BRPI0917609A2

BRPI0917609A2 - ''sistema para executar a análise de vasos, estação de trabalho para imagens médicas, método para executar a análise de vasos, e, produto de programa de computador''

Info

Publication number: BRPI0917609A2
Application number: BRPI0917609A
Authority: BR
Inventors: J. Sonnemans Jeroen; J. E. Habets Raymond; Olivan Bescos Javier
Original assignee: Koninklijke Philips Electrnics N. V.
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2019-10-15
Also published as: JP2012511380A; US20110235891A1; EP2377095B1; RU2534948C2; CN102246206A; RU2011128347A; WO2010067276A1; EP2377095A1; CN102246206B; US8611629B2; JP5715064B2

Abstract

análise venosa trata-se de um sistema para executar a análise venosa utilizando um meio de exibição (1) para exibir uma imagem tridimensional que representa pelo menos uma estrutura tubular. o meio de indicação (2) é utilizado para permitir que um usuário indique uma posição em um vaso da estrutura tubular, para obter uma posição indicada. um meio de identificação (3) é utilizado para identificar uma porção da estrutura tubular situada em torno da posição indicada, que inclui quaisquer bifurcações, e se estende até uma medida predeterminada da distância da posição indicada, para obter uma porção identificada. o meio de exibição (1) também é utilizado para exibir uma anotação gráfica na imagem tridimensional indicada, indicativa da porção identificada da estrutura tubular.

Description

SISTEMA PARA EXECUTAR A ANÁLISE DE VASOS, ESTAÇÃO DE TRABALHO PARA IMAGENS MÉDICAS. MÉTODO PARA EXECUTAR A ANÁLISE DE VASOS, E, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção refere-se à análise de uma estrutura tubular, em particular a um ou mais vasos de uma estrutura tubular em uma imagem médica. A invenção também se refere à interação do usuário com uma ferramenta de análise de vasos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Os conjuntos de dados de imagexis médicas incluem imagens médicas de estruturas vasculares. Estas imagens médicas pedem ser bidimensionais (tal como em raios X vasculares), ou tridimensionais (tal como na angiografia por TC ou angiografia por RM) , A imagem tridimensional pode ser

15	uma imagem	vo1umé t rí ca, c que	significa	erse as	estr	uturas
	vasculares	são representadas em	termos de	valores	de	cinza.
	Existem ferramentas de rastros	.mento de	vasos	que	oedern X-
	identificar	partes da estrutura	. vascular	, com b.	ase	nestes

valores de cinza.

Por exemplo, o Fedido de Patente Norte-americano

2058/0101667 descreve um meio para apresentar as informações associadas com um vaso sanguíneo a um usuário para, a avaliação do vaso sanguíneo. 0 meio inclui uma memória, cuja memória pode armazenar os dados de imagem definidos em três dimensões, e um processador acoplado operativamente à memória para receber os dados de imagem. O processador é configurado para apresentar uma fatia bidimensional dos dados das imagens tridimensionais de um vaso sanguíneo a um usuário em uma primeira interface com o usuário; para receber uma seleção do vaso sanguíneo do usuário, em que o usuário seleciona o vaso sanguíneo através de uma interação com a primeira interface com o usuário; para identificar um trajeto do vaso sanguíneo associado com a seleção recebida do vaso sanguíneo dos dados

2/15 das imagens tridimensionais; e para apresentar uma intensidade do vaso sanguíneo selecionado ao .longo do trajeto identificado do vaso sanguíneo ac usuário para a análise do vaso sanguíneo; selecionado.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

Seria vantajoso que se tivesse um sistema aperfeiçoado paira executar a análise de vasos. Para resolver este problema, em um primeiro aspecto da invenção, é apresentado um sistema que compreende um meie de exibição para exibir uma imagem tridimensional que representa pelo menos uma estrutura um meie de indicação para permitir que um usuário indique uma posição em um vaso da estrutura tubular, para. 15 obter uma posição indicada; e um meio de identificação para identificar uma porção da estrutura tubular situada em torno da posição indicada,, incluindo quaisquer bifurcações, e se estende ate uma distância predeterminada da posição indicada, para obter 20 uma porção identificada.

usuário apenas necessita indicar um panto único na estrutura vascular. Depois disso, o sistema identifica uma porção da estrutura tubular de uma maneira previsível e consistente. Uma vez que a porção identificada contém a 25 estrutura tubular completa, incluindo quaisquer bifurcações, não ná nenhuma surpresa a. respeito de qual vaso será identifiçado. Isto aumenta a confiança do usuário ao indicar uma posição. Além disso, uma vez que o vaso é identificado até uma. distância predeterminada, não há nenhuma necessidade 30 de indicar nenhum término do segmento do vaso a sei analisado, O sistema provê uma ferramenta eficiente para executar a análise de vasos de uma porção de uma estrutura vascular.

