СИСТЕМА И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ И НАРУЖНОЙ ОБЛАСТЕЙ ПАЦИЕНТА Российский патент 2015 года по МПК A61B6/00 A61B6/03 H04N5/225 H04N5/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе формирования изображения, содержащего информацию о внутренней и наружной областях пациента.

Дополнительно, изобретение относится к способу формирования изображения, содержащего информацию о внутренней и наружной областях пациента.

Уровень техники изобретения

Патент WO 2007/115825 раскрывает устройство для регистрации изображения камеры слежения, причем изображение предоставляется следящим визуализирующим устройством. С этой целью, отслеживаемый объект прикрепляется к камере слежения, и дополнительный отслеживаемый объект прикрепляется к следящему визуализирующему устройству. Устройство содержит оптическую следящую систему для отслеживания как отслеживаемого объекта, так и дополнительного отслеживаемого объекта, и для установления системы координат. Посредством слежения за отслеживаемым объектом, прикрепленным к упомянутой камере, и дополнительным отслеживаемым объектом, прикрепленным к визуализирующему устройству в той же самой системе координат, изображения, полученные камерой, и изображения, сформированные визуализирующим устройством, позволяют одновременное отображение на мониторе.

Сущность изобретения

Устройство, раскрытое в Патенте WO 2007/115825, помимо сложностей в установке и работе, затрудняет эффективное выполнение медицинского вмешательства медицинским работником. А именно, чтобы позволить одновременную визуализацию изображений, предоставляемых камерой и визуализирующим устройством, необходимо, чтобы прикрепленный к камере отслеживаемый объект и дополнительный отслеживаемый объект, прикрепленный к визуализирующему устройству, постоянно обнаруживались оптической системой слежения. То есть, отслеживаемый объект и дополнительный отслеживаемый объект должны быть видимыми для оптической системы слежения. Последнее требование существенно ограничивает свободу действия медицинского работника. А именно, медицинский работник должен удостовериться, что видимость отслеживаемого объекта и дополнительного отслеживаемого объекта не затрудняется частями тела медицинского работника. Кроме того, медицинский работник должен иметь гарантию того, что отслеживаемый объект и дополнительный отслеживаемый объект остаются расположенными в пределах эффективной видимости оптической системы слежения.

Цель изобретения заключается в предоставлении системы формирования изображения, содержащего информацию о внутренней и о наружной областях пациента, причем система увеличивает возможности медицинского работника для эффективного выполнения медицинского вмешательства.

Эта цель достигается системой в соответствии с изобретением, причем система определена в п.1 формулы. Система в соответствии с изобретением содержит рентгеновское устройство для предоставления рентгеновского изображения внутренней области пациента и камеру, чувствительную к длине волны, для предоставления изображения камеры наружной области пациента. В данном случае камера установлена на рентгеновском устройстве для установления определенного пространственного соотношения между камерой и рентгеновским устройством. Система в соответствии с изобретением дополнительно содержит пространственный ориентир для установления пространственной корреляции, то есть корреляции в пространственном отношении рентгеновского изображения и изображении камеры. Пространственный ориентир подлежит обнаружению как в рентгеновском изображении, так и в изображении камеры. Система в соответствии с изобретением дополнительно содержит процессор данных для перевода изображения камеры и рентгеновского изображения в композитное изображение на основе вышеупомянутого пространственного ориентира. Необходимо подчеркнуть, что камера не обязательно представляет собой оптическую камеру; камера чувствительна к длине волны, причем длина волны может находиться либо в видимой части спектра, либо в инфракрасной части спектра, либо в ультрафиолетовой части спектра.

Система в соответствии с изобретением выполнена с возможностью формирования композитного изображения, включая рентгеновское изображение и изображение камеры, на основе однократного установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры. А именно, поскольку определенное пространственное соотношение между камерой и рентгеновским изображением получают посредством установки камеры на рентгеновском устройстве, пространственная корреляция, установленная с помощью пространственного ориентира, который подлежит обнаружению как в камере, так и в рентгеновском изображении, применима затем для неограниченного интервала времени. В результате эффективно удается избежать необходимости в постоянном отслеживании камеры и рентгеновского устройства. Следовательно, медицинский работник может эффективно осуществить медицинское вмешательство. Таким образом, медицинский работник не должен учитывать свое положение относительно камеры.

В практическом варианте осуществления системы в соответствии с изобретением пространственный ориентир включает в себя маркер, содержащий, по меньшей мере, три взаимно отдаленно расположенные маркерные точки, причем маркерные точки подлежат обнаружению в рентгеновском изображении и в изображении камеры.

В предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением маркер представляет собой подвижный маркер. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что он увеличивает точность пространственной корреляции изображения камеры и рентгеновского изображения, гарантируя доступность операционной области для медицинского работника. А именно, пространственная корреляция может быть выполнена в местоположении, в котором выполняется медицинское вмешательство, то есть в операционной области, поскольку маркер может быть удален из операционной области после установления пространственной корреляции.

Еще в одном практическом варианте осуществления системы в соответствии с изобретением пространственный ориентир задается контуром, или его частью, наружной области пациента. Этот вариант осуществления имеет преимущество благодаря гарантированной видимости пространственного ориентира, задаваемого относительно большими размерами наружной области пациента, причем фактически для каждого местоположения и ориентации рентгеновского устройства или камеры. Следовательно, медицинскому работнику не следует предпринимать никаких мер для предотвращения потери видимости пространственного ориентира. Кроме того, в случае, если камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений камеры, этот вариант осуществления имеет преимущество в том смысле, что он устойчив относительно смещений самого пространственного ориентира. А именно, не требуется обновление рентгеновского изображения для пространственной корреляции рентгеновского изображения и потока изображений камеры в случае, если пациент двигается и, следовательно, пространственный ориентир перемещается, поскольку упомянутое движение обнаруживается в потоке изображений камеры.

Еще в одном практическом варианте осуществления системы в соответствии с изобретением камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений камеры, и процессор данных выполнен с возможностью перевода потока изображений камеры и рентгеновского изображения в поток композитных изображений на основе пространственного ориентира. Этот вариант осуществления имеет преимущество в обеспечении контроля в реальном времени наружной области пациента. Поток композитных изображений предпочтительно основан на единовременном рентгеновском изображении, предпочтительно полной трехмерной реконструкции, чтобы ограничить рентгеновское облучение пациента и медицинского работника. Тем не менее, процессор данных может быть дополнительно выполнен с возможностью перевода потока рентгеновских изображений с потоком изображений камеры в поток композитных изображений. В данном случае, частота обновления изображений камеры не обязательно должна равняться частоте обновления рентгеновских изображений.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением рентгеновское устройство содержит подвижную конструкцию, причем камера установлена на упомянутой подвижной конструкции. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что медицинский работник может свободно выбрать местоположение пациента или ориентацию пациента относительно камеры, поскольку положение или угол обзора камеры допускает регулировку. Этот признак очень важен при формировании изображения камеры. Дополнительно, этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что поток изображений камеры легко обновляется относительно изменений в местоположении или ориентации операционной области. А именно, поскольку камера прикреплена к рентгеновскому устройству, и поскольку изображение камеры и рентгеновское изображение пространственно скоррелированы, во время движения камеры не требуется дополнительная пространственная калибровка упомянутых изображений. Предпочтительно, подвижная конструкция реализуется посредством подвижного С-образного кронштейна, который обычно имеется в современных рентгеновских устройствах. Таким образом, система в соответствии с изобретением допускает полное объединение с обычной рабочей процедурой, выполняемой медицинским работником. Кроме того, подвижный С-образный кронштейн имеет преимущество в предоставлении полной вращательной степени свободы для камеры относительно операционной области. Благодаря использованию подвижного С-образного кронштейна, рентгеновское изображение может содержать трехмерную реконструкцию.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением система содержит медицинский инструмент, обнаруживаемый в рентгеновском изображении и потоке изображений камеры. Этот вариант осуществления имеет преимущество в предоставлении направляемой по изображению хирургии удобным и эффективным образом. А именно, конфигурация медицинского инструмента отслеживается посредством формирования единовременного рентгеновского изображения пациента и медицинского инструмента. Как следствие, не требуется сложного программирования геометрии инструмента. Поскольку медицинский инструмент подлежит обнаружению в потоке изображений камеры, информация относительно местоположения инструмента и его ориентации может быть обновлена в потоке композитных изображений на основе пространственной корреляции между рентгеновским изображением и потоком изображений камеры. Следовательно, с помощью потока композитных изображений медицинскому работнику предоставляется информация относительно местоположения инструмента и его ориентации и относительно внутренней и наружной областей пациента. Предпочтительно, инструмент содержит импульсные Светоизлучающие Диоды (LED) для того, чтобы расширить возможности его обнаружения в потоке изображений камеры и, следовательно, в потоке композитных изображений.

