用于诊断图像分析和图像质量评估的系统及方法技术方案

一种分析和评估图像的方法，包括步骤：(a)以数字形式获得所述图像；(b)处理所述图像；(c)在所述图像内建立至少一条边缘线。处理所述图像的步骤还包括：(a)在所述图像内建立强度分布的三维图形；(b)计算识别矢量角度值(IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图形的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；(c)设置下限阈值水平值(THLV1)和上限阈值水平值(THLV2)的范围，在该范围内，边缘点是可指示的；(d)根据所述THLV1和THLV2指示边缘点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于诊断图像分析和图像质量评估的系统及方法
本专利技术主要涉及图像评估和分析的领域。更具体地，本专利技术涉及一种基于从输入的图像中提取预定义数据的自动图像分析和图像质量评估，提取预定义数据用于进一步分析，以作为关于图像中的对象的个体和类别的准确的定量测量和定性推断。
技术介绍
以下描述包括可用于理解本专利技术的信息。这不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的专利技术相关，也不是承认具体或隐含地引用的任何出版物是现有技术。科学探索通常需要精确和准确的量化来确定结果。在医学领域，特别是在心脏病学领域，从各种测试中获得的结果用于做出关于患者的进一步决策，包括准确的诊断和治疗。许多测试，特别是那些涉及成像的测试，提供的结果需要由训练有素的专家或专业人员以高超的技术进行分析。由于图像中存在大量信息并且缺乏准确的全自动分析系统，因此医学领域经常被保留为半定量(例如，1至4级的分级)。虽然这对于许多目的是足够的，但观察者的偏见、缺乏重现性以及缺乏精确的能力往往导致需要进行更多测试以尝试确定诊断，或需要医师做出艰苦的努力以确保在有效区域中给出治疗(例如，通过X射线等处理图像领域上的适当位置)。使用计算机辅助图像分析进行快速和准确量化的能力可以在这些领域中提供很大帮助。目前，图像分析的全自动化存在很大的局限性。存在可利用的边缘检测系统和方法，其在图像中查找一般变化，但通常需要消除噪声，并且需要来自用户的输入以锁定感兴趣区域，或者需要来自广博的数据库的输入，从而比较图像以便在图像中识别或界定感兴趣的对象。检测到的边缘通常基于第一差异和第二差异，并且是二进制的(边缘存在/不存在)，但不是定性的(不反映关于存在的不同类型边缘的信息)。当前方法的用户需要频繁且直接的操作员输入来实现分析。当前技术和现有技术无论单独或是结合都没有解决或提供基于使用实时同步技术从输入的图像中提取预定义数据的用于全自动精确图像分析和图像质量评估的实用解决方案。本专利技术可以识别精细边缘并区分不同对象，而不需要对输入图像做出假设或者使用导致数据净丢失的滤波器或降噪方法。这种方法的具体用途和应用包括冠状血管造影术和超声心动图领域。在这些技术中获得的原始图像包括冠状动脉的电影脉搏描记图和心腔壁的回声图像，这些原始图像直到目前还不易于精确地对动脉管径(沿其长度的直径以评估狭窄量)或腔室尺寸和壁厚进行全自动分析。对于冠状血管造影术，到目前为止，心脏病专家必须估计由黄金标准(goldstandard)的冠状血管造影术(光迹摄影)或由其他技术(包括血管内超声或计算机断层(ComputerizedTomographic,CT)扫描)显示的沿动脉长度的狭窄百分比。然而，该分析的实际自动化是繁重的并且目前是不准确的，因此是不可靠的。在校正动脉的较大方法中使用新的检测方法，以便获得用于测量的垂直切口，从而提供对动脉的整个长度进行全自动化和更准确分析的能力。在超声心动图领域，目前还没有全自动测量心腔边界和尺寸的方法。在图像分析的多个步骤中需要技术人员的输入。正在开发新方法以能够实现全自动的腔室测量和壁厚分析以及射血分数计算。这将能够实现准确的无创血流动力学和心输出量确定。此外，预期在人工视觉领域中是大有前景的。通过利用新方法的精细分辨率和辨别能力在有时差地或并行地比较两个图像，将能够快速计算出对象的距离和尺寸。通过有效地且自动地确定对象的形状和大小，自动识别应当得到极大改进。进一步的用途包括CT和MRI(magneticresonanceimaging，磁共振成像)和超声扫描领域。精确地自动测量腔室边缘的能力被期望为允许自动分析正常和异常以及允许生成和与广博的数据库比较，从而除了改善对每个患者个体的诊断和治疗之外，还进一步改进本领域和科学技术。例如，另一种用途是用于放射治疗的器官边缘的自动识别和标记。US20130278776公开了一种用于自动左心室(leftventricular，LV)内边界检测的方法。该方法包括步骤：在超声心动图上执行图像映射，以产生多级图像映射；通过将图像映射的一个或多个较暗级别的像素归属于LV腔并且将图像映射的一个或多个较亮级别的像素归属于心肌，将图像映射转换为二进制图像；将径向滤波器应用于二进制图像中的心肌轮廓，以提取LV的近似内边界；以及在近似内边界上执行形状建模，以确定LV内边界。需要强调的是，二进制图像中边缘线的形状建模精度很大程度上取决于原始图像的动态范围。窄动态范围导致获得的边缘线的精度较低。因此，提供一种克服与现有技术相关的问题的方法和设备是长期且未实现的需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于公开一种分析和评估图像的方法。上述方法包括步骤：(a)以数字形式获得所述图像；(b)处理所述图像；(c)在所述图像内建立至少一条边缘线。本专利技术的核心目的在于提供处理所述图像的步骤，包括：(a)在所述图像内建立强度分布的三维(3D)图形；(b)计算识别矢量角度值(identifyingvectoranglevalue，IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图形的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；(c)设置下限和上限阈值水平值(thresh-holdlevelvalue，THLV1和THLV2)的范围，在所述范围内，边缘点是可指示的；(d)根据所述THLV1和THLV2追踪所述边缘点。本专利技术的另一目的在于公开处理所述图像的步骤，其包括自动或手动地找到心室腔的中心区域的子步骤。本专利技术的另一目的在于公开追踪所述边缘线的步骤在极坐标系中执行，所述追极坐标系的原点位于心室腔的所述中心区域中。本专利技术的另一目的在于公开追踪所述边缘线的步骤，追踪所述连线的步骤包括找到由所述IVAV的跳跃所指示的不连续处并通过连接先前找到的邻近所述不连续处的所述边缘线的片段来消除所找到的不连续处的子步骤。本专利技术的另一目的在于公开追踪所述边缘线的步骤，追踪所述边缘线的步骤包括形成对象的边界的子步骤，所述对象选自由图像中的左心脏或右心脏的心外膜和心室心内膜及其任何组合组成的组。本专利技术的另一目的在于公开图像中的对象的边界，该图像从可用于识别周围障碍物的车载摄像头获得。本专利技术的另一目的在于公开计算特性的步骤，该特性选自由最小壁厚、心外膜心室体积、心内膜心室体积、其间的差异、及其任何组合组成的组。本专利技术的另一目的在于公开一种用于分析和评估图像的设备。上述设备包括：(a)单元，配置为用于所述图像的数字输入；(b)处理器，配置为用于分析和评估所述图像；(c)接口单元，配置为用于控制所述设备并显示处理后的图像和连续数据。本专利技术的另一核心目的在于提供所述处理器，所述处理器还配置为用于：(a)在所述图像内建立强度分布的三维图形；(b)计算识别矢量角度值(IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图像的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；(c)设置下限阈值水平值(THLV1)和上限阈值水平值(THLV2)的范围，在所述范围内，边缘点是可指示的；以及(d)根据所述THLV1和THLV2来追踪所述边缘点。本专利技术的另一目的在于公开一种非暂态计算机可读介质，其上具有软件指令，所述软件指令配置为使得处理器执行操作，包括：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析和评估图像的方法，所述方法包括步骤：a.以数字形式获得所述图像；b.处理所述图像；以及c.在所述图像内建立至少一条边缘线；其中所述处理所述图像的步骤包括：a.在所述图像内建立强度分布的三维图形；b.计算识别矢量角度值(IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图形的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；c.设置下限阈值水平值(THLV1)和上限阈值水平值(THLV2)的范围，在所述范围内，边缘点是可指示的；以及d.根据所述THLV1和THLV2指示边缘点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 US 62/315,7151.一种分析和评估图像的方法，所述方法包括步骤：a.以数字形式获得所述图像；b.处理所述图像；以及c.在所述图像内建立至少一条边缘线；其中所述处理所述图像的步骤包括：a.在所述图像内建立强度分布的三维图形；b.计算识别矢量角度值(IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图形的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；c.设置下限阈值水平值(THLV1)和上限阈值水平值(THLV2)的范围，在所述范围内，边缘点是可指示的；以及d.根据所述THLV1和THLV2指示边缘点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像是能够用于诊断的医学图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理所述图像的步骤包括自动或手动地定位心室腔的中心区域的子步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述追踪所述边缘线的步骤在极坐标系中执行，所述极坐标系的原点位于心室腔的所述中心区域中。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述追踪所述边缘线的步骤包括找到由所述IVAV的跳跃所指示的不连续处并通过连接先前找到的邻近所述不连续处的所述边缘线的片段来消除所找到的不连续处的子步骤。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述追踪所述边缘线的步骤包括形成对象的边界的子步骤，所述对象选自由心外膜、左心室心内膜、右心外膜、及其任何组合组成的组。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括计算特性的步骤，所述特性选自由最小壁厚、心外膜心室体积、心内膜心室体积、其间的差异、及其任何组合组成的组。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像为从能够用于识别周围障碍物的车载摄像头获得的图像。9.一种用于分析和评估图像的设备，所述设备包括：a.单元，配置为用于所述图像的数字输入；b.处理器，配置为用于分析和评估所述图像；c.接口单元，配置为用于控制所述设备并显示处理后的图像和连续数据；其中所述处理器还配置为用于：a.在所述图像内建立强度分布的三维图形；b.计算识别矢量角度值(IVAV)，所述角度邻接对应于所述图像的各个像素的所述三维强度分布图形的点，所述角度位于由所述图像的强度轴限定的平面中；c.设置下限阈值水平值(THLV1)和上限阈值水平值(THLV2)的范围，在所述范围内，边缘点是可指示的；以及d.根据所述THLV1和THLV2来追踪所述边缘点。10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述图像是能够用于诊断的医学图像。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述处理器配置为用于自动或手动地找到心室腔的中心区域。12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述处理器配置为用于在极坐标系中追踪所述边缘线，所述极坐标系的原点位于所述心室腔的中心区...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·H·沙迪，
申请(专利权)人：眼睛有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL