專利名稱：用于交互式實(shí)時網(wǎng)格分割的系統(tǒng)和方法
用于交互式實(shí)時網(wǎng)格分割的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
分割是從圖像提取解剖學(xué)構(gòu)造的過程。醫(yī)學(xué)中的許多應(yīng)用需要在通過CT、MRI和其他形式的醫(yī)學(xué)成像采集的體積圖像中分割標(biāo)準(zhǔn)解剖結(jié)構(gòu)。臨床醫(yī)師或其他專業(yè)人員常使用分割進(jìn)行治療規(guī)劃?？梢匀斯さ貓?zhí)行分割，其中，臨床醫(yī)師檢查各個圖像切片并在每個切片中人工繪制相關(guān)器官的二維輪廓線。然后組合手繪的輪廓線以生成相關(guān)器官的三維表示。或者，臨床醫(yī)師可以使用自動分割算法，其檢查圖像切片并確定相關(guān)器官的二維輪廓線而無需牽涉到臨床醫(yī)師。然而，使用圖像切片的手繪輪廓線的分割耗時并且通常僅精確到大約二到三個毫米。當(dāng)繪制手繪輪廓線時，臨床醫(yī)師常常需要檢查大量的圖像。此外，手繪輪廓線在不同臨床醫(yī)師之間可能不同。另外，自動算法常常不足夠可靠，以致無法解決所有標(biāo)準(zhǔn)的分割任務(wù)。對自動算法獲得的結(jié)果進(jìn)行修改可能是困難的并且違反直覺。許多自動分割算法的結(jié)果是被表示為若干三角形構(gòu)成的網(wǎng)格的三維表面。為了對結(jié)果進(jìn)行修改，因此需要直觀的網(wǎng)格交互工具。一些進(jìn)行網(wǎng)格交互的方法，例如，頂點(diǎn)的明確位移，常常導(dǎo)致網(wǎng)格具有參差不齊的表面或特定區(qū)域中有大的三角形/多邊形。此外，由于優(yōu)選在圖像的二維重組(reformatted)的切片視圖中進(jìn)行修改，所以在遠(yuǎn)離重組平面處常常發(fā)生圖像中不希望出現(xiàn)的變化。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于分割解剖結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括啟動分割算法，其從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；向所述表面網(wǎng)格的每個邊緣分配彈簧，向所述表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示包括所述表面網(wǎng)格2D視圖和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖；向所述表面網(wǎng)格添加牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格表面上的選定點(diǎn)添加的；以及經(jīng)由交互點(diǎn)移動所述表面網(wǎng)格的一部分。一種用于分割解剖結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其具有處理器，所述處理器啟動分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；并且向所述表面網(wǎng)格的每個邊緣分配彈簧，向所述表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)； 顯示器，顯示包括所述表面網(wǎng)格2D視圖和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖；以及用戶接口，適于允許用戶向所述表面網(wǎng)格添加牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格表面上的選定點(diǎn)添加的，并經(jīng)由交互點(diǎn)移動表面網(wǎng)格的一部分。一種包括可由處理器執(zhí)行的一組指令的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。該組指令可用于啟動分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；向所述表面網(wǎng)格的每個邊緣分配彈簧，向所述表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示包括所述表面網(wǎng)格2D視圖和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖；向所述表面網(wǎng)格添加牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格表面上的選定點(diǎn)添加的；以及經(jīng)由交互點(diǎn)移動所述表面網(wǎng)格的一部分。


圖1示出了根據(jù)示范性實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖。圖2示出了根據(jù)示范性實(shí)施例的方法的流程圖。圖3示出了根據(jù)備選實(shí)施例的方法的流程圖。圖4示出了根據(jù)另一實(shí)施例的方法的流程圖。圖5示出了根據(jù)示范性實(shí)施例的表面網(wǎng)格一部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式可以參考以下描述和附圖進(jìn)一步理解本文闡述的示范性實(shí)施例，其中，用相同附圖標(biāo)記指代類似元件。示范性實(shí)施例涉及用于在通過CT、MRI等采集的體積圖像中分割標(biāo)準(zhǔn)解剖結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。具體而言，該示范性實(shí)施例描述了一種以直觀方式對二維OD) 重組視圖中的大致分割進(jìn)行修改的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管示范性實(shí)施例描述了器官的分割，但可以使用以下系統(tǒng)和方法從體積圖像分割任何三維(3D)解剖結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1的一個示范性實(shí)施例，系統(tǒng)100能夠?qū)ζ鞴倩蚱渌馄式Y(jié)構(gòu)的初始分割進(jìn)行修改。系統(tǒng)100包括處理器102，其能夠在一系列體積圖像(例如，通過MRI、CT采集的)處理分割算法，以完成初始分割。分割算法自動(不牽涉用戶)或半自動地工作，以完成初始分割。在自動工作時，分割算法分析圖像切片并在圖像切片中確定相關(guān)器官的二維輪廓線而無需涉及到用戶，以完成初始分割。在半自動工作期間，用戶可以選擇輪廓線或圖像細(xì)節(jié)，然后算法可以基于這種選擇完成初始分割。初始分割是由表面網(wǎng)格表示的。處理器102還能夠解釋經(jīng)由系統(tǒng)100的用戶接口 104的用戶輸入。系統(tǒng)100還包括用于顯示表面網(wǎng)格表示的顯示器106以及用于存儲分割算法、體積圖像和初始表面網(wǎng)格表示中的至少一個的存儲器108。存儲器108是任何已知類型的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，系統(tǒng)100是個人計算機(jī)、服務(wù)器或任何其他處理裝置。如圖2所示，方法200包括在步驟210中啟動分割算法，以在一系列體積圖像中完成對被成像器官或其他解剖結(jié)構(gòu)的初始分割。初始分割是由表面網(wǎng)格表示的，表面網(wǎng)格由頂點(diǎn)和邊緣形成的三角形多邊形構(gòu)成。例如，圖5示出了包括頂點(diǎn)和邊緣的表面網(wǎng)格一部分的范例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，表面網(wǎng)格充當(dāng)可以經(jīng)由用戶接口 104進(jìn)行交互式修改的模型或平均器官。在步驟220中，處理器102還生成體積網(wǎng)格，其包含在表面網(wǎng)格之內(nèi)， 使得體積網(wǎng)格的頂點(diǎn)和邊緣在通過分割算法形成的表面網(wǎng)格的頂點(diǎn)和邊緣之內(nèi)。體積網(wǎng)格包括與表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)和邊緣對應(yīng)的頂點(diǎn)和邊緣。在步驟230中，處理器102為表面網(wǎng)格的頂點(diǎn)和邊緣分別分配質(zhì)點(diǎn)和彈簧。表面網(wǎng)格的每個邊緣對應(yīng)于彈簧，而表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)對應(yīng)于質(zhì)點(diǎn)。每個彈簧的靜息長度可以基本等于表面網(wǎng)格對應(yīng)邊緣的長度。在簡化版本中，每個質(zhì)點(diǎn)具有單位質(zhì)量，并且每個彈簧具有相同的彈簧常數(shù)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，根據(jù)關(guān)于表面網(wǎng)格表示的器官或其他解剖結(jié)構(gòu)的先驗(yàn)知識，質(zhì)量和彈簧常數(shù)可能變化。例如，器官或結(jié)構(gòu)的一些部分可能比其他部分更硬或剛性更大。此外，通過基于圖像梯度對頂點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)加權(quán)可以添加像力(image force)，其表示對象邊界，從而將高質(zhì)點(diǎn)分配給圖像梯度高的頂點(diǎn)，防止不必要的移動，其中頂點(diǎn)對應(yīng)于被成像器官的表面。在步驟240中，在顯示器106上顯示2D重組視圖。2D重組視圖包括表面網(wǎng)格的2D視圖，連同被成像器官。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，2D重組視圖是來自已經(jīng)被重組的一系列體積圖像的圖像，以顯示表面網(wǎng)格和被成像器官的2D圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，在對應(yīng)于所顯示圖像中被成像器官位置的位置顯示表面網(wǎng)格。一旦為表面網(wǎng)格適當(dāng)分配了質(zhì)點(diǎn)和彈簧，就向表面網(wǎng)格添加牽引彈簧以交互地修改表面網(wǎng)格。在步驟250中，選擇表面網(wǎng)格的表面上的點(diǎn)。用戶通過用戶接口 104選擇表面網(wǎng)格的表面上的點(diǎn)。例如，用戶接口 104包括鼠標(biāo)，其可以用于指向和點(diǎn)擊表面網(wǎng)格上的點(diǎn)?；蛘?，用戶接口 104可以包括觸摸接口，從而可以通過觸摸顯示器106上表面網(wǎng)格表面上的點(diǎn)來選擇該點(diǎn)。