[发明专利]客户端侧的医学成像数据压缩和提取

说明书

用于三维(3D)体积成像数据(尤其包括医学成像数据和牙科成像数据)的压缩和提取的设备和计算机实现的方法，可以接收3D体积图像数据并通过分析3D体积图像数据的相关区域来准备压缩后的3D体积图像数据以用于压缩。该方法还可以包括使用视频压缩方案将经预处理的静态3D体积图像数据压缩为压缩后的3D体积图像数据。还公开了各种其他方法、系统和计算机可读介质。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年2月20日提交的题为“MEDICAL IMAGING DATACOMPRESSION AND EXTRACTION ON CLIENT SIDE(客户端侧的医学成像数据压缩和提取)”的第62/979,325号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

援引并入

本说明书中提及的所有出版物和专利申请均以引用的方式整体并入本文，其程度与每个单独的出版物或专利申请被具体且单独地表示以引用的方式并入的程度相同。

背景技术

现代医学日益依赖医学成像来诊断和治疗患者。例如，医学成像可以提供患者身体内部的视觉表示。各种医学成像技术(例如，X光射线照相术、CT扫描成像、磁共振成像(MRI)和超声检查)可用于产生患者身体的图像数据。例如，锥形束计算机断层扫描(CBCT)是一种这样的医学成像技术，其中X射线形成用于扫描的锥形，该锥形用于对患者进行成像。在成像期间，可以围绕关注区域旋转CBCT扫描仪以获得形成体积数据集的大量(例如，数百或数千)的不同图像。体积数据可用于重建关注区域的数字体积。数字体积可以由解剖数据的三维体素限定。

然而，随着医学成像技术变得更加复杂，图像数据量已经增加，并且用于处理数据的现有方法至少在某些方面可能不太理想。上述成像方法可以用于牙科或正畸成像，并且在至少一些情况下，治疗专业人员可能位于远离成像系统的地方。尽管牙科或正畸医师可能能够查看和操纵数字体积以诊断和治疗关注区域，但至少在某些情况下传输数据可能存在显著延迟。此外，通过一些方法(例如，用于规划牙科和正畸程序的牙齿分割)，可以将数据集传送到远程位置以处理体积数据。尽管数字体积可以提供准确的3D表示，但体积数据的存储和传送需求可能是繁重的并且至少在某些情况下不太理想。例如，CBCT扫描仪可能生成体积数据，并且大量的体积数据可能难以一致地传送到远程位置，并且一致地传送到远程位置是耗时的。此外，例如，在多个位置存储或以其他方式存档多个体积数据集可能比理想情况更困难。

因此，本公开标识出并解决了对用于医学成像数据的客户端侧压缩和提取的系统和方法的需要。

发明内容

本文描述了用于成像数据的压缩和提取的方法和设备(例如，系统和装置，包括软件、硬件和固件)。特别地，这些方法和设备可以用于医学成像数据，诸如来自例如(但不限于)CBCT扫描仪的三维(3D)体积图像数据。一般来说，3D体积图像数据可以是静态数据。3D体积图像数据可以包括多个2D图像(区段或切片)，通过这些2D图像，3D体积图像数据可以统称为3D体积。3D体积可以包括预定的区段或图像(2D图像)，或者这些2D区段或图像可以从3D体积生成。

可以通过对齐3D体积图像数据(例如，通过分析3D体积数据的相关区域)来预处理该3D体积图像数据。预处理还可以包括选择和/或设置坐标轴(例如，x、y、z)。坐标轴可以基于从图像数据中标识出的一个或多个标识出的解剖平面。因此，可以使用预处理来对齐和最大化3D体积图像数据内的对称性。在一些示例中，预处理可以包括例如平行于标识出的解剖平面裁剪3D体积，使得3D体积具有规则的(例如，矩形、立方体等)形状。在一些示例中，可以例如用空白空间填充3D体积，以保持规则形状。也可以通过减小动态范围和/或通过分割对预先确定的临床相关特征进行标识来预处理3D体积图像数据。特别地，对于牙科成像，临床相关特征可以包括骨骼、软组织(例如，牙床、牙龈等)、牙根、牙冠、牙齿内部结构(例如，牙本质、牙釉质等)等。