專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像數(shù)據(jù)分割的制作方法
圖像數(shù)據(jù)分割以下大體涉及分割圖像數(shù)據(jù)并且針對(duì)計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)的具體應(yīng)用進(jìn)行了描述；然而，本文也預(yù)期其他成像模態(tài)，例如，核磁共振成像(MRI)、3D X射線、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射斷層攝影(SPECT)、超聲(US)和/或其他成像模態(tài)。己使用成像來(lái)生成表示人類(lèi)和動(dòng)物患者中的感興趣組織和解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像數(shù)據(jù)。在一個(gè)應(yīng)用中，感興趣組織包括腫瘤、血管、動(dòng)脈瘤等。關(guān)于腫瘤，圖像數(shù)據(jù)己被用于識(shí)別和/或評(píng)估腫瘤，包括腫瘤治療前和治療后的生長(zhǎng)、發(fā)展、成效等。從體積圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別和/或提取與腫瘤對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的 一種技術(shù)是3D分割?？傮w來(lái)說(shuō)，3D分割包括在從體積圖像數(shù)據(jù)中生成的一個(gè)或多個(gè)2D橫截面(例如，軸向橫截面、冠狀橫截面和/或矢狀橫截面)內(nèi)定義腫瘤的2D輪廓(例如，通過(guò)線、曲線等)并且將所述(一條或多條)輪廓傳播通過(guò)體積圖像數(shù)據(jù)。通過(guò)一種3D分割方法，由用戶(hù)結(jié)合圖像數(shù)據(jù)通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)手動(dòng)定位分割種子點(diǎn)，并且所述種子自動(dòng)生長(zhǎng)到感興趣結(jié)構(gòu)的周界。在另一方法中，由用戶(hù)例如通過(guò)鼠標(biāo)拖曳或鼠標(biāo)滾輪來(lái)手動(dòng)定位諸如圓、矩形等的預(yù)定義幾何對(duì)象并為其指定尺寸，以描繪感興趣結(jié)構(gòu)的周界的輪廓。一旦被定義之后，就可以確定感興趣組織的各種信息，例如，尺寸、形狀、長(zhǎng)度等。使用這樣的3D分割算法，分割應(yīng)用可能很難正確地識(shí)別圖像數(shù)據(jù)中的哪個(gè)(或哪些)結(jié)構(gòu)是用戶(hù)選擇的(一個(gè)或多個(gè))結(jié)構(gòu)(例如，大或小，有或沒(méi)有鄰近結(jié)構(gòu)等)。后果是，一個(gè)分割應(yīng)用要求用戶(hù)定義分割種子點(diǎn)和指示感興趣結(jié)構(gòu)的大體尺寸的幾何形狀。遺憾的是，后者分割需要用戶(hù)的額外步驟(S卩，至少兩次鼠標(biāo)點(diǎn)擊、鼠標(biāo)拖曳和/或滾輪轉(zhuǎn)動(dòng))，這可能增加分割時(shí)間并且易于出錯(cuò)。此外，盡管幾何形狀尺寸可以提供最終分割結(jié)果的指示，但是分割結(jié)果仍會(huì)在一定程度上出乎用戶(hù)的意料并且可能以一種非線性的方式依賴(lài)于幾何形狀。因而，用戶(hù)可能必須重復(fù)點(diǎn)擊的動(dòng)作幾次以設(shè)定種子點(diǎn)及設(shè)定幾何形狀直到獲得感興趣組織的合適輪廓。鑒于至少以上內(nèi)容，存在一種對(duì)新的和創(chuàng)造性的圖像數(shù)據(jù)分割技術(shù)的未解決的需求。本申請(qǐng)的各方面解決如上所述的問(wèn)題及其他。根據(jù)一個(gè)方面，一種用于分割圖像數(shù)據(jù)的方法包括識(shí)別體積圖像數(shù)據(jù)的橫截面中與感興趣組織對(duì)應(yīng)的2D邊界起始位置,其中，通過(guò)圖形指針(pointer)相對(duì)于所述橫截面的當(dāng)前位置來(lái)識(shí)別所述起始位置；基于所述起始位置生成所述感興趣組織的預(yù)覽2D邊界；顯示疊加在所述橫截面上的所述預(yù)覽2D邊界；以及在所述圖形指針的位置相對(duì)于所述橫截面變化時(shí)，更新所顯示的預(yù)覽2D邊界。根據(jù)另一方面，分割器包括處理器，所述處理器結(jié)合所顯示的橫截面基于所顯示的指針的當(dāng)前位置，確定體積圖像數(shù)據(jù)的所顯示的橫截面中感興趣組織的實(shí)時(shí)2D邊界，其中，所述實(shí)時(shí)2D邊界隨所顯示的指針的當(dāng)前位置變化而變化。根據(jù)另一方面，一種以指令編碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述指令被計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，其令計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行以下的動(dòng)作基于2D邊界的實(shí)時(shí)預(yù)覽執(zhí)行體積圖像數(shù)據(jù)中感興趣組織的3D分割，所述2D邊界的實(shí)時(shí)預(yù)覽僅基于鼠標(biāo)指針相對(duì)于所述感興趣組織的位置而生成。
本發(fā)明可以采用各種部件和部件的布置以及步驟和步驟的安排的形式。附圖
僅出于圖示優(yōu)選的實(shí)施例的目的且并不旨在限制本發(fā)明。圖I圖示了結(jié)合圖像數(shù)據(jù)分割器的成像系統(tǒng)。圖2圖示了示范性圖像數(shù)據(jù)分割器。圖3圖示了用于分割體積圖像數(shù)據(jù)的示范性方法。圖4圖示了用于針對(duì)3D分割確定2D邊界的示范性方法。
圖5圖示了用于基于2D邊界分割體積圖像數(shù)據(jù)的示范性方法。以下大體涉及實(shí)時(shí)地生成和顯示一個(gè)或多個(gè)實(shí)時(shí)預(yù)覽2D邊界(基于當(dāng)前狀態(tài)信息創(chuàng)建的邊界)和使用2D邊界中選擇(即，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或其他方式)的一個(gè)用于在三個(gè)維度上的體積圖像數(shù)據(jù)中感興趣組織的3D分割。這允許通過(guò)簡(jiǎn)單地將鼠標(biāo)或其他指針懸停在圖像數(shù)據(jù)上并且一旦定位合適的2D邊界就經(jīng)由鼠標(biāo)點(diǎn)擊或其他方式來(lái)選擇2D邊界而識(shí)別合適的2D邊界。然后基于所選擇的2D邊界可以自動(dòng)生成3D分割。圖I圖示了成像系統(tǒng)100，例如，計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器。成像系統(tǒng)100包括固定機(jī)架102和被固定機(jī)架102能旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)機(jī)架104。旋轉(zhuǎn)機(jī)架104關(guān)于縱軸或ζ軸繞檢查區(qū)域106旋轉(zhuǎn)。輻射源108，例如X射線管，由旋轉(zhuǎn)機(jī)架104支撐并且隨旋轉(zhuǎn)機(jī)架104旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射穿過(guò)檢查區(qū)域106的輻射。輻射敏感探測(cè)器陣列110探測(cè)輻射源108發(fā)射的穿過(guò)檢查區(qū)域106的輻射并且生成指示探測(cè)到的輻射的投影數(shù)據(jù)。重建器112重建投影數(shù)據(jù)并且生成指示檢查區(qū)域106的體積圖像數(shù)據(jù)。支撐114，例如榻，支撐檢查區(qū)域106中的對(duì)象或受試者。支撐114能夠沿x、y和ζ軸方向移動(dòng)。通用目的計(jì)算系統(tǒng)用作操作者控制臺(tái)116，該控制臺(tái)116包括諸如顯示器和/或打印機(jī)的人類(lèi)可讀輸出設(shè)備和諸如鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)的輸入設(shè)備。駐留于控制臺(tái)116上的軟件允許操作者控制系統(tǒng)100的操作，例如，通過(guò)允許操作者選擇運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償協(xié)議、開(kāi)始掃描等。分割器118分割圖像數(shù)據(jù)，例如來(lái)自成像系統(tǒng)100和/或其他裝置的圖像數(shù)據(jù)。這包括基于不同參考位置動(dòng)態(tài)地確定和呈現(xiàn)針對(duì)感興趣組織的一個(gè)或多個(gè)候選或預(yù)覽二維(2D)邊界以用于選擇，和/或使用這樣的2D分割邊界中所選擇的一個(gè)來(lái)執(zhí)行體積圖像數(shù)據(jù)中的感興趣組織的三維(3D)分割。如以下更加詳細(xì)地描述的，在一個(gè)實(shí)例中，結(jié)合顯示圖像數(shù)據(jù)的監(jiān)視器，基于諸如鼠標(biāo)光標(biāo)的用戶(hù)位置標(biāo)記的當(dāng)前定位，實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)確定和實(shí)況呈現(xiàn)(例如，在確定它們時(shí)呈現(xiàn))候選2D邊界。實(shí)況2D邊界追蹤參考位置并且隨其變化。3D分割符合所選擇的候選2D分割。以下允許用戶(hù)預(yù)覽和/或操縱分割。在替代地使用參考種子或幾何形狀來(lái)定義初始條件的配置中，執(zhí)行分割并且隨后將其呈現(xiàn)給用戶(hù)，并且所述分割可能會(huì)在一定程度上出乎用戶(hù)的意料。如此，在得到可接受的分割結(jié)果(如果有的話)之前可能需要執(zhí)行幾個(gè)分割迭代。將要理解，分割器118可以是具有一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))的一部分或與其集成，所述處理器運(yùn)行編碼在或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的一條或多條指令以實(shí)施其功能。例如，在一個(gè)實(shí)例中，分割器118是控制臺(tái)116的部分。在仍又一實(shí)例中，分割器118駐留在遠(yuǎn)離成像裝置100的計(jì)算設(shè)備中，例如工作站、計(jì)算機(jī)等。盡管以上是關(guān)于CT數(shù)據(jù)描述的，但應(yīng)該理解，也可以由分割器118為其他成像數(shù)據(jù)，例如MRI、X光照相術(shù)、PET、SPECT、US和/或其他成像數(shù)據(jù)重定格式。此外，分割器118可包括重建投影數(shù)據(jù)和/或可以處理投影數(shù)據(jù)的重建器。圖2圖示了示范性分割器118。分割器118包括接口 202，該接口 202用于接收數(shù)據(jù)和/或信息，例如體積圖像數(shù)據(jù)、與用戶(hù)輸入對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)和/或其他數(shù)據(jù)和/或信息。呈現(xiàn)部件204被配置為呈現(xiàn)或顯示(例如，通過(guò)監(jiān)視器等)以下中的一個(gè)或多個(gè)體積圖像數(shù)據(jù)、本文中的2D橫截面、2D邊界、3D分割、2D邊界統(tǒng)計(jì)結(jié)果、3D分割統(tǒng)計(jì)結(jié)果、諸如鼠標(biāo)或其他指針的圖形指針、和/或其他信息和/或數(shù)據(jù)。 映射器206將所顯示的圖形指針的位置映射到圖像數(shù)據(jù)。例如，圖形指針指向組織的特定區(qū)域，例如感興趣組織的周界或中心，映射器206將所顯示的圖形指針的位置映射到組織的特定區(qū)域。如以下更加詳細(xì)地描述的，映射可被用作針對(duì)圖像數(shù)據(jù)中與組織對(duì)應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)的預(yù)覽2D邊界確定的起始點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，映射器206持續(xù)地或周期性地(例如，以預(yù)定追蹤速率)映射所述位置。在這一實(shí)例中，所映射的位置信息總是對(duì)應(yīng)于圖形指針的當(dāng)前位置。因而，如果圖形指針移動(dòng)了，那么映射器206追蹤該移動(dòng)，隨指針移動(dòng)映射該位置。在另一實(shí)例中，可以鎖定或保持當(dāng)前位置，使得映射器206不隨指針移動(dòng)而更新所述位置映射。2D橫截面選擇器208選擇體積成像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)感興趣橫截面。橫截面可以是軸向取向、冠狀取向或矢狀取向，或者是其他任意傾斜的取向。橫截面可以是平面的或曲線的。橫截面可以基于用戶(hù)輸入、自動(dòng)地和/或其他方式來(lái)選擇。橫截面可以從所顯示的體積圖像數(shù)據(jù)和/或所顯示的其橫截面中選擇。2D邊界確定器210在所選擇的橫截面中確定感興趣組織的預(yù)覽2D邊界或輪廓。在一個(gè)實(shí)例中，所述2D邊界確定器210基于2D切片中例如如映射器206所確定的圖形指針的當(dāng)前位置確定所述邊界。如以下更加詳細(xì)地描述的，2D邊界確定器210可以使用當(dāng)前位置作為用于確定2D邊界的起始點(diǎn)或其他點(diǎn)。以上允許用戶(hù)移動(dòng)或懸停通過(guò)呈現(xiàn)部件204顯示的圖形指針至所呈現(xiàn)的圖像數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于特定組織的各種位置，其中，針對(duì)當(dāng)前指針位置圖形地呈現(xiàn)組織的2D邊界預(yù)覽。在一個(gè)實(shí)例中，所顯示的2D邊界追蹤所顯示的指針的位置和/或與其基本上同時(shí)變化。用戶(hù)可以移動(dòng)圖形指針直到呈現(xiàn)出期望的或滿(mǎn)意的邊界(例如，用戶(hù)認(rèn)為滿(mǎn)意的輪廓)并且然后選擇該期望的邊界。2D邊界確定器210可以采用算法庫(kù)214中的2D邊界算法(2D)212和/或其他算法。使用2D邊界選擇器216選擇預(yù)覽2D邊界。2D邊界可以通過(guò)鼠標(biāo)指針點(diǎn)擊或用戶(hù)提供的其他選擇輸入來(lái)選擇。在一個(gè)實(shí)例中，一旦選擇了 2D邊界，指針可以在不引起基于當(dāng)前指針位置創(chuàng)建2D邊界的情況下移動(dòng)。在另一實(shí)例中，可以在結(jié)合指針的當(dāng)前位置預(yù)覽其他2D邊界時(shí)保持(并顯示)所選擇的2D邊界?？梢詫?duì)所選擇的2D邊界取消選擇和/或進(jìn)行修改。3D分割器218基于所選擇的2D邊界分割體積數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)例中，這包括針對(duì)感興趣組織將2D邊界傳播通過(guò)體積圖像。在另一實(shí)例中，針對(duì)多個(gè)不同切片(例如，兩個(gè)或更多個(gè)，包括所有)確定2D邊界，并且多于一個(gè)2D邊界通過(guò)體積圖像數(shù)據(jù)。所述3D分割器218可采用算法庫(kù)214中的3D分割算法(3D) 220和/或其他算法。
圖3圖示了用于在體積圖像數(shù)據(jù)中在三個(gè)維度上分割感興趣組織的方法。在302，顯示體積(3D)圖像數(shù)據(jù)。如本文中所描述的，合適的圖像數(shù)據(jù)包括但不限于，通過(guò)CT、MRI、X射線照相術(shù)、PET、SPECT、US等成像模態(tài)中的一個(gè)或多個(gè)所生成的數(shù)據(jù)。在304，從體積圖像數(shù)據(jù)中選擇感興趣的2D橫截面。所述2D橫截面以軸向的、冠狀的、矢狀的或傾斜的視圖或格式顯示。在另一實(shí)施例中，所述2D橫截面以軸向的、冠狀的、矢狀的或傾斜的視圖或格式中的兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)顯示。在306，結(jié)合所顯示的2D橫截面識(shí)別參考感興趣區(qū)域(或邊界種子或點(diǎn))。如本文中所描述地，在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)鼠標(biāo)指針或其他圖形指針識(shí)別所述參考感興趣區(qū)域。例如，所述參考感興趣區(qū)域可以被定義為鼠標(biāo)指針之下或其指向的區(qū)域。在308，基于當(dāng)前參考感興趣區(qū)域確定感興趣組織的2D邊界。用于確定2D邊界的參考感興趣區(qū)域隨著例如通過(guò)用戶(hù)選擇性地將鼠標(biāo)指針懸停在圖像數(shù)據(jù)之上的鼠標(biāo)位置相對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的改變而變化。 在310，結(jié)合所顯示的2D橫截面顯示預(yù)覽2D邊界。例如，2D邊界可以疊加或覆蓋在結(jié)合感興趣組織的2D橫截面上。在312，如果要識(shí)別另一參考感興趣區(qū)域，那么針對(duì)新的參考感興趣區(qū)域重復(fù)動(dòng)作308和310。可以通過(guò)在2D圖像數(shù)據(jù)的不同位置上移動(dòng)或懸停指針來(lái)選擇另一參考區(qū)域。應(yīng)該理解，邊界確定(動(dòng)作308)可以足夠快以允許它的顯示(動(dòng)作310)是接近實(shí)時(shí)的(實(shí)況分割)。例如，當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)鼠標(biāo)指針時(shí)，計(jì)算并顯示2D邊界，使得對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)似乎與鼠標(biāo)指針的定位接近同時(shí)地顯示邊界。此外，可以確定和顯示針對(duì)2D邊界的一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在步驟314，如果沒(méi)有選擇2D邊界，則重復(fù)動(dòng)作312。如果選擇了 2D邊界(例如，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或其他方式)，那么在步驟316，基于2D邊界在3D體積圖像數(shù)據(jù)中分割感興趣組織?？梢詫?duì)所選擇的2D邊界取消選擇和/或進(jìn)行改變。在步驟318，結(jié)合體積圖像數(shù)據(jù)顯示3D分割。也可顯示針對(duì)3D分割的一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。圖4結(jié)合圖3中的動(dòng)作310圖示了用于確定2D邊界的方法。各種參數(shù)可能會(huì)影響2D邊界。這樣的參數(shù)包括但不限于以下中的一個(gè)或多個(gè)2D邊界直徑范圍、梯度處的霍斯菲耳德氏單位(HU)范圍、溶液區(qū)域內(nèi)的HU、梯度方向、諸如針對(duì)向內(nèi)和/或向外的梯度方向的權(quán)重的權(quán)重、區(qū)域的平滑度和/或其他參數(shù)。在402，識(shí)別參考(種子)感興趣區(qū)域周?chē)膮^(qū)域。該區(qū)域可以基于2D邊界直徑范圍和/或其他參數(shù)。如果在極坐標(biāo)或柱坐標(biāo)系(φ，ρ)中還沒(méi)有對(duì)應(yīng)該區(qū)域的數(shù)據(jù)的話，那么所述數(shù)據(jù)被重采樣或被格式化到這樣的坐標(biāo)系?？蛇x地，所述數(shù)據(jù)可以保持在或變換到笛卡爾(X、y和ζ)或其他坐標(biāo)系。在404，從參考感興趣區(qū)域向外徑向投射射線通過(guò)所述區(qū)域。所述射線可能是或可能不是以相同角度分開(kāi)。在406，結(jié)合所述區(qū)域，針對(duì)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定徑向步長(zhǎng)(例如，1/2像素大小)生成梯度圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，僅在例如朝向目標(biāo)的單一方向上將梯度計(jì)算為徑向?qū)?shù)。任選地，可以在從梯度圖像中確定最短路徑之前對(duì)梯度圖像應(yīng)用平滑算法。任選地，可以對(duì)梯度應(yīng)用權(quán)重(例如，基于強(qiáng)度的、基于方向的、基于到種子的距離的，等等)。通過(guò)示例的方式，如果參考區(qū)域處的圖像灰度值等于預(yù)定HU密度則應(yīng)用第一權(quán)重(例如,一(I)),否則的話應(yīng)用第二權(quán)重(例如,小于一(I),例如零(O))。在另一范例中，對(duì)于具有與期望方向相反的方向的梯度，可能會(huì)減小梯度幅度，例如，降低百分之五十或其他量。在另一范例中，權(quán)重隨到參考區(qū)域的距離而減小。在408，來(lái)自梯度圖像的梯度點(diǎn)被識(shí)別為邊界起始點(diǎn)(Pl= (φ,p))。在一個(gè)實(shí)例中，起始點(diǎn)被選擇為具有最大梯度的梯度點(diǎn)。額外地或可選地，基于權(quán)重選擇起始點(diǎn)，例如，基于相對(duì)于參考區(qū)域的距離和/或歸一化的權(quán)重。在另一實(shí)例中，可以用其他方式確定起始點(diǎn)。額外地或可選地，識(shí)別多于一個(gè)的起始點(diǎn)。在該實(shí)例中，可以針對(duì)多于一個(gè)的起始點(diǎn)確定邊界。在步驟410，基于梯度圖像確定與起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)(ρ2=(φ+2π，ρ)之間的點(diǎn)(例如,36,72,108等)相關(guān)聯(lián)的代價(jià)。在一個(gè)實(shí)例中，從點(diǎn)P開(kāi)始，針對(duì)一個(gè)或多個(gè)近 鄰(例如，來(lái)自八個(gè)2D-近鄰或它的子集)確定路徑代價(jià)C(p’ )作為當(dāng)前代價(jià)C(p)+當(dāng)前點(diǎn)P和近鄰點(diǎn)P’之間的歐幾里得距離D(|p-p’ I)乘以這一近鄰的局部代價(jià)函數(shù)C(p’)=C(p)+D (I p-p’ I) *Max (I, MaxCost-localCost (p’))。代價(jià)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，例如，在代價(jià)圖或類(lèi)似物中。沿較高梯度線或其他代價(jià)函數(shù)的代價(jià)可能會(huì)較低。各點(diǎn)之間的間隔可能相同或可能不同?？梢酝ㄟ^(guò)內(nèi)插(例如，三線、樣條、最近鄰等)、外插和/或其他方式來(lái)生成額外的點(diǎn)。使用柱坐標(biāo)，具有平的代價(jià)函數(shù)(即，沒(méi)有梯度)的區(qū)域?qū)⑨槍?duì)大體平緩的退化自動(dòng)形成圓弧。額外地或可選地，可以在笛卡爾坐標(biāo)或其他坐標(biāo)中確定代價(jià)路徑。在另一實(shí)例中，可以使用局部熵作為代價(jià)函數(shù)中負(fù)的項(xiàng)。這可以改善梯度定義的不好的區(qū)域。高的局部熵對(duì)應(yīng)于無(wú)方向的梯度并且避免了切割通過(guò)具有低的熵的平滑區(qū)域。在412，基于最低代價(jià)路徑生成2D邊界。在一個(gè)實(shí)例中，基于最低代價(jià)點(diǎn)從結(jié)束點(diǎn)到起始點(diǎn)往回描繪邊界。在另一實(shí)例中，從起始點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)描繪2D邊界或者以其他方式確定。在一個(gè)實(shí)施例中，2D邊界高度依賴(lài)于參考感興趣區(qū)域，這給予用戶(hù)相對(duì)較高度的操縱性和可變性。在另一實(shí)施例中，2D邊界與參考感興趣區(qū)域高度不相關(guān)，這可能便于定位局部或全局最優(yōu)結(jié)果。在另一實(shí)施例中，可以與同樣用于確定2D邊界的任意平面(例如，法向矢量)一起提供參考感興趣區(qū)域。如果需要，則變換2D邊界的坐標(biāo)，例如，從柱坐標(biāo)到笛卡爾坐標(biāo)。在414，顯示2D邊界，例如，覆蓋或疊加在所呈現(xiàn)的橫截面圖像數(shù)據(jù)上。2D邊界可以由用戶(hù)手動(dòng)地修改。例如，用戶(hù)可以改變邊界形狀、尺寸、位置等。也可鎖定所顯示的邊界，使得移動(dòng)圖形指針不會(huì)導(dǎo)致所疊加的邊界的視覺(jué)損失。在另一實(shí)施例中，鎖定所顯示的邊界的第一子部分(例如，最接近圖形指針的25%)并且邊界的其他部分在被鎖定前可以自
由更新。在416，任選地，基于2D邊界生成各種信息并隨其顯示。合適信息的范例包括但不限于有界區(qū)域的面積、有界區(qū)域的質(zhì)心、有界區(qū)域的長(zhǎng)軸、有界區(qū)域的短軸、有界區(qū)域的霍斯菲耳德均值、有界區(qū)域的霍斯菲耳德四分值、最小傾斜邊界框和/或其他信息。可以與橫截面圖像數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)結(jié)合地覆蓋或疊加所述信息中的一些或全部。在另一范例中，所述信息可以通過(guò)信號(hào)傳遞到存儲(chǔ)介質(zhì)和一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備。
圖5結(jié)合圖3中的動(dòng)作318圖示了用于生成3D分割的示范性方法。在502，圍繞參考感興趣區(qū)域生成具有徑向梯度的多條球面射線?？梢栽跇O坐標(biāo)、笛卡爾坐標(biāo)和/或其他坐標(biāo)中確定所述射線。在圖示的實(shí)施例中，將所述2D邊界的坐標(biāo)從笛卡爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)。在另一實(shí)施例中，將所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到其他坐標(biāo)系。在另一實(shí)施例中，沒(méi)有轉(zhuǎn)換所述坐標(biāo)。在504，確定包封所述參考感興趣區(qū)域的最小代價(jià)的表面。在一個(gè)實(shí)例中，這通過(guò)使用反比于圖像梯度的階梯代價(jià)，以最低累計(jì)路徑代價(jià)優(yōu)先，將表面從所述參考感興趣區(qū)域生長(zhǎng)到邊界來(lái)實(shí)現(xiàn)。為參考感興趣區(qū)域分配為零的路徑代價(jià)。當(dāng)邊界被完全填充時(shí)停止生長(zhǎng)，閉殼包封所述參考感興趣區(qū)域，或是其他情況。然后以最高代價(jià)排列所述點(diǎn)。如果點(diǎn)去除殼仍是封閉的，則去除最高代價(jià)的點(diǎn)。這減緩了表面的過(guò)度生長(zhǎng)。剩余的點(diǎn)形成殼。在506，區(qū)域圍繞參考感興趣區(qū)域生長(zhǎng)(例如，在笛卡爾坐標(biāo)中)，接受在包封殼內(nèi)的具有極坐標(biāo)的所有點(diǎn)。 在步驟508，生成并顯示所述3D分割的軸向橫截面、冠狀橫截面和/或矢狀橫截面。在510，任選地，生成各種信息。合適信息的范例包括但不限于，3D分割的體積、最長(zhǎng)軸、3D分割的三個(gè)主軸和/或其他信息。例如，可以與3D分割同時(shí)顯示這樣的信息和/或其他信息?？梢砸杂?jì)算機(jī)可讀指令的方式實(shí)現(xiàn)上述所描述的動(dòng)作，當(dāng)所述指令被(一個(gè)或多個(gè))計(jì)算機(jī)處理器運(yùn)行時(shí)，其使得所述(一個(gè)或多個(gè))處理器執(zhí)行本文中所描述的動(dòng)作。在這樣的情況下，所述指令被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，例如，與相關(guān)計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)的和/或能夠被其訪問(wèn)的存儲(chǔ)器。已經(jīng)參考優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明。通過(guò)閱讀和理解在先的詳細(xì)描述，他人可以進(jìn)行修改和變更。目的是，將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們落在所附權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于分割圖像數(shù)據(jù)的方法，包括 識(shí)別體積圖像數(shù)據(jù)的橫截面中與感興趣組織對(duì)應(yīng)的2D邊界起始位置，其中，通過(guò)圖形指針相對(duì)于所述橫截面的當(dāng)前位置來(lái)識(shí)別所述起始位置； 基于所述起始位置生成所述感興趣組織的預(yù)覽2D邊界； 顯示疊加在所述橫截面上的所述預(yù)覽2D邊界；以及 在所述圖形指針的位置相對(duì)于所述橫截面變化時(shí)，更新所顯示的預(yù)覽2D邊界。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所顯示的預(yù)覽2D邊界是追蹤所述橫截面中的所述圖形指針的位置的實(shí)時(shí)、實(shí)況輪廓。
3.如權(quán)利要求I至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述2D邊界隨所述圖形指針的位置的變化而實(shí)時(shí)更新。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述指針是懸停在所述圖像數(shù)據(jù)上的鼠標(biāo)并且無(wú)需鼠標(biāo)點(diǎn)擊而識(shí)別所述起始位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述起始位置僅響應(yīng)于將所述鼠標(biāo)懸停在所述橫截面的不同區(qū)域上而變化。
6.如權(quán)利要求4至5中任一項(xiàng)所述的方法，還包括 通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)選擇2D邊界。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 采用所選擇的2D邊界用于所述體積圖像數(shù)據(jù)中的所述感興趣組織的3D分割。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)中的所分割的感興趣組織符合所選擇的2D邊界。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，還包括 鎖定用于分割的所選擇的2D預(yù)覽邊界； 生成并顯示第二預(yù)覽2D邊界；以及 比較所選擇的預(yù)覽2D邊界和第二預(yù)覽2D邊界。
10.如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的方法，還包括 從起始點(diǎn)基于最低代價(jià)路徑確定所述2D邊界。
11.一種分割器(118),包括 處理器，其結(jié)合體積圖像數(shù)據(jù)的顯示的橫截面基于顯示的指針的當(dāng)前位置，確定所顯示的橫截面中感興趣組織的2D邊界，其中，所述2D邊界隨所顯示的指針的當(dāng)前位置變化而變化。
12.如權(quán)利要求11所述的分割器，其中，所述處理器基于用戶(hù)輸入從與所顯示的指針的不同位置對(duì)應(yīng)的多個(gè)所顯示的2D邊界中選擇2D邊界。
13.如權(quán)利要求12所述的分割器，其中，所述用戶(hù)輸入包括鼠標(biāo)點(diǎn)擊。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的分割器，其中，所顯示的指針的當(dāng)前位置通過(guò)將所述指針懸停到所顯示的橫截面中的不同位置而變化。
15.如權(quán)利要求14所述的分割器，其中，所述2D邊界與所顯示的指針的位置的變化基本上同時(shí)地變化。
16.如權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的分割器，其中，所述處理器基于所選擇的2D邊界在三個(gè)維度上分割所述體積圖像數(shù)據(jù)中的所述感興趣組織。
17.如權(quán)利要求16所述的分割器，其中，所述處理器針對(duì)所分割的體積生成一個(gè)或多個(gè)成像統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
18.如權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的分割器，其中，所述處理器生成所顯示的指針的當(dāng)前位置與所述感興趣組織之間的映射，并且所述處理器使用所述映射以針對(duì)所述2D邊界確定所述圖像數(shù)據(jù)中的起始位置。
19.如權(quán)利要求11至18中任一項(xiàng)所述的分割器，其中，所述處理器基于所述2D邊界所包封的區(qū)域生成一個(gè)或多個(gè)成像統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
20.如權(quán)利要求11至19中任一項(xiàng)所述的分割器，還包括 界面(202)，其接收結(jié)合所顯示的橫截面指示顯示的指針的位置的用戶(hù)輸入，其中，所述2D邊界隨所顯示的指針的當(dāng)前位置的變化而變化。
21.一種以指令編碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述指令被計(jì)算機(jī)的處理器運(yùn)行時(shí)，所述指令令所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下動(dòng)作基于2D邊界的預(yù)覽執(zhí)行體積圖像數(shù)據(jù)中的感興趣組織的3D分割，所述2D邊界的預(yù)覽僅基于鼠標(biāo)指針相對(duì)于所述感興趣組織的位置而生成。
全文摘要
一種用于分割圖像數(shù)據(jù)的方法包括識(shí)別體積圖像數(shù)據(jù)的橫截面中與感興趣組織對(duì)應(yīng)的2D邊界起始位置，其中，通過(guò)圖形指針相對(duì)于所述橫截面的當(dāng)前位置來(lái)識(shí)別所述起始位置；基于所述起始位置生成所述感興趣組織的預(yù)覽2D邊界；顯示疊加在所述橫截面上的所述預(yù)覽2D邊界；以及在所述圖形指針的位置相對(duì)于所述橫截面發(fā)生變化時(shí)，更新所顯示的預(yù)覽2D邊界。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102859552SQ201180019075
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者R·維姆克, T·比洛, D·貝斯特羅夫, T·維克, H·舒爾茨 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司