CN102165465B - 用于在医学影像中交互式标记管状结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了用于标记管状结构的系统和方法。首先在显示屏上显示管状结构。可以获得所述管状结构的表示。用户使用电子笔在显示屏上绘制曲线。根据用户所绘制的曲线，可以根据分段的管状结构的表示识别出对应于所绘制曲线的管状结构的一个或多个分段。随后由用户选择标记，将所选择的标记分配给所述识别出的管状结构的一个或多个分段。

Description

用于在医学影像中交互式标记管状结构的方法

技术领域

本发明要求申请日为2008年9月23日的临时申请No.61/099,417的优先权，该申请的内容以其全文形式在此被结合入本文作为引用。

本发明总体涉及医学影像的方法和系统以及包括所述方法和系统的体系。更具体地讲，本发明涉及在医学影像中用于2D/3D数据处理的方法和系统以及包括所述方法和系统的体系。

背景技术

在医学影像中，患者数据能够以不同的数据采集设备进行采集，例如电脑断层造影(CT)、X-射线、或核磁共振成像(MRI)。在当今的社会中，有相当大比例的人口患有血管疾病或其它相关疾病。在诊断这些疾病中，精确识别和注释/标记正确的管状解剖结构(例如，血管结构或气道)在作医学诊断结论时起着非常重要的作用。血管结构的计算机分析和量化经常涉及将血管结构从其它周围的影像内容分割出来，标记所述识别的结构，并准确测量不同的已标记结构。

由于医学成像中经常存在噪音，伪像，例如CT影像中的部分容积效应，或用于识别血管结构的分割方法的缺陷，从医学影像分割出的血管结构通常含有错误。例如，在医学影像中，血管结构经常表现出断开或似乎含有环路。这使得难以正确地标记不同的血管结构。此外，在影像中不同的血管系统可能表现出彼此相交。噪音影像的所述结果使得计算装置难以使高效标记血管结构的过程全自动化。此外，尽管通常可用不同血管系统的模式，例如人体血管系统的解剖图谱，但由于相同的原因，根据所述预定的模式正确标记不同的分段血管结构是困难的。

在尝试改进中，业已开发了半自动方法。例如，存在解决方案，其中一个或多个种子点可被手动设置在血管分支上，所述血管分支随后被用于自动标记从所述种子开始的血管。不过，这种类型的方法通常不可靠，这是因为由于噪音的存在而使得分割的血管分支可能不正确，导致血管分支可能不正确地连接至其它的血管分支或连接至另一血管系统。

因此，需要一种在固有噪音的医学影像中能够可靠并高效地标记血管结构的改进的方法。

附图说明

本文所要求保护和/或描述的发明以示例实施例的形式进一步进行描述。这些示例实施例结合附图进行详细描述。这些实施例是非限制性的示例实施例，其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构，并且其中：

