用于分割医学的图像数据的方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于自动分割物体（１）的尤其是心瓣的不平的表面（４）的医学的图像的方法以及装置，具有以下步骤：检测限界物体（１）的不平的表面（４）的界面（２），建立在界面（２）之间展开的模型表面（５ａ），通过距离信息（８）校正模型表面（５），直到形成校正的模型表面（５ｂ），所述距离信息包含关于模型表面（５ａ）和物体（１）的不平的表面（４）之间的距离的信息，并且示出校正的模型表面（５ｂ）。优选根据三维或者四维的图像数据组校正所述模型表面（５ａ），方法将所述物体（１）的三维的立体渲染基本上垂直于模型表面（５ａ）定向，从而可以分析关于模型表面（５ａ）和物体（１）的不平的表面（４）之间的距离的信息，直到形成校正的模型表面（５ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按权利要求1和11所述的用于分割物体的尤其是心瓣的不平的 表面的医学的图像的方法以及装置。在权利要求14中表示适合于此的计算机程序产品。 所述方法和装置尤其适合于示出房室瓣、尤其是二尖瓣，该二尖瓣将心脏的左心房相对于 左心室隔开。在此，对于医学的成像来说特别重要的是，分割二尖瓣的瓣膜，从而三维地或 者-在心脏活动期间-也四维地示出异常现象。
技术介绍
在现有技术中，至今为止只能手动地如此分割不平的表面。例如在 Wiilips QLab 系统中，软件的使用者必须在9-12幅平行的剖面图中画出二尖瓣的瓣膜 的瓣膜轮廓，该剖面图存在于3D/4D-超声波立体数据中，或者说可以根据该超声波立体数 据产生。所述手动画出的瓣膜轮廓然后用于在相应的心瓣的三维视图中示出三维的轮廓。通过使用者手动分割这种不平的表面是麻烦并且缓慢的。此外，不排除使用者在 二维的层图上检测错误的轮廓，使得手动检测的表面可能是有缺陷的，其中二维的层图可 能从三维的图像数据组(例如超声波、CT或者MR)中获得。当在拍摄时关于时间的分辨率 不足以识别快速的瓣膜运动时，心脏中的瓣膜也可能在拍摄四维的图像数据组时、也就是 沿着时间轴拍摄的三维的图像数据组时显示两份。如果以层的方式、也就是基于二维的层 图处理所述数据组，则失去了空间上的关系，并且瓣膜的轮廓是不一致的。最后，手动的分割也非常强烈地取决于各个使用者，从而在相同的三维或者四维 的图像数据组中会根据哪个使用者处理数据组而得出不同的结果。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是简化对不平的表面的医学的图像进行的分割，并且使其自 动化，从而在三维或者四维的数据组中实现统一的并且标准化的分割，该分割尽可能精确 地逼近现实。在此，本专利技术从以下条件出发，即已经拍摄了所述物体，并且借助于三维或者 四维的图像数据组进行保存，并且可以借助于已知的3D的立体渲染满意地示出所述物体。本专利技术通过在独立权利要求1和11中的特征部分的特征解决该任务。本专利技术的 优选实施方式在从属权利要求中表示并且在那里要求保护。在权利要求14中表示适合于 实施本专利技术的计算机程序产品。本专利技术从以下条件出发，即已经通过三维或者四维的医学的成像方法拍摄了物体 的不平的表面，从而存在三维或者说四维的图像数据组。这可以是CT图像数据组、MR图像 数据组或者也可以是超声波图像数据组。例如已经存在了由申请人开发的软件“4D MV评 定”，该软件能够根据三维或者四维的图像数据进行立体渲染，从而可以在闭合的状态下很 好地示出该不平的表面、例如心脏二尖瓣的瓣膜。例如在德国的专利申请DE 103 39 979中描述了对此有帮助的方法。在此，可以 如此操作多维数据组中的指针，从而可以考虑三维或者四维的数据组的特定的区域。所述4指针例如可以垂直于二尖瓣的通孔定向，从而可以近似“从上面”考虑所述二尖瓣。由此， 借助于这种方法可以切出物体的任意区域，也就是有待检验的不平的表面，并且用按本发 明的方法进行进一步处理为此，首先检测限界物体的不平的表面的界面。随后，在所述界面之间展开模型表 面，该模型表面优选以最短的路径跨过所述界面的界线。根据距离信息校正所述模型表面， 其中距离信息包含关于模型表面和物体的不平的表面之间的距离的信息，从而从模型表面 出发，形成校正的模型表面，该校正的模型表面尽可能精确地逼近所述物体的不平的表面。 随后，所述校正的模型表面可以以已知的模型以三维或者四维的方式示出。