EA027016B1 - Система и способ компьютерного моделирования медицинской процедуры - Google Patents

Abstract

Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на создание способа компьютерного моделирования процедур с визуальным контролем. Способ может включать получение данных изображения конкретного пациента. На основе данных медицинского изображения может быть создана персонифицированная цифровая визуальная модель анатомической структуры конкретного пациента. Компьютерное моделирование процедуры с визуальным контролем может выполняться с использованием цифровой визуальной модели. Данные медицинского изображения, визуальная модель и моделируемый медицинский инструмент могут отображаться одновременно.

Description

⁽⁵⁷⁾ Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на создание способа компьютерного моделирования процедур с визуальным контролем. Способ может включать получение данных изображения конкретного пациента. На основе данных медицинского изображения может быть создана персонифицированная цифровая визуальная модель анатомической структуры конкретного пациента. Компьютерное моделирование процедуры с визуальным контролем может выполняться с использованием цифровой визуальной модели. Данные медицинского изображения, визуальная модель и моделируемый медицинский инструмент могут отображаться одновременно.

Предшествующий уровень техники

Многие инвазивные медицинские процедуры, например, такие как эндоваскулярное вмешательство, могут представлять трудности даже для наиболее опытных специалистов. Особенности анатомического строения, затрудненная визуализация, сложные морфологические нарушения и другие осложнения могут способствовать увеличению времени процедуры, степени воздействия рентгеновского излучения и использования контрастного вещества. Неоптимальная стратегия доступа или выбор оборудования могут привести к потере драгоценного времени. В связи с этим для обучения врачей без ненужного риска применяются системы моделирования процедур с визуальным контролем, которые могут служить в качестве средства предоперационного планирования или послеоперационной оценки.

Большинство видов медицинского моделирования позволяют доктору практиковаться на виртуальной модели, созданной на основе заранее заданных моделей анатомических структур. Эти структуры не связаны с конкретным пациентом. Поэтому такие системы нельзя использовать, чтобы точно планировать операцию для конкретного пациента до выполнения операции или для послеоперационной оценки операции.

Более передовой системой моделирования является система персонифицированного моделирования, в которой используются данные персонифицированных медицинских изображений. Персонифицированные моделируемые условия интервенции позволяют полностью отработать сложную процедуру, такую как эндоваскулярное вмешательство, на виртуальной модели точной анатомии пациента, повышая вероятность получения эффективного результата в реальной практике.

Перечень чертежей

Объект изобретения конкретно указан и заявлен в заключительной части описания изобретения. Однако настоящее изобретение как в отношении организации, так и способа выполнения операции, наряду с его объектами, признаками и преимуществами, будет лучше понято из следующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами.

На фиг. 1 показан пример системы моделирования процедуры с визуальным контролем согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая способ одновременного моделирования процедуры с визуальным контролем и представления данных медицинского изображения согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3-6 показаны примеры снимков экрана, относящиеся к комплексному представлению моделируемой процедуры и данных медицинского изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 и 8 показаны примеры режимов визуализации, которые могут использоваться для представления данных медицинского изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Следует понимать, что в целях простоты и ясности изображения элементы, показанные на фигурах, необязательно должны быть выполнены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть преувеличены по отношению к другим элементам для наглядности. Кроме того, там, где это представляется целесообразным, позиционные обозначения на чертежах могут повторяться, указывая подобные или аналогичные элементы.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

В следующем подробном описании многочисленные конкретные детали приведены для того, чтобы обеспечить полное понимание изобретения. Однако специалистам в данной области будет понятно, что настоящее изобретение можно осуществить без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные способы, процедуры, компоненты, модули, блоки и/или схемы не были подробно описаны, чтобы не затруднять понимание изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на создание персонифицированных компьютерных моделей для процедур с визуальным контролем. В некоторых вариантах осуществления способ, позволяющий выполнить моделируемую процедуру, может включать создание цифровой визуальной модели анатомической структуры на основе данных медицинского изображения, полученных путем сканирования обследуемого. Обследуемый может быть, например, пациентом, который должен подвергнуться процедуре с визуальным контролем. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения медицинские изображения или другие данные могут представлять собой персонифицированные медицинские изображения и параметры, полученные от одной или нескольких систем визуализации, таких как системы компьютерной томографии (КТ), КТ-флюороскопии, рентгеноскопии, магнитнорезонансной томографии (МРТ), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), а также ультразвуковых, рентгенографических и других подходящих систем визуализации. Варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать в качестве входных данные медицинского изображения, описанные в настоящем документе, для создания 2Ό, 3Ό или 4Ό модели анатомической структуры, органа, системы или области. Хотя моделируемый анатомический орган или система могут быть интуитивно-понятными, точно изображая анатомические аспекты, они также могут создавать картину, отличную от традиционных изображений или представлений, с которыми знаком и/или которыми привык пользоваться меди- 1 027016 цинский персонал. Например, врач может часто рассматривать рентгеновские или компьютернотомографические изображения и быть хорошо подготовленным для идентификации анатомических структур или органов на таких изображениях и в то же время испытывать затруднения при идентификации или определении расположения или ориентации органов или инструментов применительно к имитационной модели.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения способ компьютерного моделирования процедуры с визуальным контролем может включать получение данных медицинского изображения, относящихся к конкретному пациенту, генерирование цифровой визуальной модели анатомической структуры, основанной на полученных данных медицинского изображения, выполнение реальной моделируемой процедуры с визуальным контролем и одновременное отображение цифровой модели и данных медицинского изображения. Например, первая область дисплейного экрана может предназначаться для отображения имитационной модели анатомического органа, в то время как вторая область того же или другого дисплея может представлять соответствующее КТ-изображение моделируемого органа. В некоторых вариантах осуществления данные медицинского изображения, например изображение КТ-среза, может отображаться в режиме перекрытия на имитационной модели. Так, изображение КТ-среза может отображаться в той же области дисплея, где показана имитационная модель, и в дальнейшем позиционироваться в соответствии с различными ориентациями или выбранными вариантами проекции.

Варианты осуществления изобретения согласно настоящему описанию могут предоставлять пользователю различные проекции изображений и другие медицинские данные. Например, представленные проекции могут относиться к заданной поверхности или плоскости. В некоторых вариантах осуществления изображение, относящееся к конкретной поверхности, может формироваться на основе полученных исходных данных медицинского изображения, искусственно генерируемых данных медицинского изображения или сочетания исходных и искусственно генерируемых данных медицинского изображения. Например, КТ-срезы и другие изображения могут обрабатываться для формирования видов (проекций), которые необязательно могут быть связаны с видом системы визуализации, используемой для получения данных компьютерной томографии. В некоторых вариантах осуществления генерируемые виды могут быть связаны с конкретными плоскостями, поверхностями, углами или другими аспектами, по мере необходимости. Примерами плоскостей или поверхностей, для которых генерируются виды, могут служить аксиальная плоскость, фронтальная плоскость, сагиттальная плоскость, плоскость, ортогональная к выбранному сосуду, неплоская поверхность, плоскость, относящаяся к системе визуализации, используемой для сбора указанных исходных данных медицинского изображения, или плоскость, относящаяся к системе виртуальной визуализации, которая формирует часть моделируемой процедуры. Следует отметить, что, хотя в настоящем описании приведены лишь некоторые примеры видов плоскостей или поверхностей, в соответствии с данным описанием могут генерироваться любые подобные виды. Следует также отметить, что термины поверхность и плоскость могут, по существу, относиться к одному и тому же элементу или аспекту отображаемого вида в подходящем контексте и, соответственно, могут использоваться в данном тексте на равных основаниях. Например, выражения сагиттальная плоскость и сагиттальная поверхность могут относиться к одному и тому же виду.

