层析图像中的器官的分类方法技术

本发明专利技术涉及层析图像中的器官的分类方法。所述方法包括以下步骤：接收(102)三维解剖层析目标图像，所述目标图像包括水图像数据集和脂肪图像数据集，每个数据集带有多个体积元素；提供(104)包括带有多个体积元素的三维图像数据集的原型图像，其中体积元素的子集被给予器官标签；通过将变形场应用到原型图像的体积元素来转换(106)原型图像，使得当前器官的每个被标记的体积元素被确定为等同于目标图像中的相应器官中的体积元素的位置；以及将原型图像的被标记的体积元素的标签传送(108)到目标图像的相应体积元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层析图像中的器官的分类方法
本公开涉及图像中的器官的分类，并且尤其涉及包括水图像数据集和脂肪图像数据集的三维解剖层析图像中的器官的分类。
技术介绍
在三维层析医学成像中，对例如肌肉的不同身体组织和器官的识别是图像的医学解释的重要部分。在很多临床问题中，不同器官的大小、形状和成分，以及它们的随时间的变化可以是一条重要的信息。这种特征的识别通常是手动过程，其包括手动地识别特定器官并且尽可能地在图像中标记它。在完成识别和分析过程之后，本图像可以包括多个用于不同器官的标签。在三维图像中的点或三维像素因此可以代表器官的位置。然而，当新的图像从不同的身体得到时，识别过程需要全部重新进行。以前的图像的识别和分析不可能在新图像上再次使用。因此，需要识别三维层析图像中的器官的方法，该方法可以自动地被执行。
技术实现思路
使用本设备来提供减轻提到的缺点的改进解决方案是本专利技术的目标。此外，提供来自层析图像的器官的分类方法是目标。根据本专利技术的一个方面实现该目标，其中提供了用于层析图像中器官的分类的方法。该方法包括以下步骤：接收三维解剖层析目标图像，其中所述目标图像包括水图像数据集和脂肪图像数据集，每个数据集带有多个体积元素；提供包括带有多个体积元素的三维图像数据集的原型图像，其中体积元素的子集被给予器官标签；通过将变形场应用到原型图像的体积元素来转换原型图像，使得当前器官的每个被标记的体积元素被确定为等同于目标图像中相应的器官中的体积元素的位置；以及将原型图像的被标记的体积元素的标签传送到目标图像的相应体积元素。在原型图像中，体积元素的子集可以包括至少一个被标记的体积元素。该至少一个被标记的体积元素可以具有命名当前器官的标签，当前器官中被标记的体积元素位于原型图像中。这种标签可以是“二头肌”、“肝脏”或任何器官的名称。当转换原型图像时，原型中定义当前器官的边缘的体积元素可以被移动到目标图像中相应边缘的位置对应的位置。由所述边缘定义的原型图像中的器官体积然后可以改变形状和位置以符合目标图像中的相应器官的形状和位置。作为边缘移动的结果，原型图像中的器官体积内部的至少一个被标记的体积元素也可以接着被移动，但是也可以被保持在器官体积内部。被转换的原型图像中的器官体积中的被标记的体积元素可以接着具有在目标图像中的相应的体积元素，并且该体积元素以很高的可能性也位于相应器官的内部。原型图像中的被标记的体积元素的标签在下一个步骤中可以被传送到目标图像中的相应体积元素位置。该过程的结果可以是目标图像中的一个或多个器官的位置的识别。该器官因此用标签分类。此外，为符合目标图像的形状的原型图像的转换的量可以被分析。例如，原型图像可以是与目标图像相同的身体的图像，但是其位于更早的时间点。两个图像之间的特定器官性质随时间的变化可以接着被分析并且被可视化。体积元素可以是三维图像中的三维像素。该方法的所有步骤可以例如通过计算机设备被自动地执行。就器官而言是指身体内的任何肌肉或脂肪组织或其它内部器官。根据本专利技术的方法可以使得原型图像中定义的豪斯费尔德(Hounsfield)衰减值能够映射到MR(磁共振)图像。MR图像然后可以被用于PET(正电子发射断层)成像中的衰减校正(correction)。分类中的额外的鲁棒性可以通过使用水图像数据集和脂肪图像数据集中的多域数据来实现。例如，在目标图像中器官的被标记的体积元素可以被标记为脂肪组织。如果被标记的体积元素可以与脂肪图像数据集相乘，那么被错误传送到目标图像中的水区域中的被标记的体积元素可以自动地被移除。在一个实施方式中，目标图像中的被类似标记的体积元素可以定义代表当前器官的器官体积，并且其中该方法还可以包括基于目标图像的性质将所述器官体积扩充到整个器官的步骤。通过在目标图像中扩充器官体积，器官可以被完全地分割和可视化。器官体积可以是目标图像中的大体完整器官的可视化。目标图像中的图像数据可以被分析以定义扩充的器官体积。目标图像中的体积元素可以被分析，例如基于它们的强度水平被分析，以确定器官体积的扩充。包括分割的或分类的器官的目标图像可以被用来确定每个分割的器官的体积。此外，由于目标图像中包括水图像数据和脂肪图像数据的多域数据，分割的和分类的目标图像可以被用来测量特定器官中的脂肪和水含量，例如测量肝脏中的脂肪百分比或测量肌肉中的脂肪含量，其可能与相同肌肉中的水含量相比较。在另一个实施方式中，扩充器官体积的步骤可以包括检测目标图像中的器官的边缘。在目标图像中的器官的内部，体积元素的强度水平大体上可以是均匀的。在器官的边缘，体积元素中的强度水平的变化可以被检测到。通过检测目标图像中的器官的边缘，器官体积的边界可以被检测到，器官体积的边界可以定义器官体积。基于器官体积内部的被标记的体积元素，现在被检测到的边界定义的整个器官体积可以具备相同的标签。目标图像中的器官可以因此通过被给予标签进行分类和分割。