[发明专利]超声图像中的边缘检测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月1日提交的、申请系列号为No.US60/915152 的美国临时专利申请的优先权，其通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及医学成像。更具体地，本发明涉及超声图像中体内 (intrabody)结构的边缘检测的改进。

背景技术

超声成像现被广泛确定为对诸如心脏的体内结构进行成像的方 式。例如美国专利号No.6066096描述了用于容积腔内超声成像 (volumetric intraluminal ultrasound imaging)的成像探头，其 公开的内容通过引用结合在此。该配置为放置在患者体内的探头包括 具有近端和远端的伸长主体。超声换能器相控阵列连接并放置在该伸 长主体的远端上。放置该超声换能器相控阵列以从伸长主体的远端发 射和接收用于容积向前扫描(volumetric forward scanning)的超声 能量。该超声换能器相控阵列包括多个被超声换能器元件占据的位点。

为了找到三维轮廓的超声图像的分割仍然是一项困难的任务，通 常需要很多的用户介入。

发明内容

本发明的实施例改进了例如超声图像数据的二维图像数据中的边 缘检测，其可以在最小限度用户介入下自动地执行。依照这些实施例 的边缘检测方法近乎自动地执行，采用使得产生分割的边缘轮廓的图 像处理技术，然后该分割的边缘轮廓可用于三维重构和分割。

本发明的一个实施例提供了一种界定图像上的结构的计算机辅助 方法，该方法通过获得目标结构的图像、在图像上的结构中建立种子 点、检测图像中的边缘以产生具有在其上示出的计算的边缘的经过部 分处理的图像、从种子点辐射地延伸出多条射线与计算的边缘相交于 各个相交点、以及连接这些相交点以形成其中各个片段连接相邻相交 点的初始闭合轮廓来执行。该方法进一步通过计算图像中感兴趣的区 域中的变形力梯度、响应于变形力梯度使闭合轮廓变形以界定变形的 闭合轮廓、以及从变形的闭合轮廓上删除满足预先定义的不合需要标 准的片段来执行。

该方法的一个方面包括计算对抗变形力梯度的内力，其中响应于 变形力梯度和内力的分辨率(resolution of internal forces and deforming force gradients)使闭合轮廓变形。

依照该方法的一个方面，该图像是超声图像。

该方法的另一方面包括在检测边缘之前平滑图像。

依照该方法的又一方面，检测边缘通过Canny边缘检测执行。

依照该方法的还有另一方面，射线具有不超过5°的角分辨率。

依然是该方法的另一方面，包括朝种子点收缩该闭合轮廓。

该方法的一个附加的方面包括计算变形的闭合轮廓的各边缘点处 的亮度梯度。其亮度梯度小于预先确定的分割阈值的边缘片段满足不 合需要标准。

依照该方法的一个方面，该不合需要标准包括其中具有折叠的片 段。

本发明其它的实施例提供了用来执行上述方法的计算机软件产品 和设备。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考以举例的方式的、结合附图阅读的 本发明的详细说明，附图中相同的部件给予了相同的附图标记，其中：

图1形象地示出了依照本发明一公开实施例的获取和处理图像的 系统；

图2是依照本发明一公开实施例的图像中的边缘检测方法的流程 图；

图3是心脏的一部分的二维超声图像，适合于依照现有技术的图 像处理；

图4示出了在图3所示的图像上执行的Canny边缘检测，其中已 经依照本发明一公开实施例确定了初始边缘；

图5示出了图4所示的图像，其中依照本发明一公开实施例，一 系列射线从种子点辐射；

图6示出了依照本发明一公开实施例，图5的图像上的闭合轮廓； 以及

图7是一系列图解，示出了依照本发明一公开实施例的图像中的 间隙删除。

具体实施方式

在以下的描述中，为了提供对本发明彻底的理解，阐明了很多特 定细节。然而，对本领域技术人员显然的是，可以无需这些特定细节 而实施本发明。在其它情况下，为了不让本发明不必要地模糊，没有 详细地说明公知的电路、控制逻辑、以及常规算法和处理的计算机程 序指令的细节。