用于过滤图像数据的方法和系统及其在虚拟内窥镜检查中的使用技术方案

一种用于过滤图像数据的方法，所述图像数据具有所选择类型区域中至少三种类型的不同区域，至少三种类型的不同区域的每一个都以多个单位图像元素为特征，所述方法包括：提供所述图像数据；选择至少包括至少三种类型区域中的每一个的相应部分的一部分图像数据；确定用于选择部分中的至少三种类型区域的每一个的至少一个分布；确定用于将选择部分中的所选类型的区域的每个单位图像元素与至少三种类型的不同区域的另一类型的区域相关联的至少一个函数，使得选择部分中的所选类型的区域的至少一个分布被变换成另一类型的区域的相应分布；并且将所述至少一个函数应用于选择部分的所选类型的区域的每个单位图像元素，从而提供过滤的图像数据。还公开了用于抑制虚拟结肠镜检查中的标记材料的方法的应用。

【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图像处理，更具体地，涉及用于过滤图像数据的方法和系统。本专利技术还涉及用于抑制标记材料的方法在虚拟结肠镜检查中的应用。
技术介绍
传统内窥镜检查过程通常依靠使用插入病人身体内的柔性光纤管，从而可视地检查内部解剖结构。随后，操作员可以操作解剖结构内的管，以查找任何解剖结构异常。利用这个过程的结肠镜检查虽然可靠，但都很昂贵并耗费时间。此外，它对于患者来说是一个侵入式、不舒服、并且有时很痛苦的过程。非侵入式过程已经被用于减少侵入式结肠镜过程的上述至少其中一个缺陷。这些非侵入式过程使用诸如计算机断层扫描(CT)的成像技术获取表示解剖结构的图像数据来进行分析。不过，这些程序仍然需要在检查前为患者准备用于结肠清洁的泻药。为了适当减少患者的不适感，已经提出了对使用数字减法算法进行随后虚拟去除的液体和固体排泄物进行标记的最少泻药准备过程。然而，用于获取图像数据的成像技术通常存在在每个解剖界面处生成污点的空间分辨率。因此，当去除标记材料时，这些算法可能人为地使去除材料与结肠内壁之间的界面平滑，并且在结肠中出现的息肉或其它异常可能被无意中去除或错误地降低至可接受的水平，这是一个很严重的问题。这些算法通常依赖于利用使用适于将分析下的结构界面特征化的阈值的图像分割。然而，由于不同的解剖结构彼此非常不同，所以简单的阈值不允许简单地单程分割结构。实际上，软组织、骨骼、及脂肪组织具有不同的密度。为了考虑结构的这种很大的变化，使用了不同的技术。例如，在公布号W02008/089492、W02007/064980、及W002/029764PCT下所公布的PCT国际申请以及在公布号2008/0118133和2008/0008367下所公布的美国专利申请讲授了用于电子清洁医学图像的各种方法。但是，它们仍然使用用于结构分割的阈值，所得分割仍然保持对多个单位图像元素的逼近。不同结构之间的界面仍然在随后被平滑。这样会导致操作员误诊断，这是一个很严重的问题。美国专利号6，366，800描述了在虚拟内窥镜检查中用于自动分析的方法。然而，这种方法仍然依赖于分割技术，并且所得的分割仍然保持逼近。因此，期望提供一种将减少上述缺陷的至少一个的电子清洁医学图像的改进方法。
技术实现思路
因此，本专利技术公开了一种过滤具有所选择类型的区域中的至少三种类型不同区域的图像数据的方法，至少三种类型的不同区域中的每一个均以多个单位图像元素为特征，所述方法包括提供图像数据；选择图像数据的至少包括至少三种类型的不同区域的每一 个的相应部分的部分；确定用于选择部分中的至少三种类型的不同区域的每一个的至少一个分布；确定用于将选择部分中的所选择类型的区域的每个单位图像元素与至少三种类型的区域的另一类型的区域相关联的至少一个函数，使得选择部分中所选择类型的区域的至少一个分布被变换成另一类型的区域的相应分布；并且将至少一种函数应用于选择部分的所选择类型的区域的每个单位图像元素，从而提供过滤的图像数据。具体地，在所述方法被用作后续处理前的预处理步骤的情况下，不用分割任何区域就能获取所选择类型的区域过滤，这是很大的优势。在一个实施方式中，图像数据的提供包括从CT扫描设备接收图像数据。在另一个实施方式中，图像数据的提供包括从由磁共振成像(MRI)设备、正电子发射断层扫描(PET)设备、X射线设备、超声设备、及其任意组合所构成的组合中接收图像数据。在一个实施方式中，从由体积医学图像数据、体积断层图像数据、及平行连续图像平面所构成的组合中选择图像数据。在一个实施方式中，图像数据包括从由像素和三维像素所构成的组中所选择的多个单位图像元素。在一个实施方式中，图像数据表示解剖结构。在进一步实施方式中，解剖结构包括结肠的一部分。在一个实施方式中，至少三种类型的不同区域的每一个分别包括第一物质类型区域、第二物质类型区域以及第三物质型区域。在进一步的实施方式中，至少三种类型的不同区域的每一个分别包括空气型区域、标记物质型区域以及生物组织型区域。在又一实施方式中，过滤的图像数据至少包括空气型区域和生物组织型区域。在一个实施方式中，图像数据的选择部分包括所选择类型的区域的相应区域。在一个实施方式中，图像部分的选择包括选择其中一个区域并选择紧邻区域，直至所得区域包括至少三种类型的不同区域。在进一步的实施方式中，选择紧邻区域直至所得区域包括至少三种类型的不同区域的每一个的代表部分。在一个实施方式中，至少一个分布的确定包括确定对应于选择部分的单位图像元素的代表部分的强度分布。在另一个实施方式中，至少一个分布的确定包括确定对应于选择部分的单位图像元素的代表部分的梯度分布。在另一个实施方式中，至少一个分布的确定包括确定对应于选择部分的单位图像兀素的代表部分的强度微商分布。在进一步的实施方式中，至少一个分布的确定包括确定从由相应的单位图像元素的代表部分的强度分布、相应的单位图像元素的代表部分的梯度分布以及相应的单位图像元素的代表部分的强度微商分布所构成的组中选择的多个分布。在一个实施方式中，至少一个函数的确定包括确定用于逼近相应分布的初始逼近函数并确定适于将初始逼近函数变换成另一类型的区域的相应分布的变换函数。在进一步的实施方式中，所述方法还包括确定用于逼近另一类型的区域的分布的附加初始函数，其中，至少一个函数的应用包括应用变换函数，从而将初始函数变换成附加初始函数。在又一实施方式中，从由拉普拉斯函数和高斯函数构成的组中选择初始逼近函数。 在另一个实施方式中，从由拉普拉斯函数和高斯函数所构成的组中选择初始逼近函数和附加初始逼近函数中的每一个。在一个实施方式中，至少一个函数的确定包括确定拉普拉斯函数和高斯函数中的至少一个。在一个实施方式中，至少一个函数的确定包括将傅里叶变换应用于至少一个分布。在另一个实施方式中，至少一个函数的确定包括对至少一个分布应用参数法。在一个实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括显示过滤的图像数据。在另一个实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括显示解剖结构的三维渲染。在又一实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括将过滤的图像数据提供给体积渲染引擎用于3D可视化。在一个实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括将过滤的图像数据提供给计算机辅助检测单元用于异常性检测。在另一个实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括将过滤的图像数据提供给计算机辅助诊断单元用于解剖异常性诊断。在又一实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括将过滤的图像数据提供给体积渲染引擎用于3D可视化。在一个实施方式中，用于过滤图像数据的方法还包括使用过滤的图像数据，用于执行虚拟内窥镜检查。针对电子结肠清洁的具体应用，所述方法能够过滤来自图像数据的标记物质型区域，这具有很大的优势。根据另一个方面，还提供了一种系统，用于过滤具有所选择类型的区域的至少三种类型的不同区域的图像数据，至少三种类型的不同区域的每一个均以多个单位图像元素为特征。所述系统包括数据接收单元，用于接收图像数据；以及选择单元，耦接至数据接收单元，用于选择图像数据的至少包括至少三种类型的区域的每一个的相应部分的一部分，并提供图像数据的选择部分。该系统还包括分布确定单元，耦接至选择单元和数据接收单元中的一个，用于确定选择部分中的至少三种类型的不同区域的每一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：托马斯·伯纳德·帕斯卡尔·文森特，弗洛朗·安德烈·罗伯特·尚德利耶，
申请(专利权)人：道格微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：