醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
【專利說明】醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
[0001]本申請主張2013年11月14日申請的美國專利申請?zhí)?4/079,908的優(yōu)先權，并在本申請中引用上述美國專利申請的全部內(nèi)容。
技術領域
[0002]本發(fā)明的實施方式涉及醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
【背景技術】
[0003]最近的醫(yī)用攝像方法根據(jù)通過醫(yī)用圖像診斷裝置收集到的數(shù)據(jù)生成多個二維、三維以及四維圖像并進行分析。這樣的圖像能夠使用CT、MR1、PET、超聲波攝像等各種醫(yī)用攝像方法或者醫(yī)療器械(modality)來生成。
[0004]為了組合對以各種位置或者角度攝影得到的測量數(shù)據(jù)，且為了使用簡單表面著色(simple surface shading)或者直接體繪制等方法根據(jù)組合的數(shù)據(jù)對圖像進行繪制,使用軟件生成三維的醫(yī)用圖像。在四維攝像系統(tǒng)中，動態(tài)地繪制在不同的時間得到的時間序列的三維圖像，例如，生成三維超聲波動畫等三維運動圖像。
[0005]在大多數(shù)的情況下，將醫(yī)用圖像劃分為一個或者多個部分區(qū)域(段，segment)是有益的，各段例如與特定的組織類型、臟器或者其下位的構成要素、脈管、骨骼或者骨骼的一部分、或者其他的生物學構造等對應。區(qū)域分割(分段segmentat1n)是通過使用手動或者各種自動化技術來進行的。
[0006]已知制作人體的解剖學構造、或者人體的解剖學構造的特定部分的圖譜(atlas)的方法，能夠將其用于患者的圖像處理或者分析。通常，從圖像中識別出的特定的解剖學特征在位置對準(配準registrat1n)步驟中與圖譜對照。能夠將剛性或者非剛性配準適用于圖像，以使得圖像中的特定的位置與在解剖學上和圖譜中的該位置對應的位置進行位置對準。通過使用這樣的圖譜以及配準步驟，例如，能夠在由各種被檢體得到的圖像間進行直接的比較。
[0007]圖譜例如具備表示將由像素或者體素構成的圖像向解剖學的、或者其他的物質(zhì)(例如，特定的組織類型、骨骼、血液等)的各種解剖學區(qū)域或者類型進行分段化的分段信息。作為例子，分段信息以位掩碼的形式表示，但還已知其他形式的分段信息。各像素或者體素例如能夠在圖譜的坐標系內(nèi)的特定的位置具備圖像強度值或者其他的圖像參數(shù)值。圖像和分段例如作為一個或者多個數(shù)據(jù)庫中的不同的項目(entry)進行鏈接，但還能夠各自地存儲。圖像與分段信息的組合無論是各自地存儲還是一起存儲，都被稱為圖譜數(shù)據(jù)集。
[0008]作為用于實施自動化的分段的技術，存在基于圖譜的分段。在該技術中，通常，使用附有標簽的、換而言之使用被分段化的數(shù)據(jù)集作為圖譜數(shù)據(jù)集，為了求出恰當?shù)姆侄危礃撕灨郊?，能夠將圖像相對于該數(shù)據(jù)集進行比較。這樣的技術需要對圖譜數(shù)據(jù)集和收集到的圖像進行配準。
[0009]在基于圖譜的分段中，當使用多個圖譜時，應該能夠得到改善后的結果。圖1是表示以往例子所涉及的基于圖譜的分段的典型的流程的圖。如圖1所示，多個圖譜相互進行位置對準，根據(jù)該多個圖譜合成為單一的平均化的圖譜(以下，稱為平均圖譜)。為了相對于平均圖譜對處理對象圖像進行分段化，將處理對象圖像相對于平均圖譜進行位置對準并比較。圖2是表示以往例子所涉及的基于其他的圖譜的分段的典型的流程的圖。如圖2所示，處理對象圖像相對于多個圖譜的各個圖譜進行位置對準并進行比較。由此，生成處理對象圖像的多個分段。各分段是使用不同的圖譜來生成的。接著，為了生成最終的被分段化的圖像，例如，通過統(tǒng)計合成處理等來合成多個分段。
[0010]在圖像相對于各圖譜分別進行位置對準并組合其結果的后者的情況下，當使用多個圖譜時，大多數(shù)情況下最終的結果得到改善，能夠包含多個解剖學的變化。但是，此時，計算的負荷增大，另外，存在處理時間變長的擔憂。
[0011]現(xiàn)有技術文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2008-043736號公報
[0014]專利文獻2:日本特表2012-522557號公報
[0015]專利文獻3:日本特開2013-015945號公報
[0016]專利文獻4:日本特開2004-222864號公報
[0017]專利文獻5:日本特開2012-252559號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]實施方式的目的在于，提供一種能夠關于使用多個圖譜的基于圖譜的分段處理縮短處理時間，并且得到高精度的分段結果的醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
[0019]本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置具備:存儲部，存儲與對象部位的解剖學圖譜相關的多個圖譜；圖譜選擇部，根據(jù)上述多個圖譜的各個圖譜所包含的一個或者多個解剖學標識點的位置，從上述多個圖譜中，選擇用于對處理對象圖像進行分段化的多個選擇圖譜。
[0020]關于使用多個圖譜的基于圖譜的分段處理縮短處理時間并且得到高精度的分段結果。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示使用多個圖譜的基于圖譜的分段處理的流程的圖。
[0022]圖2是表示使用多個圖譜的基于圖譜的其他的分段處理的流程的圖。
[0023]圖3是表示本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置的結構的圖。
[0024]圖4是表示使用本實施方式所涉及的多個圖譜的基于圖譜的分段處理的流程的圖。
[0025]符號說明
[0026]5…醫(yī)用圖像處理裝置、10...掃描儀、15…主顯不部、20...控制面板、25...輸入部、30…圖像處理部、35...數(shù)據(jù)接收部、40…區(qū)域分割部、45…圖譜存儲部、75…圖譜選擇部。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖，說明本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
[0028]本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置具備:存儲部，存儲與對象部位的解剖學圖譜相關的多個圖譜；圖譜選擇部，根據(jù)該多個圖譜的各個圖譜所包含的一個或者多個解剖學標識點的位置，從該多個圖譜中選擇為了對處理對象圖像進行分段化而使用的多個選擇圖譜。
[0029]圖譜選擇部在該多個圖譜的各個圖譜與該處理對象圖像之間進行第I配準。另夕卜，圖譜選擇部在該多個選擇圖譜與該處理對象圖像之間進行第2配準。
[0030]第I配準的計算量比第2配準少。第I配準例如是線性配準。第2配準例如是非線性配準。
[0031]圖譜選擇部在該多個圖譜的各個圖譜與該處理對象圖像之間進行第I配準，根據(jù)第I配準后的該多個圖譜的各個圖譜中的該解剖學標識點的位置，從該多個圖譜中選擇多個選擇圖譜。
[0032]圖譜選擇部針對第I配準后的該多個圖譜計算該解剖學標識點的位置間的距離，根據(jù)該距離從該多個圖譜中選擇該多個選擇圖譜。
[0033]圖譜選擇部針對第I配準后的該多個圖譜中的各對的圖譜計算該解剖學標識點的位置間的距離，根據(jù)針對該各對的該距離，從該多個圖譜中選擇該多個選擇圖譜。
[0034]圖譜選擇部通過識別具有該距離最類似的距離度量(metric)的圖譜，來選擇該多個選擇圖譜。
[0035]圖譜選擇部針對第I配準后的該多個圖譜計算該解剖學標識點的位置間的距離的平均，根據(jù)該平均，從該多個圖譜中選擇該多個選擇圖譜。
[0036]根據(jù)上述醫(yī)用圖像處理裝置，圖譜選擇部對該多個圖譜的各個圖譜，在處理對象圖像的坐標系中計算該距離。
[0037]該解剖學標識點的位置是處理對象圖像的坐標系中的該解剖學標識點的位置。
[0038]圖譜選擇部使用聚類(clustering)法從該多個圖譜中選擇該多個選擇圖譜。聚類法是層次聚類或者譜聚類。另外，聚類法識別相對所提供的距離最大的簇(cluster)，或者識別包含所提供的或者事先設定的個數(shù)的圖譜的最初的簇?；蛘?，聚類法是反復聚類法，該反復聚類法在各反復中包括對具有最類似的距離的2個以上的圖譜進行分組的步驟。
[0039]另外，本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置還具備區(qū)域分割部，上述區(qū)域分割部根據(jù)該多個選擇圖譜對該處理對象圖像進行分段化。
[0040]另外，本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理方法包含:讀出表示與對象部位相關的標準的解剖學圖譜的多個圖譜，根據(jù)多個圖譜的各個圖譜所包含的一個或者多個解剖學標識點的位置，從上述多個圖譜中選擇為了對處理對象圖像進行分段化而使用的多個選擇圖
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