[發明專利]用于圖像引導治療計劃的結構形狀的自動描繪的方法和裝置

有效

• 申請號: 201711014674.7
• 申請日: 2014-05-02
• 公開（公告）號: CN108550156B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 周燕;韓驍;L·S·希伯德;V·M·威爾卡特
• 申請（專利權）人: 醫科達有限公司
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/149;G06V30/19
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒

本公開涉及用于圖像引導治療計劃的結構形狀的自動描繪的方法和裝置。這里公開了用于使用經訓練的界標檢測器和形狀細化工具對圖像數據執行自動結構描繪的技術。界標檢測器可被訓練，以基于指示圖像數據點的多個窗口上的強度變化的圖像特征來檢測圖像數據中的界標。可使用機器學習算法來訓練界標檢測器。可使用通過經訓練的界標檢測器檢測到的圖像數據中的界標來初始化迭代形狀細化，由此計算諸如前列腺的關注結構的經細化的形狀估計。

本申請是申請日為2014年5月2日、申請號為201480024415.0且發明名稱為“用于圖像引導治療計劃的結構形狀的自動描繪的方法和裝置”的中國發明專利申請的分案申請。

背景技術

在本領域中，需要提高如何在圖像內自動描繪關注結構的形狀的效率和準確度。例如，非常需要準確地描繪患者圖像內的諸如前列腺結構的形狀。通過準確地描繪前列腺形狀，可使得諸如放射療法的用于治療的計劃更加有效。

發明內容

為了滿足本領域中的這種需求，本發明人公開了一種用于自動描繪圖像數據內的關注結構的裝置，所述圖像數據包含關注區域的被檢體圖像，所述關注區域包含所述關注結構，所述圖像包括多個數據點，數據點包括多個強度值，該裝置包括：處理器，被配置為：(1)計算所述多個數據點的多個特征，這些特征指示數據點的多個窗口上的強度變化；(2)基于向經訓練的界標檢測器應用所計算的特征，檢測所述圖像內的多個界標的多個位置；(3)基于所檢測的界標位置，產生所述關注結構的形狀估計；以及(4)根據形狀細化工具來細化所述形狀估計，由此計算所述關注結構的經細化的形狀估計。利用示例性實施例中的這種裝置，界標檢測基于圖像的寬區域提供對結構形狀的有用的初始粗略近似，同時可以使用形狀細化工具，以使用圖像的較窄區域來細化初始形狀近似。因此，在示例性實施例中，可以使用圖像的局部方面和全局方面兩者來細化關注結構的形狀。

根據另一個方面，本發明人公開了一種用于自動描繪圖像數據內的關注結構的方法，所述圖像數據包括關注區域的被檢體圖像，所述關注區域包含所述關注結構，所述圖像包括多個數據點，數據點包括多個強度值，該方法包括：(1)計算所述多個數據點的多個特征，這些特征指示數據點的多個窗口上的強度變化；(2)基于向經訓練的界標檢測器應用所計算的特征，檢測所述圖像內的多個界標的多個位置；(3)基于所檢測的界標位置，產生所述關注結構的形狀估計；以及(4)根據形狀細化工具來細化所述形狀估計，由此計算所述關注結構的經細化的形狀估計，以及其中，方法步驟由處理器執行。

另外，本發明人公開了一種用于自動描繪圖像數據內的關注結構的計算機程序產品，所述圖像數據包括關注區域的被檢體圖像，所述關注區域包含所述關注結構，所述圖像包括多個數據點，數據點包括多個強度值，該計算機程序產品包括駐留在非暫時性計算機可讀存儲介質上并且可由處理器執行的多個指令，以：(1)計算所述多個數據點的多個特征，這些特征指示數據點的多個窗口上的強度變化；(2)基于向經訓練的界標檢測器應用所計算的特征，檢測所述圖像內的多個界標的多個位置；(3)基于所檢測的界標位置，產生所述關注結構的形狀估計；以及(4)根據形狀細化工具來細化所述形狀估計，由此計算所述關注結構的經細化的形狀估計。

根據這里描述的又一個示例性方面，本發明人公開了一種用于使用多個圖集圖像來訓練界標檢測器的裝置，所述圖集圖像包含界標相對于關注結構的位置信息，該裝置包括：處理器，被配置為：(1)從所述圖集圖像收集多個正樣本和多個負樣本；(2)計算所收集的正樣本和負樣本的多個哈爾(Haar)狀特征；以及(3)向機器學習算法應用所計算的哈爾狀特征和與所計算的哈爾狀特征相關聯的位置數據，以訓練界標檢測器來檢測界標。還公開了相應的方法和計算機程序產品。

根據這里描述的又一個示例性方面，本發明人公開了一種裝置，該裝置包括：處理器，被配置為：(1)接收與對圖像內的前列腺的第一界標位置的選擇對應的輸入；(2)訪問代表所述圖像內的前列腺的輪廓的數據；(3)根據應用到第一界標位置的空間距離準則，沿所述輪廓自動選擇前列腺的多個附加界標位置；以及(4)與所述圖像相關聯地存儲第一界標位置和附加界標位置。還公開了相應的方法和計算機程序產品。