專利名稱：具有內(nèi)部離散元件的網(wǎng)絡模型的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有用于分割二維或三維圖像中感興趣的物體的圖像數(shù)據(jù)處理裝置的圖像處理系統(tǒng)，該圖像處理系統(tǒng)包括將變形的網(wǎng)格模型映射到感興趣的物體上的操作。本發(fā)明還涉及一種用于產(chǎn)生由處理系統(tǒng)處理的二維或三維醫(yī)療圖像的醫(yī)療檢查設備，為了研究或檢測畸形或病理，該設備用于物體，例如身體器官或身體流體流動的分割。本發(fā)明適合在醫(yī)療成像方法，程序產(chǎn)品和設備或系統(tǒng)領域中的特殊應用。
背景技術：
在三維中，四面體的網(wǎng)格，即由四面體組成的立體網(wǎng)格主要用于在三維物體，例如血管系統(tǒng)中血液的流動中建模物理量。網(wǎng)格元件形狀的匹配是必要的，因為它高度影響到計算的精確性和穩(wěn)定性。理想的元件形狀是具有等邊表面和相同邊長的正四面體。
四面體網(wǎng)格由三角形組成的表面網(wǎng)格形成。三角形網(wǎng)格描述為3D物體的表面，而四面體網(wǎng)格描述為同一3D物體之內(nèi)體積。這兩種類型的網(wǎng)格都具有相同的表面三角形。
四面體網(wǎng)格的產(chǎn)生主要基于所謂的德勞內(nèi)四分對稱方法。該德勞內(nèi)四分對稱方法例如公開于1995年8月23日，由H.Borouchaki，F(xiàn).Hecht，E.Saltel和P.L.George發(fā)表的名稱為“Reasonablyefficient Delaunay based mesh generator in three dimensions(三維中基于網(wǎng)格發(fā)生器的相當有效的德勞內(nèi)方法)”的公開物中(INRIA，Domaine de Rocquencourt，BP 10578153 Le Chesnay Cedex法國，歐洲)。
根據(jù)這種方法，四面體元件根據(jù)德勞內(nèi)標準，在要改進的四面體內(nèi)部，通過增加插入新的頂點而形成。該方法起始于網(wǎng)格的表面，其網(wǎng)格由三角形組成，并進一步產(chǎn)生大致的立體的網(wǎng)格，四面體具有與表面網(wǎng)格頂點共同的頂點。然后，利用德勞內(nèi)方法逐漸地改進立體的網(wǎng)格直到獲得最佳的元件尺寸為止。
問題在于如何定義實際上示出最佳形狀和尺寸的元件。一個快速而簡單的解決方案是將相同的尺寸給予立體的網(wǎng)格的各個四面體元件。然而，該方法是非常有限的，因為其沒有考慮到表面三角網(wǎng)格的局部尺寸的變化，這可能導致變形的立體元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圖像處理系統(tǒng)，其包括執(zhí)行全自動方法的圖像數(shù)據(jù)處理裝置，該圖像數(shù)據(jù)處理裝置能產(chǎn)生在3D圖像中的立體網(wǎng)格模型或在2D圖像中的內(nèi)部網(wǎng)格模型。該立體網(wǎng)格模型由四面體元件組成，該四面體元件由三角形組成的表面網(wǎng)格創(chuàng)建，且其根據(jù)表面三角形的尺寸的局部不同自動動態(tài)地適應四面體元件的尺寸。內(nèi)部網(wǎng)格模型由各段組成的輪廓網(wǎng)格創(chuàng)建的三角形元件組成，其將三角形元件自動地適用于輪廓片段的局部變化的尺寸。立體四面體元件和內(nèi)部三角形元件還稱為離散內(nèi)部元件，而表面三角形元件和輪廓片段元件稱為離散表面元件。
本發(fā)明的目的在于提供一種圖像處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括評估離散內(nèi)部元件的網(wǎng)格質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)處理裝置。根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)格模型由在所述離散內(nèi)部元件的內(nèi)部插入新頂點來改進。本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于改進該過程的處理裝置，其包括為了評估為離散內(nèi)部元件指定的最佳尺寸，獲得由離散的表面元件定義的尺寸信息的裝置；以及當在改進過程期間創(chuàng)建新的離散內(nèi)部元件時將尺寸信息從離散表面元件傳遞到離散內(nèi)部元件的裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖像處理方法，該方法具有操作該系統(tǒng)的步驟。本發(fā)明還涉及連接到該系統(tǒng)用于3D圖像處理的醫(yī)療診斷成像設備。該醫(yī)療成像設備可以是MRI醫(yī)療檢查設備或X射線醫(yī)療檢查設備或任何其它的3D醫(yī)療成像設備。本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行圖像處理方法的程序產(chǎn)品或程序包。


此后參考下面的概略圖和示意圖詳細描述本發(fā)明。
圖1A和圖1B示出了分別用于對分別具有立體網(wǎng)格模型和具有表面網(wǎng)格模型的物體建模的本發(fā)明的系統(tǒng)中裝置的圖解表示；圖2A、圖2B、圖2C和圖2D示出在立體變形的網(wǎng)格模型中用于改進四面體的頂點插入的不同的可能性，其中圖2A示出在一邊的中點插入頂點的選擇；圖2B示出在四面體的三角形面的中心點插入頂點的選擇；圖2C示出在四面體的中心點插入頂點的選擇；圖2D示出在四面體的外接球的球心插入頂點的選擇；圖3A、圖3B和3C示出將德勞內(nèi)標準應用于改進網(wǎng)格的方法，其中圖3A示出確定頂點的權重；圖3B和圖3C示出在三角形中頂點的插入；圖4A表示2D物體的分段輪廓；圖4B表示從輪廓創(chuàng)建的2D離散內(nèi)部元件并且圖4C表示改進的2D離散內(nèi)部元件；圖5A示出3D物體的分割表面，其中表面網(wǎng)格由一組三角形形成；圖5B示出由大致為四面體構成的立體的網(wǎng)格模型，其頂點是該表面網(wǎng)格模型的頂點；圖5C示出該立體的網(wǎng)格模型，其四面體根據(jù)本發(fā)明被改進，且由適用于表面為三角形的較小的四面體形成；圖6A示出分割的表面，其中表面網(wǎng)格由另一組三角形組成；圖6B示出分割的體積，其中根據(jù)本發(fā)明改進該立體網(wǎng)格，且由適用于表面的這些其它的三角形的較小的四面體形成；圖7示出連接于醫(yī)療檢查設備的醫(yī)療觀察系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及表示要研究的感興趣的物體的醫(yī)療圖像的改進。感興趣的物體可以是表示在二維或三維醫(yī)療圖像中的血管，例如腹部的大動脈，用于研究腹部大動脈的動脈瘤(AAA)。
這些圖像可以通過患者專用的計算流體動力學(CFD)模擬血液流動和血管系統(tǒng)對于該流動的短期和長期反應用于研究和檢測心臟血管的疾病。在該上下文中，該CFD模擬存在于通過有限元方法(FEM)建模血管組件的幾何和機械信息。幾何信息將來自于以三維表面網(wǎng)格形式的醫(yī)療圖像的分割中(voxel分類)。對于FEM，強制性的步驟是將表面網(wǎng)格鑲嵌為由有限的立體元件組成的立體網(wǎng)格。該操作被稱為立體網(wǎng)格的產(chǎn)生。
在三維中，有限的立體元件通常有兩個可能的類型，稱為四面體型和六面體型，每一種類型表示為一組點和這些點之間的連接。
在有限的立體元件是六面體型的情況時，稱為結(jié)構化的網(wǎng)格的立體網(wǎng)格模型的類型與元件類型相關。結(jié)構化的網(wǎng)格由一組點和各點之間的規(guī)則連接(即恒定的鄰近數(shù)目，例如不多不少總是三個鄰近的元件)組成。
本發(fā)明不涉及例如已知的六面體的可能的形狀。相反，根據(jù)本發(fā)明，有限的立體元件是四面體類型。如果是四面體類型，稱為開放的網(wǎng)格的立體網(wǎng)格模型的類型與元件類型相關。各點之間的連接不是規(guī)則的(例如數(shù)目可以改變，可以找到三個或四個或五個或更多鄰近的元件)。
開放的網(wǎng)格的優(yōu)點是它們的靈活性，其允許四面體元件以良好精確性適應不規(guī)則邊緣。開放的網(wǎng)格的另一優(yōu)點是它們可以被自動地產(chǎn)生。開放的網(wǎng)格的另一優(yōu)點是它們滿足網(wǎng)格適應需要的能力。事實上，為了允許精確性和計算時間之間的折衷，通常需要網(wǎng)格可被控制。在這種情況下，元件密度必須依據(jù)局部精確性需要而變化，且這種變化必須是平滑的。這稱為網(wǎng)格適應性。具有開放的元件的情況下，因為連接性不受限制，元件尺寸和密度的變化可以被控制。對于四面體元件，具有正四面體則獲得計算中最好的精確性。為了保證足夠的正確性，網(wǎng)格必須滿足最佳效果，例如測量其元件的幾何形狀質(zhì)量的質(zhì)量標準的最小值。
本發(fā)明涉及圖像處理系統(tǒng)的第一實施例，其利用三維離散變形立體的網(wǎng)格模型，用于自動地分割三維圖像中表示的感興趣的物體。分割的立體的網(wǎng)格模型的表面S適合所述三維物體的表面，且模型的立體的網(wǎng)格V適用于表面S的網(wǎng)格。根據(jù)本發(fā)明，四面體網(wǎng)格，即由四面體組成的立體網(wǎng)格從由三角形組成的表面網(wǎng)格產(chǎn)生。三角形網(wǎng)格描述的是感興趣的3D物體的表面，而四面體網(wǎng)格描述的是同一3D物體中的體積。兩種類型的網(wǎng)格具有相同的表面三角形。理想的元件形狀是具有等邊表面和相等邊長的正四面體。
本發(fā)明還利用二維離散變形網(wǎng)格模型，涉及圖像處理系統(tǒng)的第二實施例，其用于分割在二維圖像表示的感興趣的物體。該系統(tǒng)包括其中分割的變形的2D網(wǎng)格模型的輪廓S的片段適用于2D圖像中所述物體的邊界的裝置，且輪廓內(nèi)部的三角形網(wǎng)格V適合于該輪廓的片段的尺寸。感興趣的物體可以是二維醫(yī)療圖像中表示的器官的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明，三角形網(wǎng)格，即輪廓S的內(nèi)部網(wǎng)格V從由片段組成的輪廓中產(chǎn)生。被分割的輪廓網(wǎng)格描述的是2D圖像中表示感興趣的2D物體的表面，而由三角形網(wǎng)格組成的2D區(qū)域表示同一2D物體的輪廓之內(nèi)的區(qū)域。理想的內(nèi)部元件形狀是等邊三角形。
實際上，本發(fā)明具有在三維圖像或二維圖像中解決相同問題的方法。本發(fā)明旨在提供一種圖像處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有圖像數(shù)據(jù)分割裝置，該裝置用于關于分割的物體表面輪廓的離散內(nèi)部元件的尺寸的自動優(yōu)化。這些離散的內(nèi)部元件或者是關于三角形形成的3D分割表面的3D四面體，或者是關于片段形成的2D分割輪廓的2D等邊三角形。
利用立體的網(wǎng)格模型對3D物體建模來描述第一實施例。圖1A是關于第一實施例的本發(fā)明的系統(tǒng)裝置的圖解表示。根據(jù)本發(fā)明處理的圖像顯示在圖5A至5C和圖6A，6B中。圖5A表示由三角形組成的球體的表面網(wǎng)格S，且圖5B表示同一球體的初始立體的網(wǎng)格V，為了看見球體的內(nèi)部，兩個圖像被裁剪到平面P。三角形形成的分割表面S首先是可制造獲得的。從3D物體的所述表面網(wǎng)格S創(chuàng)建了同一物體的初始四面體網(wǎng)格V。初始立體的網(wǎng)格V的四面體的所有頂點是表面S的三角形的頂點。因此，四面體元件都連接于物體的表面。如圖5B所示，立體網(wǎng)格具有非常平坦的四面體元件，這導致四面體的很差的形狀質(zhì)量，并在四面體的尺寸和體積上體現(xiàn)出較大的不同。
參考圖1A，本發(fā)明的自動系統(tǒng)首先包括數(shù)據(jù)處理裝置，該裝置用于自動地且動態(tài)地構建開放的立體的網(wǎng)格模型，包括1)用于創(chuàng)建3D分割表面S的離散表面元件的計算裝置1A，如圖5A所示，它們由它們的邊緣鄰近的、S上的頂點定義的三角形TJ形成。
2)用于創(chuàng)建初始立體元件V的計算裝置2A，其是由THJ表示的四面體，其四個頂點是S的頂點這一點保證了這種四面體可以是非常平，如圖5B所示，這是它們被稱為大致的四面體的原因。
該自動系統(tǒng)還包括用于改進初始立體元件的計算裝置，其包括用于獲得表面元件的尺寸信息的估算裝置3A；利用S的表面元件TJ的有關尺寸信息，估算為V的立體元件THJ指定的最優(yōu)尺寸的估算裝置4A，5A；以及用于傳播從表面S到體積V的尺寸信息的改進裝置6A到10A，而在精確過程期間創(chuàng)建新的立體元件THJ。
根據(jù)本發(fā)明，考慮到表面元件的尺寸信息，立體元件由初始立體元件內(nèi)的新頂點的插入來改進。參考圖1A，這些改進的處理裝置詳細地有利地包括3)定義給離散元件的各頂點指定的權重參數(shù)LJ的處理裝置3A參考圖3A，其表示一組離散的元件，對于該組的各個頂點，例如頂點B，計算連接該頂點到其相鄰頂點的邊緣的不同長度，例如片段BA、BK、BG、BF、BE、BC、BD的長度，由距離LJ表述。然后，為B和進一步對于該組離散元件的其他頂點J計算權重參數(shù)，稱為最佳距離LJ。該權重參數(shù)優(yōu)選為關于B，然后關于所述其他頂點J的不同距離LJ的平均值。在3D中，計算為頂點J指定的權重參數(shù)LJ的操作被應用到形成V的圖5B的大致四面體THJ表示的初始立體元件的頂點，即所有位于由三角形TJ形成的分割表面S上的所述頂點。
4)計算關于各四面體元件THJ的最佳體積Vj的處理裝置4A。3D中初始四面體元件基于各個3D表面網(wǎng)格的頂點。在3D中，四面體元件，THJ基于3D表面S的四個頂點，各頂點被指定了前面計算的最佳距離LJ形成的各個權重參數(shù)?？梢詫⑺鼍嚯xLJ指定給網(wǎng)格V的頂點，因為表面網(wǎng)格S和體積網(wǎng)格V分享相同的表面三角形。最佳的元件形狀是正四面體，最佳體積Vj是正四面體的體積，該正四面體的邊長等于組成該元件的頂點的4個最佳距離LJ的平均值。體積Vj可以由下述公式(1a)給出Vj=(14Σi=14Li)36---(1a)]]>5)計算各初始四面體元件的實際體積VRJ的處理裝置5A。
6)比較實際體積VRJ和最佳體積VJ的處理裝置6A，由此用于在研究中初始化該四面體THJ的改進。
a)如果四面體THJ的實際體積VRJ大于其最佳體積VJ，根據(jù)本發(fā)明研究中四面體元件的改進操作，進一步利用處理裝置7A，否則b)跳躍到其它具有體積V的四面體；且c)如果當不再有四面體要改進時，則停止改進；7)在四面體中選擇多個頂點插入位置的處理裝置7A，其實際體積VRJ大于最佳體積VJ。對于插入新的頂點，可能的位置是如圖2A所示的其一邊的中點；如圖2B所示的其一面的中心；如圖2C所示的四面體的中心；或如圖2D所示的外接球的中心。
8)依據(jù)所選擇的位置，計算為新插入的頂點指定的稱為最佳距離LJ的參數(shù)的處理裝置8A，如果該選擇的位置是其一邊的中點(圖2A)為新插入的頂點指定的最佳距離是先前計算并為邊緣端點處的2個頂點指定的2個最佳距離的平均值；其一面的中心(圖2B)為新插入的頂點指定的最佳距離是先前計算并為該面的3個頂點指定的3個最佳距離的平均值；四面體的中心(圖2C)為新插入的頂點指定的最佳距離是先前計算并為四面體的4個頂點指定的4個最佳距離的平均值；外接球的球心(圖2D)最佳距離是四面體的四個頂點的4個最佳距離的平均值。
9)為了評估和比較插入頂點的各個選擇提供的形狀，基于各個四面體的形狀計算四面體形狀質(zhì)量測量q的測量裝置9A。為了評估如上提供的四面體中插入頂點的四種可能性之間的不同，第一種可能的標準由下面的公式給出qJ=ρh---(2a)]]>其中ρ是四面體的內(nèi)切球體的直徑，且h是四面體元件的最大邊的長度。
形狀質(zhì)量q的另一簡單的標準可以是qJ=ρd---(3a)]]>其中ρ是四面體中內(nèi)切的球體的直徑，d是外接球的直徑。保存了給出的已創(chuàng)建的最差元件的最佳質(zhì)量的插入位置。
10)通過插入所選擇位置的新頂點，改進網(wǎng)格的處理裝置10A。改進四面體允許將最佳尺寸信息傳遞到體積中并創(chuàng)建幾個較小的四面體用于替代初始的四面體。當創(chuàng)建四面體時還可以應用德勞內(nèi)有效性標準。
德勞內(nèi)有效性標準將解釋如下當且僅當其外接球，即由四面體的四點定義的球體不包圍網(wǎng)格的其它點時，四面體為稱為“德勞內(nèi)有效”。通過擴展，當且僅當每個網(wǎng)格元件是德勞內(nèi)有效時，該網(wǎng)格則是德勞內(nèi)有效。與2D圖像相比，該標準在圖3B和3C中得以說明新頂點O被插入到三角形ACD中。然而，這個新頂點在三角形ABC的外接圓Ф1和三角形CDE的外接圓Ф3之內(nèi)。因此片段AC和CD必然被抑制，而新的片段OA、OB、OC、OD、OE被創(chuàng)建。這允許創(chuàng)建新的三角形AOB、BOC、COE、DOE、AOD。
圖3B和3C示出在2D三角形網(wǎng)格中如何插入新的點，該過程在3D中以相同的方式延伸。各個新插入的頂點必須被連接到網(wǎng)格。為了連接該點，首先一個點位于各個四面體中，其中外接球覆蓋該點，即不再是德勞內(nèi)有效的，并從網(wǎng)格中移除它們。如圖3C的2D中所示，這定義了封閉的凸腔。然后，四面體的新結(jié)構通過將點連接到腔表面而被執(zhí)行。
這里，利用本發(fā)明的處理裝置，應用全自動方法，根據(jù)表面三角形局部的不同尺寸該全自動方法動態(tài)地適用四面體元件的尺寸。
本發(fā)明的裝置完全適當?shù)貞糜?D圖像中。第二實施例被描述用于利用2D變形網(wǎng)格模型來分割2D物體。圖1B是涉及第二實施例的本發(fā)明的系統(tǒng)的裝置的示意圖。圖4A到4C示出2D分割。如圖4A所示，根據(jù)片段ESJ形成的輪廓網(wǎng)格S分割感興趣的物體。從2D物體所述的輪廓網(wǎng)格S，同一物體的初始內(nèi)部2D網(wǎng)格V被創(chuàng)建為具有由ITJ表示的三角形。初始內(nèi)部2D網(wǎng)格V的三角形的所有頂點是輪廓S的片段的頂點。另外，三角形V的初始內(nèi)部設置不包括除了輪廓網(wǎng)格S的頂點之外的其它頂點。因此，三角形ITJ都連接于物體的輪廓上。如圖4B所示，該結(jié)果是十分粗略的。由于V的所有頂點也是S的頂點，因此該初始網(wǎng)格具有三角形元件，其形狀完全不是等邊的形狀，這導致網(wǎng)格的較差的形狀質(zhì)量。
參考圖1B，首先本發(fā)明的自動和動態(tài)系統(tǒng)包括用于自動地構建2D輪廓網(wǎng)格S和內(nèi)部離散元件V的數(shù)據(jù)處理裝置。這些裝置與圖1A的裝置相比較，包括1)創(chuàng)建2D離散輪廓元件S的計算裝置1B，其由與它們的邊相鄰的S上的它們的頂點A’，B’，C’…，K’定義的片段ESJ形成，如圖4A所示；2)創(chuàng)建初始內(nèi)部離散元件V的計算裝置2B，其是三角形ITJ，該三角形的三個頂點是S的頂點，例如A’B’D’，如圖4B所示；改進初始內(nèi)部元件的計算裝置3B至11B，包括獲得輪廓元件的尺寸信息的評估裝置3B；利用S的輪廓元件定義的尺寸信息來評估給V的離散內(nèi)部元件指定的最佳尺寸的計算裝置4B，5B；且當改進過程中創(chuàng)建新的內(nèi)部元件時，將該尺寸信息從輪廓S傳遞到內(nèi)部區(qū)域V的改進裝置6B至11B。
根據(jù)本發(fā)明，在初始三角形元件內(nèi)部，考慮到輪廓元件的尺寸信息，由新頂點的插入改進該內(nèi)部元件。如圖1B所示，這些改進處理裝置可以詳細地優(yōu)選地包括3)定義指定到被分割的輪廓S的各個頂點的權重參數(shù)LJ的處理裝置3B。
4)計算與各三角形元件ITJ相關的最佳表面Sj的處理裝置4B。在2D中，ITJ表示的三角形元件基于2D輪廓S的三個頂點，各頂點被指定了先前計算的最佳距離LJ形成的各個權重參數(shù)。最佳元件形狀是正三角形，最佳表面Sj是正三角形的表面，且正三角形的邊長等于組成元件的頂點的3個最佳距離LJ的平均值。
5)計算各初始三角形元件的實際面積SRJ的處理裝置5B；6)比較實際面積SRJ和最佳面積SJ的處理裝置6B；且因此在研究中初始化三角形ITJ的改進a)如果三角形ITJ的實際面積SRJ大于最佳表面SJ，根據(jù)本發(fā)明研究中的三角形元件的改進操作，進一步利用處理裝置7B，否則b)跳躍到內(nèi)部區(qū)域V的另一三角形；且c)如果或當不再有三角形要改進時，停止改進；7)在三角形中選擇頂點插入的多個位置的處理裝置7B，該三角形的實際面積SRJ大于最佳面積SJ。為了插入新的頂點，一些可能的位置是在其一邊的中點，在三角形的中心或在外接圓的中心。
8)依據(jù)所選擇的位置計算為新插入的頂點指定的稱為最佳距離LJ的參數(shù)的處理裝置8B。如果該選擇的位置是其一邊的中點為新插入的頂點指定的最佳距離是先前計算并在邊緣的端點為2個頂點指定的2個最佳距離的平均值；三角形的中心為新插入的頂點指定的最佳距離是先前計算并為三角形的3個頂點指定的3個最佳距離的平均值；外接圓的圓心。
