专利名称：用于纤维跟踪的方法和系统的制作方法
用于纤维跟踪的方法和系统
相关申请
本申请要求在2005年11月30日提交的、分配以申请号60/741356 的标题为"Method and System for Fiber Tracking "的美国临时申请的优 先权，该临时申请全部包括于此。
背景技术：
扩散张量成像(DTI)显影是正在发展的研究领域。扫描仪始终收 集较好的数据，以及医生和科学家坚持不懈地发现这些数据的新的应 用。扩散磁共振成像(MRI)的成功源于有效概念，该有效概念也就是 在分子的随机、扩散驱动的位移期间，分子探测超出通常图像分辨率 的微观尺度的组织结构。因为扩散是三维过程，所以在组织内的分子 迁移率可以是各向异性的，如在脑白质中一样。
给出组织微观结构的细节，可以提取、辨别并取得(exploit)扩 散各向异性效果。 一个这样的改进应用是在脑中的纤维跟踪的应用， 该应用可以提供对于连接性问题的洞察。还使用DTI来示出多种疾病 (包括中风、多发性硬化、诵读困难以及精神分裂症)中的细微异常， 并在当前变成很多常规临床方案的部分。
然而，存在对于更直观的输入界面的需求以便让用户指定感兴趣 的纤维束(tract)，从而使得它们成为手术规划和后续导航的部分。
发明内容
本发明的一个实施例包括系统，用来如果张量的各向异性值大 于或等于第一阈值，则基于对应于张量的一组值中的最大值的矢量来
确定跟踪纤维的方向；以及，如果张量的各向异性值小于或等于第一阈值且大于或等于第二阈值，则对张量的矢量应用加权函数来选择跟 踪纤维的方向。在一个实施例中，该系统用于生成加权函数，该加权 函数包括将要在矢量上执行的线性插值。在一个实施例中，线性插值 的权重部分地取决于张量的各向异性值，其中，该权重对应于与第一 阈值和第二阈值相关的各向异性值。本发明的一个实施例还可以作为
方法来实行。
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图la-b示出根据一个实施例的输入界面。
图2进一步示出计算张量模块的一个实施例。
图3示出用来选择计算的张量的显影的显影模块的一个实施例。
图4a-h示出根据一个实施例经由不同显影的参考容积的实例。
图5示出根据一个实施例标识三维感兴趣区域。
图6示出根据一个实施例标识多个三维感兴趣区域。
图7示出根据一个实施例将纤维组添加到另一个纤维组。
图8示出根据一个实施例删除纤维组。
图9示出根据一个实施例重命名纤维组和/或改变纤维组的颜色。
图IO示出根据一个实施例标识二维感兴趣区域。
图ll呈现描述根据一个实施例的用于生成纤维束的预处理的流程图。
图12呈现描述根据一个实施例的跟踪以生成纤维束的过程的流程图。
图13呈现描述根据一个实施例的生成跟踪方向的过程的流程图。
具体实施例方式
本发明的一个实施例包括由一个或多个子模块组成的DTI模块界
7面，这些子模块也就是"计算张量"、"显影"、"纤维跟踪"以及 "纤维管理"。在另外实施例中，可以使用子模块的不同集。在一个
实施例中，可以利用提供用于控制输入的3个空间自由度的输入界面 来操作DTI模块。输入界面有效地提供在参考容积内的手触接近(hand access) o
使用计算张量模块来选择源DTI容积以及用来计算张量的参数。 显影模块提供容积的显影集，这些显影集可以协助诊断。在另外实施 例中，可以加载源DTI容积，可以基于预定参数集来自动地计算张量， 并且经由预定显影进行显示。
使用纤维跟踪模块来跟踪和显影神经纤维。在一个实施例中，在 参考容积内的感兴趣区域被指定作为一个或多个三维感兴趣区域(例 如立方)。
在一个实施例中还提供纤维管理模块来组织在纤维跟踪模块中生 成的纤维。例如，纤维管理模块允许用户来添加、重命名或删除纤维。 在一个实施例中，还支持着色工具来重新着色纤维并在视觉上区分多 种纤维。
输入界面