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O meio de exibição pode ser arranjado para exibir uma anotação gráfica na .imagem t ri dimensional exibida, indicativa da porção identificada da estrutura tubular. Isto provê um feedback ao usuário da porção identificada, 5 permitindo que o usuário verifique a porção identificada, o usuário pode, por exemplo, posteriormente< indicar um outro ponto na estrutura vascular, depois do que o meio de identificação pode identificar urna porção correspondente da estrutura tubular. A maneira reprodutivel com que a porção da 1Q estrutura tubular é identificada torna a anotação gráfica exibida também reprodutivel. Tal anotação também pode ser armazenada em um arquivo do paciente.

O meio de identificação pode compreender um meio de medição para medir a distância predeterminada ac longo da 15 estrutura, tubular. Esta é uma maneira apropriada de medir a distância predeterminada, levando em consideração o formato dos vasos, A porção identificada pede incluir os vasos a partir da posição indicada até uma posição de termino no vaso, sendo que comprimento do vaso da posição indicada para. 20 a posição de término é substancialmente igual à distancia predeterminada. Alternativamente, a distância euclidiana pode ser utilizada.

O meio de medição pode ser arranjado para medir um comprimento do vaso rastreado da posição indicada ao longo da 25 estrutura tubular. A ação de manter o comprimento do vaso rastreado constante é uma maneira eficiente de tornar o rastreamento do vaso consistente.»

O meio de medição pode ser arranjado para estabelecer uma série de bifurcações encontradas a partir da 10 posição indicada ao longo da estrutura tubular. Esta é uma outra maneira de tornar o rastreamento do vaso consistente.

Um meio de reformataçao pode sex' arranjado para prover uma reformataçao multi-curvada seguindo a curvatura de

4/19

pelo menos	uma parte de	um va.so da. posição	indicada até e
além de u;	na bifurcação	da estrutura tubular	e seguindo a
curvatura	de pelo me no s	: uma parte de dois	vasos além da
bi furcação	. Este modo de	visualização provê ui	ma vista útil da

S bifurcação.

O meio <âe indicação pede ser arranjado para ser responsive a um evento de movimentação do mouse. 0 evento de movimentação do mouse torna possível identificar muito eficientemente algumas porções da estrutura vascular ao mover 0 o cursor do mouse sobre as posições do vaso de interesse.

Cada, vez que um evento de movimentação do mouse é detectado., o meio de identificação e/ou o meio de exibição podem ser ativados para prover uma porção identificada atualizada.

O sistema pode compreender um meio de estimativa. S para estimar um parâmetro de rastreamento local da imagem voluraétrica na posição indicada depois que o usuário indicou

éi . XÇ£iO <	Isto permite inicializar	um algoritmo	de
	ras treamento	do vaso com um parâmetro de	rast reamento 1 o c	al .
	Esta etapa	de inicialização permite qu	e a ferramenta	de
0	rastreamento	de vaso seja utilizada cem	uma ampla faixa	de

vasos.

meio de estimativa pode ser arranjado para computar uma média ponderada de um elemento de um censor de estrutura, cuja média ponderada e computada em uma região de 5 um determinado tamanho em torno da posição indicada. Tal média ponderada de um elemento de um tensor de estrutura pode ser utilizada como um elemento de um tensor de estrutura ponderado. 0 tensor de estrutura ponderado pode ser utilizado para estabelecer· a orientação do vaso na posição indicada, q Uma estação de trabalho de imagens médicas pode compreender o sistema definido.

Um método para executar a analise de vasos pode compreender:

5/19 a exibição de uma .imagem tridimensional que representa pelo menos uma estrutura tubular;

a permissão para que um usuário indique uma posição em um vaso da estrutura tubular, para obter uma posição 5 indicada; e a identificação de uma porção da estrutura tubular situada em torno da posição indicada, que inclui quaisquer bifurcações, e se estende até uma medida predeterminada da distância da posição indicada, para obter uma porção 10 ide nt i.Ê i o ada..

Pm produto de programa de computador pode compreender instruções para fazer com que um sistema de processador execute o método definido.

Será apreciado pelos técnicos no assunto que dois 15 ou mais dos aspectos, das execuções e/ou das realizações acima mencionados da invenção possam ser combinados de qualquer maneira julgada útil.

As modificações e variações do aparelho de aquisição de imagem, da estação de trabalho, do sistema e/ou ?v do produto de programa de computador, que correspondem às modificações e variações descritas do sistema., podem ser feitas pior um técnico no assunto com base na presente descrição.