В некоторых вариантах осуществления изображение, связанное с конкретной поверхностью, точкой обзора или системой визуализации, может генерироваться на основе полученных исходных данных медицинского изображения. Например, КТ-срезы или данные могут обрабатываться для создания видов, которые необязательно могут быть связаны с видом, полученным при помощи системы компьютерной томографии. Так, двухмерная рентгенограмма может быть получена по цифровой визуальной модели. В конкретном сценарии цифровая визуальная 3Ό модель может быть построена на основе цифровой визуальной модели. Например, двухмерная (2Ό) рентгенограмма может быть получена путем проецирования трехмерной цифровой визуальной модели на двухмерную поверхность или плоскость. Варианты осуществления настоящего изобретения могут позволить пользователю выбирать поле зрения, положение или местонахождение рентгеновской камеры по отношению к пациенту и формировать рентгеновское изображение или рентгенограмму, которые были бы получены при помощи рентгеновской камеры, установленной в выбранном месте и/или положении. Соответственно, искусственные или синтезированные рентгеновские изображения или рентгенограммы могут быть построены и сформированы даже в том случае, когда для получения таких изображений не используется реальная рентгеновская камера. В другом варианте осуществления данные, полученные от компьютерного томографа, могут использоваться для построения цифровой визуальной 2Ό модели, причем такая модель может в дальнейшем использоваться для построения вида, который был бы получен при помощи камеры, насаженной на колоноскоп, применяемый для исследования толстой кишки. Соответственно, могут генерироваться и отображаться виды, выявляющие внутренние аспекты или изображения толстой кишки. Аналогичным образом, виды или изображения, относящиеся к любой применимой технологии или системе, могут быть получены на основе цифровой визуальной модели. Возможность генерировать виды или изображения, получаемые обычно при помощи различных систем, будет высоко оценена специалистами в данной области. Преимущества, создаваемые такой возможностью, включают существенную экономию времени и снижение

- 2 027016 расходов, поскольку, опираясь на данные, полученные от первой системы визуализации, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют получить результат, связанный со второй системой, отличной от первой. Другим преимуществом может являться возможность синтезирования и формирования изображений, связанных с любым углом, ориентацией, расположением или местонахождением моделируемого устройства визуализации. Искусственные виды, связанные с виртуальными системами согласно настоящему описанию, могут отображаться в дополнение или вместо описанной в настоящем документе визуальной модели.

Как здесь было описано, отображение данных медицинского изображения, таких как КТ-, МРТ- или рентгеновские изображения, могут быть интегрированы, координированы или иным образом связаны с представлением, ходом или другими аспектами моделируемой процедуры. В некоторых вариантах осуществления представление данных медицинского изображения может осуществляться по выбору пользователя. Например, пользователь может щелкнуть по какому-либо месту на имитационной модели, или иным образом выбрать или указать на свой интерес к месту, анатомическому органу или области, связанной с имитационной моделью, чтобы получить КТ- или другое медицинское изображение согласно выбору. В некоторых вариантах осуществления представление данных медицинского изображения может автоматически синхронизироваться или иным образом координироваться с ходом, состоянием, режимом или контекстом моделируемой процедуры. Например, КТ-изображения, связанные с местоположением катетера, проводника, стента или другого моделируемого инструмента, могут автоматически отображаться так, чтобы было показано КТ-изображение, относящееся к какой-либо зоне, области или объему (реального пациента, изображение которого формируется системой КТ-визуализации), где находится стент (в имитационной модели). По мере того как инструмент движется из первого места во второе, первое КТ-изображение (относящееся к первому месту) может автоматически заменяться вторым КТ-изображением (относящимся ко второму месту), чтобы представить КТ-изображение второго места вместо КТ-изображения первого места. Соответственно, представление данных медицинского изображения может автоматически синхронизироваться, приводиться в соответствие и/или координироваться с моделируемой процедурой. Кроме того, масштабирование или другие операции, известные из уровня техники, могут выполняться в любой области, отображающей данные медицинского изображения и имитационную модель. Например, пользователь может увеличить масштаб в какой-либо области внутри данных медицинского изображения, оставляя при этом неизменным отображение имитационной модели, или изменять масштаб или размер области, отображающей имитационную модель, оставляя при этом неизменным масштаб области, отображающей данные медицинского изображения. В вариантах осуществления, где для представления данных медицинского изображения и имитационной модели используются два отдельных окна или области экрана, могут осуществляться любые манипуляции такими окнами или областями, как известно из уровня техники.

Обратимся к фиг. 1, на котором представлен пример системы 100 моделирования процедуры с визуальным контролем согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как здесь показано, система 100 может включать вычислительное устройство, содержащее несколько блоков и функционально связанное с входными и/или выходными (Вх/Вых) блоками. Система 100 может включать входные блоки 105, выходные блоки 120, блок построения модели 110, блок моделирования 115, блок управления 135, хранилище данных 140, блок представления данных 125, блок памяти 130 и контроллер 131. Входные блоки 105 могут включать мышь, клавиатуру, сенсорный экран или панель, или любые подходящее входные устройства. Входные блоки 105 могут включать средства управления инструментами моделирования. Например, физические объекты, такие как рукоятки, пусковые кнопки и т.д., а также реальные медицинские инструменты могут подключаться к входным блокам 105, позволяя пользователю управлять моделируемыми инструментами, такими как моделируемый катетер. Кроме того, входные блоки 105 могут включать проводной или беспроводной сетевой адаптер (пеГтегк иНегГасе сагб, N10), позволяющий принимать данные, например, от системы визуализации. Согласно некоторым вариантам осуществления какой-либо промежуточный блок, например блок управления связью, может использовать сетевой адаптер для связи с системой или сервером, где хранятся медицинские изображения, например, с системой архивации и передачи изображений (рюГиге агсЫушд соттишсайоп ууЧет. РЛС8), получать любую подходящую изобразительную информацию, данные или параметры изображений от такой системы, сервера или приложения, а также сохранять полученные данные, информацию и параметры в местном хранилище данных 140. Выходные блоки 120 могут включать экраны дисплеев, компоненты для сопряжения с экраном дисплея, позволяющие осуществлять визуальный вывод данных, или в некоторых случаях громкоговоритель или другое аудиоустройство, позволяющее осуществлять звуковой вывод данных. Выходные блоки 120 могут включать один или несколько дисплеев, громкоговорителей и/или других подходящих выходных устройств. Выходные блоки 120 могут дополнительно включать компоненты силовой обратной связи, которые способны вызывать, развивать или прикладывать физические силы или сопротивление (например, фрикционное сопротивление) к устройствам с физическим входом, которыми может управлять или манипулировать пользователь. Выходные блоки 120 и входные блоки 105 могут взаимодействовать с любым другим компонентом или блоками системы 100 и, соответственно, могут обеспечивать таким блокам возможность взаимодействовать с внешними системами. Блоки

- 3 027016

105, 110, 115, 125 и 135 могут представлять собой или содержать программное средство, аппаратное средство, программно-аппаратное средство или любое их подходящее сочетание.

