借助动态变化特征的组织自动分割制造技术

技术编号:2947319 阅读:156 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
重建处理器(24)重建来自诊断成像设备(诸如CT扫描机)的诊断数据,上述诊断成像设备在造影剂达到感兴趣区域之前(50)、感兴趣区域内的造影剂浓度增大时(52)和达到造影剂峰值时(56)启动。在造影剂浓度正在增大时产生的多个图像被对准(78)。变换映射被产生,用于表示在造影剂正在向峰值增大期间产生的图像中相应像素或体元的梯度(62)或峰值时间(64)变化率。分割处理器(70)使用变换映射分割未使用造影剂时产生的诊断图像或造影剂浓度达到峰值时产生的诊断图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及诊断成像技术。本专利技术发现了和将造影剂增强诊断图像分割成不同组织区域或器官有关的特殊应用,并且将在这里进行详细描述。
技术介绍
在许多诊断成像场合,诊断医师试图确定不同感兴趣组织间的边界,例如血液和血管壁间的边界。通常,诊断医师依靠强度或灰度上的差别区分不同组织。已经开发出各种计算机程序用于自动分割或区分诊断图像的不同组织,而不是依靠人眼做出上述鉴别。通常,通过强度或灰度区分感兴趣组织、斑块和其它结构是相当困难的。尤其是当一种组织是血液时,一种技术通过使用造影剂帮助实现上述鉴别。造影剂是一种药剂,它通常被注入到血液中用于改变血液对诊断成像技术的响应。在CT扫描机中,造影剂相对于血液具有更高的X射线吸收率,这就导致携带造影剂的血液看起来更亮。通过观察造影剂(也就是血液)渗入感兴趣组织的速率,诊断医师还能够确定血液被不同组织吸收的速率。通过比较在使用造影剂和未使用造影剂的情况下拍摄的相同图像,图像分割能够被简化。为了最大化造影剂的效果,通常是在造影剂达到峰值时采集造影剂增强图像。造影剂被注入到血液中。当造影剂药团(bolus)到达成像区域时,血液强度沿相对较为陡峭的曲线增加,直到造影剂达到峰值。当造影剂药团离开感兴趣区域时,曲线沿更为平缓的斜率衰减。在理想状态下,造影剂增强图像的产生被定时,这样成像过程恰好在峰值之前开始并恰好延续到峰值之后结束。峰值定位的一种技术包括在注入造影剂之后产生感兴趣区域的多个图像。血液强度在药团到达成像区域之前保持不变。通过监测强度沿高斯曲线陡峭上升部分的增加并掌握曲线的总体形状,峰值和成像开始时间能够被预测。虽然上述技术有一定的效果,但是即使使用了造影增强图像和未使用造影剂的相应图像的组合,感兴趣组织或其它物质仍然难以分割。本专利技术则克服了上述问题和其它问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面,提供一种用于分割诊断图像的设备。一个装置至少在感兴趣区域内的造影剂浓度正在向峰值增大的那段时间内产生受检者感兴趣区域的图像。另一个装置产生变换(change)映射或图像,在上述变换映射或图像中每个像素或体元均具有一个表示在造影剂浓度正在向峰值增大期间产生的图像中相应像素或体元变化的值。根据本专利技术的另一个方面,提供一种分割诊断图像的方法。至少在感兴趣区域内的造影剂浓度正在向峰值增大的那段时间内产生受检者感兴趣区域的图像。产生变换映射或图像,在上述变换映射或图像中每个像素或体元均具有一个表示在造影剂浓度正在向峰值增大期间产生的图像中相应像素或体元变化的值。本专利技术的一个优点在于使组织和器官的分割与识别成为可能,即使这些组织和器官和周围或相邻组织在灰度或强度上几乎或根本没有差别。本专利技术的另一个优点在于当基于固定差别的其它技术不能对感兴趣器官或组织区域的全部进行分割时,通过使用随造影剂变化的强度或灰度值使组织和器官的分割成为可能。通过阅读和理解下面的详细描述,本专利技术的其它优点对本领域技术人员而言是显而易见的。本专利技术可以采用多种部件和部件排列,并且可以采用多种步骤和步骤安排。附图仅用于说明优选实施方案,并没有对本专利技术构成限制。附图说明图1是根据本专利技术的诊断成像系统的图解说明;和图2是血液强度曲线的图示。具体实施例方式参考图1,一种诊断成像装置(诸如CT扫描机10)无创检查位于成像区域12中的受检者,并产生代表被放置在检查区域中的受检者感兴趣区域的诊断图像数据。在所述的CT扫描机实施方案中,X射线管14或其它辐射源产生射线束,优选多层或锥形束,射线束经过检查区域12指向辐射检测器16。马达18和相关驱动器(未显示)通常通过旋转X射线源和检测器围绕检查区域旋转X射线束。受检者被支撑在诸如受检者检查床这样的患者支架20上。马达22和相关啮合与连接装置(未显示)推动受检者纵向通过检查区域,以便使受检者感兴趣区域通过检查区域。对于螺旋扫描,当马达18旋转X射线束时,马达22移动患者支架连续通过检查区域,这样受检者沿螺旋轨迹被扫描。重建处理器24将产生的图像数据重建成图像表示,优选三维图像表示,它们被保存到图像存储器30中。更具体而言,在注入造影剂之前,处理诊断成像序列,并且产生没有使用造影剂的感兴趣区域的基准或参考诊断图像,上述图像被保存在基准图像存储部分32中。一旦造影剂已经被使用,则产生一系列图像并且保存到一系列造影剂注入后图像存储部分34中。当造影剂达到峰值时,产生峰值造影剂增强诊断图像并且保存到峰值诊断图像存储部分36中。可选地,在造影剂达到峰值之后产生附加系列诊断图像并且保存到峰值后诊断图像存储部分38中。一部分基准或参考图像被显示在监视器40上。操作人员操纵显示图像使感兴趣区域的显示最优化。操作人员使用用户输入装置42来指定显示图像的区域或子区域,用于监视造影剂的增加并且用于产生诊断图像。可以使用各种子区域选择装置,诸如键盘、鼠标或其它图形输入,上述图形输入能够使用户在显示器的预定点上限定预定形状,诸如具有可选择直径的圆。作为另一种选择,操作人员能够使用鼠标、触敏屏或其它电子绘图装置在显示器上自由绘制。作为另一种选择,能够操纵光标用于指定单个像素或体元,诸如被单独或用少数周围像素或体元监测的血管中心点。多个感兴趣子区域可以被指定用于监测造影剂峰值。更具体而言,扫描机控制器44控制扫描机捕获基准图像和一系列造影剂注入后的图像。继续参考图1并且进一步参考图2,造影剂监测装置46监测变换图像指定子区域中的像素或体元。在造影剂到达指定区域前,强度如采样点50所示相对较低。当造影剂药团到达指定区域时,指定区域的强度如采样点52所示增大。根据造影剂曲线强度增大区域中的采样点和指定区域中造影剂曲线典型形状的知识,峰值预测装置或处理器54预测何时达到峰值。更具体而言,峰值预测装置使控制装置44在恰好位于造影剂峰值之前的时刻56启动造影剂峰值数据采集,这样峰值强度诊断图像的采样窗口58基本上是以峰值为中心。应当注意的是,在所示实施方案中,采样50、52以均匀间隔采集,但是动态调整采样点56的准确定时以便捕获峰值。应当进一步理解图像数据可以用更高的速率进行采集,这样在造影剂峰值到来之前可以采集更多的采样数据。变换确定装置60确定变换映射或图像,在上述变换映射或图像中每个体元或像素均表示变换图像中相应体元或像素的变化,其中上述变换图像来自造影剂注入后图像存储器34。在优选实施方案中,变换确定装置60包括梯度或变化率确定装置或处理器62和峰值时间确定装置或处理器64。梯度或变化率确定装置确定每个体元或像素的强度的陡度或变化率。峰值时间确定装置确定强度增大到峰值所经过的时间。能够在监视器40上作为图像显示变换映射或图像。自动分割装置70自动分割用户输入装置42指定的每个区域,分割成不同类型的组织或结构。能够相对于一个或多个种子光标周围的像素、环形区域或类似物指定分割区域。当然,分割能够在一幅图片上被总体处理,而不是将分割限制在指定的感兴趣区域中。在优选实施方案中,分割装置根据变换映射以及诊断图像中相应体元的灰度或强度,或峰值图像和无造影剂图像之间的差别,查看区域的变换映射分割,其中上述诊断图像来自存储器32、36、38中的一个。这就和下述分割完全不同,这种分割仅根据使用或没有使用造影剂的分割区域中的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种分割诊断图像的设备,该设备包括:    装置(10、24、44),用于至少在感兴趣区域的造影剂浓度正在向峰值增大的那一段时间内产生受检者感兴趣区域的图像;    装置(60),用于产生变换映射或图像,在上述变换映射或图像中每个像素或体元均具有一个表示在造影剂浓度正在向峰值增大期间产生的图像中相应像素或体元变化的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:O海A马科维奇I莱夫
申请(专利权)人:皇家飞利浦电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:NL[荷兰]

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