如上所述，在一个实施例中，可以利用提供用来控制输入的至少3 个空间自由度的输入界面(在这里也称为"输入接口")来操作DTI 模块。输入界面提供三维空间交互操纵。图1示出根据一个实施例的 输入界面。输入界面有效地提供在参考容积内的手触接近。
作为描述，为了对三维绘制的(rendered)对象或参考容积起作用， 输入界面包括一个或多个手持器械102a-b，诸如触针。在一个实施例 中，该器械允许由用户自由地以3个或更多自由度操纵器械。手持器 械的对应图像(这里也称为"虚拟工具")连同其运动被显示以与参考容积交互。
在一个实施例中，手持装置的操纵产生所显示参考容积的对应操 纵，该参考容积可以被显示为三维图像。结果是，可以从不同角度转 动以及在不同方向上移动该参考容积。在一个实施例中，用户致动该
手持装置(例如按压在手持装置102b上的按钮)，以使得手持装置的 运动产生所显示参考容积的运动，包括操纵该参考容积的位置和取向。
在一个实施例中，利用射频(rf)跟踪器来跟踪手持器械的运动。 在可选择实施例中，输入界面可以包括用于利用一个或多个手持装置 来提供输入控制的触觉装置。
在可选择实施例中，可以提供多于两个的手持装置。例如，多个 用户能够远程或本地地与参考容积交互。在一个实施例中，可以使用 单个手持装置来执行上述的一组行为。
在一个实施例中，将镜103布置在用户和计算机屏幕106之间。 镜反射如由计算机屏幕显示的参考容积和虚拟工具。用户的手能够在 镜后的工作空间108内运动并与由反射所示的参考容积进行交互。结 果是，用户能够利用双手对参考容积进行作用而不会模糊参考容积。 此外，在一个实施例中，输入界面设有工作站112，该工作站112包括 支架114以供用户手臂搁置。
在一个实施例中，可以在屏幕上立体地显示参考容积。在一个实 施例中，液晶显示器(LCD)百叶窗玻璃120被用来立体地感知参考 容积。LCD百叶窗玻璃允许通过使用交替帧排序的概念使得光通过与 计算机显示器上的图像同步。多个观察者可以佩戴百叶窗玻璃来同时 地査看和讨论参考容积。 .
诸如神经外科规划的复杂应用通常需要频繁访问控制应用以及致
9动操作模式和工具的按钮和滑块。由此， 一个实施例包括虚拟工具面
板来提供具有至少3个空间自由度的工作空间与应用控制的集成。
在一个实施例中，如图lb所示，虚拟工具面板与工作空间108下 面的固体表面116重合。在一个实施例中，虚拟工具面板可以响应于 以手持工具102a触摸基座116而呈现，并且在将工具移开远离基座后 消失。在手持工具与虚拟工具面板之间的交互可以包括其他行为，这 些行为包括按压按钮、拖曳滑块、控制曲线等的一个或多个。
在一个实施例中，可以利用过程或模块来操作输入界面，该过程 或模块能够基于以下技术的一个或多个来生成多模态图像以及从多模 态图像的一个或多个获得的分割的实时体绘制和三维空间表面绘制 计算机X线断层摄影术(CT)、正电子发射断层摄影术(PET)、单 光子发射计算机断层摄影术(SPECT)、磁共振成像(MRI)、磁共振 血管造影成像(MRA)、容积超声。通过使用输入界面连同该过程， 在一个实施例中提供立体虚拟现实(VR)环境，其中，用户可以通过 利用双手"达到三维数据内"来实时地与三维数据交互地工作。
在一个实施例中，该过程包括一个或多个以下特征透视立体遮 盖体绘制和表面绘制；多模态图像融合；自动体配准以及被配准对象 的验证；分割；用于裁剪、切割、钻孔、恢复、克隆、漫游、线性以 及容积测量的外科手术探测工具；预设以体绘制的彩色和/或透明映射； 依据DICOM，以及支持多个文件格式(例如TIFF);以及利用立体回 放和视频导出性能来捕获三维空间交互操纵。
扩散张量成像(DTI)模块
如上所述，在一个实施例中，DTI模块包括一组子模块。这些子 模块是计算张量模块、显影模块、纤维跟踪模块和纤维管理模块。可 以使用模块的可选择集而不偏离本发明。例如，在一个实施例中，可 以加载源DTI容积，以及可以基于预定参数集连同预先选择的预定显影方式来自动地计算张量。在该实施例中，在DTI模块中可以不包括 计算和/或显影模块以供用户交互。
