SE524500C2

SE524500C2 - Imaging method for measuring contours of organ in patients body, especially heart, comprises adapting given contour model to three dimensional image of organ

Info

Publication number: SE524500C2
Application number: SE0202753A
Authority: SE
Inventors: Jens Richter; Anders Ericsson; Fredrik Kahl; Karl Aastroem
Original assignee: Weaidu In Europ Ab
Priority date: 2002-09-16
Filing date: 2002-09-16
Publication date: 2004-08-17
Also published as: SE0202753L; SE0202753D0

Abstract

A pre-determined contour model (5) is adapted to a three-dimensional image (1) of the organ. An independent claim is also included for a method for measuring the contours of an organ inside a patients body by adapting a pre-determined contour model to a two-dimensional or three-dimensional image, detecting the number of points (8) in the image which correspond to those (7) in the model and adapting the model on the basis of the points detected in the image, whereby the points in the model corresponding to the detected points in the image represent only a fraction of the points.

Description

20 25 30 35 = - v » .- 524 500 n n Q e v n o » | ~ nu 2 markörmolekylerna upp i hjärtvävnaden. De partier av hjärtat som har nedsatt genomblödning, dvs de partier som har drabbats av infarkt eller ischemi, tar upp mindre eller eventuellt inget alls av markörmolekylsubstansen. 20 25 30 35 = - v ».- 524 500 n n Q e v n o» | ~ now the 2 marker molecules up in the heart tissue. The parts of the heart that have decreased blood flow, ie the parts that have suffered from infarction or ischemia, absorb less or possibly none of the marker molecule substance.

När dessa molekyler kommit in i hjärtcellerna tar man bilder med en gammakamera, vilken registrerar radio- aktiviteten. I de resulterande bilderna syns hjärtats friska delar som ljusa partier och de sjuka delarna som mörkare partier.Once these molecules have entered the heart cells, they take pictures with a gamma camera, which records the radioactivity. In the resulting images, the healthy parts of the heart are seen as light parts and the diseased parts as darker parts.

Problemet med myokardscintigrafi är att resultatet, även kallat ett myokardscintigram, är ganska svàrttolkat, och det krävs att läkaren som ska tolka bilderna är en specialist med läng erfarenhet pà området. Det har därför utvecklats datorbaserade hjälpmedel för att hjälpa en mer oerfaren läkare att tolka dessa bilder.The problem with myocardial scintigraphy is that the result, also called a myocardial scintigram, is quite difficult to interpret, and it is required that the doctor who is to interpret the images is a specialist with long experience in the field. Therefore, computer-based aids have been developed to help a more inexperienced physician interpret these images.

I ett sådant på marknaden tillgängligt system matas de skiktbilder in som avbildar hjärtat. Det är viktigt att endast de bilder som faktiskt avbildar hjärtmuskeln och inte andra delar av kroppen som t ex tarmar, matas in i hjälpsystemet. Å andra sidan är det även viktigt att man matar in alla de bilder som visar hjärtat, och inte ”skär av” det i någon riktning. Det kan dock vara ett problem att hitta var hjärtats högsta och lägsta punkt faktiskt befinner sig i dessa bilder, särskilt om den eller de infarktdrabbade delarna av hjärtat befinner sig i närheten av hjärtats högsta eller lägsta punkt. Om hjärtat t ex drabbats av infarkt i den lägsta delen, är denna del inte ljus på bilden och det är lätt att tolka den mörka bilden som att hjärtat slutade i en tidigare bild. Detta ger dock upphov till en falsk kontur för hjärtat eftersom de av infarkt drabbade delarna inte tas med fullständigt i systemets bedömning. Det finns dessutom en risk att infarktens utbredning bedöms vara mindre än den i själva verket är, eftersom den delen av avbildningen som visar de skadade delarna inte tas med i systemets bedömning. Bilderna i fig 1 visar ett hjärta som avbildats med myokardscintigrafi. Bilderna visar 10 15 20 25 30 35 5 2 4 5 0 0 š-ï* a ø Q | 4 « o u c o oo 3 hjärtat i snitt från botten (apex) till toppen (basen) där snitten ska ses i ordning med början i den översta vänstra bilden. Detta betyder att hjärtats botten (apex) troligen finns avbildad i någon av bilderna i de översta raderna. Intensiteten i bilderna motsvarar mängden levande muskelvävnad. Ju ljusare ett parti är, desto mer levande muskelvävnad finns i den delen av hjärtmuskeln.In such a system available on the market, the layer images that image the heart are input. It is important that only the images that actually depict the heart muscle and not other parts of the body, such as the intestines, are fed into the auxiliary system. On the other hand, it is also important to enter all the images that show the heart, and not "cut it off" in any direction. However, it can be a problem to find where the highest and lowest point of the heart is actually in these images, especially if the infarcted part or parts of the heart are near the highest or lowest point of the heart. For example, if the heart has suffered a heart attack in the lowest part, this part is not light in the picture and it is easy to interpret the dark picture as if the heart stopped in a previous picture. However, this gives rise to a false contour for the heart because the parts affected by a heart attack are not fully included in the system's assessment. There is also a risk that the extent of the infarction is judged to be smaller than it actually is, since the part of the image that shows the damaged parts is not included in the system's assessment. The images in Fig. 1 show a heart imaged with myocardial scintigraphy. The pictures show 10 15 20 25 30 35 5 2 4 5 0 0 š-ï * a ø Q | 4 «o u c o oo 3 the heart in incisions from the bottom (apex) to the top (base) where the incisions should be seen in order beginning in the upper left image. This means that the bottom of the heart (apex) is probably depicted in one of the images in the top rows. The intensity of the images corresponds to the amount of living muscle tissue. The lighter a lot, the more vibrant muscle tissue there is in that part of the heart muscle.

Ur fig l kan man utläsa att det avbildade hjärtat endast har liten aktivitet, dvs endast lite levande muskelvävnad vid apex. Även om det är svårt att utläsa ur figuren är det så att apex börjar redan i den 5:e, dvs övre högra bilden.From Fig. 1 it can be seen that the imaged heart has only little activity, ie only a little living muscle tissue at the apex. Although it is difficult to read from the figure, it is the case that the apex starts already in the 5th, ie the upper right image.

I US-A-6,lO6,466 beskrivs en metod för att bestämma konturen av ett hjärta med utgångspunkt i ultraljuds- bilder som visar hjärtat i ett antal tvàdimensionella plan. Metoden är inte helt automatisk utan kräver att man granskar ultraljudsbilderna och markerar ett förutbestämt antal bestämda positioner på dem som motsvarar positioner på ett modellhjärta. Modellhjärtat anpassas sedan i plan efter plan till ultraljudsbilderna. Metoden kräver även att man hittar alla de förutbestämda positionerna och går inte att tillämpa på s k funktionella bilder, dvs bilder som endast visar de delar av ett organ som är metaboliskt aktiva, i fallet av ett myokardscintigram de delar av hjärtmuskeln som genomströmmas av blod.US-A-6,106,466 describes a method for determining the contour of a heart based on ultrasound images showing the heart in a number of two-dimensional planes. The method is not completely automatic but requires that you examine the ultrasound images and mark a predetermined number of determined positions on those that correspond to positions on a model heart. The model heart is then adapted in plane after plane to the ultrasound images. The method also requires that you find all the predetermined positions and can not be applied to so-called functional images, ie images that only show the parts of an organ that are metabolically active, in the case of a myocardial scintigram the parts of the heart muscle that flow through blood.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med uppfinningen är att anvisa ett förfarande som gör det möjligt att automatiskt bestämma konturen av ett organ på basis av en funktionell bild av organet.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a method which makes it possible to automatically determine the contour of a member on the basis of a functional image of the member.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom ett förfarande enligt efterföljande patentkrav 1 och en an- ordning enligt patentkrav 25 samt ett förfarande enligt patentkrav 26. Föredragna utföringsformer framgår av de underordnade patentkraven.This object is achieved according to the invention by a method according to the following claim 1 and a device according to claim 25 and a method according to claim 26. Preferred embodiments appear from the dependent claims.