Еще в одном практическом варианте осуществления системы в соответствии с изобретением система содержит монитор для отображения композитного изображения. Этот вариант осуществления имеет преимущество в предоставлении медицинскому работнику визуальной обратной связи относительно внутренней и наружной областей пациента одновременно.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением камера выполнена с возможностью предоставления пучка электромагнитного излучения для возбуждения контрастного вещества, которым снабжен пациент. В результате изображение камеры предпочтительно имеет характерную флюоресценцию. Контрастное вещество, например, содержит красители в виде низкомолекулярных соединений, причем красители остаются в кровотоке пациента ограниченное время, обычно в течение нескольких минут. Характеристическая флюоресценция предоставляет информацию относительно кровеносной системы пациента. Предпочтительно, камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений камеры, чтобы получить информацию в реальном времени относительно циркуляции крови пациента и лимфатической системы для того, например, чтобы обнаруживать опухоли. Поскольку пучок электромагнитного излучения для возбуждения контрастного вещества создается самой камерой, параметры флюоресценции оказываются автоматически пространственно скоррелированными с рентгеновским изображением посредством пространственного ориентира.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением система содержит устройство подсветки, выполненное с возможностью проецирования информации, содержащейся в рентгеновском изображении, на наружную область пациента на основе пространственного ориентира. Этот вариант осуществления имеет преимущество потому, что дает возможность медицинскому работнику выполнить направляемое изображением медицинское вмешательство еще более безопасно и эффективно. А именно, этот вариант осуществления позволяет эффективно избежать необходимости в переносе композитного изображения к операционной области с помощью предоставления информации относительно внутренней области пациента от наружной области пациента. Предпочтительно, операционная область выбирается для проецирования информации, содержащейся в рентгеновском изображении. Предпочтительно, проецирование информации, содержащейся в рентгеновском изображении, компенсируется для возможной кривизны наружной области пациента на основе изображения камеры.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением устройство подсветки установлено на рентгеновском устройстве для установления определенного пространственного соотношения между устройством подсветки и рентгеновским устройством. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что проецирование информации, содержащейся в рентгеновском изображении, легко осуществляется, то есть, без дополнительной пространственной корреляции. Поскольку камера также установлена и на рентгеновском устройстве, получается определенное пространственное соотношение между камерой и устройством подсветки. Поскольку изображение камеры было пространственно скоррелировано с рентгеновским изображением, информация, содержащаяся в рентгеновском изображении, проецируется на наружную область пациента без дополнительной калибровки устройства подсветки.

Еще в одном практическом варианте осуществления системы в соответствии с изобретением устройство подсветки выполнено с возможностью лучевой стерилизации. С этой целью устройство подсветки выполнено с возможностью передачи пучка электромагнитного излучения, причем электромагнитное излучение имеет длину волны, при которой электромагнитное излучение поглощается посредством ДНК инфекционных веществ, например, бактериями и другими патогенными клетками. Например, используется УФ излучение с длиной волны приблизительно 250 нм. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что он способен более эффективно стерилизовать окружающую среду системы в соответствии с изобретением, например операционный стол. А именно, по сравнению со стерилизацией, основанной на растворителях, возможности для успешной стерилизации оказываются существенно улучшены. Дополнительное преимущество этого варианта осуществления заключается в том, что стерилизация быстро и легко выполняется, то есть, без препятствий со стороны других систем. Предпочтительно устройство подсветки прикрепляется к подвижному С-образному кронштейну, содержащемуся в рентгеновском устройстве. В этом случае стерилизация выполняется с вращением, предпочтительно полным вращением с использованием подвижного С-образного кронштейна.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением система содержит дополнительную камеру, чувствительную к дополнительной длине волны для предоставления изображения дополнительной камеры наружной области пациента. В данном случае, изображение дополнительной камеры имеет дополнительный параллакс, который отличается от параллакса изображения камеры. В результате, формируется трехмерное изображение камеры. Дополнительная камера установлена на рентгеновском устройстве для установления определенного пространственного соотношения между дополнительной камерой и рентгеновским устройством. Кроме того, дополнительный процессор данных выполнен с возможностью перевода изображения дополнительной камеры и композитного изображения в дополнительное композитное изображение на основе пространственного ориентира, причем пространственный ориентир подлежит обнаружению в изображении дополнительной камеры. Этот вариант осуществления имеет преимущество в получении более подробной информации относительно наружной области пациента посредством предоставления трехмерного изображения камеры.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с изобретением камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений камеры, дополнительная камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений дополнительной камеры, и дополнительный процессор данных выполнен с возможностью регистрации движения контура, или его части, наружной области пациента и последующего обновления рентгеновского изображения в соответствии с упомянутым движением. Этот вариант осуществления имеет преимущество в предоставлении трехмерного контроля наружной области пациента в реальном времени и, соответственно, обновлении рентгеновского изображения внутренней области пациента, при этом подвергая пациента минимальному количеству рентгеновских лучей. А именно, посредством пространственной корреляции контура пациента в потоке изображений камеры и рентгеновского изображения, единовременное рентгеновское изображение обновляется в соответствии с движением контура наружной области пациента, что регистрируется дополнительным процессором данных.

