基于3d數(shù)據(jù)組顯示檢查對(duì)象中的病理變化的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于分析檢查對(duì)象的3D數(shù)據(jù)組的方法，其允許識(shí)別檢查對(duì)象的解剖區(qū)域的病理變化，而在此無(wú)需單獨(dú)地或詳細(xì)地分析該解剖區(qū)域的容積子區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0002]存在許多種用于醫(yī)學(xué)地診斷在檢查對(duì)象中、例如在大腦的解剖區(qū)域中的病理變化的組織結(jié)構(gòu)的方法。對(duì)該變化的可能顯示涉及了每個(gè)結(jié)構(gòu)的表格式報(bào)告，其中，將該結(jié)構(gòu)分割為區(qū)段并且標(biāo)記出位于參考范圍之外的項(xiàng)。
[0003]病理變化的組織結(jié)構(gòu)的另一顯示涉及了患者的參考數(shù)據(jù)組和歸一化數(shù)據(jù)組的表達(dá)，其中，將這兩個(gè)數(shù)據(jù)組在單個(gè)圖像點(diǎn)的基礎(chǔ)上相互比較。
[0004]這些已知的方法具有不利的特性，即生成解剖區(qū)域的子區(qū)域中的容積效應(yīng)和由此覆蓋病理變化。此外，對(duì)結(jié)果的分析和判讀需要很大的時(shí)間開銷，因?yàn)楸仨殞⑺鶛z查的解剖區(qū)域的大量子區(qū)域相互比較。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]至今已知的用于檢查解剖區(qū)域的病理變化的方法在很多情況下要求檢查其子區(qū)域。由此導(dǎo)致的檢查的復(fù)雜性和高時(shí)間開銷因此通常被認(rèn)為是不利的。因此本發(fā)明提出的任務(wù)是，提供一種允許簡(jiǎn)單快速地識(shí)別解剖區(qū)域的病理變化的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過一種根據(jù)本方面的用于分析檢查對(duì)象的3D數(shù)據(jù)組的方法以及一種用于分析3D數(shù)據(jù)組的裝置解決。實(shí)施例限定了本發(fā)明的其它實(shí)施形式。
[0007]所提出的用于分析檢查對(duì)象的3D數(shù)據(jù)組的方法首先包括分割組成檢查對(duì)象的解剖區(qū)域。該步驟允許確定3D數(shù)據(jù)組中的不同解剖區(qū)域。此后確定歸一化的解剖區(qū)域和將其與參考模型相比較。參考模型在此包括不同解剖區(qū)域的參考尺寸。此后對(duì)于每個(gè)歸一化的解剖區(qū)域計(jì)算在歸一化的解剖區(qū)域的尺寸與參考模型中的相應(yīng)的解剖區(qū)域的尺寸之間的偏差值。該偏差值說明了歸一化的解剖區(qū)域的尺寸與參考尺寸相差多大。在另一步驟中將這樣確定的偏差值與整個(gè)解剖區(qū)域相關(guān)聯(lián)，從而該解剖區(qū)域具有恰好一個(gè)偏差值。此后，將解剖區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)與對(duì)應(yīng)于該偏差值的恰好一個(gè)強(qiáng)度值相關(guān)聯(lián)。
[0008]該方法的優(yōu)點(diǎn)是，將整個(gè)解剖區(qū)域看做唯一的一個(gè)對(duì)象。尤其無(wú)需個(gè)別地或單獨(dú)地分析其子區(qū)域。這減小了分析的復(fù)雜性并且使得節(jié)省評(píng)估時(shí)間。
[0009]此外，對(duì)于不同的解剖區(qū)域可以容易地識(shí)別出其是否與參考尺寸有偏差和有何種偏差。
[0010]在此，將用于分割3D數(shù)據(jù)組和尤其包含于其中的解剖區(qū)域的方法優(yōu)選構(gòu)建為使得將3D數(shù)據(jù)劃分為圖像點(diǎn)。將對(duì)解剖區(qū)域的歸一化尺寸的確定進(jìn)行為使得確定解剖區(qū)域的所有圖像點(diǎn)的容積與檢查對(duì)象的所有圖像點(diǎn)的總?cè)莘e之比。
[0011]將解剖區(qū)域的尺寸歸一化的優(yōu)點(diǎn)在于補(bǔ)償了特定的解剖特性，例如不同的頭部尺寸或者性別差異。
[0012]根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施形式，將歸一化的解剖區(qū)域的尺寸與來自解剖模型的相應(yīng)的解剖區(qū)域相比較。參考模型的特征在于，包含于其中的3D參考數(shù)據(jù)由來自多個(gè)檢查對(duì)象的多個(gè)所分割的解剖區(qū)域構(gòu)成。此外，3D參考數(shù)據(jù)可以具有正態(tài)分布，并且例如可以對(duì)應(yīng)于高斯型回歸模型或者百分位模型。
[0013]與該參考模型相比較的優(yōu)點(diǎn)在于，例如病理疾病通過歸一化解剖區(qū)域的尺寸偏差可見。
[0014]在該方法的一個(gè)實(shí)施形式中，確定歸一化解剖區(qū)域與參考模型的偏差值，方法是，形成在歸一化解剖區(qū)域的尺寸與參考模型中解剖區(qū)域的尺寸之間的差，并且將所確定的偏差值與解剖區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行為使得解剖區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)具有恰好一個(gè)偏差值。
[0015]由此可以確定解剖區(qū)域的病理變化，因?yàn)槠畹拇笮≡诖藶槲s性/肥大性變化的尺寸的度量。
[0016]在該方法的一個(gè)可能的實(shí)施例中，如果解剖區(qū)域具有萎縮性CSF組織結(jié)構(gòu)(CSF:腦脊髓液)或者肥大性GM/WM組織結(jié)構(gòu)(WM/GM:腦組織中的白質(zhì)/灰質(zhì))，則將偏差值設(shè)為0。否則將偏差值保持不變。
[0017]該方法步驟的優(yōu)點(diǎn)在于，還可以選擇性地僅觀察病理變化。通常，這是CSF結(jié)構(gòu)的萎縮性變化或者GM/WM組織結(jié)構(gòu)的肥大性變化。
[0018]在該方法的一個(gè)可能的實(shí)施形式中，如果未分割解剖區(qū)域或者如果在參考模型中不存在關(guān)于解剖區(qū)域的信息，則將偏置值加至偏差值。
[0019]由此實(shí)現(xiàn)了，通過加上偏置值來特別地表征不能直接與參考模型相比較的解剖區(qū)域。
[0020]在該方法的另一步驟中，將歸一化的解剖區(qū)域的每個(gè)圖像點(diǎn)與恰好一個(gè)強(qiáng)度值相關(guān)聯(lián)，該強(qiáng)度值對(duì)應(yīng)于歸一化的解剖區(qū)域與參考模型的偏差值，從而解剖區(qū)域的所有圖像點(diǎn)示出了相同的變化，并且該變化可以輕易地被了解。
[0021]該步驟的優(yōu)點(diǎn)在于，可以在圖形顯示中將解剖區(qū)域與病理變化的度量相關(guān)聯(lián)，并且可以直接在圖上示出該關(guān)聯(lián)。
[0022]在該方法的一個(gè)可能的實(shí)施形式中，圖形示出具有所屬的強(qiáng)度值的圖像點(diǎn)，其中，所示出的圖像點(diǎn)的區(qū)域由解剖區(qū)域的橫截面構(gòu)成。
[0023]由此實(shí)現(xiàn)了將整個(gè)解剖區(qū)域圖形示出為使得強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于解剖區(qū)域的病理變化的度量。
[0024]本發(fā)明還由一種用于分析3D數(shù)據(jù)組的裝置構(gòu)成，其包括分割單元、計(jì)算單元、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。
[0025]在此，分割單元具有的功能是將整個(gè)檢查對(duì)象分解為多個(gè)解剖區(qū)域。
[0026]計(jì)算單元具有的功能是，將解剖區(qū)域的尺寸歸一化并且將其與參考模型相比較。計(jì)算單元從該比較中得出偏差值。最后計(jì)算單元將所得出的偏差值與強(qiáng)度值相關(guān)聯(lián)以便用于圖形顯示。
[0027]此外，該裝置包括輸入設(shè)備，其用作用戶的輸入接口。輸出設(shè)備圖形地繪制強(qiáng)度值。
[0028]該方法的用戶由此有利地能夠在很短的時(shí)間中獲得關(guān)于整個(gè)解剖區(qū)域的萎縮性或肥大性變化的信息。尤其無(wú)需個(gè)別地分析區(qū)域的多個(gè)子結(jié)構(gòu)。由此在評(píng)估解剖區(qū)域的萎縮性或肥大性變化時(shí)節(jié)省了時(shí)間。萎縮性變化的典型示例是阿茲海默病或者癡呆。
[0029]此外，所提出的方法包括關(guān)于解剖區(qū)域的病理變化的成本低廉的檢查可能性。
【附圖說明】
[0030]下面參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式。
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的分析方法的流程圖。
[0032]圖2示出了從3D數(shù)據(jù)組中提取的檢查對(duì)象示圖。
[0033]圖3示例性示出了劃分為圖像點(diǎn)的解剖區(qū)域。
[0034]圖4示出了參考模型的示意圖，根據(jù)本發(fā)明將其與檢查對(duì)象的歸一化的解剖區(qū)域相比較。
[0035]圖5根據(jù)本發(fā)明示出了歸一化的解剖區(qū)域的圖示，以及通過相應(yīng)上色的強(qiáng)度示出的與參考模型的相應(yīng)偏差。
[0036]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置，借助其在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)在圖1-4中示出的根據(jù)本發(fā)明的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1示出了用于分析病理變化的方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的方法構(gòu)建為使得在第一步驟S10中借助已知的分割算法分割3D數(shù)據(jù)組。3D數(shù)據(jù)組的來源在一個(gè)可能的實(shí)施例中可以是T1加權(quán)的(Tlw)磁共振(MR)腦容量拍攝。在另一實(shí)施例中，3D數(shù)據(jù)組可以源自對(duì)人體的任意組織的MR拍攝。
[0038]在圖2中示出了，如何將來自3D數(shù)據(jù)組的檢查對(duì)象26分解為不同的感興趣的解剖區(qū)域(22，23，24)。
[0039]在該實(shí)施例中，檢查對(duì)象26例如由大腦的不同的解剖區(qū)域(22，23，24)和頭骨21構(gòu)成。解剖區(qū)域(22，23，24)于是可以按照所提出的方法被檢查。
[0040]在圖1中在下一步驟S11中將每個(gè)解剖區(qū)域的總?cè)莘e歸一化，方法為計(jì)算一個(gè)解剖區(qū)域的所有圖像點(diǎn)的容積與檢查對(duì)象的所有圖像點(diǎn)的總?cè)莘e的比例。
[0041]在圖3中示例性詳細(xì)示出了這。計(jì)算解剖區(qū)域22的所有圖像點(diǎn)27的容積與圖1的檢查對(duì)象26的所有圖像點(diǎn)的總?cè)莘e的比例。
[0042]在圖5中示出了歸一化的結(jié)果。形成了歸一化的解剖區(qū)域(40，41，42)，其在尺寸方面與原來的解剖區(qū)域不同。該步驟是必要的，以便將原來的解剖區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化和與參考模型相比較。
[0043]圖4示出了用于與歸一化的解剖區(qū)域相比較的參考模型31的圖。該參考模型31包括來自多個(gè)非病理檢查對(duì)象和不同年齡的解剖區(qū)域的3D數(shù)據(jù)，并且例如對(duì)應(yīng)于具有正態(tài)分布的高斯型或百分位參考模型。該圖示出了非病理性參考解剖區(qū)域的尺寸(Y軸)與檢查對(duì)象的年齡(X軸)的關(guān)系。
[0044]在圖4中根據(jù)檢查對(duì)象的年齡和歸一化區(qū)域的尺寸將歸一化解剖區(qū)域繪入到圖中。由此得