專利名稱：用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的方法、系統(tǒng)和計算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的方法，所述數(shù)據(jù)集包括為時間序列中的各個時間相位(time phase)獲取的多個多維圖像，每個多維圖 像包括有關(guān)目標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)集包括為時 間序列中的各個時間相位獲取的多個多維圖像，每個多維圖像包括有關(guān)目 標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)。本發(fā)明此外還涉及用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的計算機(jī)程序，所述數(shù)據(jù) 集包括為時間序列中的各個時間相位獲取的多個多維圖像，每個多維圖像 包括有關(guān)目標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
在開頭段落中闡述的方法的實施例從EP 0 542 414 Al已知。該已知 方法被安排來特別地確定心臟中的心室容積。為此，病人的心臟區(qū)域的第 一圖像和第二圖像以小的時間移位的間隔被拍攝。第 一和第二圖像相互從 對方減去以產(chǎn)生差值圖像，該差值圖像指示組織，特別是目標(biāo)組織比如心 室組織的位置，該組織在所述間隔期間已經(jīng)移動。差值圖像因此指示心室 邊界。這個差值圖像加上用戶控制的門限被用于感興趣區(qū)(region of interest)計算，接著是將圖像體素(voxel )自動分類成心室或者非心室。 對于體素大小來計數(shù)和調(diào)整連續(xù)分割的體素，以創(chuàng)建各個心室容積的指示。已知方法的缺點在于它提供了一種本質(zhì)上基于低級別像素的分割技 術(shù)，其質(zhì)量大大依賴于原始圖像質(zhì)量。而且，已知方法中的門限需要根據(jù) 圖像對比度進(jìn)行調(diào)整。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種圖像分割方法，該方法甚至對于低質(zhì)量 的圖像也是魯棒的。為此，根據(jù)本發(fā)明的方法包括下列步驟 -訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二元編碼圖像，由此對應(yīng)于該目標(biāo)組織和另外組織的圖像部分;f皮二元編碼；-對于來自時間序列的所有時間相位計算成對的連續(xù)二元編碼圖像之間的連續(xù)差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖；-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中的空間4立置；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型；-通過根據(jù)所述空間位置變形所述形狀模型來分割該結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)措施是基于以下認(rèn)識-在目標(biāo)組織和另外組織之間，特別是在血庫和心臟成像的圖像的其 余部分之間具有灰度級圖像對比。-對于時間序列的不同時間相位，存在目標(biāo)組織的移動；-當(dāng)采用所想結(jié)構(gòu)的先驗構(gòu)造的形狀模型時，圖像分割的質(zhì)量顯著提高。應(yīng)當(dāng)看到，這些假設(shè)被證明不僅對于心臟成像是有效的，而且對于一 般的胸部成像也是有效的，由此運動是由于呼吸循環(huán)引起的。還應(yīng)當(dāng)看 到，雖然EP 0 542 414 Al的已知方法公開了在時間上延時的兩個圖像之 間相減，但是該相減是在原始的灰度級編碼圖像之間執(zhí)行并且是為了粗略 分割一組(band)心臟運動的目的。代替這樣，根據(jù)本發(fā)明的方法，借助 于執(zhí)行二元分割，原始圖像首先受到粗略分割。二元分割可以手動進(jìn)行或 者自動實現(xiàn)。此外，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法中的相減步驟是用于產(chǎn)生邊緣特征的目 的，以便變形適當(dāng)?shù)目勺冃涡螤钅Ｐ?。可變形形狀模型的例子在M.Kaus 等人(在2004年8月)在醫(yī)學(xué)圖像分析(Medical Image Analysis )上 發(fā)表的"在心臟MRI中自動分割左心室(Automated segmentation of the left ventricle in cardiac MRI )，，的245—254頁中纟會出。根據(jù)本發(fā)明 的方法的 一 個特別好處在于，對于基于形狀模型和外觀模型的分割算法， 根據(jù)本發(fā)明的方法消除了對構(gòu)建外觀模型的需要，這樣筒化了計算方法。 按定義的可變形形狀模型不包括任何灰度級信息并且因此可跨成像模態(tài) (modality)轉(zhuǎn)移。由于對于給定的所尋求結(jié)構(gòu)而言可變形模型必須被只 構(gòu)造一次的事實，本發(fā)明的方法是高度通用的和在計算上是魯棒的。根據(jù)本發(fā)明的方法，依據(jù)多維時間特征圖被計算的事件，先驗構(gòu)造的
可變形形狀模型根據(jù)特征圖的非零值的空間分布被變形。這個技術(shù)措施是 基于這樣的認(rèn)識，即特征圖的非零體素對應(yīng)心室邊界，而零體素對應(yīng)另外 的組織(或者心室的非邊界區(qū)域)，該另外的組織對于不同的時間相位基 本上是靜態(tài)的。而且，特征圖的非零體素的符號也提供信息，如果對應(yīng)于 時間相位t的圖像從時間相位t + l的圖像中減去，則心內(nèi)膜邊界在心臟收 縮期間將對應(yīng)于-1體素而在心臟舒張期間將對應(yīng)于+ 1體素。使用這個信 息，使得能夠?qū)崿F(xiàn)魯棒且準(zhǔn)確的圖像分割方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中，該方法還包括確定數(shù)據(jù)集中的感興 趣區(qū)的準(zhǔn)備步驟，由此所述感興趣區(qū)被設(shè)想為限制該數(shù)據(jù)集的 一個數(shù)據(jù) 域。已發(fā)現(xiàn)在對應(yīng)數(shù)據(jù)集中的感興趣區(qū)的數(shù)據(jù)域內(nèi)實現(xiàn)本發(fā)明的方法是 優(yōu)選的，這樣丟棄了超出感興趣區(qū)之外的信息。自動確定感興趣區(qū)可以根據(jù)任何適合的本身已知的技術(shù)來執(zhí)行，例如從C. Cocosco等人2004年發(fā) 表在Proceedings CARS上的 "Automatic Cardiac Region-of Interest Computation in Cine 3D Structural隨I (在攝影3D結(jié)構(gòu)MRI中自動計 算心臟的感興趣區(qū))"已知的。在根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例中，分割結(jié)構(gòu)被顯示在顯示裝置上。已發(fā)現(xiàn)通過在適當(dāng)?shù)娘@示裝置上顯示所得到的分割來提供反饋給操 作者是特別有利的。優(yōu)選地，分割的結(jié)構(gòu)覆蓋在原始圖像數(shù)據(jù)上，該分割 結(jié)構(gòu)可以以包括時間信息的二、三或四維來呈現(xiàn)。還優(yōu)選地，所呈現(xiàn)的分 割結(jié)構(gòu)特別地使用適當(dāng)?shù)念伾a來加以突出。在根據(jù)本發(fā)明的方法的又一個實施例中，該方法還包括#^亍時間上有 序的圖像的自動二元分割的又一個準(zhǔn)備步驟。優(yōu)選地，自動分割通過以下方式來使能，即首先借助例如計算包括 空間和時間維度的整個多維數(shù)據(jù)域的強(qiáng)度直方圖，來區(qū)分目標(biāo)組織(特別 是血液)和另外的組織，然后應(yīng)用適當(dāng)?shù)亩￠T限方法。還應(yīng)當(dāng)看到， 為了自動二元分割的目的，可以使用任何本身已知的技術(shù)。適當(dāng)?shù)淖詣佣?元分割技術(shù)的例子在1979年1月由N. Otsu發(fā)表在IEEE Transaction ons Systems, Man, And Cybernetics, Vol. SMC-9, No. 1 的 "A threshold selection method from gray-level histograms (根據(jù)灰度直方圖的門 限選擇方法)"上給出。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括-輸入，用于-訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二元編碼圖像；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型； -計算裝置，用于-對于來自時間序列的所有時間相位計算成對的連續(xù)二元編碼圖 像之間的連續(xù)差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖；-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中 的空間位置；-通過根據(jù)所述空間位置變形所述形狀模型來分割該結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括顯示裝置，用于顯示所分割的結(jié)構(gòu)。