Дополнительная цель изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ формирования изображения, содержащего информацию о внутренней и о наружной областях пациента, причем способ помогает медицинскому работнику эффективно выполнить медицинское вмешательство. Эта цель достигается способом в соответствии с изобретением, как определено в п.11 формулы. Способ в соответствии с изобретением содержит этап предоставления рентгеновского изображения внутренней области пациента рентгеновским устройством и этап предоставления изображения камеры наружной области пациента камерой, чувствительной к длине волны, причем камера установлена на рентгеновском устройстве. Кроме того, способ в соответствии с изобретением содержит этап установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры посредством пространственного ориентира, причем пространственный ориентир подлежит обнаружению в рентгеновском изображении и в изображении камеры. Кроме того, способ содержит этап перевода изображения камеры и рентгеновского изображения в композитное изображение на основе пространственного ориентира посредством процессора данных.

Способ в соответствии с изобретением позволяет формировать композитное изображение, включая рентгеновское изображение и изображение камеры, на основе однократного установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры. А именно, поскольку определенное пространственное соотношение между камерой и рентгеновским изображением получают благодаря установке камеры рентгеновским устройством, пространственная корреляция, установленная с помощью пространственного ориентира, который подлежит обнаружению в камере и в рентгеновском изображении, применима затем для неограниченного интервала времени. В результате удается эффективно избежать необходимости в постоянном отслеживании камеры и рентгеновского устройства. Однократное установление пространственной корреляции определенно улучшает возможность реализации способа медицинским работником.

В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап предоставления пучка электромагнитного излучения камерой для возбуждения контрастного вещества, которым снабжен пациент. В результате способ предпочтительно имеет возможность создания флуоресцентного изображения. Предпочтительно, этап предоставления пучка электромагнитного излучения для возбуждения контрастного вещества следует за этапом перевода флуоресцентного изображения с композитным изображением с помощью процессора данных в композитное флуоресцентное изображение.

В практическом варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап отображения композитного изображения на мониторе. Этот этап предпочтительно одновременно предоставляет медицинскому работнику визуальную обратную связь относительно внутренней и наружной областей пациента.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап выбора информации из рентгеновского изображения и этап проецирования упомянутой информации на наружную область пациента устройством подсветки на основе пространственного ориентира. Этот вариант осуществления этапа имеет преимущество в том, что он дает возможность медицинскому работнику выполнить направляемое по изображению медицинское вмешательство еще более безопасно и эффективно. А именно, этот этап позволяет эффективно избежать необходимости переноса композитного изображения на операционную область с помощью предоставления информации относительно внутренней области пациента по наружной области пациента. В результате, медицинский работник может легко найти лучшее местоположение на наружной области пациента для помещения, например, хирургических инструментов. Следовательно, травма пациента минимизируется и терапевтическая эффективность увеличивается.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап лучевой стерилизации, осуществляемый устройством подсветки. С этой целью устройство подсветки выполнено с возможностью передачи пучка электромагнитного излучения, причем электромагнитное излучение имеет длину волны, при которой электромагнитное излучение поглощается ДНК инфекционных веществ, например, бактериями и другими патогенными клетками, например, длину волны приблизительно 250 нм. Этот вариант осуществления предпочтительно пригоден для быстрой стерилизации окружающей среды рентгеновского устройства, например, между вмешательствами, выполняемыми с использованием рентгеновского устройства или в течение ночи.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап предоставления рентгеновского изображения медицинского инструмента и этап локализации медицинского инструмента, обнаруживая медицинский инструмент в рентгеновском изображении и в изображении камеры. Этот вариант осуществления позволяет эффективно осуществлять направляемую по изображению хирургию. А именно, необходимость в программировании геометрии медицинского инструмента эффективно удается избежать формированием рентгеновского изображения медицинского инструмента. Предпочтительно, конфигурация медицинского инструмента регистрируется осуществлением полного вращения с подвижной конструкцией С-образного кронштейна, содержащегося в современных рентгеновских устройствах.

