[發(fā)明專利]具有結(jié)構(gòu)化的圖像分解的3D醫(yī)學(xué)圖像中的可操縱對象合成

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• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112508842A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉思奇;E·吉布森;S·格爾比奇;徐宙冰;A·A·阿迪約索;B·喬治斯庫;D·科馬尼丘
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子醫(yī)療有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T5/50;G06K9/62;G16H30/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;陳嵐

1.一種方法，包括：

接收輸入醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊、分割掩碼、外觀相關(guān)參數(shù)的向量以及可操縱的屬性；

使用經(jīng)訓(xùn)練的對象合成網(wǎng)絡(luò)，基于輸入醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊、分割掩碼、外觀相關(guān)參數(shù)的向量以及可操縱的屬性，生成包括合成結(jié)節(jié)的合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊，合成的結(jié)節(jié)根據(jù)可操縱的屬性被合成；以及

輸出合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述可操縱的屬性包括基于結(jié)節(jié)強(qiáng)度的標(biāo)記，以將合成結(jié)節(jié)的外觀定義為固體、部分固體、毛玻璃不透明、完全鈣化或部分鈣化。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述可操縱的屬性包括基于紋理和邊界的標(biāo)記以定義合成結(jié)節(jié)的外觀為有針刺的或無針刺的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成包括合成結(jié)節(jié)的合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊包括：

將表示可操縱的屬性的向量與外觀相關(guān)參數(shù)的向量級聯(lián)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成包括合成結(jié)節(jié)的合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊包括：

通過定義高斯過程可變形模型的特征向量，使用高斯過程可變形模型將分割掩碼生成為具有大小和形狀，其中根據(jù)分割掩碼的大小和形狀，將合成結(jié)節(jié)合成為具有大小和形狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，經(jīng)訓(xùn)練的對象合成網(wǎng)絡(luò)包括重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和細(xì)化網(wǎng)絡(luò)，所述方法還包括通過以下訓(xùn)練對象合成網(wǎng)絡(luò)：訓(xùn)練1）分解網(wǎng)絡(luò)以將包括結(jié)節(jié)的特定圖像補(bǔ)塊分解為特定的分割掩碼和外觀相關(guān)參數(shù)的特定向量，以及2）重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和細(xì)化網(wǎng)絡(luò)以基于特定分割掩碼和外觀相關(guān)參數(shù)的特定向量重構(gòu)特定圖像補(bǔ)塊；以及

使用經(jīng)訓(xùn)練的重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基于隨機(jī)分割掩碼和外觀相關(guān)參數(shù)的隨機(jī)向量對細(xì)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)化。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，使用經(jīng)訓(xùn)練的重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基于隨機(jī)分割掩碼和外觀相關(guān)參數(shù)的隨機(jī)向量對細(xì)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)化包括：

使用應(yīng)用于特定圖像補(bǔ)塊中的圍繞結(jié)節(jié)的區(qū)域的局部鑒別器和應(yīng)用于特定圖像補(bǔ)塊中的較大區(qū)域的上下文鑒別器，以對抗性損失對細(xì)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)化。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)代理確定可操縱的屬性；

應(yīng)用檢測器或分類器以檢測或分類合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊；

如果檢測器或分類器能夠檢測或分類合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊，則懲罰強(qiáng)化學(xué)習(xí)代理，以及如果檢測器或分類器不能檢測或分類合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊，則獎勵強(qiáng)化學(xué)習(xí)代理。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)以基于合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊檢測或分割目標(biāo)醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊中的結(jié)節(jié)。

10.一種設(shè)備，包括：

用于接收輸入醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊、分割掩碼、外觀相關(guān)參數(shù)的向量以及可操縱的屬性的裝置；

用于使用經(jīng)訓(xùn)練的對象合成網(wǎng)絡(luò)，基于輸入醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊、分割掩碼、外觀相關(guān)參數(shù)的向量以及可操縱的屬性，生成包括合成結(jié)節(jié)的合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊的裝置，合成的結(jié)節(jié)根據(jù)可操縱的屬性被合成；以及

用于輸出合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊的裝置。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述可操縱的屬性包括基于結(jié)節(jié)強(qiáng)度的標(biāo)記，以將合成結(jié)節(jié)的外觀定義為固體、部分固體、毛玻璃不透明、完全鈣化或部分鈣化。

12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述可操縱的屬性包括基于紋理和邊界的標(biāo)記以定義合成結(jié)節(jié)的外觀為有針刺的或無針刺的。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，用于生成包括合成結(jié)節(jié)的合成的醫(yī)學(xué)圖像補(bǔ)塊的裝置包括：

用于將表示可操縱的屬性的向量與外觀相關(guān)參數(shù)的向量級聯(lián)的裝置。