用于肘部自动对准的组合的转向引擎和界标引擎制造技术

本申请涉及用于肘部自动对准的组合的转向引擎和界标引擎，其中公开了一种用于自动对准磁共振（MR）扫描以用于诊断扫描计划的方法，该方法包括获取解剖对象的三维（3D）定位器图像。使用界标引擎识别3D定位器图像中的一个或多个初始界标。基于一个或多个初始界标，识别与解剖对象相关联的一个或多个主轴。基于相关联的主轴将3D定位器图像登记到规范空间，以产生登记的3D定位器图像。将界标引擎应用于登记的3D定位器图像，以产生一个或多个更新的界标。基于一个或多个更新的界标，计算用于执行MR扫描的多个参考点。

Combined steering engine and landmark engine for elbow automatic alignment

The present application relates to a combined steering engine and a landmark engine for automatic elbow alignment, in which a method for automatic alignment magnetic resonance (MR) scanning for diagnosing scanning plans is disclosed, which includes acquiring three-dimensional (3D) locator images of anatomical objects. Use the landmark engine to identify one or more initial landmarks in a 3D locator image. Based on one or more initial boundaries, one or more principal axes associated with an anatomical object are identified. The 3D locator image is registered into the standard space based on the associated spindle to generate the registered 3D locator image. The landmark engine is applied to the registered 3D locator image to generate one or more updated landmarks. Based on one or more updated boundaries, multiple reference points for performing MR scans are calculated.

