JP2018514340A - 2d/2.5d腹腔鏡画像データまたは2d/2.5d内視鏡画像データを3dボリュメトリック画像データに位置合わせするための方法とシステム - Google Patents
2d/2.5d腹腔鏡画像データまたは2d/2.5d内視鏡画像データを3dボリュメトリック画像データに位置合わせするための方法とシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018514340A JP2018514340A JP2017559106A JP2017559106A JP2018514340A JP 2018514340 A JP2018514340 A JP 2018514340A JP 2017559106 A JP2017559106 A JP 2017559106A JP 2017559106 A JP2017559106 A JP 2017559106A JP 2018514340 A JP2018514340 A JP 2018514340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- intraoperative
- images
- simulated
- target organ
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 75
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000007629 laparoscopic insertion Methods 0.000 claims description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims 2
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 12
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 11
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 9
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 210000003445 biliary tract Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012830 laparoscopic surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 206010061289 metastatic neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000003240 portal vein Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/14—Transformations for image registration, e.g. adjusting or mapping for alignment of images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
-
- 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
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0012—Biomedical image inspection
- G06T7/0014—Biomedical image inspection using an image reference approach
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
- G06T7/32—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using correlation-based methods
-
- 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
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
- A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
- G06T2200/04—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving 3D image data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10016—Video; Image sequence
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10028—Range image; Depth image; 3D point clouds
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10068—Endoscopic image
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10072—Tomographic images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20112—Image segmentation details
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30056—Liver; Hepatic
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/11—Region-based segmentation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Robotics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、腹腔鏡画像データまたは内視鏡画像データの、3Dボリュメトリック(volumetric)画像データへの位置合わせに関し、特に、術前3Dボリュメトリック画像データからの情報を術中腹腔鏡画像データまたは術中内視鏡画像データに重畳させるための、術中2D/2.5D腹腔鏡画像データまたは術中2D/2.5D内視鏡データの、術前3Dボリュメトリック画像データへの位置合わせに関する。
本発明は、術中画像、例えば腹腔鏡画像または内視鏡画像を、術前ボリュメトリック画像データに位置合わせするための方法とシステムを提供する。本発明の実施の形態は、仮想カメラの視点および方向に従い3Dボリュームから仮想投影画像をシミュレートすることによって、3Dボリュームを2D/2.5D術中画像に位置合わせし、続いて、術中カメラに取り付けられている方位センサ、例えばジャイロスコープまたは加速度計からの術中画像に関連付けられた相対的な方位測定値を使用して位置合わせに制約を課しながら、シミュレートされた投影画像を実際の術中画像にマッチさせるための位置合わせパラメータを計算する。さらに本発明の実施の形態は、手術計画の先験的な情報に基づいて、位置合わせに制約を課す。
本発明は、術中画像、例えば腹腔鏡画像または内視鏡画像を、3Dボリュメトリック医療画像に位置合わせするための方法とシステムに関する。本明細書において本発明の複数の実施形態を説明し、位置合わせ方法を視覚的に理解できるようにする。ディジタル画像は、1つまたは複数の対象(または形状)のディジタル表現から構成されることが多い。対象のディジタル表現を、本明細書においてはしばしば、対象の識別および操作の観点から説明する。そのような操作は、コンピュータシステムのメモリまたは別の回路/ハードウェアにおいて達成される仮想的な操作である。したがって、本発明の実施形態を、コンピュータシステムに記憶されているデータを使用して、このコンピュータシステムにおいて実施できると解することができる。
Claims (29)
- ターゲット器官の3D医療画像ボリュームを、前記ターゲット器官の2D/2.5D術中画像に位置合わせするための方法において、
前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信すること、
前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、前記3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせし、該位置合わせに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すこと、を含んでいる、
方法。 - 前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせし、該位置合わせに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すことは、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化し、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すこと、を含んでいる、
請求項1記載の方法。 - 前記相対的な方位測定値を、前記複数の術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置に取り付けられている方位センサから受信し、
