針對心臟病的模型產生器的製作方法

2023-05-24 03:13:16

專利名稱：針對心臟病的模型產生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及信息技術和醫療技術的領域，尤其涉及在醫學分析領域內從多個不同 的圖像數據組中產生(三維)模型的方法、裝置和電腦程式產品。
背景技術：
在對不同疾病的診斷和治療計劃的範圍內，特別是對於複雜的心臟病和/或兒童 心臟病，醫生要面對大量由多種不同成像方法產生的圖像數據組。在此例如有心臟超聲波 檢查、心臟導管檢查、核自旋斷層造影、計算機斷層造影以及其它標識關於待檢查器官的功 能上的相互關係(Ineinandergreifen)的信息的檢查。進行診斷的醫生須考慮所有通常源 自於不同模態的眾多圖像數據組，以能夠得出總的判斷。顯然，這樣的工作要求高度的細緻且不能出錯，因為在某種程度上會給患者帶來 威脅生命的結果。但實踐顯現，在根據現有技術的迄今的方法中，可惜不能完全排除錯誤， 因為大量增長的單獨診斷對醫生提出了很高的要求。在此，醫生必須識別單獨診斷中存在 的醫學相關數據，並將其傳輸給其它模態的圖像信息。迄今為止，由醫生手動地將不同的單獨診斷綜合到一起。因此，迄今為止在每個模 態(如MRT、CT、超聲波儀器等)上採集圖像數據組並由放射科醫生和/或兒童心臟病學家 進行分析。在分析結束之後通常產生一個醫學報告，該醫學報告可以是純文本的也可以是 嵌入圖像的結構。然後兒童心臟病學家收集這些信息並基於其醫學經驗對這些信息進行分 析，做出診斷和/或決定進一步的診斷過程或進一步的治療。在此圖像診斷和產生報告可 以利用醫學專用診斷軟體來進行。在此，特定於模態的信息可以存在於三維圖像數據組或 甚至四維圖像數據組(其包括時間上的並由此包括功能上的變化)中。在實踐中，對於做診斷的醫生的困難之處在於，將由不同模態提供的圖像數據組 進行組合或綜合。迄今為止，對特定於模態的圖像數據組的組合或綜合都由醫生手動地進 行。醫生僅對於先天性異常能夠在專用的診斷軟體的範圍內獲得信息技術上的支持，如產 品PedHeart 和PedCath 。該軟體尤其適於對特殊的兒童心臟病的診斷，如四聯症，大動 脈和/或未校正的分流管的轉位。由此，在診斷領域內存在對於在綜合不同模態的圖像數 據組以對解剖結構進行三維和/或四維建模的進一步的信息技術和自動支持的需求。

發明內容
因此本發明要解決的技術問題是，給出一種能夠從醫學圖像數據組產生模型的途 徑，其中，圖像數據組是特定於患者和特定於模態的，並且源自於不同的模態。在此，要將不 同的圖像數據組綜合到三維或四維模型中，然後進行顯示。在此，對三維或四維立體數據組 的建模應結合模態地進行。以下結合本發明的方法對本發明的解決方案進行描述。本發明方法的特徵、優點 或實施方式同樣也適用於本發明的裝置，反之亦然。換言之，結合方法所描述的特徵也適合 於裝置，反之亦然。方法的相應的功能特徵通過裝置的相應的具體模塊、特別是通過硬體模