Um técnico no assunto irã apreciar que o método 25 possa ser aplicado aos dados de imagens multidimensional^, por exemplo, imagens bidimensionais (2D), tridimensionais (3D) ou qu&dridimensionais f4Dj, obtidas por várias modalidades de aquisição como, mas não limitadas a Geração de Imagens de Raios-X Padrão, Tomografia Computadorizada (TC) , 30 Geração de Imagens por Ressonância Magnética (IRM) ,

Dltrasscnograf ia. (US), Tomografia por Emissão de Positrons (TEP), Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único (TCEFU) e Medicina Nuclear (MM).

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BREVE pESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Estes e outros aspectos da invenção serão elucidados e descritos adicíonalmente corn referência aos desenhos, nos quais.

a Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema para executar a análise de vasos; e a Figura 2 mostra um diagrama de blocos de um método para a execução da análise de vasas,

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES

Em algumas aplicações vasculares, um dos objetivos consiste em visualizar os vasos utilizando vistas de reformatação planar curvada ou linear. Além disso, os parâmetros de vasos locais podem ser medidos, tais como a área e o raio, em diversas posições nos dados de imagem, para

1.5 quantificar, por exemplo, o grau de estenose ou o tamanho de um aneurisma. Estas técnicas de visualização podem utilizar um trajeto através do centro do vaso. As ferramentas de rastreamento de trajeto automáticas são frequentemente limitadas a somente alguns vasos. As ferramentas de rastreamento de trajeto semi-automáticas podem necessitai' da entrada de um usuário para .indicar um rastreamento de ponto único ou de dois pontos no vaso. Quando apenas um único ponto de entrada é utilizado, o usuário não tem nenhum controle sobre o comprimento do trajeto rastreado ou do vaso rastreado.

.As ferramentas que utilizam um ponto inicial e um ponto final dado pelo usuário têm o inconveniente de requerer mais entradas do usuário, Além disso, se o usuário colocar os pontos muito distantes ou em vasos diferentes, o resultado do 30 trajeto ficará, errado ou o tempo de computação será muito longo. Algumas ferramentas de rastreamento venoso necessitam primeiramente segmentar uma estrutura dc· vaso antes de rastrear uma linha central através da mesma. Isto pode não s er e f i c iente.

A interação pode ser aperfeiçoada utilizando unia ferramenta de rastxeamento que oferece uma possibilidade de interação diferente. Utilizando uma visualização arbitrária, b um usuário pode apontar para qualquer posição na estrutura vascular (por exemplo, ao mover o cursor do mouse, sobre a imagem) e o algoritmo pode rastrear uma árvore local automática e interativamente. Este rastreamento pode ser executado ate um cumprimento máximo do vaso. Os métodos de 10 interação descritos na presente invenção permitem uma redefinição do paradigma de inspeção vascular. 0 algoritmo pode oferecer a um usuário uma prévia sobre qual efeito deve derivar da seleção de um determinado vaso em algo como ^,!E se eu clicar aqui?. Os métodos de interação descritos na 15 presente invenção podem ser diretemente ligados a uma ampla variedade de técnicas de visualização e de quantificação.

Ao se certificar que c rastreamento de uma porção do vaso e a visualização da. porção rastreada do vaso são operações rápidas, a interatividade pode ser aperfeiçoada.

Uma vez que somente uma parte limitada da árvore do vaso é rastreada, o rastreamento é executado mais rapidamente. As visualizações com base no trajeto ou na arvore podem ser executadas em qualquer lugar¹ apenas com interação limitada. Ao prover um feedback da visualização, uma resposta direta à 25 ação de urn usuário é mostrada, tornando a ferramenta mais fácil de compreender e aprender. O comportamento da ferramenta pode ser metis previsível para um usuário, uma vez que o comprimento da porção rastreada do vaso pode ser independente da posição do mouse. Isto confere um resultado 3G previsível e compreensível quando o mouse é movido ac longo de um vaso. .As técnicas descritas na presente invenção podem ser aplicadas, por exemplo, nas aplicações para a análise vascular em 3D de múltiplas modalidades. Estas ferramentas oferecem visualização, segmentação, inspeção e quantificação de vasos» avançadas.

termo quantificação vascular em 3D poda se refer ix* a um conjunto de aplicações, que alvejam estruturas vasculares diferentes, utilizando métodos de aquisição diferentes, mas para as quais os requisitos para as medições desejadas podem ser similares. Os exemplos anatômicos são a aorta, as artérias carótidas, as artérias coronárias, as artérias periféricas da perna e as artérias coronárias. A RM,

10	st TC e os	raie	s X rotatívi	os são exempt	Los das modalidades.»
	utilizadas	^v a	obtenção d*	? dados de	imagem das ditas
	E? L ÍL VIX* ill S?	anat	uõmicas. Um	exemplo d®	i n sp e ç ão va s c u 1 et r
	consiste na	proc	:ura por nart λ Jv.	.es alargadas	ou obstruídas de um

vaso, Um exemplo mais particular é a procura por embolias pulmonares nas artérias pulmonares.. As aplicações vasculares ilizando técnicas de visualização de inspeção tais como a MPR também podem medir parâmetros a área e o raio de um vaso em de imagem para quantificar o grau de um aneurisma. Estas medições seção transversal através do vaso gerada automaticamente, ou pela podem visualizar vasos, ut avançadas para finalidade curvada. Estas aplicações locais do vaso tais como diversas posições rios dados de estenose ou o tamanho podem ser executadas em uma de interesse que pode ser navegação a.o longo de uma linha central do vaso,

Outras aplicações podem focalizar o planejamento cirúrgico de intervenções vasculares, tal como o planejamento de s tent.

