[发明专利]用于检测组织以及纤维束变形的系统与方法

权利要求书

1.一种用于产生患者的可演变组织模型的方法，其包括以下步骤：

a)接收患者的组织的至少一组输入数据，所述至少一组输入数据含有可从所述输入数据衍生的所述组织的至少一种组织成分的方向信息；

b)以预选格式表示组织的所述至少一种成分的所述方向信息且从中产生反映所述至少一种组织成分的方向性的有向组织图；以及

c)产生组织模型，其中所述组织模型的至少一个组成部分为所述有向组织图，以使得所述组织模型反映所述至少一种组织成分的所述方向性，这样当所述组织模型在某一时间段中受到导致组织变化的影响时，所述组织模型在所述时间段中以反映与所述至少一种组织成分的所述方向性交互作用的所述影响的轨迹的方式演变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)使用当所述方向信息以如在步骤a)中接收时的格式可用时所获取的所述方向信息来执行，并且其中在所述方向信息不可原样使用的情况下，所述方法包含预处理所述输入数据以及以可用格式从中提取所述组织的所述至少一种成分的方向信息的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述组织模型包含其它组成部分，所述其它组成部分包含以下各者中的任一者或组合作为几何模型：一种或多种组织成分的弹性特性、一种或多种组织成分的拉伸特性、一种或多种组织成分的压力特性、各种组织类型相对于所述输入数据组中的任一组的分割以及组织类型之间的相关联边界、血管系统、流体表示、骨骼或肌骨骼表示、皮肤和/或其它器官。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中用以表示所述组织的所述至少一种成分的所述方向信息的所述预选格式包含：图像格式，和/或几何模型，和/或标量场，和/或向量场，和/或张量场，和/或角分量的表示例如通过四元数或旋转矩阵，和/或通过任何适当基例如球谐函数的角分量的分解，和/或方向定向的任何广义函数表示。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其包含视觉显示所述组织模型。

6.根据权利要求5所述的方法，其包含将视觉线索指派给所述显示的组织模型的不同组成部分。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述可演变组织模型为所述患者的脑的可演变组织模型，并且其中所述组织的所述至少一种组织成分的所述输入数据为扩散纤维束的输入数据，并且其中所述有向组织图为示出白质纤维束的图。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述患者的脑的所述组织模型包含其它组成部分，所述其它组织部分包含以下各者的物理或生物力学特性中的任一者或组合：所述脑以及头的组成部分中的任一者或组合。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中组织类型之间的所述边界包含以下各者的任何组合之间的边界：灰质、白质、脑脊髓液、脑沟所在位置、肿瘤、骨、脑膜、血管系统以及脑室。

10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其中所述流体表示包含脑脊髓液、血以及水肿。

11.根据权利要求7到10中任一项所述的方法，其中所述输入数据是使用以下各者中的任一者或组合获取：磁共振扩散加权成像、扩散张量成像、q球、HARDI；包含光学相干断层扫描的干涉法；时间成像技术，包含多普勒超声和功能MRI；细胞定向图像数据的算法分割与分析，例如显微术。

12.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述可演变组织模型为所述患者的脊髓的可演变组织模型，并且其中所述组织的所述至少一种组织成分的所述输入数据为脊柱纤维束的输入数据，并且其中所述有向组织图为示出所述脊柱纤维束的图。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述患者的脊髓的所述组织模型包含其它组成部分，所述其它组成部分包含以下各者的任一者或组合的物理或生物力学特性中的任一者或组合：脊膜、脑脊髓液、血管系统、肿瘤、包含椎骨的骨、椎间盘、肌肉、肌腱、软骨或韧带。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中组织类型之间的所述边界包含以下各者的任何组合之间的边界：脑脊髓液、脑膜肿瘤、包含椎骨的骨、椎间盘、血管系统、肌肉、肌腱、软骨以及韧带。

15.根据权利要求12、13或14所述的方法，其中所述流体表示包含脑脊髓液、血以及水肿。