[發(fā)明專利]鈣化血管的分割

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410224743.7
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104217418B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: M.凱爾姆;F.盧高爾;張競丹;鄭冶楓
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于分割圖像數據中的鈣化血管的方法。本發(fā)明還涉及一種用于該目的的分割系統(tǒng)。

背景技術

據美國心臟協(xié)會稱，冠狀動脈疾病(CAD)是導致西方世界死亡的主要原因。對于CAD的當前診斷標準是通常的介入血管造影(ICA)，其涉及相當大的風險和成本。新型心臟計算機斷層成像(CT)掃描儀使得能夠采集具有前所未有的質量的冠狀動脈CT血管造影(CCTA)。在CCTA中可以以高的靈敏度探測到冠狀動脈狹窄，這允許該方法被用作為諸如ICA的介入診斷和外科過程的守衛(wèi)。

用于在CCTA中自動探測冠狀動脈狹窄的方法已經被提出用于臨床試驗。近年來，CCTA也已經被提出用于仿真沿著冠狀動脈狹窄的壓力分布和用于計算所謂的冠脈血流儲備分數(FFR)，其表示了局部缺血導致的損害。冠狀動脈狹窄的自動探測以及其血液動力學相關度的仿真(即冠狀動脈內的壓力下降的基于仿真的探測)取決于在提供的圖像數據中的冠狀動脈腔的精確分割。這是一項具有挑戰(zhàn)性的任務，因為冠狀動脈比較小(在其遠端部分中僅延伸至在圖像數據中的一些體素)而CCTA圖像體積的質量又是變化的(特別地與噪聲、偽影、對比度均勻性等有關)。精確的分割是更復雜的，因為脈管腔的對比度僅稍微地高于未鈣化斑塊的對比度和低于鈣化斑塊的對比度。因此，未鈣化斑塊在視覺上看起來與脈管的背景非常相似，特別是在對比度增強的圖像采集過程中。另一方面，鈣化斑塊在這樣的對比度增強的圖像采集過程中看起來是脈管腔的部分，因為它們在圖像數據中顯示了與造影劑大約相同的外觀。因此，在鈣化斑塊和血液能夠流通的血管腔之間的區(qū)分是很難作出的。

發(fā)明內容

由此本發(fā)明的目的是提供一種提高的可能性，用于在圖像數據中分割鈣化的血管。

該目的通過按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的分割系統(tǒng)實現(xiàn)。

按照本發(fā)明，上面提到的方法包括步驟：

-提供血管的血管樹表示。

這樣的血管樹表示例如可以包括血管(樹)的多個走向線，諸如中線等。

-提供血管的多個橫截面的多個初步邊界表示。這樣的初步邊界表示例如可以包括橫截面的邊界圖。

-提供在多個橫截面中在圖像數據中的多個強度一概圖(intensity profile)。強度一概圖表示了橫截面中圖像數據的強度并且由此取決于用于圖像數據采集的采集方法。例如，在CT中，強度一概圖基于(即對應于)圖像數據中的豪恩斯菲爾德單位值。

-基于強度一概圖確定橫截面中的鈣化。強度一概圖現(xiàn)在被用于探測鈣化，例如鈣化斑塊。

-將每個初步邊界表示校正為校正的邊界表示，其排除了來自于血管內部的鈣化。

在該上下文中，可以注意到，圖像數據可以是虛擬的任何醫(yī)學圖像數據，特別是斷層成像圖像數據。它們可以包括二維和/或三維和/或四維圖像數據(在此其一個維度可以是時間的維度，其提示了圖像數據包括隨時間移動的圖像)。

根據本發(fā)明，上面提到的分割系統(tǒng)包括以下單元：

-用于圖像數據的輸入接口。經由該接口將圖像數據饋入到分割系統(tǒng)，例如從PACS或從成像設備。

-第一供應(provision)單元，實現(xiàn)為用于提供血管的血管樹表示。這樣的供應單元可以實現(xiàn)為從圖像數據中導出血管樹表示的計算單元，但是也可以僅僅包括輸入接口-其也可以與第一輸入接口組合，例如作為一個公用的接口。

-第二供應單元(也是輸入接口)，其實現(xiàn)為用于提供血管的多個橫截面的多個初步邊界表示。該第二供應單元可以與第一供應單元組合或單獨存在。同樣，其可以實現(xiàn)為從圖像數據導出初步邊界表示的計算單元或其可以包括輸入接口，該輸入接口又可以與任意上述其他輸入接口以相應方式自由組合。

-第三供應單元，其實現(xiàn)為用于提供在多個橫截面中在圖像數據中的多個強度一概圖。該第三供應單元優(yōu)選實現(xiàn)為基于圖像數據提供強度一概圖的計算單元。

-確定單元，其在操作中基于強度一概圖確定橫截面中的鈣化。該確定單元又優(yōu)選實現(xiàn)為基于強度一概圖確定鈣化的計算單元。

-校正單元，其在操作中將每個初步邊界表示校正為校正的邊界表示，其排除了來自于血管的內部的鈣化。

此外，本發(fā)明還涉及一種具有采集單元和按照本發(fā)明的分割系統(tǒng)的成像設備。