專利名稱：標記被分割對象的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及解剖樹狀結構的分割和建模的領域。更具體地，本發明涉及拖放 樹標記和導航。
背景技術：
標記、即將解剖教材信息與被分割對象匹配對于完整的醫學報告而言是很關鍵 的，但是由于時間約束而經常以特定的方式手動地執行，或者自動地執行，在自動執行的情 況下，當呈現出非標準的解剖或者壞的或不常見的掃描時標記經常失敗。當前的圖像處理工作站和圖片存檔及通信系統(PAC)為諸如血管的樹狀結構提 供所有種類的分割工具。這些分割工具利用諸如區域生長的技術，包括和排除種子策略、閾 值以及統計學習或基于模型的學習。除了分割工具和方法之外，還存在對基于諸如圖譜的 解剖參考模型的自動標記的某些嘗試。圖1圖解說明組合的樹分割和支氣管樹的圖譜的示例。圖1的左邊部分顯示支氣 管樹的分割。圖1的右邊部分顯示具有支氣管氣道樹的命名的圖譜。目前，甚至在分割工具適當地工作時，標記任務也很難，因為“正常解剖”結構中的 多樣性可能非常大。在錯過樹分割的情況下，甚至更難執行自動標記，該情況是對具有梗阻 的樹的分析中的情況。自動標記還要求被分割的樹結構以“解剖學”方式呈現。分割工具 經常在標準圖狀的結構中提供小的分支。解剖學上，存在主分支和起源于主分支的若干子 分支。標記或解剖名稱屬于可以由所檢測的圖中的若干個分支水平組成的主分支。當前的解決方案是特定的或自動的。在特定的解決方案中，并不標記所有地方，而 是僅標記兩個或三個地方，因為標記花費時間，并且對于這些任務而言，用戶常常具有有限 的時間。這是指例如分割僅在狹窄的區域附近執行而不是應用于整個血管，在該分割之后 執行對小區域的手動標記。在某些當前手動的標記技術中，可以選擇通過分割工具找到的路徑，并且可以從 列表指定名稱。一旦選定，該名稱就從列表消失。在非標準的解剖和/或壞的或不常見的掃描中，自動標記常常失敗，在該情況下 不提供簡單校正。因此，改進的標記方法、裝置、圖形用戶界面、計算機可讀介質以及使用是有利的， 允許提高的靈活性和成本效益。

發明內容
因此，本發明優選試圖單獨地或以任何組合緩解、減輕或消除上面所識別的本領 域中的缺陷以及缺點中的一個或多個，并且通過提供根據所附專利權利要求書的方法、裝 置、圖形用戶界面、計算機可讀介質及使用來解決上面所提到的問題。在本發明的一方面中，提供一種標記包括圖像數據的被分割對象的方法。該方法 包括利用指點設備在包括一組標記的圖像中選擇標記。此外，該方法包括利用指點設備來選擇被分割對象的要定位標記的部分。而且，該方法包括利用標記來標記被分割對象的部 分，從而得到帶標記的被分割對象。根據本發明的另一方面，提供一種利用包括圖像數據的帶標記的被分割對象來更 新圖像的方法。該方法包括利用指點設備來選擇帶標記的被分割對象的部分。此外，該方 法包括利用指點設備在包括一組標記的圖像中選擇標記。而且，該方法包括利用被分割對 象的部分來更新圖像中的標記，從而得到被更新的圖像。在又一方面中，提供一種用于標記包括圖像數據的被分割對象的裝置。該裝置包 括指點設備，該指點設備配置為在包括一組標記的圖像中選擇標記，并且選擇被分割對象 的要定位標記的部分。該裝置還包括單元，該單元配置為通過利用指點設備從圖像拖動標 記并將該標記放在被分割對象的部分而利用標記來標記被分割對象的部分，從而得到帶標 記的被分割對象。在本發明的另一方面中，提供一種計算機可讀介質，在其上收錄有用于標記包括 圖像數據的被分割對象并且用于由處理器處理的計算機程序。計算機程序包括用于利用指 點設備在包括一組標記的圖像中選擇標記的代碼段。此外，計算機程序包括用于利用指點 設備來選擇包括圖像數據的被分割對象的要定位標記的部分的代碼段。而且，計算機程序 包括用于利用標記來標記被分割對象的部分從而得到帶標記的被分割對象的代碼段。在本發明的另一方面中，提供一種圖形用戶界面，并且，該圖形用戶界面配置為執 行根據某些實施例的方法。在本發明的又一方面，提供根據某些實施例的方法的使用，用于促進在包括患者 的圖像數據的被分割對象中診斷疾病或障礙。在另一方面，提供包括根據某些實施例的裝置的工作站。根據某些實施例，提供一種適合于完整的醫學報告的簡單的手動標記方法。在一個方面，本發明提供直觀視覺手動標記、基于解剖、反饋以交互地改進分割的 簡單導航以及基于教材知識和已經提供的手動標記的自動標記。根據某些實施例的方法提供對交互式分割、重新分割以及分割的編輯的幫助。而 且，根據某些實施例的方法提供內容感知導航，內容感知導航是指基于解剖教材標記的簡 單的導航。


根據本發明的實施例的下列描述，對附圖進行參考，本發明能夠實現的這些及其 他方面、特征及優點變得顯而易見并得以闡明，其中圖1是顯示組合的樹分割和支氣管樹的圖譜的示例的圖解說明；圖2是利用被分割對象和解剖教材的根據實施例的手動標記的圖解說明；圖3是顯示根據實施例的方法的流程圖；圖4是根據實施例的裝置的框圖；以及圖5是根據實施例的計算機程序的框圖。
具體實施例方式為了使本領域技術人員能夠執行本發明，以下將關于附圖更詳細地描述本發明的若干個實施例。然而，本發明可以具體表現為許多不同的形式，并且不應當被解釋為限于本 文所闡述的實施例。更確切地說，提供這些實施例，以使本公開將是徹底的且完整的，并且 將本發明的范圍完全傳達給本領域技術人員。實施例并不限制本發明，但本發明僅受到所 附專利權利要求書的限制。而且，附圖中圖解說明的特定實施例的詳細描述中所使用的術 語并不意在限制本發明。下列描述聚焦于可應用于解剖圖像中所包括的樹狀解剖結構的標記的本發明的 實施例，該解剖結構例如是使用例如X射線、計算機斷層攝影、磁共振成像或超聲成像來構 建的2D或3D患者數據圖像。然而，將意識到，本發明不限于樹狀解剖結構，而是可以應用于期望標記，即將解 剖教材信息匹配至被分割對象的任何結構。本發明的主要思想是提供一種標記諸如血管樹的被分割對象的方法。在實施例 中，用戶可以在圖像中選擇標記，將該標記拖至被分割對象的一部分，從而選擇該部分，并 且，將標記放在該部分。可替代地，用戶可以在圖像中選擇該標記，選擇被分割對象的該部 分，并且，系統可以布置為將所選擇的標記放在所選擇的部分處。在實施例中，用戶可以選 擇適合于報告當前的分割&分析任務的發現的報告模板。這些醫學報告常常包含所研究的 解剖的“教材”圖像。在考慮中的所研究的解剖中，解剖圖像可以例如包含諸如血管的解剖 對象的解剖名稱。解剖名稱可以定義為解剖圖像中的標記。解剖圖像可以用于標記在分割 期間找到的狹窄區域或別的異常區域的區域。緊鄰解剖圖像，顯示器可以用于顯示例如諸 如血管樹的解剖樹狀結構的被分割對象的繪制。該繪制可是被分割體積的3D繪制，諸如最 大強度投影或體積繪制、或者3D曲面MIP或僅僅被分割的血管樹的例如具有線表示的3D 圖形。對被分割的樹的可視化的唯一要求是足夠的解剖背景是可視的，從而用戶可以識別 血管。在下列標記步驟中，用戶可以拖動與解剖圖像的某個部分對應的標記并將該標記放 到被分割對象的一部分上，反之亦然。例如，被分割對象的每個部分可以例如定義兩個分叉 之間的一部分血管。通過將與解剖圖像的某個部分對應的標記放到被分割的圖像的對應的部分上，可 以標記被分割對象的整個部分。這是指不僅標記被分割對象的實際的放置位置，而且還將 標記被分割對象的整個部分，諸如血管部分。因此，遍及本說明書，通過標記是指對被分割 對象的已被分割的部分進行注釋，從而被分割的部分與例如血管的解剖名稱對應。解剖教材標記可以用于被分割對象的多于一個部分，諸如血管段。這可以是例如 當被分割對象包括與解剖圖像相比的異常的情況或一個解剖結構被分割成若干個子分割 部分的情況。以該方式，被分割對象的若干個部分可以與解剖教材中的僅僅一個標記對應。圖2圖解說明了被分割對象和解剖圖像，其中，被分割對象中的標記和解剖圖像 之間的對應用箭頭表示。此外，圖2圖解說明了在本方法的實施例中如何可以將被分割對 象的一部分拖放到解剖教材的標記上，以便手動地標記被分割對象的部分。遍及該說明書，要意識到，術語“圖像”或“解剖圖像”作為諸如解剖教材中的圖像 或解剖圖譜中的圖像的參考圖像。解剖圖像可以是圖解圖像。術語“圖像數據”理解為例 如使用磁共振成像等采集的患者的解剖結構的圖像數據。在實施例中，根據圖3，提供一種標記在第一窗口中顯示的被分割對象的方法。本 方法包括在包括一組標記的圖像中選擇31標記。本方法還可以包括選擇32被分割對象的要定位標記的部分。而且，本方法可以包括利用標記來標記33被分割對象，從而得到帶標 記的被分割對象。在實施例中，通過點擊標記、使用指點設備來執行標記的選擇，并且通過將標記拖 放到位置處、使用指點設備來執行位置的選擇。本方法的優點是所提供的帶標記的被分割 對象包括可以用于指出解剖圖像和解剖結構的被分割對象之間的相似性的信息。自動標記根據某些實施例，本方法的優點是本方法使得能夠對已標記的地標附近的未標記 的地標進行自動標記。在某些實施例中，可以利用自動標記技術，基于被分割對象的已手動標記的部分 而將解剖教材的標記與被分割對象的不同的部分匹配。因此，因而可以利用手動輸入的標 記來促進自動標記過程。根據某些實施例的本方法不限于自動標記技術的任何特定的選擇。更確切地說， 可以使用任何已知的自動標記技術，只要該自動標記技術配置為利用被分割對象的已被標 記的部分的信息。如果自動標記技術導致錯誤的標記，則用戶可以手動地將(多個)解剖教材標記 放到被分割對象的(多個)受影響的部分以校正標記。因此，如以上所提到的，當手動地標 記被分割對象中的一些血管時，自動算法可以幫助增加名稱的剩余部分。在實施例中，自動標記技術可以用于解剖圖像的每個標記。因此，當已手動地標記 被分割對象的一部分時，可以利用自動標記技術來任選地標記被分割對象的剩余部分，該 剩余部分還與相同的標記對應。根據實施例，自動標記技術可以利用已手動地將某個標記放置在或放在被分割對 象的某個位置上的事實，以更好地估計在被分割對象中應當將其他標記或相同的標記放置 在何處。重新分割在實施例中，本方法還可以包括基于被分割對象的標記而執行對帶標記的被分割 對象的重新分割。例如，重新分割可以利用被分割對象中的已被標記的血管的知識。在實 際的示例中，被分割對象中的左主干冠狀動脈非常短并且直接在LAD和LCX中分叉。如果 用戶已經標記左主干冠狀動脈，則在重新分割期間可以利用該信息。在這種情況下，重新分 割技術可以利用隨后不久將分裂以及此外子分支將沿什么方向延伸的事實。通過重新分割是指例如如果原始分割(部分地)失敗則重新執行或擴展一部分原 始分割。分割技術可能由于較差的圖像質量或其他圖像偽影而失敗。血管分割可能泄露到 另一結構中，或者血管分割可能由于圖像噪聲而生成許多小血管，這些小血管實際上是一 個較大的血管。如果分割不同于圖像，則由于圖像可能不應用于當前的情況，因而分割可能 仍然是正確的。