计算张量模块
图2进一步示出计算张量模块的一个实施例。计算张量模块用来 根据包括一组6个或多个扩散加权图像(DWI)的源DTI容积来计算 扩散张量。计算张量模块的面板202允许用户选择源DTI容积、扩散 敏化参数(也称为b值)以及DWI的强度阈值。
提供面板202的对象选择器204来选择源DTI容积。在一个实施 例中，提供面板内的数量选择器206来指定在DWI获取过程期间确定 的b值。使用b值参数来计算张量。
在面板202上的滑块208用于指定源DTI容积的强度阈值。在一 个实施例中，对于具有小于强度阈值的强度的那些体素来说，不计算 张量(3X3矩阵)且张量被认为是零矩阵。以这种方式，不需要计算 背景体素的张量，从而增加张量计算过程的速度。
当按下计算张量按钮210时，计算源DTI容积的张量。在一个实 施例中，在面板202上提供的特征212简示用来计算张量的参数。在 一个实施例中，特征212仅仅在计算张量之后出现。在可选择实施例 中，在计算张量模块的面板202上提供的部件可以改变而不偏离本发 明。
显影模块
图3示出显影模块的一个实施例，该显影模块用来选择所计算张 量的显影。在一个实施例中，在显影模块的面板302上有一组显影。 在一个实施例中，显影包括以下的一个或多个FA (各向异性分数) 容积304、 ADC (表观扩散系数)容积306、 FA彩色容积308、 SEC (形 状编码彩色)容积310、 LA (线性各向异性)容积312、 PA (平面各向异性)容积314、 SA (球形各向异性)容积316以及方向(最大扩 散方向)线318。可以使用可选择的显影集而不偏离本发明。例如，显 影模块的一个实施例可以不包括FA。
在一个实施例中，通过选择在面板上的显影并接着按下在面板上 的"计算容积"按钮320，来绘制源DTI容积的DTI张量。
FA、 ADC、 LA、 PA、 SA容积是示出DTI张量的扩散特性的灰度 容积。在FA容积中，具有较高强度的体素指示在该体素内的张量的扩 散更加各向异性，如血过图4 (a)中实例所示。ADC容积表示脑的平 均扩散率。ADC容积的体素的强度指示在该体素内的DTI张量的平均 扩散强度，如通过图4 (b)中实例所示。LA、 PA和SA容积分别表示 DTI张量的线性、平面、球形扩散特性，如图4 (d-f)所示。LA、 PA 和SA容积内的体素内的较高强度指示在该体素内的张量的较高线性、 平面和球形扩散。
在一个实施例中，FA彩色容积是示出张量的方向信息的颜色编码 容积，如通过图4 (f)中实例所示。在一个实施例中，SEC容积提供 DTI张量的形状信息的颜色编码容积编码，如通过图4 (g)中实例所 示。体素的颜色指示在该体素内的扩散张量的形状。在图4 (g)的实 例中，红色指示扩散张量是扁长形状，而黄色和白色分别指示扩散张 量是扁圆和球形。在可选择实施例中，可以使用可选择的颜色组合。
在一个实施例中，方向方法生成并显示一组指示所有DTI张量的 最大扩散方向的直线，如通过图4 (h)中实例所示。
纤维跟踪模块
在一个实施例中，可以经由纤维跟踪模块来将计算的张量显影为 纤维束(这里也称为纤维丛)。 一个实施例允许用户在参考容积上标 识二维和/或三维感兴趣区域，并计算通过这些感兴趣区域的纤维。在
12一个实施例中，如上所述，可以利用提供用于控制输入的至少3个空 间自由度的输入界面，来操作纤维跟踪模块。在一个实施例中，如图5 中所示，使用输入界面的虚拟工具502来在所显示的参考容积506中 标识三维感兴趣区域504。
在一个实施例中，如进一步在图5中所示，为了在参考容积内选 择三维感兴趣区域，用户操纵在虚拟工具502的尖端处的三维立方体 508来标识在参考容积506中的感兴趣区域504。在一个实施例中，在 用户在参考容积的区域上方操纵三维立方体508之后，用户可以选择 (例如在虚拟工具的侧部处按下按钮)参考容积的区域作为三维感兴 趣区域504。作为响应，三维立方体保持在标记三维感兴趣区域504的 参考容积506上，如图5中所示。此后，用户可以经由控制面板请求 经由计算按钮510来计算/生成通过三维感兴趣区域504的纤维束。
在一个实施例中，计算并显示通过感兴趣区域的纤维束。可选择 地，可以已经生成了针对整个容积的纤维但是不显示，并由此标识并 显示通过感兴趣区域的纤维束。因此，如这里所述的，在一个实施例 中，涉及的计算和/或生成纤维束或纤维丛可以包括标识并显示纤维 束，计算并显示纤维束，或计算且不显示纤维束。
在一个实施例中，如图6所示，可以在参考容积上选择多个三维 感兴趣区域604a-c。用户可以选择生成仅仅通过所有选择的三维感兴 趣区域的纤维(例如控制面板620上的交集模式622)，或选择找到通 过三维感兴趣区域的至少一个的所有纤维(例如面板620上的组合模 式624)。
进一步如图6所示，在用户指定感兴趣区域并选择计算纤维按钮 610之后，新生成的纤维束被自动地添加到有效纤维组。此外，用户可 以通过选择恢复按钮来从当前有效纤维组中删除新生成的纤维束。用 户可以通过重复地选择恢复按钮，来连续地删除在不同时间生成的以及包含在有效纤维组中的纤维束。
在一个实施例中，可以实时地调节三维立方体的尺寸，并从而改 变将要选择的感兴趣区域的尺寸。可以经由包括在控制面板上的输入 控制特征，或经由包括在输入界面的手持装置上的输入控制特征，来 调节三维立方体的尺寸。
在可选择实施例中，可以使用除了三维立方体之外的对象而不偏 离本发明。例如，可以提供预设的三维感兴趣区域。可以通过概率方
法来定义和布置预设三维感兴趣区域。例如，可以使用共同配准的DTI 寰椎信息来自动检测可能包含特定纤维束的区域。然后可以使用在这 里描述的输入界面和DTI模块来从预设三维感兴趣区域的尺寸或形状 方面来修改区域。
在一个实施例中，如图7所示，经由在纤维管理模块700的控制 面板上的添加按钮742将新生成的纤维组732添加到第二纤维组730。 在一个实施例中，纤维组是用于纤维束的容器。在一个实施例中，在 任何时间，有一个纤维组有效，该有效的纤维组被称为当前纤维组。 如图8所示，可以从纤维组的集中删除第一纤维组。在一个实施例中， 用户可以连续地删除在不同时间生成的纤维束直到纤维组变空。
如图9所示，还可以在纤维管理模块中对纤维组重命名以及将其 改变为另一显示颜色。作为缺省，基于扩散方向信息来对纤维组中的 纤维进行彩色编码。也可以对它们进行再着色以与其他纤维组区分开。 如图9所示的实例，具有纤维颜色的两个选择， 一个是单色，而另一 个是方向颜色。
在一个实施例中，用户还可以删除利用布置在参考容积内的三维 立方体标识的之前标记的三维感兴趣区域。在一个实施例中，用户可 以选择纤维跟踪模块的控制面板620上的删除按钮626，如图6所示。
14用户然后可以操纵虚拟工具来接近之前添加的三维立方体。当虚拟工 具在之前添加的三维立方体的预定附近内时，将加亮突出该三维立方 体。响应于用户致动(例如按下在虚拟工具一侧上的按钮)，将删除 加亮突出的三维立方体。
在一个实施例中，可以标识参考容积内的区域以被避免且可以不 是用于生成纤维束的感兴趣区域的部分。在一个实施例中，可以在三 维感兴趣区域界面中(例如在纤维跟踪模块的面板上)提供附加按钮。 可以在参考容积上布置一个或多个立方体来标识将要避免的感兴趣区 域。在一个实施例中，对应于将要避免的感兴趣区域的立方体相对于 标识用于生成纤维束的感兴趣区域的立方体采用不同的颜色(或不同 的形状)。当用户开始计算纤维时，纤维跟踪算法将考虑这些避免的 感兴趣区域，并且抛弃通过这些避免感兴趣区域的那些纤维。
在一个实施例中，如图10所示，响应于用户选择二维感兴趣区域 选择按钮1060，将显示观察器1062。观察器显示参考容积的二维切片 以及一些界面来操纵切片。利用观察器，用户可以选择査看参考容积 的轴向、径向以及冠状切片，以及放大或縮小二维切片。用户可以绘 制轮廓来指定切片上的二维感兴趣区域，或可选择地指定切片上的多 个二维感兴趣区域。