此外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取多維數(shù)據(jù)集。適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)獲取單元的例子包括磁共振成像單元、層析成像單元、超聲單元、X射線單元及其任意組合。根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序包括用于使處理器執(zhí)行如下步驟的指令 -訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二元編碼圖像；-對于來自時間序列的所有時間相位，計算成對的連續(xù)二元編碼圖像 之間的連續(xù)差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖；-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中的空 間位置；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型； -通過根據(jù)所述空間位置變形所述形狀模型來分割該結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序還包括用以使處理器執(zhí)行確定數(shù)據(jù) 集中的感興趣區(qū)的步驟的指令，該感興趣區(qū)被構(gòu)想為限制數(shù)據(jù)集的一個數(shù) 據(jù)域。又優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序又包括指令，用于使處理器執(zhí) 行時間上有序的圖像的自動二元分割的另外準(zhǔn)備步驟。


本發(fā)明的這些和其它方面將參照附圖更具體地加以解釋。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的示意圖。 圖2示出了參照圖像的所選方法步驟的示意方式。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的示意圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的又一實施例的示意圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序的實施例的流程圖的示意圖。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的方法 將使用心臟成像的例子來解釋說明。方法1可以示意性劃分成三個主要階 段。階段2包括準(zhǔn)備步驟，即獲取適當(dāng)數(shù)據(jù)集的步驟3，該數(shù)據(jù)集特別地 為包括時間上有序的心臟圖像的數(shù)據(jù)集，所述圖像是例如借助平衡式快速 梯度回波(bFFE， balanced Fast Field Echo)技術(shù)4吏用磁共振成^(象單元 獲取的。所獲取的數(shù)據(jù)集(未示出)然后在步驟4中受到適當(dāng)?shù)亩指睿?其結(jié)果在步驟5中^^訪問。該結(jié)果包括時間上有序的二元編碼圖像，由此 對應(yīng)于血液的圖像部分^C標(biāo)注為1，其余部分一皮設(shè)置為0。根據(jù)本發(fā)明的方法的隨后階段12被致力于執(zhí)行圖像處理以便根據(jù)圖 像數(shù)據(jù)來分割結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)特別地為心室。因此，在步驟S中執(zhí)行計算， 由此對應(yīng)于來自時間序列的時間相位t的在前二元編碼圖像8a從對應(yīng)于 時間相位t+l的隨后二元編碼圖像8b中減去。應(yīng)當(dāng)看到，任何隨后的圖 像都適合于此，而不必是直接緊跟的圖像t+l。這個操作對于來自所獲取 的時間序列的每個時間相位t，重復(fù)進(jìn)行。結(jié)果包括一個多維時間特征圖 8c,由此非零體素對應(yīng)于心室邊界。在步驟9中，得到對應(yīng)于特定體素值 (+1或-1 )的空間位置并且將其用于分割心室。為此，在步驟ll中訪問 預(yù)定義的可變形形狀模型，該模型然后在步驟14中根據(jù)在步驟9中得到 的空間位置被變形。