A Figura 1. mostra um diagrama de blocos de um sistema para executar a análise venosa, O sistema pode ser 3 0 constituído por uma série de blocos. Cada bloco pode ser parcial ou completamente implementado em um software. O sistema pode compreender adicionalmente (não mostrado); um processador, um meio de armazenamento, um monitor, um meio de entrada para o usuário tal como um teclado e/ou um mouse, uma porta de comunicação. O processador pode ser arranjado para executar as instruções que fazem parte de uma. ferramenta de análise de vasos, O meio de armazenamento· pode compreender 5 RAM, ROM, um disco rígido, mídias removíveis tais como CD e

DVD. o meio de armazenamento pode ser utilizado para armazenar as instruções de computador e/ou para armazenar os dados de imagens médicas. Q meie de entrada poda ser utilizado para permitir que um usuário indique, uma posição na.

estrutura tubular. Além disso, o meio de entrada pode ser utilizado para permitir que um usuário controle o sistema. A porta de comunicação pode ser utilizada para se comunicar’ com um outro sistema, computadorizado, por exemplo, um servidor. A porta de comunicação pode ser arranjada para ser conectada a uma rede tal como uma rede de área local, rede de longa distancia e/ou Internet. O outro sistema computadorizado pode ser atingido através da rede para recuperar dados de imagem, e para transmitir refeitórios da análise de vasos, por exemplo.

z0 O meio de exibição 1 pode ser provido para exibir uma imagem tridimensional que representa pelo menos uma.

estrutura tubular. Esta imagem tridimensional é obtida através da porta de comunicação, e pode sei' armazenada no meio de armazenamento. Tipos diferentes de visualização podem ser utilizados para exibir a imagem.

Pc-r exemplo, reprodução de volume direta, projeção vista de fatia pode ser de intensidade máxima, ou uma exibidos. Tipos múltiplos de reprodução podem ser seqüencial ou simultaneamente empregados. O sistema pode permitir que a imagem seja 30 aumentada, girada em movimento panorâmico e/ou rotacionada a fim de obter uma vista apropriada da imagem. A imagem pode representar uma estrutura tubular, por exemplo, a imagem que compreende elementos de volume (voxels) indicativos dos

10/19 valores cinzentos em posições das coordenadas particulares do volume. As estruturas do vaso podes? ser x/econheoidas por seu formato particular e, em alguns casos, por seus valores cinzentos. Urna imagem tridimensional também pode representar uma estrutura vascular como um modelo de superfície, por exemplo.

meio de indicação 2 pode ser provido para permitir que um usuário indique uma posição em um vaso da estrutura tubular, para obter uma posição indicada. Tal meio

0	de exibíçã	o pode ser	arranjad	o para permit ir que >.u	usuário
	pos ic ione	o cursor	do mous	e í	rm uma pos ição na	imagem
	indi caria..	Com base na	posição	do	cursor do mouse, a	posição
	no vaso po	CCMsDt	.fada em	uma	maneira conhecida nc	estado

da técnica como tal,

O meio de identificação 3 pode ser provido pars?

identificar uma porção da estrutura tubulax' situada em torno da posição indicada, que inclui quaísquei bifurcações, e se estende até uma medida predeterminada da distância da posição

indicada,	par	a obter? uma	porção í dent í f í cada	0 meio	de
identific	ração	3 pode ser	arranj ado para ser	operativo	em
respost a	a um	evento de mov	imentação do mouse, p	or exemplo.

meio de exibição 1 pode ser arranjado para exibir uma anotação grafica na imagem tridimensional indicada, indicativa da porção identificada dói estrutura tubular. Por 25 exemplo, a linha central do vaso é desenhada em uma cor distinguível.