在一个实施例中，与纤维跟踪模块一起使用的参考容积可以是 DTI容积，或CT、 PET、 SPECT、 MRI、 MRA、容积超声或与DTI容 积共同配准的其他多模态容积。此外，在一个实施例中，可以使用从 与DTI容积共同配准的多模态容积的一个或多个获得的分割图像，作 为参考容积。
在一个实施例中，纤维跟踪面板620还包括界面来调节用于纤维 跟踪的停止条件。在一个实施例中，停止条件包括以下的一个或多个 FA阈值、最大长度阈值、最小长度阈值以及偏移角阈值。通过调节上
15述阈值，用户可以获得具有不同形状和长度的纤维。使用步长滑块来 控制纤维的平滑度。例如，如果步长较小，则纤维可以显示为更平滑 且更准确。使用这些控制，用户然后可以找到获得期望纤维跟踪结果 的参数。
纤维跟踪
图11和12示出描述根据一个实施例的生成以及跟踪纤维的过程 的流程图。图ll示出描述用于生成纤维束的预处理的流程图。在处理 1102中，加载扩散加权图像(DWI)(也称为源DTI容积)，并为DWI 的体素计算张量。在处理1104中，应用处理以通过减少数据的噪声来 平滑张量。在一个实施例中，应用高斯核来平滑张量。在可选择实施 例中，可以使用另外的处理而不偏离本发明的范围。在处理1106中， 对于张量计算特征向量和特征值。
图12示出描述根据一个实施例的跟踪以生成纤维束的过程的流程 图。在处理1202中，如前所述，在参考容积内标识一个或多个感兴趣 区域。例如，可以选择多个感兴趣区域，和/或可以选择感兴趣区域作 为三维感兴趣区域。此外，在一个实施例中，可以选择感兴趣区域集， 以便结果得到的纤维通过所有选择的感兴趣区域(也就是交集模式)。
在处理1204.中，对应于最大特征值的特征向量被标识用于感兴趣 区域中的体素的张量。相应纤维的跟踪沿着该特征向量的方向进行。
在处理1206中，跟踪沿着当前跟踪方向持续较短距离并达到新的 点。在一个实施例中，该短距离被称为步长已经可以是固定值或适应 性值。如果固定步长，则将步长固定为某个值。在一个实施例中，用 户可以通过调节之前所述的步长滑块来调节该值。如果步长是适应性 的，则距离在纤维跟踪过程期间根据在之前点上的张量的各向异性值 进行改变。在处理1208中，如果新点处于相对于源DTI容积的边界之外，跟 踪终止1210。特别地，在一个实施例中，参考容积具有指示源DTI容 积的尺寸的边界框。如果新点位于该边界框外面，则跟踪在边界之外 并且跟踪终止。否则，在处理1212中，使用三线性插值处理来计算在 新点处的新张量，以及为该新张量计算特征向量和特征值。
在处理1214中，如果该新张量的各向异性分数(FArew)值小于 FA,(也就是预定阈值)，则跟踪终止1210。在处理1216中，如果FA^ 在FA,与FA2之间(FA,是预定阈值且FA2〉FA,)，则使用独立处理来 生成下一个备选跟踪方向。否则，在处理1218中，各个纤维的跟踪沿 着对应于新张量的最大特征值的特征向量的方向进行。在可选择实施 例中，可以使用除了 FA之外的测量而不偏离本发明。
在处理1220中，如果在当前跟踪方向与下一个备选跟踪方向之间 的偏移角大于预定阈值，则跟踪终止1210。否则，在处理1222中，纤 维跟踪沿着下一个跟踪方向继续，并且处理在处理1206处再次继续。 在一个实施例中，对于利用标识的感兴趣区域标识的一组体素执行处 理1202到1222。在可选择实施例中，可以除去一些所述的处理，以及 可以包括附加的处理，而不偏离本发明的范围。
图13示出描述如参考处理1216当FA，在FA,与FA2之间时生成 跟踪方向的处理的流程图的一个实施例。在处理1302中，确定对应于 新张量的最大特征值的特征向量el。在处理1304中，使用在处理1302 中确定的特征向量(el)以及当前跟踪方向( )的插值来生成下一 个跟踪方向。在一个实施例中，插值包括如下的线性插值矢量(v) =(l-w)* v,. +w*e,，其中，w是插值的权重。在处理1306中，指定结 果矢量(v)作为下一个跟踪方向。在可选择实施例中，可以使用插值 的变化来确定跟踪方向而不偏离本发明的范围。
在一个实施例中，用于线性插值的权重(w)是FA^的函数，其中FA^-f(w)。在一个实施例中，当FA，较小时，权重(w)也较小， 反之亦然。
此外，在一个实施例中，相对于FA值的变化来调节权重的变化。 在一个实施例中，为了调节权重的变化，使用二阶抛物线(f)，该二 阶抛物线(f)定义为(f) =a*w*w+b*w+c。在一个实施例中，系数a、 b、 c是基于使用FA值和权重的预定对应来确定的。在可选择实施例 中，可以使用确定用于插值的权重的变化而不偏离本发明的范围。
总结
很清楚，可以由本领域技术人员做出此实施例的很多修改和变化 而不偏离本公开的新颖技术的精神。
上述的处理可以作为一组待执行的指令被保存在计算机系统的存 储器内。此外，执行上述处理的指令还可以被保存在其他形式的可机 读介质上，包括磁盘和光盘。例如，所述的处理可以被保存在可机读 介质上，诸如磁盘或光盘，这些磁盘或光盘可以经由盘驱动(或计算 机可读介质驱动)来访问。此外，可以以编译和链接版本的形式经由 数据网络将指令下载到计算装置中。
可选择地，用于执行上述处理的逻辑可以在附加计算机和/或可机 读介质中实现，这些可机读介质诸如分立硬件部件如大规模集成电路
(LSI)、特殊用途集成电路(ASIC)、固件诸如电气可擦除可编程只 读存储器(EEPROM)、以及电气、光学、声和其他形式的传播信号
(例如载波、红外信号、数字信号等)等。
很清楚可以由本领域技术人员做出该实施例的很多修改和变化而 不偏离本公开的新颖技术的精神。
18
权利要求
1.一种方法，包括如果第一张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于所述第一张量的一组值的最大值的第一矢量来选择跟踪纤维的方向；以及如果所述第一张量的各向异性值小于或等于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，则对所述第一张量的矢量应用加权函数来选择跟踪纤维的方向。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述矢量是特征向量，而 所述最大值和所述一组值是所述第一张量的特征值。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中，对所述矢量应用所述加权 函数还包括对所述矢量应用线性插值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述线性插值至少部分地 基于之前矢量。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述线性插值的权重至少 部分地基于所述第一张量的各向异性值。
6. 根据权利要求5所述的方法，还包括如果所述第一张量的各 向异性值小于或等于第二阈值，则终止所述纤维的跟踪，所述第二阈 值小于所述第一阈值。
7. 根据权利要求5所述的方法，还包括在计算所述第一张量的 矢量和值之前，对所述第一张量应用过滤器。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述过滤器包括高斯函数。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括在跟踪预定距离之后，执行三线性插值来生成第二张量；以及如果所述第二张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于所述第二张量的一组值中的最大值的矢量，确定跟踪纤维的下个方向；以及如果所述第二张量的各向异性值小于或等于所述第一阈值且大于或等于所述第二阈值，则对所述第二张量的矢量应用加权函数来选择跟踪纤维的方向。
10. 根据权利要求5所述的方法，分地经由二阶抛物线函数来计算。
11. 根据权利要求5所述的方法，异性分数(FA)值。
12. 根据权利要求5所述的方法，阈值和第二阈值相关的各向异性值。其中，所述线性插值的权重部其中，所述各向异性值是各向其中，权重对应于与所述第一
13. —种方法，包括如果张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于体素的张量的一组值中的最大值的矢量，来确定跟踪纤维的方向；以及如果所述张量的各向异性值小于所述第一阈值，则至少部分地基于所述矢量和之前跟踪方向的组合，来确定跟踪所述纤维的方向。
14. 一种上面存储有一组指令的可机读介质，这些指令当运行时执行包括如下的方法如果第一张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于所述第一张量的一组值中的最大值的矢量，来确定跟踪纤维的方向；以及如果所述第一张量的各向异性值小于或等于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，则对所述第一张量的矢量应用加权函数来选择跟踪所述纤维的方向。
15. 根据权利要求14所述的可机读介质，其中，对所述矢量应用所述加权函数还包括对所述第一张量的矢量应用线性插值。
16. 根据权利要求14所述的可机读介质，其中，所述方法还包括在跟踪预定距离之后，执行三线性插值来生成第二张量；以及如果该第二张量的各向异性值大于或等于所述第一阈值，则基于对应于所述第二张量的一组值中的最大值的矢量，确定跟踪所述纤维的下个方向；以及如果所述第二张量的各向异性值小于或等于所述第一阈值且大于或等于所述第二阈值，则对所述第二张量的矢量应用所述加权函数来选择跟踪所述纤维的方向。
17. 根据权利要求15所述的可机读介质，其中，所述线性插值的权重部分地取决于所述第一张量的各向异性值。
18. —种系统，包括装置，用于如果张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于该张量的一组值中的最大值的矢量来确定跟踪纤维的方向；以及装置，用于如果所述张量的各向异性值小于或等于所述第一阈值且大于或等于第二阈值，则对所述张量的矢量应用加权函数来选择跟踪所述纤维的方向。
19. 一种系统，包括单元，用于如果张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于该张量的一组值中的最大值的矢量，来确定跟踪纤维的方向；以及单元，用于如果所述张量的各向异性值小于或等于所述第一闽值 且大于或等于第二阈值，则对所述张量的矢量应用加权函数来选择跟 踪所述纤维的方向。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，用于对所述矢量应用加 权函数的单元用来对所述张量的矢量应用线性插值。
全文摘要
本发明的一个实施例包括系统，该系统包括用于如果张量的各向异性值大于或等于第一阈值，则基于对应于该张量的一组值中的最大值的矢量来确定跟踪纤维的方向；以及如果张量的各向异性值小于或等于第一阈值且大于或等于第二阈值，则对张量的矢量应用加权函数来选择跟踪纤维的方向。在一个实施例中，该系统用来生成将要在矢量上执行的包括线性插值的加权函数。在一个实施例中，线性插值的权重部分地取决于张量的各向异性值，其中，权重对应于与第一阈值相关的各向异性值。本发明的一个实施例也可作为方法执行。
文档编号A61B5/00GK101563707SQ200680045088
公开日2009年10月21日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者伟 张 申请人:布拉科成像S.P.A.公司