[發明專利]用于自動或半自動地分割的方法和裝置

在審

• 申請號: 201410457787.4
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104463837A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: M.約翰;N.拉恩
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于自動或半自動地分割借助醫學成像設備記錄的3D圖像數據組的方法以及一種用于執行這樣的方法的裝置。

背景技術

對來自于醫學成像設備的圖像數據組進行分割對于進一步的圖像處理以及對于更好的識別和診斷是必不可少的。從三維的CT、MR或旋轉血管造影圖像數據中分割例如人的心臟的左心房對于規劃和實施醫學干預和消融過程是重要的，因為左心房具有大的個體差異。目前使用基于模型的或基于灰度值的分割算法，其中兩種類型都具有優點和缺點。由此，基于模型的分割算法可以通過按下按鈕而快速自動地實施，并且也可以在具有降低的圖像質量和/或降低的對比度的圖像數據的情況下運行，但通常也是極其不精確的。相反基于灰度值的分割算法是在良好的圖像質量的情況下極其精確的，但在圖像數據組的降低的圖像質量和/或降低的對比度的情況下也是緩慢且易于出錯的，并且其通常需要多個使用者輸入。

一般地，基于模型的以及基于灰度值的算法是現有技術。例如飛利浦衛生保健公司(Firma?Philips?Healthcare)在其X射線設備中對于圖像處理使用基于模型的分割算法來分割左心房(產品“EP?Navigator”)。西門子衛生保健公司在其血管造影X射線設備中對于圖像處理使用半自動的基于灰度值的所謂的“1次點擊分割(1-click?segmentation)”(產品“InSpace?EP”)。在該產品的情況下使用者在理想情況下僅須在左心房中心標記一個圖像點，然后自動地執行分割。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種用于分割借助醫學成像設備記錄的3D圖像數據組的方法，其避免了現有技術的缺點并且提供了全自動分割的可能性；此外本發明要解決的技術問題是，提供一種適用于執行該方法的裝置。

上述技術問題通過按照本發明的用于自動或半自動地分割借助醫學成像設備記錄的3D圖像數據組的方法和按照本發明的裝置來解決。

按照本發明的用于自動或半自動地分割借助醫學成像設備記錄的包括器官的檢查區域的3D圖像數據組的方法具有如下步驟：

●提供3D圖像數據組，

●提供關于檢查區域中成像的器官的類型的信息，

●借助基于模型的分割算法自動地分割3D圖像數據組，其中使用器官的類型作為模型的基礎，

●借助基于灰度值的分割算法自動地或半自動地分割3D圖像數據組，和

●顯示至少一個分割結果。

為了執行按照本發明的方法，在此可以設置按照本發明的裝置具有：用于控制該方法的控制單元；具有計算機實施的軟件的用于執行分割的計算單元；用于存儲3D圖像數據和分割結果的存儲單元；用于接受使用者輸入的輸入單元和用于顯示分割的3D圖像數據的顯示單元。

3D圖像數據組在此可以在其提供之前借助醫學成像設備直接被記錄或事先已經被記錄并存儲。在后一種情況下對于方法然后從存儲單元中調用并提供3D圖像數據組。關于檢查區域中成像的器官的類型的信息同樣可以以不同的方式被提供。由此同樣可以從存儲單元中或也從用于記錄3D數據組的器官程序中調用信息。例如也可以借助軟件執行自動的器官識別。

根據關于器官的信息自動地執行基于模型的分割算法。例如根據器官由左心房構成的信息引入一個或多個左心房的模型作為分割算法的基礎。基于模型的分割由現有技術公知，例如在專利申請US?2012/0230570?A1中描述了一種這樣的方法。

基于灰度值的分割算法同樣由現有技術公知。在此分割基于3D圖像數據組的每個單個體素的單獨考察。這樣的分割需要至少一個使用者輸入，例如通過使用者標記3D圖像數據組的圖像點或區域作為屬于器官或器官的子器官或屬于背景。在西門子公司的半自動的所謂的“1次點擊”分割人的左心房的范圍內使用者例如一次性地在截面圖像(MPR)上標記左心房的中心，緊接著自動地執行分割方法。基于灰度值的分割算法例如可以基于邊緣識別和/或閾值識別。已知的基于灰度值的分割算法例如由文章Interactive?GraphCuts?for?Optimal?Boundary?and?Region?Segmentation?of?Objects?in?N-D?Images,Proceedings?of，，International?Conference?on?Computer?Vision“,Vancouver,Canada,Juli2001,Vol.I,105頁及以后公知。