Content Based Image Retrieval For Real-Time Registration In Image-Guided Interventions

基于内容的图像检索,用于图像引导干预中的实时配准

基本信息

  • 批准号:
    EP/P034454/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Ultrasound imaging provides important real-time information to guide surgical interventions. Intra-operative Laparoscopic UltraSound (LUS) has been widely used in hepatic surgery, and may improve the detection, characterisation and localisation of hepatic tumours. However, it can be difficult to use LUS as the surgeon is normally required to look at both the laparoscopic video on one monitor and then the UltraSound (US) images on a different monitor, while performing their duties. Furthermore it is difficult to relate live LUS images to pre-operative images such as Magnetic Resonance (MR) or Computed Tomography (CT) scans, as the ultrasound is 2 dimensional, and the MR/CT scans are mostly 3 dimensional, and both look very different to the patients anatomy.So, various authors including ourselves have developed image-guided laparoscopic surgery systems to provide an integrated computer system to guide the surgeon, where the aim is to provide an intuitive display of all the available imaging data, in a convenient and easy to use fashion. However, while many advancements in guidance technology have been developed by the academic community over the last 20 years, only a very small proportion has transitioned to clinical use. Challenges include the lack of space, the need for sterility, the requirement for as little user-interaction as possible and the time constraints imposed by the cost of theatre time. Many research prototypes simply do not meet these criteria and fail to translate to a clinically useful product.Typically, current methods of registering (aligning) data are often too slow or too awkward to be used in real-time. I propose a feasibility study to build a new framework for real-time registration that can be applied to applications as diverse as laparoscopic surgery, endoscopic fetal surgery, robot-assisted surgery and image-guided ablation of tumours.The proposed method will make use of image simulation prior to surgery. The computer will simulate and store a large quantity of ultrasound images, from a variety of different positions and orientations. Then during surgery, the live ultrasound feed will be matched to the images pre-operative, simulated, database. This will enable real-time alignment of the pre-operative data, thereby providing a much easier to use system.
超声成像为指导手术干预提供了重要的实时信息。术中腹腔镜超声(LUS)已广泛应用于肝脏外科手术,可以提高肝脏肿瘤的发现、特征和定位。然而,使用LUS可能会很困难,因为外科医生在履行职责时通常需要在一台显示器上查看腹腔镜视频,然后在另一台显示器上查看超声(US)图像。此外,很难将活体LUS图像与术前图像(如磁共振(MR)或计算机断层扫描(CT)扫描)联系起来,因为超声是二维的,而MR/CT扫描大多是三维的,两者看起来与患者的解剖结构非常不同。因此,包括我们在内的许多作者已经开发了图像引导腹腔镜手术系统,以提供一个集成的计算机系统来指导外科医生,其目的是提供所有可用成像数据的直观显示,以方便和易于使用的方式。然而,在过去的20年里,虽然学术界在引导技术方面取得了许多进步,但只有很小一部分已经过渡到临床应用。挑战包括空间的缺乏、无菌的需要、尽可能少的用户互动的要求以及剧院时间成本所带来的时间限制。许多研究原型根本不符合这些标准,无法转化为临床有用的产品。通常,当前注册(对齐)数据的方法通常太慢或太笨拙,无法实时使用。我建议进行可行性研究,以建立一个新的实时注册框架,该框架可应用于腹腔镜手术、内窥镜胎儿手术、机器人辅助手术和图像引导肿瘤消融等多种应用。所提出的方法将利用手术前的图像模拟。计算机将模拟和存储大量的超声图像,从各种不同的位置和方向。然后,在手术过程中,实时超声馈送将与术前,模拟,数据库中的图像进行匹配。这将实现对术前数据的实时校准,从而提供一个更易于使用的系统。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A pre-operative planning framework for global registration of laparoscopic ultrasound to CT images.
Fan-Slicer: A Pycuda Package for Fast Reslicing of Ultrasound Shaped Planes
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Global rigid registration of CT to video in laparoscopic liver surgery.
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