CN103765475B - 具有对最优断层摄影切片的自动选择的交互式实况分割 - Google Patents

Abstract

一种装置，其用于通过使用相同的交互提供的切片内种子点在一些或全部可用断层摄影切片上执行若干尝试性分割，进行最优断层摄影切片的自动选择。然后合适的分割边界被标记，并且具有最佳分割优度值（品质因数）的所述切片经由查看器被呈现给用户。当所述用户改变所述种子点时重复所述步骤。所述最优分割边界被显示在融合自全部断层摄影切片图像的单个模拟乳房摄影图像的上方。

Description

具有对最优断层摄影切片的自动选择的交互式实况分割

技术领域

本发明涉及用于后处理2D横截面切片图像的装置、用于后处理2D横截面切片图像的方法、用于后处理所述横截面切片图像的医学系统、用于辅助后处理2D横截面图像切片的图形用户界面、计算机程序单元以及计算机可读介质。

背景技术

与常规的X射线投影图像相反，断层摄影提供对应于被成像体积的特定深度的一叠多个横截面切片图像。所述图像体积可以为已被计算机断层摄影扫描器检查过的患者或患者身体的部分。范例为数字乳房断层合成（DBT），在其中采集女性乳房的若干切片。执业医师（例如放射科医师）的频繁任务是针对感兴趣区域（例如乳房中的一段假定病变）审查所采集的图像。在审查所述图像时，有一些可用的工具，以请求对由所述放射科医师识别的感兴趣区域的分割。然而，当存在大量切片时，对这种分割工具的操作可能是困难的。

发明内容

本发明的目标是辅助放射科医师从可能一大叠的多个切片图像中检索这样的图像，所述图像比当前观看的切片提供对感兴趣区域的更好视图。本发明的所述目标由独立权利要求的主题解决，其中另外的实施例体现在从属权利要求中。

应指出，下文描述的本发明的各方面同样适用于由下文中的装置生成的图形用户界面、后处理2D截面切片图像的方法、后处理所述横截面切片图像的医学系统、计算机程序以及计算机可读介质。

根据本发明的第一个方面，提供一种用于后处理2D横截面切片图像的装置。

所述装置包括：

图形用户界面控制器；

分割器单元；以及

分割优度评价器。

所述图形用户界面控制器被配置为生成用于在屏幕上显示的图形用户界面。所述用户界面在这样被显示时包括交互式第一窗口小部件，所述交互式第一窗口小部件在所述屏幕上显示初始图像。所述初始图像基于所述2D切片中的一个或多个。所述窗口小部件被配置为允许用户在所显示的初始切片上的任何地方指定分割种子点的位置数据。

所述分割器单元被配置为，响应于所述用户指定所述位置数据，访问所述2D切片并且通过将所述分割种子点用作针对所述分割中的每个的共同种子点来分割多个所述2D切片中的每个。

所述分割优度评价器被配置为从多个经分割的2D切片中，确立具有有着最佳分割优度值的分割的最佳切片。所述图形用户界面控制器还被配置为更新所述第一窗口小部件，以在其中代替所述初始切片而显示所述最佳切片，或者在其中显示叠加有所述最佳分割的最佳切片。

根据一个实施例，所述图形用户界面控制器还被配置为基于所述2D切片中的全部或选集来生成用于在所述屏幕上显示在第二窗口小部件中的叠加在第二图像（112）上的所述最佳分割。

根据本发明的所述装置使所述放射科医师免于不得不滚动全部所述切片以寻找最适于分割的切片的繁琐任务。所述装置允许所述用户交互式地请求在某个切片内位置处的分割，并帮助去除不明确性，所述不明确性即：所述分割在该切片内位置处是否比在与当前显示的一个不同的切片中会更“有意义”。

根据本发明的一个实施例，使用相同的交互提供的切片内的点，进行若干尝试性或样本分割。所述切片内的点是用户通过使用诸如计算机鼠标的定点工具提供的。所述样本分割是针对所述一叠中的所述切片中的每个或用户可定义的选集或者针对从不同组的切片获得的一个或多个滑动平均厚片（sliding average slab）而进行的。自动生成的分割中的每个均产生分割优度值。

具有最佳分割优度值的所述切片被自动地——无需进一步的用户交互——优选以平滑渐显的方式，带到切片查看器的前景。在所述图形用户界面中，被确定具有最高分割优度值的所述分割被标记显示，从而更好地凸显在用户眼前。

响应于由所述用户请求的鼠标指针位置的改变，交互式地重复对提供叠加有所述最佳分割的所述最佳切片的反馈。鼠标点击事件不再是必须的。通过仅分派由所述计算机鼠标记录和登记并由所述图形用户界面控制器解释的经更新的位置，实现对具有重新计算的最佳分割值的所述最佳切片的请求。

根据本发明的一个方面，最优分割边界被额外地显示在通过融合所述断层摄影切片中的全部或选集而获得的单一模拟乳房摄影图像上。根据本发明的一个方面，逐个切片的分割是基于使用代价函数的最短封闭路径算法，所述代价函数与关于所述种子点的径向灰度值梯度成反比。

使用这种代价函数允许集中针对外切高对比图像区域的分割边界的搜索。

根据本发明的一个方面，可以经由优选的平均半径和优选的平均灰度值或平均梯度来控制所述分割。

根据一个方面，针对所述平均或针对所述梯度的所述优选平均半径和期望灰度值是由所述用户在准备配置步骤中提供的。在所述样本点上施加这种限制允许在计算所述最佳分割时节省CPU时间。

如贯穿本发明所使用地，“最佳”切片和“最佳分割优度值”是通过如下解释的预定图像对比标准而客观建立的。总地来说，所述最佳切片将是这样一个切片，相比较已在当前观看的切片内进行的分割，在所述切片中在所请求的分割之内的像素或体素值处于对所述分割之外的像素或体素值更高的对比度。所述最佳切片中的所述最佳或较佳分割使得在观看所述图像时，由所述分割的边界描画轮廓的所述感兴趣区域更好地凸显于放射科医师的眼睛。通过将所述最佳切片逐步渐显到所述屏幕——任选地叠加有所述最佳或较佳分割，防止了对所述放射科医师的“信息过载”。在所述第二图像的持续渐显以及所述初始切片的逐渐消失期间，所述用户仍能将所述感兴趣区域在所述初始切片中的视觉外观与所述最佳切片内现在分割的感兴趣区域（在其逐步建立时）进行比较。

根据一个实施例，当用户改变所述窗口中的鼠标位置时，更新所述第一窗口小部件，以显示根据当前鼠标位置的所述最佳切片。当用户请求时，叠加或不叠加所述最佳分割而显示所述最佳切片。

根据另一实施例，图形用户界面控制器控制与显示所述最佳切片的第一窗口小部件一起的另外的窗口小部件，所述另外的窗口小部件显示总览图像，例如从所述切片获得的模拟乳房X射线检查图。当用户请求时，所述乳房X射线检查图被显示为叠加有或不叠加有根据当前鼠标位置的所述最佳分割。当所述窗口小部件受控制时，记录在所述两个小部件中的任一个中的鼠标位置均触发对所述分割的更新。

在所述最佳切片以及在所述模拟乳房X射线检查图上方对所述分割结构的模拟显示，为放射科医师提供了训练环境，以获得具有新DBT模态的经验并开始了解恶性肿瘤在乳房摄影与DBT内的不同视觉外观。

附图说明

将在下文中参考以下附图描述本发明的示范性实施例，在附图中：

图1示意性示出了用于后处理2D横截面切片图像的装置的方框图。

图2示出了用于后处理2D横截面切片图像的图形用户界面。

图3示意性示出了后处理2D横截面切片图像的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，2D后处理装置包括保存2D横截面切片110a-d的数据库105。切片110a被显示在计算机屏幕150上的图形用户界面155中。图形用户界面（GUI）155的视觉外观以及由其提供的用户交互功能受GUI控制器160控制。所述装置还包括分割器单元170和分割优度评价器180。具有与分割器170、评价器180和GUI控制器160通信的诸如工作站的处理单元190。具有与处理单元190通信的诸如计算机鼠标195的指针工具，以允许经由GUI控制器160与GUI155的用户交互。所述装置还包括反向追踪器115。

一般来讲，图1中的所述装置辅助放射科医师，以从数据库105中保存的切片110b-d中检索切片，如切片110c。检索到的切片110c提供与在初始切片110a上示出的相比对感兴趣区域的较佳或“最佳”视图。如由GUI控制器160控制的GUI155允许在屏幕150上交互图像数据呈现：通过反向追踪器115在数据库105中保存的切片110b-d中的每个或选集中，反向追踪通过使用鼠标195在初始图像110a中用户指定的当前位置109。用户指定的初始点109被反向追踪器115转化成共同种子点，所述共同种子点要被用于由分割器170进行的自动分割。所述分割是自动的，在于所述用户将仅需要指定初始切片内点109。评价器180然后在自动分割的切片110a-d中确立具有最佳或较佳分割优度值的切片。在图1中，已将切片110c确立为所述最佳切片，因为其分割113被评价器180评价为具有与剩余切片110a-d的分割相比的最佳分割优度值。所述自动分割和分割优度值评价中包括初始切片110a。然后将所述最佳分割的绘制的轮廓或边界113叠加在最佳切片110c显示，然后在计算机屏幕150上代替初始图像110a显示最佳切片110c。