前記相対的な方位測定値は、前記複数の術中画像の各術中画像に対応する、前記術中画像取得装置の相対的な方位を表し、
前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータは、前記シミュレートされた投影画像の各投影画像に関する、仮想カメラの位置パラメータおよび方位パラメータを含んでおり、
前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの相対的な方位が、前記複数の術中画像の前記相対的な方位にマッチするように、前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの方位パラメータに制約を課す、
請求項2記載の方法。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでおり、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の各投影画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでいる2D/2.5D投影画像であり、前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化し、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すことは、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2D画像データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の類似性計量に基づいて、かつ前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2.5D深度データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の幾何学適合計量に基づいて、外観を含むコスト関数が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータを最適化すること、を含んでいる、
請求項2記載の方法。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される既知の手術計画からの先験的な情報に基づいて、前記位置合わせにさらに制約を課す、
請求項1記載の方法。 - 前記先験的な情報は、手術台に対して相対的な患者の姿勢を含んでいる、請求項5記載の方法。
- 前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信することは、
腹腔鏡または内視鏡のいずれかである術中画像取得装置から、前記複数の2D/2.5D術中画像を受信すること、および
ジャイロスコープまたは加速度計のいずれかである、前記術中画像取得装置に取り付けられている方位センサから、前記術中画像に関する、前記対応する相対的な方位測定値を受信すること、を含んでいる、
請求項1記載の方法。 - さらに
前記複数の2D/2.5D術中画像の受信に先行して、
前記ターゲット器官のバイオメカニカルモデルを使用して、手術計画に基づいて、前記ターゲット器官の変形をシミュレートすること、
前記ターゲット器官の前記シミュレートされた変形を使用して、前記手術計画に関してシミュレートされた術中画像を生成すること、
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームを、前記シミュレートされた術中画像に位置合わせすること、および
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームの、前記シミュレートされた術中画像への前記位置合わせに基づいて、手術計画に関して予測された位置合わせ品質測定値を計算すること、を含んでいる、
請求項1記載の方法。 - さらに
前記複数の2D/2.5D術中画像の受信に先行して、
前記予測された位置合わせ品質測定値に基づいて、前記手術計画に関して予測された位置合わせ品質が十分でないと判定されたことに応答して、前記手術計画のパラメータを洗練すること、を含んでいる、
請求項8記載の方法。 - 前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信することは、
前記手術計画を使用して取得された前記ターゲット器官の前記複数の2D/2.5D術中画像を受信し、前記手術計画の1つまたは複数のパラメータに基づいて、前記位置合わせにさらに制約を課すこと、を含んでいる、
請求項8記載の方法。 - 前記手術計画の前記1つまたは複数のパラメータは、手術台に対して相対的な患者の姿勢、腹腔鏡の挿入口の位置、または前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置の角度の範囲、のうちの少なくとも1つを含んでいる、
請求項10記載の方法。 - ターゲット器官の3D医療画像ボリュームを、前記ターゲット器官の2D/2.5D術中画像に位置合わせするための装置において、
前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信する手段、
前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、前記3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせし、該位置合わせに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課す手段、を含んでいる、
装置。 - 前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、前記3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせする手段は、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化し、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課す手段、を含んでいる、
請求項12記載の装置。 - 前記相対的な方位測定値を、前記複数の術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置に取り付けられている方位センサから受信し、
前記相対的な方位測定値は、前記複数の術中画像の各術中画像に対応する、前記術中画像取得装置の相対的な方位を表し、
前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータは、前記シミュレートされた投影画像の各投影画像に関する、仮想カメラの位置パラメータおよび方位パラメータを含んでおり、
前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの相対的な方位が、前記複数の術中画像の前記相対的な方位にマッチするように、前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの方位パラメータに制約を課す、
請求項13記載の装置。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでおり、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の各投影画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでいる2D/2.5D投影画像であり、前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化する手段は、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2D画像データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の類似性計量に基づいて、かつ前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2.5D深度データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の幾何学適合計量に基づいて、外観を含むコスト関数が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータを最適化する手段、を含んでいる、
請求項13記載の装置。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される既知の手術計画からの先験的な情報に基づいて、前記位置合わせにさらに制約を課す、
請求項12記載の装置。 - さらに
前記ターゲット器官のバイオメカニカルモデルを使用して、手術計画に基づいて、前記ターゲット器官の変形をシミュレートする手段、
前記ターゲット器官の前記シミュレートされた変形を使用して、前記手術計画に関してシミュレートされた術中画像を生成する手段、
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームを、前記シミュレートされた術中画像に位置合わせする手段、および
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームの、前記シミュレートされた術中画像への前記位置合わせに基づいて、手術計画に関して予測された位置合わせ品質測定値を計算する手段、を含んでいる、
請求項12記載の装置。 - 前記ターゲット器官の前記複数の2D/2.5D術中画像は、前記手術計画を使用して取得され、前記手術計画の1つまたは複数のパラメータに基づいて、前記位置合わせにさらに制約が課される、
