[发明专利]用于细化图像中的解剖结构的模型的方法和装置

说明书

提供了一种用于细化图像中的解剖结构的模型的方法和装置。采集针对所述图像中的所述解剖结构的模型。所述模型包括多个控制点，每个控制点对应于所述解剖结构中的特征。所述模型相对于所述解剖结构被放置在所述图像中。基于被接收以调节所述图像中的所述模型的用户输入，所述多个控制点中的至少一个的位置被调节以将所述模型的形状改变到所述图像中的所述解剖结构，其中，对所述至少一个控制点中的一个或多个的位置的调节是基于与所述至少一个控制点有关的信息来限制的。

技术领域

本发明涉及医学成像的领域，并且具体地涉及细化图像中的解剖结构的模型。

背景技术

医学成像是用于提供图像中的解剖结构(例如，器官)的视觉表示的有用工具。存在许多不同的类型的医学成像技术，包括计算机断层摄影(CT)、磁共振(MR)、超声(US)等。从医学成像采集的图像可以证明对于对象的临床分析和在必要的情况下医学介入有价值。

例如，医学成像在二尖瓣疾病的处置中是尤其有用的。二尖瓣疾病的处置需要介入设备和规划系统，其是快速增长市场的部分。在规划系统中，二尖瓣环和小叶需要被表征并且某些长度和区需要被测量。这通常基于从计算机断层摄影(CT)或者超声(US)图像采集的多个重新格式化的二维视图通过手动过程实现。例如，用于二尖瓣测量的临床工作流可以涉及沿着左心室的长轴切割左心室和二尖瓣并且呈现通过二尖瓣的正交切割的二维重新格式化。通过围绕左心室长轴旋转这些视图，创建一系列“桨-轮”重新格式化。二尖瓣的环可以在桨-轮系列的16个分立旋转状态中手动地注释(例如，在22.5度的角增量处)。定义二尖瓣环的三维轮廓可以通过所得的16个控制点之间的内插来估计。而且，在这些视图中的两个视图中，可以注释三角点。

如所提到的，这些当前临床工作流程需要手动交互。然而，由于二尖瓣和二尖瓣环的复杂的解剖结构，因而当前技术是麻烦、不直观并且常常是不可再现的。此外，二尖瓣环具有太复杂以致于不能简单地近似到能够利用很少自由度编辑的几何图元形状(诸如椭圆形或者环形结构)的形状。相反，二尖瓣环的形状引入用于编辑的许多自由度。此外，额外注释必须被执行以定义三角的近似位置，其被用于将全鞍形环转换为更好地适合设备规划所需的几何性质的更多D形环结构。然而，由于二尖瓣环和二尖瓣膜的复杂的三维解剖结构，因此二维切片中的注释是不直观并且常常是不可再现的。而且，16个二维视图对于定义三维中的三角点可能不是最佳的。

为了克服关于手动交互的问题，已经提供用于对二尖瓣环进行建模的方法。例如，Bastian Graser等人的“A Robust Model-Based Approach to Detect the MitralAnnulus in 3D Ultrasound”(Medical Imaging 2013)公开了根据三维超声数据创建的这样的模型，其中，力被计算并且被施加以调节模型。然而，这些力能够导致完成不可靠的调节并且提供二尖瓣的不准确的模型。

甚至鉴于以上困难，二尖瓣置换是心脏手术中的迅速增长的学科并且因此二尖瓣的复杂的几何结构继续导致复杂的规划，其中，需要若干测量结果以规划用于介入的最佳设备和最佳路径。相同困难也存在于具有复杂的几何结构的许多其他解剖结构中。

因此，需要一种细化图像中的解剖结构的模型以克服现有问题的经改进的方法和装置。

发明内容

如上所述，关于现有方法的限制在于，当前临床工作流程需要手动交互以规划解剖结构中的疾病的处置，这能够是麻烦、不直观并且常常不可再现的。此外，解剖结构的复杂的几何结构使针对介入的最佳设备和最佳路径的规划复杂，其中，针对解剖结构的现有模型证明是不准确的。具有可以细化复杂解剖结构的模型以克服这些现有问题的方法和装置将是有价值的。