【技术实现步骤摘要】
用于肘部自动对准的组合的转向引擎和界标引擎本申请要求于2017年7月18日提交的序列号62/533,874的美国临时申请的权益，所述美国临时申请通过引用以其整体并入本文。
本专利技术一般涉及用于组合用于扫描主体的肘部的医学共振成像（MRI）应用的转向引擎和界标的方法、系统和装置。例如，可应用本文讨论的技术以精确和自动地对准肘部，以在快速和自动计划MRI检查或进一步的图像处理步骤内帮助基于人群的肘部解剖结构（anatomy）的研究。
技术介绍
MRI是一种非侵入性诊断技术，其基于身体内原子的磁共振产生身体的软组织和骨骼的图像。MRI的典型应用包括对大脑、腹部和脊柱进行成像；然而，一般地，包含软组织的任何解剖结构可以用MRI来成像。本公开特别感兴趣的是，MRI可以用于提供人类肘部的详细诊断图像。存在各种临床场景，其中肘部的MRI图像可以用于诊断目的。例如，MRI提供一种出色的工具，其允许临床医生能够识别患者不明原因的肘部疼痛、肿胀或萎缩的源头。类似地，当治疗诸如网球肘部之类的运动损伤时，MRI允许临床医生直接查看肌腱的肿胀或者肘部的其它问题。另外，MRI可以用于跟踪炎症疾病（关节炎或滑囊炎）随着时间的推移的进展。获取人类肘部的数字图像可能尤其具有挑战性。如图1A中所示，患者在图像获取设备内的定位可基于患者的尺寸以及设备本身的孔径尺寸和视野而变化。此外，图1A中所示的示例举例说明：由于受伤、阻塞等，可在图像获取设备中以不同的角度定位肘部和手。图1B示出由MRI扫描仪内的不同臂位置导致的图像变化。定位的变化还可以使得某些MRI应用难以精确地执行。例如，西门子MRI系统中使用的AutoAlign过程帮助用户执行用于MRI检查的图形切片定位。AutoAlign过程的一部分涉及获取感兴趣的解剖区域的正交侦察。当肘部从视野旋转或偏离中心时，获取侦察可需要由操作者手动干预。使用传统技术，AutoAlign程序平均需要侦察获取的3-5次迭代。每次迭代都需要大量时间。多次迭代的整个程序通常总共花费几分钟，并且需要先进的解剖和技术用户体验。因而，MRI肘部获取通常比其它关节（例如，膝或髋）的MRI获取花费的时间长。反过来，MRI扫描仪不可以用于其它扫描应用。相应地，由于以上所述的所有原因，期望实现专门针对可以被自动化并且消除传统对准解决方案的前述缺陷的肘部MRI应用的对准程序。
技术实现思路
通过提供与使用转向引擎和界标引擎执行主体的肘部的MRI扫描相关的方法、系统和装置，本专利技术的实施例解决并克服以上不足和缺点中的一个或多个。根据一些实施例，一种自动对准磁共振（MR）扫描以用于诊断扫描计划的方法包括获取解剖对象的三维（3D）定位器（localizer）图像。使用界标引擎识别3D定位器图像中的一个或多个初始界标。基于一个或多个初始界标，识别与解剖对象相关联的一个或多个主轴。基于相关联的主轴将3D定位器图像登记到规范空间以产生登记的3D定位器图像。将界标引擎应用于登记的3D定位器图像，以产生一个或多个更新的界标。基于一个或多个更新的界标，计算用于执行MR扫描的多个参考点。在前述方法的一些实施例中，解剖对象是肘部，并且初始界标各自位于肘部的关节处。初始界标例如可识别内侧副韧带、外侧副韧带或环状韧带。主轴被沿着在肘部的关节处连接的肱骨、沿着在肘部的关节处连接的尺骨、沿着在肘部的关节处连接的桡骨或者沿着肘部的内侧和外侧髁定位。在一些实施例中，前述方法进一步包括：基于多个参考点，获得用于解剖对象的扫描计划。例如可通过基于多个参考点计算变换矩阵并将变换矩阵乘以标准切片包以产生扫描计划来获得用于解剖对象的该扫描计划。标准切片包可包括：具有将在标准坐标系中获取解剖对象的几何描述的一组图像切片。在一个实施例中，该方法进一步包括：使用利用MRI系统领域中一般已知的技术的成像设备来执行用于解剖对象的扫描计划。根据本专利技术的另一方面，用于自动对准MR扫描以用于诊断扫描计划的制品包括：保持用于执行上述方法的计算机可执行指令的计算机可读的非暂时性介质。根据其它实施例，一种用于自动对准MR扫描以用于诊断扫描计划的系统包括：被配置成获取解剖对象的3D定位器图像的MRI扫描仪，以及一个或多个计算机。计算机（i）使用界标引擎识别3D定位器图像中的一个或多个初始界标；以及（ii）基于一个或多个初始界标识别与解剖对象相关联的主轴。计算机基于相关联的主轴将3D定位器图像登记到规范空间以产生登记的3D定位器图像，并将界标引擎应用于登记的3D定位器图像以产生一个或多个更新的界标。基于所述更新的界标，计算机计算用于执行MR扫描的多个参考点。使用这些参考点，计算机确定扫描计划，并且然后使用MRI扫描仪执行用于解剖对象的扫描计划。从参照附图进行的说明性实施例的以下详细描述中，将使得该专利技术的附加特征和优点显而易见。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中最佳地理解本专利技术的前述和其它方面。为了图示该专利技术的目的，在附图中示出有目前优选的实施例，然而应当理解：该专利技术不限于公开的具体手段。附图中包括的是以下图：图1A图示患者在图像获取设备内的定位如何可基于患者的尺寸而变化；图1B示出由MRI扫描仪内的不同臂位置导致的图像变化；图2提供根据一些实施例的用于自动对准图像体积中的解剖对象的框架的高级概述；图3提供根据一些实施例的用于自动对准图像体积中的解剖对象的方法的更详细视图；图4图示在可用图3中所述的方法生成的各种视图处的一系列示例性参考框；以及图5图示可在其内实现该专利技术的实施例的示范性计算环境。具体实施方式以下公开根据若干实施例描述本专利技术，所述实施例涉及与使用界标引擎和转向引擎的组合在图像体积内自动对准解剖结构相关的方法、系统和装置。简而言之，使用界标引擎来首先执行解剖对象的中心的粗略局部化（localization）。然后，转向引擎用于检测肘部的两个主轴。使用检测的轴，在使用界标引擎执行对准的图像中的相关解剖特征的精细检测之前，将解剖对象登记到规范空间。一旦检测到所有相关的界标，它们就可以用于计算若干参考框以在期望的取向上扫描解剖对象。精确和自动对准解剖对象的能力可能有助于基于人群的对象研究，或者用于MR扫描的快速计划，这独立于患者肘部在工作台上的姿势并独立于患者姿势登记数据，所述数据往往与工作台上的整个病人有关，但与肘部本身无关。图2提供根据一些实施例的用于自动对准图像体积中的解剖对象的框架的高级概述。本文参照人类肘部描述本申请的技术；然而，应当理解：该技术可类似地应用于需要在图像获取期间对准的其它解剖对象。在图2中为框架的每个步骤示出图像，以图示输入图像体积的步骤的处理。从左向右移动，该过程一般需要使用界标引擎首先对图像体积执行粗糙界标检测。图像205A和205B示出执行界标引擎的示例性输出。在每种情况下，在肘部的关节处识别单个界标。在框架中的下一个步骤期间，转向引擎用于通过界标检测轴。图像210A和210B示出通过图像205A和205B中呈现的界标用单个轴进行轴检测的结果。接下来，转向引擎用于根据检测的轴对准图像。在示例性图像215A中，对准图像，使得轴在水平方向上；相反，在图像215B中，在垂直方向上对准轴。最后，在框架的最后一步，将界标引擎应用于对准的图像以执行精细界标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动对准磁共振（MR）扫描以用于诊断扫描计划的方法，包括：获取解剖对象的三维（3D）定位器图像；使用界标引擎识别3D定位器图像中的一个或多个初始界标；基于所述一个或多个初始界标，识别与所述解剖对象相关联的一个或多个主轴；基于相关联的主轴将所述3D定位器图像登记到规范空间，以产生登记的3D定位器图像；将所述界标引擎应用于所述登记的3D定位器图像，以产生一个或多个更新的界标；以及基于所述一个或多个更新的界标，计算用于执行MR扫描的多个参考点。