優(yōu)選地，在步驟l6中存儲分割結(jié)果。最后，在根據(jù) 本發(fā)明的方法的另外階段22中，分割結(jié)果在步驟18中使用適當(dāng)?shù)娘@示裝 置來顯示。優(yōu)選地，所分割的表面使用二、三或四維可視化技術(shù)被覆蓋在 原始數(shù)據(jù)上。還優(yōu)選地，為了易于理解本結(jié)果，所分割的表面^^以適當(dāng)?shù)?透明模式呈現(xiàn)為顏色碼。圖2給出了參照圖像的所選方法步驟的示意方式。方法"可以開始 于訪問原始多維圖4象21a、 21b，其中，優(yōu)選地，描繪了各個感興趣區(qū)R1、 R2。在步驟23a、 23b中，執(zhí)行時間上有序的圖像的自動二元分割(這里 為了簡單起見，僅示出了兩個圖像)。該結(jié)果包括時間上有序的二元編碼 圖像，由此對應(yīng)于目標(biāo)組織和另外組織的圖像部分被二元編碼。接下來，訪問所述二元分割的結(jié)果并且計算在前二元編碼圖像和在后二元編碼圖 像之間的差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖。應(yīng)當(dāng)看到，對于計 算所述差來說有可能選擇來自所述時間序列的直接緊跟的圖像。可選地， 可以選擇來自所述時間上相間隔的序列的任何隨后圖像去計算所述差。在計算該差之后所得到的圖像由25給出。圖像25包括具有離散值即-1、 0、 +1的圖像元素。根據(jù)本發(fā)明的方法使用了這樣的認(rèn)識，即非零圖像元素的 符號是含有信息的。即，在心臟收縮階段期間心內(nèi)膜邊界將是-1，而在心 臟舒張期間它將是+1。根據(jù)本發(fā)明的方法，計算數(shù)據(jù)集中與能選自所述多 個離散值(-l，0,+l)的預(yù)定離散值(-l，+l)相對應(yīng)的空間位置。在根據(jù) 本發(fā)明的方法的步驟26中，訪問該結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型。應(yīng) 當(dāng)看到，預(yù)定義的可變形模型可以包括統(tǒng)計形狀模型，或者它可以包括簡 單的幾何/拓樸可變形模型。在可變形形狀模型被訪問之后，所尋求的結(jié) 構(gòu)在步驟27中通過根據(jù)產(chǎn)生所尋求結(jié)構(gòu)S的所述空間坐標(biāo)變形所述形狀 模型來分割。圖3給出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的示意圖。系統(tǒng)30包括輸入 32，用于訪問時間上有序的圖像的二元分割的結(jié)果，這樣提供了時間上有 序的二元編碼圖像，由此對應(yīng)于目標(biāo)組織特別是血液的和對應(yīng)于另外的組 織特別是其余部分的圖像部分被編碼。應(yīng)當(dāng)看到，所述二元分割可以已經(jīng) 手動或自動得到。優(yōu)選地，對應(yīng)于目標(biāo)組織的像素或體素被設(shè)置為1，由 此其它像素或者體素被設(shè)置為0。數(shù)據(jù)集可以從適當(dāng)?shù)拇鎯卧?未示出) 來訪問，該存儲單元可以是位于本地的或者遠(yuǎn)程的?？蛇x地和/或附加地， 輸入32可以被安排來接收來自適當(dāng)數(shù)據(jù)獲取單元(未示出)的數(shù)據(jù)，該 數(shù)據(jù)獲取單元以適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)可讀格式提供數(shù)據(jù)集。附加地，輸入32被 安排來訪問所尋求結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的形狀模型。優(yōu)選地，使用了可變形形狀 模型。二元分割步驟的結(jié)果然后由輸入32變?yōu)榭捎糜谙到y(tǒng)30的計算單元 35，該單元被安排來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的圖像分割，產(chǎn)生所尋求的解剖結(jié) 構(gòu)，特別是心臟心室。這些步驟是使用本身已知的、上面所解釋的相應(yīng)計 算算法來實現(xiàn)的。系統(tǒng)30的核心由處理器34形成，該處理器34被安排來操作設(shè)備30 的部件，該部件為輸入32、計算單元35、工作存儲器36、以及后臺存儲 單元38。適當(dāng)?shù)奶幚砥?4的例子是常規(guī)的微處理器或者信號處理器，后 臺存儲單元38 (通常基于硬盤)和工作存儲器36 (通?；赗AM)。后臺
存儲單元38可以用于當(dāng)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)集(或其一部分)未被處理時對其進(jìn) 行存儲，并且用于存儲二元圖像分割步驟、計算各對二元編碼圖像之差的 步驟等等的結(jié)果。工作存儲器36通常保持已處理的(部分)數(shù)據(jù)集和該 結(jié)構(gòu)的分割結(jié)果。計算單元35優(yōu)選地包括適當(dāng)數(shù)量的可執(zhí)行子例程35a、 35b、 35c、 35d、 35e。子例程35a ^^安排來執(zhí)行圖像特別是心臟圖像的二 元圖像分割，以區(qū)分目標(biāo)物體特別是血液和其他物體特別是心肌，產(chǎn)生二 元編碼圖像。子例程35b被安排來計算成對連續(xù)二元編碼圖像之間的連續(xù) 差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖。子例程35c被安排來得到數(shù) 據(jù)集中與選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的空間位置。優(yōu)選地， 預(yù)定一個特定值攜帶關(guān)于所述結(jié)構(gòu)的特定信息。例如，如果當(dāng)相位t的二 元編碼圖像被從相位t+l的二元編碼圖像中減去時，預(yù)定具有值+1的像素 或體素在心臟舒張期間對應(yīng)心內(nèi)膜邊界，而具有值-1的像素或體素在心臟 收縮期間對應(yīng)心內(nèi)膜邊界。子例程35d被安排來訪問可變形形狀模型，或 者可選地，它可被安排來基于適當(dāng)?shù)亩鄠€形狀參數(shù)而建立可變形形狀模 型。子例程35e被安排來通過根據(jù)在步驟35c中確定的空間坐標(biāo)來變形形 狀才莫型35d，而分割結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)30還包括覆蓋編碼器37，被安排來產(chǎn)生用分割步 驟結(jié)果適當(dāng)覆蓋原始數(shù)據(jù)的表現(xiàn)(rendering)。優(yōu)選地，所計算的覆蓋 被存儲在文件37a中。優(yōu)選地，覆蓋編碼器37、計算單元"和處理器" 可由計算機(jī)程序33操作，該程序優(yōu)選地存儲在存儲器38中。輸出"用 于輸出處理結(jié)果，如代表覆蓋有分割結(jié)構(gòu)的適當(dāng)表現(xiàn)的、心臟解剖的覆蓋 圖像數(shù)據(jù)。圖4給出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的又一實施例的示意圖。系統(tǒng)40一皮安 排來在多維數(shù)據(jù)集中分割結(jié)構(gòu)，特別是心室，該數(shù)據(jù)集包括多個時間上間 隔開的心室圖像。優(yōu)選地，系統(tǒng)40包括數(shù)據(jù)獲取單元41，特別是用于獲 取數(shù)據(jù)集的磁共振成像儀、層析成像單元、超聲設(shè)備、或者X射線單元。 通常該數(shù)據(jù)被設(shè)想為借助適當(dāng)編碼的信號S從數(shù)據(jù)獲取單元41轉(zhuǎn)移到處 理器42。該處理器執(zhí)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分割，如參照圖2解釋的，由此在它的 輸出上可以產(chǎn)生多種可能的數(shù)據(jù)。例如，有可能數(shù)據(jù)"a包括左心室的分 割，數(shù)據(jù)42b提供右心室的分割，且數(shù)據(jù)42c提供心外膜的分割，數(shù)據(jù)42c 由數(shù)據(jù)42a和42b得到。數(shù)據(jù)42a、 42b、 42c或者其適當(dāng)組合之一變?yōu)榭捎糜谶m當(dāng)觀察器43 選地，另外的輸入45包括適當(dāng)?shù)牧硗獾奶幚砥鳎撎?理器被安排來使用適合于控制用戶界面48的程序46操作一個適當(dāng)?shù)慕?口，這樣使得解剖數(shù)據(jù)的圖像適當(dāng)?shù)赜梅指畈襟E結(jié)果，特別是用數(shù)據(jù)42a、 42b和/或42c覆蓋，這樣產(chǎn)生圖像部分48a、 48b、 48c。優(yōu)選地，為了用 戶方便起見，觀察器43配備有高分辨率顯示裝置47,用戶界面借助適當(dāng) 的交互裝置49例如鼠標(biāo)、鍵盤或者任何其它適當(dāng)?shù)挠脩糨斎朐O(shè)備可操作。 圖5給出了根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序的實施例的流程圖示意圖。計算 機(jī)程序50可以示意地被劃分成三個主要階段。階段52包括準(zhǔn)備步驟，即 獲取適當(dāng)數(shù)據(jù)集的步驟53，所述數(shù)據(jù)集特別地為包括時間上有序的心臟圖 像的數(shù)據(jù)集。在步驟54中，所獲取的數(shù)據(jù)集(未示出)然后受到適當(dāng)?shù)?手動或者自動的二元分割，其結(jié)果在步驟55中被訪問。該結(jié)果包括時間 上有序的二元編碼圖像，由此對應(yīng)血液的圖像部分優(yōu)選地-故標(biāo)注為1，其 余被設(shè)置為0。根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序的操作的隨后階段62致力于執(zhí)行圖像處理 以便根據(jù)圖像數(shù)據(jù)分割結(jié)構(gòu)，特別地是心室。因此，在步驟58中執(zhí)行計 算，由此對應(yīng)于來自時間序列的相位t的在前二元編碼圖像5&被從對應(yīng) 于相位t+l的隨后的二元編碼圖像58b中減去。這個操作為來自所獲取的 時間序列的每個相位t'重復(fù)進(jìn)行。結(jié)果包括一個多維時間特征圖58c,由 此非零體素對應(yīng)于心室邊界。在步驟59中，對應(yīng)于特定體素值(+l或-1) 的空間位置被得到并且將被用于分割心室。為此，在步驟61中訪問預(yù)定 義的可變形形狀模型，該模型然后在步驟64中根據(jù)空間坐標(biāo)被變形，所 述空間坐標(biāo)在步驟59中得到。優(yōu)選地，在步驟66中存儲該分割結(jié)果。最 后，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一階段72中，分割結(jié)果在步驟68中使用適 當(dāng)?shù)娘@示裝置被顯示。優(yōu)選地，所分割的表面使用二或三維可視化技術(shù)被 覆蓋在原始數(shù)據(jù)上。還優(yōu)選地，為了易于理解本結(jié)果，所分割的表面被以 適當(dāng)?shù)耐该鞑拍匠尸F(xiàn)為顏色碼。
權(quán)利要求
1.一種用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的方法，所述數(shù)據(jù)集包括為時間序列中的各個時間相位獲取的多個多維圖像，每個多維圖像包括有關(guān)目標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)，所述方法包括步驟-訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二元編碼圖像，由此對應(yīng)于該目標(biāo)組織和另外組織的圖像部分被二元編碼；-對于來自時間序列的所有時間相位計算成對的連續(xù)二元編碼圖像之間的連續(xù)差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖；-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中的空間位置；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型；-通過根據(jù)所述空間位置變形所述形狀模型來分割該結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，由此所述方法還包括確定數(shù)據(jù)集中的感 興趣區(qū)的準(zhǔn)備步驟，該感興趣區(qū)被構(gòu)想為限制數(shù)據(jù)集的一個數(shù)據(jù)域。
3. 根據(jù)以上任一權(quán)利要求的方法，由此所述方法還包括在顯示裝置 上顯示所分割的結(jié)構(gòu)的步驟。
4. 根據(jù)以上任一權(quán)利要求的方法，由此所述方法還包括執(zhí)行時間上 有序的圖像的自動二元分割的另外的準(zhǔn)備步驟。
5. —種用于分割數(shù)據(jù)集(S)中的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)(30)，所述數(shù)據(jù)集包 括為時間序列中的各個時間相位獲取的多個多維圖像，每個多維圖像包括 有關(guān)目標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括-輸入(32)，用于-訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二 元編碼圖像；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型(35e); -計算裝置(35),用于-對于來自時間序列的所有時間相位計算成對的連續(xù)二元編碼圖 