На фиг. 1 показаны также внешнее хранилище данных изображения 145 и блок формирования изображений 146. Внешнее хранилище данных изображения 145 может представлять собой любую подходящую или применимую базу данных, хранилище или архив. Например, внешнее хранилище данных изображения 145 может являться архивом или хранилищем системы архивации и передачи изображений (РАС8). Как известно из уровня техники, система РАС8 может включать вычислительные и/или другие устройства, которые могут предназначаться для хранения, извлечения, распределения и представления медицинских изображений. Изображения в системе РАС8 могут храниться в различных форматах, например в формате формирование цифровых изображений, и обмен ими в медицине (άίβίΐαΐ 1шадш§ аиб сошшитсайопк ίη шейюше, Э1СОМ). Система РАС8, как правило, содержит или функционально связана с системой архивации для архивирования таких данных, как КТ-, МРТ- или другие изображения и связанные с ними данные, защищенной сетью для передачи конфиденциальной или частной информации о пациенте и, возможно, вычислительными устройствами для получения данных изображений и других данных из системы архивации. Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с системой РАС8, например, при помощи сетевого адаптера (№С), подключенного к сети таким образом, чтобы обеспечить возможность связи с системой РАС8. Блок управления 135 может взаимодействовать, например, по сети и, возможно, согласно заранее заданному протоколу и/или путем его реализации, с внешним хранилищем данных 145, которое может представлять собой систему РАС8. КТ-, МРТ- или другие изображения и связанные с ними данные можно, таким образом извлекать, принимать или иным образом получать от такой системы РАС8 или другой системы, а в дальнейшем использовать согласно настоящему описанию и/или хранить или буферизировать, например, в хранилище данных 140. Блок формирования изображений 146 может представлять собой систему визуализации, такую как система компьютерной томографии (КТ), КТ-флюороскопии, рентгеноскопии, магнитно-резонансной томографии (МРТ), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), а также ультразвуковые, рентгенографические системы или любую другую подходящую систему визуализации. Как показано на рисунке, данные медицинского изображения и/или связанные с ними данные могут быть приняты внешним хранилищем данных изображения 145 от блока формирования изображений 146. Внешнее хранилище 145 может принимать данные медицинских изображений от любого другого подходящего источника, например, по сети с удаленного сайта или при помощи сменного устройства хранения, которое можно подключить к хранилищу 145. Как показано на рисунке, система 100 может принимать данные изображения и/или связанные с ними данные непосредственно от блока формирования изображений 146. Хотя это не показано на рисунке, система 100 может получать информацию об изображении и/или другие данные из любого подходящего источника, соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены ни типом, характером или другими аспектами источника информации об изображении и/или других данных, ни способом передачи и/или приема таких данных.

Блок создания модели 110 может включать компоненты или модули для создания цифровой модели и ее графического представления, например, анатомической 3Ό модели анатомической структуры, такой как система сосудов органа или любого другого исследуемого участка в организме исследуемого. Модель может генерироваться блоком построения модели 110 в соответствии с информацией, принятой от системы визуализации, например медицинским изображением, принятым от компьютерного томографа через входной блок 105. Следует понимать, что варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены способом или системой создания цифровой визуальной модели анатомической структуры, причем для создания такой модели могут использоваться любые способы или системы без выхода за рамки настоящего изобретения. Блок моделирования 115 может включать компоненты для моделирования процедуры с визуальным контролем. Так, когда пользователь выполняет моделирование, например, в качестве предварительной процедуры для процедуры с визуальным контролем, используя блок моделирования 115, графическое представление цифровой модели (например, сформированное блоком построения модели 110) и процесс моделирования могут отображаться на мониторе, в качестве которого может выступать один из выходных блоков 120. Создание цифровой модели анатомического органа, системы, среза или области (например, при помощи блока построения модели 110) и моделирование процедуры (например, при помощи блока моделирования 115) могут осуществляться в соответствии со способами, системами и/или другими аспектами, описанными в публикации заявки на патент США №2009/0177454. Контроллер 131 может быть любым подходящим контроллером или процессорным блоком, например центральным процессором устройством (ЦПУ). Память 130 может представлять собой любой подходящий компонент, устройство, микросхему или систему памяти и сохранять приложения или другие исполняемые коды, которые могут выполняться контроллером 131, и/или данные, например данные, которые могут использоваться приложениями или программами, выполняемыми контроллером 131. Например, исполняемый код, приложения или модули, реализующие блок построения модели 110 и/или блок моделирования 115 могут загружаться в память 130 и выполняться контроллером 131.

Следует понимать, что система 100 согласно настоящему описанию представляет собой один из примеров системы. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения система 100 может быть

- 4 027016 реализована на одном вычислительном устройстве или, альтернативно, в распределенной конфигурации, на двух или нескольких различных вычислительных устройствах. Например, блок построения модели 110 может работать на первом вычислительном устройстве и управляться первым блоком управления, при этом блок моделирования 115 может работать на другом вычислительном устройстве и управляться другим блоком управления, который взаимодействует с первым блоком управления. В другом варианте осуществления блок управления 135 может работать на первом вычислительном устройстве, блок построения модели 110 может работать на втором вычислительном устройстве, а блок моделирования 115 может работать на третьем вычислительном устройстве.

Блок представления данных 125 может контролировать, координировать или управлять отображением или представлением видео, аудио и других аспектов моделируемой процедуры и соответствующих данных медицинского изображения. Например, блок представления данных 125 может принимать данные, параметры или другую информацию от набора источников и включать принятые или полученные данные в представление для пользователя. Блок представления данных 125 может координировать, синхронизировать или иным образом связывать представление информации, полученной от набора источников, в рамках единого представления. Например, блок представления данных 125 может координировать или синхронизировать представление данных медицинского изображения, например КТ-изображений, с представлением и/или выполнением моделируемой процедуры с визуальным контролем. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, блок представления данных может инициировать представление информации по выбору пользователя. Например, согласно приведенному ниже описанию от пользователя может быть получен выбранный вариант проекции, при этом представление данных медицинского изображения может осуществляться в соответствии с таким выбором. Блок управления 135 может взаимодействовать с любым модулем, блоком, приложением или другим применимым элементом и осуществлять координацию, планирование заданий, разрешение конфликтов, контроль и/или управление потоками, процедурами или иными аспектами согласно настоящему описанию.

Обратимся к фиг. 2, на котором показан пример блок-схемы, описывающей способ моделирования процедуры с визуальным контролем согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Этот способ может включать прием персонифицированных данных медицинских изображений, которые могут относиться к конкретному обследуемому или пациенту, которому предстоит пройти лечение (блок 210). Данные медицинских изображений могут быть приняты непосредственно от системы визуализации или сканирования, например, такой как компьютерный или магнитно-резонансный томограф или, альтернативно, от внешнего хранилища данных изображений, такого как система архивации и передачи изображений (РАС8). Как будет понятно специалисту, данные медицинских изображений могут быть приняты от любого другого подходящего источника.

Согласно некоторым вариантам осуществления полученные медицинские данные могут храниться локально или внутри системы с хранилищем данных, таким как хранилище данных 140. Согласно некоторым вариантам осуществления данные могут генерироваться, возможно, на основе полученных данных. Например, на основе набора, состоящего из 300 КТ-изображений, может генерироваться расширенный набор из 600 изображений. Например, при изучении первоначального набора изображений некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, например исполняемый код, выполняемый контроллером 131, может генерировать или создавать дополнительные изображения и, таким образом, создавать новый набор изображений. Например, если данный набор изображений был создан путем получения одного изображения на перемещении длиной 1 см блока формирования изображений, новый набор может быть создан путем искусственного генерирования изображений с целью отразить перемещения длиной 1/2 см блока формирования изображений. Например, дополнительное изображение может искусственно генерироваться на основе двух последовательных изображений из первоначального набора путем наблюдения за изменениями между двумя первоначальными изображениями. Такое искусственно генерируемое изображение может вставляться между двумя первоначальными изображениями, чтобы создать новый набор изображений, который может быть когерентным первому набору, адекватно представляя анатомию или другие аспекты соответствующего пациента. Такая генерация изображений может позволить вариантам осуществления изобретения получать лучшее разрешение и усиливать корреляцию медицинских данных и моделируемой процедуры согласно настоящему описанию. Набор изображений, принятых или полученных путем расширения согласно настоящему описанию, может храниться локально, например, в хранилище данных 140.

Как здесь было описано, исходные данные медицинского изображения, например, собранные системой визуализации и полученные от нее, могут подвергаться обработке. Обработка данных медицинских изображений может выполняться перед генерацией видов или визуальных моделей согласно настоящему описанию. Например, пиксели для визуализации изображения могут быть созданы путем интерполяции, применяемой к полученным пикселям или другим данным, связанным с изображением. В частности, КТ-срезы могут искусственно генерироваться путем интерполяции полученных КТ-срезов. Преобразования для просмотра, как известно из уровня техники, представляют собой другой пример обработки, который может применяться к данным медицинских изображений в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, например, в целях усиления, изменения или иной модификации

- 5 027016 аспектов, таких как контрастность или яркость изображения, которое может быть получено от системы визуализации или искусственно создано путем генерации согласно настоящему описанию.

Как показано блоком 215, способ может включать построение модели анатомической структуры на основе данных медицинского изображения. Построение анатомической структуры может быть основано на изучении и/или обработке медицинских данных, например, полученных, как показано блоком 210, и/или созданных путем генерации согласно настоящему описанию. В случае если данные формируемого изображения являются персонифицированными, например полученными с помощью визуализации или сканирования реального пациента или расширенными на основе персонифицированных данных изображения, анатомическая модель также может быть персонифицированной, а именно, модель, построенная согласно настоящему описанию, может представлять конкретного реального пациента. Построение модели может осуществляться в соответствии со способами или другими аспектами, описанными в публикации заявки на патент США № 2009/0177454.

Как показано блоком 225, способ может включать одновременное моделирование процедуры с визуальным контролем (которая может быть основана на генерируемой анатомической модели) и представление соответствующих данных медицинских изображений. Например, по мере того, как осуществляется моделируемая процедура, соответствующие данные медицинских изображений могут отображаться согласно настоящему описанию. В случаях когда данные медицинских изображений, используемые для создания модели согласно настоящему описанию, являются персонифицированными, генерируемая модель также может быть персонифицированной и, соответственно, персонифицированным может быть моделирование процедуры согласно настоящему описанию, а именно, оно может отражать, имитировать или быть иным образом связанным с реальной процедурой, выполняемой для конкретного реального пациента. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения моделируемая процедура может включать графическое представление анатомической модели, которое может отображаться на мониторе вместе с дополнительной информацией, такой как моделируемые модели инструментов. В некоторых вариантах осуществления графическое представление анатомической модели или органа и инструментов может демонстрировать реальные анатомические или физические качества, черты, свойства, характер или аспекты, например, перемещаться, сгибаться, реагировать на давление или лекарственный препарат, кровь и т.д. Моделирование процедуры с визуальным контролем может включать изображение или графическое представление анатомического органа, например, описанной здесь модели, которую можно поворачивать или иным образом позиционировать, или заставить имитировать реальную анатомическую систему, например, изменяться или развиваться со временем, изменять форму в ответ на операцию или взаимодействие с каким-либо медицинским инструментом или веществом, кровью или иным образом представлять или отображать поведение реального анатомического органа и соответствующие инструменты, лекарственный препарат или другие аспекты. Например, катетер, стент или другие инструменты, устройства или элементы могут отображаться и в дальнейшем моделироваться. Соответственно, врач может выполнять компьютерное моделирование процедуры с визуальным контролем (как показано блоком 225) в качестве предварительной процедуры перед реальной хирургической операцией (например, осваивание хирургических навыков или моделирование хирургического вмешательства), части процедуры планирования, учебного занятия или послеоперационной процедуры.

Как показано блоком 225, последовательность действий может включать в себя представление соответствующих данных медицинского изображения. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения представление соответствующих данных медицинского изображения может выполняться одновременно или параллельно с соответствующим моделированием процедуры с визуальным контролем или иным образом происходить в то же время. В некоторых вариантах осуществления представление данных медицинского изображения может синхронизироваться или иным образом координироваться с ходом, состоянием, режимом, контекстом или любым существенным аспектом моделируемой процедуры. Например, в случаях, когда данные медицинского изображения относятся к конкретному пациенту и, соответственно, описанные здесь модель и процесс моделирования также могут относиться к конкретному пациенту, персонифицированные данные медицинского изображения, например данные медицинского изображения, полученные от конкретного пациента при помощи системы визуализации, могут быть представлены наряду с моделируемой процедурой, например, во время ее выполнения. Например, для одновременного представления данных медицинского изображения и моделируемой процедуры может использоваться одноэкранный дисплей, как показано на фиг. 3.

Обратимся дополнительно к фиг. 3, на котором показан пример снимка экрана 300, относящегося к комплексному представлению моделируемой медицинской процедуры, и пример данных КТ-изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Данные компьютерной томографии, как правило, генерируются в виде пакета изображений, на которые можно ссылаться как на срезы, образующие вместе с тем трехмерный (3Ό) куб или объем сканируемого участка. Этот объем может быть визуализирован как одно целое с использованием методов визуализации объемов или, альтернативно, можно отобрать и отобразить на дисплее двухмерный (2Ό) срез, также называемый здесь КТ-срезом. Ради простоты и ясности в настоящем описании будут в основном упоминаться КТ-изображения или срезы, известные из уровня техники, однако следует понимать, что любые данные

- 6 027016 медицинского изображения, например МРТ, рентгеновские, ультразвуковые или любые подходящие данные изображений или другие данные, могут использоваться с таким же успехом и, соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены типом, источником или характером медицинских данных.

