公开了一种用于对超声采集单元(14)的视场(29)中的解剖目标进行分割的超声成像装置(10)。所述超声成像装置包括：数据接口(32)，其被配置为从所述超声采集单元接收所述视场中的目标在图像平面中的二维超声数据(30)，并且被配置为从分割单元(36)接收三维分割模型(46)作为所述目标的三维表示；图像处理器(34)，其被配置为基于所述三维分割模型和分割平面(48)来确定二维分割模型(50)，其中，所述分割平面与所述二维超声数据的图像平面彼此对应。所述图像处理器被配置为基于样式检测将所述二维分割模型的轮廓适配于所述二维超声数据，并且其中，所述图像处理器被配置为基于所述二维超声数据和与所述二维超声数据对准的经适配的分割模型来提供经注释的二维图像数据(42)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分割解剖目标的超声成像装置和方法
本专利技术涉及一种用于对超声采集单元的视场中的解剖目标进行分割的超声成像装置。本专利技术还涉及一种用于对超声采集单元的视场中的解剖目标进行分割的方法。尤其地，本专利技术涉及对在患者的被扫描体积中的解剖目标的图像处理和分割。本专利技术还涉及一种包括程序代码模块的计算机程序，所述计算机代码模块用于当在计算机上执行所述计算机程序时令计算机执行根据本专利技术的方法的步骤。
技术介绍
在医学成像系统的领域中，通常已知将由相同或不同的医学分析系统采集的患者的不同图像进行组合以改善诊断的可能性。尤其地，已知将超声图像与来自不同成像系统的患者的手术前图像数据进行组合的超声系统。超声成像系统还能够将由超声探头扫描的解剖结构的预定义模型或分割数据与从采集到的超声数据导出的图像进行组合，以便基于解剖模型和超声图像数据来提供经分割的图像。对应的系统例如从US2012/0065510A1获知。在例如活检和/或短距治疗的超声图像辅助医学流程期间，解剖目标的实时图像和对应的实时分割，即，对在超声探头的视场中的解剖目标的体积或表面的定义，可以提供若干优点。传统的解剖分割技术要求在所提供的图像数据(例如，磁共振断层摄影(MRT)或计算机断层摄影(CT))中可见的不同组织之间具有清晰的对比度。然而，大多数已知的分割技术对于超声成像系统具有降低的性能，这是因为分割模型不能恰当地对准具有差的信噪比的超声图像。通常，关于要被分割的解剖结构的形状的先验信息能够改善对超声图像中的解剖结构的分割，并且这些技术通常应用于要求大的计算工作量的三维数据，使得这些技术通常是昂贵的且不能应用于实时应用。在一些另外的已知的活检和/或短距治疗应用中，采集二维图像数据，并且所述二维图像数据是基于被重建成用于对解剖目标的分割的规则三维体素阵列的位置传感器的。用于对超声图像数据中的解剖目标进行分割的已知技术的缺点在于先前确定的三维分割模型在分析期间并不考虑解剖目标的变形。将分割模型对准实时三维超声图像数据的计算工作使得在介入期间的实时三维分割变得困难。此外，在介入期间采集三维数据是复杂的，使得在介入期间通常仅采集二维数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的超声成像装置，所述改进的超声成像装置能够以高精度和低技术努力来分割超声数据中的解剖目标。本专利技术的另外的目的是提供一种用于分割超声数据中的解剖目标的对应方法。最后，本专利技术的目的是提供一种用于实施这种方法的计算机程序和用于存储这种计算机程序的非瞬态存储器。在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于对超声采集单元的视场中的解剖目标进行分割的超声成像装置，包括：-数据接口，其被配置为从所述超声采集单元接收所述视场中的目标在图像平面中的二维超声数据，并且被配置为从分割单元接收三维分割模型作为所述目标的三维表示，-图像处理器，其被配置为基于所述三维分割模型和分割平面来确定二维分割模型，其中，所述分割平面与所述二维超声数据的图像平面彼此对应，并且其中，所述图像处理器被配置为基于样式检测将所述二维分割模型的轮廓可变形地适配于所述二维超声数据，并且其中，所述图像处理器被配置为基于所述二维超声数据和适配于所述二维超声数据的分割模型来提供经注释的二维图像数据。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于对超声采集单元的视场中的解剖目标进行分割的方法，包括以下步骤：-从所述超声采集单元接收所述视场中的目标的图像平面中的二维超声数据；-从分割单元接收三维分割模型作为所述目标的三维表示，-基于所述三维分割模型和与所述三维分割模型相交的分割平面来确定二维分割模型，其中，所述分割平面和所述图像平面彼此对应，-基于所述二维超声数据中的样式检测将所述二维分割模型的轮廓变形到所述二维超声数据，并且-基于所述二维超声数据和适配于所述二维超声数据的所述二维分割模型来提供经注释的二维图像数据。根据另一方面，提供了一种包括程序代码模块的计算机程序，所述程序代码模块用于当在计算机上执行所述计算机程序时令计算机执行根据本专利技术的方法的步骤。根据另一方面，提供了一种用于存储根据本专利技术的计算机程序的存储介质。在从属权利要求中定义了本专利技术的优选实施例。应当理解，要求保护的方法具有与要求保护的设备和从属权利要求中所定义的相似和/或相同的优选实施例。本专利技术基于从三维分割模型和与分割模型的三维表示的切割平面或相交平面相对应的分割平面导出解剖目标的二维分割模型的构思，其中，所采集的超声数据的图像平面对应于所述分割平面，使得对应的二维分割模型能够以低计算工作量并且在缩短的时间范围内适配于所述二维超声数据。为了实现二维分割模型与二维超声数据的精确适配或相关，二维分割模型还通过基于在超声数据中检测到的样式使轮廓变形来适配于二维超声数据。在使模型适配于超声数据之后，能够提供经对应注释的二维图像。在经注释的二维图像数据中，基于二维分割模型将诸如不同像素的不同图像部分注释或标记为不同的解剖特征。额外地或备选地，能够注释解剖目标的表面像素以提供用于视觉显示的轮廓。因此，能够在短时间范围内以高精度通过低计算工作量对从超声采集单元接收的超声数据中的解剖目标进行分割。基于如此减少的计算工作量，能够尤其为超声数据的实况图像流提供对解剖目标的分割模型和超声数据分割的适配，使得成像装置和成像方法能够例如用于活检或短距治疗手术或其他图像引导的介入。在优选实施例中，所述分割单元包括被配置为接收所述目标的三维医学图像数据的数据接口，并且其中，所述分割单元被配置为在二维成像流程之前基于所述三维医学图像数据来适配所述解剖目标的预定义三维分割模型。这是一种获得能够被提供作为所述目标的所述三维表示的精确和详细的分割的可能性。经适配的预定义三维分割模型是解剖目标的患者特异性适配的三维表示并且形成三维分割。在二维分割的处理期间，接下来使用预定义三维分割模型和患者特异性三维分割。这使得能够利用从预定义三维分割模型导出的视场中的目标的一般解剖特征和图像外观的知识。因此，我们获得了对关于解剖特征和图像外观的知识进行编码的二维分割模型。该二维模型仅需要适配于患者的个体解剖特征和图像外观。在另外的优选实施例中，所述分割单元被配置为向所述数据接口提供经适配的三维分割模型。在优选实施例中，所述三维分割模型和/或所述二维分割模型包括形成所述解剖目标的表示的多个模型元素，并且其中，解剖信息和/或样式信息被分配给所述模型元素。所述模型元素优选形成所述二维分割模型或所述三维分割模型的线元素或面元素。这是一种改进对二维分割模型的轮廓的适配并改进在经注释的图像数据中提供的信息的可能性，这是因为分割模型包括比仅外部形状更多的信息，使得能够降低不对准或错误分割的可能性。在优选实施例中，所述图像处理器被配置为基于所述解剖信息和/或所述样式信息将所述二维分割模型的轮廓可变形地适配于所述超声数据。这是另一种提高识别和对准的精度的可能性，这是因为除了解剖目标的三维表示的形状之外，能够利用诸如解剖信息和/或样式信息的额外信息。所述模型元素可以包括样式信息，使得各个元素能够与超声图像数据中的对应形成的样式对准，其中，不仅在超声图像数据中检测边缘，而且还考虑局部图像强度或其他图像样式。在优选实施例中，所述样式信息包括所述目标的超声数据强度信息，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对超声采集单元(14)的视场(29)中的解剖目标进行分割的超声成像装置(10)，包括：‑数据接口(32)，其被配置为从所述超声采集单元(14)接收所述视场中的目标在图像平面中的二维超声数据(30)，并且被配置为从分割单元(36)接收三维分割模型(46)作为所述目标的三维表示，‑图像处理器(34)，其被配置为基于所述三维分割模型(46)和分割平面(48)来确定二维分割模型(50)，其中，所述分割平面与所述二维超声数据的图像平面彼此对应，并且其中，所述图像处理器被配置为基于样式检测将所述二维分割模型的轮廓适配于所述二维超声数据，并且其中，所述图像处理器被配置为基于所述二维超声数据和适配于所述二维超声数据的经适配的分割模型来提供经注释的二维图像数据(42)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.29 EP 15152964.1;2015.01.06 US 62/100,1361.一种用于对超声采集单元(14)的视场(29)中的解剖目标进行分割的超声成像装置(10)，包括：-数据接口(32)，其被配置为从所述超声采集单元(14)接收所述视场中的目标在图像平面中的二维超声数据(30)，并且被配置为从分割单元(36)接收三维分割模型(46)作为所述目标的三维表示，-图像处理器(34)，其被配置为基于所述三维分割模型(46)和分割平面(48)来确定二维分割模型(50)，其中，所述分割平面与所述二维超声数据的图像平面彼此对应，并且其中，所述图像处理器被配置为基于样式检测将所述二维分割模型的轮廓适配于所述二维超声数据，并且其中，所述图像处理器被配置为基于所述二维超声数据和适配于所述二维超声数据的经适配的分割模型来提供经注释的二维图像数据(42)。2.根据权利要求1所述的超声成像装置，其中，所述分割单元包括被配置为接收所述目标的三维医学图像数据的数据接口(38)，并且其中，所述分割单元被配置为基于所述三维医学图像数据来适配所述解剖目标的预定义三维分割模型。3.根据权利要求2所述的超声成像装置，其中，所述分割单元被配置为向所述数据接口提供经适配的三维分割模型。4.根据权利要求1所述的超声成像装置，其中，所述三维分割模型和/或所述二维分割模型包括形成所述解剖目标表面或轮廓的表示的多个面元素(47)或线元素(52)，并且其中，解剖信息和/或样式信息被分配给所述面元素或所述线元素。5.根据权利要求4所述的超声成像装置，其中，所述图像处理器被配置为基于样式信息将所述二维分割模型的轮廓适配于所述超声数据。6.根据权利要求4所述的超声成像装置，其中，所述样式信息包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·彼得斯，A·M·塔赫玛塞比马拉古奥施，J·威斯，C·比格尔，
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
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