Еще в одном практическом варианте осуществления способа в соответствии с изобретением этап предоставления рентгеновского изображения выполняется вращением поворотной конструкции, содержащейся в рентгеновском устройстве. Этот этап обеспечивает преимущество в том, что он совместим с обычным вариантом работы медицинского работника, использующего современное рентгеновское устройство.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением способ содержит этап предоставления изображения дополнительной камеры наружной области пациента дополнительной камерой, чувствительной к дополнительной длине волны, причем дополнительная камера установлена на рентгеновском устройстве. Кроме того, этот вариант осуществления содержит этап установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения дополнительной камеры посредством пространственного ориентира, причем пространственный ориентир подлежит обнаружению в изображении дополнительной камеры, и пространственный ориентир, например, включает в себя подвижный маркер, и этап перевода изображения дополнительной камеры и композитного изображения в дополнительное композитное изображение на основе пространственного ориентира дополнительным процессором данных. Способ дополнительно содержит этап установления пространственной корреляции контура пациента в рентгеновском изображении, в изображении камеры, и в изображении дополнительной камеры. Затем, способ содержит этап регистрации движения контура пациента дополнительным процессором данных и этап обновления рентгеновского изображения в соответствии с упомянутым движением на основе пространственной корреляции контура пациента. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что он не чувствителен к возможным движениям пациента, поскольку движение пациента компенсируется в композитном изображении, без необходимости в формировании дополнительного рентгеновского изображения. Следовательно, уровень воздействия на пациента рентгеновского облучения минимален.

Система и способ в соответствии с изобретением могут применяться в направляемых по изображению медицинских вмешательствах, например, во время хирургических операций и вставки игл и катетеров.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичное представление первого варианта осуществления системы в соответствии с изобретением, содержащей устройство подсветки.

Фиг.2 - схематичное представление рентгеновского изображения, потока изображений камеры и потока композитных изображений, сформированных в варианте осуществления, показанном на фиг.1.

Фиг.3 - схематичное представление второго варианта осуществления системы в соответствии с изобретением, содержащей дополнительную камеру.

Фиг.4 - схематичное представление рентгеновского изображения, потока изображений камеры, потока изображений дополнительной камеры и дополнительного потока композитных изображений, сформированных в варианте осуществления, показанном на фиг.3.

Фиг.5 - схематичное представление варианта осуществления способа в соответствии с изобретением, показанное посредством блок-схемы последовательности операций.

Подробное описание вариантов осуществления

На фиг.1 схематично показана система 102, содержащая рентгеновское устройство 104 для предоставления рентгеновского изображения 202 внутренней области 203 пациента, показанной на фиг.2. Рентгеновское устройство 104, см. фиг.1, имеет несущую раму 106, установленную на колесах 108, подвижный С-образный кронштейн 110, и операционный стол 112 для поддержания пациента 114, причем пациент 114 в этом конкретном примере является человеком. С-образный кронштейн 110 выполнен с возможностью поворота относительно оси 116, причем ось 116 имеет направление, согласованное с главной ориентацией операционного стола 112 и с осью 118, причем ось 118 перпендикулярна оси 116 и параллельна операционному столу 112. Рентгеновский источник 120 и рентгеновский детектор 122, который предпочтительно является прямоугольным и плоским детектором, установлены на С-образном кронштейне 110 так, что рентгеновский источник и рентгеновский детектор постоянно находятся напротив друг друга относительно оси 118. Камера 124 для предоставления потока изображений 204 камеры наружной области 205 пациента, показанной на фиг.2, установлена на С-образном кронштейне 110 в стороне от рентгеновского детектора 122. В этом конкретном примере, камера 124 чувствительна к длинам волн видимой части спектра.

Относительно фиг.2 - подвижный маркер 206 устанавливается на наружной области 205 пациента вблизи операционной области 208 для установления пространственной корреляции рентгеновского изображения 202 и потока изображений 204 камеры. Подвижный маркер 206 содержит три точки 210, 212 и 214, причем точки отображаются как в рентгеновском изображении 202, так и в потоке изображений 204 камеры. Кроме того, в этом примере рентгеновское изображение 202 отображает опухоль 216, имеющуюся во внутренней области 203 пациента 114. Поток изображений 204 камеры дополнительно отображает контур 218 объекта пациента 114. С помощью соединения точек 210, 212 и 214 в рентгеновском изображении 202 с упомянутыми точками в потоке изображений 204 камеры, можно установить пространственную корреляцию рентгеновского изображения 202 и потока изображений 204 камеры. Относительно фиг.1 - процессор 126 данных переводит рентгеновское изображение 202 и поток изображений 204 камеры в поток композитных изображений 220 на основе пространственной корреляции, предоставленной подвижным маркером 206. Поток композитных изображений 220 отображает геометрически наложенные внутреннюю область 203 пациента и наружную область 205 пациента и, кроме того, подвижный маркер 206, операционную область 208, опухоль 216 и контур 218 объекта пациента.

Камера 124 выполнена с возможностью предоставления пучка электромагнитного излучения для возбуждения контрастного вещества, которым снабжен пациент 114, чтобы обеспечить поток изображений 204 камеры и, следовательно, поток композитных изображений 220 с параметрами флюоресценции. Монитор 128, как показано на фиг.1, отображает поток композитных изображений 220 для медицинского работника (не показан). Кроме того, система 102 содержит устройство 130 подсветки, установленное на С-образном кронштейне 110 на стороне рентгеновского детектора 122 и, следовательно, в стороне от камеры 124. Устройство 130 подсветки выполнено с возможностью проецирования информации, содержащейся в рентгеновском изображении 202, например опухоли 214, на наружную область 205 пациента. Устройство 130 подсветки дополнительно выполнено с возможностью лучевой стерилизации, например, операционного стола 112 и его окружения посредством передачи пучка электромагнитного излучения с длиной волны, на которой электромагнитное излучение поглощается ДНК инфекционных веществ. В этом конкретном примере используется длина волны приблизительно 250 нм. Стерилизация операционного стола 112 выполняется между хирургическими вмешательствами, выполняемыми в системе 102, при предпочтительно полном повороте C-образного кронштейна 110.

На фиг.3 схематично показана система 302, содержащая рентгеновское устройство 304 для предоставления рентгеновского изображения 402 внутренней области 403 пациента, показанной на фиг.4. Рентгеновское устройство 304, см. фиг.3, имеет несущую раму 306, установленную на колесах 308, подвижный С-образный кронштейн 310, и операционной стол 312, чтобы поддерживать пациента 314. В этом конкретном примере, пациентом 314 является человек. С-образный кронштейн 310 выполнен с возможностью поворота относительно оси 316, причем ось 316 имеет направление, соответствующее главной ориентации операционного стола 312, и оси 318, причем ось 318 перпендикулярна оси 316 и параллельна операционному столу 312. Рентгеновский источник 320 и рентгеновский детектор 322, который предпочтительно представляет собой прямоугольный и плоский детектор, установлены на С-образном кронштейне 310 так, что рентгеновский источник и рентгеновский детектор постоянно находятся напротив друг друга относительно оси 318. Камера 324 для предоставления потока изображений 404 камеры наружной области 405 пациента, показанной на фиг.4, установлена на С-образном кронштейне 310 на стороне рентгеновского детектора 322. Дополнительная камера 326 для предоставления дополнительного потока изображений 406 камеры наружной области 405 пациента, показанной на фиг.4, дополнительно устанавливается на С-образном кронштейне 310 на стороне рентгеновского детектора 322. Камера 324 чувствительна к длине волны в видимой области спектра, тогда как дополнительная камера 326 чувствительна к дополнительной длине волны. В этом конкретном примере длина волны и дополнительная длина волны находятся в видимой части спектра.

Относительно фиг.4 - рентгеновское изображение 402 отображает внутреннюю область 403 пациента, контур 408 наружной области 405 пациента, опухоль 410 или другой медицинский дефект, имеющийся во внутренней области 403 пациента 314, и медицинский инструмент 412, причем в этом конкретном примере медицинский инструмент частично присутствует во внутренней области 403 пациента. С целью демонстрации контура 408, доза рентгеновского излучения, предоставляемая рентгеновским источником 320 для пациента 314, должна быть достаточно большой, то есть доза рентгеновского излучения должна позволять регистрацию мягких тканей пациента в рентгеновском изображении 402. Поток изображений 404 камеры и поток изображений 406 дополнительной камеры отображают наружную область 405 пациента, контур 408 наружной области 405 пациента, операционную область 414 и часть 416 медицинского инструмента 412, причем часть 416 не присутствует во внутренней области 403 пациента. С помощью соединения контура 408 наружной области 405 пациента в рентгеновском изображении 402 с упомянутым контуром в потоке изображений 404 камеры и в потоке изображений 406 дополнительной камеры, рентгеновское изображение 402, поток изображений 404 камеры и поток изображений 406 дополнительной камеры позволяют выполнить пространственную корреляцию.

Относительно фиг.3 - процессор 328 данных переводит рентгеновское изображение 402 и поток изображений 404 камеры в поток композитных изображений (не показан) на основе пространственной корреляции, предоставленной контуром 408 наружной области 405 пациента. Дополнительный процессор 330 данных переводит поток композитных изображений (не показан) с потоком изображений 406 дополнительной камеры в дополнительный поток композитных изображений 418 на основе пространственной корреляции, предоставленной контуром 408 наружной области 405 пациента. Дополнительный поток композитных изображений 418 отображает геометрически наложенными внутреннюю область 403 пациента и наружную область 405 пациента и, кроме того, контур 408 наружной области 405 пациента, опухоль 410, медицинский инструмент 412, и операционную область 414. Для формирования трехмерного дополнительного потока композитных изображений 418, камера 324 имеет параллакс, который отличается от дополнительного параллакса дополнительной камеры 326. Дополнительный процессор 330 данных дополнительно выполнен с возможностью обнаружения движения контура 408 пациента, и для последующего обновления рентгеновского изображения 402 и, следовательно, дополнительного потока композитных изображений 418 в соответствии с упомянутым движением. Как показано на фиг.3, монитор 332 отображает дополнительный поток композитных изображений 418 медицинскому работнику (не показан).

