医学图像处理方法和图像处理系统技术方案

本发明专利技术涉及医学图像处理方法和图像处理系统。为了根据医学图像记录来检测患者的解剖特征（AM），读入患者图像记录（PIM）和参考图像记录（RIM）。借助于模式识别方法在患者图像记录（PIM）中以及在参考图像记录（RIM）中定位关节（G）。在所定位的关节（G）处将患者图像记录（PIM）分割成患者图像片段（PIMS）并且将参考图像记录（RIM）分割成参考图像片段（RIMS）。根据本发明专利技术，针对相应的参考图像片段（RIMS）或患者图像片段（PIMS）确定片段独特的图像变形（BD），通过所述图像变形将参考图像片段（RIMS）的图像结构映射到患者图像片段（PIMS）的相应的图像结构上。然后根据参考图像片段（RIMS）和患者图像片段（PIMS）之间的片段独特的映射检测解剖特征（AM）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于根据医学图像记录来检测患者的解剖特征的医学图像处理系统和图像处理系统。
技术介绍
现代医学诊断在很大程度上依靠医学成像，所述医学成像例如基于放射学、血管造影术、超声描记和/或断层摄影图像记录。在此，越来越多地力求通过使用图像分析方法来自动地识别以及检测医学图像记录中的解剖特征。解剖特征的这种检测经常也被称为配准。医学图像记录中的解剖特征的自动检测一般来说由于如下原因变得困难：患者或者身体部分在不同的图像记录上一般来说不占据精确地相同的位置以及弹性组织根据患者的位置在记录中以不同的方式弹性地变形。这尤其在将患者图像记录与经常来自不同的患者的参考图像记录相比较时适用。在此上下文中，从C.Seiler、X.Pennec和M.Reyes在MICCAI‵2011,Vol.6892ofLNCS,Springer,2011,第631至638页中的公开文献“Geometry-AwareMultiscaleImageRegistrationviaOBBTree-BasedPolyaffineLog-Demons”中已知根据组织刚性使图像记录变形，以便补偿弹性变形。然而该方法要求用户侧的如下说明：哪些组织结构是基本上刚性的以及哪些是柔性的。
技术实现思路
本专利技术的任务是说明如下医学图像处理方法和图像处理系统，通过所述医学图像处理方法和图像处理系统能够更好地自动化地检测医学图像记录中的解剖特征。该任务通过具有专利权利要求1的特征的医学图像处理方法、通过具有专利权利要求11的特征的医学图像处理系统、通过具有专利权利要求12的特征的计算机程序产品以及通过具有专利权利要求13的特征的计算机可读存储介质被解决。根据本专利技术，为了根据医学图像记录来检测患者的解剖特征，患者图像记录和参考图像记录被读入。在此上下文中，解剖特征例如可以是组织特征、组织结构、组织类型、组织特性、组织状况或其它表型特征及其由疾病引起的或者由损伤决定的变化。借助于模式识别方法在患者图像记录中以及在参考图像记录中定位关节。在所定位的关节处，患者图像记录被分割成患者图像片段并且参考图像记录被分割成参考图像片段。根据本专利技术，针对相应的参考图像片段或患者图像片段确定片段独特的图像变形，通过所述图像变形将参考图像片段的图像结构映射到患者图像片段的相应的图像结构上。然后根据参考图像片段和患者图像片段之间的片段独特的映射检测解剖特征。本专利技术的主要优点可以在如下方面看出：由于片段独特的图像变形，能够更准确地使医学图像记录与参考图像记录一致，由此能够更可靠地以及更准确地识别以及检测解剖特征。另外，根据本专利技术的检测相对于在患者图像记录中定位患者的情况下的差异是稳健的。这种定位差异例如可以是肢体的变化的弯曲（Anwinkelungen）、大小差异、非对称性或由疾病或损伤决定的变形。除此之外，可以通过根据本专利技术的检测来显著地改善患者图像记录的自动分割。本专利技术的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中加以说明。根据本专利技术的一种有利的实施方式，要相互映射的图像结构可以包括所定位的关节。在特别是以关节的位置映射身体部分在医学图像记录中的定位差异的范围内，能够以简单的方式通过将在参考图像片段中所定位的关节映射到在患者图像片段中所定位的关节上来识别以及补偿这种定位差异。优选地，片段独特的图像变形可以包括仿射图像变换，即具有偏移的基本上线性的映射。仿射图像变换可以通过映射矩阵和偏移向量被参数化。以这种方式，通过相对小的数量的变形参数的变化已经可以有效地补偿患者图像记录中的大量定位差异。根据本专利技术的一种有利的实施方式，可以给参考图像记录的图像结构分配解剖特征数据。解剖特征数据然后可以被分配给患者图像记录的如下图像结构，参考图像记录的图像结构被映射到所述图像结构上。解剖特征数据例如可以是如下说明，利用所述说明注释了参考图像记录的已知的解剖特征。以这种方式，参考图像数据的注释可以直接被分配给患者图像记录的相应的图像结构并且作为这些图像结构的解剖特征被检测。解剖特征数据尤其可以包括位置分辨的特征字段。特征字段然后可以以片段独特的方式通过分别被确定的图像变形被变形并且变形的特征字段以位置分辨的方式被映射到患者图像记录上。特征字段在这种情况下尤其可以包括刚性字段，所述刚性字段以位置分辨的方式说明组织刚性。以这种方式可以针对患者图像记录确定刚性字段，所述刚性字段以位置分辨的分配来说明在患者图像记录中所映射的组织的组织刚性。根据本专利技术的一种有利的改进方案，可以依赖于刚性字段来确定另外的、考虑位置分辨的组织刚性的图像变形。通过另外的图像变形，一般来说可以显著地改良片段独特的图像变形。因此可以在另外的图像变形的情况下使根据刚性字段相对刚性的组织区域（例如骨骼）比较软的或较柔性的组织区域（例如肌肉）更少地变形。除此之外，可以将来自变形的参考图像片段的变形的图像结构与患者图像片段相组合并且输出作为结果的混合图像。变形的图像结构和变形的参考图像片段在这种情况下可以通过片段独特的图像变形和/或通过另外的图像变形被变形。此外，患者图像片段和/或参考图像片段可以被检测和/或配准。另外，可以根据片段独特的图像变形和参考图像片段针对患者图像记录的特定的区域确定在另外的图像变形的情况下使这些区域变形到何种程度。附图说明随后根据附图进一步解释本专利技术的实施例。在此分别以示意图：图1示出根据本专利技术的医学图像处理系统；以及图2示出根据本专利技术的医学图像处理方法的工作步骤的图解。具体实施方式在图1中示意性地示出了用于根据医学图像记录来识别、提取以及检测患者的解剖特征AM的医学图像处理系统IMS。要检测的解剖特征AM例如可以是组织特征、组织结构、组织类型、组织特性、组织状况或其它表型特征及其由疾病引起的或者由损伤决定的变化。组织类型在这种情况下例如可以是骨骼组织、肌肉组织或结缔组织。作为组织特性尤其可以检测组织刚性。组织结构例如可以是器官或器官部位，即被器官或者器官的特定部分所占据的区域。经由第一接口I1将医学图像记录装置XT耦合到图像处理系统IMS上。图像记录装置XT例如可以是X射线断层摄影装置、磁共振断层摄影装置或者超声装置或提供身体结构的图像记录的其它记录装置。另外，经由第二接口I2将具有患者的大量所存储的参考图像记录的参考数据库RDB耦合到图像处理系统IMS上。第二接口I2也可以与第一接口I1相同。由图像记录装置XT记录患者的医学患者图像记录PIM并且经由第一接口I1传送到图像处理系统IMS的模式识别模块MM。另外，由图像处理系统IMS从数据库RDB中查询一个或多个医学参考图像记录RIM并且经由第二接口I2传送到模式识别模块MM。图像记录PIM和RIM优选地是空间分辨的图像，所述图像以数字图像数据的形式被传送。将解剖特征数据ADAT与参考图像记录RIM一起从数据库RDB传送到模式识别模块MM。解剖特征数据ADAT是预先已知的特征数据，所述特征数据被分配给参考图像记录中的已知的图像结构并且描述这些图像结构。图像结构在这种情况下例如可以是关节、骨骼、器官和/或其它组织结构。解剖特征数据ADAT可以被实现为图像结构的注释，例如被实现为如下说明：涉及的图像结构是特定的关节、特定的器官和/或特定的组织类型。为此可本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于根据医学图像记录来检测患者的解剖特征（AM）的医学图像处理方法，其中a）读入患者图像记录（PIM），b）读入参考图像记录（RIM），c）借助于模式识别方法在所述患者图像记录（PIM）中以及在所述参考图像记录（RIM）中定位关节（G），d）在所定位的关节（G）处将所述患者图像记录（PIM）分割成患者图像片段（PIMS）并且将所述参考图像记录（RIM）分割成参考图像片段（RIMS），e）针对相应的参考图像片段（RIMS）或患者图像片段（PIMS）确定片段独特的图像变形（BD），通过所述图像变形将所述参考图像片段（RIMS）的图像结构映射到所述患者图像片段（PIMS）的相应的图像结构上，以及f）根据所述参考图像片段（RIMS）和所述患者图像片段（PIMS）之间的片段独特的映射来检测解剖特征（AM）。

【技术特征摘要】
2015.06.24 DE 102015211714.61.用于根据医学图像记录来检测患者的解剖特征（AM）的医学图像处理方法，其中a）读入患者图像记录（PIM），b）读入参考图像记录（RIM），c）借助于模式识别方法在所述患者图像记录（PIM）中以及在所述参考图像记录（RIM）中定位关节（G），d）在所定位的关节（G）处将所述患者图像记录（PIM）分割成患者图像片段（PIMS）并且将所述参考图像记录（RIM）分割成参考图像片段（RIMS），e）针对相应的参考图像片段（RIMS）或患者图像片段（PIMS）确定片段独特的图像变形（BD），通过所述图像变形将所述参考图像片段（RIMS）的图像结构映射到所述患者图像片段（PIMS）的相应的图像结构上，以及f）根据所述参考图像片段（RIMS）和所述患者图像片段（PIMS）之间的片段独特的映射来检测解剖特征（AM）。2.根据权利要求1所述的医学图像处理方法，其特征在于，要相互映射的图像结构包括所定位的关节（G）。3.根据前述权利要求之一所述的医学图像处理方法，其特征在于，所述片段独特的图像变形（BD）包括仿射图像变换。4.根据前述权利要求之一所述的医学图像处理方法，其特征在于，给所述参考图像记录（RIM）的图像结构分配解剖特征数据（ADAT），并且将所述解剖特征数据（ADAT）分配给所述患者图像记录（PIM）的如下图像结构，所述参考图像记录（RIM）的图像结构被映射到所述图像结构上。5.根据权利要求4所述的医学图像处理方法，其特征在于，所述解剖特征数据（ADAT）包括位置分辨的特征字段，以片段独特的方式通过分别所确定的片段独特的图像变形（BD）使所述特征字段变形，以及将变形的特征字段以位置分辨的方式映射到所述患者图像记录（PIM）上。6.根据权利要求5所述的医学图像处理方法，其特征在于，所述特征字段包括刚性字段（SF），所述刚性字段以位置分辨的方式说明组织刚性。7.根据权利要求6所述的医学图像处理方法，其特征在于，依赖于所述刚性字段（SF）来确定另外的、考虑位置分辨的...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ科斯塔，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE