[發明專利]圖像分析方法和設備

在審

• 申請號: 201980089114.9
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113302652A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: T·維塞爾;I·韋希特爾-施特勒;F·M·韋伯;A·埃瓦爾德
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/00;G06T7/143;G06T7/174;G06T7/136
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄

一種圖像分析方法和設備用于檢測圖像分割流程中的故障或者錯誤。所述方法包括：比較(14)表示不同的相應時間點處的特定解剖區域的兩幅或更多幅圖像的分割結果；并且識別其之間的一致性或偏離的程度?；谠搶С龅囊恢滦曰蚱x量度來確定(16)所述分割流程的準確度的量度。

技術領域

本發明涉及一種用于圖像的分析的方法和設備，特別地用于評估應用到圖像的分割流程的準確度的方法和設備。

背景技術

圖像分割是將數字圖像劃分為多個分段(或像素組)的數字圖像處理中的流程，每個分段覆蓋圖像的一些區或區域。其最經常地用于定位圖像中的物體和邊界(例如，線、曲線)。不同的分段通常基于在該分割區域中包含的像素的一些類似共享圖形性質來識別和區分，例如，顏色、強度、或紋理。相鄰分割區域將關于(一個或多個)這些相同特性是不同的。

在醫學成像領域中，分割對于識別捕獲的圖像內的各種解剖結構或特征是有價值的，諸如例如器官、空氣、和流體通道(諸如血管或消化道)、瓣膜、或腔。在圖像分割之后的得到的輪廓使能由臨床醫師對醫學圖像的更迅速的評估(使能更快的診斷或處置決策)。分割對于送進到后續處理技術中也可以是有用的。例如，給定區域的圖像的系列或堆疊可以使用分割信息處理以創建3D重建，例如，在諸如Marching Cubes算法的內插算法的幫助下。

醫學成像的一個重要領域是超聲。超聲在身體的各種各樣的區的評估和診斷中發揮重要作用。其在心臟成像中的用途是特別地有價值的。

診斷、處置和規劃常常基于使用超聲圖像內的相關解剖部位或特征的清楚描繪。在心臟成像的領域中，例如，這些部位可以包括心室、心房或周圍組織。分割常常被用于使該描繪過程自動化。

身體中的許多器官或解剖物體經歷循環移動模式，例如，在心動周期(當心臟跳動時收縮與舒張之間的周期)期間心臟和其內腔的移動或者例如在呼吸周期期間的肺的收縮和擴張。

基于模型的圖像分割常常被用于醫學成像。基于模型的分割使用例如特定解剖區域的預定模型，其對某些解剖結構或特征的典型形狀、大小、紋理或其他圖形特征進行建模。這些模型性質可以施加作為對分割的約束，例如，其中，模型擬合到成像數據，從而使能解剖特征的分割。

不管改進，圖像分割常常是不可靠的。由于不佳的圖像質量、解剖異常、或不期望的成像視場，例如，結構的自動描繪能夠頻繁出故障。分割過程的故障能夠出于許多原因。例如，算法可能誤解輸入圖像內容，或者圖像可能缺乏某些區中的足夠的分辨率或信號內容以使能邊界和線的準確描繪。例如，基于模型的分割依賴于評估圖像特征，諸如梯度或者紋理。某些解剖區域中的不佳的超聲信號質量或者丟失的信號數據能夠導致流程的故障。這能夠導致圖像特征的不準確的描繪并且因此不可靠的分割結果。

更特別地，準確地識別下層圖像性質或特征(即，像素的性質)的故障能夠導致模型對圖像的不正確的擬合(或適配)。這導致不準確和不一致的分割結果。

分割流程中的故障可能以模型形狀的不現實失真的形式在分割結果中顯現，而且對表現為似乎可信但實際上與真實下層解剖結構顯著地偏離的形狀進行建模。

檢測何時分割已經出故障對于避免對不準確的分割結果的基于臨床醫師的醫學判斷是極其重要的。這在故障的分割結果仍然在形狀方面表現為真實可信時是最重要的。

現有技術的檢測分割故障的典型方法是將分割結果與下層圖像比較來尋找指示故障的特性不規則性。然而，該方法是非常具挑戰性的。特別地，許多分割故障由于某些區中的不佳質量或者丟失的信號數據而發生。低信號的這些相同區常常還導致類似誤差由檢驗算法自己造成，其可能導致關于什么表示成功結果和什么表示故障結果的模糊性。

因此，檢測分割誤差的經改進的方法將具有價值。