На фиг.5, посредством блок-схемы последовательности операций, схематично показан вариант осуществления способа в соответствии с изобретением. Способ содержит этап 502 лучевой стерилизации устройством подсветки, установленным на рентгеновском устройстве, до выполнения медицинского вмешательства с рентгеновским устройством. Затем, способ содержит этап 504 предоставления рентгеновского изображения внутренней области пациента рентгеновским устройством, этап 506 предоставления изображения камеры наружной области пациента посредством камеры, установленной на подвижном С-образном кронштейне, или подобном, рентгеновского устройства, и этап 508 предоставления изображения дополнительной камеры наружной области пациента с помощью дополнительной камеры, прикрепленной к упомянутому С-образному кронштейну. Кроме того, способ содержит этап 510 установления пространственной корреляции рентгеновского изображения, изображения камеры и изображения дополнительной камеры, посредством пространственного ориентира. Затем, этап 512 служит для перевода рентгеновского изображения и изображения камеры в композитное изображение посредством процессора данных на основе пространственного ориентира. После этого, этап 514 включен для последующего перевода изображения дополнительной камеры и композитного изображения в дополнительное композитное изображение посредством дополнительного процессора данных на основе упомянутого пространственного ориентира. На этапе 516 дополнительное композитное изображение отображается медицинскому работнику посредством монитора. Этап 518 служит для проецирования информации, содержащейся в рентгеновском изображении, например, опухоли, на наружную область пациента. На этапах 520 и 522, изображение камеры и изображение дополнительной камеры обновляются, соответственно. После этого, на этапе 524, регистрируется движение контура пациента. Затем, на этапе 512, композитное изображение обновляется относительно упомянутого движения. Способ содержит заключительный этап 526, то есть после выполнения медицинского вмешательства с рентгеновским устройством, на этапе 526 предоставляется лучевая стерилизация устройством подсветки, установленным на рентгеновском устройстве.

Хотя изобретение было продемонстрировано и подробно описано на чертежах и в приведенном описании, иллюстрации и описание следует считать иллюстративными или примерными, и не ограничивающими. Изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Например, чтобы увеличить точность пространственной корреляции изображения камеры и рентгеновского изображения, может быть использовано множество подвижных маркеров. Следует отметить, что система в соответствии с изобретением и все ее компоненты могут быть сделаны с применением процессов и материалов, по существу известных. В ряде пунктов формулы и в описании, слово "содержащий" не исключает других элементов, и указание единственного числа не исключает множественности. Любые ссылочные позиции в формуле не должны быть рассмотрены как ограничение объема притязаний. Кроме того, следует отметить, что все возможные комбинации признаков, как определено в ряде пунктов формулы, являются частью изобретения.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам формирования изображения внутренней и наружной областях пациента. Система содержит рентгеновское устройство, включающее подвижный C-образный кронштейн, камеру, чувствительную к длине волны, для предоставления изображения наружной области пациента, установленную на рентгеновском устройстве с определенным пространственным соотношением между камерой и рентгеновским устройством, причем камера смонтирована на C-образном кронштейне в стороне от рентгеновского детектора, процессор данных для перевода изображения камеры и рентгеновского изображения в композитное изображение на основе пространственного ориентира для установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры, и пространственный ориентир, обнаруживаемый в рентгеновском изображении и в изображении камеры. Способ формирования изображения обеспечивается работой системы формирования изображения. Использование изобретений позволяет повысить эффективность работы медицинского работника при выполнении направляемого изображением медицинского вмешательства. 2 н.п. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система (102, 302) формирования изображения, содержащего информацию о внутренней области (203, 403) и наружной области (205, 405) пациента (114, 314), причем система содержит:
- рентгеновское устройство (104, 304) для предоставления рентгеновского изображения (202, 402) внутренней области пациента, причем рентгеновское устройство включает в себя подвижный C-образный кронштейн,
- камеру (124, 324), чувствительную к длине волны, для предоставления изображения (204) камеры наружной области пациента, причем камера установлена на рентгеновском устройстве для установления определенного пространственного соотношения между камерой и рентгеновским устройством, причем камера смонтирована на C-образном кронштейне в стороне от рентгеновского детектора (122),
- процессор (126, 328) данных для перевода изображения камеры и рентгеновского изображения в композитное изображение (220) на основе пространственного ориентира (206, 408) для установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры,
- пространственный ориентир, обнаруживаемый в рентгеновском изображении и в изображении камеры.

