用于气管测量的方法和系统技术方案

一种方法，用来从获取的图像数据来测量管形解剖构造，包括：　　　　通过至少一个分割处理来隔离（２１０、２２０、２３０）感兴趣的给定管形构造，　　　　测量（２４０）感兴趣的构造的至少一个属性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种方法和系统，用来处理医学图像数据，以协助检测和诊断疾病，并具体涉及一种方法和系统，用来从X射线计算机断层扫描(CT)系统所得医学图像检测肺病。
技术介绍
X射线胸部透视(radiograph)系统是更常用的诊断工具，用于检测人肺病的目的。诸如支气管炎、肺气肿和肺癌等肺病也可在胸透和CT中检测。不过，CT系统对单次CT扫描通常提供80多张分立的图像，从而向透视专家提供可观数量的信息，以用来阐释图像并检测可能指示疾病的疑似区域。疑似区域被定义为这样的区域即训练有素的透视专家会推荐进行后续的诊断成像、活组织检查、肺功能测试或其它方法。单次CT扫描提供的可观数量的数据对于透视专家来说是耗时的处理。常规的肺癌筛剔(screening)通常需要透视专家手工阐释80或更多张图像。疲劳因此成为影响人类阅读敏感度和明确度的重要因素。在其它疾病中，诸如肺气肿，透视专家仅通过看CT图像难以明辨疾病的进展程度。慢性阻塞性肺病(COPD)是基于包括咳嗽、气喘、呼吸急促(呼吸困难)等症状而识别的。COPD包括几类呼吸疾病，最突出的是肺气肿和慢性支气管炎。COPD影响患者的大气管、小气管和软组织。疾病一般是由吸烟和空气污染引起的，并与导致α反弹性缺陷的基因性易感体质有关。肺气肿或气泡毁坏是COPD患者中软组织改变的显著特征。肺气肿是丧失肺组织的弹性弹回的结果。肺气肿有四种中部肺叶的、泛肺叶(panlobular)或泛腺泡的(panacinar)、末稍腺泡的或旁隔膜的(paraseptal)和不规则的。前两种类型构成肺气肿COPD的绝大多数。这种归类是基于一团腺泡的肺叶内气泡毁坏的解剖分布。目前，肺气肿仅能通过死后检查来归类。肺气肿一般是通过总生理响应、医学成像和死后解剖检查来诊断的。慢性支气管炎引起解剖学上的气管变细，这削弱了肺功能。气管病变一般始于吸烟和/或空气污染的刺激并可由生物感染而引起/恶化。慢性支气管炎在临床上定义为两年期内超过3个月的持久咳嗽和生痰。慢性支气管炎可分成普通慢性支气管炎、阻塞性支气管炎和慢性哮喘支气管炎。在普通慢性支气管炎中不产生痰。慢性哮喘支气管炎伴有气管的过敏。在阻塞性慢性支气管炎中，气流被气管病变所阻滞。慢性支气管炎目前是使用死后Reid指数来定级的。高分辨率CT可允许在生前使用Reid指数来评定慢性支气管炎。支气管壁截面积是COPD诊断和定级中的关键示数。从医学图像(例如CT)测量气管截面积将使医师跟踪疾病进展并加快临床试验。支气管通道在CT图像中显示为由明亮区域包围的黯淡区域。黯淡区域是空腔而明亮区域由支气管壁和任何附属或邻近血管组成。在测量气管壁截面积时，必须不含附属或邻近血管的厚度。若隔离气管，没有附属或邻近血管，则可使用各种标准图像处理和计算机视觉技术来测量气管。当成像的气管上附有邻近血管时，传统方法的实例是从没有血管的一点处贯穿气管壁的空腔中心人工选择一条射线。沿此单一射线测量壁厚用于估算气管截面积。需要一种健壮的方法和系统，用来测量气管，以便能诊断和跟踪COPD的各种疾病。
技术实现思路
在第一方面，提供了一种方法，用来测量例如肺部气管的管形解剖构造，并包括通过至少一个分割处理来隔离感兴趣的给定管形构造，和测量感兴趣的构造的至少一个属性。在第二方面，提供了一种系统，用来使用获取的图像数据来测量肺部气管。该系统包括成像设备，用来获取所述图像数据；和耦合至所述成像设备的图像处理器件，配置为用来通过至少一个分割处理来隔离感兴趣的给定气管，在所述气管的给定点处使用统计技术将一个内切椭圆配合所述给定气管的内边界并将一个外接椭圆配合所述气管构造的外边界，并且进一步配置为用来使用所述内切和外接椭圆来生成所述给定气管的测量值。附图说明当结合附图阅读时，从本专利技术的下列详细描述，本专利技术的特征和优点将会变得明白，其中图1是医学成像系统的框图描绘，其应用本专利技术的各实施例；和图2是对运用本专利技术的方法的框图和示例描绘。具体实施例方式参照图1，显示用于疾病检测的系统100的总框图。系统100包括成像设备110，其可选自一些现有技术的医学成像设备，用来生成数张图像。通常，计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)系统被用来生成数张医学图像。在CT成像进行期间，患者被置入成像设备内并暴露于以一系列X射线检测器所测量的数条X射线。一条X射线束贯穿患者特定的薄截面或“切片”。检测器测量传播辐射量。此信息被用来计算对于体内取样点的X射线衰减系数。接着基于算出的X射线衰减系数来构建灰度级图像。图像中的灰色阴影代表切片内各点的X射线吸收量。在CT进行期间得到的切片可被重新构建，以提供暴露在X射线下的躯体内感兴趣区域的解剖学上的正确表示。在MR成像进行期间，患者被置入由大磁体产生的强磁场内部。在患者体内的磁化质子，诸如氢原子，与磁体产生的磁场对齐。患者的特定切片暴露于生成垂直于主磁场的震荡磁场的无线电波。切片可取自由执行成像过程的医师或技师(以下称“操作者”)挑选的任何平面。患者体内的质子首先吸收无线电波，然后通过从与磁场对准移动而发射电波。随着质子返回其原始状态(激发前)，创建了基于患者躯体发射波的诊断图像。像CT图像切片那样，MR图像切片也可被重建，以提供感兴趣躯体区域的整体图片。产生高信号的躯体部位在MR图像中显示为白色，而那些带有低信号的部位则显示为黑色。其它具有高低之间变化的信号强度的躯体部位显示为某灰色阴影。一旦得到初始MR或CT图像，就一般地分割图像。分割处理将图像的像素或体像素(voxel)归入一定数量的类中，其相对某种特征(即强度、纹理，等等)类似。例如，在脑的分区成像中，脑材料可分成三类灰质、白质、和脑干流体。在完成分割后可使用个别的色彩来标记各类区域。一旦分区图像被显影，外科医师即可使用分区图像来筹划外科手术。通常，创建分区CT或MR图像涉及数步。数据集通过捕获CT或MR数据切片而创建。通过分割处理，接着将灰度值分配给数据集中的各点。数据中的各种材质皆被分配一个具体值，因此，该材质的每次出现具有相同灰度值。例如，在特定图像中的骨骼的全部出现可显出亮灰的特定阴影。此标准着色允许观察图像的人容易明白在图像中代表的对象。图1描绘了应用本专利技术实施例的医学成像系统100。该系统包括成像设备110，处理器120和接口单元130。成像设备110适宜生成数个图像数据集240并且是例如计算机断层扫描(CT)或磁共振(MR)扫描器。在CT或MR的情形，获取图像数据一般被称为“扫描”。在示例性的实施例中，图像是使用CT成像设备获取的。处理器120配置为根据本专利技术的实施例进行计算，将参照图2更为仔细地说明本专利技术的实施例。处理器120还配置为执行计算和控制功能，用于熟知的图像处理技术，如重构、图像数据记忆存储、分割等。处理器120可包括中央处理单元(CPU)，如微处理器等的单片集成电路，或可包括任何合适数量的集成电路器件和/或电路板，其协同工作以完成中央处理单元的功能。处理器120最好包括存储器。处理器内的存储器120可包括本领域技术人员知道的任何类型的存储器。这包括动态随机访问存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)、快闪存储器、高速缓存等。虽然未在图1中明显示出，不过存储器可以是单一类型的存储器组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·V·米勒，马修·W·图雷克，约瑟夫·L·芒迪，彼得·H·图，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：