Uppfinningen hänför sig alltså till ett förfarande för bestämning av en kontur av ett organ i en patients 10 15 20 25 30 35 . n q n n 1 | I nu nvqn nu 524 500 » n -...co 1 u- Q . - _ « » 0» 0 'anno- 4 kropp, utifrån en avbildning av organet i minst tre dimensioner, innefattande steget att anpassa en förut- bestämd konturmodell till avbildningen i nämnda minst tre dimensioner En fördel med detta är att man som resultat av för- farandet får en konturm av organet i tre dimensioner och inte endast i ett antal snitt. Denna tredimensionella kontur kan sedan användas för att ge läkaren en möjlighet att på ett enkelt sätt få en uppfattning om utbredningen och formen av eventuella skador på organet.The invention thus relates to a method for determining a contour of an organ in a patient's. n q n n 1 | I nu nvqn nu 524 500 »n -... co 1 u- Q. - _ «» 0 »0 'anno- body, based on an image of the body in at least three dimensions, comprising the step of adapting a predetermined contour model to the image in said at least three dimensions An advantage of this is that as a result of for the procedure is contoured by the organ in three dimensions and not only in a number of incisions. This three-dimensional contour can then be used to give the doctor an opportunity to easily get an idea of the extent and shape of any damage to the organ.

Förfarandet kan användas på funktionella bilder av organ vilket ger fördelen av att man kan bestämma konturen för organ som avbildats med sàdana metoder som inte direkt ger en bild av organets egentliga kontur utan istället av organets aktivitet, exempelvis blodgenom- strömningen. I en sådan bild är det ofta svårt för ett mänskligt öga att finna den korrekta konturen även då man I tre dimensioner ökar givetvis svårigheterna. endast arbetar i två dimensioner. eller fler Konturmodellen kan representera en genomsnittlig kontur för organ av den aktuella typen, företrädesvis friska sådana. Detta ger fördelen av konturmodellen ger en god uppskattning av organets kontur.The method can be used on functional images of organs, which gives the advantage of being able to determine the contour of organs depicted by such methods that do not directly give an image of the actual contour of the organ but instead of the activity of the organ, for example the blood flow. In such an image, it is often difficult for a human eye to find the correct contour, even when in three dimensions the difficulties naturally increase. only works in two dimensions. or more The contour model may represent an average contour for organs of the type in question, preferably healthy ones. This gives the advantage of the contour model giving a good estimate of the contour of the body.

Avbildningen kan utgöras av en avbildningsmatris som innehåller avbildningsdata från en avbildning av organet i nämnda minst tre dimensioner. Detta är fördelaktigt eftersom det är ett enkelt och effektivt sätt att lagra avbildningsdata och eftersom man p g a att matrislagren ligger på bestämda avstånd kan interpolera mellan punkter i avbildningsmatrisen.The image may consist of an image matrix which contains image data from an image of the member in said at least three dimensions. This is advantageous because it is a simple and efficient way of storing imaging data and because due to the fact that the matrix layers are at certain distances, one can interpolate between points in the imaging matrix.

Avbildningsmatrisen kan innehålla ofullständig information om det avbildade organets kontur. Detta innebär att en ytterligare fördel med förfarandet är att det kan användas även på bilder som visserligen sträcker sig över, men inte fullständigt visar konturerna av det organ som ska konturbestämmas. Sådana bilder är exempelvis funktionella bilder, såsom myokardscintigram -uztxí ___¿íšïšš___ﬁšïïšÉCIÜ--âå-Zíšxlüí; o n o annan. lO l5 20 25 30 35 o o un .n u wu||a o f . . o nu .nu | nu p . en u ~ a u . «. un» n n . v; a f I | u | n n. . I . ., »Uno ~ n i .n . . I . . . . u u . v n .u . 1. n. c q u c n o .nga a uno-un n a n .a n 5 av hjärtan som drabbats av ischemi i vissa delar.The imaging matrix may contain incomplete information about the contour of the imaged body. This means that an additional advantage of the procedure is that it can also be used on images which, although extending over, but do not completely show the contours of the body to be contoured. Such images are, for example, functional images, such as myocardial scintigram -uztxí ___ ¿íšïšš ___ ﬁ šïïšÉCIÜ - âå-Zíšxlüí; o n o annan. lO l5 20 25 30 35 o o un .n u wu || a o f. . o nu .nu | nu p. and u ~ a u. «. un »n n. v; a f I | u | n n. I. ., »Uno ~ n i .n. . I. . . . u u. v n .u. 1. n. C q u c n o .nga a uno-un n a n .a n 5 of the hearts affected by ischemia in certain parts.

Förfarandet fungerar följaktligen även pà avbildningar som av nàgon anledning är ”brusiga” och därför är svära att med andra metoder hitta konturen för.Consequently, the method also works on images that for some reason are "noisy" and are therefore difficult to find the contour for with other methods.

Konturmodellen kan bestämmas, dvs med andra ord definieras, av en punktmängd som innefattar ett flertal punkter och anpassningen kan innefatta att detektera ett antal punkter i avbildningen som motsvarar punkter i konturmodellen. Fördelarna med detta är bland annat att förfarandet kan utföras helt automatiskt, exempelvis med hjälp av ett datorprogram, vilket sparar resurser i form av läkartid. Vidare ger förfarandet samma svar vid samma indata, vilket ger en mer konsekvent uppskattning av organets utsträckning. Detta medger i sin tur säkrare och mer konsekventa diagnoser i det fall metoden används för att skapa underlag till ett hjälpsystem för att diagnostisera kranskärlssjukdomar.The contour model can be determined, ie in other words defined, by a set of points which comprises a plurality of points and the adaptation may comprise detecting a number of points in the image which correspond to points in the contour model. The advantages of this are, among other things, that the procedure can be performed completely automatically, for example with the help of a computer program, which saves resources in the form of doctor's time. Furthermore, the procedure gives the same answer at the same input data, which gives a more consistent estimate of the extent of the organ. This in turn allows for safer and more consistent diagnoses in case the method is used to create a basis for an auxiliary system for diagnosing coronary heart disease.

Detekteringen av punkter kan göras genom att söka efter punkter i avbildningen som uppfyller ett förut- bestämt konturkriterium, varvid sökningen görs i riktningar som definieras med hjälp av punkterna på konturmodellen. Detta förstärker de ovannämnda fördelarna av att förfarandet kan utföras automatiskt samt ger en säker bestämning av konturen.The detection of points can be done by searching for points in the image that meet a predetermined contour criterion, whereby the search is done in directions defined with the help of the points on the contour model. This reinforces the above-mentioned advantages of the fact that the procedure can be performed automatically and provides a reliable determination of the contour.

Konturkriteriet kan bestämmas av att ett intensitetsvärde för punkten är större än ett förut- bestämt tröskelvärde. Detta ger fördelen av att man fär en enkelt och effektivt sökning som lätt kan utföras automatiskt.The contour criterion can be determined by an intensity value for the point being greater than a predetermined threshold value. This gives the advantage of getting a simple and efficient search that can easily be performed automatically.

Sökriktningarna kan bestämmas av normalen mot konturmodellens yta i respektive punkt pà konturmodellen.The search directions can be determined by the normal to the surface of the contour model at each point on the contour model.

Detta ger fördelen av en enkel och entydig bestämning av sökriktningarna som ger ett snabbt och bra resultat.This gives the advantage of a simple and unambiguous determination of the search directions which gives a fast and good result.

Anpassningen kan baseras på de på avbildningen detekterade punkterna, vilka kan vara sådana att de punkter pà konturmodellen som motsvarar de detekterade punkterna utgör en delmängd av punktmängden som bestämmer -~: æuis°=,r-U¿:-:«íw: 41%! 4:a --.;;; , fzoc: 10 15 20 25 30 35 0 o fn; 1 1 vc en n ~ o 0 4 a u n 1 v Q I » n n . - 1 v e v | 1, 1 I 524 500 u-0 . . ~ . u-ua --.oo 6 konturmodellen. Detta ger fördelen av att förfarandet kan användas för avbildningar som inte innehåller fullständig information om det avbildade organets kontur.The adjustment can be based on the points detected on the image, which can be such that the points on the contour model that correspond to the detected points form a subset of the set of points that determines - ~: æuis ° =, r-U¿: -: «íw: 41%! 4: a -. ;;; , fzoc: 10 15 20 25 30 35 0 o fn; 1 1 vc en n ~ o 0 4 a u n 1 v Q I »n n. - 1 v e v | 1, 1 I 524 500 u-0. . ~. u-ua -. oo 6 contour model. This provides the advantage that the method can be used for images that do not contain complete information about the contour of the imaged body.

Anpassningen kan ske iterativt, vilket ger fördelen av att man kan erhålla en bättre anpassning genom att man under sökningen i en ny iteration kan utgå från den konturmodell som anpassats i det föregående steget. På så vis kan man erhålla en ännu säkrare konturbestämning.The adaptation can be done iteratively, which gives the advantage that you can obtain a better adaptation by being able to start from the contour model that was adapted in the previous step during the search in a new iteration. In this way, an even safer contour determination can be obtained.

Avbildningen och konturmodellen kan linjeras upp innan anpassningen sker, vilket kan ske genom att tyngd- punkten för en delmängd av punkterna på konturmodellen linjeras upp med tyngdpunkten för motsvarande punkter på avbildningen. Detta är fördelaktigt eftersom man på ett enkelt sätt kan bestämma ett startläge för hur kontur- modellen och avbildningen ligger i förhållande till varandra innan anpassningen startar. Detta gör att man vid ett iterativt förfarande minskar antalet nödvändiga iterationer. Därmed minskar även tidsàtgången och den erforderliga datorkapaciteten. Även då förfarandet inte utförs iterativt är en korrekt startlägesbestämning fördelaktig eftersom den ger möjlighet att göra en mer korrekt anpassning.The image and the contour model can be aligned before the adjustment takes place, which can be done by aligning the center of gravity of a subset of the points on the contour model with the center of gravity of the corresponding points on the image. This is advantageous because it is easy to determine a starting position for how the contour model and the image are in relation to each other before the adaptation starts. This means that in an iterative procedure the number of necessary iterations is reduced. This also reduces the time required and the required computer capacity. Even when the procedure is not performed iteratively, a correct starting position determination is advantageous because it provides the opportunity to make a more correct adjustment.

Organet kan vara ett hjärta, och den tre- dimensionella konturen av hjärtats vänsterkammarvågg bestämmas. Avbildningsmatrisen kan innehålla intensitets- värden från ett scintigram. Detta ger fördelen att man kan använda förfarandet vid analys av myokardscintigram, och särskilt vid ett datorbaserat hjälpsystem för läkare vid diagnostisering av kranskärlssjukdomar. Användningen av förfarandet ger då en snabb, säker, konsekvent och effektiv bestämning av hjärtats utsträckning.The organ can be a heart, and the three-dimensional contour of the left ventricular wall of the heart is determined. The imaging matrix may contain intensity values from a scintigram. This provides the advantage of being able to use the procedure in the analysis of myocardial scintigrams, and in particular in a computer-based physician assistance system in the diagnosis of coronary heart disease. The use of the method then provides a fast, safe, consistent and effective determination of the extent of the heart.

Anpassningen av konturmodellen kan omfatta stegen translation, skalning och formanpassning. Det ger fördelen av att man kan åstadkomma en enklare och bättre anpassning.The adaptation of the contour model can include the steps of translation, scaling and form adaptation. This provides the advantage of being able to achieve a simpler and better adaptation.

Konturmodellen och avbildningen av hjärtat kan linjeras upp innan anpassningen sker genom att man söker »law lf* z :Å iš: Ifåêšﬁ; . . aouooo 10 15 20 25 30 35 c n nu c u nu o: .n gu a n. u n! ro o | av n . v- o wo 1 u r u I» o o a c v o u nu o c .u s om m: v; . n i u. u nu; n. . . q i o u n a s n » o q u ; g v v 1 - no 1- n ~.n a. I 7 upp ett antal punkter som ligger längs det avbildade hjärtats vänsterkammares bas, beräknar tyngdpunkten för dessa punkter, beräknar tyngdpunkten för de motsvarande punkterna på konturmodellen och flyttar konturmodellen så att dessa båda tyngdpunkter sammanfaller. Detta har fördelen av att vara ett enkelt och effektivt sätt för att linjera upp konturmodellen och avbildningen på ett sådant sätt som ger snabba och goda resultat vid den fortsatta anpassningen. Det minskar vidare tidsåtgången och behovet av datorkapacitet.The contour model and the image of the heart can be aligned before the adjustment takes place by searching for »law lf * z: Å iš: Ifåêš ﬁ; . . aouooo 10 15 20 25 30 35 c n nu c u nu o: .n gu a n. u n! ro o | of n. v- o wo 1 u r u I »o o a c v o u nu o c .u s om m: v; . n i u. u nu; n. . q i o u n a s n »o q u; gvv 1 - no 1- n ~ .n a. In 7 up a number of points lying along the base of the left ventricle of the imaged heart, calculate the center of gravity of these points, calculate the center of gravity of the corresponding points on the contour model and move the contour model so that these two centers of gravity coincide . This has the advantage of being a simple and efficient way of aligning the contour model and the image in such a way that gives fast and good results with the continued adjustment. It further reduces the time required and the need for computer capacity.

Avbildningsmatrisen kan innehålla intensitetsvärden frän ett scintigram.The imaging matrix may contain intensity values from a scintigram.

Motsvarande fördelar uppnås även vid användning av förfarandet i ett datorbaserat hjälpsystem för diagnos av kranskärlssjukdom.Corresponding benefits are also obtained when using the method in a computer-based auxiliary system for the diagnosis of coronary heart disease.

Ovan beskrivna förfarande kan realiseras i hårdvara eller mjukvara. Således avser uppfinningen även ett datorprogram vilket innefattar programkod som när den exekveras i en dator bringar datorn att genomföra ett förfarande enligt något av det efterföljande förfarande- kraven.The procedure described above can be realized in hardware or software. Thus, the invention also relates to a computer program which comprises program code which, when executed in a computer, causes the computer to carry out a method according to any one of the following method claims.

Datorprogrammet kan vara lagrat på ett lagrings- medium, såsom ett RAM, ett ROM, en optisk skiva, ett magnetband eller något annat tillgängligt lagringsmedium som kan avläsas av en dator. Lagringsmediumet kan också vara en propagerande signal.The computer program may be stored on a storage medium, such as a RAM, a ROM, an optical disk, a magnetic tape or any other available storage medium that can be read by a computer. The storage medium can also be a propagating signal.

Förfarandet kan även realiseras med hjälp av specialanpassad hårdvara, såsom en ASIC (Application Specific Integrated Circuit), eller med någon lämplig kombination av analoga och/eller digitala kretsar.The method can also be realized by means of specially adapted hardware, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or by any suitable combination of analog and / or digital circuits.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen utgörs denna av en anordning för bestämning av en kontur av ett organ i en patients kropp, utifrån en avbildning av organet i minst tre dimensioner, vilken anordning innefattar en signalbehandlare, som är anordnad att anpassa en förut- bestämd konturmodell till avbildningen i nämnda minst tre 10 15 20 25 30 35 524 500 . . . | -ø nn , . . . n o ' °' 8 dimensioner. Fördelarna med anordningen framgår av diskussionen ovan.According to another aspect of the invention, it consists of a device for determining a contour of an organ in a patient's body, based on an image of the organ in at least three dimensions, which device comprises a signal processor, which is arranged to adapt a predetermined contour model to the image in said at least three 10 15 20 25 30 35 524 500. . . | -ø nn,. . . n o '°' 8 dimensions. The advantages of the device are apparent from the discussion above.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, pà vilka: fig l som beskrivits tidigare visar ett exempel pà resultatbilder fràn en myokardscintigrafiundersökning, vilka visar snitt genom ett hjärta, fig 2 visar ett flödesschema med olika steg i upp- finningen, fig 3 visar ett avbildat hjärta i en avbildnings- matris, fig 4 visar den ungefärliga formen av en kontur- modell, fig 5 visar ett avbildat hjärta och en konturmodell i en avbildningsmatris, fig 6a, 6b och 6c illustrerar en sökningsmetod som används i det uppfinningsenliga förfarandet, fig 7 är perspektivbild av en resulterande kontur- modell som anpassats efter ett avbildat hjärta, fig 8 visar ett avbildat hjärta i snittbilder med den resulterande konturen inritad, och fig 9 visar schematiskt ett system i vilket ovan beskrivna förfarande kan implementeras.Brief Description of the Drawings The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 as previously described shows an example of result images from a myocardial scintigraphy examination, which shows sections through a heart, Fig. 2 shows a flow chart with different steps in the invention, Fig. 3 shows an imaged heart in an imaging matrix, Fig. 4 shows the approximate shape of a contour model, Fig. 5 shows an imaged heart and a contour model in an imaging matrix, Figs. 6a, 6b and 6c illustrate a search method used in the method according to the invention, Fig. 7 is a perspective view of a resulting contour model adapted to an imaged heart, Fig. 8 shows an imaged heart in sectional images with the resulting contour drawn, and Fig. 9 schematically shows a system in which the above described procedure can be implemented.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I det följande beskrivs hur ett förfarande för bestämning av en tredimensionell kontur hos ett hjärta kan implementeras. Beskrivningen görs under hänvisning till flödesschemat i fig 2. Stegen A och B visas streckade för att markera att dessa inte utgör en del av själva förfarandet. De utförs istället som en för- beredelse till förfarandet för att skapa indata till detta. I ett första steg A avbildas ett hjärta, vars kontur ska bestämmas, medelst myokardscintigrafi varvid man erhåller en tredimensionell bild. Bilden av hjärtat 1 lagras, såsom visas schematiskt i fig 3, i en tre- 10 15 20 25 30 35 5 2 4 5 o o 9 dimensionell avbildningsmatris 2, i vilken varje punkt 3 innehåller ett intensitetsvärde. Denna avbildningsmatris 2 har vanligtvis samma storlek varje gång ett hjärta avbildas. En vanlig storlek är 64 x 64 x 25-35 pixlar.Description of Preferred Embodiments The following describes how a method for determining a three-dimensional contour of a heart can be implemented. The description is made with reference to the flow chart in Fig. 2. Steps A and B are shown in dashed lines to indicate that these do not form part of the process itself. Instead, they are performed as a preparation for the procedure for creating input data for this. In a first step A, a heart, the contour of which is to be determined, is imaged by means of myocardial scintigraphy, whereby a three-dimensional image is obtained. The image of the heart 1 is stored, as shown schematically in Fig. 3, in a three-dimensional imaging matrix 2, in which each point 3 contains an intensity value. This imaging matrix 2 is usually the same size each time a heart is imaged. A standard size is 64 x 64 x 25-35 pixels.

Avbildningsmatrisen är alltså uppbyggd av fasta punkter 3 som ligger i ett antal parallella plan. Intensitets- värdena i avbildningsmatrisen 2 är vidare normaliserade.The imaging matrix is thus made up of fixed points 3 which lie in a number of parallel planes. The intensity values in the imaging matrix 2 are further normalized.

Då man utför en myokardscintigrafi hamnar det avbildade hjärtat 1 pà ungefär samma ställe i avbildningsmatrisen 2 varje gång. Detta betyder att man inte behöver söka efter hjärtat, utan kan förutsätta att det ligger ungefär mitt i avbildningsmatrisen 2.When performing a myocardial scintigraphy, the imaged heart 1 ends up in approximately the same place in the imaging matrix 2 each time. This means that you do not have to search for the heart, but can assume that it is approximately in the middle of the image matrix 2.

När man avbildar ett hjärta med denna metod är det normalt förfarande att den som utför avbildningen även ser till att det avbildade hjärtat 1 linjeras upp i av- bildningsmatrisen 2 pà sådant sätt att en axel 4 genom hjärtats vänsterkammare blir placerad lodrätt i avbild- ningsmatrisen 2. Detta säkerställer ytterligare att alla avbildade hjärtan ligger väsentligen pà samma plats och har samma orientering i avbildningsmatrisen 2.When imaging a heart with this method, it is normal procedure that the imager also makes sure that the imaged heart 1 is aligned in the imaging matrix 2 in such a way that an axis 4 through the left ventricle of the heart is placed vertically in the imaging matrix 2. This further ensures that all the imaged hearts are in substantially the same place and have the same orientation in the imaging matrix 2.

I steg B tas konturmodellen 5 fram. Detta sker genom en statistisk analys av ett antal friska referenshjärtan, s k träningsdata. I denna analys identifieras på varje referenshjärta ett visst antal mellan hjärtana gemensamma punkter. Konturmodellens form beskrivs pà för fackmannen känt vis med hjälp av egenvektorer och tillhörande egen- värden för en matris som beskriver samband mellan dessa punkter, såsom en kovariansmatris. Det är även möjligt att använda någon annan matris som beskriver sådana sam- band, tagningen av konturmodellen sker normalt sett inte varje som exempelvis en autokorrelationsmatris. Fram- gäng förfarandet används, utan man bestämmer vanligtvis en gäng för alla en konturmodell för användning i för- farandet. 5.In step B, the contour model 5 is developed. This is done through a statistical analysis of a number of healthy reference hearts, so-called training data. In this analysis, a certain number of common points between the hearts is identified on each reference heart. The shape of the contour model is described in a manner known to those skilled in the art with the aid of eigenvectors and associated eigenvalues of a matrix that describes relationships between these points, such as a covariance matrix. It is also possible to use another matrix that describes such relationships, the contour model is not normally taken each as, for example, an autocorrelation matrix. The success of the procedure is used, but a contour model is usually determined for everyone for use in the procedure. 5.

I fig 4 och 5 visas schematiskt en konturmodell Formen h av konturmodellen 5 beskrivs av ekvationen h=1ï+<1>-b, uu l0 15 20 25 30 35 enn o 524 500 g@¿ﬂ 10 där ® är en matris med egenvektorer och sä många rader som motsvarar det tidigare nämnda antalet punkter på hjärtana, b är en vektor som inledningsvis endast inne- håller nollor men sedan kommer att innehålla de värden, även kallade formparametrar, som avgör hur mycket varje egenvektor påverkar formen av den ursprungliga kontur- modellen, och Ä inledningsvis är lika med Ã@n som är en ursprunglig konturmodell.Figures 4 and 5 schematically show a contour model. The shape h of the contour model 5 is described by the equation h = 1ï + <1> -b, uu l0 15 20 25 30 35 than o 524 500 g @ ¿ﬂ 10 where ® is a matrix with eigenvectors and as many rows as correspond to the aforementioned number of points on the hearts, b is a vector which initially contains only zeros but will then contain the values, also called shape parameters, which determine how much each eigenvector affects the shape of the original contour. model, and Ä is initially equal to Ã @ n which is an original contour model.

Innan det har skett någon anpassning av den ur- sprungliga konturmodellen till ett avbildat hjärta, är som sagt alla värden i b noll, och Ã@ﬁ bestämmer då stor- leken, läget och dessutom formen av konturmodellen. I ett senare skede kommer termen Q-b att bestämma formen i för- hållande till den ursprungliga, medan Ä tillåts att ändra storlek och läge, men inte form.Before any adaptation of the original contour model to an imaged heart has taken place, all values in b are zero, and Ã @ ﬁ then determines the size, position and also the shape of the contour model. At a later stage, the term Q-b will determine the shape in relation to the original, while Ä is allowed to change size and position, but not shape.

Q innehåller så många kolumner som antalet egen- vektorer man väljer att använda. Det är lämpligt att endast använda de egenvektorer som har störst egenvärden eftersom det är dessa som representerar de vanligaste formförändringarna. Man sorterar lämpligen egenvektorerna i ® efter storleken på det tillhörande egenvärdet. I de fall anpassningen sker iterativt är det vidare lämpligt att starta med ett lägre antal egenvektorer, eventuellt kan man börja med ingen alls, för att i varje ytterligare iteration eventuellt utöka antalet använda egenvektorer.Q contains as many columns as the number of eigenvectors you choose to use. It is advisable to use only the eigenvectors that have the largest eigenvalues, as these represent the most common shape changes. The eigenvectors in ® are suitably sorted according to the size of the associated eigenvalue. In cases where the adaptation takes place iteratively, it is furthermore appropriate to start with a lower number of eigenvectors, possibly one can start with none at all, in order to increase the number of eigenvectors used in each further iteration.

Som tidigare nämnt utförs den statistiska analys som leder fram till denna beskrivning av konturmodellen genom att man letar upp ett förutbestämt antal punkter på de hjärtan som ingår i träningsdata. Ett lämpligt antal för- utbestämda punkter är exempelvis l7xl7 punkter. Dessa punkter visas i fig 5 markerade med kryss 7 på konturmodellen 5.As previously mentioned, the statistical analysis that leads to this description of the contour model is performed by looking up a predetermined number of points on the hearts that are included in the training data. A suitable number of predetermined points is, for example, 17x17 points. These points are shown in Fig. 5 marked with a cross 7 on the contour model 5.

Det skulle naturligtvis även vara möjligt att an- vända en konturmodell som tagits fram på något annat vis så länge den kan beskrivas på ovanstående sätt. 2@cz~ﬁ9~ië ia=5, 2; ïa: sas ænsïzfzcsss Mss .ëšëﬁßï 38~2ﬁ äs: 10 15 20 25 30 35 524 500 " ll I sammanhanget bör även nämnas att steg A och steg B utförs helt oberoende av varandra och i godtycklig ordning.Of course, it would also be possible to use a contour model that has been developed in some other way as long as it can be described in the above way. 2 @ cz ~ ﬁ9 ~ ië ia = 5, 2; ïa: sas ænsïzfzcsss Mss .ëšë ﬁ ßï 38 ~ 2ﬁ äs: 10 15 20 25 30 35 524 500 "ll In this context it should also be mentioned that step A and step B are performed completely independently and in any order.

I steg C bestämmer man ett startläge för kontur- modellen 5 i förhållande till den tredimensionella avbildningsmatrisen 2. Detta startläge sparas även undan för att användas vid en jämförelse i steg F under den första iterationen. Att bestämma startläget innebär att man linjerar upp det avbildade hjärtat 1 och kontur- modellen 5 och kan även jämföras med att man lägger in dem i ett gemensamt koordinatsystem, se fig 5 där kontur- modellen 5 ligger ”ovanpå” det avbildade hjärtat 1. Detta kan göras genom att man först söker upp ett antal punkter utmed det avbildade hjärtats vänsterkammares bas. Dessa punkter motsvarar en delmängd av de tidigare nämnda punkterna som användes under framtagningen av kontur- modellen. Sökningen efter dessa punkter sker i ett matrislager i avbildningsmatrisen i taget, med början i det översta.In step C, a start position for the contour model 5 is determined in relation to the three-dimensional imaging matrix 2. This start position is also saved for use in a comparison in step F during the first iteration. Determining the starting position means that you line up the imaged heart 1 and the contour model 5 and can also be compared with entering them in a common coordinate system, see Fig. 5 where the contour model 5 is "on top" of the imaged heart 1. This can be done by first searching for a number of points along the base of the left ventricle of the imaged heart. These points correspond to a subset of the previously mentioned points that were used during the development of the contour model. The search for these points takes place in a matrix layer in the image matrix at a time, starting at the top.

Sökningen kan exempelvis utföras genom att man i en horisontell riktning fràn mitten av det aktuella matris- lagret söker utàt mot en av de punkter pä konturmodellen som ingår i ovan nämnda delmängd efter ett värde i av- bildningsmatrisen som överstiger en viss tröskel- intensitet. Sökningen kan ske medelst någon typ av inter- polation mellan matrispunkterna i avbildningsmatrisen.The search can be performed, for example, by searching in a horizontal direction from the center of the relevant matrix layer to one of the points on the contour model that is included in the above-mentioned subset for a value in the image matrix that exceeds a certain threshold intensity. The search can take place by means of some type of interpolation between the matrix points in the imaging matrix.

Lämpligen används gaussisk interpolation, men även någon annan form av interpolation såsom linjär interpolation skulle kunna användas.Gaussian interpolation is suitably used, but some other form of interpolation such as linear interpolation could also be used.

När man i det översta lagret har hittat en punkt pà det avbildade hjärtat 1 som motsvarar en viss punkt längs konturmodellens vänsterkammares bas sparar man undan_ koordinaterna för denna punkt och vilken riktning den hittades i. När man sökt i alla aktuella riktningar i det översta lagret gär man vidare till det näst översta och söker där efter punkter i de riktningar där ingen punkt hittades i det översta lagret. När man hittar en sådan 10 15 20 25 30 35 524 500 12 punkt sparar man undan den och undantar även den riktning som denna punkt motsvarar fràn vidare sökning. Man fort- sätter sà, lager för lager, tills ett bestämt antal punkter hittats, ett lämpligt antal har visat sig vara 6- 7 stycken.When you have found a point on the imaged heart 1 in the top layer that corresponds to a certain point along the base of the contour model's left chamber, you save the coordinates of this point and the direction in which it was found. When searching in all current directions in the top layer you move on to the next top and search there for points in the directions where no point was found in the top layer. When you find such a 10 15 20 25 30 35 524 500 12 point, you save it and also exclude the direction that this point corresponds from further search. This is continued, layer by layer, until a certain number of points have been found, a suitable number has been found to be 6-7 pieces.

