对管形结构的检查的制作方法

专利名称：对管形结构的检查的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检査三维(3D)图像数据集，特别是医学图像数 据集内的管形结构的方法。本发明还涉及一种相应的成像系统以及相应的 计算机程序。
背景技术：
医学成像领域，具体而言多模态3D血管分析领域正在得到越来越多的 关注。成像工具提供了先进的对血管的观看、分割、检查以及量化，以用 于针对许多患者群体的诊断。
大部分医学成像工作站的厂家具有支持血管分析，具体而言3D血管量 化的工具。
尽管术语3D血管量化听起来像是指单独的应用，但其实际上涉及使用 不同采集方法靶向不同血管结构的一组应用，对于所述组应用而言对预期 的测量的需求是相同的。解剖结构的示例有主动脉、颈动脉、冠状动脉、 外周腿部动脉和冠状动脉。磁共振(MR)、计算机断层摄影(CT)以及旋 转式X射线是所使用的成像模态的示例。血管检査的示例包括寻找血管的 变宽或阻塞部分或者对肺动脉中的肺栓塞的更加具体的搜索。在任意给定 的血管应用中，主要的目的是测量局部血管参数，例如在图像数据中若干 位置处的面积和半径，以量化狭窄的程度或动脉瘤的大小。按照定义，这 些测量必须在通过感兴趣血管的橫截面上完成。
对于血管的手动检查而言，用户可利用多平面重定格式(MPR)、最大 强度投影(MIP)或体积绘制(VR)来观看数据。
预期的MPR视图是模截面视图及纵向视图(与血管对准的视图)。其 他经常用于血管的检查的视图为弯曲平面的血管视图及拉直的血管视图。
大部分可获得的商业工具提供生成预期视图的若干方法-
1)手动交互使用点选交互在任意可视化(MIP或者VR)中的特定位置处生成横截面，随后手动旋转(放大的)MPR视图以获得正确的横截 面或者纵向取向。
2) 路径描绘，以便使用路径方向定向横截面和纵向及弯曲平面或拉直
的视图。路径描绘策略的范围从完全手动到单击自动。所得路径的质量很 大程度上取决于用于交互的可视化。
3) 手动点选结合专用的Ortho观看器或者所谓的明轮(paddlewheel) 视图(所述明轮视图是针对肺栓塞的情况而言的)。
一旦生成血管的横截面，用户可通过在血管边缘周围的这一横截面上 描绘轮廓而测量血管的面积。如果在不同位置上重复这一测量，则可以评 估狭窄的程度或动脉瘤的大小。(半)自动路径跟踪器中的一些也利用自动 血管边缘检测，并且因此利用自动测量。然而，在所有工具中，要求用户 验证路径的正确性以及自动描绘的血管边缘的正确性。
在2D显示器或屏幕上从3D医学图像中检索穿过3D对象的正确的横 截面是不重要的。所有手动方法所需的交互是冗长且易于出错的。在MPR 视图上手动定义3D中的路径需要界标放置和滚动的组合。由于选择的点不 对应于血管中心而是对应于绘制的投影坐标(经常是血管边缘)，并且必须 在路径定义之后在2D视图中进行检查(以及可能的校正)，因此在MIP或 VR图像上的路径的手动定义甚至更加困难。当使用点选交互时，用户必须 首先选择位置，然后用户必须在3D中(或者在所谓的明轮肺栓塞(PE)示 例中沿单独的轴)旋转图像。
这对在给定特定时间用户在图像中可检查的位置的数量施加了严重的 限制。同样，手动交互方法易于出错，因为用户难于评估给定的取向是否 正确，因此结果将是不可重现的。当使用点选交互时，用户仅在完成图像 旋转和检查横截面之后发现其所挑选的点不位于预期的血管的内部。
同样，对于检查任务而言，单击自动方法是麻烦的。用户必须扫描数 据以搜寻针对分割的合适的起点。然后，用户必须等待分割完成，并且之 后在可以生成横截面和纵向视图之前，可能要延长或者编辑自动得到的中 心线。如果分割结果不正确，用户必须编辑结果。同样，沿所找到的中心 线的导航是麻烦的。
WO 2005/048198 (相同的申请人)公开了一种方法，其中在3D图像上应用分割处理，随后为弯曲平面重定格式(CPR)。然而，该文献对于分 割无法找到正确的血管结构(参见该文献的图2)的可能是无记载的。对于 实际应用而言，用户将必须检查原始数据以找到相关的结构用于进一步分
析和验证。利用诸如滚动、旋转縮放、摇拍等的常规3D导航工具来执行这
种检査，并且这种检查既耗费时间又易于出错。
因此， 一种用于检査管形结构的改进的方法将会是有利的，具体而言， 一种更有效和/或更可靠的方法将会是有利的。

发明内容
因此，本发明优选地试图单独地或者以组合的方式来减轻、减少或消 除上述缺点中的一个或多个。具体而言，可以将本发明的目的视为提供一
种解决检査3D图像数据集中的管形结构的上述现有技术的问题的方法。 在本发明的第一方面中，通过提供用于在三维(3D)图像数据集内检
查管形结构的方法而达到这一 目的以及若干其他目的，所述方法包括
a)提供图像数据集， -b)执行图像数据集的可视化，
c)执行图像数据集的检査，所述检查包括 -移动指针，
-执行指针周围的局部分割，以便确定被分割对象的可能的形状， -执行对被分割对象的局部分析，以及
-显示被分割对象的第一视图，所述第一视图的取向是从局部分析 中导出的。
本发明对于获得一种可直接在各种不同可视化中的原始图像数据上使 用的方法是特别(非排他的)有利的。不需要诸如解剖模型的先进的应用 知识、先进的采集协议设备或者全局分割。因此，其是一种鲁棒性强的、 可用于各种图像模态和解剖结构的方法，该方法在血管的量化软件包中是 必需的。
一个额外的优势是用户交互的减少。在用户知道选择的指针的位置所 得到导出的视图，例如预期的横截面之前，不需要点选交互、图像旋转或 分割任务。这增加了在某一时间内可检査的位置的数量。又一优势是本发明在3D图像集内所做的测量更加的可重现化，因为每 一次选择用于检査的例如血管的结构时，将视图在相同的方向上对准。
结合本发明，将在更广的背景下理解分割，即分割是将三维图像数据 集划分为多个区域(即体素集)的处理。分割的目的是将表示简化和/或改 变成更简单的和/或更有利的另一种表示。图像数据集的分割可用于(例如) 定位对象和边界。医学成像中的分割经常用于涉及狭窄的量化、肿瘤的位 置和体积等的诊断性目的。
在本发明的背景下，术语"视图"将广泛地解释为可从先前的局部分 割和局部分析中导出的任何方式或者类型的可视化。因此，视图包括但不 限于弯曲平面重定格式(CPR)、弯曲线性视图、平面视图以及拉直视图。 平面视图可包括横截面视图和纵向视图。
在一个实施例中，检査还包括向用户指示指针(P)在管状结构内，以 用于引导用户。响应可以是任何类型的响应，但申请人已经成功地使用了 指针周围的指示，其中用户的注意力己经集中于指针处。作为具体的示例， 指示可包括被分割对象的质心的可视化。质心可连同诸如鼠标指针或类似 的指针一起示出，或者替代指针示出。
在一个特别有益的实施例中，局部分割的体积足够的小，以便能够基 本实时地实现第一视图的显示。将术语"实时"结合用户交互系统进行理 解，所述系统在用户行为和对该行为的预期系统响应之间具有相对低的响
应时间。用户可能甚至经历以下情况所经历的实时响应为"即刻"响应，
尽管这严格来讲是不正确的。更量化地，对第一视图(P2)的局部分割、 局部分析以及显示可以在最大约为100毫秒、更优选50毫秒或者更优选地 10毫秒的响应时间内执行。用户可能经历高达300毫秒的响应时间作为实 时响应。应该提到的是通过为局部分割、分割本身以及分析时间关联最大 体积维度以为用户提供基本瞬时的视图，本发明提供了一种显著改进的检 查工具。
有益地，检査还可包括显示被分割对象的第二视图，所述第二视图的 取向是从局部分析中导出的，以便改进用户的取向。优选地，第一和/或第 二导出视图可以分别是被分割对象的横截面视图和域纵向视图。具体而言， 就用户的取向而言，可使用所谓的ortho观看器得到良好的结果。在横截面视图中，横截面视图与管形结构的交集可显示为可视化中的环。因此，可以围绕管形结构内部的结构示出环。优选地，还可以显示血管的一个或多个轮廓。
更优选地，可以在第一视图和/或第二视图中显示指示。例如，可以在体积绘制中指示出所述指示或者作为拉直的重定格式的曲线视图中的线进行指示。
在一个实施例中，局部分析包括相对快地进行应用的结构张量(J)分析。另外，可以应用高斯加权或者"模糊化"。另一个备选可以是局部血管
、滤波器(vesselness filter);见A. Frangi， Niessen, K丄.Vincken禾口 M.A."Viergever， Multiscale vessel enhancement filtering. iVoc. Af/CC/4/，9&pp.130-137, 1998。
