解剖结构的基于模型的分割制造技术

提供了获得不同医学图像(210)的系统和方法，所述不同医学图像示出患者的解剖结构，并且已经由不同医学成像模态和/或不同医学成像协议所采集。所述系统被配置用于：将第一可变形模型拟合到在第一医学图像中的解剖结构(220A)；将第二可变形模型拟合到在第二医学图像中的解剖结构(220B)；将第一拟合模型和第二拟合模型彼此对准(230)；并且随后通过利用所述第二拟合模型的在所述第一拟合模型中缺失的部分来增大所述第一拟合模型；或者基于已经获得较好拟合的所述第二拟合模型的部分来调节或替换所述第一拟合模型的对应部分，来将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型融合，以获得融合模型(240)。融合模型表示解剖结构的多模态/多协议分割，并且相比于已知模型向用户提供对解剖结构的更全面的理解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了获得不同医学图像(210)的系统和方法，所述不同医学图像示出患者的解剖结构，并且已经由不同医学成像模态和/或不同医学成像协议所采集。所述系统被配置用于：将第一可变形模型拟合到在第一医学图像中的解剖结构(220A)；将第二可变形模型拟合到在第二医学图像中的解剖结构(220B)；将第一拟合模型和第二拟合模型彼此对准(230)；并且随后通过利用所述第二拟合模型的在所述第一拟合模型中缺失的部分来增大所述第一拟合模型；或者基于已经获得较好拟合的所述第二拟合模型的部分来调节或替换所述第一拟合模型的对应部分，来将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型融合，以获得融合模型(240)。融合模型表示解剖结构的多模态/多协议分割，并且相比于已知模型向用户提供对解剖结构的更全面的理解。【专利说明】解剖结构的基于模型的分割
本专利技术涉及用于将可变形模型拟合到医学图像中的解剖结构以获得解剖结构的分割的系统和方法。本专利技术还涉及包括所述系统的工作站和成像装置，并涉及包括用于令处理器系统执行所述方法的指令的计算机程序产品。
技术介绍
对医学图像中的各种解剖结构的鲁棒自动分割是在改进临床工作流程中的关键使能器。此处，术语分割是指通过例如对解剖结构的边界的描绘或者通过对由边界包围的体素的标记而对医学图像中的解剖结构的识别。一旦已经执行这样的分割，就能够提取临床参数，例如在心脏结构的情况下，心室质量、射血分数以及壁厚度。因此，自动分割能够显著减少扫描到诊断时间，并且因此帮助临床医师建立更有效的患者管理。已知使用可变形模型来分割医学图像中的解剖结构。这种类型的分割也被称为基于模型的分割。可以由模型数据来定义可变形模型。具体地，模型数据可以定义解剖结构的几何结构，例如以多室三角网格的形式。可以通过将仿射变换分配到这样的可变形模型的每个部分来有效地考虑患者间和相位间形状变异性。仿射变换覆盖平移、旋转、沿不同坐标轴的缩放以及剪切。此外，可以通过对在可变形模型的不同部分之间的过渡处的仿射变换的内插来维持网格规律性。应注意，这样的可变形模型也被称为平均形状模型。将可变形模型拟合或者应用到医学图像的图像数据(也被称为网格适应)可以涉及对能量函数进行优化，所述能量函数可以基于外部能量项和内部能量项，所述外部能量项帮助使可变形模型适应于图像数据，所述内部能量项维持可变形模型的刚度。应该注意，这样的外部能量项可以利用在所谓的模拟搜索期间训练的边界检测函数，并且可以对针对不同医学成像模态和/或协议固有的不同图像特性进行建模。上面描述的类型的可变形模型本身是已知的，将这样的模型应用到医学图像中的解剖结构的方法同样也是已知的。例如，0.Ecabert等人的题为“Automatic Model-based Segmentat1n of theHeart in CT Images”(IEEE Transact1ns on Medical Imaging 2008，27(9)，pp.1189-1201)的出版物描述了一种用于从三维(3D)计算机断层摄影(CT)图像对心脏(四个腔、心肌以及大血管)的自动分割的基于模型的方法。此处，执行模型适应，逐渐增加允许的变形的自由度，以改进收敛性以及分割准确性。首先使用广义的霍夫变换的3D实施方式将心脏定位在图像中。通过利用全局相似性变换将模型匹配到图像来校正姿势未对准。然后通过将仿射变换分配到模型的每个解剖区域来解决多室网格的复杂初始化。最后，执行可变形适应以准确地匹配患者的解剖体的边界。
技术实现思路
解剖建模的问题在于如通过可变形模型的拟合获得的对解剖结构的分割向用户提供了对解剖结构不够全面的理解。获得向用户提供对解剖结构的更全面的理解的对解剖结构的分割将是有利的。为了更好地解决该问题，本专利技术的第一方面提供了一种用于将可变形模型拟合到医学图像中的解剖结构以获得所述解剖结构的分割的系统，包括:-图像接口，其用于获得患者的第一医学图像和所述患者的第二医学图像，两幅医学图像示出所述解剖结构，并且已经由不同医学成像模态或不同医学成像协议所采集，从而在两幅医学图像中建立对所述解剖结构的不同视觉表示；-处理子系统，其被配置用于:i)将第一可变形模型拟合到在所述第一医学图像中的所述解剖结构，从而获得第一拟合模型；ii)将第二可变形模型拟合到在所述第二医学图像中的所述解剖结构，从而获得第二拟合模型；其中，所述第二可变形模型不同于所述第一可变形模型，以适应两幅医学图像中的所述解剖结构的所述不同视觉表示；iii)将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型彼此对准，并且iv)在所述彼此对准之后，将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型融合以获得融合模型。本专利技术的又一方面提供了一种包括所述系统的工作站或成像装置。本专利技术的又一方面提供了一种用于将可变形模型拟合到医学图像中的解剖结构以获得所述解剖结构的分割的方法，包括:-获得患者的第一医学图像和所述患者的第二医学图像，两幅医学图像示出所述解剖结构，并且已经由不同医学成像模态或不同医学成像协议所采集，从而在两幅医学图像中建立对所述解剖结构的不同视觉表示；-将第一可变形模型拟合到在所述第一医学图像中的所述解剖结构，从而获得第一拟合模型；-将第二可变形模型拟合到在所述第二医学图像中的所述解剖结构，从而获得第二拟合模型；其中，所述第二可变形模型不同于所述第一可变形模型，以适应两幅医学图像中的所述解剖结构的所述不同视觉表示；-将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型彼此对准，并且-在所述彼此对准之后，将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型融合以获得融合模型。上述测量涉及获得患者的至少两幅医学图像，其中每幅示出诸如器官、器官的部分等的解剖结构。由每幅医学图像的图像数据来表示解剖结构。所述至少两幅医学图像，之后还称作“两者”医学图像，是根据不同医学成像模态和/或不同医学成像协议获得的。此处，术语“医学成像模态”指的是成像的类型，包括但不限于，标准(旋转)X射线成像、计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及核医学(匪)。医学成像模态的另一术语是医学采集模态。采用不同医学成像协议的医学成像还被称作多协议或多参数成像。这种多协议成像的范例是使用不同对比剂和/或示踪物，以突出显示在所采集的医学图像中的特定解剖结构。因此，第一医学图像可以是CT图像，并且第二医学图像可以是MR图像。另一范例是第一医学图像可以是静态CT图像，并且第二医学图像可以是多相CT图像。由于对不同成像模式和/或成像协议的使用，因此解剖结构在两幅医学图像中被不同地表示。例如，解剖信息可以在一幅医学图像中良好地可见，而在另一医学图像中较少或不可见。不同可变形模型被提供用于拟合各自的医学图像中的解剖结构。可变形模型不同在于它们考虑解剖结构在每幅各自的医学图像中具有不同视觉表示。这种不同可以涉及例如不同网格拓扑、不同地定义的能量项等。这样一来，每个可变形模型可以考虑在由各自的成像模态和/或成像协议采集时的解剖结构的视觉性质。例如，第一可变形模型可以已经被生成用于拟合在CT图像中的心脏的视觉表示，而第二可变形模型可以已经被生成用于拟合在MR图像中的心脏。将可变形模型应用到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将可变形模型拟合到医学图像中的解剖结构以获得所述解剖结构的分割的系统(100)，包括：‑图像接口(120)，其用于获得患者的第一医学图像和所述患者的第二医学图像，两幅医学图像示出所述解剖结构，并且已经由不同医学成像模态或不同医学成像协议所采集，从而在两幅医学图像中建立对所述解剖结构的不同视觉表示；‑处理子系统(140)，其被配置用于：i)将第一可变形模型拟合到所述第一医学图像中的所述解剖结构，从而获得第一拟合模型(400)；ii)将第二可变形模型拟合到所述第二医学图像中的所述解剖结构，从而获得第二拟合模型(410)；其中，所述第二可变形模型不同于所述第一可变形模型，以适应对两幅医学图像中的所述解剖结构的所述不同视觉表示；iii)将所述第一拟合模型(400)与所述第二拟合模型(410)彼此对准，并且iv)在所述彼此对准之后，将所述第一拟合模型(400)与所述第二拟合模型(410)融合以获得融合模型(420)，其中，所述处理子系统(140)被配置用于通过以下方式来将所述第一拟合模型(400)与所述第二拟合模型(410)融合：i)利用所述第二拟合模型的在所述第一拟合模型中缺失的部分来增大所述第一拟合模型；或者ii)基于已经获得较好拟合的所述第二拟合模型的部分来调节或替换所述第一拟合模型的对应部分。...

【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：S·莫卢斯，A·扎尔巴赫，J·威斯，
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