Как показано на фиг. 3, дисплей может быть разделен на несколько областей, например на три области 310, 320 и 330. Первая область 310 может относиться к моделируемой процедуре и, соответственно, представлять персонифицированную цифровую визуальную модель какой-либо анатомической структуры. В данном примере отображения визуальная модель представляет сосуд. Область 310 может также отображать имитируемую или виртуальную модель медицинского инструмента, представляющую медицинский инструмент для физического вмешательства, которым пользователь манипулирует во время моделируемой процедуры. Например, катетер 312 может быть показан относительно кровеносных сосудов 311. Моделируемая процедура может включать демонстрацию перемещения катетера, например, в результате действий, предпринимаемых врачом, а также реакцию или другие поведенческие или иные аспекты анатомических органов или инструментов. Например, в процессе моделирования может быть показано, как катетер 312 перемещается через кровеносные сосуды 311 и как кровеносные сосуды 311 смещаются, сгибаются или иным образом реагируют или демонстрируют признаки, которые обычно проявляются или наблюдаются у реальных живых органов.

Как показано позицией 330 на фиг. 3, вторая область или участок может предназначаться или относиться к представлению соответствующих данных медицинского изображения. Например, как показано позицией 332, на дисплее может быть представлено изображение КТ-среза. Как здесь было описано, в связи с представлением данных медицинского изображения возможно использование различной информации, режимов представления и других характеристик. Например, различные элементы, показанные в области моделирования 310, могут быть, соответственно, показаны, помечены, выделены, представлены в виде ссылки или обозначены в области данных медицинского изображения 330. Такую корреляцию видов могут высоко оценить специалисты в данной области. Например, как показано позицией 331, местоположение моделируемого инструмента или части моделируемого инструмента, который может быть показан в области моделирования 310, можно пометить, выделить, показать, представить в виде ссылки или обозначить относительно данных медицинского изображения. Например, знак обозначенный позицией 331, может представлять местоположение кончика катетера 312 по отношению к изображению 332 КТ-среза, показанному в области 330. Исходя из этого, врач имеет возможность проверить или определить местоположение кончика катетера или иным образом ориентироваться, одновременно наблюдая за областью моделирования 310 и областью данных медицинского изображения 330.

В других вариантах осуществления другие аспекты, детали, параметры или существенная информация могут быть обозначены, показаны, выделены или представлены в виде ссылки относительно данных медицинского изображения. Например, в данных медицинского изображения конкретный кровеносный сосуд можно показать или выделить заранее определенным цветом, позволяя пользователю легко определить местоположение кровеносного сосуда по отношению к данным медицинского изображения. Такой кровеносный сосуд может быть аналогичным образом показан в модели, тем самым позволяя пользователю корректировать вид, полученный при помощи визуальной модели, и вид, полученный при помощи данных медицинского изображения. Например, какую-либо конкретную ткань, орган или область, которые могут быть показаны при помощи модели, можно выделить, показать, представить в виде ссылки или иным образом обозначить в составе данных медицинского изображения или по отношению к ним.

Поскольку врачи и другой медицинский персонал могут привыкнуть к изучению информации путем наблюдения изображений, таких как КТ-изображения, интеграция КТ, МРТ, рентгеновских или других методов представления с моделируемой процедурой согласно настоящему описанию обеспечивает очевидные преимущества и может быть высоко оценена специалистами в данной области.

Корреляция, синхронизация, координация и/или интеграция имитационной модели и/или процедуры с представлением или соответствующими данными медицинского изображения согласно настоящему описанию могут быть реализованы и/или выполнены в соответствии с любой применимой конструкцией или конфигурацией. Например, как показано на фиг. 1, блок представления данных 125 может взаимодействовать с блоком моделирования 115 с целью получения любой существенной информации или параметров, относящихся к состоянию, контексту, ходу выполнения или другому аспекту моделирования. Блок представления данных 125 может также взаимодействовать с хранилищем данных 140 (или любым другим подходящим хранилищем данных) с целью получения данных медицинского изображения. Соответственно, обрабатывая любую существенную информацию, относящуюся к моделированию и данным медицинского изображения, блок представления данных 125 может координировать, синхронизировать или иным образом связывать представление данных медицинского изображения с моделируемой процедурой. Например, поскольку имитационная модель, используемая для моделируемой процедуры, может строиться на основе данных медицинского изображения, эта имитационная модель может содержать ссылки на соответствующие данные медицинского изображения. Как известно из уровня техники, перекрестные ссылки, относящиеся к нескольким объектам, структурам или элементам, могут использоваться, чтобы связывать элементы друг с другом. Например, конкретная область или объем имитационной

- 7 027016 модели может основываться на конкретных кадрах или срезах компьютерной томографии. В связи с этим перекрестные ссылки, относящиеся к элементам имитационной модели и элементам данных медицинского изображения, можно сохранять и использовать для того, чтобы коррелировать, координировать, синхронизировать или иным образом связывать представление имитационной модели и/или процедуры с соответствующими медицинскими данными. Например, блок представления данных 125 может принимать или получать ссылку на элемент данных медицинского изображения (например, конкретного КТ-изображения) от блока моделирования 115 или блока построения модели 110 и использовать такую ссылку для извлечения соответствующего КТ-изображения из хранилища данных 140 и дальнейшего отображения такого КТ-изображения, как показано позицией 332.

Как показано позицией 313, элемент данных медицинского изображения (например, изображения КТ-среза) может накладываться на представление имитационной модели (или перекрываться с ним), или, альтернативно, имитационная модель может накладываться или иным образом комбинироваться с данными медицинского изображения. Может быть осуществлена генерация любого представления, объединяющего комплексное представление элементов данных медицинского изображения, таких как изображения КТ-срезов, и имитационной модели. Например, как показано позицией 313, КТ-срез можно отобразить в области моделирования 310. Элемент данных медицинского изображения, представленный в области моделирования, как показано на рисунке, может быть тем же элементом, который отображается в специально выделенной области данных медицинского изображения. Например, изображение КТ-среза, обозначенное позицией 332, может быть тем же изображением КТ-среза, которое обозначено позицией 313. Такой режим отображения может также помочь врачу, выполняющему процедуру, предоставляя ему дополнительный аспект или инструмент для ориентации, как нетрудно будет понять специалисту в данной области. Как показано на рисунке, элемент данных медицинского изображения может быть расположен или ориентирован в области моделирования в соответствии с конкретным углом обзора или другими атрибутами или аспектами изображения. Например, как показано позициями 313 и 332, может быть представлен срез в аксиальной проекции, известный в данной области техники. Различными вариантами осуществления могут предусматриваться другие виды (проекции), например построенные на основе или соответствующие выбору пользователя, как здесь было описано в отношении области 320. Как показано на рисунке, данные медицинского изображения, представленные совместно с имитационной моделью, позволяют пользователю лучше интерпретировать известную информацию; например, пользователь может легко и быстро определить угол, относящийся к медицинскому изображению, местоположение анатомических частей и инструментов и т.д.

Как показано позицией 320, третья область может содержать элементы пользовательского интерфейса, например, объекты графического интерфейса пользователя (ГИП), которые позволяют пользователю управлять различными аспектами моделируемой процедуры и отображать медицинские данные согласно настоящему описанию. Например, можно выбрать проекцию данных медицинского изображения, представленных в области 330. В частности, как показано на рисунке, можно выбрать аксиальную проекцию (например, как показано КТ-срезом 332 в области 330), сагиттальную проекцию, фронтальную проекцию, проекцию рентгеновской С-дуги или ракурс выбора сосуда. Примеры выбранных видов или режимов, показанные на фиг. 3, не должны рассматриваться как ограничивающие примеры осуществления изобретения, при этом, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, могут применяться любые другие выбранные виды, режимы или углы. Аналогичным образом, распределение графических элементов и/или областей, показанное на фиг. 3, приведено в качестве примера и может различаться в различных вариантах осуществления, например, для отображения информации согласно настоящему описанию могут использоваться несколько мониторов или дисплейных экранов, возможно также любое другое расположение областей или графических элементов.

Обратимся снова к фиг. 2, где, как показано позицией 330, последовательность действий может включать в себя координирование представления данных медицинского изображения с моделированием процедуры с визуальным контролем. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения можно выбирать различные режимы представления данных. Например, представление набора изображений медицинских данных может выполняться автоматически, согласно различным ограничениям, условиям, событиям или другим аспектам, относящимся к моделируемой процедуре. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения возможны автоматические выбор, представление, замена или иные виды манипулирования данными медицинского изображения, например, исходя из хода выполнения, состояния и/или контекста моделируемой процедуры. Например, как показано в области 320, кнопкафлажок позволяет пользователю выбирать режим представления данных медицинского изображения в соответствии с местоположением инструмента или части инструмента. Так, установка кнопки-флажка следуйте подсказке, показанного в области 320, вызывает в различных вариантах осуществления изобретения обновление представления данных медицинского изображения исходя из местоположения кончика моделируемого катетера, например, катетера 312. В частности, КТ-срез может быть выбран и представлен на дисплее исходя из местоположения кончика катетера 312 по отношению к кровеносным сосудам 311, показанным в области 310. С учетом этого представление данных медицинского изображения может соответствовать ходу выполнения моделируемой процедуры.

- 8 027016

В качестве альтернативного или дополнительного варианта, данные медицинского изображения могут быть представлены с учетом выбора местоположения или области в имитационной модели. Так, после принятия команды выбора, например щелчка кнопкой мыши по конкретному месту или элементу имитационной модели, соответствующие данные медицинского изображения могут быть отображены, например, в специально выделенной области или участке. Соответственно, врачу могут быть предоставлены данные КТ, МРТ, рентгеновских или других методов представления относительно имитационной модели. Такое представление данных может осуществляться в ходе выполнения моделируемой процедуры или в режиме оГГПпс. Например, врач может сделать паузу, остановить или прервать выполнение моделируемой процедуры, изучить имитационную модель (которая может быть статичной или замороженной), а затем выбрать просмотр КТ- или МРТ-изображений (которые могут представлять собой реальные, фактические изображения, сделанные для конкретного пациента согласно настоящему описанию), относящиеся к конкретному месту в рамках модели, например, щелкнув по исследуемому месту на модели. Представление данных медицинского изображения на основе выбора какого-либо места на имитационной модели может выполняться с использованием перекрестных ссылок, как здесь было описано.

Как показано блоком 235, последовательность действий может включать прием выбранного варианта проекции. Например, пользователь может выбрать один из вариантов проекций, показанных в области 320 на фиг. 3. Как показано в блоке 240, последовательность действий может включать представление, во время выполнения моделируемой процедуры, соответствующих данных медицинского изображения согласно принятому варианту проекции. Например, можно выбрать одну из трех ортогональных проекций, известных в данной области техники: аксиальную (как показано на фиг. 3), фронтальную и сагиттальную. В частности, пользователь может выбрать сагиттальную проекцию, нажав на соответствующую кнопку, показанную в области 320, и получить представление моделирования и данных медицинского изображения, как показано на фиг. 4.

Обратимся дополнительно к фиг. 4, на котором показан пример снимка экрана 400, относящегося к комплексному представлению моделируемой медицинской процедуры и данных медицинского изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано в областях 410 и 430 на фиг. 4, сагиттальную проекцию, известную в данной области техники, можно получить, например, выбрав такую проекцию согласно настоящему описанию. Как известно из уровня техники, сагиттальную или иную проекцию можно выбирать для того, что лучше определить аспекты анатомических элементов или иным образом получить более удобный или подходящий вид, например, когда другие виды не полностью выявляют, раскрывают или представляют интересующие врача участки. Соответственно, врач или пользователь системы, в которой реализованы варианты осуществления настоящего изобретения, при необходимости может выбрать сагиттальную проекцию и получить представление данных, показанное на фиг. 4. Любые соответствующие варианты осуществления, признаки или аспекты, описанные здесь, например интеграция данных медицинского изображения с моделируемой процедурой, автоматический выбор, замена или представление КТ-срезов или других изображений, автоматическое представление данных медицинского изображения в соответствии с ходом моделирования или наложение данных медицинского изображения на имитационную модель, могут применяться к любым видам, описанным здесь, например, со ссылкой на фиг. 4-8. В частности, как показано позицией 431, местоположение инструмента может быть указано по отношению к данным медицинского изображения, например, аналогично информации, показанной согласно описанию со ссылкой на позицию 331 на фиг. 3.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в дополнение к описанным здесь ортогональным проекциям могут быть разрешены и/или представлены ортогональные проекции. Обратимся дополнительно к фиг. 5, на которой показан пример снимка экрана 500, относящегося к комплексному представлению моделируемой медицинской процедуры и данных медицинского изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 5, вид сосуда в разрезе можно получить, например, при выборе такого вида пользователем согласно настоящему описанию. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения пользователь может выбрать вид сосуда в разрезе, например, для увеличения масштаба изображения конкретного сосуда. В некоторых вариантах осуществления соответствующий КТ-разрез может быть отображен вдоль неортогонального (косого) сечения, обозначенного позицией 513. Как показано на рисунке, КТ-разрез, размещенный в плоскости, перпендикулярной исследуемому сосуду, может быть отображен в области 530, а также показан или представлен в области 510, где он обозначен позицией 513. Такой КТ-разрез, как правило, располагается так, чтобы исследуемый сосуд отображался в виде окружности в центре области 530. Специалистам в данной области вполне понятны преимущества получения вида сосуда в разрезе в сочетании с моделированием согласно настоящему описанию, при этом такой комплексный вид позволит врачу беспрепятственно рассмотреть положение инструмента внутри органа, например, положение катетера, проведенного через кровеносный сосуд. Например, такой вид может оказаться очень полезным для того, чтобы помочь врачу при перемещении катетера, который может быть заблокирован препятствиями в кровеносном сосуде.

Любой представляющий интерес элемент может автоматически размещаться в заданном местоположении в областях 630, 530, 430 и/или 330. Так, данные медицинского изображения, например КТ-изображения, могут быть представлены таким образом, чтобы медицинский инструмент, относящий- 9 027016 ся к имитационной модели или моделированию, был показан в заданном местоположении, например в центре области 330. Альтернативно или дополнительно, в заданном местоположении может отображаться выбранный анатомический орган. В частности, КТ-срез может быть расположен в областях 330, 430,

530 или 630 таким образом, что выбранный кровеносный сосуд будет отображен в центре этих областей.

Другим видом, который может быть выбран и получен согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, является проекция рентгеновской С-дуги. Так как штатив, используемый обычно для позиционирования рентгеновской камеры, имеет, как правило, форму буквы С, название проекция С-дуги может оказаться подходящим для обозначения вида, получаемого с помощью рентгеновской камеры. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения при выборе такой проекции пользователь получает доступ к точке обзора рентгеновской камеры, а именно - к виду анатомической области, наблюдаемому из положения соответствующей рентгеновской камеры или другого устройства формирования изображения, помещенного в таком положении. Такой вид хорошо понятен врачам, которые привыкли исследовать результат рентгеновского снимка или рентгеновские изображения. Обратимся дополнительно к фиг. 6, на которой показан пример снимка экрана 600, относящегося к комплексному представлению моделируемой медицинской процедуры и данных медицинского изображения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как обозначено позицией 611, на экране может быть показано положение устройства формирования изображения (которое, как правило, может представлять собой рентгеновскую камеру), позволяя врачу связать отображаемую информацию с положением устройства формирования изображения в момент получения изображения. В области 630 на фиг. 6, аналогично областям 330, 430 и 530, могут быть представлены моделируемые рентгеновские изображения, как здесь было описано. В области 610 на фиг. 6 может быть представлена имитационная модель аналогично областям 310, 410 и 510. Как здесь было описано, данные медицинского изображения, показанные в области 610 на фиг. 6, могут быть наложены на имитационную модель в области 610 на фиг. 6 таким образом, что пользователь легко может связать данные медицинского изображения с имитационной моделью.

Обратимся дополнительно к фиг. 7, на которой показан пример режима визуализации 700 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения и как показано на фиг. 7, можно выполнить и отобразить комбинированную визуализацию аксиальных, сагиттальных и фронтальных срезов (на трехмерной анатомической модели). Так, вместо или в дополнение к представлению 20-среза в области 330, как показано на фиг. 3-6, на единой модели можно совместно отобразить любое количество различных срезов, как показано на фиг. 7. Получение такого вида может оказаться желательным в различных случаях, например, когда объемный вид необходим или полезен. Такой комбинированный вид срезов можно отобразить в одной из областей 330, 430, 530 и/или 630 вместо или в дополнение к двухмерному виду, например изображению КТ-среза согласно настоящему описанию. Еще один вид, который может быть представлен, изображен на фиг. 8.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения объемную визуализацию данных медицинского изображения можно использовать для получения трехмерного вида данных медицинского изображения. Различные режимы визуализации могут быть включены и/или объединены с выбранными вариантами проекций, как здесь было описано. Так, визуализация комбинированных срезов или объемная визуализация может быть выполнена после того, как пользователь сделает выбор, и в дальнейшем реализована совместно с выбранными проекциями, такими, как были описаны выше.

Обратимся дополнительно к фиг. 8, на котором показан пример режима визуализации 800 согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 8, данные медицинского изображения могут быть представлены посредством или с использованием объемной визуализации. Результаты объемной визуализации, изображения и другая графическая информация могут отображаться, например, в области 330 на фиг. 3-6 и быть полезными в случаях, когда необходимо оценить или изучить объемные или глубинные характеристики анатомического объекта или органа. Объемное визуализированное изображение, показанное на фиг. 8, как правило, может быть связано с параметром прозрачности и/или такой настройкой, при которой его прозрачностью можно управлять для просмотра деталей и разрезов, которые в противном случае были бы скрыты, например, деталями или областями, содержащими или иным образом скрывающими их. Соответственно, может быть разрешена различная степень прозрачности. Возвращаясь к фиг. 2, отметим, что, как показано блоком 245, последовательность действий может включать сохранение соответствующей информации. Так, моделируемая процедура, включающая любой выбранный вид или перемещение инструментов, может быть записана, причем такую запись можно сохранить и использовать в дальнейшем, например, в ходе учебного занятия.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут включать изделие, такое как компьютер или машиночитаемый носитель, или носитель информации, например, устройство памяти, дисковый накопитель или флэш-память с портом И8В, кодирующий, включающий или сохраняющий команды, например, машинные команды, которые, когда их выполняет процессор или контроллер, реализуют описанные здесь способы.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения в этом отношении не ограничены, термины множество или набор, используемые в настоящем описании, могут включать в себя, например, несколько или два или больше. Термины множество или набор могут использоваться в данном опи- 10 027016 сании изобретения, чтобы охарактеризовать два или большее количество компонентов, устройств, элементов, блоков, параметров и т.п.

Если это прямо не предусмотрено, варианты осуществления описанного здесь способа не ограничены каким-либо конкретным порядком или последовательностью. Кроме того, некоторые из описанных вариантов осуществления способа или их элементов могут возникать или выполняться одновременно или в течение перекрывающихся моментов времени. Как известно из уровня техники, выполнение сегмента исполняемого кода, такого как функция, задача, подзадача или программа, может называться выполнением функции, программы или другого компонента.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения в этом отношении не ограничены, обсуждение, в котором используются такие термины, как, например, обработка, вычисление, расчет, определение, установление, анализ, проверка и им подобные, может относиться к операции(ям) или процессу(ам), выполняемым компьютером, вычислительной платформой, вычислительной системой или другим электронным вычислительным устройством, которое манипулирует и/или преобразует данные, представляемые в качестве физических (например, электронных) величин в регистрах и/или блоках памяти компьютера, в другие данные, аналогичным образом представляемые в качестве физических величин в регистрах и/или блоках памяти компьютера или других носителях информации, которые могут хранить команды на выполнение операций и/или процессов.

Хотя в настоящем описании были проиллюстрированы и описаны определенные признаки настоящего изобретения, специалисты в данной области могут предложить много модификаций, изменений, вариантов замены или эквивалентов. В связи с этим следует понимать, что прилагаемая формула изобретения распространяется на такие модификации и изменения, каждое из которых входит в подлинный объем настоящего изобретения.

Claims (33)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ компьютерного моделирования медицинской процедуры с визуальным контролем, включающий следующие шаги:

   получают данные медицинского изображения, принятые от одного или более блоков формирования изображений, относящиеся к конкретному пациенту;

   создают персонифицированную цифровую визуальную трехмерную (3И) модель анатомической структуры конкретного пациента путем обработки видов указанных данных медицинского изображения с генерацией видов визуальных моделей;

   выполняют компьютерное моделирование процедуры с визуальным контролем путем использования визуальной 3И модели;