在另一实施例中，检查还包括用户主动选择管形结构内的一个或多个点，例如用户利用鼠标单击一些点。应该注意的是随后应用不是所述点本身而是其位于中心的版本。具体而言，可能直接或间接地选择一个或多个所选择的点，所述点作为图像数据集的至少一部分的半自动分割处理或自动分割处理的起始点。因此，可有益地结合本发明的实施例来使用血管跟踪或类似的分析工具。
在又一实施例中，本方法还包括d)对在检查期间被局部地分割和分析的图像数据集的至少一部分进行结构分析，参见以上的c)。具体而言，结构分析可涉及结构的直径/半径，例如半径/直径；局部曲率，平均值和相对值两者。这对于狭窄评估和动脉瘤评估具有特别的意义。具体而言，局部分割的体积可以足够的小，以便能够基本实时地从结构分析d)中得到结果。因此，可以立即从结构和更加详尽的分析中给用户有关(例如)狭窄评估和动脉瘤评估的一些结果。因此，在某种程度上将检查和分析融合到了一起。
在第二方面中，本发明涉及一种用于检査三维(3D)图像数据集内的管形结构的成像装置，所述装置包括
a) 用于提供图像数据集的成像器件，
b) 用于执行图像数据集可视化的处理器，
c) 用于执行图像数据集的检查的检査器件，还将所述图像装置布置为用于
-经由用户输入设备移动指针，
-在指针周围执行局部分割，以便确定被分割对象的可能形状，-执行被分割对象的局部分析，以及
-显示被分割对象的第一视图，所述第一视图的取向是从局部分析中导出的。
图像器件可以是磁共振(MR)成像单元或者计算机断层摄影(CT)成
像单元，或者其他合适的成像模态。
在第三方面中，本发明涉及一种计算机程序产品，其适于实现一种包括至少一个计算机的计算机系统，所述计算机具有与之关联的数据存储器
件以根据本发明的第一方面来控制成像装置。
本发明的这个方面对于本发明可由能够使计算机系统执行本发明的第二方面的操作的计算机程序产品来实现而言是特别(非排他的)有利的。因此，构想到可以通过将计算机程序产品安装到控制所述成像装置的计算机系统上而改变一些已知的所述成像装置以根据本发明操作。可以在任何类型的计算机可读介质，例如基于磁性或者基于光学的介质上提供这种计算机程序产品，或者通过基于计算机的网络，例如因特网。
本发明的第一、第二和第三方面每一个可与任何其他方面结合。通过参考以下描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并且得到阐明。


现在通过参考附图，仅以示例的方式解释本发明，在附图中
图1示出了根据本发明的装置的方框图2示出了根据本发明的可能的显示视图的实施例；
图3示出了根据本发明的可能的局部分析；
图4示出了根据本发明的可能的边缘确定；
图5示出了局部分割体积和管形结构的分割范围；
图6是根据本发明的方法的流程图7是根据本发明的方法的更详细的流程图；图8示出了涉及本发明的MR颈动脉的应用；
图9示出了涉及本发明的CT肺栓塞的应用；
图IO示出了涉及本发明的MR颈动脉树的应用；
图11示出了应用本发明在MIP图像上描绘血管路径。
具体实施例方式
图1示出了用于对对象1进行成像的根据本发明的装置的方框图。在对象1或者对象1的一部分上应用数据采集单元2提供了三维(3D)数据集。单元2可以是布置为对对象进行磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、超声扫描、光学成像或者(3D)旋转式血管造影X射线的单元。
因此，图像数据集优选地是医学图像数据集，但本发明也涉及并且适合于结合地质分析、材料分析、建筑分析等的应用。尽管如此，在本说明书的剩余部分中，将进一步说明医学实施例，即对象1为患者或者患者的一部分。具体而言，本发明研究的管形结构可以是血管、骨骼、气道、结肠或者脊椎。在一个具体实施例中，血管可以是肺血管。在该情况下，医生可以利用视图，特别是纵向视图，但这里视图不必限于搜寻或示出管状结构，因为肺栓塞(PE)是肺血管的阻塞，因此这些结构可能看起来不再是管状的，而是搜寻并且研究与管状结构的偏离。
将数据采集单元2连接到存储器3，例如诸如计算机的硬盘的合适的存储设备，在存储所采集的3D图像集并且由处理器4进行处理，所述处理器4例如是已以适当的方式对其进行编程的计算机的中央处理单元(CPU)。处理器4包括用于实现本发明的不同部分或单元。
具体而言，处理器4包括处理器件4a，用于执行图像数据集的可视化。给定例如血管结构的3D图像数据集，则用户可以选择任意的可视化，诸如MIP、 MPR、 SVR或诸如最小强度投影(mIP)、平均强度投影、等值面绘制、体积绘制(SVR和DVR)、最近血管投影、全视图(globe-view)、多边形绘制、肥皂泡、曲线及拉直投影的对于技术人员可容易获得的其他合适的可视化。
另外，处理器4包括处理器件4b，用于检查阶段的执行或辅助。此外，处理器4包括处理器件4c，用于执行对在检查阶段的局部分割及分析的图像数据集进行结构分析。通常，将处理器件4c布置为执行对整个图像数据集的结构分析。
处理器4操作性地连接到显示屏6，并且处理器4还操作性地连接到用户输入部分5，即用户输入设备。用户输入部分5可以是鼠标、键盘、控制杆或者现在或将来能够向处理器4提供用户交互的任何其他类型的设备。
图2示出了由用户(未示出)在显示视图或屏幕6上看到的可能的视图的实施例，在显示视图或屏幕6上可看到图像数据集。用户可在屏幕6上移动指针P并且检査图像数据集中的感兴趣区域。指针P具有箭头的形式，但当然在本发明的教导范围内也可以应用任何合适的、直接或间接的指示符号用于指针P。
在图2的实施例中，示意性地指示了患者1的诸如血管的管形结构r。连续地，当用户在包括结构1'的图像数据集内移位或者悬停指针P时，处理器4在指针P周围执行局部分割，以便确定被分割对象(如果存在的话)的可能形状。因此，当对指针P进行移位使得指示的分割体积20包括结构
r的部分时，将分割结构r的所述部分的分割。图2中所示的分割体积20
形成了所看到的、在医学图像数据集中的立方框(即在图示的二维中为方
形形式)，但是当然分割体积20也可能是其他几何形状。分割体积20或分
割"框"由被检查的对象r的大小以及算法中应用的滤波器类型确定。例
如，高斯函数或者其导数可用作滤波器函数。
在结构r的分割部分上，处理器4b还根据本发明执行对被分割对象的局部分析，如以下即将要进一步解释的。作为局部分割和局部分析的结果，
处理器4b促使屏幕6显示被分割对象l，的第一视图Pl ，如图2的右侧上所指示的。第一视图Pl的取向是从局部分析所导出的，将图2的第一视图Pl
示意性地指示为简单的横截面视图，但可以从局部分析中导出其他类型的
视图，特别是平面视图。另外，图2类似地示出了第二视图P2以及第三视
图P3。通常，第二和第三视图可以是平面视图，即管形结构r的纵向视图。
视图Pl、 P2和P3的目的是在医学图像集的检査阶段期间引导和支持用户。
当然可以改变视图Pi、P2和P3的相对布置以及结构r的全部可视化，
但是图2中所示的配置已经表明其在由本申请所执行的初步临床试验期间对于用户是有帮助的，参见图8-11。
12'除了图2中所示的视图，可以在显示屏幕6上示出其他导出的最终或 中间类型的结果，或者将所述结果以其他方式发送到用户，以便在医学图 像集的检査阶段期间提供引导和支持。具体而言，在针对狭窄评估的血管 检查期间，可以显示诸如半径/直径的值、局部曲率平均值和局部曲率相对 值，或者以其他方式例如通过声音发送给用户。
图3示出了根据本发明在同样在图2中示出的管形结构r上执行的可 能的局部分析。通过找到利用结构张量J从局部图像灰度值直接计算出的图 像结构取向而执行局部分析。局部分析张量由下式给出
这里g,是方向i上的图像梯度，i可以是空间坐标x、y或z中任何一个。 括号〈〉代表在具有以mm为单位的给定大小的区域上的加权，例如lmm、
2mm、 3mm、 4mm、 5mm、 6mm、 7mm、 8mm、 9mm或10mm。在当前的
实现方式中，使用高斯模糊实现加权。在已经计算结构张量之后，计算特
征值K^，W及特征向量^,^y。使用约定A s^对特征值进行存储。 因此，v。对应于在其上梯度的加权乘积是最小的方向。在管状结构r中， 这对应于如图3中所示的坐标系指示的局部血管方向。如图3所示，、和v, 跨越与血管r垂直的横截面平面。
图4示出了根据本发明的可能的边缘确定。在由^和^ (参见图3)限 定的所得到的横截面上计算血管轮廓。在如图4所示的MR图像情况下， 在与血管l，垂直的方向上，沿利用基本的脉冲半高宽度(FWHM)分析中
可找到的血管边缘提取剖面，其中提取R和e坐标中的极性图(轮廓的图
像)。对于每一个剖面，通过如在上方的极坐标图和下方的极坐标图之间所
示地定位FWHM作为而找到血管边缘。
图5示出了局部分割体积20的分割范围以及管形结构l'。分割体积20 具有立方框形式，以及所指示的宽度21，而结构1，具有平均半径22。为了
促进对包括管形结构r的医学图像数据集的成功的检查，可有益地相对于 结构r的预期半径值调整分割宽度21。当例如医生在诸如检査认定的患者 时，后者的值(结构r的预期半径)通常，至少平均而言是用户可得到的。
13因此，分割宽度21可以是K乘以管形结构1'的预期半径尺寸22， K优选 为1，更优选为1.5，最优选为2。特别地在检查阶段之前或甚至其期间对 例如宽度21的分割体积进行调整，以便获得来自检查阶段的最好的结果。 根据所执行的分割、局部分析以及用户经历的预期响应时间，宽度21 可以是l-50毫米(mm)间隔中的任何值。优选地，宽度21处于该间隔的 较低区域中，即宽度可以是l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19或20mm，或者这些值之间的任何间隔。通常， 用户将向处理器4输入检査所预期的对比度类型(对象对背景)以及例如 研究中的血管的管形对象的预期半径。在一些实施例中，可以在相同的局 部分割以及局部分析处理中应用若千滤波器，其中每一个滤波器具有不同 的宽度21。
图6是用于检査三维(3D)图像数据集内的管形结构l，(参见图2-5) 的方法的流程图。所述方法包括以下步骤
a) 提供对象l的图像数据集，
b) 执行图像数据集的可视化，例如MIP绘制，
c) 执行图像数据集的检查。所述检查包括以下子步骤 cl)移动指针P，
c2)执行指针P周围的局部分割，以便确定被分割对象可能的形状， c3)执行被分割对象的局部分析，以及
c4)显示被分割对象的第一视图P1，所述第一视图的取向是从局部 分析导出的。
任选地，所述方法还包括步骤d)，用于执行对在检查c)期间被局部分 割和分析的图像数据集的至少一部分进行结构分析。
图7是根据本发明的方法的更详细的流程图。步骤sl对应于以上的步 骤a)，即提供对象l的图像数据集，并且，类似地，步骤s2对应于以上的 步骤b)，即用于执行所述图像数据集的可视化。
步骤s3是用于确定是否己经对指针P进行了移位的确定步骤，例如， 用户是否已经经由图1的输入设备5起动了移位。如果是否定的，则不需 要进一步的行动。
如果是肯定的，则方法继续至步骤s4，其中处理器4检索指针P的当前位置(x，y,"或者3D源体积中的鼠标位置。在找到^:置后，在步骤s5中 经由局部分割和局部分析找到结构l，的局部血管取向。具体而言，处理器4 在步骤s6中计算给定取向中的血管轮廓，例如横截面和纵向取向。紧接在 这一计算之后，可以在步骤s7中(使用例如MPR)将结果显示为横截面和 纵向的所谓的ortho视图(orthoview)，以及给定可视化上的血管轮廓。
在步骤s8期间，确定用户是否执行了在管形结构l'内的对一个或多个 点的主动选择，例如如果图1的输入设备5是由用户控制的计算机鼠标， 则例如通过单击鼠标键而执行所述主动选择。
如果是否定的，则研究阶段继续返回至步骤s3以进一步研究。可以将 步骤s3-s8称作或者定义为自动血管分析AVA，如由这些步骤周围的虚线所 指示的。
如果在步骤s8中，用户选择了具有特殊值的图像数据集的某些点，方 法继续至步骤s9。所选择的点直接或者间接地用作图像数据集的至少一部 分的半自动分割处理或自动分割处理的起始点。因此，本发明的实施例还 提供了一种描绘路径的直观并且鲁棒性的方式横截面轮廓的中心可以是 '稳定，的中心线点。
如以上所讨论的，取向工具，即视图P1、 P2禾卩P3为例如MIP、 MPR 或者诸如SVR的体积绘制的任意可视化而工作。在悬停在血管上的同时可 以在血管周围生成横截面视图以及可能的环。通过用户的单击，可以描绘 中心线点。这些点也可用作(半)自动分割工具的起始点。针对路径描绘， 处理器4可以若干方式连接中心线点可以提供线性插值或者将点作为控 制点馈送给Bezier线，或者可以作出更大的步骤并且使用两个种子点路径 跟踪算法确定中间点。
在体积绘制或基于MIP的视图中"跟踪"血管时，如果另一个血管穿 过所跟踪的那一个，那么环和横截面可能会"跳跃"。如果考虑先前跟踪的 环和己经限定的路径(加上一些描述/跟踪历史)，可以确保所述跟踪一直跟 随相同的血管。这对于手动的路径描绘是必不可少的，因为其允许在例如 MIP图像中描绘路径，而不必不断地重定向观看器。将结合图10和11进 一步解释这一点。
图8示出了涉及本发明的MR颈动脉的应用。示例示出了指针或鼠标200880019100. 1 。 正交横截面与局部血管方向对准，并且将检测到的血管轮廓(环)显示在 所有横截面上，如由小箭头在右侧平面视图上的两个纵向视图中所指示的。
图9示出了涉及本发明的CT肺栓塞的应用。在该示例中，在CTA数 据集中示出了交互血管检査器以达到检测和观看肺栓塞(PE)的目的。将 指针指示为白色箭头，并且在右侧平面视图上的两个纵向视图中由小箭头 指示检测到的环。针对肺栓塞的可视化，由Chiang在Detection of Pulmonary Embolism: Comparison of Paddlewheel and Coronal CT Reformations — Initial Experience, Radiology, 228: 577-582, 2003中提出了明轮可视化，作为用于生 成通过栓塞的正交视图的工具。本发明使明轮交互成为过时的，因为可自 动找到正确的取向，而明轮必须要手动旋转。
图IO示出了涉及本发明的MR颈动脉树的应用。
如以上所讨论的，本发明可用于为所有模态的应用中的(半)自动路 径跟踪器以及所有类型的血管使种子点定中心。针对MR冠状动脉及颈动 脉所提出的3D血管工具的原型目前处于临床验证，并且其可以使用该种子 点定中心。图IO示出了定中心种子点和得到的共同的内部和外部颈动脉的 跟踪路径。
图11示出了利用本发明的应用描绘MIP图像上的血管路径。在该示例 中，在MIP图像(MR颈动脉增强扫描的部分)上描绘路径。图ll示出了 血管从下方穿过另一个血管的情况。环将继续跟踪所选择的血管(描绘起 始于图像的右下角处)。在该示例中，所提出的描绘工具的"跟踪历史"使 用已经跟踪的路径的方向和深度，以通过交集进行描绘，并且跟踪正确的 路径。
本发明可以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件以及这些的 任何组合。本发明或者本发明的一些特征可实现为在一个或多个数据处理 器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。可以任何合适的方式在物理 上、功能上和逻辑上实现本发明的实施例的元件和部分。实际上，功能可 以在单个单元、多个单元中或者作为其他功能单元的一部分实现。因此， 本发明可在单个单元中实现，或者物理上以及功能上分布在不同单元和处 理器之间。尽管已经结合特定的实施例描述了本发明，但并非意图将本发明限于 上述的特定形式。而是，本发明的范围仅限于随附的权利要求。在权利要 求中，"包括" 一词不排除其他元件或步骤的存在。另外，尽管可在不同权 利要求中包括单独的特征，但可能有利地组合这些特征，并且包含在不同 权利要求中的特征不意味着这些特征的组合是不可行的并且/或者是不利 的。另夕卜，单数指代不排数复数。因此，"一"、"一个"、"第一"、"第二" 等的指代不排除复数。此外，不应将权利要求中的参考标记解释为限制本 发明的范围。
权利要求
1、一种用于检查三维(3D)图像数据集内的管形结构(1’)的方法，所述方法包括a)提供图像数据集，b)执行所述图像数据集的可视化，c)执行所述图像数据集的检查，所述检查包括-移动指针(P)，-执行所述指针周围的局部分割，以便确定被分割对象(1’)的可能形状，-执行所述被分割对象的局部分析，以及-显示所述被分割对象(1’)的第一视图(P1)，所述第一视图的取向是从所述局部分析中导出的。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述检查还包括向用户指示所述指针(p)在管状结构(r)内。.
