生成图像的系统和方法技术方案

本申请提供了生成增强分割图像集的系统和方法。该方法可以包括：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。由于基于第一图像生成的第二图像标记了图像的分割信息，该方法解决了有标记的分割图像数据不能大规模获取的问题。

System and Method of Image Generation

This application provides a system and method for generating an enhanced segmented image set. The method may include: obtaining a first image of the first anatomical structure including the first object; determining the first characteristic data of the first anatomical structure; determining one or more first transformations related to the first anatomical structure, in which the first transformation includes a transformation type and one or more transformation parameters related to the transformation type; and changing the first one or more first transformations. The first feature data applied to the first anatomical structure is replaced to generate the second feature data of the first anatomical structure, and the second image is generated based on the second feature data of the first anatomical structure. Since the second image generated from the first image marks the segmentation information of the image, the method solves the problem that the marked segmented image data can not be obtained on a large scale.

【技术实现步骤摘要】
生成图像的系统和方法优先权声明本申请基于并要求2018年6月9日提交的美国申请号16/004,387的优先权，其全部内容通过引用的方式被包含于此。
本申请涉及生成增强分割图像集的系统和方法，具体地，涉及通过变换历史分割图像数据来生成增强分割图像集的系统和方法。
技术介绍
癌症患者的放疗治疗通常在预治疗成像过程几周后开始。预治疗成像过程模拟患者被运送到放射设备的机架内的特定位置的治疗场景，并获取患者的一个或以上图像以供医生或放射科医师确定一个初始治疗计划。然而，患者的解剖结构可能在预治疗成像过程之后或在治疗过程之中发生变化。根据解剖结构的变化量，可能需要修改初始的治疗方案，以降低毒性、提高肿瘤的靶向性和治疗的整体效果。重新计划阶段的基本任务之一是对靶区和危及器官进行分割和勾画。很多自动化技术已被开发出来提供对靶区和危及器官的初始近似，并且在很大程度上可以进行自动勾画任务。然而，自动勾画技术的性能取决于预先标记和分割过的图像数据的可获取性和数量。由于有标记的分割图像数据通常不能大规模获取，因此需要大规模生成有标记的分割数据以改善放射治疗重新计划的勾画的性能。申请内容针对上述自动轮廓绘制技术的性能取决于预先标记和分割过的图像数据的可获取性和数量，而有标记的分割图像数据通常不能大规模获取的问题，本申请的目的之一在于提供生成增强分割图像集的系统和方法，大规模生成有标记的分割数据以改善放射治疗重新计划的轮廓绘制的性能。为达到上述目的，本申请提供的技术方案如下：本申请实施例之一提供生成生成图像的方法。所述方法包括：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。本申请实施例之一提供生成具有分割信息的图像的方法，该方法包括：获取与治疗计划相关联的对象的第一图像，所述第一图像包括第一对象的第一解剖结构；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型以及与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及并且所述变换类型包括所述解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像；基于初始模型和包括一个或以上第二图像的训练图像集生成训练好的模型；在放射治疗之前、过程之中或之后且在所述治疗计划阶段之后获取所述对象的治疗图像；以及于所述训练好的模型和所述治疗图像生成具有分割信息的图像。本申请实施例之一提供生成生成图像的系统，该系统包括图像获取模块、特征数据确定模块、变换应用模块和图像生成模块。图像获取模块被配置为获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像。特征数据确定模块被配置为确定所述第一解剖结构的第一特征数据。变换应用模块被配置为确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个。变换应用模块被配置为将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据。图像生成模块被配置为基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。本申请实施例之一提供生成具有分割信息的图像的系统，该系统包括包括图像获取模块、特征数据确定模块、变换应用模块、图像生成模块、模型确定模块和解剖结构识别模块。图像获取模块被配置为获取与治疗计划相关联的对象的第一图像，所述第一图像包括第一对象的第一解剖结构。特征数据确定模块被配置为确定所述第一解剖结构的第一特征数据。变换应用模块被配置为确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型以及与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括所述解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个。变换应用模块被配置为将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据。图像生成模块被配置为基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。模型确定模块被配置为基于初始模型和包括一个或以上第二图像的训练图像集生成训练好的模型。图像获取模块被配置为在放射治疗之前、期间或之后且在所述治疗计划阶段之后获取所述对象的治疗图像。解剖结构识别模块被配置为基于所述训练好的模型和所述治疗图像生成具有分割信息的图像。本申请实施例之一提供生成增强分割图像集的装置。该装置包括处理器，可用于：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。本申请实施例之一提供生成具有分割信息的图像的装置，该装置包括处理器，可用于：获取与治疗计划相关联的对象的第一图像，所述第一图像包括第一对象的第一解剖结构；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型以及与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括所述解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像；基于初始模型和包括一个或以上第二图像的训练图像集生成训练好的模型；在放射治疗之前、期间或之后且在所述治疗计划阶段之后获取所述对象的治疗图像；以及基于所述训练好的模型和所述治疗图像生成具有分割信息的图像。本申请实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成图像的方法，其特征在于，所述方法包括：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。

【技术特征摘要】
2018.06.09 US 16/004,3871.一种生成图像的方法，其特征在于，所述方法包括：获取包括第一对象的第一解剖结构的第一图像；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第一变换包括变换类型和与所述变换类型相关的一个或以上变换参数，以及所述变换类型包括解剖结构的平移、解剖结构的旋转、解剖结构的形变、额外结构的出现以及解剖结构的部分消失中的至少一个；将所述一个或以上第一变换应用于所述第一解剖结构的所述第一特征数据，以生成所述第一解剖结构的第二特征数据；以及基于所述第一解剖结构的所述第二特征数据生成第二图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：确定与所述一个或以上第一变换相关的变换序列；以及基于所述变换序列生成所述第二图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一特征数据或所述第二特征数据包括：表示所述第一解剖结构的轮廓的两个以上第一像素的像素值和像素位置，以及表示由所述第一解剖结构的轮廓包围的内部区域的两个以上第二像素的像素值和像素位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述一个或以上第一变换应用于所述第一特征数据以生成第二特征数据包括：通过确定所述第一图像中的一个或以上固定点生成参考帧；以及基于所述参考帧和所述一个或以上变换参数确定所述第一解剖结构的所述第二特征数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考帧和所述一个或以上变换参数确定所述第一解剖结构的所述第二特征数据包括：确定所述第一解剖结构的中心点；基于所述第一解剖结构的所述中心点和所述参考帧确定所述第一解剖结构的起始位置；基于所述第一解剖结构的所述起始位置和所述一个或以上变换参数，确定所述第一解剖结构的所述第二特征数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变换类型包括解剖结构的平移，以及所述将所述一个或以上变换应用于所述第一特征数据包括：基于所述一个或以上变换参数确定平移矢量；以及基于所述平移矢量和所述第一特征数据确定所述第二特征数据。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像进一步包括所述第一对象的第二解剖结构，以及所述方法进一步包括：确定所述第一解剖结构和所述第二解剖结构之间的优先级顺序；和基于所述第一解剖结构和所述第二解剖结构之间的优先级顺序，生成所述第二图像。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一解剖结构的所述第一变换包括：基于一个或以上参数约束确定与变换类型相关的一个或以上变换参数。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换类型进一步包括对比噪声比的调节。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像是在放射治疗中使用的具有分割信息的计划图像。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述计划图像是CT图像。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基于一个或以上第二图像生成训练图像集；获取初始模型；以及基于所述训练图像集和所述初始模型生成训练好的模型。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取包含所述第一解剖结构的治疗图像；以及基于所述训练好的模型和所述治疗图像识别与所述第一解剖结构相关的两个以上像素。14.一种生成具有分割信息的图像的方法，包括：获取与治疗计划相关联的对象的第一图像，所述第一图像包括第一对象的第一解剖结构；确定所述第一解剖结构的第一特征数据；确定与所述第一解剖结构相关的一个或以上第一变换，其中，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·博思，J·墨子，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31