一种用于确定包括内壁及多个不同区域的管状结构的拓扑支撑的评估的方法，该方法包括：（a）获取表示所述管状结构的图像数据；（b）将初始种子放置在从多个不同区域之一中所选择的初始区域中；（c）执行初始区域生长，直到初始生成区域包括内壁的至少一部分和对应于多个不同区域之一的邻近区域的至少一部分为止；（d）开始包括对应于初始区域的初始树节点的树；（e）对于每个邻近区域而言：将随后的种子放置在邻近区域中；执行相应的随后区域生长，直到随后生成区域包括内壁的至少一部分和附加邻近区域的至少一部分为止；并且将对应于邻近区域的树节点添加在该树中；（f）对每个附加邻近区域执行处理步骤（e）；并且（g）根据预定拓扑参数过滤树，从而确定管状结构的拓扑支撑的评估。本发明专利技术还公开了用于评估虚拟结肠镜检查的结肠拓扑的方法的应用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及图像处理，更具体地，涉及用于确定管状结构的拓扑支撑的评估的方法和系统。本专利技术还涉及用于在虚拟结肠镜检查中评估结肠拓扑的方法的应用。
技术介绍
传统内视镜手术通常依靠使用插入病人的身体内的柔性光纤管来可视地检查内 部解剖结构。随后，操作员可以操作解剖结构内的管，以寻找任何解剖结构异常。使用该过程进行结肠镜检查虽然可靠，但都很昂贵并耗费时间。此外，它对于患者来说是一个侵入式、不舒服且有时很痛苦的过程。非侵入式过程(也被称作虚拟结肠镜检查)已经被用于减少侵入式结肠镜过程的上述缺陷的至少其中一个。这些非侵入式过程使用诸如计算机断层扫描(CT)的成像技术获取表示解剖结构的图像数据来进行分析。它们还包含三种类型的患者预处理程序完全导泻准备，旨在通过使用泻药溶液彻底清洁结肠；适度促泻准备，用于液化结肠材料并标记液体材料的任何残留固体；最终的无促泻准备，其中，通过患者喝下的溶液来标记结肠内的材料，诸如基于钡的制剂。已经提出了不同的自动化技术，用于定位诸如结肠内壁的分析下的解剖结构。然而，这些技术通常很难正确地定位结肠内壁的结构，尤其是在其中延伸的空气区域与标记区域之间的界面附近。事实上，如果空气区域-标记区域界面没有被正确底识别，则会导致结肠内壁的识别及位置的泄漏，其受到了很大的关注。例如，位于结肠附近的小肠部分会被分割，并被识别作为结肠的一部分。此外，很差的结肠内壁分割会导致潜在结肠病变的过评估或低评估，这个问题也非常受关注。为了减小上述弊端，已经使用了利用用于识别结肠内壁的相应部分的局部参数的动态算法。例如，公布号2008/0008367所公布的美国专利申请描述了在随后设计分割前执行能够泄漏的初始试验分割的两步分割方法。然而，这种方法需要在界面太厚或不均匀的情况下，适当地检测出空气区域-标记区域界面，该方法可以适当地提供结肠内壁的正确的识别和/或位置。此外，在存在图像获取和/或阻塞性肿瘤期间，在由于患者痉挛而引起患者结肠衰退的情况下，所述方法不能提供整个结肠的正确识别。因此，期望提供将减小上述弊端的至少其中一个的用于确定管状结构的拓扑支撑的评估的改进方法。
技术实现思路
因此，公开了一种用于确定包括内壁或多个不同区域的管状结构的拓扑支撑的评估的方法，所述方法包括(a)获取表示管状结构的图像数据；(b)将初始种子放置在从多个不同区域之一中选择的初始区域中；(C)执行初始区域生长，直到在初始生成区域包括至少一部分内壁或对应于多个不同区域之一的至少一部分邻近区域为止；(d)开始包括对应于初始区域的初始树节点的树；(e)对于每个邻近区域而言，在邻近区域中放置随后的种子，执行相应的随后区域生长，直到随后生成区域包括至少一部分内壁和一部分附加邻近区域；并在树中添加对应于邻近区域的树节点；(f)对于每个附加邻近区域执行处理步骤(e);以及(g)根据预定拓扑阐述过滤树，从而确定管状结构的拓扑支撑的评估。 该方法提供了不依赖于分割参数的管状结构的拓扑支撑的评估，这是很大的优势。所获取的评估允许其需要的更好的最后处理，这也是很大的优势。这个处理可以为用于非限定性实例的随后的分割。此外，所获取的评估可以被用于根据体积渲染处理提供管状结构的精确的3D表示，这是很大的优势。当然，由于不需要分割或图像数据的任意替换，所以3D表示精确地示出了图像数据的2D信息。