对肺动脉的分割制造技术

一种识别肺动脉树（４０２）的至少部分的方法包括接收（１０２）支气管树结构（５００）以及接收（１０４）肺血管结构（４００）。识别（１０６）由第一支气管区段（６０２）和第一血管区段（６０４）组成的一对，其中，所述第一支气管区段和所述第一血管区段关于位置和取向而言是相邻的。将第一血管区段识别（１０８）为肺动脉树的动脉区段。应用（１１０）空间变换，使得第一支气管区段和第一血管区段基本上重合（６０２’）。识别（１１２）与支气管区段（６１０，６１２）相邻的其它相应血管区段（６０６，６０８），其中，支气管区段包含在支气管树中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对肺动脉的分割，更具体而言涉及对肺动脉树的至少部分的分割。
技术介绍
多排探测器计算机断层摄影(MDCT)允许获取整个胸部的高分辨率数据。数据的 质量允许对支气管以及肺动脉树进行评定。肺动脉树的提取是(例如)栓塞检测的重要预 处理步骤。而且，在支气管树的定量评定中，伴行动脉树含有能够从MDCT数据提取的重要 额外信息。因此，对于哮喘和肺气肿病人的诊断和治疗而言，对气管支气管树和伴行肺动脉 树的同时评定是非常重要的。例如，内部支气管与伴行动脉的直径之比是临床实践当中对 气道变窄和支气管扩张进行检测和定量测量的重要参数。在从MDCT数据提取肺血管树时，在区分肺动脉与静脉时可能会出现困难。例如， 用于肺动脉的提取的基于种子点的区域扩展法受到遗漏到肺静脉中的影响。WO 2006/085254公开了一种从3D医疗图像，例如，多片层CT数据，自动提取肺动 脉树的方法。在这一方法中，通过确定血管的动脉性(arterialness)的局部测度将经分割 的肺血管识别为动脉或静脉。该测度以局部支气管的取向与局部支气管的经分割的肺血管 的取向之间的关系为基础。在将血管识别为肺动脉时，将其添加至肺动脉树。但是，在这种已知方法中，对肺动脉和肺静脉的分类有时会失败。
技术实现思路
提供一种改进的对肺动脉树的至少部分进行分割的方法是有利的。为了更好地解 决这一问题，本专利技术的第一方面给出了一种方法，其包括接收指示支气管树结构的支气管区段的三维位置和取向的支气管树结构的数据 表不；接收指示肺血管结构的肺血管区段的三维位置和取向的肺血管结构的数据表 示；识别由支气管树结构的第一支气管区段和肺血管结构的第一血管区段(604)组 成的一对，其中，第一支气管区段和第一血管区段关于位置和取向而言是相邻的；将第一血管区段识别为肺动脉树的动脉区段；对支气管树结构的至少部分和/或血管结构的至少部分应用空间变换，使得所述 第一支气管区段和所述第一血管区段基本上重合；识别血管结构中与支气管树结构的相应支气管区段重合或相邻的其它(further) 相应血管区段，其中，所述相应支气管区段包含在已被应用了变换的所述支气管树结构的 至少部分中，并且/或者所述其它相应血管区段包含在已被应用了变换的血管结构的至少 部分当中；以及将其它相应血管区段识别为肺动脉树的动脉区段。因为该变换，第一支气管区段和第一血管区段的附近的支气管区段和动脉区段能够得到更好的对准。因此，能够更容易地检测到由其它支气管区段和其它血管区段 组成的其它相邻对。相对于WO 2006/085254中公开的方法而言，这是一种改进，在WO 2006/085254所公开的方法中，肺动脉和肺静脉的分类取决于局部图像属性，例如，一旦由 于局部图像质量不够而遗漏了支气管区段，该分类就会失败。例如，如果给定了支气管树结构的表面模型，那么该变换允许将该表面模型叠加 到血管结构上，从而为用于对肺动脉树进行分割的活动轮廓算法提供非常好的起点。备选地，能够在变换之后检测到由相邻支气管区段和血管区段组成的其它对。这 些其它对可能引起其他的变换。优选按照这种方式从接近气管的支气管区段穿越支气管树 结构，朝向更加远端的支气管区段继续进行，同时对支气管区段的相应子树应用适当的空 间变换。这样，使支气管树结构和肺动脉树自适应地对准，这改进了肺动脉和肺静脉之间的 分离。附图说明将参考附图对本专利技术的这些和其他方面做进一步的阐释和描述，附图中图1是图示识别肺动脉树的至少部分的方法的处理步骤的流程图；图2是用于识别肺动脉树的至少部分的系统的方框图；图3是支气管区段和相邻肺动脉区段的横截面的图示；图4A图示了肺血管结构；图4B图示了支气管树结构；图5图示了与支气管树结构相关的肺血管结构；图6A-6H图示了识别肺动脉树的部分的过程的若干阶段的各方面；并且图7是图示了用于实现识别肺动脉树的至少部分的系统的可能硬件架构的方框 图。具体实施例方式对于哮喘和肺气肿患者的诊断和治疗而言，对气管支气管树和伴行肺动脉树的同 时评定起着非常重要的作用。