在心瓣的视图中，不平的表面通常由至少一个第一部分表面(第一瓣膜)以及第 二部分表面(第二瓣膜)构成，所述部分表面分别弯曲并且借助于分隔线(瓣膜的闭合线) 相互分开。所述校正的模型表面可以在示出之前沿着该分隔线分成至少两个部分表面，从 而可以单个地示出每个瓣膜。所述界面尤其是封闭的线，使得模型表面跨过所述不平的表面。按本专利技术的优选 实施方式根据三维或者四维的图像数据组来检测所述界面，在所述图像数据组中自动地检 测在该数据组中的标记。所述标记限界了不平的表面，并且根据本专利技术内插成连续的线。在分割心脏的二尖瓣时，自动地检测圆环，该圆环是二尖瓣的封闭的界面。这可以 以不同的方式实现一种方案在于，通过三维的立体数据组的表面渲染来检测该圆环，其中 检测例如心脏的左心室的表面中最大弯曲部位的点，并且将其与连续的线相连接，从而形 成封闭的界面，该界面基本上相应于二尖瓣的圆环。另一方案在于检测合适的剖面，例如借 助于在WO 2005/031655中描述的指针选出与之正交的平面并且在该平面上检测圆环，方 法是相应地检测圆环的界线上的灰度区别。此外，可以选出围绕圆环的并且垂直于二尖瓣 的旋转的剖面图，在该剖面图上选出圆环与剖切平面的交点(所谓的标记)。最后也可以在 纵轴剖面上检测圆环，或者通过前面所述方法的组合进行检测。现在，在所述界面之间展开所述模型表面，其中模型表面本身不必是平的。然而该 模型表面优选以最短的路径连接界面线上的点，可以说形成了张紧的“皮肤”，该皮肤通过 界面展开。当然，该模型表面也可以通过二阶、三阶或者更高阶的函数展开。随后通过距离信息校正所述模型表面。为此引用三维或者四维的图像数据组，其 中物体的三维的立体渲染基本上垂直于模型表面定向，从而可以分析关于模型表面和物体 的不平的表面之间的距离的信息，直到形成校正的模型表面。根据本专利技术的特别的实施方 式，所述距离信息沿着基本上垂直于模型表面的矢量，其中相应地分析不平的表面的三维 的图像数据组的立体渲染。如果例如将由DE 103 39 979A1公开的“指针”基本上垂直于模型表面进行定向， 那么通过立体渲染的深度图表获得了模型表面与不平的表面也就是例如心脏的瓣膜之间 的距离信息。根据本专利技术的另一优选的实施方式，通过距离信息迭代地校正所述模型表面，直 到形成了校正的模型表面。同样也可以至少部分地沿着与模型表面呈锐角倾斜的矢量获得 距离信息，其中物体的三维的立体渲染基本上平行于所述倾斜的矢量定向，从而必要时可 以检测所述表面，所述表面相对于模型表面以及基本上垂直于其的矢量具有侧凹，所述侧 凹借助于这种垂直的矢量不能迭代地逼近。然而，根据倾斜的矢量可以迭代地逼近这种侧凹的表面，其中-从借助于垂直的矢量获得的逼近出发-进一步借助于倾斜的矢量逼近所 校正的模型表面，直到分析这种倾斜的立体渲染的深度图表。根据本专利技术的另一优选的实施方式，所述校正的模型表面在示出之前分成至少两 个部分表面，其中沿着最大弯曲部位的区域、沿着与模型表面和/或类似部分的最大距离 处或者基本上正交的表面法向来分开。由此，自动地检测不平的表面的各个部分表面之间 的分隔线，从而可以单独地示出所述各个部分表面。例如可以根据网格模型示出所述分开 的校正的模型表面，其中也可以连续地示出所述表面关于时间的变化。由此获得了逼近的 部分模型表面的视图，所述部分模型表面反映出了心脏跳动时例如心脏的二尖瓣的运动。例如当另一内部的封闭的界面处于外面的封闭的界面的内部，从而例如在内部形 成“孔”时，也可以通过两个或者更多个界线来展开本专利技术的模型表面的界面。变形的或者 说校正的模型表面同样包含这种“孔”，然而相应地与物体的实际轮廓匹配。本专利技术也涉及一种用于分割物体的例如心瓣的不平的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于分割物体（１）的尤其是心瓣的不平的表面（４）的医学的图像的方法，具有以下步骤：－检测限界物体（１）的不平的表面（４）的界面（２），－建立在界面（２）之间展开的模型表面（５ａ），－通过距离信息（８）校正模型表面（５ａ），直到形成校正的模型表面（５ｂ），所述距离信息包含关于模型表面（５ａ）和物体（１）的不平的表面（４）之间的距离的信息，并且－示出校正的模型表面（５ｂ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格舒默尔斯，
申请(专利权)人：汤姆科技成像系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]