用于检测解剖区域的系统和方法技术方案

公开了用于自动识别医学图像中的解剖区域的系统和方法。由患者的一个或多个图像计算特征图。该特征图包括从患者的一个或多个图像生成的水当量直径分布。从图集中识别最佳匹配的图集元素。图集包括一组图集元素，每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与该组图像数据相关联的特征图。图集中的最佳匹配的图集元素的特征图与患者的特征图最佳匹配。将最佳匹配的图集元素的界标投影到患者的图像上。方法可单独用于解剖结构定位或与另一种解剖结构定位方法结合使用以校正另一种方法的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测解剖区域的系统和方法
本公开涉及用于自动识别医学图像中的解剖区域(例如，头部、肩部、胸部、腹部、骨盆等)的系统和方法。
技术介绍
各种医疗系统使用电离辐射来采集患者的图像和/或向患者提供治疗，诸如X射线装置、计算机断层摄影(CT)装置、荧光镜装置等。例如，在放射成像系统中，电离辐射束(例如，X射线)朝向暴露的受试者(例如，患者)投射。电离辐射在穿过暴露的受试者时衰减，并且随后在检测器处被接收。测量并处理电离辐射的衰减以生成可被查看和分析的图像。辐射剂量可在不同类型的研究之间显著变化，例如，常规头部CT的辐射剂量可以远低于多相腹部和骨盆CT的剂量。在典型的CT成像会话中，首先采集低剂量定位图像以用于解剖结构定位。临床医生可以查看定位图像，手动注释解剖区域，并且设置辐射剂量(和其他扫描参数)以采集感兴趣解剖区域的图像。或者，解剖区域可在没有手动干预的情况下在定位图像中自动识别，并且辐射的局部剂量可以基于一些剂量优化策略自动确定。因此，通常需要以提高的准确性自动识别解剖区域。
技术实现思路
在一个实施方案中，本公开提供一种用于自动识别医学图像中的解剖区域的方法。所述方法包括生成暴露的受试者的特征图。所述特征图包括从暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布。所述方法还包括从图集中识别最佳匹配的图集元素。所述图集包括一组图集元素。每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图。图集中的最佳匹配的图集元素的特征图与暴露的受试者的特征图最佳匹配。所述方法还包括将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。在另一个实施方案中，本公开提供一种用于自动识别医学图像中的解剖区域的处理系统。所述处理系统包括特征图生成器，所述特征图生成器被配置成生成暴露的受试者的特征图。所述特征图包括从暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布。所述处理系统还包括特征图匹配器，所述特征图匹配器被配置成从图集中识别最佳匹配的图集元素。所述图集包括一组图集元素。每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图。图集中的最佳匹配的图集元素的特征图与暴露的受试者的特征图最佳匹配。所述处理系统还包括界标投影仪，所述界标投影仪被配置成将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。在另一个实施方案中，本公开提供一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质包括指令，所述指令在由处理系统执行时使得所述处理系统执行操作。所述操作包括生成暴露的受试者的特征图。所述特征图包括从暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布。所述操作还包括从图集中识别最佳匹配的图集元素。所述图集包括一组图集元素。每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图。图集中的最佳匹配的图集元素的特征图与暴露的受试者的特征图最佳匹配。所述操作还包括将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。附图说明通过阅读以下详细描述并且参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：图1是根据示例性实施方案的用于自动识别医学图像中的解剖区域的环境的框图；图2是根据示例性实施方案的示出相对于工作台上的暴露的受试者的轴的示意图；图3示出了根据示例性实施方案的相对于定位图像的切片图像；图4是根据示例性实施方案的可以在图1中使用的第一解剖区域检测器的框图；图5示出了根据示例性实施方案通过使用切片图像和定位图像来计算水当量直径分布；图6是根据示例性实施方案的图集元素的结构；图7示出了根据示例性实施方案的人体图像上的界标；并且图8是根据示例性实施方案的用于识别解剖区域的方法的流程图。附图示出了用于自动识别解剖区域的所描述系统和方法的具体方面。连同以下描述，附图示出并且解释了本文描述的结构原理、方法和原理。在附图中，为了清楚起见，部件的尺寸可以被放大或以其他方式修改。没有示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊所描述的部件、系统和方法的各方面。具体实施方式以下描述本公开的一个或多个具体实施方案以便提供透彻的理解。这些描述的实施方案仅为用于自动检测解剖区域的系统和方法的示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的实质的情况下，可以在实施时修改实施方案中描述的具体细节。当介绍本公开的各种实施方案的元件时，词语“一个”、“一种”和“该”旨在意指存在这些元件中的一个或多个元件。术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包含性的，并且意指除了列出的元件之外还可存在附加元件。如本文使用术语“连接到”、“耦接到”等，一个对象(例如，材料、元件、结构、构件等)可以连接到或耦接到另一个对象，而无论该一个对象是否直接连接或耦接到另一个对象，或者在该一个对象和另一个对象之间是否存在一个或多个介入对象。此外，应当理解，对本公开的“一个实施方案”或“实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。大体参见附图，本公开提供用于自动识别医学图像中的解剖区域的系统和方法。在一些实施方案中，本文所公开的系统和方法与另一种解剖结构定位系统/方法结合使用，以提高解剖结构识别的准确性，例如，从另一种方法的结果中去除正误识。在一些实施方案中，本公开单独用于识别解剖区域。一种示例性方法包括为患者生成特征图。特征图包括患者特定度量，并且不依赖于用于采集图像的模型和/或协议。例如，特征图包括从患者的一个或多个图像生成的水当量直径的分布。特征图还可以包括其他患者特定度量，诸如性别、年龄、体型等。将患者的特征图与一组图集元素(或虚线)的相同类型的特征图进行比较。图集包括这组元素，每个元素具有图像数据和相关联的特征图。已经为每个图集元素注释了解剖阶段的边界(也称为界标)的位置。从图集中识别特征图与患者的特征图最佳匹配的图集元素。将所识别的最佳匹配的图集元素的界标投影到患者图像上。如果本文所公开的方法与另一种解剖结构定位方法结合使用，则可以将患者图像上的投影的界标与由另一种方法确定的界标进行比较。基于与由另一种方法识别的每个界标的比较给出置信度分数，以指示界标正确的可能性。例如，如果投影的界标与另一种方法的结果中的对应界标之间的差异很大，则与此界标相关联的置信度分数指示“不太可能的”。“不太可能的”界标可以从现有方法的结果中去除。在一些实施方案中，“不太可能的”界标可以被对应的投影界标替换。在一些实施方案中，如果另一种方法未能识别界标，则可以使用投影的界标来补充结果。如上所讨论的，因为特征图是患者特定的并且不依赖于用于采集图像的成像装置和/或协议，所以本公开不要求所讨论的患者的图像和图集图像由相同的模型/协议产生。通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动识别医学图像中的解剖区域的方法，所述方法包括：/n生成暴露的受试者的特征图，其中所述特征图包括从所述暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布；/n从图集中识别最佳匹配的图集元素，其中所述图集包括一组图集元素，每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图，所述图集中的所述最佳匹配的图集元素的所述特征图与所述暴露的受试者的所述特征图最佳匹配；以及/n将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 US 15/885,0881.一种用于自动识别医学图像中的解剖区域的方法，所述方法包括：
生成暴露的受试者的特征图，其中所述特征图包括从所述暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布；
从图集中识别最佳匹配的图集元素，其中所述图集包括一组图集元素，每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图，所述图集中的所述最佳匹配的图集元素的所述特征图与所述暴露的受试者的所述特征图最佳匹配；以及
将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。


2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述暴露的受试者的所述特征图包括：
计算所述暴露的受试者的一组切片图像的水当量直径；
使用所计算的水当量直径来校准所述暴露的受试者的定位图像；以及
基于所述校准来计算沿所述定位图像的纵轴的所述水当量直径分布。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述暴露的受试者的所述特征图还包括所述暴露的受试者的年龄、性别和体型中的至少一项。


4.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述最佳匹配的图集元素包括：
将所述暴露的受试者的所述特征图与所述图集中的每个图集元素的所述特征图进行比较；以及
将具有最小差值的图集元素识别为所述最佳匹配的图集元素。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所投影的界标与不同的解剖结构定位方法的结果进行比较，其中所述结果包括由所述不同的解剖结构定位方法识别的第二组界标；以及
基于所述比较校正所述结果。


6.根据权利要求5所述的方法，其中将所投影的界标与所述结果进行比较包括：
基于所述相关联的界标与所投影的界标中的对应界标之间的差异来确定与所述第二组界标的每个界标相关联的置信度分数；以及
基于所述相关联的置信度分数来确定所述第二组界标中的特定界标不太可能是正确的；
其中校正所述结果包括校正被确定为不太可能正确的所述特定界标。


7.根据权利要求6所述的方法，还包括确定所投影的界标是否包括对应于所述特定界标的界标，其中校正被确定为不太可能正确的所述特定界标包括：
响应于确定所投影的界标中不包括对应界标，从所述不同的解剖结构定位方法的所述结果中去除所述特定界标；以及
响应于确定所投影的界标中包括所述对应界标，将所述结果中的所述特定界标替换为所述对应界标。


8.根据权利要求5所述的方法，其中将所投影的界标与所述结果进行比较包括确定所投影的界标中的特定界标在所述结果中不具有对应界标，并且基于所述比较来校正所述结果包括将所述特定界标添加到所述结果。


9.一种用于自动识别医学图像中的解剖区域的处理系统，所述处理系统包括：
特征图生成器，所述特征图生成器被配置成生成暴露的受试者的特征图，其中所述特征图包括从所述暴露的受试者的一个或多个图像生成的水当量直径分布；
特征图匹配器，所述特征图匹配器被配置成从图集中识别最佳匹配的图集元素，其中所述图集包括一组图集元素，每个图集元素包括与一组图像数据相关联的界标和与所述组图像数据相关联的特征图，所述图集中的所述最佳匹配的图集元素的所述特征图与所述暴露的受试者的所述特征图最佳匹配；和
界标投影仪，所述界标投影仪被配置成将所述最佳匹配的图集元素的界标投影到所述暴露的受试者的图像上，以生成所述暴露的受试者的所述图像的投影的界标。


10.根据权利要求9所述的处理系统，其中所述特征图生成器被进一步配置成：
计算所述暴露的受试者的一组切片图像的水当量直径；
使用所计算的水当量直径来校准所述暴露的受试者的定位图像；以及
基于所述校准来计算沿所述定位图像的纵轴的所述水当量直径分布。


11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·冈泽，菲利普·罗伊，尼古拉斯·格吕桑梅耶，马蒂厄·贝德兹，亚辛·埃尔法鲁克，加埃唐·弗里茨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US