在另一个实施方式中，该方法还可以包括手动输入标签到目标图像中的体积元素或从目标图像中的体积元素手动移除标签的步骤，其中所述手动步骤可以被参照当前标签对器官体积的重新定义跟随。在一些场合中，当把被标记的体积元素从原型图像传送到目标图像时，目标图像中的被标记的体积元素可以最终变得接近于器官体积的边界。由于不应该被标记或不应该是器官体积的一部分的体积元素的标记，这可以导致错误定义器官体积。该方法然后可以包括手动移除目标图像中被标记的体积元素的步骤。该步骤可以被器官体积的重新定义跟随。这可以通过如下完成：从当前器官的剩余被标记的体积元素开始，基于目标图像中的图像性质重新确定器官体积的扩充。当标签被添加到体积元素中时，器官体积的扩充的重新确定也可以被执行。标签可以被添加以增加体积扩充确认的正确性。在一个实施方式中，转换原型图像的步骤可以包括应用原型图像到目标图像的非刚性配准，以增加原型图像与目标图像之间的相似度，并且其中非刚性配准可以提供代表变形的原型图像的所述变形场。非刚性配准的目的可以是最大化原型图像和目标图像之间的相似度。有几种已知的非刚性配准方法，例如Demons(J.-P.Thirion.Imagematchingasadiffusionprocess:ananalogywithMaxwell’sdemons.医学图像分析,2(3),1998)和Morphon(KnutssonH,AnderssonM.Morphons:Segmentationusingelasticcanvasandpaintonpriors.IEEE图像处理国际会议ICIP2005，2005)。这些中的任一个都可以被用来确定变形场，该变形场定义原型图像可以如何被变形或被转换以便最好地适合目标图像。这种方法可以提供变形场的可靠确定，这可以增加原型图像中的被标记的体积元素可以最终处于目标图像中相应的器官的概率。在一个实施方式中，所述层析图像可以从磁共振(MR)扫描仪或计算层析(CT)扫描仪接收到。磁共振扫描仪或计算层析扫描仪可以提供包括水图像数据集和脂肪图像数据集的三维目标图像。在另一个实施方式中，该方法还可以包括基于目标图像中所述第一被标记的体积元素与被类似标记的第二体积元素的比较的分析来移除目标图像中的第一被标记的体积元素的标签的步骤。可能发生两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分类层析图像中的器官的方法，其中所述方法包括以下步骤：接收三维解剖层析目标图像，所述目标图像包括水图像数据集和脂肪图像数据集，每个数据集带有多个体积元素，提供包括带有多个体积元素的三维图像数据集的原型图像，其中所述体积元素的子集被给予器官标签，通过将变形场应用到所述原型图像的所述体积元素上来转换所述原型图像，使得当前器官的每个被标记的体积元素被确定为等同于所述目标图像中的相应器官中的体积元素的位置，以及将所述原型图像的被标记的体积元素的标签传送到所述目标图像的相应体积元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分类层析图像中的器官的方法，其中所述方法包括以下步骤：接收(102)三维解剖层析目标图像，所述目标图像包括水图像数据集和脂肪图像数据集，每个数据集带有多个体积元素，提供(104)包括带有多个体积元素的三维图像数据集的原型图像，其中所述体积元素的子集被给予器官标签，通过将变形场应用到所述原型图像的所述体积元素上来转换(106)所述原型图像，使得当前器官的每个被标记的体积元素被确定为等同于所述目标图像中的相应器官中的体积元素的位置，将所述原型图像的被标记的体积元素的标签传送(108)到所述目标图像的相应体积元素，其中，所述目标图像中被类似标记的体积元素定义代表当前器官的器官体积，基于所述目标图像中的性质将所述器官体积扩充(110)到整个所述器官，基于所述水图像数据集中的被标记的器官校准所述目标图像，其中所述目标图像中的每个被标记的体积元素被给予预定的水值，以及所述预定的水值减去所述脂肪图像数据集中的被标记的体积元素的脂肪值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，扩充(110)所述器官体积的步骤包括检测所述目标图像中的器官的边缘。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括手动地将标签输入(112)到所述目标图像中的体积元素或从所述目标图像中的体积元素移除标签的步骤，其中所述手动步骤之后是参照当前标签对所述器官体积的重新定义。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，转换(106)所述原型图像的步骤包括应用所述原型图像到所述目标图像的非刚性配准以增加所述原型图像与所述目标图像之间的相似度，并且其中所述非刚性配准提供代表变形的原型图像的所述变形场。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述层析图像接收自磁共振(MR)扫描仪或计算层析(CT)扫描仪。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：基于所述目标图像中的第一被标记的体积元素与所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥洛夫·达尔奎斯特赖因哈德，马格纳斯·博尔加，
申请(专利权)人：先进穆阿分析公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE