[发明专利]确定磁共振图像中的正中矢状平面的方法和设备

说明书

本发明公开了一种由计算机执行的用于从大脑的多个磁共振图像以测量体积来确定正中矢状平面的方法。接收多个MR图像并将其转换为在3D坐标空间中定义的3D体积图像。基于预训练分割模型对3D体积图像中的前连合区域、后连合区域和第三脑室区域进行语义分割，以生成标记有前连合区域、后连合区域和第三脑室区域的3D掩模图像。基于有标记的3D掩模图像，构建分割的第三脑室区域的3D体积图像。基于第三脑室区域的3D体积图像确定正中矢状平面。

相关申请的交叉引用

本发明基于并要求于2019年11月26日提交的美国临时专利申请第62/940,576号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及磁共振成像，并且更具体地，涉及确定大脑磁共振图像中的正中矢状平面。

本发明源自作为韩国中小企业和创业部的WC300项目的技术开发支持的一部分而进行的研究。

[项目编号：S2482672，项目名称：具有一种匹配精度为1mm或更小的外科导航融合头颈外科手术机器人系统的开发]。

背景技术

大脑被认为是人体中最复杂的器官。因此，当有必要进行需要进入患者大脑内部的手术时，医生通常会在手术前进行路径规划，以对在头皮上的准确放置以及将手术器械插入大脑进行计划。例如，在进行深度脑刺激手术以治疗帕金森氏病的情况下，可以在患者的大脑中插入诸如电极的手术器械，以便在手术期间将电脉冲施加到大脑的目标区域。

在路径规划期间，可以在计算机显示器上与用于选择大脑中的前连合(AC)和后连合(PC)的手段一起向医生显示患者大脑的磁共振(MR)图像。AC和PC是连接大脑两个半球的神经组织束。因此，AC和PC经常用作大脑成像中的解剖学界标或参考框架，以帮助医生准确地识别大脑中的目标区域并确定将手术仪器插入大脑的位置、角度、深度等。

在常规方法中，医生可以检查大脑的MR图像并手动确定大脑的中心平面以将图像与估计的平面对齐。这样的中心平面也被称为中线(ML)平面、中平面或正中矢状平面(MSP)，并且可以在用于手术治疗的路径规划期间用作界标。但是，手动确定MSP会很耗时，从而延长了路径规划过程。此外，手动确定的MSP可能在医生之间大不相同，或者可能不够准确。

发明内容

本发明提供了一种用于基于AC区域、PC区域和第三脑室区域的3D掩模图像来以测量体积来确定正中矢状平面的方法和设备。

根据本发明的一个方面，公开了一种由计算机执行的，用于从大脑的多个磁共振(MR)图像以测量体积来确定正中矢状平面(MSP)的方法。在该方法中，接收多个MR图像并将其转换为在3D坐标空间中定义的3D体积图像。基于预训练分割模型，对3D体积图像中的前连合(AC)区域、后连合(PC)区域和第三脑室区域进行语义分割，以生成标记有AC区域、PC区域和第三脑室区域的3D掩模图像。基于有标记的3D掩模图像，构建分割的第三脑室区域的3D体积图像。基于第三脑室区域的3D体积图像确定MSP。

根据本发明的另一方面，公开了一种用于从大脑的多个MR图像以测量体积来确定MSP的图像处理装置。该图像处理装置包括处理器，该处理器被配置为：接收多个MR图像；将多个MR图像转换为3D坐标空间中定义的3D体积图像；基于预训练分割模型对3D体积图像中的前连合(AC)区域、后连合(PC)区域和第三脑室区域进行语义分割，以生成标记有AC区域、PC区域和第三脑室区域的3D掩模图像；基于有标记的3D掩模图像，构建分割的第三脑室区域的3D团块(blob)；并基于第三脑室区域的3D团块确定MSP。