在這樣的情況下，將取決于用戶檢查原始圖像數據并決定分割質量。利用本方法，標記成為分割周期的一部分，這是指用戶可以從原始的被分割對象 刪除分支或增加分支，或者執行標記。這提供自動分割算法的反饋，在給定解剖教材下，其 具有在重新分割期間能夠使用的更多的知識。例如，這可以用信號通知例如血管的原始分 割錯過某些部分。從解剖教材可以得知，某個血管應當具有兩個子分支，然而被分割對象 僅包括一個，例如因為分割可能錯過一個分支，或者另一分支可能并不存在，即屬于特殊情況，或者諸如在狹窄的情況下，另一分支可能被阻塞。當然，并非原始分割的對象中的所有 分支都是錯誤的，因為解剖圖像僅示出了大部分常見的情形。由于存在較大的解剖差異，因而原始被分割的對象實際上顯示與解剖圖像不同的 實際的解剖結構也是一個選擇。在教材顯示例如應當具有一個分支但原始被分割的對象顯示兩個的情況下，可以 使用重新分割來查看原始分割是否是錯誤的。如果被重新分割的對象仍然包括兩個分支， 則可能屬于特殊情況，并且將取決于用戶決定被重新分割的對象是否是正確的。在一些實 施例中，重新分割不是自動的，而是處于用戶的控制之下。拖放方向 根據某些實施例，拖放方向、即從/至解剖圖像至/從被分割對象將準確地繪制被 分割對象的相同的標記結果。在另一實施例中，用戶可以基于可以被拖放到解剖圖譜或教材中的被分割對象的 一部分而更新解剖圖譜或教材并利用新的解剖表示來對解剖圖譜或教材進行擴展，所述解 剖表示例如是特殊情況或相同的血管解剖的異常。因此，在本實施例中，拖放方向對是否標 記被分割對象或是否利用來自被分割對象的信息來更新解剖圖像產生影響。在實施例中，提供一種利用帶標記的被分割對象來更新圖像的方法。本方法包括 利用指點設備選擇32帶標記的被分割對象的一部分。本方法還包括利用指點設備在包括 一組標記的圖像中選擇31標記。而且，本方法可以包括通過利用指點設備以拖動被分割對 象的部分并將該部分放在圖像中的標記上而利用被分割對象的部分的至少一個標記更新 33圖像中的標記，得到更新的圖像。根據某些實施例的本方法的優點是本方法產生促進的解剖結構的視覺導航。而且，本方法可以包括將被分割對象或帶標記的被分割對象和/或對應的解剖圖 像呈現34在顯示器上，以進一步促進用戶導航。根據某些實施例的本方法導致解剖結構的帶標記的被分割對象。例如在檢查被分 割對象的諸如血管的部分以查看諸如諸如狹窄、動脈瘤或斑塊的任何異常是否可視時，可 以由用戶觀察帶標記的被分割對象以便促進導航。由于不同的異常可能發生在解剖結構的 不同的位置處，因而包括解剖名稱的被分割對象中的標記幫助用戶的調查過程，因此促進調查。被分割對象、帶標記的被分割對象或被重新分割的對象可以是適合于2D表示或 3D表示的2D對象或3D對象。根據某些實施例的本方法的優點是本方法支持帶標記的被分割對象和解剖圖像 內的簡單導航，因為標記實際上是解剖圖像和分割結果之間的配準任務。因而，可以通過使 用解剖圖像和帶標記的被分割對象的一個或多個2D和/或3D表示這兩者來支持該導航。在標記被分割對象時可以促進導航，因為用戶隨后得知在帶標記的被分割對象的 某個位置處期望的內容。在實施例中，本方法包括使帶標記的被分割對象及對應的解剖圖像在顯示器上可 視化。本方法可以還包括將帶標記的被分割對象的標記與解剖圖像中的對應的標記鏈接。 通過鏈接是指在例如利用指點設備來選擇帶標記的被分割對象中的標記時，加亮解剖對象的對應的標記，反之亦然。因此，通過在圖像中點擊，可以加亮被分割對象的對應的解剖位置。相反，通過點 擊帶標記的被分割對象中的某處，可以加亮對應的教材位置。該特征在標記如梗阻、狹窄等 發現中是有用的。通過加亮是指在利用指點設備來選擇圖像中或相應的帶標記的被分割對象中的 對應的標記時，例如通過被改變的亮度、對比度或色彩等來改變帶標記的被分割對象中或 解剖圖像中的帶標記的視覺外觀。在某些實施例中，所得到的帶標記的被分割對象可以用于包含整個血管樹而非樹 的一個小的部分的豐富的結構化報告，因為所分配的標記有助于隨后搜索帶標記的被分割 數據。驢在實施例中，根據圖4，提供一種用于標記被分割對象的裝置40。該裝置包括配置 為在包括一組標記的圖像中選擇標記的指點設備41。此外，指點設備可以配置為選擇被分 割對象的要定位標記的部分。而且，該裝置可以包括單元42，該單元用于通過利用指點設備 來標記被分割對象，以從圖像拖動標記并將該標記放在被分割對象的部分上，從而得到帶 標記的被分割對象。該裝置的(一個或多個)單元可以是通常用于執行所涉及的任務的任何(一個或 多個)單元，例如硬件單元，諸如具有存儲器的處理器。在實施例中，該裝置包括用于執行根據一個或多個實施例的方法的單元。在實施例中，該裝置被包括在諸如計算機斷層攝影(CT)系統、磁共振成像(MRI) 系統或超聲成像(US)系統的醫學工作站或醫學系統中。計算機可讀介質在實施例中，根據圖5，提供一種計算機可讀介質，在該計算機可讀介質上實施用 于由處理器處理的計算機程序。計算機程序包括用于利用指點設備在包括一組標記的圖像 中選擇標記的代碼段51。此外，計算機程序可以包括用于利用指點設備來選擇被分割對象 的要定位標記的部分的代碼段52。另外，計算機程序可以包括代碼段53，該代碼段53用于 通過利用指點設備以從圖像拖動標記并將標記放在被分割對象的部分來標記被分割對象， 從而得到帶標記的被分割對象。在實施例中，計算機可讀介質包括代碼段，在具有計算機處理性質的裝置上運行 介質時，代碼段布置為執行一個或多個實施例中所定義的所有方法步驟。在實施例中，提供一種用于執行本方法的圖形用戶界面。在實施例中，裝置被包括在醫學工作站中。根據本發明的上述實施例的應用和 使用是多種多樣的，并且不限于僅僅解剖樹狀結構，諸如冠狀動脈、頸動脈、Willis環(大 腦)、腎、外周、肺動脈以及靜脈，而可以應用于期望標記的任何樹狀結構。根據某些實施例的標記方法可以用于期望使用某些解剖圖像信息來標記分割結 果的所有醫學產品。本發明可以以包括硬件、軟件、固件或這些的任意組合的任何適當的形式來實現。 然而，優選地，本發明可以作為在一個或多個數據處理器和/或數字信號處理器上運行的 計算機軟件來實現。本發明的實施例的元件和部件可以以任何適當的方式物理地、功能地且邏輯地實現。確實，功能可以在單個單元中、在多個單元中或者作為其他功能單元的一部 分實現。如此，本發明可以在單個單元中實現，或者可以物理地且功能地分布在不同的單元 和處理器之間。盡管以上已關于特定實施例來描述本發明，但本發明并不意在限于本文所闡述的 特定形式。而是，本發明僅受到隨附權利要求的限制，并且在以上指出的實施例以外的實施 例在這些隨附權利要求的范圍內是同樣可能的。在權利要求書中，術語“包括”并不排除其他元件或步驟的存在。而且，盡管單獨 地列出，但多個裝置、元件或方法步驟可以由例如單個單元或處理器實現。另外，盡管單獨 的特征可以被包括在不同的權利要求中，但這些特征可以可能有利地組合，并且在不同的 權利要求書中包括這些特征并不意味著特征的組合不可行和/或不利。另外，單數參考并 不排除多個。術語“一”、“一個”、“第一”、“第二”等并不預先排除多個。權利要求書中的參 考符號僅僅作為澄清示例而提供，并且不應當被解釋為以任何方式限制本發明的范圍。
權利要求
一種標記包括圖像數據的被分割對象的方法，所述方法包括利用指點設備在包括一組標記的圖像中選擇(31)標記；利用所述指點設備選擇(32)所述被分割對象的要定位所述標記的一部分；以及利用所述標記來標記(33)所述被分割對象的所述部分，從而得到帶標記的被分割對象。
2.如權利要求1所述的方法，其中，通過利用所述指點設備以從所述圖像拖動所述標 記并且將所述標記放在所述被分割對象的所述部分來執行所述標記。
3.如權利要求1所述的方法，其中，在顯示器的第一窗口中視覺地呈現所述被分割對象。
4.如權利要求1所述的方法，其中，在顯示器的第二窗口中視覺地呈現所述圖像。
5.如權利要求1所述的方法，其中，所述圖像是解剖教材或解剖圖譜中所包括的圖像。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述被分割對象包括諸如解剖血管結構的樹狀結 構的圖像數據。
7.如權利要求1所述的方法，還包括基于所述標記的信息而執行對所述被分割對象的 剩余部分的自動標記。
8.如權利要求1所述的方法，還包括基于所述標記和所述對應的部分的信息而執行對 所述帶標記的被分割對象的重新分割。
9.如權利要求1所述的方法，還包括在使用所述指點設備來選擇所述圖像中的對應的標記時，加亮所述帶標記的被分割對 象中的標記，或在使用所述指點設備來選擇所述帶標記的被分割對象中的對應的標記時，加亮所述圖 像中的標記。
10.一種利用帶標記的被分割對象來更新圖像的方法，所述方法包括 利用指點設備來選擇(32)所述帶標記的被分割對象的部分； 利用所述指點設備在包括一組標記的圖像中選擇(31)標記；通過利用所述指點設備以拖動所述被分割對象的所述部分并將所述部分放在所述圖 像的所述標記上而利用所述被分割對象的所述部分來更新(33)所述圖像中的所述標記， 從而得到更新的圖像。
11.一種用于標記包括圖像數據的被分割對象的裝置(40)，包括 指點設備(41)，配置為-在包括一組標記的圖像中選擇標記；以及-選擇所述被分割對象的要定位所述標記的部分，以及單元(42)，配置為利用所述標記來標記所述被分割對象的所述部分。
12.—種計算機可讀介質，在其上收錄有用于標記包括圖像數據的被分割對象并且用 于由處理器處理的計算機程序，所述計算機程序包括用于利用指點設備在包括一組標記的圖像中選擇標記的代碼段(51)； 用于利用所述指點設備來選擇包括圖像數據的被分割對象的要定位所述標記的部分 的代碼段(52)；以及用于通過利用所述指點設備以從所述圖像拖動所述標記并將所述標記放在所述被分割對象的所述部分上而標記所述被分割對象的所述部分從而得到帶標記的被分割對象的 代碼段(53)。
13.一種圖形用戶界面，配置為執行如權利要求1、2或3所述的方法。
14.一種醫學工作站，包括如權利要求11所述的裝置。
15.一種如權利要求1所述的方法用于促進在包括患者的圖像數據的被分割對象中診 斷疾病或障礙的用途。
全文摘要
本發明具有提供適合于完整的醫學報告的標記方法的超過現有技術的優點。在一方面中，本發明提供直觀視覺手動標記、基于解剖、反饋以交互地改進分割的簡單導航以及基于解剖教材知識和已提供的手動標記的自動標記。
文檔編號G06T11/60GK101896939SQ200880120080
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月9日 優先權日2007年12月14日
發明者R·J·E·哈比斯, R·尼基倫辛 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司