根据一个实施例，额外地将所述最佳分割叠加在从切片110a-d获得的模拟乳房X射线检查图上。

可以通过使用由成像模态在数字乳房断层合成（DBT）扫描期间采集的图像时间，获得二维横截面切片110a-d的集合或“一叠”。根据一个实施例，所述数字图像格式为DICOM。图像切片110a-d中的每个均是二维的，因为这是由像素或体素图像元素的阵列限定的。每个像素或体素编码一灰度值。可以通过限定所述阵列的坐标x，y对所述灰度值进行访问或寻址。切片110a-d中的每个均是在所述扫描期间在沿患者的纵轴z的某个“深度”采集的或者在DBT的情况中在一投影角度α采集的。然后可以使用实现不同投影类型和投影方向的重建算法，以在跨切片的不同透视视图从原始叠110a-d生成不同叠的2D切片。通过如在图1中由虚线箭头p指示的平行投影，关联切片110a-d。用于生成不同透视视图的合适算法为滤波后向投影或迭代重建技术。可以通过在X射线扫描器中沿探测器的法线前向投影所重建的3D体积，获得作为总览图像的模拟乳房X射线检查图112。

当与在初始图像110a中的分割相比较时，如由评价器180确立的“最佳”切片110c提供感兴趣区域的较佳视图。因此当在屏幕150上观看所述最佳切片时，由所述分割表示的医学相关结构或感兴趣区域更好地凸显于放射科医师的眼睛。所述感兴趣区域可以为女性乳房中的肿瘤部分。

在图1中展开示出了所述装置的部件。然而这是为了图示清楚。装置部件GUI控制器160、分割器170、评价器180和处理单元190可以实际地被本地分布并连接在合适的通信网络中。然而，在其他实施例中，部件160、180和170作为软件例程在处理单元190上执行。控制器160、分割器170和评价器180也可以被布置为专用FPGA或硬接线独立芯片。所述部件可以被编程在合适的科学计算平台中（例如或）并然后被转化成在程序库中维护并在处理单元190调用时被链接的C++或C例程。

操作

当启动时，为放射科医师呈现包括空的窗口小部件114a的图形用户界面155。放射科医师然后开始访问数据库105，以将用于观看的切片110a载入GUI155的窗口小部件114a中。

对于该效果，放射科医师或者点击连接到工作站190的键盘上的键，或者使用鼠标195，来驱动GUI155的载入按钮205（参见图2）。GUI控制器160然后经由合适的数据库接口工具访问切片110a用于观看，或者启动模拟乳房X射线检查图从切片110a-d的集合的生成。然后在小部件114a中将初始切片110a或所述模拟乳房X射线检查图显示为所述初始图像。

所述放射科医师可以然后使用鼠标195，以在小部件114a中跨所述初始图像移动鼠标指针195a（参见图2），以指定所述感兴趣区域内部的初始分割种子点109。当击键或双击鼠标时，GUI控制器160从空闲模式改变到检索模式。然后将在当前指定的位置109处如由鼠标195生成的位置数据传到反向追踪器115。

反向追踪器115在切片110b-d中的全部或选集上反向追踪初始种子点109，以在乳房X射线检查图112的每个或其中确立初始点109的投影，作为共同种子点111。所述共同种子点为每个切片中的点的集合，每个均为初始点109在该切片中的投影。由于所述投影是唯一的，所述集合可以被称作单数的“共同种子点”111。根据一个实施例，GUI155提供“CONFIG”按钮210（参见图3中的GUI视图），其允许用户针对切片110b-d中他希望将切片100b-d中的哪些指定为要确立的共同种子点111。例如，为了节省CPU时间，可以仅针对在某个采集时间采集的切片，执行反向追踪，或者可以将反向追踪限定到指定的α值范围。以此方式，放射科医师能将所述检索集中在切片中看起来对他而言最可能示出所述感兴趣区域的最佳呈现的选定的一些上。

反向追踪器115跨切片110b-d确立所述共同种子点的操作取决于最佳分割113是要被显示在最佳切片110c上还是从切片110a-d重建的乳房X射线检查图上。反向追踪器115操作还取决于切片110a-b是通过单射束还是锥形射束（如在断层合成中使用的）成像模态采集的。

在仅显示最佳切片110c的情况中，以及针对垂直于切片110a-d的厚片或平行投影，反向追踪器115通过将“初始图像”112中的2D位置109与2D切片110a-d的每个中的2D位置进行映射的射线p（参见图1）来识别。反向追踪器115被配置为读出切片110a-d的头文件中的DICOM数据，以确立被用于切片110a-d的重建的所述投影是否为垂直的。

在分割113被显示在乳房X射线检查图112上，或针对锥形束，或针对通过不垂直于2D切片110a-d的平行投影获得的切片的情况中，反向追踪器115使用依赖于目标切片的线性变换或仿射变换。更具体而言，针对锥形束使用透视投影。反向追踪器115从初始切片110a到所述乳房X射线检查图，或到所述目标切片110b、110c或110d中的任一个，逐个切片地，一次一个地应用所述目标切片依赖性变换，以如此在所述乳房X射线检查图或切片110b、110c或110c中的任一个中，确立“正确的”共同种子点。

所述线性变换是由切片110a-d的相互位置、转换和旋转，以及目标切片110b、110c、110d相对于初始切片110a的位置确定的。在如被表示在投影平面上的所述乳房X射线检查图的情况中，还通过用于所述投影的射束类型（单射束或锥形射束）确定所述线性变换。当要使用透视投影时，反向追踪器115还登记所述乳房X射线检查图投影平面与所述投影源之间的距离。反向追踪器115通过访问DICOM元数据，确立投影源距离，其中记录针对每个切片到采集成像模态的X射线源的距离。可以使用DICOM位置数据，将以上位置数据表达在共同的坐标系中。反向追踪器115然后使用所述位置数据，以计算要使用的目标特异性线性变换的系数。所述系数依赖于投影方向、投影方向与由所述切片中的任一个限定的平面的法向之间的点积、以及（针对乳房X射线检查图的情况）目标切片与初始切片之间的距离。

可以由所述放射科医师借助于鼠标，在屏幕150上示出的初始切片110a上的任何地方，指定初始分割种子点109。没有为做出针对初始分割种子点的选择而对用户施加机器方面的预选择。在反向追踪器115确立了跨切片中的每个的共同种子点111的坐标之后，程序流进行到分割器170。

分割器170针对每个切片110b-d确立针对在共同种子点111周围的分割的边界。所述分割边界为多边形路径。为了定义切片内边界，分割器170针对每个切片110b-d在准备步骤中确立若干边界样本点，所述边界样本点以可选择并且可配置的方式在共同种子点111周围分组。为此，由用户或随机生成器在初始切片110a中的初始点109周围限定初始样本点。记录在初始切片110a中所述初始样本点与初始点109之间的相对位置，并由反向追踪器115将其应用到切片110b-d中的每个，以获得所述初始样本点在每个切片110b-d中的拷贝。在切片110b-d中的任意一个中的样本点与各自共同种子点之间的相对位置因此等同与在初始切片110a中的那些。

用户可以在配置步骤中选择要由分割器170考虑在内的限制并将其施加到样本点上。根据一个实施例，所述共同种子点周围的所述样本点被选择为使得全部在具有预设平均半径的圆内。在其他实施例中，或额外于所述平均圆限制，样本点被选择为使得在所述点中的每个处的灰度值梯度或所有梯度的平均在预定平均值以上。可以通过使用可通过点击“CONFIG”按钮210访问的配置功能来配置平均圆半径和平均灰度值梯度。

分割器170然后使用代价函数，跨所述多个这样选择的样本点，针对每个切片求解封闭路径问题。

根据一个实施例，用于所述封闭路径问题的代价函数与关于共同种子点111的径向灰度值梯度成反比。切片110a-d中的每个限定一映射（x,y）–>g，其中在位置x,y处的每个像素或体素元素都具有被分配给它的灰度值g。所述灰度值梯度则是相对于该映射并且在切片的平面中沿在所述切片上灰度值改变速率最大的方向的每个点处x,y的点，取得的梯度。

然后将在所述共同种子点的梯度投影到从所述共同种子点指向样本点中的任一个的切片内向量中的每一个，针对每个样本点在一时间取得任意投影。然后，针对每个样本点，将所述梯度沿所述切片内向量的任一个的分量的各自的绝对值，用作代价函数中针对该样本点的“代价”。每个样本点均被关联或“加载”有由沿从所述共同种子点到该样本点的方向分量的绝对值的梯度定义的“代价”。

代价权重是针对在该样本点的灰度值之间的对比的度量。由于所述代价函数与所述梯度成反比，因此所述代价函数对低对比区域中的样本点进行惩罚，并且对高对比区域中的样本点进行奖励。所述分割器支持高对比区域中的那些样本点为解，因为导致最小代价。对导致最小代价的所述样本点的选择然后被确立为对所述最短封闭路径问题的解。这些样本点区别自动生成的分割的边界。

所述用户可以在配置步骤中选择并施加在求解导致最小代价的样本点时要考虑在内的对样本点的限制。根据一个实施例，在所述共同种子点周围的所述样本点被选择为使得全都在具有预设平均半径的圆之内。在另一实施例中，或者额外于所述平均圆限制，样本点被选择为使得在所述点中的每个处的灰度值梯度或所有梯度的平均都在预定的平均值以上。可以通过使用可通过点击“CONFIG”按钮210而访问的配置功能，配置平均圆半径和平均灰度值梯度。在切片110b-d的分割之后，程序流传递到评价器180。

在评价器180中，针对每对各自切片110b-d中的每个分割，确立分割优度值。为此，根据一个实施例，取得所述分割边界上的每个边界点处的灰度值梯度。所述边界点梯度仍从在分割器170的较早分割已知。然后针对所述边界上的每个边界点加合所述边界点梯度以获得分割优度值。

根据一个实施例，对所述边界点梯度求平均以获得分割优度值。然后确立这样计算的分割值中的最大值。然后将产生最佳分割值的切片110c登记为“最佳切片”。如果有多于一个最佳分割值，则使用随机生成器来确立单个最佳分割值和单个最佳切片。出于检索的目的，然后将对最佳分割的引用和对具有最佳分割值的最佳切片110c的引用一起传回到GUI控制器160。

GUI控制器160然后与系统190中的视频卡（未示出）连接，以显示最佳切片110c或从切片110b-d获得的模拟乳房X射线检查图112。然后渐显最佳切片110c，用于在窗口小部件114a中显示，以实现从当前显示的切片110a到最佳切片110c的逐渐过渡。图1中示意性地示出所述渐显，其中以虚线绘制窗口小部件114a。取决于用户请求或配置，最佳分割113被显示为或不被显示为在现在显示的最佳切片110c上的叠加。

根据一个实施例，将第二窗口小部件114b（参见图2）与第一窗口小部件一起显示，在其中显示乳房X射线检查图112。取决于用户请求或配置，在第二窗口小部件114b中，将最佳分割113显示为或不显示为在乳房X射线检查图112上的叠加。GUI控制器160与事件监听器连接，以确立用户是否已将鼠标指针195a位置从当前初始种子点位置109改变到新种子点位置。

根据一个实施例，如果事件监听器截获新位置，则然后将所述新位置然后确立新共同种子点，通过分割器170和评价器180确立新最佳切片和新最佳分割。GUI控制器160然后通过渐显所述新最佳分割来更新第一小部件114a。

根据一个实施例，用户不必须双击以针对所述新位置重新计算所述分割和评价。图形用户界面控制器160的事件监听器被配置为使得仅监听在所述鼠标中生成的位置数据，并且不监听相关联的鼠标点击事件。以此方式，GUI控制器160实现易于使用的零点击“实况”分割功能。放射科医师能以最小的分心，将他的注意力完全集中在图像解释上。

图2示出了图形用户界面155在受图形用户界面控制器160控制并被显示在屏幕150上时的更详细视图。在图2中所示的实施例中，第二窗口小部件114b将叠加有最佳分割113的乳房X射线检查图112示出为总览图像。在最佳切片110c的渐显已完成之后，示出第一窗口小部件114a。渐显的最佳切片110c类似地叠加有其最佳分割113。随着最佳切片110c是在渐显的同时逐渐形成的，先前显示的切片110a从第一窗口小部件114a淡出，直到最佳切片110c被显示在前端，并完全代替先前的切片110a。由容器小部件限定的GUI155沿其水平下边缘示出包括前面提及的“LOAD”205按钮和“CONFIG”210按钮的工具条。加载按钮205允许加载待观看的初始图像110a或乳房X射线检查图。“CONFIG”按钮210在被鼠标点击致动时，引起显示弹出配置窗口（图2中未示出），以供所述用户指定样本点的数目，并由此控制在所述自动分割中对多边形边界的解。所述用户可以进一步指定包含所有样本点的圆的平均半径。

最初，在观看所述初始图像时，可以四处移动鼠标指针195而不执行所述自动分割。在所述用户已选定他希望要在其周围计算分割的位置上之后，他敲击连接到处理单元190的键盘上的键。所述装置然后进入检索模式，并且开始执行计算。从那时起，如果不期望切换回空闲模式，则不再需要所述用户敲击任何键。他或她简单地将所述鼠标移动到第一窗口小部件114a或第二窗口小部件114b中的新位置，并且所述图形用户界面将该位置改变解释为针对使用新位置作为新起始种子点的新分割的新请求。

然后将通过渐显新最佳切片——叠加有或没有叠加所述最佳分割——再次更新窗口小部件114a。如果在第二窗口小部件114b中显示乳房X射线检查图112，则通过渐显叠加在乳房X射线检查图112上的新最佳分割并淡出先前的最佳分割113，类似地更新所述第二窗口小部件。

参考图3，示出后处理2D横截面切片图像的方法的流程图。

在步骤S305中，所述第一窗口小部件被显示在屏幕上，所述屏幕显示基于所述2D切片中的一个或多个的初始图像。

在步骤S310中，通过用户动作，接收在所显示的初始图像上的任何地方的分割种子点的位置数据。

在步骤S320中，分割所述多个所述切片中的每个或选集，所述分割是通过使用在步骤S310中接收的种子点作为针对所述分割中的每个的共同种子点而进行的。

在步骤S330中，从所述多个分割的2D切片中确立所述最佳切片。所述最佳切片具有有着最佳分割优度值的分割。

在步骤S340中，渐显所述最佳切片以在第一窗口小部件中显示，以代替先前显示的初始切片。根据用户请求，在第一窗口小部件中，将最佳分割叠加或不叠加在最佳切片上显示。根据一个实施例，从所述叠切片重建的乳房X射线检查图被显示在与所述第一窗口小部件并排的第二窗口小部件中。根据用户请求，在第二窗口小部件中，将最佳分割叠加或不叠加在乳房X射线检查图上显示。

根据本发明的一个实施例，步骤S320包括接收多个样本点的步骤。针对每个所述样本点，或所述多个所述2D切片的可配置选集，在所述多个所述样本点上求解最短封闭路径问题。所述最短封闭路径问题使用代价函数，所述代价函数与关于所述共同种子点的径向灰度值梯度成反比。所述共同种子点在如此计算的所述封闭路径中的任一个之内。然后将对所述样本的选择输出为对所述最短封闭路径问题的输出。所输出的样本点构成各自分割的边界。

根据本发明的一个实施例，步骤S230包括针对来自所分割切片中的至少两个切片，在所述两个切片中的每个中计算所述分割的分割优度值。根据一个实施例，所述计算是通过对所述切片内在所述分割边界处的灰度值求和而执行的。根据一个实施例，额外于或代替所述求和，确立所述切片内绿值梯度的投影的平均值。然后比较如此获得的所述值，并将所述最佳分割值与其切片一起登记。

在用户通过指定新位置来请求初始种子点时，使用所述新初始种子点重复步骤S310至S340，并在新窗口小部件中显示新最佳分割。

在本发明的另一示范性实施例中，提供一种计算机程序或计算机程序单元，其特征在于适于在合适的系统上执行根据前述实施例中的一个的方法的方法步骤。

所述计算机程序单元因此可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以为本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行上述方法的步骤，或引起上述方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作上述装置的部件。所述计算单元可以适于自动操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被载入数据处理器的工作存储器中。所述数据处理器可以因此被装配为执行本发明的方法。

本发明的该示范性实施例包括了从一开始就使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转化为使用本发明的程序的计算机程序两者。

进一步地，所述计算机程序单元可以能够提供所有需要的步骤以完成如上所述的本发明的示范性实施例的程序。

根据本发明另外的示范性实施例，提供一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中所述计算机可读介质具有存储于其上的计算机程序单元，该计算机程序单元由前段描述。

计算机程序可以被存储和/或发布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其他形式发布，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。

然而，所述计算机程序也可以被提供在诸如万维网的网络上，并从这种网络被下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的示范性实施例，提供用于使计算机程序单元可供下载的介质，该计算机程序单元被布置为执行根据前述本发明的实施例的方法。