9)為了估算和比較插入頂點的各種選擇提供的形狀，計算三角形質(zhì)量測量q的測量裝置9B；10)通過在所選擇的位置處插入新頂點而改進網(wǎng)格的處理裝置10B。
這里，利用本發(fā)明的處理裝置，應用一種全自動方法，其根據(jù)輪廓片段的尺寸的局部變化動態(tài)地適應三角形元件的尺寸。
醫(yī)療檢查設備和觀察系統(tǒng)上述裝置被包括在或連接于本發(fā)明的觀察系統(tǒng)。圖7示出包括在醫(yī)療檢查設備中，根據(jù)本發(fā)明的圖像觀察系統(tǒng)的實施例的基本元件。醫(yī)療檢查設備100可以包括一病人躺于其上的床110或相對于成像設備定位病人的另一元件。醫(yī)療成像元件100可以是CT掃描儀或例如x射線或超聲設備的其它醫(yī)療成像設備。設備100產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)被提供給數(shù)據(jù)處理裝置70，例如通用計算機，其包括適合于形成本發(fā)明的交互式自適應裝置的計算裝置和用戶控制裝置。數(shù)據(jù)處理裝置70典型地與顯示裝置，例如監(jiān)視器60；以及輸入裝置72，例如鍵盤或鼠標71；定點裝置等相連，通過用戶的操作使得他能與該系統(tǒng)交互。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)處理裝置70被編程用于執(zhí)行處理醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)。尤其，數(shù)據(jù)處理裝置70具有必須執(zhí)行關于圖1至圖4中所述的操作的計算裝置和存儲器裝置。具有執(zhí)行這些操作的預先編程的指令的計算機程序產(chǎn)品也可被執(zhí)行。
這里，附圖和它們的說明用于描述但不限制本發(fā)明。很明顯存在落入所附的權利要求中的多種變形。此外，盡管根據(jù)產(chǎn)生顯示的圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明旨在基本上覆蓋顯示圖像數(shù)據(jù)的任何形式的顯示裝置，該顯示數(shù)據(jù)包括，但是并不限于在顯示裝置上顯示并打印。權利要求中的任何附圖標記不應該解釋為對權利要求的限制。
權利要求
1.一種圖像處理系統(tǒng)，其具有利用由表面離散元件和內(nèi)部離散元件組成的開放的變形的網(wǎng)格模型來分割感興趣的物體的圖像數(shù)據(jù)處理裝置，還包括根據(jù)表面離散元件的尺寸的局部變化，自動動態(tài)地適應內(nèi)部離散元件的尺寸來改進開放的變形的網(wǎng)格模型的裝置。
2.根據(jù)權利要求1的圖像處理系統(tǒng)，進一步包括圖像數(shù)據(jù)處理裝置，其用于為了評估為內(nèi)部離散元件指定的最佳尺寸，用于獲得關于表面離散元件的尺寸信息，并當在改進處理期間創(chuàng)建新的內(nèi)部離散元件時，將尺寸信息從表面離散元件傳遞到內(nèi)部離散元件。
3.根據(jù)權利要求2的圖像處理系統(tǒng)，其中通過在所述內(nèi)部離散元件內(nèi)部插入新頂點，在改進過程期間創(chuàng)建新的內(nèi)部離散元件。
4.根據(jù)權利要求3的圖像處理系統(tǒng)，包括用于評估內(nèi)部離散元件的網(wǎng)格質(zhì)量，并基于所述評估的網(wǎng)格質(zhì)量來改進開放的網(wǎng)格模型的圖像數(shù)據(jù)處理裝置。
5.根據(jù)權利要求4的圖像處理系統(tǒng)，其中開放的網(wǎng)格模型是具有由三角形(TJ)組成的表面離散元件、和由四面體(THJ)組成的內(nèi)部離散元件的3D網(wǎng)格模型；或者開放的網(wǎng)格模型是具有由輪廓片段組成的表面離散元件和由三角形(ITJ)組成的內(nèi)部離散元件的2D網(wǎng)格模型。
6.根據(jù)權利要求5的圖像處理系統(tǒng)，其中在3D中，基于表面三角形的頂點初步構建內(nèi)部四面體(THJ)，且然后通過在四面體邊緣的中點、在四面體的面的中心、四面體的中心、或者在四面體的外接球的中心處插入頂點而改進該內(nèi)部四面體；或者其中，在2D中，基于輪廓片段的頂點初步構建內(nèi)部三角形(ITJ)，且然后通過在三角形邊緣的中點、三角形面的中心、或者三角形的中心處插入頂點而改進該內(nèi)部三角形。
7.根據(jù)權利要求5或6的圖像處理系統(tǒng)，包括基于連接所述頂點至其鄰近頂點的邊的長度的平均值、與各內(nèi)部離散元件相關的最佳體積或表面、為正四面體或三角形的最佳內(nèi)部離散元件的形狀以及各初始內(nèi)部離散元件的實際體積或表面，評估為離散元件各頂點指定的權重參數(shù)(LJ)的圖像數(shù)據(jù)處理裝置；以及用于將實際體積或表面與各自最佳體積或表面比較，在初始內(nèi)部離散元件的實際體積或表面大于其最佳的體積或表面時，由此在研究下初始化內(nèi)部離散元件的改進的圖像數(shù)據(jù)處理裝置。
8.根據(jù)權利要求7的圖像處理系統(tǒng)，包括根據(jù)當且僅當其外接球或外接圓不包括網(wǎng)格的其它頂點時有效的新內(nèi)部元件來評估有效性標準的圖像數(shù)據(jù)處理裝置。
9.根據(jù)權利要求7的圖像處理系統(tǒng)，其中用于評估內(nèi)部離散元件的網(wǎng)格質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)處理裝置包括基于內(nèi)部離散元件的邊長和外接球或外接圓直徑的標準，以及基于內(nèi)部離散元件的體積或表面的標準。
10.根據(jù)權利要求1至9之一的圖像處理系統(tǒng)，還包括顯示已處理的圖像的顯示裝置(60)。
11.根據(jù)權利要求1至10之一的圖像處理系統(tǒng)，還包括當滿足網(wǎng)格質(zhì)量的預定閾值時停止改進內(nèi)部離散元件的裝置。
12.一種醫(yī)療成像系統(tǒng)，其包括具有電路裝置的適當?shù)鼐幊逃嬎銠C或?qū)Ｓ锰幚砥鳎浔辉O置為形成用于處理醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)的如權利要求1至11之一所述的圖像處理系統(tǒng)。
13.一種醫(yī)療檢查成像設備，其具有獲得人體器官的三維圖像的裝置；以及根據(jù)權利要求1至12之一所述的系統(tǒng)。
15.一種計算機程序產(chǎn)品，其包括權利要求1至12之一所要求的系統(tǒng)中使用的指令。
全文摘要
一種圖像處理系統(tǒng)，其具有利用由表面離散元件(T
文檔編號G06T17/20GK1910625SQ200580002315
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權日2004年1月13日
發(fā)明者F·拉法蓋, M·弗蘭德金, J·－M·魯埃 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司