用戶隨機(jī)地或根據(jù)用戶希望校正或修改的表面部分來選擇點(diǎn)。選定的點(diǎn)將是交互點(diǎn)。在備選實(shí)施例中，選定的點(diǎn)可以是表面網(wǎng)格表面上的特征點(diǎn)，可以由處理器102 或由用戶經(jīng)由用戶接口 104識別該點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，識別特征點(diǎn)能夠向表面網(wǎng)格添加像力。例如，處理器102可以識別示出了點(diǎn)(例如，角部特征)或輪廓線(例如，梯度特征)的典型特性的特征點(diǎn)，使得將鼠標(biāo)指針放在特征點(diǎn)附近將導(dǎo)致指針“猛吸”到特征點(diǎn)，由此選擇特征點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，用戶可以選擇表面網(wǎng)格表面上超過一個的點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，還可以設(shè)置選定點(diǎn)(例如，根據(jù)特征點(diǎn))，使得用戶能夠改變它們。在步驟沈0中，處理器從用戶選擇的點(diǎn)開始，在表面網(wǎng)格上執(zhí)行快速行進(jìn)(fast marching)方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，快速行進(jìn)方法是一種邊界值公式化的方法?？焖傩羞M(jìn)方法向表面網(wǎng)格上的每個頂點(diǎn)分配時間戳，針對每個頂點(diǎn)的時間戳是由頂點(diǎn)與選定點(diǎn)的距離確定的。于是，為離選定點(diǎn)較遠(yuǎn)的頂點(diǎn)分配較高的時間戳，而為離選定點(diǎn)較近的頂點(diǎn)分配較低的時間戳?？焖傩羞M(jìn)方法也可以將表面網(wǎng)格的表面多邊形(例如三角形)的局部取向考慮在內(nèi)。例如，表面法線的差異可能導(dǎo)致更高的時間代價。一旦已經(jīng)執(zhí)行了快速行進(jìn)方法，就在步驟270中基于時間閾值選擇一片(patch)表面網(wǎng)格。例如，選定的片包括在一定量時間之內(nèi)到達(dá)的所有多邊形。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以由用戶在使用前確定時間閾值。于是，處理器102可以根據(jù)預(yù)定閾值自動選擇(網(wǎng)格)片。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，可以由用戶基于用戶在使用期間確定的閾值選擇所述片。在步驟觀0中，將牽引彈簧附接到所述片中的每個頂點(diǎn)。將牽引彈簧附接到每個頂點(diǎn)，使得牽引彈簧的第一端附接到表面網(wǎng)格的頂點(diǎn)，而牽引彈簧的第二端附接到體積網(wǎng)格的對應(yīng)頂點(diǎn)。每個牽引彈簧的靜息長度為零。根據(jù)對應(yīng)頂點(diǎn)的對應(yīng)時間戳對每個牽引彈簧的彈簧常數(shù)進(jìn)行加權(quán)。例如，對于較近的牽引彈簧，可以對牽引彈簧進(jìn)行低加權(quán) (down-weighted)?；蛘?，可以為時間戳較高的頂點(diǎn)賦予較高質(zhì)量，或可以將其固定，使得頂點(diǎn)不移動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，更高的質(zhì)量或固定頂點(diǎn)，使得離選定交互點(diǎn)遠(yuǎn)的頂點(diǎn)不能移動，防止了對表面網(wǎng)格進(jìn)行不直觀的改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，步驟270不是必要的。在未選擇所述片的情況下，簡單地從選定點(diǎn)將牽引彈簧附接到距表面網(wǎng)格上與選定點(diǎn)最近的頂點(diǎn)最近的頂點(diǎn)。在步驟四0中，用戶經(jīng)由交互點(diǎn)交互地移動表面網(wǎng)格的表面。交互點(diǎn)可以是在步驟250中選擇的點(diǎn)。交互點(diǎn)也可以是顯示點(diǎn)(例如角部特征)或輪廓線(例如梯度特征)典型特性的特征點(diǎn)。將交互點(diǎn)移動到預(yù)期位置。預(yù)期的位置可以是2D重組視圖中被成像器官的表面上的對應(yīng)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在交互點(diǎn)接近特征點(diǎn)時，可以移除特征點(diǎn)以允許移動交互點(diǎn)。在交互期間，數(shù)值解算器針對表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)連續(xù)地求解 Netwonian方程，使得移動選定點(diǎn)經(jīng)由附接到每個頂點(diǎn)的牽引彈簧移動表面網(wǎng)格的表面。由于可以基于時間戳為每個牽引彈簧分配不同的彈簧常數(shù)，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，每個頂點(diǎn)可以移動不同的距離，從而使表面網(wǎng)格的表面以直觀方式移動。利用Newtonian方程F = ma計算將要把每個頂點(diǎn)移動的距離，其中a = d(dx/dt)，F(xiàn)是作用在頂點(diǎn)上的力，m 是頂點(diǎn)的質(zhì)量，χ是頂點(diǎn)的位置。于是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，每個頂點(diǎn)移動的距離是基于距選定點(diǎn)(即，交互點(diǎn))的距離確定的。處理器102使用任何標(biāo)準(zhǔn)的解算器，例如，Euler Rimge-Kutta，將其預(yù)加載到系統(tǒng)100的存儲器108中，或以其他方式使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以重復(fù)步驟250490，直到按需要修改了表面網(wǎng)格為止。在備選實(shí)施例中，基于表面網(wǎng)格的形式選擇步驟四0的交互點(diǎn)。例如，在表面網(wǎng)格參差不齊時，選擇表面網(wǎng)格的參差不齊的角部并確定和減去角部末端的距離圖以減少不平坦邊緣。在另一實(shí)施例中，步驟四0的交互點(diǎn)是用戶通過用戶接口 104移動的可操縱球或點(diǎn)。可操縱球可以是二維的或三維的，生成吸引/排斥場，使得落在可操縱球的球面內(nèi)的任何頂點(diǎn)都被吸引或排斥，以與可操縱球的運(yùn)動一致地移動頂點(diǎn)。例如，利用如下公式確定吸引力/排斥力
0否則其中χ為可操縱球的位置，rmax是可操縱球的半徑，ε = 士 1并且r = x_c，其中c 是可操縱球的中心。圖3示出了方法300，其基本類似于上述方法200。方法300在用戶選擇交互點(diǎn)方面是不同的。步驟310-340基本類似于方法200的步驟210-M0。方法300包括在步驟310 中啟動分割算法，如在方法200的步驟210中類似描述的，其完成初始分割。這種初始分割生成了由頂點(diǎn)和邊緣構(gòu)成的表面網(wǎng)格。在步驟320中，在初始分割的表面網(wǎng)格內(nèi)形成體積網(wǎng)格。在步驟330中，處理器102為表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)并為每個邊緣分配彈簧。 在步驟340中，顯示器106連同被成像器官的2D視圖一起顯示表面網(wǎng)格2D視圖的2D重組視圖，使得用戶可以確定要對表面網(wǎng)格進(jìn)行的修改。在步驟350中，用戶繪制被成像器官的2D輪廓線?？梢岳美鏛ivewire的繪圖工具繪制2D輪廓線，其允許用戶基于在被成像器官表面上選擇的點(diǎn)繪制輪廓線。用戶使用Livewire繪制每個點(diǎn)之間的連接線以在被成像器官的表面中繪圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，選擇被成像器官表面上越大數(shù)量的點(diǎn)，被成像器官的2D輪廓線將越精確。于是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，用戶可以根據(jù)需要選擇被成像器官表面上任意數(shù)量的點(diǎn)。然后在步驟355中，將2D輪廓線的點(diǎn)連接到表面網(wǎng)格表面上的點(diǎn)。對于2D輪廓線上的每個點(diǎn)，用戶在表面網(wǎng)格的表面上選擇2D輪廓線應(yīng)當(dāng)連接到的點(diǎn)。在步驟360中， 對于表面網(wǎng)格表面上每個選擇的點(diǎn)，處理器102執(zhí)行快速行進(jìn)方法，類似于步驟沈0，向表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配時間戳。步驟360-390基本類似于上文結(jié)合方法200所述的步驟 260-290。于是，在步驟370中，基于時間閾值選擇所述片，在步驟380中，將牽引彈簧附接到所選片中每個頂點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，步驟370不是必需的。在未選擇所述片的情況下，在步驟380中，可以從2D輪廓線的點(diǎn)到表面網(wǎng)格上最接近2D輪廓線的點(diǎn)的頂點(diǎn)添加牽引彈簧。在步驟390中，處理器102針對其上附接了牽引彈簧的每個頂點(diǎn)計算Newtonian 方程，以確定當(dāng)將表面網(wǎng)格表面上選定點(diǎn)連接到2D輪廓線上的點(diǎn)時將要把頂點(diǎn)移動的距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以針對用戶在表面網(wǎng)格表面上選擇的要連接到2D輪廓線上的點(diǎn)的每個點(diǎn)，重復(fù)步驟360-390。在另一實(shí)施例中，如圖4所示，方法400包括，在步驟410中，在顯示器106上顯示被成像器官或其他解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖。在步驟420中，用戶繪制被成像器官的2D輪廓線。例如，利用例如Livewire的繪圖工具繪制2D輪廓線，Livewire允許用戶基于在被成像器官表面上選擇的點(diǎn)繪制輪廓線。用戶使用Livewire繪制每個點(diǎn)之間的連接線以在被成像器官的表面中繪圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在被成像器官表面上選擇越大數(shù)量的點(diǎn)，被成像器官的2D輪廓線將越精確。于是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，用戶可以隨心所欲地選擇被成像器官表面上任意數(shù)量的點(diǎn)?