[发明专利]交互式图像分割

说明书

本发明特别应用于医学成像系统。然而，可以理解所描述的(一个或多个)技术也可以被应用于其他类型的成像系统、扫描系统和/或其他医学应用。

交互式分割任务通常通过使所存储的分割适应于之前不可视的图像数据来执行。取决于分割的复杂性，对于用户这是一个耗时的过程。用于执行医学图像数据的交互式手工分割的应用包括放射治疗计划中的器官和射束计划描绘、诸如SmartExam的训练自动分割算法中的标记定义以及手动或半自动定量(测量)工具中的结构识别。

代替从针对任何新的病例从多个类似分割中的每个开始，从所存储的(参考)分割入手是常见的。参考分割可以从模型中导出，或者从先前的分割中复制得到。参考分割与预期的新分割共享位置特征，并且特征之间的关系通常在一定程度上被保存。然而，在传统方法中，特征关系不被考虑。

通常，用户必须要使参考分割的任何部分都适应于新的图像数据，从针对每个特征的参考位置开始。因此，特征之间的关系在处理过程中丢失，如果在参考分割和新分割之间存在相对大的变化，上述丢失至少是不期望的但是还是可能会引起混淆，这是由于中间阶段显示了拓扑形状破坏性分割。

解剖图谱对于许多临床应用是有用的。例如，可以使得放射治疗计划中的解剖轮廓更为有效并且通过从图集到计划图像解剖地转移以3D模型形式的相关解剖描绘而成为可复制的。然而，由于需要非线性变换、弱的图像对比、正常和病理解剖结构的可变性、图像伪影等，使用传统方法的全自动解剖描绘已经被证明是困难的。

在用于便于克服上述缺陷的系统和方法的领域中存在未满足的需求。

根据一方面，用于医学图像分割标记的内插的系统包括：存储器，其存储解剖结构的3D参考图像体积，所述参考图像体积每个包括附图标记的集合；显示器，其呈现患者图像体积的视图和参考图像体积的视图；以及处理器，其覆盖参考图像体积的参考标记的集合和患者图像体积。系统还包括用户输入设备，用户采用所述用户输入设备以将一个或多个所覆盖的标记重新放置在患者图像的对应位置中并且批准所重新放置的一个或多个标记。处理器根据所批准的一个或多个标记的重新放置更新参考图像体积和患者图像体积之间的内插变换，并根据所更新的内插变换更新一个或多个未批准的经覆盖的标记的位置。

根据另一方面，交互地更新患者图像体积的分割的方法包括：检索包含参考图像体积上的参考标记的集合的参考图像分割、将参考标记的集合转移到患者图像体积上作为患者图像体积分割中的未批准的标记、以及接收与至少一个未批准标记的重新放置有关的输入。

根据另一方面，交互式患者图像体积配准装置包括用于向用户呈现覆盖于患者图像体积图像之上的参考图像体积分割的器件，以及用于允许用户选择覆盖于患者图像体积之上的未批准标记、重新放置所选择的未批准标记以及批准重新放置的未批准标记的器件。装置还包括用于根据每个批准的标记的位置迭代地内插针对剩余未批准标记的新位置，以及更新剩余未批准标记的位置的器件。器件还允许用户当用户对患者图像体积分割的适应满意时批准所有剩余未批准的标记。

一个优势在于在运行中交互地执行图像配准。

另一个优势在于配准过程的增加的自动化。

本领域技术人员在阅读并理解下述详细描述之后将意识到主题创新的另外的优势。

本发明可以采取各种部件及部件的布置、以及各种步骤及步骤的安排的形式。附图仅用于示出各方面的目的而不应将其理解为限制本发明。

图1示出了用于将选自解剖结构的图集的(一个或多个)轮廓弹性地配准到3D临床图像的手动编辑工具；

图2示出了患者图像到参考图像的近似手动对准的截屏；

图3示出了链接到所选择的参考图像的患者图像的截屏，其中，预先批准的附图标记被转移到患者图像；

图4示出了其中在用户将标记移到患者图像的期望位置并批准标记的位置之后示出的用户批准的标记的截屏；

图5示出了患者图像和具有细化的几何结构的参考图像的示例的另一截屏；

图6示出了使用可变形解剖图集用于递进式图像分割的方法；

图7示出了包括诸如CT、MRI等的多个成像设备的示例性医院系统，所述成像设备生成由个别重建处理器或共享重建处理器重建的成像数据以生成3D图像表示。