專利名稱：成像過程中感興趣區(qū)域的識(shí)別以及時(shí)間價(jià)值曲線的提取的制作方法
成像過程中感興趣區(qū)域的識(shí)別以及時(shí)間價(jià)值曲線的提取本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及在成像過程中的一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域的識(shí)別，尤其涉及具有很小或 者沒有人工干預(yù)的一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域的識(shí)別和隨后對于所述一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域 的時(shí)間價(jià)值曲線的提取。提供下面的信息幫助讀者理解下面公開的發(fā)明以及其主要被使用的環(huán)境。除非清 楚的聲明，否則在該文檔中在此使用的術(shù)語并不旨在限于任何特別狹義的解釋。這里列出 的參考文獻(xiàn)有助于理解本發(fā)明或本發(fā)明的背景技術(shù)。此處引用的所有參考文獻(xiàn)的公開內(nèi)容 通過引用結(jié)合于此。在醫(yī)藥和成像領(lǐng)域眾所周知，圖像增強(qiáng)在成像過程中(例如，計(jì)算斷層分析或CT， 磁共振成像或MRI，超聲成像，等等)是通過對比度增強(qiáng)介質(zhì)或造影劑的注入而實(shí)現(xiàn)的。通 常，造影劑的注射劑(bolus)被注入靜脈內(nèi)并且由血液承載而流向一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域 (例如，器官或血管)。在運(yùn)送中，計(jì)時(shí)或測試注射劑掃描，在規(guī)定的時(shí)間間隔獲得一系列單水平或單平 面圖像以確定如何通過特定的結(jié)構(gòu)傳播造影劑。在當(dāng)前的實(shí)踐中，一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域 或ROI通過在單一層面上手工繪制圖形而被選擇。隨后，對于在時(shí)間序列中的每個(gè)層面，計(jì) 算每個(gè)手繪的感興趣區(qū)域內(nèi)的平均增強(qiáng)，生成1維曲線。圖IA描述了一掃描示例，在該示 例中兩個(gè)相應(yīng)于肺動(dòng)脈(P)主干和主動(dòng)脈(A)的感興趣區(qū)域被手工繪制。圖IB描述了時(shí) 間增強(qiáng)曲線的典型示例，該時(shí)間增強(qiáng)曲線從作為對這兩個(gè)感興趣區(qū)域的心臟的計(jì)算斷層分 析血管造影CTA過程的一部分而執(zhí)行的運(yùn)送、計(jì)時(shí)或測試注射劑中計(jì)算出。為了獲得想要的結(jié)果，在肺動(dòng)脈和主動(dòng)脈中的感興趣區(qū)域(和/或其他感興趣區(qū) 域)的精確和一致的布置是重要的。如果時(shí)間增強(qiáng)曲線將用于成像掃描中使用的診斷協(xié)議 的最優(yōu)化，那么感興趣區(qū)域的精確和一致的布置尤其重要。確定感興趣區(qū)域的大小、形狀和 位置是挑戰(zhàn)性的并且需要寶貴的操作者的時(shí)間(例如，去單獨(dú)的評(píng)價(jià)屏幕，下載圖像，繪制 感興趣區(qū)域，以及使用結(jié)果數(shù)據(jù)生成和/或調(diào)整造影/掃描協(xié)議)。在許多過程中，有時(shí)候稱為跟蹤測試注射劑過程，操作者需要在注入造影劑之前 標(biāo)記一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域。在注入造影劑之前在圖像上繪制一個(gè)或多個(gè)感興趣區(qū)域是尤 其困難的。此外，諸如病人移動(dòng)的因素會(huì)導(dǎo)致實(shí)質(zhì)上的不準(zhǔn)確。需要開發(fā)改進(jìn)的設(shè)備、系統(tǒng)和/或方法來識(shí)別、確定或定義感興趣區(qū)域，尤其用于 在成像過程中提取時(shí)間增強(qiáng)曲線。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了一種提取至少一條時(shí)間價(jià)值曲線以確定在使用成像系統(tǒng)的 成像過程中的協(xié)議的方法，包括在第一時(shí)間使用所述成像系統(tǒng)確定病人身體的一部分的 像素值的第一M維數(shù)據(jù)組，其中M是整數(shù)；在第二時(shí)間使用所述成像系統(tǒng)確定該部分的像素 值的至少第二 M維數(shù)據(jù)組；通過計(jì)算像素值的時(shí)間序列的相似度量計(jì)算預(yù)定數(shù)量的與病人 的預(yù)定數(shù)量的感興趣區(qū)域相對應(yīng)的成像部分的相關(guān)片段；對至少一個(gè)感興趣區(qū)域計(jì)算所述至少一條時(shí)間價(jià)值曲線；以及至少部分基于來自所述時(shí)間價(jià)值曲線的數(shù)據(jù)為使用該成像系 統(tǒng)的診斷掃描確定協(xié)議。在一些實(shí)施例中，確定從0到T序列的M維數(shù)據(jù)組，其中T是整數(shù)，并且其中0數(shù) 據(jù)組對應(yīng)于在時(shí)刻t = 0的數(shù)據(jù)組，而T數(shù)據(jù)組對應(yīng)于在時(shí)刻t = T的數(shù)據(jù)組。例如，可以 確定向量1= [yx(0) yx(l)…Yx(T-I) yx(T)]，其中y是位置X處的像素值。例如，可使用群集(clustering)技術(shù)，諸如K均值群集計(jì)算這些片段。K個(gè)群集能 夠，例如，通過最小化數(shù)據(jù)點(diǎn)和K群集重心之間的距離的平方和而計(jì)算得出，其中K是相應(yīng) 于預(yù)定數(shù)量的相關(guān)片段的整數(shù)。在一些實(shí)施例中，像素值被隨機(jī)分配給K個(gè)群集中的一個(gè)，并且每個(gè)群集的重 心是該群集中居中和規(guī)一化像素值到0均值和單位標(biāo)準(zhǔn)差之后的像素值的組成方面 (component-wise)的均值，如下
權(quán)利要求
1.一種提取至少一條時(shí)間價(jià)值曲線以確定在使用成像系統(tǒng)的成像過程中的協(xié)議的方 法，包括在第一時(shí)間使用所述成像系統(tǒng)確定病人身體的一部分的像素值的第一M維數(shù)據(jù)組，其 中M是整數(shù)；在第二時(shí)間使用所述成像系統(tǒng)確定所述部分的像素值的至少第二 M維數(shù)據(jù)組； 通過計(jì)算像素值的時(shí)間序列的相似度量計(jì)算預(yù)定數(shù)量的與所述病人的預(yù)定數(shù)量的感 興趣區(qū)域相對應(yīng)的成像部分的相關(guān)片段；對于至少一個(gè)所述感興趣區(qū)域計(jì)算所述至少一條時(shí)間價(jià)值曲線；以及至少部分基于來自所述時(shí)間價(jià)值曲線的數(shù)據(jù)為使用所述成像系統(tǒng)的診斷掃描確定協(xié)議。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定一系列從0到T的M維數(shù)據(jù)組，其中M是整數(shù)， T是整數(shù)，并且其中0數(shù)據(jù)組對應(yīng)于時(shí)刻t = 0的數(shù)據(jù)組，T數(shù)據(jù)組對應(yīng)于時(shí)刻t = T的數(shù) 據(jù)組。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中確定向量yx=[yx(0) yx(l)…yx(T-I) yx(T)]，其 中y是位置χ處的像素值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中使用K-均值群集計(jì)算片段。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中通過最小化數(shù)據(jù)點(diǎn)和K群集重心之間的距離的平方 和來計(jì)算K群集，其中K是對應(yīng)于相關(guān)片段的預(yù)定數(shù)量的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中像素值被隨機(jī)分配到K群集中的一個(gè)，并且每個(gè)群集 重心是該群集按如下方式居中和歸一化像素值到0均值和單位標(biāo)準(zhǔn)差之后的像素值的組 成方面的均值
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中每個(gè)群集重心使用如下公式確定
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中從居中和歸一化的像素值到每個(gè)K群集重心Yc的距 離可以使用如下公式確定
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中每個(gè)居中和歸一化的像素值被分配到與其重心顯示 具有最小計(jì)算距離的群集。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中重復(fù)權(quán)利要求7到9的操作直到收斂，由此導(dǎo)致分 割圖像具有對應(yīng)于確定的K群集的K個(gè)片段。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括濾波所述分割圖像以去除那些和鄰近像素 不太相關(guān)的像素。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中在濾波過程中將所述分割圖像的每個(gè)像素與所有 與之相鄰的8個(gè)像素進(jìn)行比較。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括形態(tài)學(xué)上打開所述分割圖像。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括將所述分割圖像覆蓋在造影增強(qiáng)注射劑數(shù) 據(jù)組上以及對于K個(gè)片段中的每一個(gè)計(jì)算增強(qiáng)分布圖。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括使用對應(yīng)于所述病人的感興趣區(qū)域的語義 標(biāo)簽、基于所標(biāo)注的增強(qiáng)分布圖在與至少一個(gè)其他計(jì)算的增強(qiáng)分布圖相比時(shí)的至少一個(gè)特 性，在語義上標(biāo)注至少一個(gè)所述增強(qiáng)分布圖。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所述分割圖像覆蓋在對比增強(qiáng)注射劑數(shù) 據(jù)組上以及對于K個(gè)片段中的每一個(gè)計(jì)算增強(qiáng)分布圖。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括使用對應(yīng)于所述病人的感興趣區(qū)域的語義 標(biāo)簽、基于所標(biāo)注的增強(qiáng)分布圖在與至少一個(gè)其他計(jì)算的增強(qiáng)分布圖相比時(shí)的至少一個(gè)特 性，在語義上標(biāo)注至少一個(gè)所述增強(qiáng)分布圖。
18.一種提取至少一條時(shí)間價(jià)值曲線以確定成像過程中的協(xié)議的系統(tǒng)，包括輸入系統(tǒng)，用于輸入從至少一個(gè)成像系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括在第一時(shí)間的病 人身體的一部分的像素值的第一M維數(shù)據(jù)組，其中M是整數(shù)，和在第二時(shí)間的所述部分的像 素值的至少一第二 M維數(shù)據(jù)組；至少一個(gè)處理器，所述處理器與所述輸入系統(tǒng)通信連接且適于通過計(jì)算像素值的時(shí)間 序列的相似度量計(jì)算預(yù)定數(shù)量的與所述病人的預(yù)定數(shù)量的感興趣區(qū)域相對應(yīng)的成像部分 的相關(guān)片段以及為至少一個(gè)所述感興趣區(qū)域計(jì)算所述至少一條時(shí)間價(jià)值曲線；以及至少一個(gè)參數(shù)生成系統(tǒng)，用于至少部分基于來自所述時(shí)間價(jià)值曲線的數(shù)據(jù)為使用所述 成像系統(tǒng)的診斷掃描確定協(xié)議。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器系 統(tǒng)，所述存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)了由至少一個(gè)處理器執(zhí)行用于計(jì)算預(yù)定數(shù)量的與所述病人的預(yù)定 數(shù)量的感興趣區(qū)域相對應(yīng)的成像部分的相關(guān)片段的算法。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)與至少一個(gè)成像系統(tǒng)通信連接。
21.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)與至少一個(gè)注入器系統(tǒng)通信連接。
22.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)的至少一部分集成了所述至少一個(gè)成像 系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)的至少一部分集成了所述至少一個(gè)注入 器系統(tǒng)。
全文摘要
一種提取至少一條時(shí)間價(jià)值曲線以確定在使用成像系統(tǒng)的成像過程中的協(xié)議的方法，包括在第一時(shí)間使用所述成像系統(tǒng)確定病人身體的一部分的像素值的第一N維數(shù)據(jù)組，在第二時(shí)間確定該部分的像素值的至少第二N維數(shù)據(jù)組，通過計(jì)算像素值的時(shí)間序列的相似度量計(jì)算一些與病人的預(yù)定數(shù)量的感興趣區(qū)域相對應(yīng)的成像部分的相關(guān)片段，對于至少一個(gè)感興趣區(qū)域計(jì)算至少一條時(shí)間價(jià)值曲線，以及至少部分基于來自所述時(shí)間價(jià)值曲線的數(shù)據(jù)為使用該成像系統(tǒng)的診斷掃描確定協(xié)議。
文檔編號(hào)G09G3/04GK102077264SQ200980123987
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者C·肯珀, J·F·卡拉伏特 申請人:梅德拉股份有限公司