钙化血管的分割制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在图像数据中分割钙化的血管的方法。该方法包括步骤：提供该血管的血管树表示，提供该血管的多个横截面的多个初步边界表示，提供在所述多个横截面中的图像数据中的多个强度一概图，基于强度一概图确定横截面中的钙化，将每个初步边界表示校正为校正的边界表示，其排除了来自于血管内部的钙化。本发明专利技术还涉及一种用于该目的的分割系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于在图像数据中分割钙化的血管的方法。该方法包括步骤：提供该血管的血管树表示，提供该血管的多个横截面的多个初步边界表示，提供在所述多个横截面中的图像数据中的多个强度一概图，基于强度一概图确定横截面中的钙化，将每个初步边界表示校正为校正的边界表示，其排除了来自于血管内部的钙化。本专利技术还涉及一种用于该目的的分割系统。【专利说明】钙化血管的分割
本专利技术涉及一种用于分割图像数据中的钙化血管的方法。本专利技术还涉及一种用于 该目的的分割系统。
技术介绍
据美国心脏协会称，冠状动脉疾病（CAD)是导致西方世界死亡的主要原因。对于 CAD的当前诊断标准是通常的介入血管造影（ICA),其涉及相当大的风险和成本。新型心脏 计算机断层成像（CT)扫描仪使得能够采集具有前所未有的质量的冠状动脉CT血管造影 (CCTA)。在CCTA中可以以高的灵敏度探测到冠状动脉狭窄，这允许该方法被用作为诸如 ICA的介入诊断和外科过程的守卫。 用于在CCTA中自动探测冠状动脉狭窄的方法已经被提出用于临床试验。近年来， CCTA也已经被提出用于仿真沿着冠状动脉狭窄的压力分布和用于计算所谓的冠脉血流储 备分数（FFR)，其表示了局部缺血导致的损害。冠状动脉狭窄的自动探测以及其血液动力学 相关度的仿真（即冠状动脉内的压力下降的基于仿真的探测）取决于在提供的图像数据中 的冠状动脉腔的精确分割。这是一项具有挑战性的任务，因为冠状动脉比较小（在其远端 部分中仅延伸至在图像数据中的一些体素）而CCTA图像体积的质量又是变化的（特别地 与噪声、伪影、对比度均匀性等有关）。精确的分割是更复杂的，因为脉管腔的对比度仅稍微 地高于未钙化斑块的对比度和低于钙化斑块的对比度。因此，未钙化斑块在视觉上看起来 与脉管的背景非常相似，特别是在对比度增强的图像采集过程中。另一方面，钙化斑块在这 样的对比度增强的图像采集过程中看起来是脉管腔的部分，因为它们在图像数据中显示了 与造影剂大约相同的外观。因此，在钙化斑块和血液能够流通的血管腔之间的区分是很难 作出的。
技术实现思路
由此本专利技术的目的是提供一种提高的可能性，用于在图像数据中分割钙化的血 管。 该目的通过按照本专利技术的方法和按照本专利技术的分割系统实现。 按照本专利技术，上面提到的方法包括步骤： -提供血管的血管树表示。 这样的血管树表示例如可以包括血管（树）的多个走向线，诸如中线等。 -提供血管的多个横截面的多个初步边界表示。这样的初步边界表示例如可以包 括横截面的边界图。 -提供在多个横截面中在图像数据中的多个强度一概图（intensity profile)。强 度一概图表示了横截面中图像数据的强度并且由此取决于用于图像数据采集的采集方法。 例如，在CT中，强度一概图基于（即对应于）图像数据中的豪恩斯菲尔德单位值。 -基于强度一概图确定横截面中的钙化。强度一概图现在被用于探测钙化，例如钙 化斑块。 -将每个初步边界表示校正为校正的边界表示，其排除了来自于血管内部的钙化。 在该上下文中，可以注意到，图像数据可以是虚拟的任何医学图像数据，特别是断 层成像图像数据。它们可以包括二维和/或三维和/或四维图像数据（在此其一个维度可 以是时间的维度，其提示了图像数据包括随时间移动的图像）。 根据本专利技术，上面提到的分割系统包括以下单元： -用于图像数据的输入接口。经由该接口将图像数据馈入到分割系统，例如从 PACS或从成像设备。 _第一供应（p：rovision)单元，实现为用于提供血管的血管树表示。