請求項17記載の装置。 - 前記手術計画の前記1つまたは複数のパラメータは、手術台に対して相対的な患者の姿勢、腹腔鏡の挿入口の位置、または前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置の角度の範囲、のうちの少なくとも1つを含んでいる、
請求項18記載の装置。 - ターゲット器官の3D医療画像ボリュームを、前記ターゲット器官の2D/2.5D術中画像に位置合わせするためのコンピュータプログラム命令が記憶されている、非一時的なコンピュータ可読媒体において、
前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサにおいて実行されると、該プロセッサに以下の動作を実施させる、すなわち
前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信すること、
前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、前記3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせし、該位置合わせに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すこと、を実施させる、
非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記ターゲット器官の3D医療画像ボリュームのシミュレートされた投影画像を前記複数の2D/2.5D術中画像にマッチさせる姿勢パラメータを計算することによって、3D医療画像ボリュームを、前記複数の2D/2.5D術中画像に位置合わせし、該位置合わせに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すことは、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化し、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すこと、を含んでいる、
請求項20記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記相対的な方位測定値を、前記複数の術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置に取り付けられている方位センサから受信し、
前記相対的な方位測定値は、前記複数の術中画像の各術中画像に対応する、前記術中画像取得装置の相対的な方位を表し、
前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータは、前記シミュレートされた投影画像の各投影画像に関する、仮想カメラの位置パラメータおよび方位パラメータを含んでおり、
前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの相対的な方位が、前記複数の術中画像の前記相対的な方位にマッチするように、前記シミュレートされた投影画像に関する、前記仮想カメラの方位パラメータに制約を課す、
請求項21記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでおり、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の各投影画像は、2D画像データおよび対応する2.5D深度データを含んでいる2D/2.5D投影画像であり、前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像と、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像のうちの対応する投影画像との間の類似性計量が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の姿勢パラメータを最適化し、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータに、前記術中画像に関する前記相対的な方位測定値によって制約を課すことは、
前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2D画像データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の類似性計量に基づいて、かつ前記複数の2D/2.5D術中画像の各2D/2.5D術中画像における前記2.5D深度データと、前記シミュレートされた投影画像のうちの前記対応する投影画像との間の幾何学適合計量に基づいて、外観を含むコスト関数が最大となるように、前記3D医療画像ボリュームの前記シミュレートされた投影画像の前記姿勢パラメータを最適化すること、を含んでいる、
請求項21記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される既知の手術計画からの先験的な情報に基づいて、前記位置合わせにさらに制約を課す、
請求項20記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信することは、
腹腔鏡または内視鏡のいずれかである術中画像取得装置から、前記複数の2D/2.5D術中画像を受信すること、および
ジャイロスコープまたは加速度計のいずれかである、前記術中画像取得装置に取り付けられている方位センサから、前記術中画像に関する、前記対応する相対的な方位測定値を受信すること、を含んでいる、
請求項20記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記動作は、さらに
前記複数の2D/2.5D術中画像の受信に先行して、
前記ターゲット器官のバイオメカニカルモデルを使用して、手術計画に基づいて、前記ターゲット器官の変形をシミュレートすること、
前記ターゲット器官の前記シミュレートされた変形を使用して、前記手術計画に関してシミュレートされた術中画像を生成すること、
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームを、前記シミュレートされた術中画像に位置合わせすること、および
前記ターゲット器官の前記3D医療画像ボリュームの、前記シミュレートされた術中画像への前記位置合わせに基づいて、手術計画に関して予測された位置合わせ品質測定値を計算すること、を含んでいる、
請求項20記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記動作は、さらに
前記複数の2D/2.5D術中画像の受信に先行して、
前記予測された位置合わせ品質測定値に基づいて、前記手術計画に関して予測された位置合わせ品質が十分でないと判定されたことに応答して、前記手術計画のパラメータを洗練すること、を含んでいる、
請求項26記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記ターゲット器官の複数の2D/2.5D術中画像と、該術中画像に関する、対応する相対的な方位測定値と、を受信することは、
前記手術計画を使用して取得された前記ターゲット器官の前記複数の2D/2.5D術中画像を受信し、前記手術計画の1つまたは複数のパラメータに基づいて、前記位置合わせにさらに制約を課すこと、を含んでいる、
請求項26記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 前記手術計画の前記1つまたは複数のパラメータは、手術台に対して相対的な患者の姿勢、腹腔鏡の挿入口の位置、または前記複数の2D/2.5D術中画像を取得するために使用される術中画像取得装置の角度の範囲、のうちの少なくとも1つを含んでいる、
請求項28記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2015/030080 WO2016182550A1 (en) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | Method and system for registration of 2d/2.5d laparoscopic and endoscopic image data to 3d volumetric image data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018514340A true JP2018514340A (ja) | 2018-06-07 |
Family
ID=53373544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017559106A Pending JP2018514340A (ja) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | 2d/2.5d腹腔鏡画像データまたは2d/2.5d内視鏡画像データを3dボリュメトリック画像データに位置合わせするための方法とシステム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180150929A1 (ja) |
EP (1) | EP3295423A1 (ja) |
JP (1) | JP2018514340A (ja) |
CN (1) | CN107580716A (ja) |
WO (1) | WO2016182550A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021530051A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-11-04 | デルタレイ・ベーフェー | 投影角度の動的選択による物品検査 |