O meio de identificação 3 pode compreender meios de medição 4 para medir a medida predeterminada da distância ao longo da estrutura tubular. Por exemplo, um algoritmo de 3 0 frente de onda é aplicado para rastrear o vaso, sendo que cada onda nova adiciona uma quantidade predeterminada à distância medida. O meio de identificação 3 identifica a estrutura tubular até a. distância predeterminada. Uma alternativa consiste em medir a distância euclidiana, 0 meie de medição 4 pode ser arranjado para medir um comprimento do

vaso ras	ítreado da	posição	indicada ao	longo da estrutura
tubular.	Por exem	pio,	um	algoritmo de	frente de or	loa é
aplicado	para	ras	c tear	o	V £$. >5Ό / £2 & 1ICIQ	que cada onda	nova
adiciona	uma c	juant	i dade	tre·	de term i nada a	distancia medi	da, 0
meio de	identifica;	são 3	ide	ntifica a est	rutura tubular	até a

d is tância prede terminada,

Alternativamente, o meio de medição 4 pode ser 1Q arranjado para estabelecer uma série de bifurcações encontradas a partir da posição indicada a.o longo da estrutura tubular. Por exemplo, os vasos são identificadas da posição indicada até a segunda bifurcação.

		C meio	de reformatação 5	pode pre	ver	uma
•>1.	reform	atação multi	.-curvada (uma MPR	multi-curv	aoa)	Á
	curvat	ura da refor	matação corresponde à	ourvat ura	de	pelo

menos uma parte de um vaso da posição indicada até e além de uma bifurcação da estrutura tubular, e segue a curvatura de pelo menos uma parte de dois vasos além da bifurcação. A 20 reformatação pode ser mostrada no monitor 1.

meio de indicação 2 pode ser arranjado para ser responsive a um evento de movimentação do mouse, isto é conveniente,, particularmente quando o rastreamento do vaso é executado de maneira suficientemente rápida. Os vasos podem 25 ser explorados sem ter que clicar explicitamente em determinadas posições. Além da dita responsividade do sistema a um evento de movimentação do mouse, a identificação e a anotação da estrutura do vaso até uma distância predeterminada a partir da posição indicada aumenta 30 adicionalmente a usabilidade do sistema.

A. imagem tridimensional pode compreender uma imagem volumétrica, sendo que o meio de identificação 3 compreende adicionalmente um meio de estimativa 6 para estimar um

12/19 parâmetro de rascreanento local da imagem volumétrica na posição indicada etn resposta à indicação da posição paio usuário. Ao estimar o parâmetro de rastreamento local diretamente a partir da imagem volumétrica (isto é, os valores cinzentos dos voxels) em resposta à indicapão da posição pelo usuário., é possível. adaptar-se a regiões vasculares diferentes, o que permits a utilização o sistema sem selecionar primei ramen te um tipo particular de vaso.

meio de estimativa 6 pode sex' arranjado para computar uma média ponderada de um elemento de um censor de estrutura, sendo que a média ponderada é computada sobre uma região de um dado tamanho em torno da posição indicada, Esta é uma. maneira geral e eficaz de inicializar o algoritmo de

r a s t r e ame n t o	, que é ap	1 leave 1 a uma grande var	ieciade de
estruturas	vasculares.	Este tensor? pode ser	computado
rapidamente.	Não é necessário rastrear de antemão a	estrutura
vascular,- is	to pode ser	feito depois que o usuário	indicou a

posição.

G sistema da Figura 1 pode ser incorporado em uma estação de trabalho de geração de imagens médicas ou em um console de um aparelho de geração de imagens médicas. Um técnico no assunto irá compreender que a estação de trabalho de geração de imagens médicas e o console compreendem pelo menos uma unidade de processamento e memória. Pode compreender adicíonalmente muitas outras unidades, por exemplo, drives de disco. RAMs, caches, monitores, barramentos de dados e de instruções, monitores e teclados.

A Figura 2 ilustra um método para executar a análise de vasos. 0 método compreende, na etapa 101, a exibição de uma imagem tridimensional que representa pelo menos uma estrutura tubular. Na etapa 102, um usuário é levado a exibir uma posição em um vaso da estrutura tubular, para obter uma posição indicada. Na etapa 103, uma porção da.

> 1 9 estrutura tubular em torne; da posição indicada é identificada. A porção pode incluir quaisquer bifurcações e pode se estender até uma medida predeterminada da distancia da posição indicada, para obter uma porção identificada.

S Para a inspeção de um vaso. o usuário pode visualizar os dados com técnicas de visualização independentes de geometria do trajeto tais como a Reformatação Multiplanar ímpr), a Projeção de Intensidade Máxima (MIP) ou a Reprodução de volume (VR) . Para técnicas de 10 visualização com base no trajeto, ura trajeto através do centro do vaso é requerido.

Ura algoritmo para rastreamento de uma árvore pode ser provido. Aqui, o termo arvore” refere-se a pelo menos parte de uma estrutura vascular, incluindo bifurcações e 15 ramificações laterais. Tal algoritmo pode encontrar a topologia de árvore loca.1 partindo de uma posição 3D arbitrária nos dados (por exemplo, uma posição selecionada, pelo usuário). Na topologia de árvore, é possível codificar as coordenadas os cada vaso, a rsiaçso entre qs vasos e a 20 posição de cada bifurcação,

A extração da árvore pode ser limitada por utn comprimento de rastreamente de vaso máximo. Este comprimento pode ser medido ao longo dos vasos rastreados em vez de em linha reta.

A posição do mouse em uma visualização arbitrária, de uma imagem médica em 3D pode ser traduzida (x. y, z) pela posição dos dados. Por exemplo, a. posição (x, y, z} que corresponde a um vaso que está visível sob o cursor do mouse pode ser utilizada. Utilizando um algoritmo de centralização,

0 o ponto central do vaso local pode ser computado, e a árvore pode ser seguida a partir desta posição utilizando um critério de comprimento de vaso máximo. Utilizando a árvore rastreada. a visualização cora base no trajeto ou na árvore

14/19 poda sex* criada., e as medições podem ser computadas. Se o usuário estiver satisfeito com o resultado, ele. pode atracar/finalizar o resultado do rastrea.me.nto. Por exemplo, o resultado do rastreamento pode ser finalizado por meio de 5 um único clique com o mouse. Depois disso, o usuário pode decidir editar o resultado do rastreamento. Uma vez que o usuário está satisfeito, as imagens resultantes e os resultados das medições correspondentes podem ser enviados a uma ferramenta de relatório.

Em um exemplo de implementação, uma. funcionalidade de sonda de árvore pode ser ativada por um botão no painel de tarefas. Após a ativação da sonda de árvore, ao movei* o mouse sobre a imagem, a arvore ê automaticamente rastreada até uma dada distância. Uma crtovisão é alinhada na posição 15 do mouse, com base na direção local da arvore. As bifurcações podem ser marcadas na imagem, por exemplo, utilizando uma cor diferente. Em vez da ortovísãc·, também é possível criar e exibir reformatações planares curvadas (na posição das vistas longitudinais}, Z\lém disso, uma vista reformatada multíplanar (MPPJ pode ser alinhada com a bifurcação mais próxima, levando em consideração os três segmentos do vaso que partem da bí f ur cação.

Um método pode ser provido para rastreat, a partir de uma posição do mouse definida pelo usuário e sobre um dado 25 comprimento máximo do vaso, uma topologia local da árvore onde a posição exata cada bifurcação e vaso é conhecida, com interatividade completa e reprodutibilidade máxima em uma visualização arbitráx*ia dos dados de imagens médicas em 3D sem requerer nenhum clique com o mouse. A topologia de áivore 30 pode ser utilizada para mostrai' interativamente uma visualização que ê baseada na topologia, de árvore tal como uma MPR. curvada, uma MPP. multi-curvada, uma. reformatação linear, uma ortovisão, a reprodução de volume destacado etc.

15/:1..9

Ura método de detecção de borda da vaso pode ser utilizado ao longo da topologia de árvore local para a computação de parâmetros de quantificação tais como a ãrea, o diâmetro e o raio e para a visualização destes parâmetros em todas as 5 vistas disponíveis. As posições de medição .automáticas podem ser propostas para a quantificação e para outras doenças, core base nos parâmetros derivados automaticamente. As informações tais como sobre as imagens e as medições podem ser enviadas a uma ferramenta de relatório com apenas um clique com o mouse.

1Q Os sistemas de rastrearaento de vaso podem ser inicializados ao escolher valores pré-ajustados específicos para uma aplicação particular. Por exemplo, os pré-ajustes são específicos a uma região vascular (por exemplo, ’vasos periféricos’ ou ’artérias coronárias’.) e/ou à modalidade de 15 geração de imagens (por exemplo, a TC).

Ne entanto, também é possível adicionar ura algoritmo de estimativa de parâmetro local (preferivelmente

	era	tempo real)	crue	inicializa	os parâmet ros	de rascreament
	(e	atualiza,	opc	iona1mente.	os oarâraet x>	ros durante
20	rasí	srearaento).	isto	permite a	inspeção sere	impor suposiçõe

sobre as dimensões particulares do vaso. Isto permite que a

	ferramenta	de	rastrearaento rastreie va	sos que têm urna ampla
	f ç&ixa de	£11 <	âmetrcs. Além disso,	a i n i c 1 a 1 i z a ç ão d o s
	pa ram etr os	de	rastrearaento permite	que a inspeção seja.
25	executada	H3. S3	imagens por F.M, em	que os valores de

intensidade dos vasos não são conhecidos de antemão íe podem existir muitos artefatos de não-homogeneidade). Dado um volume de dados de fonte era 3D de uma estrutura vascular, o usuário pode selecionar uma visualização como MIP (projeção 3íj de intensidade máxima) , (4PR (reformataçao raultiplanar) ou reprodução de volume. Para indicar uma posição na estrutura do vaso, o usuário pode inspecionar a visualização ao mover o mouse sobre a imagem. As seguintes etapas podem ser feitas para inicializar o rastreamento da vaso ern uma posição indicada: recuperação das coordenadas (x, y, z} das posições indicadas es; um volume de fonte em 3D; computação da orientação do vaso local. Além disso, o contorno dc vaso pode 5 ser computado, levando em consideração a orientação do vaso local.

A orientação do estabelecer a orientação ação pode ser computada K* locais da escala de c. estrutura. G tensor de vaso local pode ser encontrada ao da estrutura da imagem; a última, diretamente a partir dos valores nza da imagem, utilizando o tensor de estrutura pode ser fornecido por:

Aqui, g-, é o gradiente da imagem na direção í Os parênteses () denotam uma media ponderada sobre uma região de um dado tamanho. A operação de ponderação pode ser realizada

1.5 utilizando c borrão gaussiano, Depois que o tensor de estrutura foi computado,, os valores Eigen (,A₀ A_if a₂} e os vetores Eigen {v_n v>., v₂) podem ser computados. Os valores Eigen podem ser classificados utilizando a convenção λ_δ ú à;. Portanto, v₀ corresponde, à direção em que o produto 20 ponderado do gradiente ê mínimo. Em uma estrutura tubular, isto corresponde à direção do vaso local, v_s e v₂ atravessam o plano em seção transversal perpendicular ao vaso.

Utilizando o tensor de estrutura, a. direção do vaso local pode ser estabelecida.. Uma estimativa da seção transversal do lumen do vaso perpendicular a esta direção do vaso pode ser estabelecida. Por exemplo, uma seção transversal circular pode ser estabelecida, ou uma detecção mais detalhada do contorno pode ser executada. As intensidades da imagem dentro da seção transversal do vaso e

17/19 fora da seção transversal do vaso podem ser comparadas. Tal comparação pode ser utilizada para inicializar ou atualizai: os parâmetros do algoritmo cie rastreatnento.

Será apreciado que a invenção também se estende a

S programas de computador, particularmente os programas de computador ou em um carregador, adaptados para a pratica da invenção. O programa, pode estar na forma de um código de fonts, de um código de objeto, de. uma fonte de código intermediária e de um código de objeto, tal como uma forma.

parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma apropriada para o uso na implementação do método de acordo com a invenção. Também será apreciado que tal programa possa ter muitos projetos arquitetônicos diferentes. Por exemplo, um código do programa que implementa a funcionalidade do método ou do sistema de acordo com a invenção pode ser subdividido em uma ou mais sub-rotinas, Muitas maneiras diferentes de. distribuir a funcionalidade entre estas sub-rotinas ficarão evidentes ao técnico no assunto. As sub-rotinas podem ser armazenadas juntas em um arquivo executável para formar um programa autocontido. Tal arquivo executável pode compreender instruções executáveis pelo computador, por exemplo, instruções do processador e/ou instruções do intérprete (por exemplo, instruções do intérprete de Java). Alternativamente, uma ou mais ou bodas as sub-rotinas podem ser armazenadas em . 25 pelo menos um arquivo de biblioteca externo e ser ligadas com um programa principal de maneira estática ou dinâmica, por exempla, no tempo de execução. O programa principal, contém pelo menos uma chamada a pelo menos uma das sub-rotinas. Além disso, as sub-rotinas podem compreendei' chamadas de função um para o outro. Uma realização que se refere a um produto de programa de computador compreende as instruções executáveis pelo computador que correspondem a cada uma das etapas de processamento de. pelo menos um dos métodos definidas. Estas

18/19 instruções podem ser subdivididas em sub-rotinas e/ou ser armazenadas em um ou mais arquivos que podem ser ligados de maneira estática cri dinâmica. Uma outra realização que se refere a um produto de programa de computador compreende as 5 instruções executáveis pelo computador que correspondem a cada um dos dispositivos de pelo menos um dentre os sistemas e/ou produtos definidos. Estas instruções podem ser subdivididas em sub-retinais e/ou ser armazenadas em um ou mais arquivos que podem ser ligadas de maneira estática ou 10 dinâmica.

O carregador de um programa de computador pode ser qualquer entidade ou meio que pode car~regar o programa. Por exemplo, o carregador pode incluir uma mídia de armazenamento, tal como uma ROM, por exemplo, uma CD ROM ou IS uma ROM semicondutora, ou um mídia de gravação magnética, por exemplo, um disco flexível ou um disco rígido. Além disso, o carregador pode ser um carregador transmissível tal como um sinal elétrico ou óptico, que pode ser transmitido através de um cabo elétrico ou óptico, ou por meio de rádio ou outro 20 meio. Quando o programa é incorporado em tal sinal, o carregador pode ser constituído por cabo, ou outro dispositivo ou meios. Alternativamente, o carregador pode ser ura circuito integrado em que o programa é encaixado, cujo circuito integrado é adaptado para executar ou para ser utilizado para o desempenho do método relevante.

Deve-se observar que as realizações acima mencionadas sâo ilustrativas em vez de limitadoras da invenção, e que os técnicos no assunto poderão projetar muitas realizações alternativas sera que se desviem do âmbito das reivindicações anexas. Nas reivindicações, nenhum sinal de referência colocado entre parênteses deve ser interpretado como limitador da reivindicação. Ã utilização do verbo compreende” e de sueis conjugações não exclui a presença de

19/19 elementos ou etapas, a exceção daqueles indicados em uma reivindicação, O artigo um ou uma que precede um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. A invenção pode ser executada por meio de um hardware que 5 compreende diversos elementos distintos, e por meio de um computador programado da maneira apropriada, bla reivindicação sobre o dispositivo que enumera diversos meios., diversos destes meios podem ser incorporados por um mesmo e único item de hardware. O mero fato que determinadas medidas são citadas ΰ em reivindicações anexas mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser utilizada com vantagem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

X. SISTEMA .PARA EXECUTAR A ANÁLISE Γ;Ε VASOS, caracterizado por compreender:

meios de exibição (1) para exibir uma imagem 5 tridimensional que representei pelo menos uma estrutura tubular;

meios de indicação (.2} para permitir que um usuário indique uma posição em um vaso da estrutura, tubular, para

obter uma posição indicada, em que o meio de indicação {2) é 0 ciQO para ser responsive a um evento de movimentação do um meio de identificação ( 3) cara identificar uma

porção da estrutura. tubular situada em torno da posição indicada, que inclui quaisquer bifurcações, e se estende ate 15 uma medida predeterminada. da. distância da posição indicada, para obter uma porção identificada;

em que o meio de exibição (1) é arranjado para exibir uma. anotação gráfica na imagem tridimensional indicada, indicativa da porção identificada da estrutura 20 tubular; e em que o meio de identificação e/ou o meio de exibição são arranjados para prover uma porção identificada atualizada guando um evento de movimentação do mouse é detectado.
2E 2. SISTEMA, de acordo eom a reivindicação 1,caracterizado em que o meio de identificação (3; compreende um meio de medição (4) para medir a medida predeterminada da distância aa longo da estrutura, tubular.
3. SISTEMA, de acorde com a reivindicação 2,

30 caracterizado em que o meio de medição {4) é arranjado para medir um comprimento do vaso rastreade da posição indicada ao longo dêi estrutura tubular.
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2,

2 / 3 caracterizado em que o meio d® medição (4} é arranjado para estabelecer uma série de bifurcações encontradas a partir da posição indicada ao longo da estrutura tubular.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1,

5 caracterizado por compreender adicicmalmente um meio de reformatação (5) para prover uma reformanação multi-curvada seguindo a curvatura de pelo menos uma parte de um vaso a partir da posição indicada até e além de uma bifurcação da estrutura tubular, e seguindo a curvatura de pelo menos uma

12 parte de dois vasos além da bifurcação.
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, a imagem tridimensional caracterizado por compreender uma imagem volumétrica, o meio de identificação (3) compreendendo adicionalmente um meio de estimativa (6) para estimar um

15 parâmetro de rastreamenta local da imagem volumétrica na posição indicada em resposta à indicação da posição pelo usuário,
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado em que o meio de estimativa (6) é arranjado

20 para computar uma média ponderada de um elemento de uai tensor de estrutura.· sendo que a média ponderada é computada sobre uma região com um dada tamanho em torno da posição indicada..
8. ESTAÇAO DE TRABALHO PARA IMAGENS MÉDICAS, caracterizada por compreender o sistema, tal como definida , 25 pela reivindicação 1.
9. MÉTODO PARA EXECUTAR. A ANÃLTSE DE VASOS, caracterizado por compreender;

a exibição (101} de uma imagem tridimensional que representa pelo menos uma estrutura tubular;

30 a permissão (102) para que um usuário indique uma posição em um vast? da estrutura tubular, para obter uma posição indicada, responsiva a um evento de movimentação da mouse.

.5 / Λ a identificação (1.03) de oa porção da estrutura tubular situada em torno da posição indicada. t(ue inclui quaisquer bifurcações,. e se estende até uma medida predeterminada da distância da posição indicada, para obter uma porção identificada;

a exibição de uma anotação grafica na imagem tridimensional indicada, indicativa da porção identificada da estrutura tubular; e a provisão de uma porção identificada atualizada quando um evento de movimentação do mouse ê detectado.
10. PRODUTO DE PROGRAMA. DE COMPUTADOR, caracterizado por compreender as instruções para fazer com que um sistema da processador execute o método, tal coma definido pela reivindicação 9.