对管形结构的检查制造技术

本发明专利技术公开了一种检查诸如医学图像中的血管的三维（３Ｄ）图像数据集内的管形结构（１）的方法。最初，提供图像数据集并且执行图像数据集的可视性。之后，执行图像数据集的检查。在检查期间，用户例如经由计算机鼠标对指针（Ｐ）进行移动，处理器在指针周围执行局部分割，以便确定诸如血管的管形被分割对象（１）的可能的形状，所述处理器还对被分割对象进行局部分析。之后，屏幕显示被分割对象（１）的视图（Ｐ１），其中从局部分析导出第一视图的取向；所述第一视图可以例如是横截面视图或者纵向视图。本发明专利技术可直接用在各种不同的可视化中的原始图像数据上。不需要诸如解剖模型的先进的应用知识、先进的采集协议设备或者全局分割。因此，其是一种鲁棒性强的、可用于各种图像模态和解剖结构的方法，该方法在血管的量化软件包中是必需的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检査三维(3D)图像数据集，特别是医学图像数 据集内的管形结构的方法。本专利技术还涉及一种相应的成像系统以及相应的 计算机程序。
技术介绍
医学成像领域，具体而言多模态3D血管分析领域正在得到越来越多的 关注。成像工具提供了先进的对血管的观看、分割、检查以及量化，以用 于针对许多患者群体的诊断。大部分医学成像工作站的厂家具有支持血管分析，具体而言3D血管量 化的工具。尽管术语3D血管量化听起来像是指单独的应用，但其实际上涉及使用 不同采集方法靶向不同血管结构的一组应用，对于所述组应用而言对预期 的测量的需求是相同的。解剖结构的示例有主动脉、颈动脉、冠状动脉、 外周腿部动脉和冠状动脉。磁共振(MR)、计算机断层摄影(CT)以及旋 转式X射线是所使用的成像模态的示例。血管检査的示例包括寻找血管的 变宽或阻塞部分或者对肺动脉中的肺栓塞的更加具体的搜索。在任意给定 的血管应用中，主要的目的是测量局部血管参数，例如在图像数据中若干 位置处的面积和半径，以量化狭窄的程度或动脉瘤的大小。按照定义，这 些测量必须在通过感兴趣血管的橫截面上完成。对于血管的手动检查而言，用户可利用多平面重定格式(MPR)、最大 强度投影(MIP)或体积绘制(VR)来观看数据。预期的MPR视图是模截面视图及纵向视图(与血管对准的视图)。其 他经常用于血管的检查的视图为弯曲平面的血管视图及拉直的血管视图。大部分可获得的商业工具提供生成预期视图的若干方法-1)手动交互使用点选交互在任意可视化(MIP或者VR)中的特定位置处生成横截面，随后手动旋转(放大的)MPR视图以获得正确的横截 面或者纵向取向。2) 路径描绘，以便使用路径方向定向横截面和纵向及弯曲平面或拉直的视图。路径描绘策略的范围从完全手动到单击自动。所得路径的质量很 大程度上取决于用于交互的可视化。3) 手动点选结合专用的Ortho观看器或者所谓的明轮(paddlewheel) 视图(所述明轮视图是针对肺栓塞的情况而言的)。一旦生成血管的横截面，用户可通过在血管边缘周围的这一横截面上 描绘轮廓而测量血管的面积。如果在不同位置上重复这一测量，则可以评 估狭窄的程度或动脉瘤的大小。(半)自动路径跟踪器中的一些也利用自动 血管边缘检测，并且因此利用自动测量。然而，在所有工具中，要求用户 验证路径的正确性以及自动描绘的血管边缘的正确性。在2D显示器或屏幕上从3D医学图像中检索穿过3D对象的正确的横 截面是不重要的。所有手动方法所需的交互是冗长且易于出错的。在MPR 视图上手动定义3D中的路径需要界标放置和滚动的组合。由于选择的点不 对应于血管中心而是对应于绘制的投影坐标(经常是血管边缘)，并且必须 在路径定义之后在2D视图中进行检查(以及可能的校正)，因此在MIP或 VR图像上的路径的手动定义甚至更加困难。当使用点选交互时，用户必须 首先选择位置，然后用户必须在3D中(或者在所谓的明轮肺栓塞(PE)示 例中沿单独的轴)旋转图像。这对在给定特定时间用户在图像中可检查的位置的数量施加了严重的 限制。同样，手动交互方法易于出错，因为用户难于评估给定的取向是否 正确，因此结果将是不可重现的。当使用点选交互时，用户仅在完成图像 旋转和检查横截面之后发现其所挑选的点不位于预期的血管的内部。同样，对于检查任务而言，单击自动方法是麻烦的。用户必须扫描数 据以搜寻针对分割的合适的起点。然后，用户必须等待分割完成，并且之 后在可以生成横截面和纵向视图之前，可能要延长或者编辑自动得到的中 心线。如果分割结果不正确，用户必须编辑结果。同样，沿所找到的中心 线的导航是麻烦的。