选择用于图像分割的解剖变型模型制造技术

本发明专利技术涉及一种用于分割图像中对象的系统（100），包括第一调适器（110），其用于将用于分割所述对象的第一模型调适到所述图像，分析器（115），其用于基于所述经调适的第一模型而从所述图像中提取出特征，选择器（120），其用于基于从所述图像中提取出的所述特征来从用于分割所述对象的多个模型中选择用于分割所述对象的第二模型，其中所述第二模型包括所述对象的额外细节，初始化器（125），其用于基于所述经调适的第一模型和/或从所述图像中提取出的所述特征来初始化所述第二模型，以及第二调适器（130），其用于将所述经初始化的第二模型调适到所述图像。基于所述经调适的第一模型从所述图像提取出的所述特征帮助所述系统（100）从用于分割所述对象的多个模型中选择用于分割所述对象的所述第二模型。所述经调适的第一模型和/或所述提取出的特征也用于初始化所述第二模型。由于所述第二模型包括所述对象的所述额外细节，因此使用所述第二模型获得的分割结果比使用所述第一模型获得的分割结果更加完整。此外，基于所述经调适的第一模型和/或所检测到的特征的所述第二模型的初始化改善了第二模型调适的精确性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像分割，并且更具体而言，涉及使用可变形模型的图像分割。
技术介绍
基于模型的器官描绘是分割医学图像的有效且稳健的方式。在这一方法中，使器官的模型调适到图像，因而描绘了该器官。在例如在下文中被称为参考文献I的JUrgenffeese, Michael Kaus,Christian Lorenz, Steven Lobregt, Roel Truyen 和 VladimirPekar 的 Shape Constrained Deformable Models for3D Medical Image Segmentation,Lecture Notes in Computer Science, 2001，Volume2082/2001,第 380-387 页中，以及参考文献I的任意作者所合著的很多其他论文中描述了这种方法。然而，已知的模型典型地是完全刚性的，因而在调适到图像期间它们的变形很小。因此，当被应用于分割描绘了具有高度形状变化性的器官的图像时，尤其是当该器官形状变化在拓扑上不对等时，这一方法常常会失败。这种器官的例子包括心脏的左心房，其具有很多变型，包括不同数量的、引流进入左心房的肺静脉，或者具有很多不同动脉供应连接的肾脏。
技术实现思路
有利的是具有一种使用可变形模型来描绘具有高度解剖变化性的器官以用于图像分割的系统。因而，在一方面中，本专利技术提供一种用于分割图像中对象的系统，包括:-第一调适器，其用于将用于分割所述对象的第一模型调适到所述图像；-分析器，其用于基于所述经调适的第一模型而从所述图像中提取出特征；-选择器，其用于基于从所述图像中提取出的所述特征来从用于分割所述对象的多个模型中选择用于分割所述对象的第二模型，其中所述第二模型包括所述对象的额外细节;-初始化器，其用于基于所述经调适的第一模型和/或从所述图像中提取出的所述特征来初始化所述第二模型；以及-第二调适器，其用于将所述经初始化的第二模型调适到所述图像。第一模型比第二模型更加简单，因而更加容易调适到图像。虽然用第一模型分割出的对象典型地是不完整的，但是该经调适的第一模型通过例如提供哪里可以找到特征的区域的指示，而允许分析器提取出图像特征。所提取出的特征帮助系统从用于分割对象的多个模型中选择用于分割对象的第二模型。由于第二模型包括对象的额外细节，因此使用第二模型获得的分割结果比使用第一模型获得的分割结果更加完整。有利地，经调适的第一模型和/或所提取出的特征用于初始化第二模型。初始化包括将第二模型布置于图像空间中，例如，3维图像情况下的图像体积。基于经调适的第一模型和/或所检测到特征的第二模型的初始化改善了第二模型调适的精确性。在该系统的实施例中，特征的提取是基于以下中的至少一个:第一模型的成分，例如第一模型网格的顶点或者第一模型三角形网格的三角形，第一模型的标志(landmark)，例如第一模型表面上的尖瓣，以及与第一模型拟合的几何基元，例如轴、轮廓、平面、多边形、椭圆形、圆柱体、金字塔形、立方体，或者椭圆体。在该系统的实施例中，从图像中提取出特征包括由经调适的第一模型操纵的区域生长。区域生长可用于检测图像特征，例如血管壁以及中心线，该特征帮助选择和初始化包括相应的血管片段的第二模型。在该系统的实施例中，从图像中提取出的特征是以下之一:特征-对象，例如环、管、管中心线，或者具有零个、一个、两个或者三个柄(handle)的拓扑球面，以及特征-对象的属性，例如环的直径或者在具有柄的拓扑球面中的柄数量。本领域技术人员将理解的是该拓扑球面是一类与球面在拓扑上对等，也即同拓扑，的形状。在该系统的实施例中，用于分割对象的多个模型包括拓扑上不对等的模型。重要的是所选定的第二模型，例如表面，与被分割的对象，例如血管壁表面在拓扑上是对等的，因为不可能使用与对象在拓扑上不对等的第二模型来适当地分割对象。一些对象，例如左心房，可能具有拓扑上不对等的形状。因而重要的是用于建模左心房的多个模型包括很多拓扑上不对等的模型，该模型描述了在患者人口中存在的心房的拓扑上不对等形状。在另一方面中，本专利技术提供一种包括如本专利技术所述的系统的图像采集装置。在另一方面中，本专利技术提供一种包括如本专利技术所述的系统的工作站。在另一方面中，本专利技术提供一种分割图像中对象的方法，包括步骤:-将用于分割所述对象的第一模型调适到所述图像；-基于所述经调适的第一模型而从所述图像中提取出特征；-基于从所述图像中提取出的所述特征来选择用于分割所述对象的第二模型，其中所述第二模型包括所述对象的额外细节；-基于所述经调适的第一模型和/或从所述图像中提取出的所述特征来初始化所述第二模型；以及-将所述经初始化的第二模型调适到所述图像。在另一方面中，本专利技术提供一种将由计算机装置装载的计算机程序产品，包括用于分割图像中对象的指令，所述计算机装置包括处理单元和存储器，所述计算机程序产品在被装载后，给所述处理单元提供执行如本专利技术所述的方法的步骤的能力。本领域技术人员将意识到的是可以以任何被认为是有益的方式来将以上提及的本专利技术的实施例、实现方式，和/或方面中的两个或者更多个相组合。本领域技术人员基于说明书可以实现与所描述的系统或方法的修改和变型相应的图像采集装置、工作站、方法，和/或计算机程序产品的修改和变型。本领域技术人员将意识到在所请求保护的专利技术中的图像数据集可是2维(2_D)、3维(3-D)、或4维(4-D)图像数据集，其由各种采集模态采集，例如但不限于，X射线成像、计算断层摄影(CO、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算断层摄影(SPECT)，以及核医学(匪)。本专利技术在独立权利要求中限定。有利实施例在从属权利要求中限定。附图说明关于下文描述的实现方式和实施例并且参照附图，本专利技术的这些和其他方面将变得显而易见并且得到阐述，其中:图1示出了系统的示例性实施例的框图；图2A图示了左心房的解剖变型；图2B示出了用于分割左心房的第一模型；图2C图示了基于用于分割左心房的第一模型的锥状生长空间的示例性定义；图2D图示了使用区域生长的对引流至左心房的肺静脉的分支的检测。图3示出了用于分割左心房的示例性模型；图4示出了方法的示例性实现方式的流程图；图5示意性示出了图像采集设备的示例性实施例；以及图6示意性示出了工作站的示例性实施例。相同的附图标记用于表示全部图中的类似部件。具体实施例方式图1示意性示出了用于分割图像中对象的系统100的示例性实施例的框图，该系统包括:-第一调适器110，其用于将用于分割该对象的第一模型调适到该图像；-分析器115，其用于基于经调适的第一模型而从该图像中提取出特征；-选择器120，其用于基于从该图像中提取出的特征来选择用于分割该对象的第二模型，其中该第二模型包括该对象的额外细节；-初始化器125，其用于基于经调适的第一模型和/或从该图像中提取出的特征来初始化该第二模型；以及-第二调适器130，其用于将该经初始化的第二模型调适到该图像。系统100的示例性实施例还包括:-控制单元160，其用于控制系统100的工作；-用户接口165，其用于在用户和系统100之间进行通信；以及-存储器单元170，其用于存储数据。在系统100的实施例中，具有用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.17 EP 10177387.71.一种用于分割图像中对象的系统(100)包括: -第一调适器(110)，其用于将用于分割所述对象的第一模型调适到所述图像； -分析器(115)，其用于基于经调适的第一模型而从所述图像中提取出特征； -选择器(120)，其用于基于从所述图像中提取出的所述特征来选择用于分割所述对象的第二模型，其中，所述第二模型包括所述对象的额外细节； -初始化器(125)，其用于基于所述经调适的第一模型和/或从所述图像中提取出的所述特征来初始化所述第二模型；以及 -第二调适器(130)，其用于将经初始化的第二模型调适到所述图像。2.按权利要求1所述的系统(100)，其中，特征的提取基于以下中的至少一个: -所述第一模型的成分； -所述第一模型的标志；以及 -与所述第一模型拟合的几何基元，例如轴、轮廓、平面、多边形、椭圆形、圆柱体、金字塔形、立方体、或者椭圆体。3.按权利要求1所述的系统(100)，其中，从所述图像中提取出特征包括由所述经调适的第一模型操纵的区域生长。4.按权利要求1所述的系统(100)，其中，从所述图像中提取出的所述特征是以下之 -特征-对象，例如环、管、管中心线，或者具有零个、一个、两个或者三个柄的球...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛伦茨，H·巴尔施多夫，T·克林德，R·汉纳，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：