像之間的連續(xù)差(35a)，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖 (35b);-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中 的空間位置(35c);-通過根據(jù)所述空間位置(35c)變形所述形狀模型(35e)來分 割該結(jié)構(gòu)(35d)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，由此該系統(tǒng)還包括顯示(47)單元用于 顯示所分割的結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6的系統(tǒng)，由此該系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)獲 取單元(41)用于獲取數(shù)據(jù)集。
8. —種用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的計算機(jī)程序，所述數(shù)據(jù)集包括為 時間序列中的各個時間相位獲取的多個多維圖像，每個多維圖像包括有關(guān) 目標(biāo)組織和有關(guān)另外組織的數(shù)據(jù)，所述計算機(jī)程序包括用于使處理器執(zhí)行 如下步驟的指令-訪問時間上有序的圖像的二元分割結(jié)果，產(chǎn)生時間上有序的二元編 碼圖像；-對于來自時間序列的所有時間相位，計算成對的連續(xù)二元編碼圖像 之間的連續(xù)差，產(chǎn)生包括多個離散值的多維時間特征圖；-得到與能選自所述多個離散值的預(yù)定離散值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中的空 間位置；-訪問所述結(jié)構(gòu)的預(yù)定義的可變形形狀模型；-通過根據(jù)所述空間位置變形所述形狀模型來分割該結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的計算機(jī)程序，由此該計算機(jī)程序還包括指令， 用于使處理器執(zhí)行確定數(shù)據(jù)集中的感興趣區(qū)的步驟，該感興趣區(qū)被構(gòu)想為 限制數(shù)據(jù)集的一個數(shù)據(jù)域。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9的計算機(jī)程序，由此該計算機(jī)程序 還包括指令，用于使處理器執(zhí)行時間上有序的圖像的自動二元分割的步 驟。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的方法(1)可以示意性劃分成三個主要階段。階段(2)包括準(zhǔn)備步驟，即獲取適當(dāng)數(shù)據(jù)集的步驟(3)，該數(shù)據(jù)集然后在步驟(4)中受到適當(dāng)?shù)亩指睿浣Y(jié)果在步驟(5)中被訪問。該結(jié)果包括時間上有序的二元編碼圖像，由此對應(yīng)血液的圖像部分被標(biāo)注為1，其余被設(shè)置為0。根據(jù)本發(fā)明的方法的隨后階段(12)致力于執(zhí)行圖像處理以便分割結(jié)構(gòu)。在步驟(8)中執(zhí)行計算，由此對應(yīng)于來自時間序列的相位的在前二元編碼圖像(8a)從對應(yīng)于一個時間相位的隨后二元編碼圖像(8b)中減去，產(chǎn)生多維時間特征圖(8c)。在步驟(9)中，對應(yīng)于特定體素值的空間位置被得到并且被用于分割該結(jié)構(gòu)。在步驟(11)中訪問預(yù)定義的可變形形狀模型，該模型然后在步驟(14)中根據(jù)在步驟(9)中得到的空間坐標(biāo)被變形。優(yōu)選地，在步驟(16)中存儲分割結(jié)果。最后，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另外階段(22)中，該分割結(jié)果在步驟(18)中使用適當(dāng)?shù)娘@示裝置來顯示。優(yōu)選地，所分割的表面使用二、三或四維可視化技術(shù)被覆蓋在原始數(shù)據(jù)上。還優(yōu)選地，為了易于理解本結(jié)果，所分割的表面被以適當(dāng)?shù)耐该髂Ｊ匠尸F(xiàn)為顏色碼。本發(fā)明還涉及用于分割數(shù)據(jù)集中的結(jié)構(gòu)的設(shè)備和計算機(jī)程序。
文檔編號G06T5/00GK101151638SQ200680010359
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者C·A·科科斯科, T·尼特施 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司