[发明专利]用于3D计算机断层扫描的多个骨骼分割

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的用于三维计算机断层扫描的多个骨骼分割的方法和计算机可读介质。

本公开总地涉及计算机断层扫描(CT)领域，并且更具体地涉及利用计算机断层扫描的自动的骨骼分割。

背景技术

CT可以扫描患者体积。不同的对象在体积中可能是相互邻近的。来自扫描的CT数据表示两个对象。为辅助诊断、规划或植入设计，对象可以被分割。例如，来自三维(3D)CT图像的人的骨骼的分割对许多临床应用是重要的，所述临床应用诸如可视化增强、疾病诊断、植入设计、切割导向设计和手术上的规划。与每个对象相关联的位置或体素(voxel)被确定。

特别是在三维中，对对象的手动追踪是耗时间的。由于骨骼结构的多样化和复杂性、骨骼组织的非均匀的密度、由于部分体积效应而模糊和薄弱的骨骼界限、以及诸如骨质疏松症的病理学情况，自动的检测仍然是非常具有挑战性的任务。具体地，当相邻骨骼相互靠的太近时，因为骨骼间的间隙极度地窄，或者如果骨骼相互接界则所述骨骼间的间隙甚至消失，所以分开这些骨骼变得非常困难。因此，传统的分割方法常常产生重叠的界限。图1示出了具有得到重叠的界限的区域40的自动的分割的股骨(上)和胫骨(下)。由于该重叠错误，分割可能是不准确的。

发明内容

以介绍的方式，下文所述的优选实施例包括用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的方法、系统、指令和计算机可读介质。邻近的对象被单独地分割。可以识别被指定为属于两个对象的重叠的区域或位置。单独的分割的置信图被用于将重叠的位置标记为属于对象中的一个或另一个，而不是两者。该重新分割被应用于重叠的局部，而不是其它位置。仅对重叠位置的重新分割和应用中的置信图可以相互独立地或组合使用。

在第一方面中，提供一种用于三维计算机断层扫描的多个骨骼分割的方法。接收表示患者的第一和第二骨骼的计算机断层扫描(CT)数据。处理器分别分割第一和第二骨骼。所述处理器细化作为所述分割的第一置信图的函数的所述第一骨骼的分割以及作为所述分割的第二置信图的函数的所述第二骨骼的分割。所述处理器共同地调整作为所述第一和第二置信图的函数的所述第一和第二骨骼的分割的结果。示出具有所述分割的调整的结果的所述第一和第二骨骼的图像被输出。

在第二方面中，在非暂时的计算机可读贮存介质中贮存表示指令的数据，所述指令由用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的编程的处理器执行。所述贮存介质包括指令用于：将计算机断层扫描数据的第一体素标记为属于具有第一界限的第一分割，将计算机断层扫描数据的第二体素标记为属于具有第二界限的第二分割，所述第二体素的至少一些还被标记为属于所述第一分割，计算从所述第一体素到所述第一界限的第一距离，计算从所述第二体素到所述第二界限的第二距离，最小化作为所述第一和第二距离和空间排除约束的函数的能量函数使得所述第一体素专用于所述第一分割并且所述第二体素专用于所述第二分割，以及在所述最小化之后产生所述第一和第二分割的图像。

在第三方面中，在非暂时的计算机可读贮存介质中贮存表示指令的数据，所述指令由用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的编程的处理器执行。所述贮存介质包括指令用于：从计算机断层扫描信息识别第一对象的位置，从计算机断层扫描信息识别第二对象的位置，确定重叠的所述第一和第二对象的所述位置，修改所述重叠的位置的每一个以使得专用于所述第一或第二对象，以及避免修改所述重叠之外的位置。

本发明由下述权利要求限定，并且在本部分中没有什么应被认为是对该些权利要求的限制。本发明进一步的方面和优点在下文中结合优选实施例被讨论，并且可能在之后独立地或组合地被要求保护。

附图说明

所述组件和附图并不一定成比例，而是重点说明本发明的原理。此外，在附图中，相似的参考标号表示贯穿不同视图的相应的部件。

图1是具有两个对象的分割的、示出对象的重叠的计算机断层扫描图像；

图2示出了用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的方法的一实施例；

图3是用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的方法的另一实施例的流程图；

图4A、4B和4C是表示分割的不同的阶段的计算机断层扫描图像；

图5示出了具有重叠的分割以及重叠的重新分割校正的计算机断层扫描图像；以及

图6示出了用于三维计算机断层扫描的多个对象分割的系统的一实施例的框图。

具体实施方式