WO2024034995A1 (ko) * | 2022-08-12 | 2024-02-15 | 아주대학교산학협력단 | 수술 영상데이터를 녹화하는 방법 및 장치 |
JP7438150B2 (ja) | 2018-06-29 | 2024-02-26 | デルタレイ・ベーフェー | 反復投影マッチング法を用いた放射線イメージングによる物品検査 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11607316B2 (en) * | 2016-02-17 | 2023-03-21 | Koninklijke Philips N.V. | Physical 3D anatomical structure model fabrication |
US20210343031A1 (en) * | 2018-08-29 | 2021-11-04 | Agency For Science, Technology And Research | Lesion localization in an organ |
JP6988001B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2022-01-05 | オリンパス株式会社 | 記録装置、画像観察装置、観察システム、観察システムの制御方法、及び観察システムの作動プログラム |
EP3626176B1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-12-30 | Siemens Healthcare GmbH | Verfahren zum unterstützen eines anwenders, computerprogrammprodukt, datenträger und bildgebendes system |
US11045075B2 (en) * | 2018-12-10 | 2021-06-29 | Covidien Lp | System and method for generating a three-dimensional model of a surgical site |
US11995854B2 (en) * | 2018-12-19 | 2024-05-28 | Nvidia Corporation | Mesh reconstruction using data-driven priors |
IT201900005350A1 (it) * | 2019-04-08 | 2020-10-08 | Medacta Int Sa | Metodo ottenuto mediante calcolatore per verificare il corretto allineamento di una protesi dell’anca e sistema per attuare tale verifica |
CN110853082B (zh) * | 2019-10-21 | 2023-12-01 | 科大讯飞股份有限公司 | 医学图像配准方法、装置、电子设备及计算机存储介质 |
US20210174523A1 (en) * | 2019-12-10 | 2021-06-10 | Siemens Healthcare Gmbh | Method for registration of image data and for provision of corresponding trained facilities, apparatus for doing so and corresponding computer program product |
US11341661B2 (en) * | 2019-12-31 | 2022-05-24 | Sonoscape Medical Corp. | Method and apparatus for registering live medical image with anatomical model |
US11227406B2 (en) * | 2020-02-28 | 2022-01-18 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Fusing deep learning and geometric constraint for image-based localization |
JP2021153773A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 株式会社メディカロイド | ロボット手術支援装置、手術支援ロボット、ロボット手術支援方法、及びプログラム |
CN113643226B (zh) * | 2020-04-27 | 2024-01-19 | 成都术通科技有限公司 | 标注方法、装置、设备及介质 |
WO2022192222A1 (en) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | Agada Medical Ltd. | Planning spinal surgery using patient-specific biomechanical parameters |
CN113057734A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-07-02 | 上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司 | 一种手术系统 |
WO2023086332A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | Genesis Medtech (USA) Inc. | An interactive augmented reality system for laparoscopic and video assisted surgeries |
CN114842179B (zh) * | 2022-05-20 | 2024-09-17 | 青岛海信医疗设备股份有限公司 | 器官三维模型与术中器官图像的匹配方法及电子设备 |
FR3139651A1 (fr) * | 2022-09-13 | 2024-03-15 | Surgar | Système et procédé de recalage d’un modèle 3d virtuel par affichage en semi-transparence |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07200516A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Toshiba Corp | 最適化方法及び最適化装置 |
JP2008005923A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Olympus Medical Systems Corp | 医用ガイドシステム |
JP2009279250A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Olympus Medical Systems Corp | 医療機器 |
JP2011206168A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Fujifilm Corp | 観察支援システムおよび方法並びにプログラム |
JP2012527286A (ja) * | 2009-05-18 | 2012-11-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電磁追跡内視鏡システムのためのマーカーなし追跡の位置合わせおよび較正 |
JP2014226430A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示装置および方法、並びにプログラム |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7916919B2 (en) | 2006-09-28 | 2011-03-29 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for segmenting chambers of a heart in a three dimensional image |
WO2012117381A1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | System and method for automated initialization and registration of navigation system |
WO2014127321A2 (en) | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Biomechanically driven registration of pre-operative image to intra-operative 3d images for laparoscopic surgery |
-
2015
- 2015-05-11 US US15/570,393 patent/US20180150929A1/en not_active Abandoned
- 2015-05-11 JP JP2017559106A patent/JP2018514340A/ja active Pending