内部支气管直径与伴行动脉直径的比率是临床实践当中对气 道变窄和/或支气管扩张进行检测和定量测量的重要参数。利用气管支气管树可以使从多片层CT数据的肺动脉树的提取自动化。在存在可 用的支气管树和伴行动脉树的情况下，能够将这些树用于(例如)在虚拟支气管镜检查应 用中的联合可视化。沿这两种树可以完全自动地测量支气管和动脉直径。可以在显示器中 对这些半径的比率表现出异常值的位置做出标记，并提请放射科医师注意，以备进一步的 评定。可以将这里描述的方法和系统实现为(例如)CT扫描器控制台、成像工作站或 PACS工作站的软件选项。可以对所得结果进行可视化显示。这样的显示可以含有(例如) 气管支气管树和肺动脉树的组合以及对潜在患病区域的指示。多排探测器计算机断层摄影(MDCT)允许获取整个胸部的高分辨率数据。所述数 据的质量允许对支气管以及肺动脉树进行评定。肺动脉树的提取是用于(例如)栓塞检测 的重要预处理步骤。而且，在支气管树的定量评定中，伴行动脉树含有能够从MDCT数据提5取的重要额外信息。在文献中给出了用于从多片层CT数据中提取肺血管树以及支气管树的方法。但 是，用于肺动脉的提取的基于种子点的区域扩展法受到遗漏到肺静脉中的影响。由此，可能 很容易将动脉和静脉的交叉误解为血管树的分支点。因此，由这些方法获得的血管树拓扑 可能是不可靠的。通常，气管支气管树和肺血管树的分割是分别执行的，由此在分割结果中并非固 有两种树之间的关系。有可能利用到这样的事实，S卩，肺动脉与支气管平行延伸，而接近支气管的肺静脉 则倾向于与气道近乎直角交叉。可以通过这样一种方式利用该事实，即，对血管树区段进 行搜索，寻找附近的、平行的支气管区段，并且只要发现伴行支气管就将血管区段识别为动 脉。这一程序的缺点在于，对血管区段(其通常是血管树的基本呈线状的部分，而且其起始 于血管树的一分支点而终止于下一分支点)的处置是独立于彼此进行的。由此，只要未发 现支气管(可能例如由于图像噪声或分辨率不够而发生这种情况)，就可能将对应的动脉 区段错误地识别为静脉。由于血管分割中的不精确，可能在医疗图像(例如，CT图像)中， 将静脉和动脉连接起来，而在该处静脉和动脉实际上形成的是分离的结构。因此，最好不要 将所检测到的动脉的动脉性质传播至相邻血管。可以考虑气管支气管树的子树的支气管区段，并将其匹配至血管树，而不是相互 独立地评估血管区段。这允许检测血管结构的整个子树，其中，所述子树对应于所给出的支 气管子树。然后，能够将这一整个的血管子树识别为动脉树的子树。图IA示出了图示可能在实施例中出现的处理步骤的流程图。尽管为了简化附图 按照特定的顺序示出了这些处理步骤，但是有可能按照不同的顺序执行所述步骤。在步骤 100中，(例如)通过用户命令开始所述过程，或者自动开始所述过程。例如，在借助于连接 至计算机系统的CT装置执行数据获取时，自动进行过程的开始，而所述方法设计为借助于 计算机系统执行。图4A、4B、图5和图6A-6H借助于肺树形结构和血管结构的草示了所述过程。 将结合这些附图解释图IA的处理步骤。出于这一目的，将首先提供对这些图的简要说明。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别肺动脉树（４０２）的至少部分的方法，包括：　　接收（１０２）指示支气管树结构（５００）的支气管区段的三维位置和取向的所述支气管树结构的数据表示；　　接收（１０４）指示肺血管结构（４００）的肺血管区段的三维位置和取向的所述肺血管结构的数据表示；　　识别（１０６）由所述支气管树结构的第一支气管区段（６０２）和所述肺血管结构的第一血管区段（６０４）组成的一对，其中，所述第一支气管区段和所述第一血管区段关于位置和取向是相邻的；　　将所述第一血管区段识别（１０８）为肺动脉树的动脉区段；　　对所述支气管树结构的至少部分和／或所述血管结构的至少部分应用（１１０）空间变换，使得所述第一支气管区段和所述第一血管区段基本上重合（６０２’）；　　识别（１１２）所述血管结构中与所述支气管树结构的相应支气管区段（６１０，６１２）重合或相邻的其它相应血管区段（６０６，６０８），其中，所述相应支气管区段包含在已被应用了所述变换的所述支气管树结构的至少部分中，并且／或者所述其它相应血管区段包含在已被应用了所述变换的所述血管结构的至少部分中；以及　　将所述其它相应血管区段识别（１１４）为所述肺动脉树的动脉区段。

【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：TB比洛，R维姆科，
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]