自动分析侧向对称的器官系统三维图像的方法和拍摄系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于分析侧向对称的器官系统（１１）的三维图像（１）的方法。在三维图像（１）中分割器官系统（１１）之后，对所分割的器官系统（１１）进行变形，使得变形后的器官系统（１１′）具有就其外部形状镜向对称的两半。根据一半与另一半的比较确定变形后的器官系统（１１′）的镜向对称的两半之间的差别（１７）。或者，不是对所分割的器官系统进行变形，而是这样将器官系统（２１，２３）的镜向对称的正常模型（２５）在器官系统（２１，２３）上（或者反之）进行变形，从而根据该正常模型（２５）确定器官系统的两半的对应区域的差别。为用户显示所确定的差别（１７）。此外，本发明专利技术还涉及用于实施这类方法的一种医疗图像拍摄系统和一种计算机程序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于自动分析侧向对称的器官系统的三维图像的方法，以及用于该方法的医疗图像拍摄系统和计算机程序。
技术介绍
用来生成待检查患者的器官系统的三维图像的成像方法，由于优越的诊断可能性而在医疗成像中牢固地建立。其中，在此所采用的方法(例如计算机断层造影或磁共振断层造影)产生了巨大的数据量。例如，现代的计算机断层造影在数百毫秒之内完成若干个断面拍摄。形成的大量的拍摄使得放射医师经常要利用极大的时间开销才可以来分析。此外，在对较大数据量的分析中提高了忽视结果的危险。在对处于侧向对称的器官的分析中，将器官的两侧相互比较地进行分析对于放射医师来说是有帮助的，甚至经常是必需的。经常地，一种侧向不同的结果显示了病理，或者，在相反的情况下，在器官系统的一半中似乎可疑的结果当其在该器官系统的另一半也出现时则表示为无害的正常变形。特别是在肿瘤学的问题中必须分析大的数据量，因为经常要对患者的整个身体或者身体的至少大部分寻找典型的转移性损害。一个典型的例子是可以在骨骼的多个位置上表现出来的浆细胞瘤(Plasmozytom)。在此，侧向不同的结果就可能的转移而言是特别值得怀疑的。从中造成了对自动分析方法越来越增加的需求，这些方法通过特别地标注出用户随后特别注意到的怀疑部位，为用户、特别是放射医师提供支持。在DE 10357205A1和对应的US 2005/0148852A1中分别公开了一种用于根据断层图像数据自动产生检查对象的结果图像的方法。在此，首先根据诊断上的问题确定一个目标结构，并且自动地与一个其几何形状可以根据模型参数改变的正常解剖模型进行匹配。在该匹配后的正常模型的基础上进行分割，并且通过借助于该正常模型识别出所述结构，来分离出检查对象的针对诊断上的问题的重要解剖结构。然后，将这些重要的解剖结构单独地显示和/或为随后的显示而存储。DE 19920300A1公开了一种用于在使用磁共振扫描仪的条件下发现人体中病态改变的方法，其中，将3D图像数据组自动地与同一位患者的旧的图像数据组和/或与解剖图集进行比较，以便确定病变。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种方法，利用该方法使得对侧向对称的器官系统的三维图像的分析大部分自动化，特别是用于自动检测侧向不同的结果。此外，本专利技术要解决的技术问题还在于，提供一种医疗图像拍摄系统和一种计算机程序，利用其使得对侧向对称的器官系统的三维图像的分析大部分自动化，特别是用于自动检测侧向不同的结果，使得以有效的方式支持用户。按照本专利技术，该用于分析侧向对称的器官系统的三维图像的方法包括下列方法步骤-在三维图像中分割器官系统，-对所分割的器官系统进行变形，使得变形后的器官系统具有就其外部形状镜向对称的两半，-根据一半与另一半的比较确定变形后的器官系统的两个镜向对称的一半之间的差别，以及-显示所确定的差别。根据该方法，在第一步骤中在三维图像中分割器官系统，以便得到器官系统的形状。所分割的侧向对称器官系统尽管在很大程度上镜向对称，不过可能还无法对器官系统的两半进行直接的比较，因为由于两半的自然的侧向变化只有在极少的情况下其形状是重合的。例如，在轻微的脊柱侧凸的条件下脊柱是倾斜的，使得其尽管在原则上是侧向对称的，但在这个特殊的情况下不是镜向对称的。在第二方法步骤中，这样对所分割的器官系统进行变形，使得器官系统具有就其外部形状镜向对称的两半。在此，这种变形可以借助于所谓的非刚性配准算法(“nonrigid-registration”)进行，如在US 2005/0190189A1中描述的那样。因为在变形之后器官系统具有关于其形状镜向对称的两半，可以在第三步骤中按照简单的方式对变形后的器官系统的两半进行比较。通过对两半的比较发现两半之间的差别并为用户显示。此时所确定差别可以引起用户的特别注意，从而该方法为其在评价图像时提供支持。在一种优选的实施方式中，如下进行对所分割的器官系统的变形将所分割的器官系统的两个一半中的一个进行镜像变换并且这样变形，使得其与另一半就其外部形状而言相对应。在另一种优选的实施方式中，如下进行对所分割的器官系统的变形将所分割的器官系统的两半中的一半进行镜像变换，并且将另一半这样变形，使得其与被镜像变换的一半就其外部形状而言相对应。两种实施方式具有如下的优点仅仅对所分割器官系统的一半进行变形，从而节省了计算时间。在一种实施方式中，所分割器官系统的一半的镜像变换如下进行自动确定一个镜面，在该镜面上进行镜像变换。在一种特别优选的实施方式中，所述镜面通过下列方法步骤确定-从器官系统的图像中提取出二维的层图像，-确定这些二维的层图像的平面重心，以及-根据这些平面重心确定所述镜面。该实施方式具有如下的优点器官系统相对于这样确定的镜面具有进一步的对称。在其中对两半中的一个进行变形使得其按照形状与另一半重合的方法步骤可以按照较简单的方式构成，因为不必再考虑(或者至少仅仅按照极小的规模考虑)变形前可能的旋转和平移。在另一种优选的实施方式中，在器官系统的镜向对称的正常模型上进行对所分割的器官系统的变形。这种正常模型例如可以从患者群体中建立，使得实际成像的器官系统已经在很大程度上与该正常模型对应。在该实施方式中不需要对器官系统的一半的镜像变换。按照本专利技术，一种用于分析侧向对称的器官系统的三维图像的方法具有下列方法步骤-在三维图像中分割器官系统，-在将镜向对称的正常模型与器官系统进行拟合的条件下对器官系统的镜向对称的正常模型进行变形， -根据该器官系统的两半的对应区域的比较，确定该器官系统的两半之间的差别，其中，根据变形后的正常模型确定该对应区域，以及-显示所确定的差别。在该方法中器官系统本身不变形，而是在器官系统上对一个镜向对称的正常模型进行变形。由于未变形的正常模型是侧向对称的，因而该正常模型相对于镜向对称的对应区域是已知的。该对应区域通过正常模型的变形同样被变形，并且在器官系统中用来确定在器官系统中的对应区域。这样，可以按照简单的方式确定器官系统两半之间的差别。两种本专利技术的方法是以这样的上位问题为基础的只有在已知并识别出两半中的对应区域的条件下，才可以进行两半之间的比较。这点在一种情况下是通过对器官系统的图像的变形实现的，而在另一种情况下是通过对镜向对称的正常模型的变形实现的。在该方法的一种实施方式中，所述差别的确定是通过将一半与另一半的对应体素、特别是其信号强度的比较来进行的。由此，可以将两半之间的差别按照与体素对应的分辨率来确定。除了图像上的显示之外，还可以将从两半的按照体素方式进行的对比中确定的数据存储在计算机单元中，并且对这些数据在别处进行分析。例如，可以从中确定一个定量地标记出两半之间的差别的值。在该方法的一种优选的实施方式中，按照减法图像的形式来显示两半之间的差别。在减法图像中将变形后的器官系统的一半从另一个镜像变换的一半中减去。按照这种方式可以尤其突出地显示出侧向不同的结果，因为通过减法在图像中消除了侧向相同的结果。在该方法的另一种优选的实施方式中，如下地在图像中对差别进行显示在显示中特别地标记出具有两半之间的差别的区域。优选地，对应于差别的强度而彩色编码地显示该具有两半之间的差别的区域。按照这种方式，放射医师可以立刻看出在哪些区域中特别地出现了侧向不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分析侧向对称的器官系统（１１）的三维图像（１）的方法，包括：－在三维图像（１）中分割所述器官系统（１１），－对所分割的器官系统（１１）进行变形，使得变形后的器官系统（１１′）具有就其外部形状镜向对称的两半，－根据一半与另一半的比较确定变形后的器官系统（１１′）的镜向对称的两半之间的差别（１７），以及－显示所确定的差别（１７）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳库思，塞巴斯蒂安施密特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]