用于分割解剖结构的二维图像的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用于分割解剖结构的二维图像的方法和装置。采集所述解剖结构的三维模型(202)。所述三维模型包括多个分段。所采集的三维模型被调整以使所采集的三维模型与所述二维图像对准(204)。通过经调整的三维模型的多个分段来分割所述二维图像。

A Method and Device for Segmenting Two-Dimensional Image of Anatomical Structure

A method and device for segmenting two-dimensional images of anatomical structures are provided. A three-dimensional model (202) of the anatomical structure was collected. The three-dimensional model comprises a plurality of segments. The acquired three-dimensional model is adjusted to align the acquired three-dimensional model with the two-dimensional image (204). The two-dimensional image is segmented by multiple segments of the adjusted three-dimensional model.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分割解剖结构的二维图像的方法和装置
本专利技术涉及医学成像的领域，并且具体涉及一种用于分割解剖结构的二维图像的方法和装置。
技术介绍
医学成像是用于在图像中提供解剖结构(例如，器官)的视觉表示的有用工具。存在许多种不同类型的医学成像技术，包括计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、超声(US)等。从医学成像采集的图像能够证明对于对象的临床分析以及在必要时的医学干预是有价值的。在许多临床应用中，需要对二维(2D)图像以及三维(3D)图像的准确分割。三维或体积图像通常覆盖整个感兴趣对象(例如，其可以是解剖结构或者是解剖结构的部分)。对三维图像的分割能够受益于在所有三个空间方向上的背景信息。此外，三维图像中的对象的拓扑是一致的。另一方面，二维图像在信噪比以及空间和/或时间分辨率方面常常是优越的。然而，尽管已经提出了用于对具有已知空间关系的多个切片进行分割的算法，但是这些算法不能够被用于单幅二维图像。同样地，所述算法不会受益于从三维数据中学习的模型。用于分割二维图像的一些现有技术涉及从切片图像中学习二维形状。然而，这些技术受到图像采集期间的扫描平面的放置不一致的影响。同样地，根据精确的扫描平面，二维轮廓的拓扑结构可能改变。此外，由于针对每个训练实例仅有位于训练图像的切片上的模型点受到影响，因此从二维扫描可获得的训练数据的量是有限的。WO2016/110463公开了一种方法，其中，通过将二维模型应用于二维图像数据来分割对象的二维图像数据，其中，所述二维模型是根据三维模型来确定的。然而，在这种方案中，所导出的模型不能够补偿在针对二维图像数据的扫描平面的选择中的差异或不准确性。此外，体积信息在创建二维模型的过程中丢失，并且因此，不再能够被用于对特定参数(诸如特定解剖结构的体积)的可视化或计算。因此，用于分割二维图像的现有技术易受不准确性的影响，并且仅能够从使用现有技术分割的二维图像中采集有限的信息。因此，需要一种用于分割解剖结构的二维图像的经改进的方法和装置。
技术实现思路
如上文所提到的，用于分割二维图像的现有方案的限制在于：所使用的技术易受不准确性的影响，并且仅能够从使用这些技术分割的二维图像中采集有限的信息。因此，具有能够分割解剖结构的二维图像以克服这些现有问题的方法和装置将是有价值的。因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于分割解剖结构的二维图像的方法。所述方法包括：采集所述解剖结构的三维模型，所述三维模型包括多个分段；并且调整所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准。通过经调整的三维模型的多个分段来分割所述二维图像。在一些实施例中，所采集的三维模型可以包括与所述二维图像相关联的视图平面。在一些实施例中，与所述二维图像相关联的所述视图平面可以包括通过所述解剖结构的二维平面。在一些实施例中，可以相对于与所述解剖结构相关联的一个或多个解剖特征来定义通过所述解剖结构的所述二维平面。在一些实施例中，可以基于与所述二维图像相关联的视图平面来调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准。在一些实施例中，可以基于所述视图平面的空间位置和所述视图平面的取向中的任意一项或多项来调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准。在一些实施例中，所采集的三维模型可以包括与所述多个分段中的一个或多个分段相关联的信息，所述信息与所述解剖结构的一个或多个特性特征相对应。在一些实施例中，可以基于与所述解剖结构的所述一个或多个特性特征相对应的所述信息来调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准。在一些实施例中，调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准可以包括以下中的任意一项或多项：旋转所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准；并且平移所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准。在一些实施例中，调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准可以包括限制所采集的三维模型的自由度。在一些实施例中，调整所采集的三维模型可以包括使得将所述三维模型吸引到所述二维图像的能量函数最小化以使所述三维模型与所述二维图像对准。在一些实施例中，所述能量函数可以包括以下中的任意一项或多项：内部能量项，其将所述三维模型的形状约束为在解剖学上合理的形状；外部能量项，其使所述三维模型朝向所述二维图像中的一个或多个特性特征点变形；以及另外的能量项，其将所述三维模型的变形限制到与所述二维图像相关联的视图平面。在一些实施例中，所述方法还可以包括处理经调整的三维模型以确定针对所述解剖结构的至少一个参数的值。在一些实施例中，所述至少一个参数可以包括以下中的任意一项或多项：所述解剖结构的至少部分的体积，以及所述解剖结构的至少部分的厚度。根据本专利技术的第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有嵌入在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由适合的计算机或处理器运行时使所述计算机或处理器执行上文所描述一种方法或多种方法。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于分割解剖结构的二维图像的装置。所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：采集所述解剖结构的三维模型，所述三维模型包括多个分段；并且调整所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准。通过经调整的三维模型的所述多个分段来分割所述二维图像。在一些实施例中，所述处理器可以被配置为控制一个或多个用户接口以绘制经分割的二维图像。根据上文所描述的各方面和实施例，解决了现有技术的限制。具体地，上文所描述的各方面和实施例允许使用三维模型对二维图像进行分割。通过使用三维模型来分割二维图像，能够采集关于所述二维图像中的所述解剖结构的更多信息(例如，关于平面外的解剖结构的形状)。根据上文所描述的各方面和实施例所采集的所述经分割的二维图像能够被用于对所述解剖结构的更好地可视化。此外，所述方面和实施例能够采用已经可用的许多经过良好测试的三维模型，并且这些体积模型不易受对扫描平面的选择的变化的影响。同样地，采用可用的三维模型允许利用已经从这些模型中获取的知识并且节省资源。因此，上文所描述的各方面和实施例使得能够成功应用三维模型以用于二维图像分割。因此，提供了一种用于分割解剖结构的二维图像的经改进的方法和装置，其克服了现有问题。附图说明为了更好地理解本专利技术，并且为了更清楚地示出可以如何实现本专利技术，现在将仅通过范例的方式参考附图，在附图中：图1是根据实施例的装置的框图；图2是图示了根据实施例的方法的流程图；图3是根据实施例的包括多个分段的三维模型的部分的图示；图4A是根据实施例的二维图像的图示；并且图4B是根据实施例的二维图像的图示。具体实施方式如上文所提到的，本专利技术提供了一种用于分割解剖结构的二维图像的经改进的方法和装置，其克服了现有问题。图1示出了根据实施例的能够被用于分割解剖结构的二维(2D)图像的装置100的框图。所述二维图像能够是二维医学图像，诸如二维计算机断层摄影(CT)图像、二维磁共振(MR)图像、二维超声(US)图像、二维正电子发射断层摄影(PET)图像、二维单光子发射计算机断层摄影(SPECT)图像、二维核医学图像或者任何其他二维医学图像。所述二维图像可以是单个切片(或者单个平面)。所述二维图像中的所述解剖结构可以是诸如心脏、肺、肠、肾、肝的器官或者任何其他解剖结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分割解剖结构的二维图像的方法(200)，所述方法包括：‑采集(202)所述解剖结构的三维模型，所述三维模型包括多个分段以及与所述二维图像相关联的视图平面；并且‑基于与所述二维图像相关联的所述视图平面来调整(204)所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准；‑其中，所述二维图像由经调整的三维模型的所述多个分段来分割。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 EP 16195436.71.一种用于分割解剖结构的二维图像的方法(200)，所述方法包括：-采集(202)所述解剖结构的三维模型，所述三维模型包括多个分段以及与所述二维图像相关联的视图平面；并且-基于与所述二维图像相关联的所述视图平面来调整(204)所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准；-其中，所述二维图像由经调整的三维模型的所述多个分段来分割。2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述二维图像相关联的所述视图平面包括通过所述解剖结构的二维平面。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过所述解剖结构的所述二维平面是相对于与所述解剖结构相关联的一个或多个解剖特征来定义的。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于所述视图平面的空间位置和所述视图平面的取向中的任意一项或多项来调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所采集的三维模型包括与所述多个分段中的一个或多个分段相关联的信息，所述信息与所述解剖结构的一个或多个特性特征相对应。6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于与所述解剖结构的所述一个或多个特性特征相对应的所述信息来调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准包括以下中的任意一项或多项：-旋转所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准；并且-平移所采集的三维模型以使所采集的三维模型与所述二维图像对准。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，调整所采集的三维模型以与所述二维图像对准包括限制所采集的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·施密特里奇伯格，I·韦希特尔施特勒，M·贝格特尔特，J·彼得斯，R·J·威斯，
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