用于检测气管的系统和方法技术方案

公开了用于检测气管的系统、装置和方法，示例性系统包括：成像装置，该成像装置构造成获得图像数据；和计算装置，该计算装置构造成生成三维(3D)模型，在第一切片图像中识别潜在相连组成部分，在第二切片图像中识别潜在相连组成部分，将第一切片图像标记为最上方切片图像，将最上方切片图像中的相连组成部分标记为有效目标，基于连接标准将当前切片图像中的每一个相连组成部分与在先切片图像中对应的相连组成部分关联，将当前切片图像中的与在先切片图像的相连组成部分关联的每一个相连组成部分标记为有效目标，并且基于有效目标的长度将有效目标识别为气管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年7月2日提交的申请号为62/020,257的美国临时专利申请的权益和优先权，上述专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于检测气管的系统和方法。更具体地，本公开涉及基于胸部的三维体积的切片图像来检测气管的系统和方法。
技术介绍
已经研发了涉及视觉观察胸部的可视化技术，以便帮助医生对包含在胸部内的器官或其它部分进行诊断和/或手术。可视化对于识别病变区域的位置而言尤为重要。此外，当治疗病变区域时，进一步着重识别病变区域的特定位置，从而在胸部中的正确位置处执行外科手术。过去，使用胸部的扫描二维图像来帮助可视化。为了根据胸部的扫描二维图像来视觉观察肺部，重点在于确定二维图像中的区域是否构成肺部的一部分。因此，检测起始位置(例如，连接至肺部或作为肺部的一部分的器官或其它部分的位置)对于识别肺部而言也是重要的。在一个示例中，气管可以用作起始位置，这是因为气管沿其长度具有大体恒定的直径，并且已知气管连接至肺部。
技术实现思路
根据本公开，提供一种用于检测患者的气管的系统。在本公开的一方面，所述系统包括：成像装置，所述成像装置构造成获得患者的图像数据；和计算装置，所述计算装置包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在被处理器执行时促使计算装置：基于图像数据生成患者的胸部的三维(3D)模型；沿轴向方向生成3D模型的切片图像；在生成的切片图像的第一切片图像中识别潜在相连组成部分；在生成的切片图像的第二切片图像中识别潜在相连组成部分，其中，第二切片图像紧接着生成的第一切片图像；确认第一切片图像的潜在相连组成部分与第二切片图像的潜在相连组成部分相连；将潜在相连组成部分标记为相连组成部分；将第一切片图像标记为生成的切片图像的最上方切片图像；将最上方切片图像中的相连组成部分标记为有效目标；基于连接标准，将生成的切片图像的当前切片图像中的每一个相连组成部分与在先切片图像中的对应的相连组成部分关联；将与在先切片图像的相连组成部分关联的当前切片图像中的每一个相连组成部分标记为有效目标；并且基于有效目标的长度，将有效目标识别为气管。在本公开的另一方面，由成像装置利用层析成像技术、射线照相术、通过计算机化轴向断层扫描产生的断层照片、核磁共振成像、超声波造影术、对比成像、荧光检查、核扫描、或者正电子发射断层成像获得图像数据。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置最终确定在先切片图像中的有效目标。在本公开的另一方面，切片图像以相等的距离彼此间隔开。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置通过将最终确定的有效目标中包含的切片图像的数目减1与每一个切片图像之间的距离相乘来计算最终确定的有效目标的长度。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度大于或等于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示已识别出气管。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度大于或等于30mm但小于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示可能已识别出气管。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度小于30mm时，所述指令进一步促使计算装置指示未识别出气管。在本公开的另一方面，在当前切片图像的相连组成部分中的像素的坐标与在先切片图像中对应的相连组成部分中的像素的坐标匹配时，将当前切片图像的相连组成部分与在先切片图像中对应的相连组成部分关联。在本公开的另一方面，在当前切片图像的相连组成部分的质心与在先切片图像中对应的相连组成部分的质心之间的差别小于预定值时，将当前切片图像的相连组成部分与在先切片图像中对应的相连组成部分关联。在本公开的另一方面，在当前切片图像的相连组成部分的面积与在先切片图像中对应的相连组成部分的面积之间的差别小于预定值时，将当前切片图像的相连组成部分与在先切片图像中对应的相连组成部分关联。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且其中，关联参数是通过将当前切片图像中的相连组成部分的面积除以在先切片图像中对应的相连组成部分的面积而算出的面积比。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且其中，关联参数是当前切片图像的相连组成部分的、与在先切片图像中的对应有效目标的坐标匹配的坐标的数目以及当前切片图像的相连组成部分的非匹配坐标的数目之间的比率。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且其中，关联参数是当前切片图像的相连组成部分的面积。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且当关联参数大于预定值时，移除在先切片的对应有效目标的作为有效目标的标记。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置在关联参数大于预定值时移除当前切片的相连组成部分的作为有效目标的标记。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且其中，当关联参数小于预定值时，最终确定有效目标。在本公开的另一方面，所述指令进一步促使计算装置基于关联参数最终确定在先切片图像中的有效目标，并且当关联参数大于或等于第一预定值且小于或等于第二预定值时，将当前切片的相连组成部分标记为有效目标。根据本公开，提供一种用于检测患者的气管的方法。在本公开的一方面，所述方法包括：获得患者的胸部的三维(3D)模型；沿轴向方向生成3D模型的切片图像；在生成的切片图像的第一切片图像中识别潜在相连组成部分；在生成的切片图像的第二切片图像中识别潜在相连组成部分，其中，第二切片图像紧接着生成的第一切片图像；确认第一切片图像的潜在相连组成部分与第二切片图像的潜在相连组成部分相连；将潜在相连组成部分标记为相连组成部分；将第一切片图像标记为生成的切片图像的最上方切片图像；将最上方切片图像中的相连组成部分标记为有效目标；基于连接标准，将生成的切片图像的当前切片图像中的每一个相连组成部分与在先切片图像中的对应的相连组成部分关联；将与在先切片图像的相连组成部分关联的当前切片图像中的每一个相连组成部分标记为有效目标；并且基于有效目标的长度，将有效目标识别为气管。在本公开的另一方面，基于图像数据生成3D模型，由成像装置利用层析成像技术、射线照相术、通过计算机化轴向断层扫描产生的断层照片、核磁共振成像、超声波造影术、对比成像、荧光检查、核扫描、或者正电子发射断层成像获得所述图像数据。在本公开的另一方面，所述方法还包括最终确定在先切片图像中的有效目标。在本公开的另一方面，切片图像以相等的距离彼此间隔开。在本公开的另一方面，所述方法还包括通过将最终确定的有效目标中包含的切片图像的数目减1与每一个切片图像之间的距离相乘来计算最终确定的有效目标的长度。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度大于或等于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示已识别出气管。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度大于或等于30mm但小于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示可能已识别出气管。在本公开的另一方面，当最终确定的有效目标的长度小于30mm时，所述指令进一步促使计算装置指示未识别出气管。在本公开的另一方面，在当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测患者的气管的系统，所述系统包括：成像装置，所述成像装置构造成获得患者的图像数据；和计算装置，所述计算装置包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在被处理器执行时促使计算装置完成以下工作：基于图像数据生成患者的胸部的三维(3D)模型；沿轴向方向生成3D模型的切片图像；在生成的切片图像的第一切片图像中识别潜在相连组成部分；在生成的切片图像的第二切片图像中识别潜在相连组成部分，其中，第二切片图像紧接着生成的第一切片图像；确认第一切片图像的潜在相连组成部分与第二切片图像的潜在相连组成部分相连；将潜在相连组成部分标记为相连组成部分；将第一切片图像标记为生成的切片图像的最上方切片图像；将最上方切片图像中的相连组成部分标记为有效目标；基于连接标准，将生成的切片图像的当前切片图像中的每一个相连组成部分与在先切片图像中的对应的相连组成部分关联；将与在先切片图像的相连组成部分关联的当前切片图像中的每一个相连组成部分标记为有效目标；并且基于有效目标的长度，将有效目标识别为气管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 US 62/020,2571.一种用于检测患者的气管的系统，所述系统包括：成像装置，所述成像装置构造成获得患者的图像数据；和计算装置，所述计算装置包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在被处理器执行时促使计算装置完成以下工作：基于图像数据生成患者的胸部的三维(3D)模型；沿轴向方向生成3D模型的切片图像；在生成的切片图像的第一切片图像中识别潜在相连组成部分；在生成的切片图像的第二切片图像中识别潜在相连组成部分，其中，第二切片图像紧接着生成的第一切片图像；确认第一切片图像的潜在相连组成部分与第二切片图像的潜在相连组成部分相连；将潜在相连组成部分标记为相连组成部分；将第一切片图像标记为生成的切片图像的最上方切片图像；将最上方切片图像中的相连组成部分标记为有效目标；基于连接标准，将生成的切片图像的当前切片图像中的每一个相连组成部分与在先切片图像中的对应的相连组成部分关联；将与在先切片图像的相连组成部分关联的当前切片图像中的每一个相连组成部分标记为有效目标；并且基于有效目标的长度，将有效目标识别为气管。2.根据权利要求1所述的系统，其中，由成像装置利用层析成像技术、射线照相术、通过计算机化轴向断层扫描产生的断层照片、核磁共振成像、超声波造影术、对比成像、荧光检查、核扫描、或者正电子发射断层成像获得图像数据。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述指令进一步促使计算装置最终确定在先切片图像中的有效目标。4.根据权利要求3所述的系统，其中，切片图像以相等的距离彼此间隔开。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述指令进一步促使计算装置通过将最终确定的有效目标中包含的切片图像的数目减1与每一个切片图像之间的距离相乘来计算最终确定的有效目标的长度。6.根据权利要求5所述的系统，其中，当最终确定的有效目标的长度大于或等于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示已识别出气管。7.根据权利要求5所述的系统，其中，当最终确定的有效目标的长度大于或等于30mm但小于70mm时，所述指令进一步促使计算装置指示可能已识别出气管。8.根据权利要求5所述的系统，其中，当最终确定的有效目标的长度小于30mm时，所述指令进一步促使计算装置指示未识别出气管。9.根据权利要求1所述的系统，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·A·马克弗，Y·科雷尼恩，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US