁振造影影像，所述多个脑部磁振造影影像对应一受试者脑空间；
存取对应一特定刺激区域的一深脑部刺激术目标图谱；
根据一非线性变形演算法，将对应一标准脑空间的该深脑部刺激术目标图谱转换至该受试者脑空间；
根据转换后的该深脑部刺激术目标图谱于所述多个脑部磁振造影影像中标记该特定刺激区域中具有一最强体素值的至少一坐标；以及
将标记有该至少一坐标的所述多个脑部磁振造影影像储存为对应一导引装置的一预定格式，使该导引装置显示标记有该至少一坐标的所述多个脑部磁振造影影像以执行导引。
7.如权利要求6所述的医疗影像标记方法，其特征在于，该特定刺激区域包含一左半脑刺激区域以及一右半脑刺激区域，标记该特定刺激区域中具有该最强体素的该至少一坐标包含分别于该左半脑刺激区域以及该右半脑刺激区域撷取该至少一坐标。
8.如权利要求6所述的医疗影像标记方法，其特征在于，将标记有该至少一坐标标记的所述多个脑部磁振造影影像储存为对应该导引装置的该预定格式前，以一全脑最大影像强度值加上一影像强度值强化标记该至少一坐标标记的所述多个脑部磁振造影影像。
9.如权利要求6所述的医疗影像标记方法，其特征在于，该预定格式为一医疗数位影像传输协定格式。
10.如权利要求6所述的医疗影像标记方法，其特征在于，该特定刺激区域针对的一疾病或一症状包含：原发性颤抖症、巴金森氏病、肌张力不全、强迫症、癫痫、阿兹海默症、难治型忧郁症、妥瑞氏症、药物成瘾。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010680398.3A CN113940754B (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 医疗影像处理系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010680398.3A CN113940754B (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 医疗影像处理系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113940754A CN113940754A (zh) | 2022-01-18 |
| CN113940754B true CN113940754B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=79326244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010680398.3A Active CN113940754B (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 医疗影像处理系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113940754B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200927071A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Univ Nat Taiwan | Method of multiple-subject image analysis using brain atlas |
| CN101918855A (zh) * | 2007-09-24 | 2010-12-15 | 外科视象设备公司 | 使用外科手术工具的预定义数据和mri图像数据的实时可视化的mri外科手术系统 |
| CN109416939A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-03-01 | 北京师范大学 | 面向群体应用的经颅脑图谱生成方法、预测方法及其装置 |
| CN110598722A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 清华大学 | 多模态神经影像数据自动信息融合系统 |
| CN110880366A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-13 | 上海联影智能医疗科技有限公司 | 一种医学影像处理系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7167760B2 (en) * | 2003-04-28 | 2007-01-23 | Vanderbilt University | Apparatus and methods of optimal placement of deep brain stimulator |
| US7346382B2 (en) * | 2004-07-07 | 2008-03-18 | The Cleveland Clinic Foundation | Brain stimulation models, systems, devices, and methods |
| WO2007092316A2 (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | The University Of Florida Research Foundation, Inc. | Image guidance system for deep brain stimulation |
| US8521294B2 (en) * | 2008-10-24 | 2013-08-27 | The General Hospital Corporation | System and method for dynamically configurable deep brain stimulation |
| FR2970638B1 (fr) * | 2011-01-26 | 2014-03-07 | Inst Nat Rech Inf Automat | Procede et systeme d'aide au positionnement d'un outil medical sur la tete d'un sujet |
| US9999772B2 (en) * | 2014-04-03 | 2018-06-19 | Pacesetter, Inc. | Systems and method for deep brain stimulation therapy |
-
2020
- 2020-07-15 CN CN202010680398.3A patent/CN113940754B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101918855A (zh) * | 2007-09-24 | 2010-12-15 | 外科视象设备公司 | 使用外科手术工具的预定义数据和mri图像数据的实时可视化的mri外科手术系统 |
| TW200927071A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Univ Nat Taiwan | Method of multiple-subject image analysis using brain atlas |
| CN109416939A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-03-01 | 北京师范大学 | 面向群体应用的经颅脑图谱生成方法、预测方法及其装置 |
| CN110598722A (zh) * | 2018-06-12 | 2019-12-20 | 清华大学 | 多模态神经影像数据自动信息融合系统 |
| CN110880366A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-13 | 上海联影智能医疗科技有限公司 | 一种医学影像处理系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Nader, Pouratian ; Zhong, Zheng ; Ausaf A, Bari ; Eric, Behnke ; W Jeff, Elias ; Antonio A F, Desalles.Multi-institutional evaluation of deep brain stimulation targeting using probabilistic connectivity-based thalamic segmentation..2011,第115卷全文. * |
| 脑深部电刺激术后丘脑底核空间结构的三维可视化研究;张芷齐;耿馨佚;徐欣;凌至培;唐玉国;王守岩;中华神经外科杂志;20161231;第32卷(第003期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113940754A (zh) | 2022-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7957808B2 (en) | System and methods of deep brain stimulation for post-operation patients | |
| US7167760B2 (en) | Apparatus and methods of optimal placement of deep brain stimulator | |
| Yelnik et al. | Localization of stimulating electrodes in patients with Parkinson disease by using a three-dimensional atlas—magnetic resonance imaging coregistration method | |
| US8649845B2 (en) | Methods for identifying target stimulation regions associated with therapeutic and non-therapeutic clinical outcomes for neural stimulation | |
| US10159836B2 (en) | Activation map based individualized planning for deep brain stimulation | |
| US11497401B2 (en) | Methods for localization and visualization of electrodes and probes in the brain using anatomical mesh models | |
| US11205267B2 (en) | Method for localizing implanted intracranial electrode | |
| Dawant et al. | Computerized atlas-guided positioning of deep brain stimulators: a feasibility study | |
| Kadis et al. | Intrahemispheric reorganization of language in children with medically intractable epilepsy of the left hemisphere | |
| CN115445082A (zh) | 一种脑深部电极自动植入系统 | |
| CN113940754B (zh) | 医疗影像处理系统及方法 | |
| Baumgarten et al. | Image-guided preoperative prediction of pyramidal tract side effect in deep brain stimulation: proof of concept and application to the pyramidal tract side effect induced by pallidal stimulation | |
| Cai et al. | Accurate preoperative path planning with coarse-to-refine segmentation for image guided deep brain stimulation | |
| TWI737404B (zh) | 醫療影像處理系統及方法 | |
| US11238591B1 (en) | Medical image processing system and method thereof | |
| Hirt et al. | Use of three-dimensional printed brain models during deep brain stimulation surgery consultation for patient health literacy: A randomized controlled investigation | |
| Stancanello et al. | Atlas‐based identification of targets for functional radiosurgery | |
| CN114712712A (zh) | 刺激电极导线的成像识别方法及相关装置 | |
| D’Haese et al. | Deformable physiological atlas-based programming of deep brain stimulators: a feasibility study | |
| RU2790761C1 (ru) | Интерактивный медицинский фантом для отработки навыков проведения функциональных стереотаксических вмешательств | |
| Vlasov et al. | Automated Deep Learning-based Segmentation of Brain, SEEG and DBS Electrodes on CT Images | |
| Pallavaram et al. | Detecting brain shift during deep brain stimulation surgery using intra-operative data and functional atlases: a preliminary study | |
| Khan et al. | Brain shift analysis for deep brain stimulation surgery using non-rigid registration | |
| Baumgarten et al. | Image-guided preoperative prediction of pyramidal tract side effect in deep brain stimulation | |
| Vranken et al. | Innovative computed tomography based mapping of the surgical posterior tympanotomy: an exploratory study |
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 |