医用图像处理方法和医用图像处理装置制造方法及图纸

技术编号:20027244 阅读:49 留言:0更新日期:2019-01-08 20:58
本发明专利技术的医用图像处理装置(1),包括:取得部(11),取得包含被检体的树状构造的第一摄像图像以及第二摄像图像,提取部(12),提取包含在所述第一摄像图像以及所述第二摄像图像中的各个树状构造的分支点,算出部(13),根据所述分支点的特征量,算出所述第一摄像图像的所述分支点与所述第二摄像图像的所述分支点之间的相似度,以及确定部(14),根据计算出的所述分支点的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造之间对应的路径。

Medical Image Processing Method and Medical Image Processing Device

The medical image processing device (1) of the present invention includes: acquisition unit (11), acquisition unit (11), acquisition unit (12), extraction unit (12), extraction unit (12), extraction unit (13), calculation unit (13), and calculation of the first photograph according to the characteristics of the branch points. The similarity between the branch point of the image and the branch point of the second image, and the determination unit (14) determine the path corresponding to the tree structure of the first image and the tree structure of the second image according to the calculated similarity of the branch point.

【技术实现步骤摘要】
医用图像处理方法和医用图像处理装置
本专利技术涉及医用图像处理装置和医用图像处理方法,特别是涉及对被检体的树状构造部分的图像进行处理的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
技术介绍
近年来,为了对COPD(ChronicObstructivePulmonaryDisease:慢性阻塞性肺疾病),肺气肿,气管和支气管疾病等进行病症解析,需要对支气管3D图像的不同时相下取得的多个树状构造的图像进行位置匹配,但是,3D图像间有生理学、病理学的不同,由于呼吸等动作,在不同时相下,图像之间存在变动,导致对3D图像间实现全自动位置匹配变得困难,并且存在对于噪声敏感、运算量庞大等问题。专利文献1(US7,646,903B2美国专利(西门子))“用于基于路径的树匹配的系统和方法”,通过获取代表了物理目标或者模型的类树的结构,从类树的结构提取路径,以及从另一个类树的结构提取路径,通过计算相似度测量结果来比较所述类树的结构的路径,基于所述相似度测量结果,来确定所述路径是否匹配。但是,专利文献1的缺陷是对噪声和错误的中心线敏感并且有太多的特征点和计算负担。专利文献2(US2012/0263364A1)“用于标记和/或匹配的方法和设备”,匹配算法基于关联图方法,通过引入分级分离以及一次仅匹配两个子树来降低计算时间。但是,专利文献2中的缺陷是主分支点对噪声和错误的中心线敏感以及解关联图是NP解决难题并且有相当大的计算负担。作为现有技术的匹配结果分析,如图10示出现有技术中表示匹配结果的图,将在时相1取得的图像作为基础图像进行匹配时,对于在时相1取得的图像上的标有“2”的客户感兴趣路径(左图),在时相2取得的图像上的匹配结果是标有“2”的路径(中间图),可以看出在时相2取得的图像上的匹配结果是标有“2”的路径明显偏向左侧,而时相2期待的路径匹配结果则是标有“3”的路径(右图)。该匹配结果对于客户感兴趣的路径匹配不准确,没有匹配上客户感兴趣的最长线。专利文献专利文献1US7,646,903B2专利文献2US2012/0263364A1
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够在减少计算量的同时确保图像匹配精度的医用图像处理装置和医用图像处理方法。本专利技术的医用图像处理装置,其特征在于:包括:取得部,取得包含被检体的树状构造的第一摄像图像以及第二摄像图像,提取部,提取包含在所述第一摄像图像以及所述第二摄像图像中的各个树状构造的分支点,算出部,根据所述分支点的特征量,算出所述第一摄像图像的所述分支点与所述第二摄像图像的所述分支点之间的相似度,以及确定部,根据计算出的所述分支点的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造之间对应的路径。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述确定部根据计算出的分支点的相似度,确定所述第一摄像图像与第二摄像图像之间对应的分支点,将所确定的各个分支点构成的路径作为所述树状构造之间对应的路径。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述算出部根据构成路径的各个分支点的特征量的集合,算出各路径之间的相似度,所述确定部根据所算出的各路径之间的相似度,确定所述树状构造之间对应的路径。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述取得部包括:多层次取得部,从树状构造的根部向外分为多个层次的分割过程,以种子点所在层次为起点,依次取得每个层次树状结构的相应部分并组合成完成的树状结构,本专利技术的医用图像处理装置,最好是,方法确定部,对前一层次的取得结果进行评价,根据评价结果,确定当前层次的取得方法。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述方法确定部将所述种子点所在层次的取得方法确定为区域生长法,按照前一层次的分割结果反馈,来调整当前层次的控制参数,自适应的得到新的层次结果,重复直至完成整个树结构的生长。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,还包括划分部,该划分部将所述树状构造划分为多个区域,所述提取部按照所述划分部划分的区域,在区域内进行分支点的提取。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述划分部确定关注区域,所述提取部仅对所述关注区域进行分支点的提取。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述确定部将所述提取部提取的分支点作为分支点候选,根据分支点之间相似度,对各个分支点候选赋予优先级。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述算出部根据分支点在树状构造中的位置,对各个分支点进行加权之后,计算各个分支点之间的相似度。本专利技术的医用图像处理装置,最好是,所述算出部按照树状构造的生长层次将树分层,仅算出同一层次的分支点之间的相似度。此外,本专利技术的医用图像处理方法,其特征在于:包括:取得步骤,取得包含被检体的树状构造的第一摄像图像以及第二摄像图像,提取步骤,提取包含在所述第一摄像图像以及所述第二摄像图像中的各个树状构造的分支点,算出步骤,根据所述分支点的特征量,算出所述第一摄像图像的所述分支点与所述第二摄像图像的所述分支点之间的相似度,以及确定步骤,根据计算出的所述分支点的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造之间对应的路径。专利技术效果本专利技术的医用图像处理装置以及医用图像处理方法,能够进行全自动高精度的包含树状构造的图像间的匹配,具有对噪声和错误的中心线的较高鲁棒性的效果。附图说明图1示出示出本专利技术实施方式1的医用图像处理装置的模块图。图2示出实施方式1的医用图像处理装置1所执行的医用图像处理方法的流程图。图3示出本专利技术实施方式1树状构造分支点匹配示意图。图4示出实施方式2的确定匹配路径的流程图。图5示出实施方式2的提取气道特征点的示意图。图6示出实施方式2的使用树搜索算法的匹配算法。图7示出实施方式2的匹配结果的示意图。图8是实施方式3的取得各层次树状结构的流程图。图9示出实施方式4的特定区域内进行匹配的示意图。图10示出现有技术的匹配结果示意图。具体实施方式下面结合说明书附图详细说明本专利技术的具体实施方式。以下以支气管的树状构造为例进行具体说明。但是,本专利技术也不仅限于对支气管的树状构造进行处理,即包括但不限于对气管、支气管,也可以对其他树状的结构例如脑神经和血管的结构的图像进行处理。实施方式1首先,说明本实施方式的医用图像处理装置1。图1是示出本专利技术实施方式1的医用图像处理装置的模块图。如图1所示,医用图像处理装置1包括取得部11、提取部12、计算部13、以及确定部14。取得部11取得在不同时相下的、包含被检体的支气管的第一摄像图像以及第二摄像图像。这里,能够利用各种现有的树状构造提取方法来获得不同精度的包括树状构造的摄像图形。提取部12提取包含在第一摄像图像以及第二摄像图像的各个树状构造的分支点。所谓分支点,是指树状构造中能够代表分支所在根部的点。此外,在本实施方式中,利用树茎的中心线标记树状构造的情况下,以不同中心线汇聚的点作为分支点。算出部13根据所述分支点的特征量,算出第一摄像图像的分支点与第二摄像图像的分支点之间的相似度。相似度的定义可以根据树状构造中的各个分支点的特征量比较来确定,例如在树状构造所代表的被检体的部位为支气管的情况下,根据重要度以及算出部13的计算能力,选择分支点的多个特征量中的优选某几个特征量例如坐标、方向、分支层级等,通过比较本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种医用图像处理装置,其特征在于:包括:取得部,取得包含被检体的树状构造的第一摄像图像以及第二摄像图像,提取部,提取包含在所述第一摄像图像以及所述第二摄像图像中的各个树状构造的分支点,算出部,根据所述分支点的特征量,算出所述第一摄像图像的所述分支点与所述第二摄像图像的所述分支点之间的相似度,以及确定部,根据计算出的所述分支点的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造之间对应的路径,所述确定部根据计算出的分支点的相似度,确定所述第一摄像图像与第二摄像图像之间对应的分支点,将所确定的各个分支点构成的路径作为所述树状构造之间对应的路径。

【技术特征摘要】
1.一种医用图像处理装置,其特征在于:包括:取得部,取得包含被检体的树状构造的第一摄像图像以及第二摄像图像,提取部,提取包含在所述第一摄像图像以及所述第二摄像图像中的各个树状构造的分支点,算出部,根据所述分支点的特征量,算出所述第一摄像图像的所述分支点与所述第二摄像图像的所述分支点之间的相似度,以及确定部,根据计算出的所述分支点的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造之间对应的路径,所述确定部根据计算出的分支点的相似度,确定所述第一摄像图像与第二摄像图像之间对应的分支点,将所确定的各个分支点构成的路径作为所述树状构造之间对应的路径。2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置,其特征在于,所述算出部根据构成路径的各个分支点的特征量的集合,算出第一摄像图像中的所述树状构造的各路径与所述第二摄像图像中的所述树状构造的各路径之间的相似度,所述确定部根据所算出的第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的所述树状构造的路径之间的相似度,确定所述第一摄像图像中的所述树状构造与所述第二摄像图像中的树状构造之间对应的路径。3.根据权利要求1所述的医用图像处理装置,其特征在于,所述取得部包括:多层次取得部,从树状构造的根部向外分为多个层次的分割过程,以种子点所在层次为起点,依次取得每个层次树状结构的相应部分并组合成完成的树状结构,方法确定部,对前一层次的取得结果进行评价,根据评价结果,确定当前层次的取得方法。4.根据权利要求3所述的医用图像处理装置,其特征在于,所述方法确定部将所述种子点所在层次的取得方法确定为区域生长法,按照前一层次的分割结果反馈,来调整当前层次的控制参数,自适应的得到新的层次结果,重复直至完成整个树结构的生长。5.根据权利要求1所述的医用图像处理装置,其特征在于,还包括划分部,该划分部将所述树状构造划分为多个区域,所述提取部按照所述划分部划分的区域,在区域内进行分支点的提取。6.根据权利要求5所述的图像处理装置,其特征在于,所述划分部确定关注区域,所述提取部仅对所述关注区域进行分支点的提取。7.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述确定部将所述提取部提取的分支点作为分支点候选,根据分支点之间相似度,对各个分支点候选赋予优先级。8.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述算出部根据分支点在树状构造中的位置,对各个分支点进行加权之后,计算各个分支点之间的相似度。9.根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,所述算出部按照树状构造的生长层次将树分层,仅算出同一层次的分支点之间的相似度。10.一种医用图像处理方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:王少彬陈颀张扬王艳华张嘉霖许敏丰赵建春杨孝田
申请(专利权)人:东芝医疗系统株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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