必须指出，本发明的实施例是参考不同的主题进行描述的。尤其地，一些实施例是参考方法型权利要求描述的，而其他实施例是参考装置型权利要求描述的。然而，本领域技术人员将从上文以及以下的描述获悉，除非另外指明，除了属于一种类型主题的特征的任意组合以外，涉及不同主题的特征之间的任意组合也被认为被本申请公开。然而，可以组合所有特征，提供大于所述特征的简单加合的协同效应。

尽管已在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但要将这种图示和描述视为示例性或示范性而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，根据对附图、公开内容和从属权利要求的研究，可以理解并实现对所公开实施例的其他变型。

在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且量词“一”或“一个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中记载的几个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地组合这些措施。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (21)

1.一种用于后处理2D横截面切片图像(110a-d)的装置，所述装置包括：

-图形用户界面控制器(160)；

-分割器单元(170)；以及

-分割优度评价器(180)；

其中，所述图形用户界面控制器被配置为生成用于在屏幕(150)上显示的图形用户界面(155)，所述用户界面在被这样显示时包括交互式第一窗口小部件(114a)，所述交互式第一窗口小部件(114a)在所述屏幕上显示基于2D切片中的一个或多个的初始切片(110a)，所述窗口小部件被配置为允许用户在所显示的初始切片(110)上的任何地方指定分割种子点(109)的位置数据；

其中，所述分割器单元被配置为响应于所述用户指定所述位置数据而访问所述2D切片并且被配置为通过将所述分割种子点用作针对分割中的每个的共同种子点(111)来分割多个所述2D切片中的每个；

其中，所述分割优度评价器被配置为从多个经分割的2D切片中，确立具有有着最佳分割优度值的分割的最佳切片(110c)；并且

其中，所述图形用户界面控制器还被配置为，更新所述第一窗口小部件以在其中显示所述最佳切片而代替所述初始切片或者在其中显示叠加有所述最佳分割的所述最佳切片，或者还被配置为基于所述2D切片中的全部或选集来生成用于在所述屏幕上显示在第二窗口小部件中的叠加在第二图像(112)上的所述最佳分割。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二图像是通过对从所述2D切片(110a-d)中的全部或选集重建的3D体积进行前向投影而生成的模拟乳房摄影图像。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一窗口小部件通过对所述最佳切片的渐显而被更新。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述分割种子点的所述位置数据是通过用户利用指针工具(195)在所显示的第一切片或在所显示的第二图像(112)上指定一位置而获得的，并且当所述用户针对新共同种子点指定新指针位置时，使用所述新共同种子点来重新分割和重新确立新最佳切片和新最佳分割，并且然后更新所述第一窗口小部件，所述更新是通过显示所述新最佳切片而代替先前显示的最佳切片(110c)或通过显示叠加有所述新最佳分割的所述新最佳切片或通过在所述第二窗口小部件(114b)中将所述新最佳分割叠加在所述第二图像(112)上而进行的。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述指针工具(195)为计算机鼠标，并且其中，无需使用鼠标点击事件，而是通过使用随所述用户移动所述鼠标而由所述鼠标生成的位置记录，来实现对所述位置数据或新位置数据的所述指定。

6.根据权利要求1或2所述的装置，还包括反向追踪器(115)，用于通过使用投影映射(p)来将所述分割种子点投影到多个所述2D切片中的每个中，由此形成所述共同种子点，以跨所述多个2D切片(110b-d)反向追踪所述分割种子点(109)，所述反向追踪器被配置为从所述2D切片读出元数据，并根据读出的元数据改变所述投影映射。

7.一种在由根据权利要求1至6中任一项所述的装置显示在所述屏幕上时的图形用户界面。

8.一种后处理2D横截面切片图像的方法，所述方法包括：

-在屏幕上的第一窗口小部件中显示(S305)基于2D切片中的一个或多个的初始图像；

-接收(S310)在所显示的初始图像上的任何地方的分割种子点的位置数据；

-通过使用接收到的种子点作为针对分割中的每个的共同种子点来分割(S320)多个所述2D切片中的每个；

-从多个经分割的2D切片中确立(S330)具有有着最佳分割优度值的分割的最佳切片；并且

-在所述屏幕上在所述第一窗口小部件中显示(S340)所述最佳切片，或者在所述第一窗口小部件中显示叠加有所述最佳分割的所述最佳切片。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：与所述第一窗口小部件一起显示第二窗口小部件，所述第二窗口小部件在其中显示具有叠加在其上的所述最佳分割的总览图像。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述分割成段包括：

-接收多个样本点；

-在所述多个2D切片中的每一个中，使用代价函数在所述多个样本点上求解最短封闭路径问题，所述代价函数与关于所述共同种子点的径向灰度值梯度成反比，所述共同种子点处于所述封闭路径中的任一个之内；并且

-输出对所述样本点的选择作为对所述最短封闭路径问题的解，所输出的样本点构成各自分割的边界。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，选择所接收的多个所述样本点以：

i)作为整体来限定环绕所述共同种子点的预定平均半径；并且

ii)总体上产生至少一预定平均灰度值或平均灰度值梯度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，确立所述最佳分割优度值包括：

-针对至少两个切片，针对每个切片计算所述两个切片中的每个中的所述段的分割优度值，所述计算包括：

-沿一分割边界或沿所述分割边界，对所述切片中的所述灰度值梯度的投影求和；和/或

-沿所述分割边界，确立所述切片中的所述灰度值梯度的所述投影的平均值；并且

在计算所述分割优度值之后，

-比较所述平均值以确立最佳分割值；

-选择具有最佳或较佳分割值的所述切片。

13.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述2D切片为数字乳房断层合成切片。

14.一种用于后处理2D横截面切片图像的医学系统，所述医学系统包括：

-数据库(105)，其用于保存所述2D横截面切片图像；

-根据权利要求1至6中任一项所述的装置；

-屏幕(150)，其用于显示所述第一窗口小部件和/或所述第二窗口小部件作为所述装置的输出。

15.一种后处理2D横截面切片图像的设备，所述设备包括：

用于在屏幕上的第一窗口小部件中显示基于2D切片中的一个或多个的初始图像的模块；

用于接收在所显示的初始图像上的任何地方的分割种子点的位置数据的模块；

用于通过使用接收到的种子点作为针对分割中的每个的共同种子点来分割多个所述2D切片中的每个的模块；

用于从多个经分割的2D切片中确立具有有着最佳分割优度值的分割的最佳切片的模块；以及

用于在所述屏幕上在所述第一窗口小部件中显示所述最佳切片，或者在所述第一窗口小部件中显示叠加有所述最佳分割的所述最佳切片的模块。

16.根据权利要求15所述的设备，还包括：用于与所述第一窗口小部件一起显示第二窗口小部件的模块，所述第二窗口小部件在其中显示具有叠加在其上的所述最佳分割的总览图像。

17.根据权利要求15或16所述的设备，其中，用于分割成段的所述模块包括：

用于接收多个样本点的模块；

用于在所述多个2D切片中的每一个中，使用代价函数在所述多个样本点上求解最短封闭路径问题的模块，所述代价函数与关于所述共同种子点的径向灰度值梯度成反比，所述共同种子点处于所述封闭路径中的任一个之内；以及

用于输出对所述样本点的选择作为对所述最短封闭路径问题的解的模块，所输出的样本点构成各自分割的边界。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，选择所接收的多个所述样本点以：

i)作为整体来限定环绕所述共同种子点的预定平均半径；并且

ii)总体上产生至少一预定平均灰度值或平均灰度值梯度。

19.根据权利要求17所述的设备，其中，用于确立所述最佳分割优度值的所述模块包括：

用于针对至少两个切片，针对每个切片计算所述两个切片中的每个中的所述段的分割优度值的模块，用于计算的所述模块包括：

用于沿一分割边界或沿所述分割边界，对所述切片中的所述灰度值梯度的投影求和的模块；和/或

用于沿所述分割边界，确立所述切片中的所述灰度值梯度的所述投影的平均值的模块；以及

在用于计算所述分割优度值的所述模块之后，

用于比较所述平均值以确立最佳分割值的模块；

用于选择具有最佳或较佳分割值的所述切片的模块。

20.根据权利要求15或16所述的设备，其中，所述2D切片为数字乳房断层合成切片。

21.一种用于辅助后处理2D横截面切片图像(110a-d)的图形用户界面(155)，所述图形用户界面当被显示在屏幕(150)上时包括：

交互式第一窗口小部件(11a)，其在所述屏幕上显示基于2D切片(110a-d)中的一个或多个的初始切片(110a)，所述窗口小部件被配置为允许用户在所显示的初始切片(110a)上的任何地方指定共同分割种子点(111)的位置数据(109)；

当所述用户指定所述位置数据时，更新所述第一窗口小部件(114a)，以然后通过渐显来显示最佳切片(110c)或者叠加有最佳分割(113)的所述最佳切片而代替所述初始切片(110a)。