【技术特征摘要】
2017.07.18 US 62/533874;2018.06.19 US 16/0119691.一种自动对准磁共振（MR）扫描以用于诊断扫描计划的方法，包括：获取解剖对象的三维（3D）定位器图像；使用界标引擎识别3D定位器图像中的一个或多个初始界标；基于所述一个或多个初始界标，识别与所述解剖对象相关联的一个或多个主轴；基于相关联的主轴将所述3D定位器图像登记到规范空间，以产生登记的3D定位器图像；将所述界标引擎应用于所述登记的3D定位器图像，以产生一个或多个更新的界标；以及基于所述一个或多个更新的界标，计算用于执行MR扫描的多个参考点。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述解剖对象是肘部，并且所述初始界标各自位于所述肘部的关节处。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始界标识别内侧副韧带。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始界标识别外侧副韧带。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始界标识别环状韧带。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述主轴中的至少一个被沿着在所述肘部的关节处连接的肱骨定位。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述主轴中的至少一个被沿着在所述肘部的关节处连接的尺骨定位。8.根据权利要求2所述的方法，其中所述主轴中的至少一个被沿着在所述肘部的关节处连接的桡骨定位。9.根据权利要求2所述的方法，其中所述主轴中的至少一个被沿着所述肘部的内侧和外侧髁定位。10.根据权利要求1所述的方法，其中转向引擎用于自动（a）识别与所述解剖对象相关联的所述主轴，以及（b）基于所述主轴将所述3D定位器图像登记到所述规范空间。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所述多个参考点，获得用于所述解剖对象的扫描计划。12.根据权利要求11所述的方法，其中通过以下方式获得用于所述解剖对象的所述扫描计划：基于所述多个参考点，计算变换矩阵，以及将所述变换矩阵乘以标准切片包以产生所述扫描计划。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述标准切片包包括：具有将在标准坐标系中获取所述解剖对象的几何描述的一组图像切片。14...

【专利技术属性】
技术研发人员：FA雷达，詹翊强，M哈德，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE