用于量化图像数据集对象中的结构的方法、装置、图形用户界面、计算机可读介质和用途制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种量化截留空气的疾病以及如何通过图形用户界面允许有效的用户交互以进行检查的方式。还可将本发明专利技术的结果用于截留空气的疾病的快速和精确诊断。还提供了一种装置、图形用户界面、计算机可读介质和用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及医学成像领域。更具体地，本专利技术涉及医学图像数据集对象中的结构的量化，该图像数据集例如通过诸如计算机断层摄影(CT) 和磁共振成像(MRI)的医学成像模态获得的医学图像数据集。
技术介绍
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是以气流阻塞为特征的一组肺疾病。根据 统计数据，在美国，COPD是第四大致死病因并且当前是唯一发生率正在 增长的常见致死病因。COPD包括大多由大量长时间吸烟导致的慢性支气 管炎和肺气肿。该疾病还可以是由长期暴露在工业污染物和疤痕性肺组织 诱发的。COPD还可能包括肺中空气通道过敏的慢性哮喘。支气管炎、肺 气肿和哮喘共同之处在于它们限制进入和离开人体肺的气流。结果，受 影响的人可能咳嗽、喘息、有过多的粘液、感觉气短和易患肺感染。在解剖学上，COPD的一个原因是截留在肺区域内但无法与肺泡或肺 气道树进行气体交换的空气包(pocket of air)。来自肺自身或来自人体外的 空气可能被截留在那里。此外，肺的慢性刺激导致炎症，其促使肺产生更多的粘液。而且，粘 液部分地或完全闭塞细支气管，因此只有很少量的空气可以达到肺泡(肺 内进行气体交换的小气囊)并与肺泡相连通。最后，细支气管变成永久性 狭窄并且许多肺泡壁被破坏，扩大了空气空间。空气被截留这些扩大的肺 泡中而无法与气道树进行气体交换。当前，可以通过经培训的医务人员的视觉检查在CT数据集中认出 COPD疾病，但只可以定性地评估该疾病。当前量化技术完全依靠所有CT 切片图像的人工描绘。相应地，人工描绘是非常耗时的，例如对于300幅 切片图像，每切片需要20秒人工描绘时间，导致100分钟的总人工图像处7理时间，因此这对于要求较短的病人处理时间的临床实践至少从经济原因 和病人的便利性方面来说极其长。US 2005/0240094 Al公开了用于使医学图像中的树结构可视化的系统 争口方法。该方法包括分割图像数据中的树结构，通过使用与树结构的内 部组分相关的数据来对树结构的外部进行着色并且输出由树结构的内部组 分着色的结构的图像。然而，US 2005/0240094 Al没有提供量化肺中截留 空气的方式。因此，考虑到增加的灵活性、成本效果和时间效率的用于确定截留空 气的改进的方法是有优势的。
技术实现思路
因此，本专利技术优选地试图通过提供根据所附专利权利要求的方法、图 形用户界面、装置、计算机可读介质和用途来逐一地或以任何组合的方式 缓解、减轻或消除本
中上述不足和缺点中的一个或多个，并且至 少解决上述问题。根据本专利技术的方面，提供了用于量化具有多个体素的医学图像数据集 中的结构的方法，每个体素具有Hounsfield值(HU)，其中该结构包括最初 相同的种子体素和第一体素。该方法包括将第一体素作为第一元素插入队 列，其中按渐增的Hounsfield值来组织体素，并且重复下列步骤识别该队列的第一元素的第一组邻近体素，其具有在预定阈值之下的 Hounsfidd值，将该第一组邻近体素插入该队列，记录针对第一体素从该种 f体素开始的路径上遇到的Hoimsfidd值，其中该路径是包括在多个体素 中的体素序列，并且其中该路径的每个连续体素是早先处理的体素的邻近 体素，并且该路径的每个体素从该队列中选出，计算该路径上所有体素的最大Hounsfield值和第一体素的Hounsfidd 值之间的差或比值以便逐个体素地量化该结构，标记第一体素，从而使得 其随后直到处理了所有剩余未处理的体素并且该队列为空时才再次进入该 队列。根据本专利技术的方面，提供了用于通过在医学图像数据集上进行颜色叠 加而使医学图像数据集中的结构的量化可视化的图形用户界面，其中颜色强度与由根据权利要求1-11中任一项所述的方法计算的结构的量化相对 应。根据本专利技术的另一方面，提供了用于量化具有多个体素的医学图像数据集中的结构的装置，每个体素具有Hoimsfield值(HU)，其中该结构包括 最初相同的种子体素和第一体素。该装置包括用于将第一体素作为第一元 素插入队列的插入单元，其中按渐增的Hounsfield值来组织体素，以及 重复单元，其包括用于识别该队列的第一元素的第一组邻近体素的识别单元，所述邻近 体素具有在预定阈值之下的Homisfidd值；用于将第一组邻近体素插入该队列的插入单元；用于记录针对第一体素从种子体素开始的路径上遇到的 Hoimsfield值的记录单元，其中该路径是包括在多个体素中的体素序列，并 且其中该路径的每个连续体素是早先处理的体素的邻近体素，并且该路径 的每个体素从该队列中选出；用于计算该路径上所有体素的最大Hoimsfidd 值和第一体素的Homisfidd值之间的差或比值以便逐个体素地量化该结构 的计算单元；用于标记第一体素从而使得该第一体素随后直到处理了所有 剩余未处理的体素并且该队列为空才再次进入该队列以进行重复的标记单 元。根据又一方面，提供了计算机可读介质以量化具有多个体素且每个体 素具有Homisfield值(HU)的医学图像数据集中的结构，该计算机可读介 质具有在其上实现的由计算机处理的计算机程序，其中该结构包括最初相 同的种子体素和第一体素，该计算机程序包括用于将第一体素作为第一元 素插入队列的插入代码段，其中按渐增的Hoimsfield值来组织体素，以及 重复代码段，其包括用于识别该队列的第一元素的第一组邻近体素的识别代码段，所述邻 近体素具有在预定阈值之下的Hounsfidd值；用于将第一组邻近体素插入 该队列的插入代码段；用于记录针对第一体素从种子体素开始的路径上遇 到的Hoimsfidd值的记录代码段，其中该路径是包括在多个体素中的体素 序列，并且其中该路径的每个连续体素是早先处理的体素的邻近体素，并 且该路径的每个体素从该队列中选出；用于计算该路径上所有体素的最大 Hounsfidd值和第一体素的Hounsfield值之间的差或比值以便逐个体素地量9化该结构的计算代码段；用于标记第一体素从而使得该第一体素随后直到 处理了所有剩余未处理的体素并且该队列为空才再次进入该队列以进行重 复的标记代码段。根据本专利技术的再一方面，提供了根据权利要求1-18所述的用于诊断病 人体内的截留空气的方法的用途。本专利技术描述了用于量化截留空气的疾病以及如何允许用于检査的有效 的用户交互(图形用户界面)的方式。还可将本专利技术的结果用于截留空气 的疾病的快速和精确诊断。" 本专利技术可以提供为CT/MR/US/X射线扫描器控制台、成像工作站(例 如Philips ViewForum、 Extended Brilliance Workspace)禾tl PACS工作站(例 如Philips iSite)的软件选项，并且因此增加整体扫描器系统的竞争力。所 描述的专利技术可以通过提供对肺区域中截留空气的计算机辅助检测和量化来 辅助诊断。附图说明参考附图，根据对本专利技术实施例的下列描述，本专利技术具有的这些和其 他方面、特征和优势将显而易见并得以阐明，在附图中 图1是示出了截留空气包的示例的医学图像； 图2是图示说明了根据实施例的继承路径的流程图； 图3是图示说明了根据实施例的方法的流程图； 图4是图示说明了根据实施例的方法的流程图； 图5是示出了根据实施例的方法的原理的图示说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于量化具有多个体素的医学图像数据集中的结构的方法，每个体素具有Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值（ＨＵ），其中，所述结构包括最初相同的种子体素和第一体素，所述方法包括：　将所述第一体素作为第一元素插入队列，其中按渐增的Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值来组织体素，并且重复下列步骤：　识别所述队列的所述第一元素的第一组邻近体素，所述第一组邻近体素具有在预定阈值之下的Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值，　将所述第一组邻近体素插入所述队列，　记录针对所述第一体素从所述种子体素开始的路径上遇到的所述Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值，其中，所述路径是包括在所述多个体素中的体素序列，并且其中，所述路径的每个连续体素是早先处理的体素的邻近体素，并且所述路径的每个体素从所述队列中选出，　计算所述路径上所有体素的最大Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值和所述第一体素的所述Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ值之间的差或比值以便逐个体素地量化所述结构，　标记所述第一体素和所述第一组邻近体素，从而使得它们随后直到处理了所有剩余未处理的体素并且所述队列为空时才再次进入所述队列。

【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：R维姆科，T比洛，R奥普弗，
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]