[發(fā)明專利]在心臟計算機斷層成像容積中的心臟分離的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110386653.4
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102663824A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭冶楓;F.維加-希蓋拉;D.科馬尼丘
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司;西門子公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

本申請要求保護(hù)于2011年11月29日提交的美國臨時申請No.61/417,602的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中分離心臟，并且更具體地涉及對于具有冠狀動脈旁路的患者在醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)中分離心臟。

背景技術(shù)

心臟分離是指在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中將心臟與緊鄰心臟的其它組織分開，該其它組織諸如為肺、肝臟和胸腔。大多數(shù)與心臟分割有關(guān)的先前工作集中于分割心室，特別是左心室。作為整體來分割心臟或者心臟分離與諸多應(yīng)用都相關(guān)。例如，在3D計算機斷層成像（CT）容積中在將心臟與鄰近組織（例如肺、肝臟和胸腔）分開之后，冠狀動脈可以在3D中清楚地可見。根據(jù)來自美國疾病控制與預(yù)防中心的統(tǒng)計，心血管疾病（CVD）在美國是主要的死亡原因。冠狀動脈疾病（CAD）屬于最常見類型的CVD。冠狀動脈樹的3D可視化為心臟病專家提供直觀視圖，從而容易診斷可疑冠狀段。此外，同一心臟CT數(shù)據(jù)可以用于生成類似血管造影的圖像，該類似血管造影的圖像在許多情形中可以取代常規(guī)血管造影。在這兩種應(yīng)用中，分割的心臟蒙片（mask）不應(yīng)切割在心臟的表面上蔓延的冠狀動脈。這對心臟分割算法提供了重大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于在諸如心臟CT容積的3D醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中自動分離心臟的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例自動地生成心臟分離蒙片，該心臟分離蒙片在具有冠狀動脈旁路的患者的心臟CT容積中有效地分離心臟。

在本發(fā)明的一個實施例中，從3D容積提取初始心臟分離蒙片。主動脈根部和升主動脈在3D容積中被分割，從而產(chǎn)生主動脈網(wǎng)格。擴(kuò)展主動脈網(wǎng)格以包括旁路冠狀動脈。通過將初始心臟分離蒙片與由擴(kuò)展的主動脈網(wǎng)格限定的擴(kuò)展的主動脈蒙片組合，生成擴(kuò)展的心臟分離蒙片。

通過參考下文的詳細(xì)描述以及附圖，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯見本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點。

附圖說明

圖1圖示針對冠狀動脈的3D可視化的心臟分離的使用；

圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例用于在3D醫(yī)學(xué)圖像中分離心臟的方法；

圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的從3D醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)提取初始心臟分離蒙片的方法；

圖4圖示將整個心臟表面網(wǎng)格分裂為對應(yīng)于心臟的四個腔室的四個補片；

圖5圖示從心臟蒙片排除降主動脈的后處理；

圖6圖示從心臟蒙片排除胸骨和肋骨的后處理；

圖7圖示由胸骨中心和左肺尖瓣限定的關(guān)注區(qū)域；

圖8圖示胸骨中心和左肺尖瓣的自動檢測；

圖9圖示基于部分的主動脈模型；

圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于分割主動脈根部和升主動脈的方法；

圖11圖示示例性主動脈分割結(jié)果；

圖12A圖示使用圖2的方法對于旁路患者的示例性心臟分離結(jié)果；

圖12B圖示圖12A中圖示的心臟分離結(jié)果的橫向視圖；

圖13圖示對于具有移植在升主動脈側(cè)面上的隱靜脈血管作為旁路的患者的示例性心臟分離結(jié)果；

圖14圖示對于具有左和右胸廓內(nèi)動脈旁路的患者的示例性心臟分離結(jié)果；以及

圖15為能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的計算機的高級別框圖。

具體實施方式

本發(fā)明涉及用于在3D醫(yī)學(xué)圖像（諸如3D心臟CT容積）中心臟分離的方法和系統(tǒng)。在此處描述本發(fā)明的實施例以給出對心臟分離方法的視覺理解。數(shù)字圖像經(jīng)常由一個或多個對象（或形狀）的數(shù)字表示組成。此處經(jīng)常從識別和操作對象的方面來描述對象的數(shù)字表示。這種操作是在計算機系統(tǒng)的存儲器或其它電路/硬件中完成的虛擬操作。因此，應(yīng)理解，本發(fā)明的實施例可以在計算機系統(tǒng)內(nèi)利用存儲在計算機系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)來執(zhí)行。

心臟分離對于諸多應(yīng)用是高度相關(guān)的。例如，在從鄰近心臟的組織（例如肺、肝臟和胸腔）分開心臟之后，冠狀動脈可以在3D中清楚地可見。圖1圖示針對冠狀動脈的3D可視化的心臟分離的使用。如圖1所示，圖像（a）示出在心臟分離之前心臟的3D可視化，以及圖像（b）示出在心臟分離之后心臟的3D可視化。如圖像（b）中所示，在心臟分離之后，冠狀動脈102清楚地可見。冠狀動脈樹102的這種3D可視化為心臟病專家提供直觀視圖，從而容易診斷可疑冠狀段。例如，在圖像（b）中，包括鈣化斑104和軟斑106的可疑區(qū)域可以在冠狀動脈102的3D可視化上被診斷。