3、 根据权利要求2所述的方法，其中，所述指示包括所述被分割对象(r)的质心的可视化。
4、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述局部分割的体积(20)足够的小，以便能够基本实时地显示所述第一视图(Pl)。
5、 根据权利要求1或权利要求4所述的方法，其中，在最大约为100毫秒，更优选地为50毫秒，或者更优选地为IO毫秒的响应时间(RespT)内执行所述局部分割、所述局部分析以及所述第一视图(P2)的显示。
6、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述检查还包括显示所述被分割对象(l')的第二视图，所述第二视图的取向是从所述局部分析中导出的。
7、 根据权利要求1或权利要求6所述的方法，其中，所述第一 (Pl)和/或所述第二导出视图(P2)分别是所述被分割对象(r)的横截面视图和/或纵向视图。
8、 根据权利要求2和7所述的方法，其中，将所述横截面视图(Pl)与所述管形结构(r)的交集显示为所述可视化中的环。
9、 根据权利要求2或权利要求6所述的方法，其中，所述指示显示在所述第一视图(Pl)和/或所述第二视图(P2)中。
10、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述局部分析包括结构张量(J)分析。
11、 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述检查还包括用户主动选择所述管形结构(r)内的一个或多个点。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其中，直接或间接地选择一个或多个选定点作为所述图像数据集的至少一部分的半自动分割处理或自动分割处理的起始点。
13、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括d)执行对在所述检査c)期间被局部分割和分析的所述图像数据集的至少一部分的结构分析。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述局部分割的体积足够的小，以便能够基本实时地从所述结构分析d)中存取结果。
15、 一种用于检查三维(3D)图像数据集内的管形结构(r)的成像装置，所述装置包括a)成像器件(2)，其用于提供图像数据集，b) 处理器(4， 4a)，其用于执行所述图像数据集的可视化，c) 检查器件(4， 4b， 5， 6)，其用于执行所述图像数据集的检查，还 将所述成像装置布置为用于-经由用户输入设备(5)移动指针(P),-执行所述指针周围的局部分割，以便确定被分割对象(l，)的可能形状，-执行所述被分割对象的局部分析，以及-显示所述被分割对象(r)的第一视图(Pl)，所述第一视图的取 向是从所述局部分析中导出的。
16、 一种计算机程序产品，其适于使包括至少一个具有与之关联的数 据存储器件的计算机的计算机系统控制根据权利要求1所述的成像装置。
全文摘要
本发明公开了一种检查诸如医学图像中的血管的三维(3D)图像数据集内的管形结构(1)的方法。最初，提供图像数据集并且执行图像数据集的可视性。之后，执行图像数据集的检查。在检查期间，用户例如经由计算机鼠标对指针(P)进行移动，处理器在指针周围执行局部分割，以便确定诸如血管的管形被分割对象(1)的可能的形状，所述处理器还对被分割对象进行局部分析。之后，屏幕显示被分割对象(1)的视图(P1)，其中从局部分析导出第一视图的取向；所述第一视图可以例如是横截面视图或者纵向视图。本发明可直接用在各种不同的可视化中的原始图像数据上。不需要诸如解剖模型的先进的应用知识、先进的采集协议设备或者全局分割。因此，其是一种鲁棒性强的、可用于各种图像模态和解剖结构的方法，该方法在血管的量化软件包中是必需的。
文档编号G06T7/00GK101681514SQ200880019100
公开日2010年3月24日 申请日期2008年6月2日 优先权日2007年6月7日
发明者J·J·松内曼斯, J·奥利万贝斯科斯, R·J·E·哈比斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司