此外，该方法可以被用于提供管状结构的精确的3D表示，而不依赖于图像数据的预定精确值，这是很大的优势。因此，该方法可以使用多种图像数据类型和多种扫描设备。此外，在一个实施方式中，该方法提供管状结构的拓扑支撑的评估，而不用必须使用不同区域之间的界面，这也是很大的优势。在一个实施方式中，图像数据的获取包括从CT扫描设备接收图像数据。在进一步的实施方式中，图像数据的获取包括从由磁共振成像(MRI)设备、正电子发射断层扫描(PET)设备、X射线设备、超声设备、及其任意组合构成的组中选择的设备接收图像数据。在一个实施方式中，从由体积医学图像数据、体积断层图像数据、及一组平行连续图像平面构成的组中选择图像数据。在一个实施方式中，图像数据表示解剖结构。在一个实施方式中，图像数据包括从由像素和体像素所构成的组中所选择的多个单位图像元素。在一个实施方式中，多个不同区域包括多个第一物质区域和多个第二物质区域。在进一步的实施方式中，初始种子的放置包括从多个第一物质区域之一中选择初始区域。初始区域生长的执行进一步包括从多个第二物质区域之一中选择邻近区域。在又一实施方式中，在相应随后区域生长的执行过程中，附加邻近区域被选择，使得邻近区域和附加邻近区域的每一个都分别属于多个第一物质区域和多个第二物质区域的相应的其中一个。在一个实施方式中，通过定义比初始生成区域的区域生长具有更大兴趣的区域特性的处理通过扫描图像数据的邻近部分来执行其他邻近区域的识别。在一个实施方式中，执行初始区域生长的执行，直到初始生成区域进一步包括管状结构内壁外周围的至少一部分为止。在一个实施方式中，执行相应随后区域生长的执行，直到随后生成区域进一步包括管状结构内壁的外周的至少一部分为止。在一个实施方式中，执行初始区域生长的执行，直到初始生成区域包括初始区域为止。在进一步的实施方式中，执行相应随后区域生长的执行，直到随后生成区域包括 邻近区域为止。在一个实施方式中，区域生长的执行定义了能够进行潜在属于所属区域单位图像元素的处理的给定直径的球形特性。在进一步实施方式中，通过定义具有比在能够进行潜在属于所属区域单位图像元素处理的区域生长中所包括的球形直径更大的给定直径的球形特性的区域生长来进行潜在随后区域的识别。在又一实施方式中，潜在随后区域的扫描识别用于区域的随后区域生长的补充种子。在进一步的实施方式中，补充种子的识别是以密度基标准为基础，元素的数目定义了相同密度基标准的特性或其组合。在一个实施方式中，随后补充种子的识别得到属于已经处理区域的种子元素的识另IJ，其中，仅有拓扑信息被保持并被添加至树，从而防止这样的种子的随后区域生长。在进一步的实施方式中，所述方法进一步包括，在初始区域生长执行前，确定用于第一物质区域的第一物质阈值和用于第二物质区域的第二物质阈值。在一个实施方式中，所述方法包括(i)在从相应区域的其中一个所选择的补充初始区域中放置补充初始种子；(ii)执行补充初始区域生长，直到补充初始生成区域包括内壁的至少一部分及对应于其中一个不同区域的补充邻近区域的至少一部分；(iii)开始包括对应于补充初始区域的初始树节点的补充树；(iv)对于每个补充邻近区域而言在补充邻近区域中放置补充随后种子；执行相应的补充随后区域生长，直到补充随后生成区域包括内壁的至少一部分和补充附加邻近区域的至少一部分为止；并将对应于补充邻近区域的树节点添加在补充树中；(v)对补充附加邻近区域的每一个执行处理步骤(iv);以及(vi)将补充树归组至树。在一个实施方式中，所述方法进一步包括，在初始区域中放置初始种子前，选择初始区域。在进一步的实施方式中，初始区域的选择包括选择邻近管状结构端部的初始区域。在另一个进一步的实施方式中，所述方法进一步包括，在补充初始区域中放置补充初始种子前，选择补充初始区域。在一个实施方式中，补充初始区域的选择包括选择邻近本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：托马斯·伯纳德·帕斯卡尔·文森特，弗洛朗·安德烈·罗伯特·尚德利耶，
申请(专利权)人：道格微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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