这样的供应 单元可以实现为从图像数据中导出血管树表示的计算单元，但是也可以仅仅包括输入接 口-其也可以与第一输入接口组合，例如作为一个公用的接口。 -第二供应单元（也是输入接口），其实现为用于提供血管的多个横截面的多个初 步边界表示。该第二供应单元可以与第一供应单元组合或单独存在。同样，其可以实现为 从图像数据导出初步边界表示的计算单元或其可以包括输入接口，该输入接口又可以与任 意上述其他输入接口以相应方式自由组合。 -第三供应单元，其实现为用于提供在多个横截面中在图像数据中的多个强度一 概图。该第三供应单元优选实现为基于图像数据提供强度一概图的计算单元。 -确定单元，其在操作中基于强度一概图确定横截面中的钙化。该确定单元又优选 实现为基于强度一概图确定钙化的计算单元。 -校正单元，其在操作中将每个初步边界表示校正为校正的边界表示，其排除了来 自于血管的内部的钙化。 此外，本专利技术还涉及一种具有采集单元和按照本专利技术的分割系统的成像设备。 按照本专利技术的分割系统，特别是其第一和/或第二和/或第三供应单元、确定单 元、和校正单元（以及以下提到的分割系统的其他组件）可以部分地或全部地通过硬件组 件实现，例如使用半导体芯片，诸如ASIC(专用集成电路）、FPGA(现场可编程门控阵列）， 或PLA(可编程逻辑阵列）。然而它们也可以由软件组件或硬件和软件组件的组合来组成。 因此，本专利技术也涉及一种计算机程序产品。计算机程序产品可以直接加载到可编程分割系 统的处理器中，包括当计算机程序产品在分割系统上被执行时用于执行按照本专利技术的方法 的所有步骤的程序代码资源。 本专利技术的特别优选的实施方式和特征通过独立权利要求如在以下说明书中解释 地那样给出。不同的权利要求类别的特征可以被组合为适合于给出在此没有描述的其他实 施方式。 按照一种优选实施方式，所述多个强度一概图在多个横截面中、沿着从在每个横 截面中位于血管内部的一个种子点出发向着和可能超出初步边界表示的多个一概图射线 被确定。 也优选的是，钙化在其强度高于预定的阈值水平的区域中被确定。由此，优选地， 图像数据是基于X射线采集（例如像在CT情况下那样）的并且阈值水平高于576HU，也就 是钙化的典型UV水平。 更优选的是，将来自于钙化确定的结果与初步边界表示的延伸进行比较，以验证 该结果。这提供分割结果的更高精度并且构建了一种结果的交叉检验。 优选地，如上所述，血管树表示包括走向线，特别是血管的中线。由此更优选地是， 中线至少一次，优选在校正初步边界表示之后至少一次被再中心化。这有助于提高在迭代 处理中中线的精度。 此外，优选的是，图像数据被变形（warped)，从而血管树表示沿着直线被对齐并且 所述多个初步的和/或校正的边界表示互相平行地对齐。这使得处理的其他步骤更容易处 理并且降低计算开销。 优选地，初步边界表示的数量通过相应的横截面中的候选点的导出似然性值来产 生。这隐含了，初步边界表示并不固定地代表血管的边界而是包括对于按照概率来说血管 边界位于何处的似然性指示。因此，似然性值优选通过使用诸如概率推进树或随机森林算 法等训练过的分类器算法来得到。 一般地，按照本专利技术的方法可以是分割步骤的任何较大数学框架的部分。然而优 选的是，其被包括在特别优选的较大分割方法中，该方法包括步骤： a)提供钙化的血管的图像表示， b)提供初始表面模型，其包括具有通过边、特别是无向边连接的多个顶点的网格， c)对于多个顶点的每个顶点定义在（相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在图像数据中分割钙化的血管的方法，包括步骤：‑提供所述血管的血管树表示，‑提供所述血管的多个横截面的多个初步边界表示，‑提供在所述多个横截面中在所述图像数据中的多个强度一概图，‑基于所述强度一概图确定所述横截面中的钙化，‑将每个初步边界表示校正为校正的边界表示，其排除了来自于所述血管的内部的钙化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M凯尔姆，F卢高尔，张竞丹，郑冶枫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE