本文中公开了用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的方法和系统的各个方面。所述方法包括输入体积图像数据集的初始分割，以获得主血管结构和多个断裂节段。在主血管结构和多个断裂节段中的断裂节段之间，计算加权路径。加权路径的计算至少基于与所述断裂节段的第一体元和主血管结构的第二体元关联的一个或多个参数。根据计算的加权路径和一个或多个预先指定的条件，在主血管结构和多个断裂节段中的断裂节段之间，确定有效的加权路径。根据确定的有效加权路径，通过对梯度场进行最终分割，生成输出体积图像数据集。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的方法和系统相关申请的引用/通过引用的合并无
本公开的各个实施例涉及体积图像数据集中的脉管(vascular)结构的分割。更具体地，本公开的各个实施例涉及人类对象的解剖部分的体积图像数据集中的脉管结构的分割。
技术介绍
随着医学科学的最新进步，可对解剖结构进行各种自动化放射学诊断过程，以生成各种先进的医学成像模式，比如三维(3D)磁共振血管造影(MRA)体数据。MRA是产生解剖结构的血管的3D图像的非侵入式医学成像模式。利用用于从3D体数据获得的管状解剖结构的二维(2D)和/或3D图像分割过程，可对这样获得的医学成像模式进行后处理。这样的图像分割过程可生成解剖区的精细脉管结构，所述精细脉管结构可被诸如医师之类的用户用于诸如狭窄或畸变之类的各种脉管异常的诊断。在某些情形下，对于诸如MRA体数据之类的输入体积数据中的种子点的初始化，图像分割过程可能需要用户干预。这类初始化可包括种子点和阈值的手动选择。此外，可以多次地进行所述选择，以从输入体数据中提取解剖区的精细脉管结构。解剖区的精细脉管结构的提取可能是艰巨而不精确的过程。对用户来说，这种多次地提供种子点和阈值的多次选择的用户干预可能很繁重。在其他情形下，归因于解剖区内的血管节段的重叠的多个实例，提取的精细脉管结构的详细视图可能被遮挡。提取的精细脉管结构可能包括噪声分量和其他非脉管结构的相似强度值。从而，对脉管结构的临床诊断和定量分析来说，需要可以一次地自动初始化种子点和阈值并提取精细脉管结构的增强并且准确的血管分割过程。通过说明的系统与参考附图在本申请的剩余部分中记载的本公开的一些方面的比较，对本领域的技术人员来说，常规的传统方法的其他限制和缺陷将变得明显。
技术实现思路
提供一种更完整地记载在权利要求书中的实质上如附图至少之一中所示，和/或结合附图至少之一所述的用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的方法和系统。根据对本公开的以下详细说明以及附图的考查，可领会本公开的这些及其他特征和优点，附图中，相同的附图标记指示相同的部分。附图说明图1是按照本公开的一个实施例，图解说明用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的网络环境的方框图。图2按照本公开的一个实施例，图解说明用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的例证图像处理服务器的方框图。图3A-3D按照本公开的一个实施例，共同图解说明用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的方法和系统的例证实现情形。图4按照本公开的一个实施例，图解说明用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的例证方法的实现流程图。具体实施方式下述各种实现可存在于公开的用于体积图像数据集中的脉管结构的分割的方法和系统中。本公开的例证方面可包括利用图像处理服务器，进行输入体积图像数据集的初始分割的方法。可进行所述初始分割，以获得主血管结构和多个断裂节段。所述方法还可包括主血管结构和多个断裂节段中的断裂节段之间的加权路径的计算。所述计算可至少基于与多个断裂节段中的所述断裂节段的第一体元和主血管结构的第二体元关联的一个或多个参数。所述方法还可包括根据计算的加权路径和一个或多个预先指定的条件，确定主血管结构和多个断裂节段中的断裂节段之间的有效加权路径。可以进行最终分割，以生成输出体积图像数据集。按照一个实施例，可利用一种或多种图像增强技术，进行输入体积图像数据集的增强。所述一种或多种图像增强技术可包括顶帽变换、底帽变换、开运算形态学、闭运算形态学、和/或直方图均衡化。还可根据与头部边界的距离标准，对输入体积图像数据集进行头皮消除操作。按照一个实施例，可以对输入体积图像数据集滤波，以获得平滑的体积图像数据集。阈值可被应用于平滑的体积图像数据集，以根据预先定义的阈值，获得二值体积图像数据集。在第一梯度向量和第二梯度向量之间，可以确定向量差。第一梯度向量可对应于平滑的体积图像数据集，而第二梯度向量可对应于二值体积图像数据集。根据确定的向量差，可生成梯度场。按照一个实施例，可生成包含多个第一节点、多个第二节点和多个边缘的图形。在这种情况下，多个第一节点中的第一节点可对应于多个断裂节段中的断裂节段的第一体元。多个第二节点中的第二节点可对应于主血管结构的第二体元。多个边缘中的每个边缘可对应于计算的加权路径。计算的有效的加权路径可以是主血管结构的第一体元和所述断裂节段的第二体元之间的最短路径。按照一个实施例，计算的加权路径可至少基于与多个断裂节段中的所述断裂节段的第一体元和主血管结构的第二体元关联的一个或多个参数。多个断裂节段中的所述断裂节段可通过确定的计算的加权路径，连接到主血管结构。按照一个实施例，所述一个或多个参数包含第一体元的强度、第二体元的强度、以及第一体元和与第一体元关联的一个或多个邻近体元之间的相似性的度量。按照一个实施例，所述一个或多个预先指定的条件可包括第一条件，基于所述第一条件，断裂节段的长度超过计算的加权路径的长度。按照一个实施例，所述一个或多个预先指定的条件还可包括计算的加权路径与主血管结构之间的角度小于预先定义的阈值角度值的第二条件。图1是按照本公开的一个实施例，图解说明体积图像数据集(VID)中的脉管结构的分割的网络环境的方框图。参见图1，图中表示了网络环境100。网络环境100可包括医学成像设备102、图像处理服务器104、图像数据库106、用户终端108和通信网络110。医学成像设备102可经通信网络110，通信耦接到图像处理服务器104、图像数据库106和用户终端108。医学成像设备102可包含可被配置成生成捕捉的输入VID的视觉表示的适当逻辑、电路、接口和/或代码。捕捉的输入VID可对应于对象(比如人体)的解剖部分，用于临床分析和医疗干预。医学成像设备102的例子可包括(但不限于)医学共振血管造影(MRA)扫描仪、计算机断层摄影(CT)扫描仪、和/或常规的x射线扫描仪。图像处理服务器104可包含可被配置成向一个或多个预订电子设备(比如用户终端108和/或医学成像设备102)提供图像处理服务的适当逻辑、电路、接口和/或代码。按照一个实施例，图像处理服务器104可被配置成分析由医学成像设备102捕捉的输入VID。按照一个实施例，通过利用为本领域的技术人员公知的几种技术，图像处理服务器104可被实现成多种基于云的资源。此外，图像处理服务器104可以与单个或多个服务提供方关联。一个或多个服务器的例子可包括(但不限于)ApacheTMHTTPServer、InternetInformationServices(IIS)、ApplicationServer、SunJavaTMSystemWebServer和/或文件服务器。本领域的普通技术人员会明白本公开的范围不限于把图像处理服务器104和医学成像设备102实现成分离的实体。按照一个实施例，图像处理服务器104的功能可以在医学成像设备102内实现，而不脱离本公开的范围。图像数据库106可保存由医学成像设备102捕捉的一个或多个图像帧的储存库。按照一个实施例，图像数据库106可以通信耦接到图像处理服务器104。当医学成像设备102捕捉输入VID时，图像数据库106可通过图像处理服务器104，接收输入VID。按照一个实施例，可以利用本领域已知的各种数据库技术，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于体积图像数据集的分割的方法，所述方法包括：通过图像处理设备，进行输入体积图像数据集的初始分割，以获得主血管结构和多个断裂节段；通过所述图像处理设备，至少基于与所述多个断裂节段中的断裂节段的第一体元和所述主血管结构的第二体元关联的一个或多个参数，计算所述主血管结构和所述多个断裂节段中的所述断裂节段之间的加权路径；通过所述图像处理设备，基于所述计算的加权路径和一个或多个预先指定的条件，确定所述主血管结构和所述多个断裂节段中的断裂节段之间的有效加权路径；以及通过所述图像处理设备，通过基于所述确定的有效加权路径对梯度场进行最终分割，生成输出体积图像数据集。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.08 US 15/018,4421.一种用于体积图像数据集的分割的方法，所述方法包括：通过图像处理设备，进行输入体积图像数据集的初始分割，以获得主血管结构和多个断裂节段；通过所述图像处理设备，至少基于与所述多个断裂节段中的断裂节段的第一体元和所述主血管结构的第二体元关联的一个或多个参数，计算所述主血管结构和所述多个断裂节段中的所述断裂节段之间的加权路径；通过所述图像处理设备，基于所述计算的加权路径和一个或多个预先指定的条件，确定所述主血管结构和所述多个断裂节段中的断裂节段之间的有效加权路径；以及通过所述图像处理设备，通过基于所述确定的有效加权路径对梯度场进行最终分割，生成输出体积图像数据集。2.按照权利要求1所述的方法，还包括通过所述图像处理设备，通过使用一种或多种图像增强技术，增强所述输入体积图像数据集，其中所述一种或多种图像增强技术包括顶帽变换、底帽变换、开运算形态学、闭运算形态学以及直方图均衡化。3.按照权利要求1所述的方法，还包括通过所述图像处理设备，基于到头部边界的距离标准，对所述输入体积图像数据集进行头皮消除操作。4.按照权利要求1所述的方法，还包括：通过所述图像处理设备，对所述输入体积图像数据集滤波，以获得平滑的体积图像数据集；通过所述图像处理设备，基于预先定义的阈值把所述平滑的体积图像数据集转换成二值体积图像数据集；以及通过所述图像处理设备，确定对应于所述平滑的体积图像数据集的第一梯度向量和对应于所述二值体积图像数据集的第二梯度向量之间的向量差。5.按照权利要求4所述的方法，还包括基于所述确定的向量差生成所述梯度场。6.按照权利要求1所述的方法，还包括通过所述图像处理设备，生成包含多个第一节点、多个第二节点以及多个边缘的图形，其中所述多个第一节点中的第一节点对应于所述多个断裂节段中的所述断裂节段的所述第一体元，以及其中所述多个第二节点中的第二节点对应于所述主血管结构的所述第二体元，其中所述多个边缘中的每个边缘对应于所述计算的加权路径。7.按照权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个参数包含所述第一体元的强度、所述第二体元的强度、以及所述第一体元和与所述第一体元关联的一个或多个邻近体元之间的相似性的度量。8.按照权利要求1所述的方法，其中所述计算的有效加权路径是所述主血管结构的所述第一体元和所述断裂节段的所述第二体元之间的最短路径。9.按照权利要求1所述的方法，其中所述多个断裂节段中的所述断裂节段通过所述计算的有效加权路径连接到所述主血管结构。10.按照权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个预先指定的条件包含第一条件，基于所述第一条件，所述断裂节段的长度超过所述计算的加权路径的长度。11.按照权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个预先指定的条件还包含第二条件，基于所述第二条件，所述计算的加权路径与所述主血管结构之间的角度小于预先定义的阈值角度值。12.一种用于体积图像数据集的分割的系统，所述系统包括：图像处理设备中的一个或多个电路...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋璧，刘明昌，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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