- 2015-05-11 EP EP15728234.4A patent/EP3295423A1/en not_active Withdrawn
- 2015-05-11 WO PCT/US2015/030080 patent/WO2016182550A1/en active Application Filing
- 2015-05-11 CN CN201580079793.3A patent/CN107580716A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07200516A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Toshiba Corp | 最適化方法及び最適化装置 |
JP2008005923A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Olympus Medical Systems Corp | 医用ガイドシステム |
JP2009279250A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Olympus Medical Systems Corp | 医療機器 |
JP2012527286A (ja) * | 2009-05-18 | 2012-11-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電磁追跡内視鏡システムのためのマーカーなし追跡の位置合わせおよび較正 |
JP2011206168A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Fujifilm Corp | 観察支援システムおよび方法並びにプログラム |
JP2014226430A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示装置および方法、並びにプログラム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021530051A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-11-04 | デルタレイ・ベーフェー | 投影角度の動的選択による物品検査 |
JP7422689B2 (ja) | 2018-06-29 | 2024-01-26 | デルタレイ・ベーフェー | 投影角度の動的選択による物品検査 |
JP7438150B2 (ja) | 2018-06-29 | 2024-02-26 | デルタレイ・ベーフェー | 反復投影マッチング法を用いた放射線イメージングによる物品検査 |
WO2024034995A1 (ko) * | 2022-08-12 | 2024-02-15 | 아주대학교산학협력단 | 수술 영상데이터를 녹화하는 방법 및 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016182550A1 (en) | 2016-11-17 |
US20180150929A1 (en) | 2018-05-31 |
EP3295423A1 (en) | 2018-03-21 |
CN107580716A (zh) | 2018-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018514340A (ja) | 2d/2.5d腹腔鏡画像データまたは2d/2.5d内視鏡画像データを3dボリュメトリック画像データに位置合わせするための方法とシステム | |
KR102013866B1 (ko) | 실제수술영상을 이용한 카메라 위치 산출 방법 및 장치 | |
US10716457B2 (en) | Method and system for calculating resected tissue volume from 2D/2.5D intraoperative image data | |
CN109219384B (zh) | 内窥镜图像与超声图像的基于图像的融合 | |
US9990744B2 (en) | Image registration device, image registration method, and image registration program | |
AU2015283938B2 (en) | Alignment CT | |
US9105207B2 (en) | Four dimensional image registration using dynamical model for augmented reality in medical applications | |
EP2505162B1 (en) | Method and apparatus for generating medical image of body organ by using 3-D model | |
US20160163105A1 (en) | Method of operating a surgical navigation system and a system using the same | |
US20180174311A1 (en) | Method and system for simultaneous scene parsing and model fusion for endoscopic and laparoscopic navigation | |
US20140133727A1 (en) | System and Method for Registering Pre-Operative and Intra-Operative Images Using Biomechanical Model Simulations | |
US11382603B2 (en) | System and methods for performing biomechanically driven image registration using ultrasound elastography | |
WO2012062482A1 (en) | Visualization of anatomical data by augmented reality | |
US20230050857A1 (en) | Systems and methods for masking a recognized object during an application of a synthetic element to an original image | |
JP6493885B2 (ja) | 画像位置合せ装置、画像位置合せ装置の作動方法および画像位置合せプログラム | |
US20220218435A1 (en) | Systems and methods for integrating imagery captured by different imaging modalities into composite imagery of a surgical space | |
KR20190133423A (ko) | 수술 시뮬레이션 정보 생성방법 및 프로그램 | |
JP6392192B2 (ja) | 画像位置合せ装置、画像位置合せ装置の作動方法およびプログラム | |
Zampokas et al. | Real‐time stereo reconstruction of intraoperative scene and registration to preoperative 3D models for augmenting surgeons' view during RAMIS | |
US20220296303A1 (en) | Systems and methods for registering imaging data from different imaging modalities based on subsurface image scanning | |
US20230145531A1 (en) | Systems and methods for registering visual representations of a surgical space | |
US20230277035A1 (en) | Anatomical scene visualization systems and methods | |
US20220414914A1 (en) | Systems and methods for determining a volume of resected tissue during a surgical procedure | |
Ho | Nonrigid Registration Techniques and Evaluation for Augmented Reality in Robotic Assisted Minimally Invasive Surgery | |
Wang et al. | Augmented Reality for Digital Orthopedic Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180109 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180109 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181009 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190508 |