[发明专利]用于分割多维数据集中的解剖结构的方法、设备和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于分割多维数据集中的解剖结构的方法，所述多维数据集包括多个时间上间隔开的心脏图像，所述心脏图像包括关于目标物体(matter)和关于其它物体的数据。

本发明还涉及用于分割多维数据集中的解剖结构的设备，所述多维数据集包括多个时间上间隔开的心脏图像，所述心脏图像包括关于目标物体和关于其它物体的数据。

本发明此外还涉及用于分割多维数据集中的解剖结构的计算机程序，所述多维数据集包括多个时间上间隔开的心脏图像，所述心脏图像包括关于目标物体和关于其它物体的数据。

背景技术

在开头段落中阐述的方法的实施例从US 5,903,664获知。该已知方法被安排成执行图像分割步骤以便从适当诊断图像识别同一目标物体的毗邻区域。特别地，该已知方法适合于从适当诊断心脏图像分割左心室。为此，在该已知方法中，心脏图像中的适当的感兴趣区域在操作者监督下来确定，由此定位在所观察的感兴趣区域内的初始种子点。此外，识别一个用于像素或体素类别的初始门限。以选自包括时间上间隔开的心脏图像的多维数据集的适当初始图像开始，分类感兴趣区域中的图像点。具有与所述种子点相同分类、且经过全都具有相同分类的图像点被连接到所述种子点的毗邻图像元素被识别，从而定义了该图像中所考虑的分割结构。

该已知方法的缺点在于，为了使得能够进行所考虑的解剖结构特别是心脏中的心室的分割，与操作者的交互是必要的，由此来定义用于分类的门限。这导致该已知方法相对于用户再现性(reproducibility)和分割精度两者的较差的鲁棒性。前者的问题由这样的事实来解释，即对于同样的多维数据集，不同的操作者可以选择不同的门限。后者的问题由这样的事实来解释，即在心脏图像中表示脂肪的图片元素或体积元素的强度类似于那些在心室组织和脂肪组织之间引入了微弱区别的血液的强度。这导致较差的分割结果。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于分割多维数据集中的解剖结构的方法，所述多维数据集包括多个时间上间隔开的心脏图像，所述心脏图像包括关于目标物体和关于其它物体的数据，由此所述方法提供解剖结构特别是心脏的心室的更精确的分割。

为此，根据本发明的方法包括下列步骤：

-执行心脏图像的分类以区别目标物体和其它物体，产生包括目标物体的分类的心脏图像；

-将细化(thinning)算子应用到分类的心脏图像，产生包括被连接图像成分的已处理的心脏图像；

-标记不同的被连接图像成分，产生各自的标记的被连接图像成分；

-对于每个标记的被连接图像成分，基于它的随时间的体积可变性而计算一个因子；

-通过选择具有满足预定准则的因子的被连接图像成分，分割解剖结构。

本发明的技术措施基于以下认识：

i)心脏的心室沿着特别是四维数据集的所有维表现出一致性。特别是，在截面的切片(cross-sectional slice)空间中，心室的核心对于在不同纵向位置和在不同时间相位获取的切片基本上是静态的。

ii)不同于脂肪组织，心室在心动周期期间显著地收缩和扩张。

这样，基于这些观察，心室可以在例如四维数据集中的明亮区域之间被自动区别开，由此区域被定义为明亮像素或体素的连接群。为此，可以利用本身已知的图像处理技术。