   в ходе моделирования одновременно отображают на дисплее в первой области дисплея визуальную 3И модель, отображают во второй области дисплея по меньшей мере часть данных медицинского отображения в двумерном (2И) виде и отображают в первой области дисплея по меньшей мере часть данных медицинского изображения в двумерном (2И) виде, наложенных на визуальную 3И модель в плоскости, перпендикулярной или наклонной относительно анатомической структуры.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что данные медицинского изображения и визуальная модель образуют комплексное отображение.
3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что анатомическая структура представляет собой кровеносный сосуд, а данные медицинского изображения отображают в плоскости, перпендикулярной кровеносному сосуду.
4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что моделирование включает имитационную модель медицинского инструмента для физического вмешательства и манипулирование указанной имитационной моделью медицинского инструмента.
5. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что 2И вид интегрирован с визуальной моделью таким образом, что указанная плоскость расположена в месте, соответствующем местоположению моделируемого медицинского инструмента.
6. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что отображение включает отображение на конкретном месте в пределах области представления данных медицинского изображения обозначения, представляющего моделируемый медицинский инструмент, при этом конкретное местоположение соответствует местоположению по меньшей мере части имитационной модели медицинского инструмента по отношению к визуальной модели.
7. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что синхронизируют отображение данных медицинского изображения с перемещением имитационной модели медицинского инструмента.
8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что данные медицинского изображения получают из архива системы архивации и передачи изображений (РАС8).
9. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что данные медицинского изображения получают от одной из следующих систем: система компьютерной томографии (КТ), система магнитно-резонансной томографии (МРТ), рентгенографическая система, система позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), ультра- 11 027016 звуковая система и система флюороскопии.
10. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что генерируют искусственные данные медицинского изображения на основе полученных исходных данных медицинского изображения и одновременно представляют визуальную модель и по меньшей мере часть искусственных данных медицинского изображения.
11. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный 2Ό вид включает изображение, связанное с конкретной плоскостью, и отображение включает отображение этого изображения для получения конкретной проекции.
12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что отображение включает получение комплексного отображения указанной визуальной модели и указанной конкретной проекции.
13. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная плоскость, представляет собой одну из следующих плоскостей: аксиальная плоскость, фронтальная плоскость, сагиттальная плоскость, плоскость, ортогональная к выбранному сосуду, неплоская поверхность и плоскость, относящаяся к системе визуализации, используемой для сбора указанных данных медицинского изображения.
14. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что указанное изображение формируют для получения конкретного вида поверхности с использованием проекции максимальной интенсивности (ПМИ).
15. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображение данных медицинского изображения включает объемную визуализацию указанных данных медицинского изображения для получения трехмерного (3Ό) вида указанных данных медицинского изображения.
16. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображение данных медицинского изображения включает по меньшей мере одну из следующих функций: выделение, нанесение пометки, показ, представление в виде ссылки и обозначение по меньшей одного из следующих объектов: ткань, орган и область.
17. 17. Компьютерный носитель информации с записанными на нем командами, которые при их выполнении обрабатывающей платформой обеспечивают осуществление способа по п.1.
18. 18. Носитель по п.17, отличающийся тем, что отображение дополнительно обеспечивает образование данными медицинского изображения и визуальной моделью комплексного отображения.
19. 19. Носитель по п.17, отличающийся тем, что анатомическая структура представляет собой кровеносный сосуд, а данные медицинского изображения отображаются в плоскости, перпендикулярной кровеносному сосуду.
20. 20. Носитель по п.17, отличающийся тем, что моделирование включает имитационную модель медицинского инструмента для физического вмешательства и манипулирование указанным медицинским инструментом.
21. 21. Носитель по п.20, отличающийся тем, что 2Ό вид интегрирован с визуальной моделью таким образом, что плоскость расположена в месте, соответствующем местоположению моделируемого медицинского инструмента.
22. 22. Носитель по п.17, отличающийся тем, что отображение включает отображение на конкретном месте в пределах области представления данных медицинского изображения обозначения, представляющего моделируемый медицинский инструмент, при этом конкретное местоположение соответствует местоположению по меньшей мере части имитационной модели медицинского инструмента по отношению к визуальной модели.
23. 23. Носитель по п.17, отличающийся тем, что выполняемые команды обеспечивают синхронизацию отображения данных медицинского изображения с перемещением имитационной модели медицинского инструмента.
24. 24. Носитель по п.17, отличающийся тем, что данные медицинского изображения получены из архива системы архивации и передачи изображений (РАСА).
25. 25. Носитель по п.17, отличающийся тем, что данные медицинского изображения получены от одной из следующих систем: система компьютерной томографии (КТ), система магнитно-резонансной томографии (МРТ), рентгенографическая система, система позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), ультразвуковая система и система флюороскопии.
26. 26. Носитель по п.17, отличающийся тем, что выполняемые команды обеспечивают генерирование искусственных данных медицинского изображения на основе полученных исходных данных медицинского изображения и одновременное представление визуальной модели и по меньшей мере части искусственных данных медицинского изображения.
27. 27. Носитель по п.17, отличающийся тем, что выполняемые команды обеспечивают генерирование изображения, относящегося к конкретной плоскости, на основе полученных исходных данных медицинского изображения и отображение этого изображения для получения конкретной проекции.
28. 28. Носитель по п.17, отличающийся тем, что выполняемые команды обеспечивают получение комплексного отображения указанной визуальной модели и конкретной проекции.
29. 29. Носитель по п.27, отличающийся тем, что указанная конкретная плоскость связана с некоторой плоскостью, представляющей собой одну из следующих плоскостей: аксиальная плоскость, фронтальная плоскость, сагиттальная плоскость, плоскость, ортогональная к выбранному кровеносному сосуду, неплоская поверхность и плоскость, относящаяся к системе визуализации, используемой для сбора указан- 12 027016 ных данных медицинского изображения.
30. 30. Носитель по п.17, отличающийся тем, что указанное изображение сформировано для получения конкретного вида поверхности с использованием проекции максимальной интенсивности (ПМИ).
31. 31. Носитель по п.17, отличающийся тем, что отображение данных медицинского изображения включает объемную визуализацию указанных данных медицинского изображения для получения трехмерного (3Ό) вида указанных данных медицинского изображения.
32. 32. Носитель по п.17, отличающийся тем, что отображение данных медицинского изображения включает по меньшей мере одну из следующих функций: выделение, нанесение пометки, показ, представление в виде ссылки и обозначение по меньшей одного из следующих объектов: ткань, орган и область.
33. 33. Система компьютерного моделирования медицинской процедуры с визуальным контролем для осуществления способа по п.1, содержащая блок формирования изображения для генерирования данных медицинского изображения пациента; контроллер для выполнения кода, сохраненного в памяти и включающего блок построения модели для получения указанных данных медицинского изображения и создания персонифицированной цифровой визуальной трехмерной (3Ό) модели анатомической структуры конкретного пациента на основе данных медицинского изображения путем обработки видов указанных данных медицинского изображения с генерацией видов визуальных моделей, а также создания имитационной модели медицинского инструмента для физического вмешательства;

    блок моделирования для компьютерного моделирования процедуры с визуальным контролем путем использования визуальной 3Ό модели, включающего манипулирование медицинским инструментом для физического вмешательства, путем отображения анатомической модели и изменения отображения анатомической модели в результате действий, предпринимаемых врачом, и реакции анатомической модели;

    блок представления данных, обеспечивающий одновременное отображение посредством выходного блока или выходных блоков визуальной 3Ό модели в первой области дисплея, по меньшей мере части данных медицинского отображения в двумерном (2Ό) виде во второй области дисплея и имитационной модели медицинского инструмента и по меньшей мере части данных медицинского изображения в первой области дисплея.