2. Система по п. 1, в которой камера выполнена с возможностью предоставления потока изображений (404) камеры, и процессор (328) данных выполнен с возможностью перевода потока изображений камеры и рентгеновского изображения (402) в поток композитных изображений на основе пространственного ориентира.

3. Система по п. 2, содержащая инструмент (412) для выполнения медицинского вмешательства, причем инструмент может быть обнаружен в рентгеновском изображении и в потоке изображений камеры.

4. Система по п. 1, в которой камера (324) выполнена с возможностью предоставления пучка электромагнитного излучения для возбуждения контрастного вещества, которым снабжен пациент.

5. Система по п. 1, содержащая устройство (130) подсветки, выполненное с возможностью проецирования информации, содержащейся в рентгеновском изображении, на наружную область пациента на основе пространственного ориентира.

6. Система по п. 5, в которой устройство (130) подсветки установлено на рентгеновском устройстве (104) для установления определенного пространственного соотношения между устройством подсветки и рентгеновским устройством.

7. Система по п. 5, в которой устройство (130) подсветки выполнено с возможностью лучевой стерилизации.

8. Система по п. 1, содержащая:
- дополнительную камеру (326), чувствительную к дополнительной длине волны, для предоставления изображения (406) дополнительной камеры наружной области пациента, причем дополнительная камера имеет дополнительный параллакс, который отличается от параллакса камеры (324), и дополнительная камера установлена на рентгеновском устройстве (304) для установления определенного пространственного соотношения между дополнительной камерой и рентгеновским устройством,
- дополнительный процессор (330) данных, выполненный с возможностью перевода изображения дополнительной камеры и композитного изображения в дополнительное композитное изображение (418) на основе пространственного ориентира (408), который подлежит обнаружению в изображении дополнительной камеры.

9. Система по п. 8, в которой камера (324) выполнена с возможностью предоставления потока изображений (404) камеры, причем дополнительная камера (326) выполнена с возможностью предоставления потока изображений (406) дополнительной камеры, и дополнительный процессор (330) данных выполнен с возможностью регистрации движения контура (408), или его части, наружной области (405) пациента и последующего обновления рентгеновского изображения (402) в соответствии с упомянутым движением.

10. Способ формирования изображения, содержащего информацию о внутренней и наружной областях пациента, причем способ содержит:
- этап (504), на котором предоставляют рентгеновское изображение внутренней области пациента рентгеновским устройством,
- этап (506), на котором предоставляют изображение камеры наружной области пациента камерой, чувствительной к длине волны, причем камера установлена на C-образном кронштейне рентгеновского устройства и смонтирована в стороне от рентгеновского детектора (122),
- этап (510), на котором устанавливают пространственную корреляцию рентгеновского изображения и изображения камеры посредством пространственного ориентира, причем пространственный ориентир подлежит обнаружению в рентгеновском изображении и в изображении камеры, и пространственный ориентир является контуром (408) наружной области (405) пациента или его частью, и
- этап (512), на котором переводят изображение камеры и рентгеновское изображение в композитное изображение на основе пространственного ориентира посредством процессора данных.

11. Способ по п. 10, содержащий этап (518), на котором выбирают информацию из рентгеновского изображения, и этап, на котором проецируют упомянутую информацию на наружную область пациента устройством подсветки на основе пространственного ориентира.

12. Способ по п. 11, содержащий этап (502, 520), на котором выполняют лучевую стерилизацию посредством устройства подсветки.

13. Способ по п. 10, в котором этап (504) предоставления рентгеновского изображения выполняют вращением поворотной конфигурации, содержащейся в рентгеновском устройстве.

14. Способ по п. 10, содержащий:
- этап (508), на котором предоставляют изображение дополнительной камеры наружной области пациента дополнительной камерой, чувствительной к дополнительной длине волны, причем дополнительная камера установлена на рентгеновском устройстве,
- этап (510), на котором устанавливают пространственную корреляцию рентгеновского изображения и изображения дополнительной камеры посредством пространственного ориентира, причем пространственный ориентир подлежит обнаружению в изображении дополнительной камеры,
- этап (514), на котором переводят изображение дополнительной камеры и композитное изображение в дополнительное композитное изображение на основе пространственного ориентира посредством дополнительного процессора данных,
- этап, на котором устанавливают пространственную корреляцию контура пациента в рентгеновском изображении, в изображении камеры и в изображении дополнительной камеры,
- этап (524), на котором обнаруживают движение контура наружной области пациента дополнительным процессором данных, и
- этап (512), на котором обновляют рентгеновское изображение в соответствии с упомянутым движением на основе пространственной корреляции контура пациента.