管状结构跟踪的制作方法
【技术领域】
[0001]下文总体涉及跟踪成像数据中的通过感兴趣管状结构(例如，脉管、支气管等)的中心(或其他)线，同时减少不完整和/或不正确的路径。适当的成像模态包括计算机断层扫描(CT)、核磁共振(MR)和三维(3D) X射线。
【背景技术】
[0002]医学成像中的血管检查通常需要寻找例如三维(3D)成像数据体积成像数据(例如，计算机断层扫描血管造影(CTA)、核磁共振血管造影(MRA)、3D旋转X射线等)的成像数据中的脉管的变宽或阻塞区域和/或肺动脉中的肺栓塞。目的在于测量局部脉管参数，例如图像中的若干位置处的面积或半径，以量化狭窄的程度或动脉瘤的尺寸。
[0003]脉管可视化和分析软件已经包括支持沿通过脉管中心的路径的脉管跟踪的工具。利用这样的软件，使用全自动脉管分割算法或手动或半自动脉管中心线跟踪器来定义脉管中心线。通常使用最大强度投影(MIP)绘制、表面体积绘制、弯曲平面视图或矫直的重格式化视图对所跟踪的脉管进行可视化。
[0004]全自动脉管跟踪算法检测预定区域的脉管对象。之后，用户选择和/或编辑尔后在分析中使用的中心线。半自动路径分析能够被分为单点跟踪方法和两点跟踪方法。单点跟踪涉及起始点的用户选择，并且尔后算法自动地追踪中心线。利用两点跟踪，用户选择起始点和终止点，并且算法自动地追踪两点之间的中心线。
[0005]单点跟踪的缺点在于，用户无法控制所跟踪路径或被跟踪的脉管的长度。算法仅选择最有可能(最大/最直)的脉管。对于“错误”结果(即，跟踪期望的脉管和/或脉管长度之外的脉管和/或脉管长度)的解决方案是使用不同的起始点进行重新跟踪。“费时长”问题能够通过跟踪预定义的长度并且之后提供扩大或缩小长度的选项来解决。
[0006]两点跟踪算法具有以下缺陷:如果用户将两点放置过远，或放置在不同脉管中，则路径结果有误，或计算时间过长。在这两种情况下，难以到达用户想要分析的路径。解决方案是要求用户在跟踪通过脉管的中心线或移动起始点和/或结束点之前首先提供脉管的原始分割，并且重试。
[0007]遗憾的是，对于单点和两点跟踪算法的以上提到的和/或其他缺点的当前解决方案是难以处理的，并且不直观，这是因为不能保证其在二次迭代、三次迭代等起作用，并且用户通常耗费大量时间来尝试将感兴趣脉管可视化并且编辑跟踪结果。鉴于以上，存在对于其他方法未解决的需要，来跟踪脉管和/或减轻与当前的单点和两点跟踪算法相关联的上述讨论的缺陷。
【发明内容】
[0008]本文描述的各方面涉及以上提到的问题和其他问题。
[0009]在一个方面，一种方法包括:分割体积图像数据中的感兴趣管状结构，从而创建跟踪分割；在视觉上呈现所述跟踪分割的用户交互三维绘制；通过所述用户交互三维绘制接收指示所述跟踪分割中的用户识别的感兴趣跟踪路径结束点；基于所述信号，跟踪所述跟踪分割中的所述管状结构；以及在视觉上至少呈现通过所述管状结构的已跟踪路径。
[0010]在另一方面，一种被编码有计算机可读指令的计算机可读存储介质，其在由处理器执行所述计算机可读指令时，使所述处理器:分割体积图像数据中的感兴趣管状结构，从而创建跟踪分割；在视觉上呈现所述跟踪分割的用户交互三维绘制；通过所述用户交互三维绘制接收指示在所述跟踪分割中用户识别的感兴趣跟踪路径结束点的信号；基于所述信号，跟踪所述跟踪分割中的所述管状结构；以及，在视觉上至少呈现通过所述管状结构的已跟踪路径。
[0011]在另一方面，一种计算设备包括:计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使用跟踪分割的用户交互三维绘制来对在来自体积图像数据的所述跟踪分割中呈现的通过管状结构的路径进行跟踪，以减轻不完整路径或不正确路径中的至少一个，并且在视觉上至少呈现通过所述管状结构的已跟踪路径；以及，处理器，所述处理器执行所述计算机可执行指令。
【附图说明】
[0012]本发明可以采取各种部件和各部件的布置，以及各种步骤和各步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解释为对本发明的限制。
[0013]图1示意性地图示了具有管状结构跟踪器的示范性计算设备。
[0014]图2图示了用于跟踪管状结构的示范性多点单向方法。
[0015]图3图示了用于跟踪管状结构的示范性多点双向方法。
[0016]图4图示了用于跟踪管状结构的示范性单点方法。
【具体实施方式】
[0017]下文描述一种管状结构跟踪器和/或跟踪方法，其便于沿管状结构的纵轴或长轴成功跟踪通过感兴趣管状结构(例如，对象的脉管、支气管等)的中心(或其他)线，而不需要在跟踪之前和/或期间的用户管状结构分割，同时减轻不完整和/或不正确路径。
[0018]首先参考图1，示意性地图示了扫描器102，例如CT、MR、X射线或其他成像扫描器和/或其组合。控制台104包括具有人类可读输出设备(例如监视器)和输入设备(例如键盘、鼠标等)的通用计算系统。驻留于控制台104的软件允许操作者与扫描器102交互，包括启动扫描等。图像处理器106处理扫描器102的输出，并且生成成像数据(或图像)。成像数据和/或扫描器输出能够被存储在数据存储器108中。成像数据和/或扫描器输出数据能够被进一步处理和/或视觉显示。
[0019]计算设备110处理成像数据和/或扫描输出。图示的计算设备110包括至少一个处理器112，所述处理器执行在计算机可读存储介质116 (例如，物理存储器或其他非暂态存储介质)中存储的至少一个计算机可读指令114。额外地或备选地，处理器112执行由载波、信号或其他暂态介质携带的一个或多个计算机可读指令。I/O 118被配置用于从一个或多个输入设备120 (例如键盘、鼠标、触摸屏监视器等)接收信息(例如，跟踪起始和/或结束点)和/或向一个或多个输出设备122 (例如，监视器、打印机、便携存储器等)传达信息(例如，已跟踪路径)。
[0020]图示的至少一个计算机可读指令114至少包括用于实现管状结构跟踪器124的指令。如在下文中更详细描述的，当由处理器112执行管状结构跟踪器124时，管状结构跟踪器124便于使用用户交互中间三维绘制来跟踪通过成像数据中的感兴趣已分割管状结构(本文中也被称为跟踪分割)的路径，其减轻不完整和/或不正确的路径。例如，用户交互中间三维绘制允许选择跟踪分割中的跟踪结束点和/或调节跟踪分割中的跟踪起始和/或结束点的位置，其允许路径的成功跟踪，而不需要用户在跟踪之前和/或期间分割管状结构。
[0021]图2图示了用于跟踪的示范性两点单向方法。
[0022]应当意识到，本文中描述的方法中的步骤的顺序是非限制性的。这样，本文中预期其他顺序。额外地，可以省略一个或多个步骤和/或可以包括一个或多个其他步骤。
[0023]在202处，获得用于分割在成像数据中呈现的感兴趣管状结构的分割起始点和结束点。如在本文中描述的，成像数据能够由扫描器102和/或其他扫描器生成。经由指示感兴趣分割起始点和结束点(例如由用户经由输入设备120输入或选择的起始点和结束点)的输入信号识别分割起始点和结束点。
[0024]在204处，基于分割起始点和结束点从成像数据分割管状结构，创建跟踪分割。
[0025]在206处，基于分割起始点和结束点，通过跟踪分割跟踪路径。
[0026]在208处，确定跟踪是否成功。通过示范性的方式，如果跟踪已经停止并且未到达结束点，则跟踪失败。然而，如果跟踪已经停止并且已经到达结束点，则跟踪成功。
[0027]如果在208处跟踪失败，则在210处，在视觉上呈现跟踪分割的用户交互三维绘制。所述绘制是交互性的，由此，其允许用户使用输入设备120，以使用鼠标、语音命令、触摸屏等来识别跟踪分割中的跟踪结束点。
[0028]在212处，接收指示跟踪结束点的输入信号。响应于用户选择在三维绘制中的管状结构中的点，可以生成所述信号。通常，通过从跟踪分割中的中间三维绘制中选择一点，在下一迭代中成功跟踪通过管状结构的路径的可能性得到保证。
[0029]响应于接收跟踪结束点，基于跟踪结束点，而非分割结束点，重复步骤206。
[0030]如果在208处，跟踪成功，则在214处，在视觉上呈现管状结构中的已跟踪路径的三维绘制。在变型中，与已跟踪路径一起，同时绘制成像数据中的其他结构。
[0031]在可选步骤216处，通过识别跟踪分割中的后续跟踪结束点来延伸已跟踪路径。之后，已跟踪路径从先前已跟踪路径的结束点被延伸至后续跟踪结束点。
[0032]图3图示了用于双向跟踪的示范性多点方法。
[0033]应当意识到，本文中描述的方法中的步骤的顺序是非限制性的。这样，本文中预期其他顺序。额外地，可以省略一个或多个步骤和/或可以包括一个或多个其他步骤。
[0034]在302处，获得用于分割在成像数据中呈现的感兴趣管状结构的分割起始点和结束点。如在本文中描述的，经由指示感兴趣分割起始点和结束点(例如由用户经由输入设备120输入或选择的起始点和结束点)的输入信号来识别分割起始点和结束点。
[0035]在304处，基于分割起始点和结束点从成像数据分割管状结构，创建两个跟踪分害J，其中一个开始于分割起始点，并且另一个开始于分割结束点。
[0036]在306处，基于分割起始点和结束点，通过跟踪分割中的每个分别跟踪路径，二者在彼此相对的方向上前进。
[0037]在308处，确定跟踪是否成功。通过示范性的方式，如果