4塊來構成。本發明的技術問題尤其通過一種計算機實現的、從多個醫學圖像數據組中產生 (三維或四維)模型的方法來解決，包括提供多個圖像數據組，這些圖像數據組是利用相同或不同的模態採集的；在所提供的圖像數據組中自動產生輪廓線(Konturlinien)；針對圖像數據組提供一個(三維或四維)表達，優選是從模型檔案中提供一個；將所產生的輪廓線半自動地匹配到所提供的表達中，並綜合所提供的圖像數據 組，以計算針對圖像數據組的模型；針對圖像數據組顯示該(特定於患者的)模型。以下將對本申請中使用的概念進行詳細解釋。「模型」涉及要檢查的器官、如心臟的三維或四維表示。在四維模型中還包括關於 時間或功能信息(如心臟的壓縮信息、血壓特性和/或血流方向(如關於心臟瓣膜)或關 於血流速度的信息)的信息。如果要檢查的器官不是心臟，則在此可以涉及其它關於相應 器官的功能參數，如膽汁的分泌。在涉及心臟的四維模型中，例如還可以集成進心電圖信息 或其它涉及時間的參數。該模型是特定於患者且模態相關的。此外，該模型是(由不同模 態採集併集成於一個模型中的)不同圖像數據組的圖形表達。該模型用於簡化醫生的診斷 工作並作為圖形3D表達顯示在用戶界面上。醫學圖像數據組涉及不同模態的數據組，如核自旋檢查的圖像數據組、計算機斷 層造影的圖像數據組、超聲波檢查的圖像數據組、實驗室檢查的圖像數據組、心臟導管檢查 的圖像數據組，等等。此外還可以將多個檢查結果綜合到一個圖像數據組中。圖像數據組 可以在線實時採集，也可以是在先前的檢查中採集的並從存儲器中調出的。輪廓線是圖形框架並因此是圖像數據組中的輔助結構。所顯示的器官由輪廓線來 劃定輪廓，並且在必要時還可以利用輪廓線來對器官進行分割。輪廓線用於被顯示器官的 更好的可識別性。輪廓線給出器官與相鄰的和周圍的組織的界限。可以使用常規的計算機 輔助的產品來產生輪廓線。在此，特別是使用模式匹配和模式識別範圍內的常規方法。本發明還使用針對圖像數據組的表達。該表達是待檢查器官的抽象三維或四維表 示。該表達是從各患者中抽象出的並且不包含特定於患者的信息。該表達通常是由多個特 定於患者的圖像數據組建立的，用作對相應器官的(三維或四維)顯示的基礎裝備或模版。 因此例如設置了健康成人心臟的三維表達，特定年齡的兒童心臟的三維表達，以及其它具 有特定疾病的心臟的三維表達。這些表達可以存儲在檔案庫(表達檔案庫)中。此外還可 以對這些表達隨時進行修改和/或補充其它的表達。與表達不同的是，模型是基於對患者的相應檢查的特定於患者的模型。在模型中 集成了所有涉及患者以及待檢查器官的迄今的檢查。為此對所有可用的圖像數據組進行組 合。優選將計算出的模型顯示在圖形用戶界面上。按照本發明的優選實施方式，圖像數據組是兩維、三維和/或四維的。但主要涉及 兩種實施方式-第一種實施方式基於存在不同模態的多個兩維圖像數據組，將它們集成為三維 模型。-另一種可能性在於，已經存在三維立體數據組，它們同樣被集成為三維或四維模型。在此涉及對已存在三維模型的細化或將多個三維數據組集成到四維模型中。根據本發明的優選擴展，還可以在(三維)表達和/或計算出的模型中匹配其它 圖像數據組，甚至是事後的。由此可以簡單的方式容易地將後續檢查集成到迄今建立的特 定於患者的模型中，並且醫生由此可以簡單地獲得關於所有迄今已經實施的檢查的概貌。根據本發明的另一實施方式，自動地產生輪廓線。但替代地或累加地，還可以由用 戶隨時手動地匹配自動產生的輪廓線。由此可以避免錯誤或結果錯誤。即用戶獲得對產生 輪廓線的建議，他可以接受、修改或拒絕該建議。根據本發明的另一實施方式，提供圖像數據組包括自動匹配表達參數。表達參數 涉及所有與模型顯示或模型表達相關的參數。在此尤其是包括大小關係、解析度、窗口的大 小、集成的圖像數據組的數量、模型的維數(三維或四維)。如上所述，優選模型是三維的。一種優選的擴展是更複雜地構成並設置四維的模 型，從而在此還可以導出其它與時間相關的信息。此外模型包含涉及圖像數據組的信息。對此是指僅能從不同圖像數據組的組合中 導出的信息，而非單獨可用的圖像數據組。在此例如是心臟的壓縮信息、血壓特性、血流方 向信息、血流速度信息，同樣還有其它參數，如血液的氧飽和度、關於組織疤痕的信息等。由 此帶來的優點是，醫生還能夠得到關於待檢查的器官的其它相關信息。根據本發明的另一優選實施方式，模型包括絕對大小信息(如以釐米給出)。此外 同樣還可以包含相對的大小信息(如與相鄰器官的關係或者相對於患病器官健康器官的 大小關係等)。在本發明的一種優選擴展中，該方法半自動地實現。這意味著用戶可以手動地將 其它(兩維)圖像數據組插入到三維表達中。此外，僅為用戶提供建立計算出的模型的建 議，用戶可以對該模型進行細化或修改。這通常通過用戶在圖形用戶界面上(如用滑鼠)操 作的用戶輸入來實現。在此例如可以將兩維圖像數據組移動到三維表達中的正確位置上。 因此計算出的模型也可以由用戶進行修改或匹配。根據一優選實施方式，模型是可編輯(例如為了實施用戶匹配)和/或可航行 (navigierbar)的。在此「可航行」意味著，用戶能夠在計算出和顯示的模型中航行。尤其是 在此用戶可以利用滑鼠標記特定的區域，然後得到對對應於該區域的圖像數據組的顯示。根據本發明的優選擴展，基於內插來計算模型。將至此經匹配的輪廓線內插到三 維表達的其它截面上，由此可以連續地對模型進行細化。根據本發明的另一實施方式，將計算出的模型不經改變或經改變地作為其它表達 的基礎而存儲在檔案庫中。同樣，可以將存儲在檔案庫中的模型用於其它方法。本發明要解決的另一技術問題在於提供一種計算機實現的、從多個醫學圖像數據 組中產生模型的裝置，包括-至少一個至多個不同模態的輸入接口，其中，這些模態分別用於提供至少一個圖 像數據組，通過該輸入接口能夠由相同或不同的模態採集圖像數據組；_至少一個輪廓模塊，用於在通過輸入接口接收的、所提供的圖像數據組中自動產 生輪廓線；-檔案庫，用於(為通過輸入接口接收的圖像數據組)提供至少一個表達；-綜合器，用於將所產生的輪廓線半自動地匹配到所提供的表達中，並綜合所提供的圖像數據組以計算針對圖像數據組的模型；-圖形界面，用於顯示針對圖像數據組計算出的模型。輸入接口用於訪問模態的圖像數據組。所有按照本發明的裝置的不同模態的圖像 數據組都可以通過該輸入接口輸入。為此，輸入接口可以訪問其中收集了所有不同模態的 圖像數據組的中央數據存儲器，或者輸入接口還可以實現為直接訪問各模態的存儲器。輪廓模塊實現為，在所採集的圖像數據組中將至少一個輪廓線集成到圖像數據組 中。輪廓線用於將相應的器官與其周圍相分離，並例如可以是胃的輪廓、心臟的輪廓、肝臟 的輪廓等。將輪廓線集成在圖像數據組中。輪廓線還可以標記對相應器官的分割，如心室、 心血管等。檔案庫用於提供至少一個與患者無關的表達。在這些表達中所有患者相關的信息 都被平均化、相對化和/或一般化，並對相應的器官或對特定的圖像數據組建立起抽象模 型。該表達優選是三維的。按照本發明的優選擴展，該表達是四維的並附加地包括與時間 相關的信息，如血流信息或運動信息。綜合器用於將所提供的圖像數據組匹配到所提供的表達中。換言之，優選通過該 綜合器將不同的兩維圖像數據組(超聲波、心臟導管等)集成到三維表達中。這優選通過 所產生的輪廓線來實施，其中，將所產生的輪廓線插入到所提供的表達中。替代地，用戶還 可以使用其它地標或標識來進行匹配。優選手動地實施各個截面的匹配。但對於手動匹配 的面之間的面可以通過內插自動地進行匹配。此外，該綜合器還用於將不同的圖像數據組 組合或綜合到一個(特定於患者的)模型中。圖形界面用於顯示所產生的、特定於患者的 (三維或四維)模型。按照本發明的裝置可以實現為硬體模塊。該裝置的單元(如輪廓模 塊、綜合器)也可以作為軟體模塊集成在裝置中。在本發明的一種較複雜的實施方式中，本發明的裝置集成在一個診斷系統中，該 系統為用戶提供支持以及對多個(不同的)診斷的組合的更好的可視化顯示。在該計算機實現的裝置的一種簡單的實施方式中，該裝置僅具有用於接收圖像數 據組的輸入接口、輪廓模塊、另一個用於傳輸表達的接口以及綜合器。綜合器為該裝置提供 其中生成所產生的模型的結果。該模型可以顯示在連接在該裝置上的圖形界面上。以上描述的按照本發明方法的實施方式也可以實現為電腦程式產品，當在計算 機或計算機的處理器上執行這些程序時，該計算機能夠實施所描述的本發明的方法。本發明要解決的另一技術問題是提供一種存儲器介質，用於存儲以上描述的計算 機實現的方法，並且是計算機可讀的。此外還可以將以上所述方法的各個組成部分實施為可銷售的單元，將其它組成部 分實施為另外的可銷售單元，即實現為分布的系統。
以下結合附圖和實施例對本發明的特徵、其它優點進行描述。以下附圖的詳細描 述不作為對理解本發明實施例的限制。圖中示出

圖1概貌性示出按照本發明優選實施方式的本發明的裝置；圖2示出按照本發明優選實施方式產生的三維模型的示意圖；圖3舉例示出不同的圖像數據組以及一個用於產生模型的表達；
圖4是圖3的擴展顯示，其中對圖3中的模型還利用與心電圖相關的動態數據組 進行顯示；圖5示出按照本發明優選實施方式的流程圖的概況。
具體實施例方式以下結合圖1對本發明的基本概念進行詳細描述。圖1示出用於產生模型M的按照本發明的裝置10。該模型M優選是三維的。在 一種優選擴展中，該模型M還可以是四維的並附加地包括動態信息、特別是時間信息。可以 將這些信息與時間相關的圖像數據組BD相關聯。時間相關的圖像數據組BD例如可以是 EKG(心電圖)圖像數據組BD。圖像數據組BD源自於不同的模態M。替代地或累計地，圖像數據組BD還可以對應 於一個患者在同一模態M上所進行的不同的檢查。在圖1示出的例子中，第一模態M1是產 生兩維圖像數據組的超聲波設備，第二模態M2是心臟導管，而第三模態M3是產生所有兩維 圖像數據組BD的核自旋設備。此外，第四模態M4是產生三維圖像數據組BDjB CT圖像數 據組和/或MR圖像數據組BD的設備。此外，圖1中示出的第五模態M5產生時間相關的圖 像數據組BD，例如可以是EKG設備。本發明的一個重要方面在於，將不同的圖像數據組BD、即不同模態的圖像數據組 和/或同一模態M的不同圖像數據組綜合到一個模型M中。通過輸入接口 IS讀入不同的圖像數據組BD並傳輸給裝置10。裝置10用於從不同的圖像數據組BD中產生模型M。為此裝置10包括輪廓模塊K 和綜合器I。輪廓模塊K用於在所提供的圖像數據組中自動地產生輪廓線KL。因此，在每 個所提供的圖像數據組BD中都會自動產生一個輪廓線KL，或者自動產生一個對於輪廓線 KL的建議，用戶還可以進行修改或匹配。輪廓線KL例如可從圖3、圖4左下方示出的圖像 數據組BD中看到。輪廓線KL用於標記要進行檢查的相應器官或身體區域的輪廓。輪廓線 KL集成在圖像數據組BD中。此外裝置10還包括用於將圖像數據組BD與輪廓線KL進行半自動匹配的綜合器 I。在此，將圖像數據組BD與自動產生的輪廓線KL集成到表達R中。表達R是與患者無關的相應器官或相應身體部分的一般表達。例如，有對心臟、肝 髒、胃的表達R，並且還可以對不同的患者類型建立不同的表達(例如對兒童、成人、女性及 男性，或者針對不同疾病的表達)。表達R優選是三維的。表達R還可以是四維的並包括時 間信息。優選將表達存儲在檔案庫A中並可以隨時擴充附加的表達R。綜合器I包括計算單元，其由所提供的圖像數據組BD及其相應的輪廓線KL以及 在所提供的表達R中的半自動匹配產生模型M。按照本發明的優選擴展，自動建議輪廓線KL。為此將建議的輪廓線KL顯示在圖像 數據組BD上。但圖像數據組和輪廓線KL仍可以由用戶手動地進行匹配，因此能夠根據用 戶的現實情況來對輪廓進行適合於當前情況的建模。即用戶可以對自動建議的輪廓線KL 手動地進行改變、扭曲或移動。該手動的後處理或者說匹配可以獨立於所基於的原始數據 BD進行。這些(手動或自動)的匹配可以作為附加的數據組進行存儲，由此所有改變都保 持為可回溯的。除了由醫生或用戶對輪廓線KL進行的手動匹配，還可以對輪廓線KL進行自動匹配，例如基於公知的圖像處理機制，如對象識別、著色(Rendering)，或者其它醫學信 息技術方法。如圖1示出的，還附加地設置了用戶接口 UI，在其上顯示所產生的模型M。本發明的另一重要方面在於，所產生的模型M是可編輯的。此外，用戶還可以在所 產生的模型M中航行，其中，用戶例如選擇三維模型M中的各個截面，以顯示相應的兩維截 面。此外，可以在模型M上實施所有圖形功能。例如，可以對模型M進行任意的旋轉、切割、 扭曲及變形。同樣，還可以採取不同的觀察方向(例如在顯示心臟模型M時的四室觀察、兩 室觀察、長軸等)。圖2示出三維模型M的示意圖，其中已匹配了不同的兩維截面。圖2中用編號1-6 對各截面進行了編號。這些編號涉及不同的截面，以下將詳細描述。
圖2中 -用「1 -用 -用 -用 -用 -用
'標識的截面是四室觀察； '標識的截面是兩室觀察； '標識的截面顯示的應是心臟的所謂「長軸」； 『標識的截面是所謂的「基本截面」； '標識的截面是穿過心臟中心的截面；以及 '標識的截面是心臟的頂部截面。 在優選實施方式中，採用將相應截面插入到表達R中的半自動方法。在此，醫生必 須確定須將相應兩維圖像插入到三維表達中的位置。如前所述，模型還可以是四維模型，因 此還可以附加地將時間相關的信息包含到模型M中。在圖3的下部示出集成到圖3左上部顯示的模型M中的不同的圖像數據組BD。除 了這些圖像數據組BD外，還使用了圖3右上方示出的表達R。如從圖3和圖4可看到的，表達R是特定身體部分或器官的示意性表示。在本發 明的擴展中，可以用附加的信息來形成表達R。這些信息在圖3和圖4示出的表達R中應通 過標識的數字來表示。這些數字可以涉及不同的器官部分，用於使用戶易於識別該器官部 分。為此可以在屏幕上顯示一個每個數字所對應的器官部分的索引表。然後可以將所有這些信息用於計算圖3左上方示出的、三維或四維的模型M。模型M包括相應器官的三維顯示，並且還可以包括其它涉及圖像數據組的信息Z。 涉及圖像數據組的信息Z例如可以包括組織的結構的信息(如疤痕組織或健康組織)、氧 飽和度(如以百分比的形式)或其它附加的信息。涉及圖像數據組的信息Z還可以是血液 信息並涉及心臟的壓縮、血壓特性和/或血流方向以及血流速度。涉及圖像數據組的信息 Z可以從一個單獨的圖像數據組BD中確定出。此外，涉及圖像數據組的信息Z還可以從不 同圖像數據組BD的組合中確定出來(由此即概念「涉及圖像數據組的」)。同樣，在此用戶 還可以通過相應的用戶接口手動地插入信息Z(如象「注意血管栓塞的表示？ 」這樣的特 殊標記)。同樣，模型M可以包括絕對信息和/或相對信息。這些信息例如可以是要顯示的 器官的絕對大小信息。此外還可以設置例如涉及相鄰器官的相對大小信息。在圖4示出的模型M的例子中，還通過另一個涉及EKG數據的圖像數據組15來擴 展模型M。將圖像數據組BD與該EKG圖像數據組15相關聯併集成在該模型M中。在圖3和圖4中涉及圖像數據組的信息Z例如構成為文本信息。此外在此還可以
9設置對相應分割的彩色的或其它突出顯示，或者特定的編碼。例如，可以用紅色來表示高的 氧飽和度，而用藍色表示較低的氧飽和度。圖3和圖4中的附加信息Z的文本信息例如有 「 125/68/84mmHg-Sp0262% 」。但根據相應的預先設置可以將任意其它的附加信息Z添加到 模型M中。以下結合圖5對按照本發明優選實施方式的示意流程進行詳細解釋。在第一步驟Sl中，由不同的模態虯為為為為提供圖像數據組BD。這些圖像數 據組BD通過輸入接口 IS傳輸給裝置10。在第二步驟S2中，由用戶選擇一個圖像或一個圖像數據組BD。在第三步驟S3中，在相應的圖像數據組BD中自動產生輪廓線KL並且集成到圖像 數據組BD中。為此將輪廓線KL與原始圖像數據組重疊並作為組合圖像存儲。可選地，還 可以將組合的圖像數據組與輪廓線KL分開存儲。在第四步驟S4中，提供與患者無關的抽象表達R。優選從檔案庫A中為相應的圖 像數據組BD提供表達R。這例如可以通過將待檢查的器官與相應的表達R相對應來實現。 換言之，在檔案庫A中在關鍵字「胃」下存儲至少一個胃的表達。同樣，對於其它器官(如 心臟)還可以存儲多個可能與心臟的不同情況(健康的心臟、患病的心臟、兒童心臟、患有 先天性疾病的心臟，等等)相關的表達R。在第五步驟S5中，將圖像數據組通過其輪廓線KL匹配到表達R中。這優選通過 相應的用戶交互來實現。在此，用戶選出相應的圖像數據組BD並在表達R中標示出應該插 入圖像數據組的位置。在第六步驟S6中，從該匹配過程出發計算並產生模型M。模型M可以是三維或四 維的並與源自於不同模態的圖像數據組BD相關。在第七步驟S7中，在用戶界面UI上顯示所產生的特定於患者的模型M。在第八步驟S8中，用戶還可以對所產生的模型M進行匹配。例如在此用戶可 以採取校正措施或進行細化。此外他還可以根據其它觀點對模型M進行編輯。他例如 可以生成分流管瓣膜病(Shimt-Vitium)；可以改變或生成血管變化；可以改變心室對應 (Kammerzuordnung)；可以生成、改變或匹配大小關係；或者可以生成、改變或匹配附加的 結構，如旁路手術、植入支架或線圈、針對計劃的介入或手術的血管支路或新的解剖結構。 除了手動匹配外還可以對所產生的模型M進行自動匹配。自動匹配措施例如可以是模式識 別措施或其它醫學信息技術中的內插措施。在第九步驟S9中，存儲所產生的模型M。在第十步驟S 10中，可以從所產生的模型M中建立起新的表達R。這在圖5中用 從步驟SlO引向步驟S4的箭頭示出。該新的表達R同樣可以存儲在檔案庫A中以備將來 調用。在第十一步驟Sll中，可以將其它圖像數據組BD插入到所產生的模型M中。這通 過圖5中從步驟Sll引向步驟S6的箭頭示出。由此，可以動態地對所產生的模型M進行細 化。在檔案庫A中存儲了表達R的三維或四維的庫。用於這些表達庫的基礎構成一組 對於最常見心臟疾病的未經處理的表達，如心室隔膜缺陷、心房隔膜缺陷、四聯症、大動脈 轉位或未校正的分流管。
本發明的主要優點在於，除了單模式的應用還可以使用多模式的應用。在單模式 的應用中，僅使用一個特定模態的圖像數據組BD。在多模式應用中，對不同的圖像數據組進 行組合併集成到一個模型中，因此要考慮多種模態(如超聲波數據、心臟導管數據、CT數據
寸J ο本發明的另一優點在於，可以將附加信息Z添加到所產生的模型M中。附加信息 Z可以包括形態學的信息和非形態學的信息。此外還可以引入連續的功能信息，如從超聲 波_都卜勒方法中測得的流速中採集的信息。另一優點在於可以按照任意觀點來顯示模型M的高度靈活性。例如，可以標記和 選擇分離的三維結構。此外可以顯示例如與計劃的介入或手術相關的特殊結構。例如可以 精確地選擇模型M中與在冠狀靜脈竇中植入心臟起搏器激勵探針相關的結構並將其可視 化。在自動產生輪廓線KL並將其插入圖像數據組BD時，可以參照公知的例如產生涉 及心內或心包的多邊形的方法。在優選實施方式中，用戶可以對建議的自動產生的輪廓線 KL進行接受，或者通過移動該輪廓線或進行其它的匹配再手動地進行匹配。同樣，用戶可以 隨時對其它根據本發明方法的自動的建議進行匹配或細化。按照本發明基本上有兩種不同的應用場景_在第一種應用語境中，提供兩維和/或三維圖像數據組，對此產生三維或四維模 型；-在第二種應用語境中，已經存在初始的三維或四維模型，對該模型通過其它(維 度可變的)圖像數據組進行細化；該細化可以通過將其它圖像數據組接受到模型M中連續 地執行。在一種優選擴展中，該方法包括一個附加的方法步驟，即半自動地校正和匹配大 小關係。由此能夠使模型M更加精確並得到改善。優選在所產生的模型M中將相關的圖像信息與其它相關疾病的病理生理學原因 相關聯。例如，兒童心臟病學家能夠利用所產生的模型M—眼看出疾病的狀態並在視覺上 很容易識別地加以確定。所產生的模型M可以用作後續醫療過程或幹預的基礎(例如用作 手術計劃模型)。同樣，可以在治療結束之後利用簡單的圖形工具來擴展模型M，從而使該 模型可視地與隨著時間伴隨的相應疾病變化相匹配。對於相關結構更好地和更容易地識別，還可以對模型M進行進一步的圖像處理， 如顏色匹配、選擇相關結構、突出標記相關結構和為提高圖像質量的圖像處理過程。優選表達R是相應器官(如心臟)的(兩維或三維)示意表示。在表達R中結構 化地顯示該器官並與相應的患者無關。因此表達R不包含特定於患者的數據，而僅包含例 如用作顯示心臟的架構的圖像數據。根據優選擴展，該方法包括多個插值步驟。例如如果將第一截面引入了模型M中 並在第二步驟中引入了第二截面，則可以通過內插自動地計算出第一和第二截面之間所有 的截面，並引入模型M中。這對於用戶來說的優點在於，他須手動執行的步驟更少並僅須將 少量截面手動地插入三維模型M。優選用戶能夠隨時對自動產生和插值出的模型M手動地 進行校正。但原則上所產生的模型M的質量隨著經匹配截面數量的增加而提高。最後要指出，所描述的本發明和實施例原則上不限於特定的物理的實現。對於本領域技術人員來說本發明可用部分地或全部地在軟體和/或硬體和/或在多個物理產品中 分布地實現，在此特別是還有電腦程式產品。
權利要求
一種計算機實現的、從多個醫學圖像數據組(BD)中產生模型的方法，包括提供多個圖像數據組(BD)，這些圖像數據組(BD)是利用相同或不同的模態採集的；在所提供的圖像數據組(BD)中自動產生輪廓線(KL)；提供一個表達(R)；將所產生的輪廓線(KL)半自動地匹配到所提供的表達(R)中，並綜合所提供的圖像數據組(BD)以計算針對圖像數據組(BD)的模型(M)；針對圖像數據組(BD)顯示計算出的模型(M)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述圖像數據組(BD)是兩維、三維或四維的。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在三維表達(R)中還能夠匹配另外的兩維或 三維圖像數據組(BD)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，產生所述輪廓線(KL)包括手動地 匹配輪廓線(KL)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，提供所述圖像數據組(BD)包括自 動匹配表達參數。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述模型(M)是三維或四維的。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述模型(M)包括涉及圖像數據組 的信息(Z)。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述模型(M)包括絕對和/或相對 信息，尤其是大小信息。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，對所述模型(M)的計算包括手動地 匹配該模型(M)。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，所述模型(M)是可編輯和/或可 航行的。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，對所述模型(M)的計算包括將迄 今經匹配的截面或兩維圖像數據組(BD)內插到其它圖像數據組(BD)或三維表達(R)的其 它截面中。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其中，將計算出的模型(M)不經改變或 經改變地作為至少一個其它表達(R)的基礎存儲在檔案庫(A)中並使用。
13.一種計算機實現的、從多個醫學圖像數據組(BD)中產生模型(M)的裝置(10)，包括至少一個至多個不同模態的輸入接口(IS)，其中，這些模態分別用於提供圖像數據組 (BD)，通過該輸入接口(IS)能夠由相同或不同的模態採集圖像數據組(BD)；至少一個輪廓模塊(K)，用於在通過所述輸入接口(IS)接收的、所提供的圖像數據組 (BD)中自動產生輪廓線(KL)；檔案庫(A)，用於提供至少一個表達(R)；綜合器(I)，用於將所產生的輪廓線(KL)半自動地匹配到所提供的表達(R)中，並綜合 所提供的圖像數據組(BD)以計算針對圖像數據組(BD)的模型(M)；圖形界面(UI)，用於顯示針對圖像數據組(BD)計算出的模型(M)。
14.一種電腦程式產品，可加載到計算機存儲器中，具有計算機可讀的指令，當在計算機上執行這些指令時，可以實施根據權利要求1至12中任一項所述的方法。
全文摘要
本發明涉及從多個模態的多個不同的圖像數據組(BD)中產生(三維或四維)模型(M)的方法、裝置和電腦程式產品。為此將圖像數據組(BD)匹配到提供的表達(R)中，為不同的圖像數據組(BD)自動地添加輪廓線(KL)併集成到表達(R)中。從中計算出的模型(M)。
文檔編號G06T17/00GK101887487SQ20091026195
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月23日 優先權日2008年12月23日
發明者烏爾裡克·哈通 申請人:西門子公司