图像处理设备、图像处理方法和磁共振成象设备技术

本发明专利技术涉及图像处理设备、图像处理方法和磁共振成像设备。根据本发明专利技术的图像处理方法，用于对具有包括第一图形和连接至第一图形的第二图形的连接图形的原始图像执行成像处理，以生成所提取的第一图形的提取图像，该方法包括：通过对原始图像执行分割处理，获得其中原始图像中的连接图形被有选择地提取的第一图像；通过依次执行形态学操作中的侵蚀处理和膨胀处理，以便将第一图像中所包括的连接图形中的第一和第二图形彼此分开，而获得包括与连接图形中的第二图形分开的第三图形以及与第一图形分开的第四图形的第二图像；通过执行分割处理以便在第二图像中有选择地提取第三图形而获得第三图像；通过对第一图像和第三图像之间获得的差异执行处理而获得第四图像；通过判断在第四图像处理步骤中获得的第四图像中所包含的图形的尺寸是否等于或大于一参考值，当尺寸等于或大于该参考值时，从第四图像中消除该图形，当尺寸小于该参考值时，处理第四图像以便在第四图像中保留该图形，而获得第五图像；以及，通过将第三图像和第五图像相加而获得提取图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理设备、图像处理方法、磁共振成象设备和程序。 更具体而言，本专利技术涉及一种对所获得的原始图像执行成像处理的图像 处理设备、图像处理方法、磁共振成象设备和程序，以便包括具有多个 彼此相连接的图形的连接图形，，由此产生要从多个图形中提取的图形 的提取图像。
技术介绍
诸如磁共振成象(MRI)设备的成像设备，是用于获得对象的图像 并在屏幕上显示该图像的设备，常用于医学用途。在磁共振成象设备中，对象中的成像区位于成像空间中，在成像空 间中产生静磁场，成像区中的质子自旋沿该静磁场的方向排列，由此产 生^兹化矢量。通过施加谐振频率的RF脉冲，导致核磁共振现象，从而 翻转自旋并改变质子的磁化矢量。然后，接收当翻转的质子返回到磁化 矢量的初始状态时所产生的磁共振(MR)信号。在所接收的磁共振信 号的基础上，重构出诸如成像区的片段图像的图像。在磁共振成象设备中，为了获得对象中诸如神经纤维束的纤维的延 伸方向的信息，通过DTI (弥散张量成像)扫描该对象的头部，并产生 DTI数据集。例如，如此产生DTI数据集，使其具有包括T2图像和ADC (表观弥散系数)图像的DTI图像。为了弄清楚神经纤维束和肿瘤之间 的位置关系并精确地执行手术计划，通过分割从如上所述获得的DTI图 像精确提取表达肿瘤的图形。然后，通过使用包括表达肿瘤的图形的提 取图像，进行融合显示。例如，通过使用各向异性散射滤波器(例如可 参考非专利文献1 )从DTI图像消除噪声，根椐例如快速推进水平设置 (fast marching level set)方法(例如可参考非专利文献2 )通过分割提取 表达胂瘤的图形，并且利用通过分割提取表达肿瘤的图形所获得的提取 图像，进行融合显示。不过，在所获得的DTI图像中，表达肿瘤的图形的像素值和用CSF (脑脊液)填充的脑室的4象素值几乎相同。当肿瘤和脑室彼此接近或循:此接触的时候，有时从DTI图像提取的它们的图形处于这样的状态，其 中表示肿瘤和脑室的多个图形是彼此连接的。因此，在利用该提取图像 来进行融合显示时，不仅是表达肿瘤的图形，而且脑室等的其他图形都 被包括到所提取图像之中。存在这样的情况，即，观察融合显示的图像 的施行手术者难以清晰地把握神经纤维束和肿瘤之间的位置关系并适 当地执行手术计划。因此，已经提出通过对DTI图像执行成像处理来解决该问题的方法。具体而言，曾经提出一种其中仅提取肿瘤的产生提取图像的方法， 其通过利用FLAIR(液体衰减反转恢复)方法的脉冲序列预先扫描头部， 生成在脑室和肿瘤之间产生对比的图像，获得仅对应于脑室的像素的位 置信息，并且之后执行掩蔽住如上所述获得的DTI图像中对应于脑室的 像素部分的成像处理(例如可参考非专利文献3)。在另一种方法中，在具有连接图形(其包括多个彼此连接的图形) 的DTI图像上执行分割过程，以便有选择地提取连接图形。之后，通过 依次执行形态学操作中的侵蚀(缩小)过程和膨胀(扩展)过程，将连 接图形分成肺瘤图形和脑室图形。之后，从具有分开的图形的图像中执 行仅包括表达肿瘤的图形的分割(例如可参考非专利文献4)。 G. Gerig et. Al, IEEE trans Med. Imaging, 11(2), 221-232, 1992 S. Saraswathy et. Al, ISMRM 2006, p. 1609〖非专利文献4〗Toriwaki et. Al, Image Information Process (1), pp. 73 -76, Corona Publishing Co.， Ltd. 2005不过，在前一种情形下，除了用于生成DTI图像的扫描之外，还必 须利用FLAIR方法或类似方法的脉冲序列执行扫描。因此，扫描所需的 时间长而且有时不能高效地进行诊断。在后 一种情况下，有时由于执行形态学操作中的侵蚀处理和膨胀处 理DTI图像中的肿瘤拓朴的一部分会丢失。亦即，存在这样的情况，即， DTI图像中的肿瘤形状和侵蚀处理和膨胀处理之后获得的图像形状彼此 不同。在这种情况下，不容易适当地仅提取肿瘤，无法高效地进行诊断。如上所述，难以通过从具有连接图形的原始图像(其中，DTI图像 中例如肿瘤和脑室的多个图形彼此相连)适当而且高效地提取要被提取 的图形来获得提取图像。
