專利名稱：可視化用于評(píng)估的氣道的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理，并且更特別地涉及用于可視化用于評(píng)估的氣道的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求于2005年9月16日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/717,629的權(quán)益，該臨時(shí)申請(qǐng)的副本在此引入作為參考。
從高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描(HRCT)掃描儀中所獲得的胸部掃描包含需要耗費(fèi)醫(yī)生大量時(shí)間去解釋的豐富數(shù)據(jù)。例如，HRCT數(shù)據(jù)集中為每個(gè)患者所采集的切片數(shù)量使醫(yī)生很難及時(shí)評(píng)價(jià)諸如支氣管擴(kuò)張、哮喘或肺氣腫等某些肺部疾病的程度。
這些肺部疾病的特點(diǎn)是氣道尺寸的異常，包括氣道壁厚和管腔直徑。HRCT已經(jīng)成為描繪這些異常的主要方式之一，因?yàn)楦叻直媛式飨蛲缘臄?shù)據(jù)能夠評(píng)價(jià)與掃描平面傾斜的多個(gè)角度的氣道。然而，氣道的臨床評(píng)價(jià)通常受到視覺(jué)檢查的限制。
雖然已經(jīng)研發(fā)了各種工具來(lái)執(zhí)行諸如氣道壁厚和管腔直徑的氣道測(cè)量，但是這些工具中的大多數(shù)依靠手動(dòng)選擇感興趣點(diǎn)。此外，即使執(zhí)行全自動(dòng)測(cè)量，通常仍以二維(2D)形式來(lái)可視化這種定量數(shù)據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用于可視化胸部圖像中的氣道的方法包括計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的三維(3D)圖像。
該方法進(jìn)一步包括手動(dòng)或自動(dòng)分割支氣管樹(shù)。該方法進(jìn)一步包括當(dāng)自動(dòng)分割該支氣管樹(shù)時(shí)，從支氣管樹(shù)的氣管中的點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)。從所分割的支氣管樹(shù)中所提取的數(shù)據(jù)是支氣管樹(shù)中的每個(gè)氣道的內(nèi)氣道直徑或氣道壁厚。
內(nèi)氣道直徑通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算測(cè)量從每個(gè)氣道體素到距離圖的背景中的最近點(diǎn)的距離；確定鄰近體素是否具有更大的距離；以及將體素及其鄰近體素的最大距離分配給該體素及其鄰近體素，其中內(nèi)氣道直徑對(duì)應(yīng)于該最大距離。氣道壁厚通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算估計(jì)氣道的外直徑；以及從氣道的外直徑減去內(nèi)氣道直徑，其中氣道壁厚對(duì)應(yīng)于該減法的結(jié)果。根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像包括將色值分配給所提取的數(shù)據(jù)；以及根據(jù)他們的色值將所提取的數(shù)據(jù)映射到所分割的支氣管樹(shù)。
該方法進(jìn)一步包括在3D圖像的可視化中選擇氣道；以及在所選擇的氣道中分析所提取的數(shù)據(jù)。該方法進(jìn)一步包括利用3D成像技術(shù)來(lái)采集支氣管樹(shù)的圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用于可視化胸部圖像中的氣道的系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)裝置；與該存儲(chǔ)裝置進(jìn)行通信的處理器，該處理器執(zhí)行該程序來(lái)計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像。
該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)自動(dòng)分割該支氣管樹(shù)。當(dāng)自動(dòng)分割該支氣管樹(shù)時(shí)，該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)從支氣管樹(shù)的氣管中的點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)。從所分割的支氣管樹(shù)中所提取的數(shù)據(jù)是支氣管樹(shù)中的每個(gè)氣道的內(nèi)氣道直徑或氣道壁厚。
當(dāng)計(jì)算內(nèi)氣道直徑時(shí)，該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)測(cè)量從每個(gè)氣道體素到距離圖的背景中的最近點(diǎn)的距離；確定鄰近體素是否具有更大的距離；以及將體素及其鄰近體素的最大距離分配給該體素及其鄰近體素，其中內(nèi)氣道直徑對(duì)應(yīng)于最大距離。當(dāng)計(jì)算氣道壁厚時(shí)，該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)估計(jì)氣道的外直徑；以及從氣道的外直徑減去內(nèi)氣道直徑，其中氣道壁厚對(duì)應(yīng)于該減法的結(jié)果。當(dāng)根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像時(shí)，該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)將色值分配給所提取的數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)的色值將所提取的數(shù)據(jù)分配給所分割的支氣管樹(shù)。
該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)可視化所選擇的氣道的所提取的數(shù)據(jù)。該處理器進(jìn)一步執(zhí)行該程序來(lái)從3D成像裝置中接收支氣管樹(shù)的圖像數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用于在從胸部圖像數(shù)據(jù)中所提取的支氣管樹(shù)內(nèi)交互式地顯示多個(gè)定量氣道測(cè)量結(jié)果的方法包括分割支氣管樹(shù)；計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；沿所分割的支氣管樹(shù)進(jìn)行定量的氣道測(cè)量；根據(jù)該測(cè)量結(jié)果顯示彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的型式；接收用于局部評(píng)價(jià)的氣道選擇；以及顯示包括針對(duì)所選擇的氣道的定量氣道測(cè)量結(jié)果的窗口或沿所選擇的氣道進(jìn)行附加定量測(cè)量。
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用于可視化胸部圖像中的氣道的系統(tǒng)包括用于采集胸部的圖像數(shù)據(jù)的掃描裝置；和可視化模塊，用于分割該圖像數(shù)據(jù)中的支氣管樹(shù)，用于計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖，用于利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)，以及用于根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像。
前述特征是有代表性的實(shí)施例并且被呈現(xiàn)來(lái)幫助理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些特征并非試圖認(rèn)為是對(duì)如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的限制，或者對(duì)權(quán)利要求的等同物的限制。因此，這些特征的概述在確定等同物時(shí)不應(yīng)被認(rèn)為是決定性的。本發(fā)明的附加的特征將在以下描述中從附圖和權(quán)利要求中變得明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化用于評(píng)估的氣道的系統(tǒng)的框圖；圖2是闡明了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化用于評(píng)估的氣道的方法的流程圖；圖3是闡明了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的彩色編碼的支氣管樹(shù)的圖像；和圖4是闡明了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的彩色編碼的支氣管樹(shù)的圖像。
具體實(shí)施例方式
圖1是闡明了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化用于評(píng)估的氣道的系統(tǒng)100的框圖。如圖1中所示，系統(tǒng)100包括采集裝置105、PC 110和通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)120所連接的操作者控制臺(tái)115。
采集裝置105可是高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描(HRCT)成像裝置或者是諸如磁共振(MR)掃描儀的任何其他三維(3D)高分辨率成像裝置。
可以是便攜式或者膝上型計(jì)算機(jī)、醫(yī)療診斷成像系統(tǒng)或者影像存檔與通信系統(tǒng)(PACS)數(shù)據(jù)管理站的PC110包括CPU125以及被連接到輸入裝置150和輸出裝置155的存儲(chǔ)器130。該CPU125包括可視化模塊145，該可視化模塊145包括參考圖2-4在下文中將要討論的用于可視化用于評(píng)估的氣道的一種或多種方法。雖然在CPU125的內(nèi)部示出可視化模塊145，但是可視化模塊145仍能位于CPU125的外部。
存儲(chǔ)器130包括RAM135和ROM140。存儲(chǔ)器130也可包括數(shù)據(jù)庫(kù)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器等等或者是他們的組合。RAM135起著存儲(chǔ)在運(yùn)行CPU125中的程序期間所用的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的作用并被用作工作區(qū)。ROM140起著程序存儲(chǔ)器的作用，用于存儲(chǔ)CPU125中所運(yùn)行的程序。輸入150由鍵盤、鼠標(biāo)等組成，而輸出155由LCD、CRT顯示器、打印機(jī)等組成。
系統(tǒng)100的運(yùn)行可由操作者控制臺(tái)115來(lái)控制，該操作者控制臺(tái)115包括例如鍵盤的控制器165和顯示器160。操作者控制臺(tái)115與PC110和采集裝置105進(jìn)行通信，使得由采集裝置105所收集的圖像數(shù)據(jù)可由PC110再現(xiàn)并在顯示器160上進(jìn)行觀看。在缺少操作者控制臺(tái)115的情況下，通過(guò)利用例如輸入裝置150和輸出裝置155運(yùn)行由控制器165和顯示器160所執(zhí)行的某些任務(wù)，可將PC110配置來(lái)操作和顯示由采集裝置105所提供的信息。
操作者控制臺(tái)115可進(jìn)一步包括能處理所采集的圖像數(shù)據(jù)集(或其部分)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的任何合適的圖像再現(xiàn)系統(tǒng)/工具/應(yīng)用程序，以在顯示器160上生成并顯示圖像。更準(zhǔn)確地說(shuō)，該圖像再現(xiàn)系統(tǒng)可以是提供醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)和可視化的應(yīng)用，并且該應(yīng)用可在通用或者專用計(jì)算機(jī)工作站上運(yùn)行。PC110還包括上述圖像再現(xiàn)系統(tǒng)/工具/應(yīng)用程序。
圖2是闡明了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化用于評(píng)估的氣道的方法的流程圖。如圖2中所示，從患者采集支氣管樹(shù)的3D圖像數(shù)據(jù)，(205)。這例如通過(guò)使用采集裝置105來(lái)實(shí)現(xiàn)，該采集裝置105在操作者控制臺(tái)115處操作，以掃描患者的胸部，從而生成一系列與胸部相關(guān)聯(lián)的2D圖像切片。接著將這些2D圖像切片進(jìn)行組合，以形成支氣管樹(shù)的3D圖像。
在采集支氣管樹(shù)的3D圖像數(shù)據(jù)之后，分割該支氣管樹(shù)，(210)。該分割可通過(guò)一些不同的方法手動(dòng)或者自動(dòng)執(zhí)行。例如，如在A.P.Kiraly、E.A.Hoffman、G.McLennan、W.E.Higgins、和J.M.Reinhardt時(shí)“3D human airwaysegmentation methods for virtual bronchscopy”(Academic Radiology，第9卷，第10期，第1153-1168頁(yè)，2002年10月)和C.I.Fetita、F.Preteux、C.Beigelman-Aubry、和P.Grenier的“Pulmonary airways3-D reconstruction from multislice CT andclinical investigation”(第23卷，第11期，IEEE Trans.Medical Imaging，2004年11月)中所描述的那樣自動(dòng)執(zhí)行該分割。這些參考文獻(xiàn)的副本在此全文引入作為參考。
在A.P.Kiraly、E.A.Hoffman、G.McLennan、W.E.Higgins、和J.M.Reinhardt的“3D human airway segmentation methods for virtual bronchscopy”(AcademicRadiology，第9卷，第10期，第1153-1168頁(yè)，2002年10月)中所描述的方法中，使用區(qū)域生長(zhǎng)和濾波來(lái)獲得該分割。該區(qū)域生長(zhǎng)從氣管中的種子點(diǎn)開(kāi)始，該氣管是通過(guò)圍繞第一切片的中心標(biāo)記空氣狀的區(qū)域和跨越切片尋找區(qū)域尺寸的穩(wěn)定性而自動(dòng)確定的。使用尺寸變化的公差ξ來(lái)確定尺寸穩(wěn)定性，Si+1-Si＜ξ，Si和Si+1分別是切片i和i+1的面積。
給出所分割的支氣管樹(shù)，計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖，(215)。接著收集關(guān)于支氣管樹(shù)中的氣道的定量數(shù)據(jù)，(220)?？梢允謩?dòng)或自動(dòng)收集這一數(shù)據(jù)。存在幾種方法來(lái)獲得氣道的不同的定量值。這一數(shù)據(jù)的一些例子是內(nèi)氣道直徑或半徑以及氣道壁厚。
如在A.P.Kiraly、J.M.Reinhardt、E.A.Hoffman、G.McLennan和W.E.Higgins的“Virtual Bronchoscopy for Quantitative Airway Analysis”(SPIE Medical Imaging2005Physiology，F(xiàn)unction，and Structure from Medical Images，SPIE Proceedings第5746卷，2005年2月)以及S.Matsuoka、Y.Kubrihara、Y.Nakajima、H.Niimi、H.Ashida、和K.Kaneoya的“Serial change in airway lumen and wall thickness atthin-section ct in asymptomatic subjects”(Radiology，2004年12月10月)中所描述的半幅值全寬法利用灰度等級(jí)數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)和外氣道壁直徑。這些方法需要自動(dòng)或手動(dòng)限定的中心點(diǎn)。這些參考文獻(xiàn)的副本在此全文引入作為參考。
利用所分割的支氣管樹(shù)，可通過(guò)利用該分割的距離圖自動(dòng)估計(jì)內(nèi)壁直徑。這種情況的例子被描述在E.Pichon、C.L.Novak、A.P.Kiraly、D.P.Naidich的“A novel method for pulmonary emboli visualization from high-resolution CTimages”(SPIE Medical Imaging 2004，5367，2004年)和題為“System and methodfor visualization of pulmonary emboli from high-resolution computed tomographyimages”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)文獻(xiàn)No.20050240094。在這些例子中，采用中心處的標(biāo)記作為距離值，因?yàn)橹夤軜?shù)表面上的每個(gè)體素跟著最陡下降到中心。這些參考文獻(xiàn)的副本在此全文引入作為參考。
此外，如在A.P.Kiraly、J.P.Helferty、E.A.Hoffman、G.McLennan和W.E.Higgins的“3D Path Planning for Virtual Bronchoscopy”(第23卷，第11期，IEEE Trans.Medical Imaging，2004年11月)中所描述的樹(shù)模型也司被用作將測(cè)量結(jié)果的位置居中的基礎(chǔ)，該文獻(xiàn)的副本在此全文引入作為參考。
一旦已經(jīng)收集了定量數(shù)據(jù)，通過(guò)將彩色編碼的所測(cè)量的數(shù)值的型式擬合到分割中，在所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像中可視化這些定量數(shù)據(jù)，(225)。在題為“System and method for tree-model visualization for pulmonary embolismdetection”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)文獻(xiàn)No.20060023925中描述了將每個(gè)所測(cè)量的值擬合到分割中的例子，該專利文獻(xiàn)的副本在此全文引入作為參考。在這一方法中，通過(guò)將來(lái)自色表中的顏色(例如0-255)分配給所測(cè)量的值來(lái)完成擬合，較大的值被賦以較高的色值(例如，紅色)而較小的值被賦以較小的色值(例如，深藍(lán)或紫色)，接著，通過(guò)將數(shù)值放置在獲得他們的所分割的支氣管樹(shù)的同一位置上來(lái)將彩色編碼的值映射到所分割的支氣管樹(shù)。因此，該分割在視覺(jué)上被修改，以反映測(cè)量結(jié)果的值。
在圖3和4中示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化用于評(píng)估的氣道的方法的例子。此處，利用自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)獲得氣道分割。通過(guò)利用距離圖測(cè)量從表面到分割中心的距離，直接在該分割上完成測(cè)量。接著根據(jù)測(cè)量結(jié)果的值將這些測(cè)量結(jié)果映射到顏色并將這些測(cè)量結(jié)果放置在獲得他們的相同的實(shí)際位置上。
圖3利用代表不同直徑的彩色編碼示出了患有輕度支氣管擴(kuò)張的患者的氣道樹(shù)，該彩色編碼從紅色(例如，＞10mm直徑)變化到紫羅蘭色(例如，大約0.1mm直徑)。由于圖3是黑白圖像，顏色紅色通常指示接近氣管的直徑，而顏色紫羅蘭色通常指示從主支氣管分支的氣道的直徑。白箱(white box)指示為進(jìn)行局部評(píng)價(jià)所選擇的氣道。
在根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的界面中，用戶可利用滑桿調(diào)整在可視化上著色的最大直徑。這允許更好地利用氣道在氣管和主支氣管之外的顏色范圍，從而更容易在整個(gè)支氣管樹(shù)上發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張的或非漸細(xì)的氣道。在圖4中示出了這樣一個(gè)例子。此處，用較低的直徑顏色限制顯示了如圖3中所示的同一氣道樹(shù)。將所排除的直徑點(diǎn)著色成灰色(例如，氣管和大多數(shù)主支氣管)，而小氣道顯示出更好的彩色分辨率。
如以前所提及的那樣，除了直徑之外，其他測(cè)量結(jié)果(諸如用于檢測(cè)存在黏液堵塞物(mucus plug)的壁厚或者與相對(duì)應(yīng)的動(dòng)脈直徑的比率)可根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行可視化。由于在氣道樹(shù)的環(huán)境內(nèi)表示這一數(shù)據(jù)，所以允許簡(jiǎn)單且直觀的界面?？闪⒓礄z查在可視化上所點(diǎn)擊的任何點(diǎn)，用于進(jìn)一步分析?？蓤?zhí)行關(guān)于測(cè)量的更多細(xì)節(jié)或者更全面的評(píng)價(jià)，以收集所選地點(diǎn)上的附加信息。例如，當(dāng)用戶選擇一可疑點(diǎn)時(shí)，該系統(tǒng)在彈出的窗口中自動(dòng)實(shí)時(shí)報(bào)告代表性的氣道直徑和壁厚。
根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在氣道樹(shù)上可視化幾種不同的測(cè)量結(jié)果，以考慮定量數(shù)據(jù)的交互式3D模型，以比簡(jiǎn)單列出分類器的最終輸出的數(shù)量更加直觀的方式來(lái)查詢和分析該定量數(shù)據(jù)。容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的趨勢(shì)，因?yàn)橛脩艨捎^看幾乎整個(gè)數(shù)據(jù)集。該用戶界面還考慮對(duì)用戶所選擇的點(diǎn)處的數(shù)據(jù)進(jìn)行更全面的檢查。
應(yīng)理解的是，雖然關(guān)于氣道已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于可視化多個(gè)定量測(cè)量結(jié)果的方法，但是該方法還可被用于諸如腦、肺和腎的其他身體結(jié)構(gòu)。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器或其組合來(lái)實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可用如確實(shí)被包含在程序存儲(chǔ)裝置(例如，磁性軟盤、RAM、CD ROM、DVD、ROM和閃存)上的應(yīng)用程序那樣的軟件來(lái)實(shí)施。該應(yīng)用程序可被上載到包括任何適當(dāng)構(gòu)造的機(jī)器并由該機(jī)器來(lái)運(yùn)行。
進(jìn)一步應(yīng)理解的是，因?yàn)榭捎密浖?lái)實(shí)施在附圖中所描繪的組成系統(tǒng)部件和方法步驟，所有系統(tǒng)部件(或者過(guò)程步驟)之間的實(shí)際連接可依據(jù)本發(fā)明以其來(lái)編程的方式而有所不同。給出在此所提供的本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員之一將能夠想到這些以及與本發(fā)明相類似的實(shí)施方案或構(gòu)造。
還應(yīng)當(dāng)理解的是，上面的描述僅是說(shuō)明性實(shí)施例的代表。為了方便讀者，上面的描述集中于可能的實(shí)施例的代表性樣例、說(shuō)明本發(fā)明原理的樣例。該描述并不試圖窮舉所有可能的變型。對(duì)于本發(fā)明的特定部分可能還沒(méi)有提出可替換的實(shí)施例，或者對(duì)于一部分可得到更多的未描述的替換方案，但是這并不能被認(rèn)為是對(duì)那些可替換實(shí)施例的放棄。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，也可實(shí)施其他應(yīng)用和實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不意圖被限于具體描述的實(shí)施例，因?yàn)榭梢援a(chǎn)生上述實(shí)施例的多種置換和組合以及包括對(duì)于上述實(shí)施例沒(méi)有創(chuàng)造力的替代，而是本發(fā)明是根據(jù)所附的權(quán)利要求來(lái)進(jìn)行限定的。應(yīng)理解，許多那些未描述的實(shí)施例在所附權(quán)利要求和其等同物的文字意思范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于可視化胸部圖像中的氣道的方法，該方法包括計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)；和根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的三維(3D)圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括手動(dòng)或自動(dòng)分割所述支氣管樹(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)自動(dòng)分割所述支氣管樹(shù)時(shí)，從該支氣管樹(shù)的氣管中的點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所分割的支氣管樹(shù)中所提取的數(shù)據(jù)是支氣管樹(shù)中的每個(gè)氣道的內(nèi)氣道直徑或氣道壁厚。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述內(nèi)氣道直徑通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算測(cè)量從每個(gè)氣道體素到所述距離圖的背景中的最近點(diǎn)的距離；確定鄰近體素是否具有更大的距離；以及將所述體素及其鄰近體素的最大距離分配給該體素及其鄰近體素，其中，所述內(nèi)氣道直徑對(duì)應(yīng)于最大距離。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述氣道壁厚通過(guò)以下步驟進(jìn)行計(jì)算估計(jì)氣道的外直徑；和從氣道的外直徑減去內(nèi)氣道直徑，其中，所述氣道壁厚對(duì)應(yīng)于所述減法的結(jié)果。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像包括將色值分配給所提取的數(shù)據(jù)；和根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)的色值，將所提取的數(shù)據(jù)映射到所分割的支氣管樹(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在3D圖像的可視化中選擇氣道；和在所選擇的氣道中分析所提取的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括利用3D成像技術(shù)采集所述支氣管樹(shù)的圖像數(shù)據(jù)。
10.一種用于可視化胸部圖像中的氣道的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)裝置；與所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行通信的處理器，該處理器執(zhí)行該程序來(lái)計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)；和根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的三維(3D)圖像。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)自動(dòng)分割所述支氣管樹(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)自動(dòng)分割所述支氣管樹(shù)時(shí)，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)從所述支氣管樹(shù)的氣管中的點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行自適應(yīng)區(qū)域生長(zhǎng)。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，從所分割的支氣管樹(shù)中所提取的數(shù)據(jù)是該支氣管樹(shù)中的每個(gè)氣道的內(nèi)氣道直徑或氣道壁厚。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)計(jì)算所述內(nèi)氣道直徑時(shí)，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)測(cè)量從每個(gè)氣道體素到所述距離圖的背景中的最近點(diǎn)的距離；確定鄰近體素是否具有更大的距離；和將所述體素及其鄰近體素的最大距離分配給該體素及其鄰近體素，其中，所述內(nèi)氣道直徑對(duì)應(yīng)于最大距離。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)計(jì)算所述氣道壁厚時(shí)，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)估計(jì)氣道的外直徑；和從氣道的外直徑減去內(nèi)氣道直徑，其中，所述氣道壁厚對(duì)應(yīng)于減法的結(jié)果。
16.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的3D圖像時(shí)，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)將色值分配給所提取的數(shù)據(jù)；和根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)的色值將所提取的數(shù)據(jù)映射到所分割的支氣管樹(shù)。
17.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)可視化所選擇的氣道的所提取的數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步執(zhí)行所述程序來(lái)從3D成像裝置中接收支氣管樹(shù)的圖像數(shù)據(jù)。
19.一種用于在從胸部圖像數(shù)據(jù)中所提取的支氣管樹(shù)內(nèi)交互式顯示多個(gè)定量氣道測(cè)量結(jié)果的方法，該方法包括分割支氣管樹(shù)；計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；沿所分割的支氣管樹(shù)進(jìn)行定量氣道測(cè)量；根據(jù)該測(cè)量結(jié)果顯示彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的型式；接收用于局部評(píng)價(jià)的氣道選擇；和顯示包括對(duì)所選擇的氣道的定量氣道測(cè)量結(jié)果的窗口或沿所選擇的氣道進(jìn)行附加定量測(cè)量。
20.一種用于可視化胸部圖像中的氣道的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于采集胸部的圖像數(shù)據(jù)的掃描裝置；和可視化模塊，用于分割所述圖像數(shù)據(jù)中的支氣管樹(shù)；計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的三維(3D)圖像。
全文摘要
一種用于可視化胸部圖像中的氣道的方法包括計(jì)算所分割的支氣管樹(shù)的距離圖，(215)；利用該距離圖從所分割的支氣管樹(shù)中提取數(shù)據(jù)，(220)；以及根據(jù)所提取的數(shù)據(jù)可視化彩色編碼的所分割的支氣管樹(shù)的三維(3D)圖像(225)。
文檔編號(hào)G06T7/60GK1981706SQ20061017180
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者A·P·基拉利, B·奧德里, C·L·諾瓦克 申請(qǐng)人:美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司