I fig 6a-c visas hur sökningen sker. Fig 6a visar hur sökningen sker i det översta lagret, fig 6b hur sökningen sker i det näst översta och fig 6c i det tredje lagret ovanifràn. I fig 6a hittar man alltså en punkt pà avbildningen av hjärtat l i riktningen 6a. Denna riktning undantas sedan från sökningen i det andra matrislagret fig 6b. I sökningen som illustreras i fig 6b hittar man punkter i riktningarna 6b, 6c och 6d pà avbildningen av hjärtat l och dessa riktningar undantas därmed fràn sökningen i det tredje matrislagret som visas i fig 6c.Figures 6a-c show how the search takes place. Fig. 6a shows how the search takes place in the top layer, Fig. 6b how the search takes place in the second top and Fig. 6c in the third layer from above. In Fig. 6a one thus finds a point on the image of the heart 1 in the direction 6a. This direction is then excluded from the search in the second matrix layer Fig. 6b. In the search illustrated in Fig. 6b, one finds points in the directions 6b, 6c and 6d on the image of the heart 1 and these directions are thus excluded from the search in the third matrix layer shown in Fig. 6c.

Notera hur mer och mer av det avbildade hjärtat 1 blir synligt för varje matrislager.Note how more and more of the imaged heart 1 becomes visible for each matrix layer.

När man hittat ett lämpligt antal räknar man ut tyngdpunkten för punkter som man hittat, och flyttar konturmodellen så att tyngdpunkten för de punkter pà konturmodellen som motsvarar dessa hittade punkter sammanfaller med de hittade punkternas tyngdpunkt.When you have found a suitable number, calculate the center of gravity of points that you have found, and move the contour model so that the center of gravity of the points on the contour model that correspond to these found points coincide with the center of gravity of the points found.

Konturmodellen läggs pà detta sätt i princip ”ovanpå” bilden av hjärtat i avbildningsmatrisen. Konturmodellen kan i detta skede ligga antingen utanför eller innanför det avbildade hjärtat, eller delvis utanför och delvis innanför. Detta visas såsom tidigare nämnts i fig 5 i vilken konturmodellen S har placerats ”ovanpå” avbild- ningen av hjärtat 1.In this way, the contour model is basically placed "on top" of the image of the heart in the imaging matrix. The contour model can at this stage be either outside or inside the imaged heart, or partly outside and partly inside. This is shown as previously mentioned in Fig. 5 in which the contour model S has been placed "on top" of the image of the heart 1.

I steg D börjar den egentliga anpassningen av konturmodellen genom att man återigen söker efter punkter 8 i avbildningsmatrisen som motsvarar punkter 7 pä konturmodellen. I detta steg sker sökningen inte i ett matrisplan i taget utan i tre dimensioner i hela avbild- ningsmatrisen. En sökriktning 6 definieras av normalen mot konturmodellens 5 yta i en förutbestämd punkt 7 på konturmodellen 5. En annan möjlig variant är att låta en =xn§ï2s:sæa§mMssMz§;ztsz-ns~z:.a@@ lO 15 20 25 30 35 524 500 šﬁïgjgï' 13 sökriktning bestämmas av tyngdpunkten 9 och den förut- bestämda punkten 7 pà konturmodellen 5. Sökriktningarna 6 är pà detta sätt alltsä bestämda i tre dimensioner. I varje sökriktning 6 startar metoden en viss sträcka innanför konturmodellens 5 yta och söker sedan utät längs den aktuella sökriktningen 7 efter en första punkt 8 i avbildningsmatrisen 2 där intensitetsvärdet är större än ett visst tröskelvärde. Eftersom det utanför det av- bildade hjärtat kan ligga t ex tarmar som avbildas med mycket hög intensitet i avbildningsmatrisen är det viktigt att man väljer just den första punkten eftersom man alltså annars kan fà felaktiga resultat. I detta fall utgör tröskelvärdet för intensiteten alltså ett kontur- kriterium.In step D, the actual adjustment of the contour model begins by searching again for points 8 in the imaging matrix that correspond to points 7 on the contour model. In this step, the search does not take place in one matrix plane at a time, but in three dimensions in the entire image matrix. A search direction 6 is defined by the normal to the surface of the contour model 5 in a predetermined point 7 on the contour model 5. Another possible variant is to let a = xn§ï2s: sæa§mMssMz§; ztsz-ns ~ z: .a @@ lO 15 20 25 30 35 524 500 š ﬁ ïgjgï '13 search direction is determined by the center of gravity 9 and the predetermined point 7 on the contour model 5. The search directions 6 are thus determined in three dimensions. In each search direction 6, the method starts a certain distance within the surface of the contour model 5 and then searches for leaks along the current search direction 7 for a first point 8 in the imaging matrix 2 where the intensity value is greater than a certain threshold value. Since it can be outside the imaged heart, for example, intestines that are imaged with very high intensity in the imaging matrix, it is important that you choose the first point because otherwise you can get incorrect results. In this case, the threshold value for the intensity thus constitutes a contour criterion.

Konturkriteriet kan dock utgöras av vilken form av villkor som helst som pà nàgot sätt leder till att man kan hitta konturen för ett organ. I myokardscintigram är det en topp i intensitetsvärdet som betyder att man nätt kanten, men i t ex en lever kan det var en plötslig ”dipp” i intensitetsvärdena där levern slutar. Det är även möjligt att använda någon annan form av kriterium, t ex att det är en viss gleshet mellan värdena, eller att värdena längs sökriktningen ska stämma överens med en viss profil, där någon position i profilen definierar konturen.The contour criterion can, however, consist of any form of condition that in some way leads to the contour of an organ being found. In myocardial scintigrams, there is a peak in the intensity value which means that you have the edge, but in a liver, for example, there may be a sudden "dip" in the intensity values where the liver ends. It is also possible to use some other form of criterion, for example that there is a certain sparsity between the values, or that the values along the search direction must correspond to a certain profile, where some position in the profile defines the contour.

Eftersom sökningen sker medelst någon typ av inter- polation, t ex Gaussisk interpolation (normalfördelad) eller linjär interpolation, mellan matrispunkterna kan man få resultat som inte ligger i en viss matrispunkt utan mellan sådana.Since the search takes place by some type of interpolation, eg Gaussian interpolation (normally distributed) or linear interpolation, between the matrix points you can get results that are not in a certain matrix point but between such.