图1(a)示出了根据本发明一个实施例的管状结构标记系统的示例性示图；

[0009图1(b)提供了对应于人体血管系统的三维管状结构的示例；

图2(a)示出了根据本发明一个实施例的管状结构标记系统的示例性流程图；

图2(b)提供了三维管状结构的骨架表示的示例；

图2(c)示出了根据本发明一个实施例所作的绘制线重叠在管状分段上；

图3是根据本发明的一个实施例，用于计算所绘制路径和管状结构的骨架表示之间的对应关系的示例性程序的流程图；

图4(a)是根据本发明的一个实施例，用于延伸基本骨架的示例性程序的流程图；

图4(b)示出了根据本发明一个实施例的骨架的图形表示；和

图4(c)示出了根据本发明一个实施例的骨架连同所绘制线的图形表示；

图4(d)示出了根据本发明一个实施例的对应于所绘制线的基本骨架分段；和

图4(e)示出了根据本发明一个实施例的包括整个骨架分段的基本骨架的延伸部；和

图4(f)示出了根据本发明一个实施例的根据所绘制线得到的延伸的管状分段；

图4(g)示出了根据本发明一个实施例的包括非环形子段的基本分段的延伸部；

图4(h)示出了根据本发明一个实施例的根据所绘制线得到的另一延伸的管状分段；

图5是根据本发明一个实施例沿着所绘制线连接不同的管状结构的示例性程序的流程图。

具体实施方式

本发明披露了标记从医学影像分割出来的管状结构的交互式方法。图1示出了根据本发明一个实施例的管状结构标记系统100的示例性示图。示例性系统100包括显示屏124和显示单元115，所述显示单元115被设置成在显示屏124上显示影像数据或任何相关的信息。系统100还包括管状结构表示生成单元108，所述管状结构表示生成单元108用具有管状结构102的影像或影像体作为输入并生成其对应的表示储存在存储器111中。在一些实施例中，可以分割管状结构102。在这种情形，所述表示根据分割结果而获得。在一些实施例中，管状结构102对应于没有分割的原始影像或影像体。在这种情形，管状结构表示生成单元108可以首先进行分割并随后根据分割结果得到表示。在一些情况，管状结构表示生成单元108可以直接根据原始的影像数据计算管状结构的表示。

此外，系统100包括交互式绘图单元110，所述交互式绘图单元110被部署成使得用户能够根据显示屏上的显示绘制曲线。可以利用电子笔绘制曲线，所述电子笔由用户从一组不同笔尖尺寸的电子笔104中选择，并且具有对应的标记，也是由用户从一组标记106中选择。例如，用户可以沿着来自显示屏上所显示的102的输入管状结构绘制路径112。

在操作中，系统100便于与用户进行交互，以便从102取回一些管状结构并将其显示在显示屏上。输入管状结构可以是分段的或不是分段的。用户可以与交互式绘图单元110进行交互以便根据显示屏上所见绘制曲线。通过所述绘图操作，不仅绘制了曲线而且还根据用户对笔尖尺寸的选择确定了曲线的粗细度。此外，每支选定的笔与标记对应，从而所绘制的曲线按照与笔对应的标记进行标记。所述生成的所绘制曲线可以储存在存储器112中。

系统100还包括对应关系计算单元114，所述对应关系计算单元114被设计用于计算来自存储器111的管状结构的结构表示和来自存储器112的用户绘制路径或曲线之间的对应关系。关于对应关系及其计算的细节在本文结合图3-4(h)进行讨论。根据所计算的对应关系，系统100中管状分段提取单元116在当前的管状结构中提取对应的管状分段。标记分配单元118随后将用户所绘制路径的标记分配给所述被提取管状分段中的所有像素/体素点。通过这种方式，能够以高效和具有改进的准确性的交互作用方式实现在管状结构中标记不同的管状分段。

如本文所讨论，管状结构的分割有时不能获得高质量结果。例如，连续的管状分支可能被分割成不同的管状分段。不过，如果用户绘制的路径/曲线穿过不同的管状分段，这可以通过合并所有对应于相同的当前用户绘制路径的不同管状分段用于改进分割结果。为达到该目的，系统100还包括合并单元120，所述合并单元120被部署成根据用户绘制的路径合并管状结构的断开分段。合并的管状分段或结构被赋予相同的标记。所述已赋予标记的改进的管状分割结果随后可被储存在存储器122中，还可被显示单元115取回以便在显示屏124上进行显示，以显示改进并标记的管状结构。

图1(b)提供了显示在二维显示屏(例如124)上的三维分段管状结构的示例。可以看到，所述管状结构可具有带不同分支的主干，所述分支中的一些可具有额外的子分支。如本文所讨论的，所示管状结构的不同分支可对应于不同的可识别解剖结构部位并且应当加以区别地进行标记。还可以看到，标记所述三维管状结构可能相当有挑战性。本发明的剩余部分讨论了如何按照本文的描述执行不同的步骤以便实现所述管状结构的不同部分的更为可靠和精确的标记。

图2(a)是根据本发明一个实施例的管状结构标记系统100的示例性程序流程图。在步骤200首先取回分段的管状结构，所述分段的管状结构在步骤212显示在显示屏124上。系统的输入是通过利用任何现有技术的分割方法可获得的分段的管状结构210。根据影像数据采集设备，管状结构可以是二维(2D)或三维(3D)的。在2D中，管状结构可由像素表示，而在3D中管状结构可以由可在2D显示屏上显示的体素表示。图1(b)示出了一个所述分段的管状结构。

在一些实施例中，随后可在步骤214计算所显示的管状结构的表示。在一些实施例中，可能先前已经计算过所述表示，例如，在步骤214可以从管状结构表示存储器111中取回现有的表示。所述表示可对应于骨架表示，如图2(b)所示，或本领域已知的任何其它形式的管状结构的表示。在随后的步骤中使用所述骨架表示以便于进行本文所述的改进的管状分段标记操作。

为了开始本文所述的交互式标记程序，在步骤216激活交互式绘图会话。在该交互式绘图会话过程中，在步骤218用户首先选择具有所需要笔尖尺寸的电子笔。可以通过界面例如鼠标中键轮的滚动增大或减小笔尖的尺寸。在步骤220还选择了用于标记所需要管状分段的标记，其中所述标记与所选定的笔相关。所述标记可以选自根据血管系统的一些生理模型定义并且系统100可用的一组标记。例如，标记可对应于人体解剖结构的医学定义，例如，第二代人体肝脏的肝中静脉。根据一些预定的标准，例如人体血管系统图谱，该组标记被分配给管状结构的分支。

在步骤222，用户使用选定的电子绘图笔沿着要标记的管状分段绘制路径。对于3D管状结构，可以使用任何3D显示方法以例如任何用户选定的角度最佳地显示某一3D管状结构。所绘制路径的宽度可以与电子绘图笔尖的尺寸相同。在一些实施例中，一旦用户选择了笔尖的粗细度，所绘制的曲线可具有与笔尖尺寸一致的宽度。在一些实施例中，在绘制路径时，可允许用户利用例如鼠标中键轮同时调节电子绘图笔的笔尖尺寸。

在一些实施例中，可以对沿其绘制曲线的管状分段进行自动形状分析。所述形状分析结果，例如管状分段的任何位置处的宽度，可被用于自动并动态地调节电子绘图笔尖的尺寸以便与笔尖位置处的管状分段的宽度相匹配。所述管状分段的宽度可被测量为垂直于其最长主轴的管状分段的每个截面的直径。

在步骤224，可以自动地将与所选定笔相关的标记分配给所绘制路径的像素点。用具有选定或计算得到的笔尖尺寸的选定的笔所绘制的标记路径可以显示在或重叠在所显示的原始管状分段之上。这在图2(c)中示出，其中在230处标记的小曲线对应于用户绘制的路径。所绘制路径的颜色代表分配给该路径的标记。被标记的绘制路径重叠在管状结构上并且在视觉上对应于当前的管状分段240。

根据所绘制的路径230和管状结构的表示，例如图2(b)所示的骨架表示，可以识别对应于所绘制路径的当前管状分段240。为了实现该目的，在步骤226首先计算所绘制线230和管状结构的表示(例如骨架)之间的对应关系。随后，根据所述对应关系，在步骤226还识别出对应于用户所绘制曲线的管状分段。关于计算以识别所述对应关系的细节将结合图3-4(h)进行讨论。在步骤228分配给所绘制曲线的标记随后被自动分配给所述已识别的管状分段。

在一些情况，在对用户所绘制曲线延伸后，所绘制的曲线可能对应于若干个管状分段。在一些情况，所述已识别的管状分段可能对应于子管状结构。在一些情况，所识别的不同管状分段可能对应于断开的管状分段。在这种情况，在步骤230将对应于相同的所绘制曲线的那些管状分段合并成完整的管状分段，以便整个合并的管状分段被分配给与绘图笔相关的相同标记。

可以重复上述步骤直到标记了管状结构的所有需要的分支。所述操作的结果对应于具有所需要的分支被标记并且断开的分段被连接的分段管状结构122。此外，图2(a)所示的特定步骤的顺序可以改变。在一些实施例中，用户首先可以沿着管状分段划线，系统随后提取对应的像素/体素，并且用户随后可以选择标记并将所述标记分配给所提取的像素/体素。

如上所述，本文所述用于标记管状结构的标记操作可用于校正或优化管状结构分割结果。在一些实施例中，可以在先前已标记过的分支上执行上述步骤。在所述情况，系统的输入可以是标记的管状结构。用户可以如本文所述如同他/她在进行标记一样沿着优选的管状分段绘制路径并随后向对应于所绘制曲线的每个管状分段分配需要的标记。

在另一示例性实施例中，用户可以将具有先前已分配标记的所有分段改成不同的标记。例如，用户可以选择要改变的特定标记并指定要使用的新标记来替换所述特定标记。相应地，可以选择具有该特定标记的所有分段并用新标记进行替换。

在一些实施例中，可选自106(图1(a))的标记可包括除了由例如解剖结构图谱定义的标记之外的特殊标记。所述额外标记的示例包括无效标记。所述标记可被赋予特殊的含义以便用于表示当前管状分段的特殊状态。例如，如果无效标记被选定并分配给管状分段，它可表示当前管状分段将被删除。这在由于不正确的分割操作而产生假管状分段的背景下尤其有用。

在一些实施例中，前述的标记程序可以在不必要分割出管状结构的情况下进行。例如，可以使用体显示技术仅根据原始影像在显示屏上显示非分段的管状结构。此外，还可以从原始影像直接计算骨架表示。

图3讨论了关于如何识别对应的管状分段(图2(a)中的步骤226)的细节，图3是根据本发明一个实施例的示例性程序的流程图，其中计算了管状结构的骨架表示和沿着管状分段所绘制路径之间的对应关系。为了识别对应于用户所绘制曲线的管状分段，可以使用管状结构的表示，例如骨架表示。在一些实施例中，管状结构的骨架表示包括管状结构中被分割的管状分段的中心线。管状结构的所述骨架的一个示例在图2(b)中示出。

在步骤304首先可以识别用户所绘制路径穿过的分段管状结构上的像素或体素。例如，如果当前的管状结构是3D结构，所绘制路径上的像素可以映射到沿着观察方向穿过像素的3D空间中的体素射线上。射线与管状结构的交集随后可被识别为用户所绘制路径穿过的体素。在另一个示例中，用户可使用3D鼠标和类似装置在显示管状结构的3D空间中直接标注。在这种情况，在3D空间中所标注的所有点被看作用户所绘制路径穿过的点。

在步骤306，对于用户所绘制路径穿过的每个像素/体素，识别出在管状分段的骨架表示上最接近的像素/体素。在一些情况，由于例如用户所绘制路径的差异，管状分段的骨架表示中所述确定的最接近像素/体素可能不是连接的。此外，还可以使用其它识别方法，而不是识别所述最接近的点。例如，在骨架表示中，可能存在多个骨架分段。一些骨架分段可被视为接近于用户所绘制的曲线，如果根据某种距离例如欧几里得距离(Euclidian distance)测量到它们与用户所绘制曲线或其一些点的接近程度在某个预定阈值内。

在步骤308，可以根据在步骤306选定的最接近像素/体素形成基本骨架。尽管最接近的像素/体素可能在2D或3D空间中不是连续地连接，可以根据某个标准或外推法连接所述最接近的像素/体素。可以手动、半自动或自动地进行所述连接。所得到的连接的骨架形成基本骨架分段。在实际操作中，用户有时所绘制的曲线可能不扩展到管状分段的整个长度，如图2(c)所示，其中用户所绘制的曲线230比当前管状分段240的长度更短。在这种情况，根据步骤306所识别的最接近的像素/体素所形成的基本骨架分段可能不能很好地与当前的管状分段240对应。因此，在步骤310，所形成的基本骨架被延伸从而它可以更真实地表示当前的管状分段240。

在延伸基本骨架以便更准确地识别当前管状分段(240)的方面可能存在不同的操作模式。在一些实施例中，不同的操作模式可以作为选项提供给用户以便用户可以激活适于当前应用的操作模式。在一种模式中，可以延伸基本骨架以便覆盖当前管状分段的长度。在这种情况，具有如步骤306所识别的最接近的像素/体素的骨架分段可被用作延伸的骨架分段。

步骤310的细节可以根据图4(a)所示的流程图进行实施。在该实施中，骨架表示可以根据图形进行，其中每个骨架对应于两个节点和其间的连接。所述图形可以由管状结构的骨架表示构成并且它包括节点和连接不同节点的边。在表示骨架表示的图形中，图形中的节点表示两个或更多个骨架分段的相交。图形中的边表示连接图形中两个节点的骨架分段。树被定义为源自一个边的一组边，而在所述边没有环路。

每个骨架的边包括多个边点。这在图4(b)中示出，其中在骨架表示中有多个骨架分段。例如，如图所示有骨架分段410，412，414，415，416，417，418和419。对于每个骨架分段有两个节点和一个边，并且一些节点可能连接至候选作为分支的不同边。根据管状结构的骨架表示的该实施例，可以执行如图4(a)所述的操作以便延伸基本骨架以生成延伸的骨架。

在操作中，为了延伸基本骨架，首先在步骤404延伸基本骨架，以复原直接对应于用户所绘制曲线的管状分段的正确长度。这在图4(b)-4(d)中示出。在图4(b)中，示出了一部分管状结构的骨架表示，其中不同的骨架410，412，414，415，416，417，418和419表示管状结构的不同分段。在该示例中，骨架414，415和417形成环路，它在大多数情况可能表示错误，因为在生理学上血管系统通常不具有环形血管。

在图4(c)中，示出了用户所绘制的曲线420连同图4(b)所示的管状结构的骨架表示。用户所绘制的曲线420接近于骨架419。在执行步骤306后，最接近于用户所绘制曲线的骨架上的像素很可能都来自于骨架419并且它们按照步骤308形成基本骨架。这在图4(d)中示出，其中那些最接近的骨架点形成基本骨架422。可以看到，该基本骨架尽管对应于现有骨架419但不具有与419相同的长度。

在图4(a)的步骤404延伸基本骨架以覆盖整个长度的过程中，沿着当前的现有骨架(例如，419)的边点被还原成延伸的骨架424，如图4(e)所示。在本发明的一些操作模式中，基本骨架被用于仅延伸至当前的管状分段而不延伸至其分支。操作模式在步骤405确定。如果不延伸至分支，图4(e)所示的延伸的骨架被直接用于识别对应于用户所绘制曲线的管状分段。在该示例中，根据延伸的骨架424识别的对应的管状分段426在图4(f)中示出，所述管状分段426对应于图2(c)中所示的用户所绘制的曲线230。

在不同的操作模式中，根据基本骨架获得的最初延伸的骨架可以进一步扩展至管状分段424的一些分支。在这种情况，执行步骤406的操作，除了包含环路的分支外将管状分段424的所有分支添加至延伸的骨架。在实施中，这对应于叶边，即具有不连接至其它边的一个节点的边，所述叶边直接或间接连接至管状分段424。结果在图4(d)，4(e)，4(g)和4(h)中示出，其中基本骨架422在图4(e)中可能首先延伸至骨架分段424。随后，延伸的骨架分段424可被进一步延伸至其分支，如图4(g)所示，其中延伸的骨架分段424具有分支428和430，所述分支428和430均对应于具有一个节点连接至其它边的叶边。在一些实施例中，只连接至叶边的所有边可能包括在延伸操作中。例如，如果分段410连接两个子段，分段410和子段均被包括在内。

可以根据某些标准控制所述延伸。例如，延伸可能被限制于只有在生理学上可接受的分支，例如，骨架表示中的环路结构可能不被包括在所述延伸中。在图4(g)中，尽管骨架414也是424的分支，但它没有被接受为延伸部分，因为从414有一环路回到骨架424。因此，根据第二操作模式(步骤404，406和407)进行的延伸产生如图4(h)所示的延伸的骨架，所示延伸的骨架包括骨架分段424，428和430。利用具有用户所绘制曲线230的图2(c)所示的示例管状结构，使用图4(a)所示程序识别的对应的管状分段产生图4(h)所示的所得到管状结构432，对应于用户所绘制的曲线230。

图5是根据本发明一个实施例的示例性程序的流程图，其中沿着用户所绘制路径的断开的管状分段被合并。在步骤502，沿着用户所绘制路径的多个骨架分段可能沿着用户所绘制路径的给定方向按顺序排列。在实施中，这可以是按顺序由每个骨架分段设置一系列起点和终点。在步骤504，新的骨架分段可被引入在任何两个相邻的断开的骨架分段之间。根据有序的多个骨架分段通过将骨架分段的终点和与其相邻的骨架分段的起点相连接可以生成新的骨架分段。以这种方式，新生成的骨架分段连接两个断开的骨架分段。

由于两个断开的骨架分段可能表示不同直径的两个管状分段，由新生成的骨架分段表示的新的管状分段需要按照其相邻的管状分段的宽度产生。在步骤506，计算前一个管状分段的终点处的管状分段的截面的直径。在步骤508，计算下一个管状分段的起点处的截面的直径。所述计算出的相邻管状分段的直径随后被用于构建新插入的管状分段。

在步骤510，执行插值以生成对应于前一个管状分段的终点的截面和对应于下一个管状分段的起点的截面之间的截面。根据前一个和下一个管状分段的形状，可以采用不同的插值方案。例如，如果插入直的管状分段，可以使用线性插值以生成直的管状分段，所述直管状分段的直径可以根据相邻管状分段的直径从一端到另一端成锥形。如果新生成的管状分段需要是弯曲的，可以使用具有弯曲形状的管状分段，其中所述管状分段的截面直径从一端到另一端逐渐变化以便平滑地连接至两个相邻的管状分段。在另一示例性实施例中，可以使用接近于终点或起点的平均尺寸以便更为稳固。在一些实施例中，可以根据一些最佳参数确定新生成的管状结构的精确形状，其中所述最佳参数根据新的管状结构的边界附近的像素/体素的灰度值确定。

尽管本发明结合某些示出的实施例进行描述，本文所用的文字是描述性的文字，而非限制性的文字。在各方面不偏离本发明的范围和精神的情况下，在所附权利要求书的范围内可以变化。尽管本文所描述的本发明结合了具体的结构、动作和材料，但本发明并不限于所披露的细节，而是能够以各种形式体现，其中某些形式可能与所披露的实施例完全不同，并且本发明扩展至所有等同的结构、动作和材料，例如在所附权利要求书的范围内。

Claims (30)

1.一种用于在装置的显示屏上标记管状结构的方法，所述方法包括如下步骤：

在显示屏上显示管状结构；

获得所述管状结构的表示；

根据从用户处收到的信息在所述显示屏上显示曲线，其中所述用户利用与标记相关的电子笔在显示屏上绘制所述曲线；

根据分段的管状结构的表示识别对应于所绘制曲线的管状结构的一个或多个分段；和

将标记分配给管状结构的一个或多个分段。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述管状结构是二维和三维中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示屏使得所述管状结构能够在二维空间中显示。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述管状结构的表示是骨架表示。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述标记表示为下述中的一种：

颜色；

文本解剖结构描述；

注释；

识别；和

用特殊指令对动作进行编码的特殊标记。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述特殊标记包括具有用于删除操作的指令的无效标记。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子笔具有某个尺寸的笔尖。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述笔尖尺寸是可选择的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述笔尖尺寸可以根据笔尖位置处管状分段的宽度进行动态调节。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述电子笔或笔尖尺寸可以由用户通过交互式界面进行操纵。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别的步骤包括：

定位所绘制曲线穿过的管状结构的像素/体素；

对所绘制曲线穿过的每个像素/体素，定位最接近于每个像素/体素的分段管状结构的表示的一个或多个元素；

根据最接近的表示的元素生成基本骨架分段；和

延伸所述基本骨架分段以识别管状结构中的一个或多个管状分段。

12.根据权利要求11所述的方法，其中延伸所述基本骨架分段的步骤包括：

获得所述管状结构的骨架的图形表示，其中所述管状结构的每个管状分段根据具有表示管状分段长度的边缘和表示管状分段两端的两个节点的骨架分段来表示；

识别骨架分段作为延伸的骨架分段，其中所述骨架分段重叠基本骨架分段；和

从由延伸的骨架分段表示的分段的管状结构提取管状分段作为对应于所绘制曲线的管状分段。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述延伸基本骨架分段的步骤包括：

获得所述管状结构的骨架的图形表示，其中所述管状结构的每个管状分段根据具有表示管状分段长度的边和表示管状分段两端的两个节点的骨架分段来表示；

识别骨架分段作为延伸的骨架分段，其中所述骨架分段重叠基本骨架分段；

如果有的话，标出非环形的延伸的骨架分段的一个或多个分支；和

提取由延伸的骨架分段和它的非环形分支表示的一个或多个管状分段作为对应于所绘制曲线的管状分段。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：

合并至少一些不相连接的一个或多个管状分段；

生成合并的管状分段；和

将标记分配给合并的管状分段。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述生成的步骤包括：

将沿着所绘制曲线识别的骨架分段的起点和终点进行排序；

将骨架分段的终点与下一个骨架分段的起点进行连接；

在对应于所述骨架分段的第一管状分段的终点处获得第一直径信息；

在对应于下一个骨架分段的第二管状分段的起点处获得第二直径信息；和

根据所述第一直径信息和第二直径信息在第一和第二管状分段之间插入新的管状分段。

16.一种用于在装置的显示屏上标记管状结构的系统，所述系统包括：

显示装置，所述显示装置具有显示屏；

显示单元，所述显示单元被设置成在显示屏上显示管状结构；

管状结构表示生成单元，所述管状结构表示生成单元被设置成获得所述管状结构的表示；

交互式绘图单元，所述交互式绘图单元被设置成使得用户能够利用与标记相关的电子笔在显示屏上绘制曲线；

管状分段提取单元，所述管状分段提取单元被设置成根据分段的管状结构的表示识别对应于所绘制曲线的管状结构的一个或多个分段；和

标记分配单元，所述标记分配单元被设置成将选择的标记分配给所述管状结构的一个或多个分段。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述管状结构是二维和三维中的一种。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述显示屏使得所述管状结构能够在二维空间中显示。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述管状结构的表示是骨架表示。

20.根据权利要求16所述的系统，其中所述电子笔具有某个尺寸的笔尖。

21.根据权利要求16所述的系统，其中所述标记表示为下述中的一种：

颜色；

文本解剖结构描述；

注释；

识别；和

用特殊指令对动作进行编码的特殊标记。

22.根据权利要求21所述的系统，其中所述特殊标记包括具有用于删除操作指令的无效标记。

23.根据权利要求20所述的系统，其中所述笔尖尺寸是可选择的。

24.根据权利要求20所述的系统，其中所述笔尖尺寸可以根据笔尖位置处管状分段的宽度进行动态调节。

25.根据权利要求20所述的系统，其中所述电子笔或笔尖尺寸可以由用户通过交互式界面进行操纵。

26.根据权利要求16所述的系统，还包括对应关系计算单元，所述对应关系计算单元被设置成在所绘制曲线和一个或多个管状分段之间识别对应关系，其中所述对应关系计算单元能够：

定位所绘制曲线穿过的管状结构的像素/体素；

对于所绘制曲线穿过的每个像素/体素，定位最接近于每个像素/体素的分段管状结构的表示的一个或多个元素；

根据最接近的表示的元素生成基本骨架分段；和

延伸所述基本骨架分段以识别管状结构中的一个或多个管状分段。

27.根据权利要求26所述的系统，其中所述延伸基本骨架分段包括：

获得所述管状结构的骨架的图形表示，其中所述管状结构的每个管状分段根据具有表示管状分段长度的边和表示管状分段两端的两个节点的骨架分段来表示；

识别骨架分段作为所述延伸的骨架分段，其中所述骨架分段重叠所述基本骨架分段；和

从由所述延伸的骨架分段表示的分段管状结构提取管状分段作为对应于所绘制曲线的管状分段。

28.根据权利要求26所述的系统，其中所述延伸基本骨架分段包括：

获得所述管状结构的骨架的图形表示，其中所述管状结构的每个管状分段根据具有表示管状分段长度的边和表示管状分段两端的两个节点的骨架分段来表示；

识别骨架分段作为所述延伸的骨架分段，其中所述骨架分段重叠所述基本骨架分段；

如果有的话，标出非环形的所述延伸的骨架分段的一个或多个分支；和

提取由所述延伸的骨架分段和它的非环形分支表示的一个或多个管状分段作为对应于所绘制曲线的管状分段。

29.根据权利要求16所述的系统，其中还包括合并单元，所述合并单元能够：

合并至少一些不相连接的管状分段；

生成合并的管状分段；和

将选择的标记分配给合并的管状分段。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述生成的步骤包括：

将沿着所绘制曲线识别的骨架分段的起点和终点进行排序；

将骨架分段的终点与下一个骨架分段的起点进行连接；

在第一管状分段的终点处获得对应于所述骨架分段的第一直径信息；

在第二管状分段的起点处获得对应于下一个骨架分段的第二直径信息；和

根据所述第一直径信息和第二直径信息在第一和第二管状分段之间插入新的管状分段。

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