多結(jié)構(gòu)圖集和/或其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]以下大體涉及一種多結(jié)構(gòu)圖集和/或其與處理結(jié)構(gòu)性和/或功能性成像數(shù)據(jù)結(jié)合的應(yīng)用。這樣的成像數(shù)據(jù)能夠由計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)、x-射線、超聲(US)、磁共振(MR)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)、組合(例如PET/CT等)和/或其他掃描器生成。
【背景技術(shù)】
[0002]基于圖像數(shù)據(jù)的分析提供了有用的信息。例如，基于圖像數(shù)據(jù)的肺葉分析已被用于與識(shí)別慢性阻塞性肺病(COPD)、確定肺葉功能特性等結(jié)合使用。然而，從圖像數(shù)據(jù)分割諸如肺葉的特定解剖結(jié)構(gòu)能夠是有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)橹T如肺葉線(裂隙)的特定解剖結(jié)構(gòu)能夠難以局部化在圖像數(shù)據(jù)中，即使是在從高分辨掃描產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中。
[0003]使用具有結(jié)構(gòu)性和功能性成像能力兩者的混合型掃描器(即，被配置具有多模態(tài)的掃描器，例如PET/CT掃描器)，如果肺葉能夠成功地從結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)得以分割，則經(jīng)分割的肺葉能夠與功能性圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)和/或以其他方式組合，以在功能性圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別肺葉，從而產(chǎn)生具有肺葉的有用解剖信息和功能性信息的圖像數(shù)據(jù)。
[0004]利用結(jié)構(gòu)性和功能性圖像數(shù)據(jù)，諸如肺葉的解剖結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)由使用單器官解剖(例如肺葉)模型的計(jì)算系統(tǒng)被自動(dòng)分割，該模型被適應(yīng)到圖像數(shù)據(jù)以定位感興趣的解剖結(jié)構(gòu)。能夠由臨床醫(yī)師來修改分割，臨床醫(yī)師能夠接受或拒絕分割。這樣的分割也已經(jīng)由臨床醫(yī)師采用分割軟件應(yīng)用來手動(dòng)執(zhí)行。
[0005]遺憾的是，基于自動(dòng)化的技術(shù)是有挑戰(zhàn)性的，并且常常需要用戶計(jì)入，這耗費(fèi)臨床醫(yī)師的時(shí)間，該時(shí)間否則將被用于患者和/或其他任務(wù)。此外，信號(hào)器官解剖模型是近似的，其可能在分割時(shí)引入誤差，例如在邊界處和/或其他地方。由于這樣的誤差，分割和/或量化值可能缺乏準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中描述的各方面解決了上述問題及其他問題。
[0007]在一個(gè)方面中，一種圖像數(shù)據(jù)處理器包括結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)處理器，所述結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)處理器采用多結(jié)構(gòu)圖集以從包括感興趣組織的結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)分割感興趣區(qū)域，并且從所述感興趣區(qū)域分割所述感興趣組織。所述圖像數(shù)據(jù)處理器還包括功能性圖像數(shù)據(jù)處理器，所述功能性圖像數(shù)據(jù)處理器基于經(jīng)分割的感興趣組織在功能性圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別所述感興趣組織。
[0008]在另一方面中，一種圖像數(shù)據(jù)處理器包括多結(jié)構(gòu)圖集生成器(104)，所述多結(jié)構(gòu)圖集生成器生成多結(jié)構(gòu)圖集。所述多結(jié)構(gòu)圖集通過基于所述多結(jié)構(gòu)圖集在結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)中局部化結(jié)構(gòu)將所述結(jié)構(gòu)物理映射到感興趣組織，所述多結(jié)構(gòu)圖集根據(jù)所述感興趣區(qū)域來使所述感興趣組織局部化。
[0009]在另一方面中，一種方法，包括采用多結(jié)構(gòu)圖集以從包括感興趣區(qū)域的結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)分割感興趣區(qū)域，并且從所述感興趣區(qū)域分割所述感興趣組織。所述方法還包括基于經(jīng)分割的感興趣組織在功能性圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別所述感興趣組織。
[0010]在另一方面中，一種方法，包括生成多結(jié)構(gòu)圖集。所述多結(jié)構(gòu)圖集將結(jié)構(gòu)物理映射到感興趣組織，使得基于所述多結(jié)構(gòu)圖集在結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)中定位所述結(jié)構(gòu)將所述感興趣組織局部化到所述感興趣區(qū)域。
【附圖說明】
[0011]本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種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，并且不得被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0012]圖1示意性地圖示與多重成像系統(tǒng)結(jié)合的計(jì)算系統(tǒng)，所述計(jì)算系統(tǒng)包括多結(jié)構(gòu)圖集生成器和圖像數(shù)據(jù)處理器。
[0013]圖2示意性地圖示圖1的多結(jié)構(gòu)圖集生成器的范例。
[0014]圖3示意性地圖示圖1的圖像數(shù)據(jù)處理器的范例。
[0015]圖4圖示用于確定多結(jié)構(gòu)圖集的范例方法。
[0016]圖5圖示用于采用圖4的多結(jié)構(gòu)圖集的范例方法。
[0017]圖6圖示范例肺葉-胸腔圖集。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下描述一種基于多結(jié)構(gòu)圖集來使難以在圖像數(shù)據(jù)中定位的組織局部化的方法。所述圖集包括較容易定位和分割的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)在空間上或在物理上被映射到所述組織處或附近的位置。這允許基于經(jīng)由圖集定位結(jié)構(gòu)來使組織局部化。所述組織一旦被局部化，則能夠相對(duì)于沒有首先局部化的分割更準(zhǔn)確地被分割，并且經(jīng)分割的感興趣組織能夠被用于在功能性圖像數(shù)據(jù)中識(shí)別所述組織。
[0019]首先參考圖1，結(jié)合多重成像系統(tǒng)102示意性地圖示計(jì)算系統(tǒng)100。計(jì)算系統(tǒng)100包括多結(jié)構(gòu)圖集生成器104和圖像數(shù)據(jù)處理器106。
[0020]能夠利用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算處理器來實(shí)施多結(jié)構(gòu)圖集生成器104和/或圖像數(shù)據(jù)處理器106，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算處理器運(yùn)行被編碼在諸如物理存儲(chǔ)器和/或其他非暫態(tài)介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀指令，和/或由信號(hào)、載波和/或其他暫態(tài)介質(zhì)承載的計(jì)算機(jī)可讀指令。
[0021]多結(jié)構(gòu)圖集生成器104從生成結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)的圖集生成多結(jié)構(gòu)圖集。本文中使用的術(shù)語“多結(jié)構(gòu)圖集”指在它們相對(duì)于彼此的參考解剖幀中包括兩個(gè)或更多個(gè)不同結(jié)構(gòu)(例如肋骨和肺)的圖集。因此，不同的結(jié)構(gòu)在空間上或在物理上被彼此映射。包括僅單個(gè)解剖器官(例如僅肺部)的圖集不是多解剖結(jié)構(gòu)圖集。
[0022]如下文更詳細(xì)描述的，在一個(gè)實(shí)例中，多結(jié)構(gòu)圖集生成器104基于較容易在結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)中定位和分割的結(jié)構(gòu)以及較難以在結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)中定位和分割的感興趣組織來生成多結(jié)構(gòu)圖集，其中，所述結(jié)構(gòu)在空間上或在物理上被映射到感興趣組織，使得經(jīng)由圖集定位結(jié)構(gòu)來局部化較難以定位和分割的感興趣組織。這樣的結(jié)構(gòu)的范例是諸如肋骨、椎骨等的骨骼，并且這樣的組織的范例包括肺葉、支氣管、血管、腎臟、肝臟、心臟等。
[0023]所圖示的多結(jié)構(gòu)圖集生成器104從CT掃描器108和/或MR掃描器110和/或數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫112獲得結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)。其他合適的掃描器包括，但不限于X-射線、超聲、其組合(包括具有多模態(tài)的混合掃描器)等掃描器。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫112可以包括圖片歸檔與通信系統(tǒng)(PACS)、放射科信息系統(tǒng)(RIS)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)等等。
[0024]多結(jié)構(gòu)圖集能夠被傳達(dá)到一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備122，例如用于視覺呈現(xiàn)的顯示監(jiān)測(cè)器、存儲(chǔ)介質(zhì)、膠片、打印機(jī)、圖像數(shù)據(jù)處理器106等。一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備124允許人類和/或機(jī)器(例如機(jī)械手)用戶與多解剖結(jié)構(gòu)圖集生成器104交互，例如，以有利于選擇圖像數(shù)據(jù)以用于處理、識(shí)別針對(duì)圖集的結(jié)構(gòu)、分割結(jié)構(gòu)和/或感興趣組織等。
[0025]多結(jié)構(gòu)圖集生成器104能夠生成一個(gè)或多個(gè)多結(jié)構(gòu)圖集。例如，多結(jié)構(gòu)圖集生成器104能夠基于對(duì)象年齡、大小、體重、性別和/或其他特性來成多結(jié)構(gòu)圖集。在另一范例中，多結(jié)構(gòu)圖集生成器104能夠生成不依賴于對(duì)象年齡、大小、體重、性別和/或其他特性的單個(gè)通用多結(jié)構(gòu)圖集。
[0026]圖像數(shù)據(jù)處理器106包括結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)處理器114和功能性圖像數(shù)據(jù)處理器116。在變型中，結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)處理器114或功能性圖像數(shù)據(jù)處理器116中的至少一個(gè)不是圖像數(shù)據(jù)處理器106的部分。
[0027]結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)處理器114被配置為基于多結(jié)構(gòu)圖集從待評(píng)價(jià)的結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)至少分割預(yù)定的感興趣結(jié)構(gòu)。如下文更詳細(xì)描述的，在一個(gè)實(shí)例中，這可以包括基于多結(jié)構(gòu)圖集在結(jié)構(gòu)性圖像數(shù)據(jù)中使包括感興趣組織的感興趣區(qū)域局部化，并