專利名稱：用于進(jìn)行輪廓描繪的自動對比度增強(qiáng)的制作方法
用于進(jìn)行輪廓描繪的自動對比度增強(qiáng)
背景技術(shù)：
分割是從圖像中提取解剖形態(tài)的過程。很多醫(yī)學(xué)應(yīng)用需要在從CT、MRT和其他成像設(shè)備中獲取的體積圖像中對標(biāo)準(zhǔn)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割。臨床醫(yī)師或其他專業(yè)人員經(jīng)常使用分割進(jìn)行處置規(guī)劃。例如，分割可被用于放療規(guī)劃，從而可以以期望的劑量向靶標(biāo)組織施加放射處置。目前，可手動執(zhí)行分割，其中臨床醫(yī)師檢查個體圖像切片，并手動畫出在每個切片中的相關(guān)器官的二維輪廓。然后該手繪輪廓合并以產(chǎn)生該相關(guān)器官的三維表示?；蛘?，臨床醫(yī)師可以使用自動算法進(jìn)行分割。然而，在醫(yī)學(xué)體積數(shù)據(jù)集中，大部分結(jié)構(gòu)依然是逐切片地由手動描畫。手工分割乏味且耗時，需要很強(qiáng)的專業(yè)知識來執(zhí)行。例如，對于像頭頸區(qū)放療這樣的一些應(yīng)用而言，分割步驟是臨床工作流程中對患者處理量的主要限制之一。通常，臨床醫(yī)師必須選擇這樣的一張圖像切片，在該圖像中結(jié)構(gòu)清晰可見，且可手動調(diào)整窗位設(shè)置以使圖像中的特定區(qū)更加清晰可見。隨后，在相鄰切片中持續(xù)輪廓描繪過程。由于圖像對比度經(jīng)常隨著切片而變化，因此諸如窗位設(shè)置的可視化設(shè)置必須相應(yīng)地針對每個切片進(jìn)行調(diào)整。針對每個連續(xù)圖像切片或者針對單張圖像切片的各個區(qū)手動調(diào)整窗位設(shè)置是耗時且乏味的。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于進(jìn)行輪廓描繪的自動對比度增強(qiáng)的方法。所述方法包括顯示待分析的體積圖像切片，接收對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫，基于在所述體積圖像切片中被描畫的區(qū)域識別感興趣區(qū)，分析所述感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值以及基于所述體素強(qiáng)度值確定適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。一種系統(tǒng)，其具有顯示器，其顯示待分析的體積圖像切片；用戶接口，其能夠接收對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的用戶描畫；以及處理器，其基于所述用戶描畫識別感興趣區(qū)且分析所述感興趣區(qū)的體素強(qiáng)度值以確定適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其包括能由處理器執(zhí)行的指令集。所述指令集用于顯示待分析的體積圖像切片，接收對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫，基于所述體積圖像切片中被描畫的區(qū)域識別感興趣區(qū)，分析所述感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值以及基于所述體素強(qiáng)度值確定適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的系統(tǒng)的原理圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的方法的流程圖；圖3示出了根據(jù)圖2的方法的窗位設(shè)置對圖像可視化的影響。
具體實施例方式可以參考說明書及附圖來進(jìn)一步理解本文提出的示范性實施例，在附圖中，使用相同的附圖標(biāo)記指示類似的元件。示范性實施例涉及用于在從CT、MRI等獲取的體積圖像中對標(biāo)準(zhǔn)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割的系統(tǒng)和方法。具體而言，本文提出的示范性實施例描述了一種自動調(diào)整體積圖像中的圖像可視化以使靶標(biāo)結(jié)構(gòu)可從鄰近結(jié)構(gòu)中輕易分辨出來的方法。圖1示出了系統(tǒng)100的示范性實施例，所述系統(tǒng)用于自動調(diào)整窗位設(shè)置以使靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)在被分析的圖像切片中最佳可視。系統(tǒng)100包括用于將窗位設(shè)置映射到體素強(qiáng)度值的處理器102、用于顯示體積圖像的顯示器104以及用于畫出從體積圖像切片中被描繪輪廓的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的用戶接口 106。系統(tǒng)100還包括用于存儲圖像和/或窗位設(shè)置的存儲器108。存儲器108可以是任何已知的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)100可以是個人計算機(jī)或任何其他處理裝置。圖2示出了示范性方法200，該方法200包括在步驟210中，將一系列體積圖像裝載入如圖1示出的示范性系統(tǒng)100，以使用戶可以逐切片地分析該系列體積圖像。該系列圖像例如被存儲在系統(tǒng)100的存儲器108中，且被裝載使得該系列圖像被顯示于顯示器104上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，顯示器104每次可顯示該系列圖像的一個或多個切片。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)裝載該系列圖像時，處理器102可確定存在于被裝載的該系列圖像中的圖像切片的數(shù)目(N)。在步驟220中，用戶觀察并分析該系列圖像的切片以識別靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)。在步驟230中，用戶在圖像切片上畫出解剖結(jié)構(gòu)，從而描畫出靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)。用戶通過用戶接口 106在圖像上繪畫。用戶接口 106例如包括鼠標(biāo)，用以通過勾畫靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)來指向并點擊感興趣區(qū)。顯示器104或者可包括觸摸感應(yīng)，從而使得用戶可使用手寫筆或其他可檢測的觸摸機(jī)構(gòu)通過顯示器104直接在圖像上繪畫。在步驟MO中，處理器102識別感興趣區(qū)。感興趣區(qū)被識別為圖像中通過用戶繪畫的圖像區(qū)域而確定的一部分。然后在步驟250中，處理器102分析在感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值。通過由處理器102繪出的強(qiáng)度直方圖來分析體素強(qiáng)度值。本領(lǐng)域熟知的是，體素表示三維空間中的體積元素。強(qiáng)度直方圖是示出了在圖像中發(fā)現(xiàn)的每個不同強(qiáng)度值處的該圖像中的體素數(shù)量的圖表。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，灰度圖像中可以存在從最暗的黑色到最亮的白色之間的寬范圍的強(qiáng)度值。例如，如圖3A所示，示出了其中頸部是感興趣區(qū)且頸椎是靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的圖像切片的強(qiáng)度直方圖。同樣示出了該圖像切片的當(dāng)前窗位設(shè)置。基于在步驟250中分析的體素密度值，在步驟沈0中導(dǎo)出了該感興趣區(qū)的最佳可視性的適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。窗位設(shè)置例如基于在感興趣區(qū)中的最大和最小圖像灰度值來定義。在最大和最小灰度值之間的間隔可被映射到能夠以線性方式顯示的間隔。例如，最小值可被映射為純黑，而最大值可被映射為純白，以給顯示器104上顯示的圖像提供更大的對比度。或者，可使用非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)來增強(qiáng)沿著所顯示圖像的邊沿的顯示對比度。如圖3B所示，適當(dāng)調(diào)整窗位設(shè)置增加了圖像的顯示對比度。在步驟270中，根據(jù)在步驟沈0中導(dǎo)出的適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置來調(diào)整該圖像切片的當(dāng)前窗位設(shè)置。如圖3B所示，調(diào)整窗位設(shè)置使得感興趣區(qū)中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)已增加了可視性。因此，靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)更易于由用戶描畫，從而增加了分割過程的精確度。在調(diào)整當(dāng)前窗位設(shè)置時，用戶可以繼續(xù)描畫靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)，方法200回到步驟230，使得處理器102相應(yīng)于步驟240-270繼續(xù)識別感興趣區(qū)和調(diào)整窗位設(shè)置。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)用戶在圖像切片中描畫靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)時，窗位設(shè)置繼續(xù)自動調(diào)整。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，可以在用戶對靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的任何描畫之前調(diào)整窗位設(shè)置。在靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)未被描畫的情況下，方法200從步驟220直接跳到步驟M0，依照所顯示的整個圖像切片識別感興趣區(qū)。在步驟250中分析整個圖像切片的體素密度值，在步驟沈0中導(dǎo)出適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置，且相應(yīng)地在步驟270中改變窗位設(shè)置。一旦窗位設(shè)置已被調(diào)整，方法200回到步驟230，使得用戶可開始對靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫。一旦用戶在圖像切片中已經(jīng)完全描畫了靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)，圖像切片(其包括示出所描畫的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的標(biāo)記)可在步驟觀0中存儲于存儲器108中，從而在用戶已經(jīng)描畫該系列圖像中的每個圖像切片之后，可以對該系列圖像進(jìn)行隨后的處理以進(jìn)行輪廓描繪。對應(yīng)于圖像切片的適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置也可被存儲于存儲器108中。只要待分析和繪畫的該系列圖像中存在額外的切片，就自動調(diào)整一個切片到另一切片的窗位。因此，當(dāng)存在額外的切片時，方法200回到步驟220。在步驟220中，處理器102在顯示器104上顯示待分析的圖像切片。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對于方法200的每次循環(huán)，處理器102顯示該系列圖像仍未被分析的切片，使得每個后續(xù)的循環(huán)顯示該系列圖像的一個新切片。在顯示另一切片之后，方法200回到步驟220。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，方法200將持續(xù)N-I次從步驟觀0回到步驟200。然而，在第N次，方法200進(jìn)行到步驟四0，在這里處理器102對該系列圖像的每個圖像切片中的已描畫的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，以對三維靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行輪廓描繪。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，用戶可通過用戶接口 106根據(jù)用戶偏愛調(diào)整參數(shù)設(shè)置。例如，用戶可確定是否描畫該系列圖像中的每個圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)，從而使得僅有該系列圖像中的一個子集圖像切片可被描畫。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，用戶還可以在必要時對窗位設(shè)置作手動調(diào)整。如上所述，對窗位設(shè)置的手動調(diào)整可以與窗位設(shè)置的自動改變進(jìn)行結(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，示范性實施例或示范性實施例的部分可由存儲于計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的指令集實現(xiàn)，所述指令集由處理器執(zhí)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不脫離本公開的精神或范圍的情況下，可對所公開的示范性實施例、方法和替代方案作出各種改動。因此，本公開旨在覆蓋了落在權(quán)利要求書及其等同的范圍內(nèi)的改動和變型。還應(yīng)當(dāng)注意，依據(jù)PCT第6. 2(b)條，權(quán)利要求書可包括附圖標(biāo)記。然而，本權(quán)利要求書不應(yīng)被解釋為局限于與附圖標(biāo)記對應(yīng)的示范性實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于進(jìn)行輪廓描繪的自動對比度增強(qiáng)的方法，其包括顯示(220)待分析的體積圖像切片；接收(230)對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫；基于在所述體積圖像切片中被描畫的區(qū)域識別(MO)感興趣區(qū)；分析(250)所述感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值；以及基于所述體素強(qiáng)度值確定(260)適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括基于所述適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置調(diào)整O70)當(dāng)前的窗位設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在存儲器中存儲(210) —系列體積圖像，其中，所述體積圖像切片是該系列體積圖像之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，自動確定從一個體積圖像切片到另一個體積圖像切片的適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在描畫所述靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)時連續(xù)地識別所述感興趣區(qū)，分析所述感興趣區(qū)的所述體素強(qiáng)度值并確定所述適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，分析所述體素強(qiáng)度值包括形成強(qiáng)度直方圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在存儲器中存儲(觀0)被完全描畫的圖像切片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括基于被描畫的一系列圖像切片對所述靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行輪廓描繪(290)，所述被描畫的一系列圖像切片包括被完全描畫的圖像切片。
9.一種系統(tǒng)，其包括顯示器(104)，其顯示待分析的體積圖像切片；用戶接口(106)，其能夠接收對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的用戶描畫；以及處理器(102)，其基于所述用戶描畫識別感興趣區(qū)，且分析所述感興趣區(qū)的體素強(qiáng)度值以確定適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述處理器(102)基于所述適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置調(diào)整當(dāng)前的窗位設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其還包括在存儲器中存儲一系列體積圖像的存儲器(108)，其中，所述體積圖像切片是該系列體積圖像之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲器(108)存儲被完全描畫的體積圖像切片。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(102)自動確定從一個體積圖像切片到另一個體積圖像切片的適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(102)在所述靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)被描畫時連續(xù)地識別所述感興趣區(qū)，分析所述感興趣區(qū)的所述體素強(qiáng)度值并確定所述適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(10 形成強(qiáng)度直方圖以分析所述體素強(qiáng)度值。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(102)基于被描畫的一系列圖像切片對所述靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行輪廓描繪，所述被描畫的一系列圖像切片包括被完全描畫的圖像切片。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口包括觸摸感應(yīng)屏。
18.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其包括能由處理器(10 執(zhí)行的指令集，所述指令集用于顯示(220)待分析的體積圖像切片；接收(230)對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫；基于在所述體積圖像切片中被描畫的區(qū)域識別(MO)感興趣區(qū)；分析(250)所述感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值；以及基于所述體素強(qiáng)度值確定(260)適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
全文摘要
一種用于進(jìn)行輪廓描繪的自動對比度增強(qiáng)的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法包括顯示待分析的體積圖像切片、接收對所述體積圖像切片中的靶標(biāo)解剖結(jié)構(gòu)的描畫、基于在所述體積圖像切片中被描畫的區(qū)域識別感興趣區(qū)、分析所述感興趣區(qū)中的體素強(qiáng)度值以及基于所述體素強(qiáng)度值確定適當(dāng)?shù)拇拔辉O(shè)置。
文檔編號G06T5/00GK102369555SQ201080015587
公開日2012年3月7日 申請日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者D·貝斯特羅夫, H·舒爾茨 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司