用于在3D图像中注释解剖树结构的系统和方法与流程

本公开涉及注释3d图像中的解剖树结构的系统和方法。具体地，本公开涉及一种被配置为由计算机断层摄影和其他图像类型数据集来生成三维模型的软件应用程序。

背景技术：

1、在外科手术期间，临床医生通常使用ct图像来确定用于浏览患者管腔网络的计划或路径。缺少了软件解决方案，临床医生通常难以单独基于ct图像来有效地进行路径规划。在创建通往特定目标的路径方面，这个挑战在支气管树的较小分支中尤其如此，其中ct图像的分辨率通常不足以提供准确导航。

2、虽然用于规划穿过(例如，肺的)管腔网络的路径的路径软件解决方案非常利于实现他们的预期目的，但是它们对临床医生规划胸腔手术并无助益。胸腔手术通常通过腹腔镜或经由对患者胸部的开放手术来执行。肺叶切除术就是此类胸腔手术并且是一种去除整个肺叶的手术。执行肺叶切除术的一个原因是肺叶易于辨别并且经由裂隙而彼此分离。因此，肺叶的脉管系统也相对明显，并且在手术期间，可以按合理的确定性进行规划与处理。然而，在许多情况下，肺叶切除术去除了太多组织，特别是健康的肺部组织。这在确定患者甚至是否适合进行手术方面可能至关重要。

3、每片肺叶由三个或四个肺段组成。这些节段通常具有独立的血管供应。这意味着，如果能够识别各个节段，并且将与这些节段相关的脉管系统与其他肺叶分开，则可以进行肺段切除术。肺段切除手术可能增加作为手术候选人的患者数量，因为它使外科医生能够去除病变组织同时保留所有其他组织。肺段切除手术的问题在于，虽然它们保留了更多健康组织，但即使对于训练有素的专业人员，确定相关血管结构的位置也可能非常具有挑战性。

4、本公开涉及解决当前成像和规划系统的缺点。

技术实现思路

1、本公开的一个方面涉及一种用于生成患者的脉管系统的三维(3d)模型的系统、与处理器和显示器通信的存储器，该存储器存储指令，指令在由处理器执行时使显示器在用户界面中显示来自图像数据集的多个图像，这些图像至少包括轴向视图、矢状视图和冠状视图；接收指令以滚动轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者；接收轴向图像、矢状图像和冠状图像中的一者的位置处于脉管系统的第一部分内的指示；将剩余图像对齐到接收到的指示的位置；在接收到的指示的位置处的图像上显示十字准线；将该位置描绘为三维(3d)视图中的第一点；接收输入以调整图像中的十字准线的缩放级别或位置；接收所有三个十字准线都位于脉管系统的第一部分的中心的指示；在所有三个十字准线的位置处描绘3d视图中的第二点；在图像数据集的斜视图中描绘第一点；在斜视图中描绘第一点周围的圆；接收输入以确定圆的尺寸来匹配脉管系统的第一部分在第二点处的直径；接收输入以添加节段；以及在3d视图中显示该节段，其中该节段从第一点延伸到第二点的位置处的第一节点。此方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机存储装置被配置为执行本文描述的方法和系统的动作。

2、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。一种系统，其中还在轴向图像、矢状图像和冠状图像中呈现节段的描绘。一种系统，其中当脉管系统的第一部分的另一些节段保持未建模时，处理器执行指令以：接收输入以滚动轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者中的图像；接收在轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者中识别脉管系统的第一部分中的第三点的输入；在斜视图中描绘第二点周围的圆；接收输入以确定圆的尺寸来匹配脉管系统的第一部分的直径；接收输入以添加节段；以及在3d视图中显示节段，其中该节段从第一节点延伸到第三点的位置处的第二节点。以重复方式执行指令，直到对脉管系统的第一部分的整体进行建模。在对脉管系统的第一部分的所有节段建模之后，处理器执行指令以：接收指令以滚动轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者；接收轴向图像、矢状图像和冠状图像中的一者的一部分处于脉管系统的第二部分内的指示；将剩余图像对齐到接收到的指示的位置；在接收到的指示的位置处的图像上显示十字准线；将位置描绘为3d视图中的第一点；接收输入以调整图像中的十字准线的缩放级别或位置；以及接收所有三个十字准线都位于脉管系统的中心的指示。该节段从第一点延伸到第二点位置处的第一节点。脉管系统的第一部分是动脉，并且脉管系统的第二部分是静脉。处理器执行指令以将由多个节段形成的3d模型导出到用于规划胸腔手术的应用程序。该系统进一步包括识别由多个节段形成的3d模型的至少一个节段中的错误，并且在具有错误的节段之前插入节段。在包含错误的节段的节点之间定义节点的跟随标识。在斜视图中定义所插入的节段的直径。该节段具有与第一点周围的圆的尺寸匹配的直径。所描述的技术的实施方案可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包括安装在系统上的软件、固件、硬件、或它们的组合，所述软件、固件、硬件或它们的组合在运行时使得系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，当数据处理设备执行所述指令时，使得所述设备执行所述动作。

3、本公开的第二方面涉及一种用于校正患者的脉管系统的3d模型的系统、与处理器和显示器通信的存储器，该存储器存储指令，指令在由处理器执行时：选择3d模型以供在显示器上呈现；在用户界面上呈现3d模型以及从其导出3d模型的轴向图像、冠状图像和矢状图像；接收输入以滚动或缩放一个或多个图像，或接收对3d模型的节段的选择；接收需要校正的3d模型中的第一节段中的点的指示；在图像的斜视图中描绘该点；在斜视图中描绘第一点周围的圆；接收输入以确定圆的尺寸来匹配斜视图中的脉管系统的直径；接收输入以添加节段；以及在3d模型中显示添加的节段，其中添加的节段从定义第一节段的开始的点延伸到第一点，并且校正3d模型中的错误。此方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机存储装置被配置为执行本文描述的方法和系统的动作。

4、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。一种系统，其中处理器执行指令，直到3d模型的整体被检查和校正。一种系统，其中3d模型的节段以第一颜色描绘动脉脉管系统并且以第二颜色描绘静脉脉管系统。处理器进一步执行指令以将校正的3d模型导出到胸腔手术规划应用程序。所描述的技术的实施方案可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包括安装在系统上的软件、固件、硬件、或它们的组合，所述软件、固件、硬件或它们的组合在运行时使得系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，当数据处理设备执行所述指令时，使得所述设备执行所述动作。

5、本公开的又一个方面涉及生成肺部的脉管系统的3d模型的方法。该方法包括在用户界面中显示来自图像数据集的多个图像，这些图像至少包括轴向视图、矢状视图和冠状视图；接收指令以滚动轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者；接收轴向图像、矢状图像和冠状图像中的一者的位置处于脉管系统的第一部分内的指示；在接收到的指示的位置处在轴向图像、冠状图像和矢状图像上显示十字准线；将该位置描绘为三维(3d)视图中的第一点；接收输入以调整图像中的十字准线的缩放级别或位置；接收所有三个十字准线都位于脉管系统的第一部分的中心的指示；在所有三个十字准线的位置处描绘3d视图中的第二点；在图像数据集的斜视图中描绘第一点；在斜视图中描绘第一点周围的圆；接收输入以确定圆的尺寸来匹配在第一点周围的脉管系统的第一部分的直径；接收输入以添加节段；以及在3d视图中显示该节段，其中该节段从第一点延伸到第二点的位置处的第一节点。此方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机存储装置被配置为执行本文描述的方法和系统的动作。

6、本公开的此方面的实施方案可以包括以下特征中的一个或多个特征。一种方法，其中还在轴向图像、矢状图像和冠状图像中呈现节段的描绘。一种方法，其中节段具有与第一点周围的圆的尺寸匹配的直径。在脉管系统的第一部分的另一些节段保持未建模的情况下：接收输入以滚动轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者中的图像；接收在轴向图像、矢状图像和冠状图像中的至少一者中识别脉管系统的第一部分中的第三点的输入；在斜视图中描绘第二点周围的圆；接收输入以确定圆的尺寸来匹配脉管系统的第一部分的直径；接收输入以添加节段；在分割视图中显示节段，其中节段从第一节点延伸到第三点的位置处的第二节点。所描述的技术的实施方案可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件，包括安装在系统上的软件、固件、硬件、或它们的组合，所述软件、固件、硬件或它们的组合在运行时使得系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，当数据处理设备执行所述指令时，使得所述设备执行所述动作。