När man letat i alla riktningar gär man vidare till steg E där man utgående från de punkter på bilden som man har identifierat med punkter pà konturmodellen gör en an- passning av konturmodellen. Som ett första steg trans- lateras konturmodellen. Detta inleds med att man räknar ut tyngdpunkten för alla de hittade punkterna samt tyngd- punkten 9 för alla de punkter pà konturmodellen som mot- --~_.«.»«.-_ »f q «» ,, _ -¿ f p , 2 ,».\¿. w L”. ;-~'»._ »Ip -,-; f., UV. ,.,-. was-f. V49- l-J o. Jan 'Jr-as «,_-«.i..t~ .,4'..».-.\_.-:,_,- JL.- ~\-_: i,- 10 15 20 25 30 35 524 500 nu . . , , , , ~ n v u. 14 svarar de hittade punkterna. Sedan flyttas konturmodellen så att dessa bàda tyngdpunkter sammanfaller. Denna trans- lation påverkar endast värdena i E.When looking in all directions, proceed to step E, where you make an adjustment of the contour model based on the points on the image that you have identified with points on the contour model. As a first step, the contour model is translated. This begins by calculating the center of gravity for all the points found and the center of gravity 9 for all the points on the contour model that are counter- - ~ _. «.» «.-_» Fq «» ,, _ -¿ fp, 2, ». \ ¿. w L ”. ; - ~ '»._» Ip -, -; f., UV. ,., -. was-f. V49- lJ o. Jan 'Jr-as «, _-«. I..t ~., 4' .. ».-. \ _.-:, _, - JL.- ~ \ -_: i, - 10 15 20 25 30 35 524 500 nu. . ,,,, ~ n v u. 14 corresponds to the points found. Then the contour model is moved so that these two centers of gravity coincide. This translation only affects the values in E.

Efter translationen sker en skalning av kontur- modellen genom att man räknar ut summan av kvadratav- stànden fràn tyngdpunkten till de hittade punkterna samt summan av kvadratavstànden från tyngdpunkten till de mot- svarande punkterna på konturmodellen. Kvoten mellan dessa summor beskriver storleksförhàllandet mellan den enbart translaterade konturmodellen och avbildningen av hjärtat. dvs h, När denna translation och skalning av konturmodellen Konturmodellen, skalas nu om med denna kvot. är gjord, räknar man ut hur mycket själva formen av konturmodellen ska ändras. Detta betyder att ett b- värdena uppdateras i enlighet med följande ekvation b = Qçaund (hfaund -jl-found) f där hﬂwd innehåller koordinaterna för de punkter pà bilden som identifierats med punkter pá konturmodellen, Ãkmd innehåller koordinaterna för motsvarande punkter pà den storleksanpassade och translaterade konturmodellen och Öﬁud är en egenvektormatris som endast innehåller de rader i G) som motsvarar de hittade punkterna. En ny formanpassad konturmodell h kan sedan tas fram medelst uttrycket h=1T+-b, där Ä är den storleksanpassade och translaterade konturmodellen, (D är matrisen med egenvektorer och b är den vektor som togs fram i ekvationen ovan.After the translation, the contour model is scaled by calculating the sum of the square distances from the center of gravity to the points found and the sum of the square distances from the center of gravity to the corresponding points on the contour model. The ratio between these sums describes the size relationship between the only translated contour model and the image of the heart. ie h, When this translation and scaling of the contour model The contour model, is now rescaled with this ratio. is done, you calculate how much the actual shape of the contour model should change. This means that a b- values are updated according to the following equation b = Qçaund (hfaund -jl-found) f where h ﬂ wd contains the coordinates of the points on the image identified with points on the contour model, Ãkmd contains the coordinates of the corresponding points on the resized and translated contour model and Ö ﬁ ud is an eigenvector matrix that contains only the rows in G) that correspond to the points found. A new shape-adapted contour model h can then be produced by the expression h = 1T + -b, where Ä is the size-adapted and translated contour model, (D is the matrix with eigenvectors and b is the vector produced in the equation above.

De b-värden som tagits fram utifrån de hittade punkt- erna påverkar alltså hela den totala konturmodellen och inte endast de punkter pà konturmodellen för vilka punkter hittades pà avbildningen.The b-values produced on the basis of the points found thus affect the entire total contour model and not only the points on the contour model for which points were found on the image.

I steg F jämförs värdena i den anpassade kontur- modellens b-vektor med b-vektorn i den modell som tagits fram i föregående iteration, eller i fallet av den första iterationen med konturmodellens värden frán steg C, dvs b-vektorn som endast innehåller nollor. Egenvektorerna är 10 15 20 25 30 35 1 n I I n o nu o u en H " " ,. , n I . nu n u o n nu » v n. : . _' _ . - . . . v u : ' , ' :Én u . . . . nu: "o z . " , , . g u ~ n n n u o a . . n. n 15 som tidigare nämnts sorterade i ordning efter hur vanliga förändringar i konturmodellens form de representerar. Ett lämpligt test för att avgöra om det behövs ännu en iteration är därför om värdena pà de 4-5 första b-värdena har ändrats. Om dessa har ändrats mer än nägot visst be- lopp befinns resultatet vara icke-stabilt och man repet- erar då steg D till F. Eventuellt utökar man i nästa iteration antalet egenvektorer som tas med i anpassningen för att göra en finare anpassning. Dä ökar alltså i nästa iteration antalet b-värden och antalet kolumner i QQMM och i Q). Om de aktuella b-värdena inte har ändrats be- finns resultatet vara stabilt och inga fler iterationer görs utan den resulterande konturmodellen är färdig för användning och kan presenteras. Det uppfinningsenliga förfarandet kan alltså användas utan iteration av stegen D till F. Detta är främst aktuellt i tillämpningar där man inte kräver så hög noggrannhet i anpassningen av konturmodellen.In step F, the values in the b-vector of the adapted contour model are compared with the b-vector in the model produced in the previous iteration, or in the case of the first iteration with the values of the contour model from step C, ie the b-vector containing only zeros . The eigenvectors are 10 15 20 25 30 35 1 n I I n o nu o u a H "",. , n I. nu n u o n nu »v n.:. _ '_. -. . . v u: ',': Én u. . . . now: "o z.",,. g u ~ n n n u o a. . n. n 15 as previously mentioned sorted in order according to how common changes in the shape of the contour model they represent. A suitable test to determine if another iteration is needed is therefore whether the values of the first 4-5 b-values have changed. If these have changed more than a certain amount, the result is found to be unstable and you then repeat steps D to F. In the next iteration, you may increase the number of eigenvectors that are included in the adaptation to make a finer adaptation. Thus, in the next iteration, the number of b-values and the number of columns in QQMM and in Q) increase. If the current b-values have not changed, the result is found to be stable and no more iterations are made, but the resulting contour model is ready for use and can be presented. The method according to the invention can thus be used without iteration of steps D to F. This is mainly relevant in applications where such high accuracy is not required in the adaptation of the contour model.

I steg G presenteras resultatet, t ex i form av en tredimensionell ihålig kropp enligt fig 7 där de ljusa delarna motsvarar friska partier och de mörka delarna sjuka. Resultatet kan även som i fig 8 visas inritat i snittbilder av ett hjärta enligt fig l, där den svarta linjen i de olika bilderna motsvarar den anpassade konturmodellen.In step G, the result is presented, for example in the form of a three-dimensional hollow body according to Fig. 7, where the light parts correspond to healthy parts and the dark parts to diseased ones. The result can also, as shown in Fig. 8, be drawn in sectional images of a heart according to Fig. 1, where the black line in the various images corresponds to the adapted contour model.

Den färdiga konturmodellen används exempelvis i ett datorbaserat hjälpsystem för läkare som önskar bedöma om och i vilken utsträckning ett avbildat hjärta är drabbat av kranskärlssjukdom.The finished contour model is used, for example, in a computer-based help system for doctors who wish to assess whether and to what extent an imaged heart is affected by coronary artery disease.