；蛘?，將Deriche濾波器用于3D邊緣和特征檢測，從而由處理器102勾勒出圖像中的結(jié)構(gòu)并確定2D輪廓線。Deriche濾波器識別特征值，然后在特征搜索期間對其進(jìn)行內(nèi)插，使得結(jié)構(gòu)的輪廓可見。在步驟430中，處理器102通過例如降低2D輪廓線的分辨率使邊緣模糊來對繪制的2D輪廓線進(jìn)行欠采樣。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對2D輪廓線進(jìn)行欠采樣減少了 2D輪廓線的任何清晰邊緣，同時增大了繪制的2D輪廓線粗細(xì)。處理器102然后在步驟440中生成欠采樣的2D輪廓線粗細(xì)度的距離圖，測量欠采樣2D輪廓線的外邊緣和內(nèi)邊緣之間的距離。 在步驟450中，使用距離圖，例如利用高斯(Gaussian)分布對欠采樣的2D輪廓線進(jìn)行歸一化，從而在步驟460中在歸一化梯度的方向上牽引距離圖之內(nèi)的2D輪廓線的點(diǎn)。移動距離圖之內(nèi)的點(diǎn)生成2D輪廓線更接近被成像結(jié)構(gòu)表面的光滑表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以根據(jù)需要重復(fù)步驟420-460，直到2D輪廓線充分接近被成像器官的表面。要指出的是，可以將示范性實(shí)施例或示范性實(shí)施例的部分實(shí)現(xiàn)為計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲的一組指令，該組指令可以由處理器執(zhí)行。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以在本文所述的結(jié)構(gòu)和方法中進(jìn)行各種修改和變化。于是，本公開意在覆蓋落在所附權(quán)利要求及其等價要件范圍之內(nèi)的任何修改和變化。還要注意，根據(jù)PCT細(xì)則6. 2(b)，權(quán)利要求可以包括參考符號/數(shù)字。然而，不應(yīng)將本權(quán)利要求示為限于與參考符號/數(shù)字對應(yīng)的示范性實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于分割解剖結(jié)構(gòu)的方法，包括啟動(210、310)分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；向所述表面網(wǎng)格的每個所述邊緣分配(230、330)彈簧，并向所述表面網(wǎng)格的每個所述頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示(M0、340) 2D重組視圖，所述2D重組視圖包括所述表面網(wǎng)格和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D 視圖；向所述表面網(wǎng)格添加(觀0、380)牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格的表面上的選定點(diǎn)添加的；以及經(jīng)由交互點(diǎn)移動(四0、390)所述表面網(wǎng)格的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述表面網(wǎng)格內(nèi)直接形成(220、320)體積網(wǎng)格，所述體積網(wǎng)格包括與所述表面網(wǎng)格的所述頂點(diǎn)和邊緣對應(yīng)的頂點(diǎn)和邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括從所述選定點(diǎn)執(zhí)行(沈0、360)快速行進(jìn)方法，所述快速行進(jìn)向所述表面網(wǎng)格的每個所述頂點(diǎn)分配時間戳，所述時間戳基于與所述選定點(diǎn)的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括基于時間戳值的閾值選擇(270、370) —片的多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述交互點(diǎn)是所述表面網(wǎng)格的表面上的所述選定點(diǎn)(250,355) ο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，向所述片的每個所述頂點(diǎn)添加牽引彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述牽引彈簧的第一端附接到所述表面網(wǎng)格的所述頂點(diǎn)，第二端附接到所述體積網(wǎng)格的對應(yīng)頂點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述牽引彈簧中的每個的靜息長度都為零。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于對應(yīng)的時間戳值對所述牽引彈簧的彈簧常數(shù)加權(quán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，基于對應(yīng)的時間戳值對每個所述頂點(diǎn)的所述質(zhì)點(diǎn)加權(quán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于圖像梯度對每個所述頂點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)加權(quán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括繪制(350)所述解剖結(jié)構(gòu)的2D輪廓線，所述2D輪廓線包括一個連接到另一個的多個點(diǎn)ο
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將所述2D輪廓線的多個點(diǎn)之一連接到所述表面網(wǎng)格的表面上的選定點(diǎn)。
14.一種用于分割解剖結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括處理器(102)，其啟動分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成，并向所述表面網(wǎng)格的每個所述邊緣分配彈簧以及向所述表面網(wǎng)格的每個所述頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示器(106)，其顯示2D重組視圖，所述2D重組視圖包括所述表面網(wǎng)格和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D視圖；以及用戶接口(104)，其適于允許用戶向所述表面網(wǎng)格添加牽引彈簧并且經(jīng)由交互點(diǎn)移動所述表面網(wǎng)格的一部分，其中，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格的表面上的選定點(diǎn)添加的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(10 在所述表面網(wǎng)格內(nèi)直接形成體積網(wǎng)格，所述體積網(wǎng)格包括與所述表面網(wǎng)格的所述頂點(diǎn)和邊緣對應(yīng)的頂點(diǎn)和邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(10 從所述選定點(diǎn)執(zhí)行快速行進(jìn)，所述快速行進(jìn)向所述表面網(wǎng)格的每個所述頂點(diǎn)分配時間戳，所述時間戳基于與所述選定點(diǎn)的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口(104)適于允許所述用戶基于時間戳值的閾值選擇一片的多邊形，并且所述處理器(102)向所述片內(nèi)的每個所述頂點(diǎn)添加牽引彈簧。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口(104)適于允許所述用戶繪制所述解剖結(jié)構(gòu)的2D輪廓線，所述2D輪廓線包括一個連接到另一個的多個點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口(104)適于允許所述用戶將所述 2D輪廓線的所述多個點(diǎn)之一連接到所述表面網(wǎng)格的表面上的所述選定點(diǎn)。
20.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(108)，包括能夠由處理器(10 執(zhí)行的一組指令，所述一組指令能夠用于啟動(210、310)分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；向所述表面網(wǎng)格的每個所述邊緣分配(230、330)彈簧，并向所述表面網(wǎng)格的每個所述頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示(M0、340)包括所述表面網(wǎng)格的2D視圖和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖；向所述表面網(wǎng)格添加(觀0、380)牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格的表面上的選定點(diǎn)添加的；以及經(jīng)由交互點(diǎn)移動(四0、390)所述表面網(wǎng)格的一部分。
全文摘要
一種用于分割解剖結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法啟動分割算法，從一系列體積圖像產(chǎn)生所述解剖結(jié)構(gòu)的表面網(wǎng)格，所述表面網(wǎng)格由包括頂點(diǎn)和邊緣的多個多邊形形成；向所述表面網(wǎng)格的每個邊緣分配彈簧，向所述表面網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)分配質(zhì)點(diǎn)；顯示包括所述表面網(wǎng)格2D視圖和所述解剖結(jié)構(gòu)的2D重組視圖；向所述表面網(wǎng)格添加牽引彈簧，所述牽引彈簧是基于所述表面網(wǎng)格表面上的選定點(diǎn)添加的；以及經(jīng)由交互點(diǎn)移動所述表面網(wǎng)格的一部分。
文檔編號G06T7/00GK102378990SQ201080015315
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者H·舒爾茨, T·維克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司