技术实现思路
需要前述问题得到解决。本专利技术的一个方面在于提供一种图像处理设备，用于对具有包括第 一图形和连接至所述第一图形的第二图形的连接图形的原始图像执行 成像处理，以便生成所提取的第一图形的提取图像，所述设备包括第 一图像处理器，用来通过对所述原始图像执行分割处理，而获得其中该 原始图像中的所述连接图形被有选择地提取的第一图像；第二图像处理 器，用来通过依次执行形态学操作中的侵蚀处理和膨胀处理，以便将第 一图像处理器获得的第一图像中所包括的连接图形中的第一和第二图 形彼此分开，而获得包括与所述连接图形中的所述第二图形分开的第三 图形以及与所述第一图形分开的第四图形的第二图像；第三图像处理 器，用来通过执行分割处理以便在第二图像处理器获得的所述第二图像 中有选择地提取第三图形而获得第三图像；第四图像处理器，用来通过 对由第一图像处理器获得的所述第一图像和由第三图像处理器获得的 所述第三图像之间获得的差异执行处理而获得第四图像；第五图像处理 器，通过判断由第四图像处理器获得的所述第四图像中所包含的图形的 尺寸是否等于或大于一参考值，当所述尺寸等于或大于该参考值时，从 所述第四图像中消除该图形，且当所述尺寸小于该参考值时，处理所述 第四图像以便在所述第四图像中保留该图形，从而获得第五图像；以及 第六图像处理器，用来通过将第三图像处理器获得的所述第三图像和第 五图像处理器获得的所述第五图像相加而获得所述提取图像。优选地，该图像处理设备进一步包括相关区域设置单元，用于设置 所关心的区域，使之对应于原始图像中的所述第一图形。第三图像处理 器基于所述相关区域设置单元在原始图像中设置的所述相关区域的位 置信息，有选择地提取第二图像中的所述第三图形，以对应于所述第一 图形。优选地，所述相关区域设置单元基于来自操作员的指令设置所述相 关区域。优选地，该图像处理设备进一步包括第七图像处理器，用于对第六 图像处理器获得的提取图像执行分割处理。优选地，将基于磁共振信号生成的图像用作原始图像。优选地，将基于通过弥散张量成像扫描包括受检者体内胂瘤和所述 胂瘤附近脑室的成像区所获得的磁共振信号而生成的图像，用作原始图 像。在该原始图像中，所述第一图形对应于所述肿瘤，而且所述第二图 形对应于所述脑室。本专利技术的另一方面在于提供一种图像处理方法，用于对具有包括第 一图形和连接至所述笫一图形的第二图形的连接图形的原始图像执行成像处理，以生成所提取的第一图形的提取图像，所述方法包括第一 图像处理步骤，其通过对所述原始图像执行分割处理，而获得其中所述 原始图像中的所述连接图形被有选择地提取的第 一图像；第二图像处理 步骤，其通过依次执行形态学操作中的侵蚀处理和膨胀处理，以便将第 一图像处理步骤中获得的第一图像中所包括的连接图形中的第一和第 二图形彼此分开，而获得包括与所述连接图形中的所述第二图形分开的 笫三图形以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理设备，用于对具有包括第一图形和连接至所述第一图形的第二图形的连接图形的原始图像执行成像处理，以便生成所提取的第一图形的提取图像，所述设备包括：第一图像处理器（３１１），用来通过对所述原始图像执行分割处理，而获得其中该原始图像中的所述连接图形被有选择地提取的第一图像；第二图像处理器（３１２），用来通过依次执行形态学操作中的侵蚀处理和膨胀处理，以便将第一图像处理器（３１１）获得的第一图像中所包括的连接图形中的第一和第二图形彼此分开，而获得包括与所述连接图形中的所述第二图形分开的第三图形以及与所述第一图形分开的第四图形的第二图像；第三图像处理器（３１３），用来通过执行分割处理以便在第二图像处理器（３１２）获得的所述第二图像中有选择地提取第三图形而获得第三图像；第四图像处理器（３１４），用来通过对由第一图像处理器（３１１）获得的所述第一图像和由第三图像处理器（３１３）获得的所述第三图像之间获得的差异执行处理而获得第四图像；第五图像处理器（３１５），通过判断第四图像处理器（３１４）获得的所述第四图像中所包含的图形的尺寸是否等于或大于一参考值，当所述尺寸等于或大于该参考值时，从所述第四图像中消除该图形，且当所述尺寸小于该参考值时，处理所述第四图像以便在所述第四图像中保留该图形，从而获得第五图像；以及第六图像处理器（３１６），用来通过将第三图像处理器（３１３）获得的所述第三图像和第五图像处理器（３１５）获得的所述第五图像相加而获得所述提取图像。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：后藤隆男，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]