WO 2005/048198 (相同的申请人)公开了一种方法，其中在3D图像上应用分割处理，随后为弯曲平面重定格式(CPR)。然而，该文献对于分 割无法找到正确的血管结构(参见该文献的图2)的可能是无记载的。对于 实际应用而言，用户将必须检查原始数据以找到相关的结构用于进一步分析和验证。利用诸如滚动、旋转縮放、摇拍等的常规3D导航工具来执行这种检査，并且这种检查既耗费时间又易于出错。因此， 一种用于检査管形结构的改进的方法将会是有利的，具体而言， 一种更有效和/或更可靠的方法将会是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术优选地试图单独地或者以组合的方式来减轻、减少或消 除上述缺点中的一个或多个。具体而言，可以将本专利技术的目的视为提供一种解决检査3D图像数据集中的管形结构的上述现有技术的问题的方法。 在本专利技术的第一方面中，通过提供用于在三维(3D)图像数据集内检查管形结构的方法而达到这一 目的以及若干其他目的，所述方法包括a)提供图像数据集， -b)执行图像数据集的可视化，c)执行图像数据集的检査，所述检查包括 -移动指针，-执行指针周围的局部分割，以便确定被分割对象的可能的形状， -执行对被分割对象的局部分析，以及-显示被分割对象的第一视图，所述第一视图的取向是从局部分析 中导出的。本专利技术对于获得一种可直接在各种不同可视化中的原始图像数据上使 用的方法是特别(非排他的)有利的。不需要诸如解剖模型的先进的应用 知识、先进的采集协议设备或者全局分割。因此，其是一种鲁棒性强的、 可用于各种图像模态和解剖结构的方法，该方法在血管的量化软件包中是 必需的。一个额外的优势是用户交互的减少。在用户知道选择的指针的位置所 得到导出的视图，例如预期的横截面之前，不需要点选交互、图像旋转或 分割任务。这增加了在某一时间内可检査的位置的数量。又一优势是本专利技术在3D图像集内所做的测量更加的可重现化，因为每 一次选择用于检査的例如血管的结构时，将视图在相同的方向上对准。结合本专利技术，将在更广的背景下理解分割，即分割是将三维图像数据 集划分为多个区域(即体素集)的处理。分割的目的是将表示简化和/或改 变成更简单的和/或更有利的另一种表示。图像数据集的分割可用于(例如) 定位对象和边界。医学成像中的分割经常用于涉及狭窄的量化、肿瘤的位 置和体积等的诊断性目的。在本专利技术的背景下，术语"视图"将广泛地解释为可从先前的局部分 割和局部分析中导出的任何方式或者类型的可视化。因此，视图包括但不 限于弯曲平面重定格式(CPR)、弯曲线性视图、平面视图以及拉直视图。 平面视图可包括横截面视图和纵向视图。在一个实施例中，检査还包括向用户指示指针(P)在管状结构内，以 用于引导用户。响应可以是任何类型的响应，但申请人已经成功地使用了 指针周围的指示，其中用户的注意力己经集中于指针处。作为具体的示例， 指示可包括被分割对象的质心的可视化。质心可连同诸如鼠标指针或类似 的指针一起示出，或者替代指针示出。在一个特别有益的实施例中，局部分割的体积足够的小，以便能够基 本实时地实现第一视图的显示。将术语"实时"结合用户交互系统进行理 解，所述系统在用户行为和对该行为的预期系统响应之间具有相对低的响应时间。用户可能甚至经历以下情况所经历的实时响应为"即刻"响应，尽管这严格来讲是不正确的。更量化地，对第一视图(P2)的局部分割、 局部分析以及显示可以在最大约为100毫秒、更优选50毫秒或者更优选地 10毫秒的响应时间内执行。用户可能经历高达300毫秒的响应时间作为实 时响应。应该提到的是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查三维（３Ｄ）图像数据集内的管形结构（１’）的方法，所述方法包括：　ａ）提供图像数据集，　ｂ）执行所述图像数据集的可视化，　ｃ）执行所述图像数据集的检查，所述检查包括　－移动指针（Ｐ），　－执行所述指 针周围的局部分割，以便确定被分割对象（１’）的可能形状，　－执行所述被分割对象的局部分析，以及　－显示所述被分割对象（１’）的第一视图（Ｐ１），所述第一视图的取向是从所述局部分析中导出的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ松内曼斯，RJE哈比斯，J奥利万贝斯科斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]