[发明专利]用于分割包括子对象的对象的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分割包括子对象的对象的设备、方法和计算机程序。本发明还涉及一种包括子对象的对象的模型。

背景技术

EP1447772A1公开了一种在三维图像数据集中分割包括肺叶的肺的方法。一种交互式分水线算法利用了结合从经分割的血管树计算的距离图的代价函数。距离增大表示没有血管，间接意味着肺叶之间的边界。成长的分水线区域填充用于分割肺叶的边界间的区域。

发明内容

由于EP1447772A1中公开的方法利用不存在血管部进行分割，并且由于不存在血管部通常并不与肺叶边界重合，且由于不存在血管部的位置取决于像血管的可见度和血管分割的质量的若干参数，因此降低了包括肺叶的肺的分割质量。

本发明的目的在于提供一种用于分割包括子对象的对象的设备、方法和计算机程序，其改善包括子对象的对象的分割质量。

在本发明的一方面中，提供了一种用于分割在对象图像中所示的包括子对象的对象的设备，其中所述设备包括：

-用于产生特征图像的特征图像产生单元，所述特征图像示出与所述子对象之间的中间区域相关的特征，

-利用所述对象图像和所述特征图像分割所述子对象的分割单元。

本发明基于以下想法，即，在产生示出了与对象的子对象之间的中间区域相关的特征的特征图像并将该特征图像与对象图像一起用于对象分割时，分割得到改善。由于特征图像包括关于子对象之间的中间区域位置的信息，且由于除了对象图像之外这一信息还被分割单元使用，所以改善了对象的分割，尤其是，对象之内的子对象的分割。

从对象的特征，例如子对象的表面和/或子对象之间的空间或元素检索特征图像中示出的且与子对象之间的中间区域相关的特征。例如，如果需要分割的对象是包括肺叶(可以将其视为子对象)的肺，与子对象之间的中间区域相关的特征优选是从对象图像中所示的肺裂隙导出的特征。

对象图像例如是二维、三维或四维图像数据集。图像数据集可以通过任何成像装置，例如磁共振成像装置、超声成像装置或核成像装置采集。优选地，由优选使用X射线的计算机断层摄影成像装置采集图像数据集。图像数据集例如是技术图像数据集或医疗图像数据集。优选地，图像数据集是示出了人或动物的肺或另一部分的计算机断层摄影图像数据集。

在优选实施例中，特征图像产生单元适于从所述对象图像产生特征图像。于是，可以不使用其他数据来产生特征图像。具体而言，不需使用使用其他模态采集的另一幅图像来产生该特征图像。

优选地，特征图像产生单元包括特征增强单元，所述特征增强单元用于增强与所述对象图像中的子对象之间的中间区域相关的特征。由于特征增强单元增强与对象图像中子对象之间的中间区域相关的特征，因此在特征图像中更加突出了这些特征，这改善了使用特征图像中的这些特征分割的质量。于是，优选通过增强与对象图像中子对象之间的中间区域相关的特征来产生特征图像，其中从该增强得到的图像优选是特征图像。

特征增强单元优选使用基于结构张量或Hessian矩阵的增强滤子(filter)。下文进一步给出这种优选增强滤子的更详细描述。

在另一实施例中，特征增强单元适于使得在向对象图像应用增强滤子之后，向经增强的对象图像的图象值应用阈值操作，以进一步增强与对象图像中子对象之间的中间区域相关的特征。阈值操作适于使得在已经应用阈值操作之后，在经增强的对象图像中仅示出高于或低于预定阈值的图象值。在另一优选实施例中，如果不向对象图像应用增强滤子，也可以向对象图像应用阈值操作。在这种情况下，已经应用了阈值操作的对象图像优选是特征图像。

在另一实施例中，特征增强单元适于使得在对象图像中的平面或线性结构得以增强。如果包括子对象的对象是三维对象，且如果对象图像是三维或四维图像，特征增强单元优选适于增强平面结构，因为在这种情况下子对象之间的中间区域被认为是平面形状的特征。如果对象是二维对象或如果对象图像是二维图像，特征增强单元优选适于增强线性结构，因为在这种情况下一般认为子对象之间的中间区域是线性形状的。具体而言，如果必须要分割包括肺叶的肺，特征增强单元优选适于增强诸如裂隙的平面结构。特征增强单元还可以适于抑制与子对象之间的中间区域不相关的平面和/或线性结构。例如，可以使用关于肺外壁的位置和形状的知识来抑制对象图像中这些平面结构。

特征增强单元优选增强与对象图像中子对象之间的中间区域相关的特征，其中包括经增强的特征的对象图像是特征图像。