改善脑部扫描中的对称性制造技术

一种系统和方法，包括：适配表示脑部的解剖结构的对称性模型，所述模型对应于脑部扫描图像；变换在所述脑部的第一半球和第二半球上提供的第一点和第二点；并且，基于所述变换来计算所述脑部的患者特异性的对称性解剖模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
在神经学上，定量成像的许多应用涉及脑部的左右半球的相应位置上的信息。基于感兴趣区域(ROI)的脑部的左右半球之间的比较能够在多种成像模式和临床问题中发挥重要的作用。通常，这些应用利用左右半球的相应部分来例如比较解剖体并做出适当的诊断。这些应用反映与划分左右半球的中间矢状面(mid-sagittal plane)有关的位置。使用图像分析技术，脑部扫描被定向为使中间矢状面映射到X轴上的预定义的位置P。随后，在左右半球中的相应的点经由反映在P上的点的X轴分量而被识别。这些应用通常假设脑部相对于中间矢状面是对称的。然而，这种假定并非总是正确的。相反，区域性解剖的不对称性通常存在于个体之间，降低了假定脑部对称性(镜像的，不对称性量度)的方法的力量。此外，个体的脑部通常不是完全对称的，而是包含正常的和异常的不对称性。这个事实根据术语“脑部偏侧化”是众所周知的。而不对称性的正常原因包括脑功能或者仅个体皮质解剖的偏侧化，异常的不对称性也可能是由肿瘤、中风或神经退行性疾病引起的。标准图像分析技术试图通过基于图像配准经由对称模板使图像变形来限制脑部中的个体的不对称性，通常表示为立体的策略标准化(tactical normalizat1n)。然而，许多配准技术限制可以经由参数化(例如b-样条或线性变换)完成的变形的类型，并且由于可能的变形不匹配脑部的解剖体而不能消除脑部的不对称性。有可能需要一种允许定量成像的使用，同时考虑到脑部中的可变的不对称性的系统。
技术实现思路
一种系统和方法，包括:适配表示脑部的解剖结构的对称模型，所述模型对应于脑部扫描图像；变换在所述脑部的第一半球和第二半球上提供的第一点和第二点；并且，基于所述变换来计算所述脑部的患者特异性的对称解剖模型。【附图说明】以范例的方式并参考附图在下文中对本专利技术的若干范例实施例进行描述，其中:图1描绘了对称的脑部模型的透视图；图2描绘了其中具有不对称性部分的脑部模型的透视图；图3描绘了第一范例性方法的流程图；图4描绘了根据范例性方法形成的脑部中的子皮质结构的对称模型的第一透视图；图5描绘了图4的对称模型的第二透视图；图6描绘的根据范例性方法形成的脑部的左右半球的对称模型的透视图；图7描绘了第二范例性方法的流程图；图8描绘了第三范例性方法的流程图；以及图9示出了根据范例性实施例的系统的示意图。【具体实施方式】范例性实施例还可以参考以下描述和附图来理解。范例性实施例能够提供一种用于局部检测脑部扫描中的解剖不对称性并将考虑此信息以改善后续分析(镜像、不对称性度量)的系统和方法。根据范例性实施例的系统和方法还能够经由脑部扫描中基于模型的分割来降低脑部扫描中的解剖不对称性。基于模型的分割能够允许脑部的所期望的间隔尺寸(granularity)上的不对称性的去除，包括任何数量的子皮层结构，或者在另一实施例中整个皮层的所期望的间隔尺寸，如稍后将更详细描述的。此外，范例性分割能够实现对改善的对称的患者脑部图像的计算以一种方式被选择为保留大部分的患者的剩余的、对称的脑部解剖体。图1-图2描绘了脑部100的图解。现有成像技术假设右半球102和左半球104沿纵裂106的完美对称性。然而，不存在这样完美的对称性。相反，边界区域108、110示出了沿纵裂106以及横向皮层区域二者的不对称性。图3描绘了根据第一范例性实施例的范例性方法200。在第一范例性步骤202中，对基于人工对称性形状的模型300的适配被形成，基于形状的模型300表示脑部中的解剖子结构的表面。如图4-图6中所示，模型300是基于图像分析的，并且是包括三角结构T和一组经适配的顶点V1、V2的经适配的网格。应当指出，尽管范例性实施例相对于经适配的模型的顶点来描述，但是感兴趣模型的任何其他一个或多个点可以用于变换，而不脱离本公开的范围。可以基于脑部的当前图像扫描来形成模型300，或者在另一实施例中，模型300可以使用一个或多个先前的脑部扫描图像(未示出)来帮助脑部扫描图像的构造。图4-图5的模型300只显示子皮层脑部结构，而图6的模型300’描绘了左右脑部半球。应当指出，尽管只有一对相应的顶点V1、V2被描绘在模型300、300’中，但可以使用任何多个顶点，而不脱离本公开的范围。在接下来的步骤204中，最佳对称平面P被拟合至模型300，平面P被定位为使顶点V1、V2之间的平方距离的和最小化。然而，应当指出，用于平面的定位的最小化的平方距离的使用仅是范例性的，能够采用任何用于平面的放置的其他方法，而不脱离本公开的范围。在范例性实施例中，平面P的位置通过使任何多个顶点之间的这种距离最小化来确定。因为三维平面具有三个自由度，需要三个相应的顶点的最小值，以限定使相应顶点之间的距离最小化的平面。然而，在一般情况下，脑部的表面模型可以包括数百个相应的顶点对。在这种情况下，任何的或所有的这些顶点可以用于限定最佳平面P的位置。备选地，顶点的(加权)子集可以通过不同的标准来选择。一种范例标准是相应顶点的空间分布是在垂直于要被拟合的平面的空间中均匀分布的，但聚焦在一组专用的感兴趣解剖结构的其他星座(constellat1ns)也是有可能的。应当指出，对称的中间矢状面P的目标是描述增强改善的镜像功能的一个实施例。在对称的脑部模型中的相应位置也能够在与中间矢状面不相关的区域中导出。例如，基于经适配的解剖模型，通过找到在一个半球中的位置的局部参数化并将所述位置变换到另一个半球，在一个半球中的感兴趣区域中的位置可能被链接到在另一个半球中的匹配区域，将所述位置变换到另一个半球是通过计算在另一个半球的经适配的结构中的位置的局部参数化来进行的。还应当指出，本文中所公开的系统和方法可以用于任何的二维(例如，用于校正脑部扫描图像的单个切片)、三维和四维(例如，用于PET/MR设备的脑部扫描的时间序列)的图像的校正。在下一范例步骤206中，患者特异性的对称解剖模型(未示出)能够基于步骤202、204的结果来计算。具体地，患者特异性的对称解剖模型(未示出)利用具有顶点V1'V2’的经调节的解剖子结构来形成，每个顶点与所述对称解剖模型的中间平面(未示出)相隔D/2的距离。经调节的对称解剖模型(未示出)因此包括任何多个相应的顶点对V1'V2’，所有的顶点对均是关于中间平面(未示出)对称的。在下一步骤208中，基于V和V’之间的关系，薄板样条变形场被导出，以将完整的人工模型变换为对称性模型。作为本领域普通技术人员应当理解，薄板样条确定作为顶点V/、V2’相对于三维的患者特异性的对称模型中的顶点1、^的偏差的函数的原始二维脑部扫描的X和y坐标的二维位移。根据范例性实施例的范例性对称性去除能够任意地由用户通过控制开关开启和关闭，从而允许用户检查原始的和对称性经调节的模型以及必要时的原始的和经调节的脑部扫描。图7描绘了根据本专利技术的另一范例性实施例的方法400。具体地，方法400包括第一步骤202，其形成表示脑部中的解剖子结构的表面的基于经适配的对称形状的模型。方法400跳过步骤204、206，而是使用模型300的顶点的位置，以直接将不对称的脑部扫描(未示出)变换为原始的对称的未适配的模型空间。如本领域当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：适配表示脑部的解剖结构的对称模型，所述模型对应于脑部扫描图像；变换在所述脑部的第一半球和第二半球上提供的第一点和第二点；并且基于所述变换来计算所述脑部的患者特异性的对称解剖模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·文策尔，E·A·穆尔，T·H·施特勒，A·R·弗兰茨，C·迈尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL