使用定位器图像进行平面选择制造技术

本发明专利技术题为“使用定位器图像进行平面选择”。本公开涉及一种用于自动规划不同解剖结构和模态间的不同放射成像扫描平面的工作流的用途。自动规划此类成像扫描平面有助于确保不同标志结构的连续可视化。与先前的方法不同，本发明专利技术所公开的技术使用定位器图像自身来确定必要的平面，并且不明确地分割或描绘标志结构来执行平面规划。

Use locator image for plane selection

【技术实现步骤摘要】
使用定位器图像进行平面选择
本文所公开的主题涉及使用定位器图像来非侵入性地采集图像。
技术介绍
非侵入性成像技术允许获得患者/对象的内部结构或特征的图像，而无需对患者/对象执行侵入性过程。具体地讲，此类非侵入性成像技术依赖于各种物理原理(诸如X射线穿过目标体积的差分透射、体积内的声波反射、体积内不同组织和材料的顺磁性、目标放射性核素在体内的分解等)，以采集数据和构建图像或以其它方式表示观察到的患者/对象的内部特征。在医学背景中对患者进行成像通常涉及非侵入性地采集所关注的解剖区域的数据(即，在所关注的解剖区域处扫描患者)并将所采集的数据重建为图像。作为该过程的一部分，首次采集有助于查看者将当前扫描器几何结构与患者的所关注解剖结构相关联的定位器或探查图像可能是有用的。然而，此类定位器或探查图像通常具有比待采集的诊断图像更低的质量和/或分辨率，可能难以辨识，并且与拟议的扫描过程和患者解剖结构适当地相关。
技术实现思路
下文示出了本文所公开的某些实施方案的概述。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未示出的各个方面。在一个实施方案中，提供一种对解剖区域进行成像的方法。根据该方法，使用成像系统采集多张定位器或探查图像。将多张定位器或探查图像提供给定位器网络，该定位器网络经过训练，以选择定位器或探查图像子集，以供基于定位器图像子集的图像内容检测和可视化所关注的解剖标志。使用扫描平面网络处理定位器或探查图像子集或者由定位器或探查图像生成的图像构造，该扫描平面网络经过训练，以确定包含所关注解剖标志的区域的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数。使用结合了提供临床诊断评估所必需的所关注解剖结构的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数采集一张或多张诊断图像。在另一个实施方案中，提供一种成像系统。根据该实施方案，该成像系统包括：存储器，该存储器对处理器可执行例程进行编码以确定一个或多个成像扫描平面；以及处理部件，该处理部件被构造成访问存储器和执行处理器可执行例程。这些例程在由处理部件执行时，致使处理部件：采集多张定位器或探查图像；使用定位器网络处理该多张定位器或探查图像，该定位器网络经过训练，以选择定位器或探查图像的子集，以供基于定位器或探查图像子集的图像内容检测和可视化所关注的解剖标志；使用扫描平面网络处理定位器或探查图像子集或者由定位器图像生成的图像构造，该扫描平面网络经过训练，以确定包含所关注解剖标志的区域的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数；以及使用结合了提供临床诊断评估所必需的所关注解剖结构的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数采集一张或多张图像。在另一个实施方案中，提供一种评估成像扫描平面规划的方法。根据该方法，使用成像系统采集定位器或探查图像。将定位器或探查图像数据提供给神经网络，该神经网络经过训练，以按大于定位器数据的分辨率生成合成图像数据。基于图像扫描平面规划重新格式化合成图像数据，以生成重新格式化的合成图像数据。接收与重新格式化的合成图像数据相关的反馈。基于反馈修改图像扫描平面规划，以生成修改后的图像扫描平面规划。然后使用修改后的图像扫描平面规划采集一张或多张诊断图像。在另一个另外的实施方案中，提供一种基于采集的三维定位器或探查图像体积对解剖区域进行成像的方法。根据该方法，使用成像系统将采集的多张二维定位器或探查图像组合在一个定位器或探查体积中。使用扫描平面网络处理生成的定位器或探查体积，该扫描平面网络经过三维数据训练，以确定一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数。然后使用该一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数采集一张或多张诊断图像。在另一个实施方案中，使用经过归整的图像数据训练定位器网络和扫描平面网络，例如神经网络，使得该网络能够有效而准确地识别呈现给相关网络的图像子集中的不同解剖标志。这样，可准确地识别出包含所关注解剖标志的定位器或探查图像的子集。随后，可使用另外的神经网络诸如扫描平面网络来确定扫描平面，该扫描平面导致在尽可能靠近单个扫描平面的位置处包含所关注解剖标志的重新格式化图像。扫描平面网络可由多个神经网络组成，其中每个网络负责识别一个特定解剖标志或若干解剖标志。如本文所讨论，神经网络的训练可将经过归整的图像数据用作输入。通常手动执行归整，其中受过训练的个体诸如临床医生在每张输入图像中手动标记相关解剖标志。用于对数据进行归整的另一个典型过程使用预定义解剖图集来自动归整输入图像。这些方法的缺点在于它们在手动归整的情况下不是有效的，或者受到用于自动归整的解剖图集的完整性的限制。与这些其它方法不同，如本文所讨论的自动归整的实施方案不需要使用预定义解剖图集，而是可利用预先确定或假定的具有涵盖正确相关解剖标志的正确扫描平面的图像。此类方法可能涉及使用包括定位器或探查图像以及诊断图像的一组图像。正确扫描平面的诊断图像将具有相对于定位器或探查图像而言，有利于随后可用于训练神经网络的自动归整方法的必要信息。在自动归整的另一个实施方案中，可使用特征识别或图像分割算法来处理和预先选择图像，这些图像可随后可训练神经网络，使得它们包含所关注的相关解剖标志。这样，正确的成像扫描平面可从这些图像中识别出并用于训练神经网络。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的部分，其中：图1示出了根据本公开的各个方面的用于训练深度学习模型的人工神经网络的示例；图2示出了适用于本专利技术所公开的技术的磁共振成像(MRI)系统的实施方案；图3示出了根据本公开的各个方面的工作流的高层面概述；图4示出了根据本公开的各个方面的偏移定位器或探查图像的序列；图5示出了根据本公开的各个方面的呈现伪影的一对定位器或探查图像；图6示出了根据本公开的各个方面的脑部扫描图像和获得的掩蔽；图7示出了根据本公开的各个方面的膝部扫描图像和获得的掩蔽；图8示出了根据本公开的各个方面的成像扫描平面和相关联参数；图9A、图9B、图9C、图9D和图9E示出了根据本公开的各个方面的地面实况图像的示例；图10示出了根据本公开的各个方面包括定位器图像和诊断图像的训练图像对；图11示出了根据本公开的各个方面针对覆盖网络的示例架构和流程；图12示出了根据本公开的各个方面显示地面实况和估计图像扫描平面放置的示例图像；图13示出了根据本公开的各个方面显示地面实况和估计图像扫描平面放置的示例图像；图14示出了根据本公开的各个方面用于估计图像扫描平面参数的示例网络架构；图15示出了根据本公开的各个方面用于评估图像扫描平面规划的示例工作流程概述；图16示出了根据本公开的各个方面对图像扫描平面规划进行手动调节的示例；图17示出了根据本公开的各个方面对图像扫描平面规划进行基于调色板的调节的示例；并且<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对解剖区域进行成像的方法，包括：/n使用成像系统采集多张定位器图像；/n将所述多张定位器图像提供给定位器网络，所述定位器网络经过训练，以选择所述定位器图像的子集，以供基于定位器或探查图像所述子集的所述图像内容检测和可视化所关注的解剖标志；/n使用扫描平面网络处理定位器或探查图像所述子集或者由所述定位器图像生成的图像构造，所述扫描平面网络经过训练，以确定包含所关注解剖标志的区域的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数；并且/n使用所述一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数采集一张或多张诊断图像。/n

【技术特征摘要】
20180801 US 16/051,7231.一种对解剖区域进行成像的方法，包括：
使用成像系统采集多张定位器图像；
将所述多张定位器图像提供给定位器网络，所述定位器网络经过训练，以选择所述定位器图像的子集，以供基于定位器或探查图像所述子集的所述图像内容检测和可视化所关注的解剖标志；
使用扫描平面网络处理定位器或探查图像所述子集或者由所述定位器图像生成的图像构造，所述扫描平面网络经过训练，以确定包含所关注解剖标志的区域的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数；并且
使用所述一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数采集一张或多张诊断图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在采集一张或多张诊断图像之前，采集所述一张或多张定位器或探查图像作为预采集步骤的一部分。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述定位器网络或扫描平面网络中的一者或两者使用定位器或探查图像和基于所述定位器或探查图像采集的对应诊断图像的对进行训练，其中所述诊断图像包括指定相对于相关联的定位器或探查图像的图像扫描平面规划的数据。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述定位器网络经过训练，以选择具有所关注的解剖标志覆盖范围最大或最佳的相应定位器或探查图像。


5.根据权利要求1所述的方法，其中在由所述扫描平面网络进行处理之前，定位器或探查图像所述子集或者由所述定位器或探查图像生成的所述图像构造由覆盖网络进行处理，所述覆盖网络经过训练，以识别与所关注的解剖标志或相关解剖结构相关联的成像视场。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述覆盖网络生成二进制覆盖遮蔽作为识别所述成像视场的一部分。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述扫描平面网络通过将分析平面拟合到平面遮蔽来确定所述一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数，所述平面遮蔽涵盖定位器或探查图像所述子集或者由所述定位器或探查图像生成的所述图像构造中的所关注的解剖标志。


8.根据权利要求1所述的方法，其中在确定所述一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数之前，不分割所关注的解剖标志。


9.根据权利要求1所述的方法，其中由定位器或探查图像生成的所述图像构造是被参数化以用作所述扫描平面网络的输入的三维定位器体积。


10.一种成像系统，包括：
存储器，所述存储器对处理器可执行例程进行编码以确定一个或多个成像扫描平面；
处理部件，所述处理部件被构造成访问所述存储器并且执行所述处理器可执行例程，其中所述例程在由所述处理部件执行时，致使所述处理部件：
采集多张定位器或探查图像；
使用定位器网络处理所述多张定位器或探查图像，所述定位器网络经过训练，以选择所述定位器图像的子集，以供基于定位器图像所述子集的所述图像内容检测和可视化所关注的解剖标志；
使用扫描平面网络处理定位器或探查图像所述子集或者由所述定位器或探查图像生成的图像构造，所述扫描平面网络经过训练，以确定包含所关注解剖标志的区域的一个或多个图像扫描平面或图像扫描平面参数；并且
使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：达蒂什·达亚南·尚巴格，奇特雷什·布尚，阿拉蒂·斯雷库马里，安德烈·德·阿尔梅达·马克西莫，拉凯什·穆利克，托马斯·郭法·福，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US