層析圖像中的器官的分類方法技術

本發明專利技術涉及層析圖像中的器官的分類方法。所述方法包括以下步驟：接收(102)三維解剖層析目標圖像，所述目標圖像包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集，每個數據集帶有多個體積元素；提供(104)包括帶有多個體積元素的三維圖像數據集的原型圖像，其中體積元素的子集被給予器官標簽；通過將變形場應用到原型圖像的體積元素來轉換(106)原型圖像，使得當前器官的每個被標記的體積元素被確定為等同于目標圖像中的相應器官中的體積元素的位置；以及將原型圖像的被標記的體積元素的標簽傳送(108)到目標圖像的相應體積元素。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】層析圖像中的器官的分類方法
本公開涉及圖像中的器官的分類，并且尤其涉及包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集的三維解剖層析圖像中的器官的分類。
技術介紹
在三維層析醫學成像中，對例如肌肉的不同身體組織和器官的識別是圖像的醫學解釋的重要部分。在很多臨床問題中，不同器官的大小、形狀和成分，以及它們的隨時間的變化可以是一條重要的信息。這種特征的識別通常是手動過程，其包括手動地識別特定器官并且盡可能地在圖像中標記它。在完成識別和分析過程之后，本圖像可以包括多個用于不同器官的標簽。在三維圖像中的點或三維像素因此可以代表器官的位置。然而，當新的圖像從不同的身體得到時，識別過程需要全部重新進行。以前的圖像的識別和分析不可能在新圖像上再次使用。因此，需要識別三維層析圖像中的器官的方法，該方法可以自動地被執行。
技術實現思路
使用本設備來提供減輕提到的缺點的改進解決方案是本專利技術的目標。此外，提供來自層析圖像的器官的分類方法是目標。根據本專利技術的一個方面實現該目標，其中提供了用于層析圖像中器官的分類的方法。該方法包括以下步驟：接收三維解剖層析目標圖像，其中所述目標圖像包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集，每個數據集帶有多個體積元素；提供包括帶有多個體積元素的三維圖像數據集的原型圖像，其中體積元素的子集被給予器官標簽；通過將變形場應用到原型圖像的體積元素來轉換原型圖像，使得當前器官的每個被標記的體積元素被確定為等同于目標圖像中相應的器官中的體積元素的位置；以及將原型圖像的被標記的體積元素的標簽傳送到目標圖像的相應體積元素。在原型圖像中，體積元素的子集可以包括至少一個被標記的體積元素。該至少一個被標記的體積元素可以具有命名當前器官的標簽，當前器官中被標記的體積元素位于原型圖像中。這種標簽可以是“二頭肌”、“肝臟”或任何器官的名稱。當轉換原型圖像時，原型中定義當前器官的邊緣的體積元素可以被移動到目標圖像中相應邊緣的位置對應的位置。由所述邊緣定義的原型圖像中的器官體積然后可以改變形狀和位置以符合目標圖像中的相應器官的形狀和位置。作為邊緣移動的結果，原型圖像中的器官體積內部的至少一個被標記的體積元素也可以接著被移動，但是也可以被保持在器官體積內部。被轉換的原型圖像中的器官體積中的被標記的體積元素可以接著具有在目標圖像中的相應的體積元素，并且該體積元素以很高的可能性也位于相應器官的內部。原型圖像中的被標記的體積元素的標簽在下一個步驟中可以被傳送到目標圖像中的相應體積元素位置。該過程的結果可以是目標圖像中的一個或多個器官的位置的識別。該器官因此用標簽分類。此外，為符合目標圖像的形狀的原型圖像的轉換的量可以被分析。例如，原型圖像可以是與目標圖像相同的身體的圖像，但是其位于更早的時間點。兩個圖像之間的特定器官性質隨時間的變化可以接著被分析并且被可視化。體積元素可以是三維圖像中的三維像素。該方法的所有步驟可以例如通過計算機設備被自動地執行。就器官而言是指身體內的任何肌肉或脂肪組織或其它內部器官。根據本專利技術的方法可以使得原型圖像中定義的豪斯費爾德(Hounsfield)衰減值能夠映射到MR(磁共振)圖像。MR圖像然后可以被用于PET(正電子發射斷層)成像中的衰減校正(correction)。分類中的額外的魯棒性可以通過使用水圖像數據集和脂肪圖像數據集中的多域數據來實現。例如，在目標圖像中器官的被標記的體積元素可以被標記為脂肪組織。如果被標記的體積元素可以與脂肪圖像數據集相乘，那么被錯誤傳送到目標圖像中的水區域中的被標記的體積元素可以自動地被移除。在一個實施方式中，目標圖像中的被類似標記的體積元素可以定義代表當前器官的器官體積，并且其中該方法還可以包括基于目標圖像的性質將所述器官體積擴充到整個器官的步驟。通過在目標圖像中擴充器官體積，器官可以被完全地分割和可視化。器官體積可以是目標圖像中的大體完整器官的可視化。目標圖像中的圖像數據可以被分析以定義擴充的器官體積。目標圖像中的體積元素可以被分析，例如基于它們的強度水平被分析，以確定器官體積的擴充。包括分割的或分類的器官的目標圖像可以被用來確定每個分割的器官的體積。此外，由于目標圖像中包括水圖像數據和脂肪圖像數據的多域數據，分割的和分類的目標圖像可以被用來測量特定器官中的脂肪和水含量，例如測量肝臟中的脂肪百分比或測量肌肉中的脂肪含量，其可能與相同肌肉中的水含量相比較。在另一個實施方式中，擴充器官體積的步驟可以包括檢測目標圖像中的器官的邊緣。在目標圖像中的器官的內部，體積元素的強度水平大體上可以是均勻的。在器官的邊緣，體積元素中的強度水平的變化可以被檢測到。通過檢測目標圖像中的器官的邊緣，器官體積的邊界可以被檢測到，器官體積的邊界可以定義器官體積。基于器官體積內部的被標記的體積元素，現在被檢測到的邊界定義的整個器官體積可以具備相同的標簽。目標圖像中的器官可以因此通過被給予標簽進行分類和分割。在另一個實施方式中，該方法還可以包括手動輸入標簽到目標圖像中的體積元素或從目標圖像中的體積元素手動移除標簽的步驟，其中所述手動步驟可以被參照當前標簽對器官體積的重新定義跟隨。在一些場合中，當把被標記的體積元素從原型圖像傳送到目標圖像時，目標圖像中的被標記的體積元素可以最終變得接近于器官體積的邊界。由于不應該被標記或不應該是器官體積的一部分的體積元素的標記，這可以導致錯誤定義器官體積。該方法然后可以包括手動移除目標圖像中被標記的體積元素的步驟。該步驟可以被器官體積的重新定義跟隨。這可以通過如下完成：從當前器官的剩余被標記的體積元素開始，基于目標圖像中的圖像性質重新確定器官體積的擴充。當標簽被添加到體積元素中時，器官體積的擴充的重新確定也可以被執行。標簽可以被添加以增加體積擴充確認的正確性。在一個實施方式中，轉換原型圖像的步驟可以包括應用原型圖像到目標圖像的非剛性配準，以增加原型圖像與目標圖像之間的相似度，并且其中非剛性配準可以提供代表變形的原型圖像的所述變形場。非剛性配準的目的可以是最大化原型圖像和目標圖像之間的相似度。有幾種已知的非剛性配準方法，例如Demons(J.-P.Thirion.Imagematchingasadiffusionprocess:ananalogywithMaxwell’sdemons.醫學圖像分析,2(3),1998)和Morphon(KnutssonH,AnderssonM.Morphons:Segmentationusingelasticcanvasandpaintonpriors.IEEE圖像處理國際會議ICIP2005，2005)。這些中的任一個都可以被用來確定變形場，該變形場定義原型圖像可以如何被變形或被轉換以便最好地適合目標圖像。這種方法可以提供變形場的可靠確定，這可以增加原型圖像中的被標記的體積元素可以最終處于目標圖像中相應的器官的概率。在一個實施方式中，所述層析圖像可以從磁共振(MR)掃描儀或計算層析(CT)掃描儀接收到。磁共振掃描儀或計算層析掃描儀可以提供包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集的三維目標圖像。在另一個實施方式中，該方法還可以包括基于目標圖像中所述第一被標記的體積元素與被類似標記的第二體積元素的比較的分析來移除目標圖像中的第一被標記的體積元素的標簽的步驟。可能發生兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分類層析圖像中的器官的方法，其中所述方法包括以下步驟：接收三維解剖層析目標圖像，所述目標圖像包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集，每個數據集帶有多個體積元素，提供包括帶有多個體積元素的三維圖像數據集的原型圖像，其中所述體積元素的子集被給予器官標簽，通過將變形場應用到所述原型圖像的所述體積元素上來轉換所述原型圖像，使得當前器官的每個被標記的體積元素被確定為等同于所述目標圖像中的相應器官中的體積元素的位置，以及將所述原型圖像的被標記的體積元素的標簽傳送到所述目標圖像的相應體積元素。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于分類層析圖像中的器官的方法，其中所述方法包括以下步驟：接收(102)三維解剖層析目標圖像，所述目標圖像包括水圖像數據集和脂肪圖像數據集，每個數據集帶有多個體積元素，提供(104)包括帶有多個體積元素的三維圖像數據集的原型圖像，其中所述體積元素的子集被給予器官標簽，通過將變形場應用到所述原型圖像的所述體積元素上來轉換(106)所述原型圖像，使得當前器官的每個被標記的體積元素被確定為等同于所述目標圖像中的相應器官中的體積元素的位置，將所述原型圖像的被標記的體積元素的標簽傳送(108)到所述目標圖像的相應體積元素，其中，所述目標圖像中被類似標記的體積元素定義代表當前器官的器官體積，基于所述目標圖像中的性質將所述器官體積擴充(110)到整個所述器官，基于所述水圖像數據集中的被標記的器官校準所述目標圖像，其中所述目標圖像中的每個被標記的體積元素被給予預定的水值，以及所述預定的水值減去所述脂肪圖像數據集中的被標記的體積元素的脂肪值。2.根據權利要求1所述的方法，其中，擴充(110)所述器官體積的步驟包括檢測所述目標圖像中的器官的邊緣。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括手動地將標簽輸入(112)到所述目標圖像中的體積元素或從所述目標圖像中的體積元素移除標簽的步驟，其中所述手動步驟之后是參照當前標簽對所述器官體積的重新定義。4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，轉換(106)所述原型圖像的步驟包括應用所述原型圖像到所述目標圖像的非剛性配準以增加所述原型圖像與所述目標圖像之間的相似度，并且其中所述非剛性配準提供代表變形的原型圖像的所述變形場。5.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述層析圖像接收自磁共振(MR)掃描儀或計算層析(CT)掃描儀。6.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：基于所述目標圖像中的第一被標記的體積元素與所述目...

【專利技術屬性】
技術研發人員：奧洛夫·達爾奎斯特賴因哈德，馬格納斯·博爾加，
申請(專利權)人：先進穆阿分析公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE