用于肺灌注或密度的3D显示及其统计分析的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于一对肺的３Ｄ显示的系统和方法。该方法包括：对该对肺和肺薄壁组织的图像数据进行分割（２２０）；产生作为所分割的图像数据的函数的３Ｄ图（２３０）；和作为彩色编码半透明３Ｄ体积再现所述３Ｄ图（２４０），其中不透明区域加亮感兴趣区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学图像分析，尤其涉及用于肺灌注或密度的三维(3D)显示的系统和方法以及分析患者中的肺灌注或密度分布以用于诊断的方法。
技术介绍
当来自深静脉血栓形成(DVT)的一块血凝块脱落和移动到肺中的动脉并且在那里堵塞动脉、损害肺并对心脏产生压力时，发生肺栓塞。该短期并发症潜在地危险生命并且在具有急性DVT现象的患者中发生率大约为百分之十。由于大多数栓塞发生时没有症状，因此它可能甚至比通常所认识到的更普通。大多数人能从DVT和肺栓塞完全恢复。然而，大的肺栓塞几乎能够阻塞流向肺部的所有血流并且导致猝死。另外，肺栓塞能够对心脏产生严重的压力。继缺血性心脏病和中风之后，肺栓塞是心脏病导致死亡的第三主要原因。然而它可能是在医院中最普遍可预防的死亡原因。若已知肺栓塞的性质，及时诊断是关键的。然而，评估栓子如何影响肺中的血流也是重要的。近来，对于根据高分辨率计算机断层血管造影术(CTA)来检测肺栓子的自动方法的研究兴趣日益增长。另外，已经对用于显示和评估由肺栓塞引起的灌注缺乏的程度和位置的方法产生了兴趣。这种技术利用多片层计算机断层成像(CT)机，该多片层计算机断层成像机常规地为每个患者产生600或600以上的二维(2D)片层以识别分割的或次分割的栓子。然而，这会耗时并且本身不会导致肺灌注的立即显示。然而，近来研究人员已提出了一种施用静脉内造影剂之后薄壁组织内肺灌注的2D显示的实验方法。该方法产生覆盖在原始CT图像上的彩色编码薄壁组织灌注的2D显示。尽管该信息传达了一些有用的信息，但是难以跟踪异常灌注的区域。而且，如果存在邻近这样的区域的肺栓子，那么跟踪它相对于该区域的位置是很困难的。因此，需要一种观察3D图以便加亮薄壁组织内减小的或异常的灌注区域或异常区域、从而能够识别肺栓子或其它异常的技术，并且需要一种用于分析这样的数据以进行诊断的技术。
技术实现思路
通过提供用于肺灌注或密度的3D显示的系统和方法并且通过提供用于分析患者中的肺灌注或密度分布以用于诊断的方法，本专利技术克服了在已知教导中所遇到的前述和其它的问题，其中所述3D显示允许医生在单个视图中检查整个肺体积。在本专利技术的一个实施例中，用于一对肺的3D显示的方法包括对该对肺和肺薄壁组织的图像数据进行分割；产生作为分割后的图像数据的函数的3D图；和作为彩色编码半透明3D体积再现所述3D图，其中不透明区域加亮了感兴趣区域。所述3D图是灌注图或密度图中的一个并且可以通过自适应平滑或纹理过滤中的一个被计算。所述感兴趣区域指示具有异常灌注或密度的区域。所述具有异常灌注的区域是由于栓子。所述方法进一步包括产生所再现的3D图的直方图；确定所述直方图表示栓子的存在是阳性还是阴性的；和将栓子归类为急性或慢性中的一种。在本专利技术的另一个实施例中，用于肺灌注的3D显示的方法包括对肺薄壁组织的图像数据进行分割；产生分割后的图像数据的灌注图；和作为彩色编码半透明3D体积再现所述灌注图，其中不透明的灌注区域是可见的。产生分割后的图像数据的灌注图的步骤包括对肺薄壁组织进行分割；执行局部平滑；和确定肺薄壁组织的局部邻域平均密度。对肺薄壁组织进行分割的步骤包括从胸廓体积分割该对肺的体积；识别所分割的肺体积中的气道和血管；和通过从所分割的肺体积去除所述气道和血管结构而产生所述肺薄壁组织的掩图(mask)。执行局部平滑的步骤包括移动所述图像数据；用所述薄壁组织掩图掩蔽所移动的图像数据以获得薄壁组织图像；对所述薄壁组织掩图和图像执行高斯平滑以获得平滑的薄壁组织掩图和图像；用所述薄壁组织掩图掩蔽所述平滑的薄壁组织图像；均衡所掩蔽的平滑的薄壁组织图像；和移动所均衡的图像以产生所述灌注图。可见的灌注区域指示肺栓子或弥散性肺病中的一种。所述图像数据通过使用CT、螺旋CT或MR成像技术中的一个而获得。该方法进一步包括调节彩色图以观察感兴趣的高密度区域。所述可见的灌注区域是低灌注、高灌注或异常灌注中的一种。在本专利技术的又一个实施例中，用于一对肺的3D显示的系统包括用于存储程序的存储设备；与所述存储设备通信的处理器，所述处理器可与所述程序一起操作以对该对肺和肺薄壁组织的图像数据进行分割；产生作为所分割的图像数据的函数的3D图；和作为彩色编码半透明3D体积再现所述3D图，其中不透明区域加亮了感兴趣区域。所述3D图是灌注图或密度图中的一个并且可以通过自适应平滑或纹理过滤中的一个被计算。所述感兴趣区域指示具有异常灌注或密度的区域。所述具有异常灌注的区域是由于栓子。所述处理器可进一步与程序代码一起操作以产生所再现的3D图的直方图；确定所述直方图表示栓子的存在是阳性还是阴性的；和将栓子归类为急性或慢性中的一种。在本专利技术的另一个实施例中，用于肺灌注的3D显示的系统包括用于存储程序的存储设备；与所述存储设备通信的处理器，所述处理器可与所述程序一起运行以对肺薄壁组织的图像数据进行分割；产生所分割的图像数据的灌注图；和作为彩色编码半透明3D体积再现所述灌注图，其中不透明的灌注区域是可见的。当产生所分割的图像数据的灌注图时所述处理器可进一步与所述程序代码一起运行以对肺薄壁组织进行分割；执行局部平滑；和确定肺薄壁组织的局部邻域平均密度。当对肺薄壁组织进行分割时所述处理器可进一步与所述程序代码一起运行以从胸廓体积分割该对肺的体积；识别所分割的肺体积中的气道和血管；和通过从所分割的肺体积去除所述气道和血管结构而产生所述肺薄壁组织的掩图。当执行局部平滑时所述处理器可进一步与所述程序代码一起运行以移动所述图像数据；用所述薄壁组织掩图掩蔽所移动的图像数据以获得薄壁组织图像；对所述薄壁组织掩图和图像执行高斯平滑以获得平滑的薄壁组织掩图和图像；用所述薄壁组织掩图掩蔽所述平滑的薄壁组织图像；均衡所掩蔽的平滑的薄壁组织图像；和移动所均衡的图像以产生所述灌注图。所述可见的灌注区域指示肺栓子或弥散性肺病中的一种。所述图像数据通过使用CT、螺旋CT或MR成像设备中的一个而获得。所述处理器可进一步与所述程序代码一起运行以调节彩色图从而观察感兴趣的高密度区域。所述可见的灌注区域是低灌注、高灌注或异常灌注中的一种。前述的特征属于代表性的实施例并且是为了帮助理解本专利技术而提出的。应当理解，它们并不意味着被看作是对由权利要求所限定的本专利技术的限制，或者对权利要求的等价物的限制。因此，特征的总结不应当被看作为在确定等价物时是决定性的。本专利技术的另外特征在下面的描述中以及从附图和权利要求将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的一个典型实施例的、用于肺灌注或密度的3D显示的系统的方块图；图2是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、用于肺灌注或密度的3D显示的方法的流程图；图3是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、灌注再现和CT数据片层以及没有再现的该CT数据片层的一对图像；图4是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、用3D再现的图3的片层的灌注图和没有再现的图3的片层的灌注图的一对图像；图5是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、肺栓塞为阴性的患者和肺栓塞为阳性的患者的灌注图的3D显示的一对图像；图6是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、用于平滑肺薄壁组织以产生灌注图的方法的流程图；图7是说明根据本专利技术的一个典型实施例的、用于分析肺灌注或密度的方法的流程图；图8是说明根据本专利技术的一个典本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于一对肺的３Ｄ显示的方法，包括：对该对肺和肺薄壁组织的图像数据进行分割；产生作为所分割的图像数据的函数的３Ｄ图；和作为彩色编码半透明３Ｄ体积再现所述３Ｄ图，其中不透明区域加亮感兴趣区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M瓦兹，AP基拉利，CL诺瓦克，
申请(专利权)人：西门子共同研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]