I fig 9 visas schematiskt ett system i vilket ovan beskrivna förfarande kan implementeras. Systemet inne- fattar utrustning 40 för upptagning och bearbetning av ett myokardscintigram. Utsignalen från denna utrustning utgörs av en tredimensionell avbildningsmatris, som har matrispunkter som innehåller avbildningsdata fràn myo- kardscintigrammet. Utsignalen kan ha formen av en binär fil. 10 15 20 25 30 35 a u .u nu :nru:: n... ...- - . .. n v v u v n v sa :_ u. nu nu . n « .z z H- u s . rn I ' n o v v I ' ' 16 Systemet innefattar vidare en dator 41, exempelvis en persondator, vilken kan vara anslutningsbar, exempel- vis via ett datornätverk eller en kabel, till utrust- ningen 40 för upptagning och bearbetning av myokard- scintigrammet sä att avbildningsmatrisen kan överföras till persondatorn. Avbildningsmatrisen kan naturligtvis också matas till datorn pà andra sätt. Datorn innefattar pà konventionellt sätt en signalbehandlare i form av en processor 42, arbetsminne 43, lagringsminne 44 för lagring av data och program samt en display 45. I lagringsminnet 44 är lagrat ett program som gör det möjligt för processorn 42 att bestämma konturen hos ett organ i enlighet med steg C-F i det ovan beskrivna för- farandet. Den sålunda bestämda konturen kan presenteras pà displayen 45.Fig. 9 schematically shows a system in which the method described above can be implemented. The system includes equipment 40 for recording and processing a myocardial scintigram. The output signal from this equipment consists of a three-dimensional imaging matrix, which has matrix points that contain imaging data from the myocardial scintigram. The output signal can be in the form of a binary file. 10 15 20 25 30 35 a u .u nu: nru :: n ... ...- -. .. n v v u v n v sa: _ u. nu nu. n «.z z H- u s. The system further comprises a computer 41, for example a personal computer, which may be connectable, for example via a computer network or a cable, to the equipment 40 for recording and processing the myocardial scintigram so that the imaging matrix can be transferred to the personal computer. Of course, the image matrix can also be fed to the computer in other ways. The computer conventionally includes a signal processor in the form of a processor 42, working memory 43, storage memory 44 for storing data and programs, and a display 45. Stored in the storage memory 44 is a program which enables the processor 42 to determine the contour of a device. in accordance with step CF of the procedure described above. The contour thus determined can be presented on the display 45.

Steget A i flödesschemat i fig 2 kan utföras i ut- rustningen 40 för upptagning och bearbetning av ett myo- kardscintigram. Övriga steg C-G kan utföras i datorn 41.Step A of the flow chart of Fig. 2 may be performed in the equipment 40 for picking up and processing a myocardial scintigram. Other steps C-G can be performed in the computer 41.

Metoden är inte begränsad till att användas endast pà myokardscintigram, utan är möjlig att använda vid andra typer av funktionella bilder, dvs bilder som visar ett organs eller en vävnads biologiska eller metaboliska aktivitet, t ex blodgenomströmning i ett organ eller elektrisk aktivitet i muskelvävnad.The method is not limited to use only on myocardial scintigrams, but is possible to use in other types of functional images, ie images that show the biological or metabolic activity of an organ or tissue, eg blood flow in an organ or electrical activity in muscle tissue.

Vidare är metoden även användbar pà anatomiska bilder, dvs bilder som visar den fysiska utsträckningen eller formen av vävnader eller organ i kroppen, såsom t ex röntgenbilder, ultraljudsbilder och bilder från en magnetresonanskamera. Detta kan vara aktuellt dä man vill rita upp konturer automatiskt pà en anatomisk bild eller dä man har att göra med ofullständiga bilder.Furthermore, the method is also useful on anatomical images, ie images that show the physical extent or shape of tissues or organs in the body, such as X-ray images, ultrasound images and images from a magnetic resonance camera. This can be relevant when you want to draw contours automatically on an anatomical image or when you are dealing with incomplete images.

Man kan även använda metoden för att endast bestämma en del av en kontur.You can also use the method to determine only a part of a contour.

Det är även möjligt att använda förfarandet i mer än tre dimensioner, t ex med tiden som en fjärde dimension.It is also possible to use the method in more than three dimensions, for example with time as a fourth dimension.

Ovanstående beskrivning är även i lika män tillämp- bar pà ett förfarande i två dimensioner.The above description is also equally applicable to a two-dimensional procedure.

Claims

1. 0 l5 20 25 30 35 524 500 I? A method for determining a contour of an organ in a patient's body, based on an image of the organ in at least three dimensions, characterized by the step of adapting a predetermined contour model to the image in said at least three dimensions.

A method according to claim 1, wherein the image of the organ is a functional image of the organ. 0

A method according to any one of the preceding claims, wherein the contour model represents an average contour for organs of the type in question.

A method according to claim 3, wherein the contour model represents an average contour for a number of healthy organs of the type in question.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the image consists of an image matrix containing image data from an image of the member in said at least three dimensions.

A method according to claim 5, wherein the imaging matrix contains incomplete information about the contour of the imaged organ.

Method according to one of the preceding claims, in which the contour model is determined by a set of points which comprises a plurality of points.

The method of claim 7, further comprising detecting a number of points in the image corresponding to points in the contour model.

A method according to claim 8, wherein the detection of points is done by searching for points in the image that meet a predetermined contour criterion, the search being done in directions defined by means of the points on the contour model.

The criterion is determined by an intensity value for the item Procedure according to claim 9, at which the contour is greater than a predetermined threshold value. 10 15 20 25 30 9524 som 18

A method according to claim 9 or 10, wherein each direction is determined by the normal to the surface of the contour model at the respective point on the contour model.

A method according to any one of claims 8-11, wherein the adaptation is based on the points detected on the image.

A method according to claim 12, wherein the points on the contour model corresponding to the detected points constitute a subset of the set of points determining the contour model.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the adaptation takes place iteratively.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the adaptation of the contour model comprises the steps of translation, scaling and form adaptation.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the image and the contour model are aligned before the adjustment takes place.

A method according to claim 16, wherein the alignment takes place by aligning the center of gravity of a subset of the points on the contour model with the center of gravity of the corresponding points on the image.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the organ is a heart.

The method of claim 18, wherein the three-dimensional contour of the left ventricular wall of the heart is determined.

A method according to claim 18 or 19, wherein the contour model and the image of the heart are aligned before the adjustment takes place by searching for a number of points lying along the base of the left ventricle of the imaged heart, calculating the center of gravity of these points, calculating the center of gravity of the corresponding points on the contour model and moves the contour model so that these two centers of gravity coincide. 10 15 20 25 30 524 500 IC!

A method according to any one of claims 5-20, wherein the imaging matrix contains intensity values from a scintigram. Computer program, which comprises program code which, when executed in a computer, causes the computer to perform a procedure according to any one of claims 1-20. A storage medium, which is readable for a computer and on which is stored a computer program, which is arranged that when executed in a computer, causes the computer to perform a method according to any one of claims 1-20. Device for determining a contour of an organ in a patient's body, based on an image of the organ in at least three dimensions, characterized by a signal processor which is arranged to adapt a predetermined contour model to the image in said at least three dimensions. A method of determining a contour of an organ in a patient's body, based on an image of the organ in at least two dimensions, comprising the steps of adapting a predetermined contour model, which is determined by a set of points comprising a plurality of points, to the image in said at least two dimensions, and to detect a number of points in the image corresponding to points in the contour model, the adjustment being based on the points detected on the image, characterized in that the points on the contour model corresponding to the detected points in the image constitute a subset of the point set.