對(duì)圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和測(cè)試的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本文中公開了用于對(duì)解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)和方法。該方法包括：比較第一圖像和第二圖像并且確定第一圖像與第二圖像之間的差異是否是局部型差異和全局型差異中的至少一個(gè)。局部型差異是第一圖像與第二圖像之間的局部差異，全局型差異是第一圖像與第二圖像之間的全局差異。如果第一圖像與第二圖像之間的差異包括局部型差異，則確定第二圖像具有臨床相關(guān)性。
【專利說(shuō)明】對(duì)圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和測(cè)試的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的方法與裝置以及系統(tǒng)，具體地涉及一種使得能夠更快地提供可靠的圖像數(shù)據(jù)的方法與裝置以及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在將從諸如X射線、CT、MRT/MRI的成像裝置獲取的圖像數(shù)據(jù)例如用于導(dǎo)航或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)時(shí)，可以提供該圖像數(shù)據(jù)作為視頻信號(hào)。具有相關(guān)性的是，檢測(cè)是否存在新圖像，使得導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)可以根據(jù)需要使用新圖像的新內(nèi)容。
[0003]美國(guó)專利公開N0.2011/0058026描述了一種用于檢測(cè)圖像裝置的狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。美國(guó)專利公開N0.2011/0058026描述了確定掩膜(mask)外部的圖像范圍的強(qiáng)度，使得當(dāng)新觸發(fā)的X射線裝置照射解剖體而導(dǎo)致強(qiáng)度的突然增加時(shí)檢測(cè)到新圖像的出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了用于更快地提供可靠的圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
[0005]應(yīng)當(dāng)注意的是，接下來(lái)所描述的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式也涉及方法、裝置、程序要素和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的方法，包括:獲取解剖情形下的第一圖像；獲取解剖情形下的第二圖像；比較并且確定第一圖像與第二圖像的差異；確定第一圖像與第二圖像之間的差異是否包括局部型差異和全局型差異中的至少一個(gè)，其中，局部型差異是第一圖像與第二圖像的局部差異，以及其中，全局型差異是第一圖像與第二圖像之間的全局差異，并且如果確定第一圖像與第二圖像之間的差異包括局部型差異，則確定第二圖像具有臨床相關(guān)性。
[0007]在手術(shù)過(guò)程中，具有臨床相關(guān)性的圖像是例如在手術(shù)進(jìn)行中向外科醫(yī)生提供新的或附加信息的圖像。具體地，當(dāng)提供一系列圖像時(shí)，如果后續(xù)圖像關(guān)于序列中的其間接或直接在前的圖像具有附加的或新的信息，則認(rèn)為該后續(xù)圖像具有臨床相關(guān)性。該附加信息例如可以是增加的植入物、植入物的改變的位置、改變的骨頭或組織群集，其中，增加和改變均是相對(duì)于各自在前的圖像而言的。該方法還可以包括在檢測(cè)局部型差異之前檢測(cè)全局型差異。具體地，如果全局差異超過(guò)特定的閾值，則可以確定臨床相關(guān)性。在全局差異沒有超過(guò)特定的閾值的情況下，可以檢測(cè)局部差異類型。如果局部差異超過(guò)相應(yīng)的閾值，則可以確定臨床相關(guān)性。換句話說(shuō)，根據(jù)示例性實(shí)施方式，如果全局差異超過(guò)特定的閾值，則可以檢測(cè)到臨床相關(guān)性，但是在全局差異沒有超過(guò)特定的閾值的情況下，如果局部差異超過(guò)另一特定的閾值，則可以檢測(cè)到臨床相關(guān)性。
[0008]因此，該裝置提供了不僅檢查新的圖像的出現(xiàn)而且檢查是否存在新的圖像內(nèi)容的可能性。由于導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)重新計(jì)算植入物的實(shí)際狀態(tài)和位置以及相應(yīng)的解剖構(gòu)造，例如在導(dǎo)航情形被更新之前每個(gè)新圖像導(dǎo)致嚴(yán)重的延遲。然而，如果沒有提供新圖像，則不要求更新。為了這個(gè)目的，本發(fā)明的裝置比較圖像的內(nèi)容以便確定差異。通常，例如在添加或者去除了噪聲的情況下，可能發(fā)生全局差異，則重新計(jì)算對(duì)比度等。可以通過(guò)諸如X射線C形臂或MRT的成像裝置來(lái)執(zhí)行這樣的計(jì)算或噪聲降低。全局差異不是必須由圖像內(nèi)容的臨床相關(guān)的變動(dòng)而產(chǎn)生。因此本發(fā)明也考慮局部差異，如特定圖像部分的變化。如果僅在特定位置發(fā)生明顯的變化而未在其它位置發(fā)生明顯的變化，則可以導(dǎo)致檢測(cè)到圖像內(nèi)容的臨床相關(guān)的變動(dòng)。例如，如果植入物相對(duì)于骨頭發(fā)生了移動(dòng)，則除植入物位置外其余所有位置都改變。因而，可以根據(jù)局部差異檢測(cè)到臨床相關(guān)的變動(dòng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，當(dāng)?shù)谝粓D像與第二圖像的差異超過(guò)特定的閾值時(shí)，將其確定為差異。
[0010]因此，可以消除如輕微的噪聲或微小強(qiáng)度采用的較小差異，而檢測(cè)不到顯著的相關(guān)性。任何低于閾值的差異都將被忽略。因而，例如像素誤差等將不會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)到局部差異或全局差異。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，比較并且確定第一圖像與第二圖像的差異包括:將第一圖像和第二圖像中的每個(gè)劃分成相應(yīng)的圖像塊并且比較相應(yīng)的圖像塊，其中，每個(gè)圖像塊包括多個(gè)像素。
[0012]因此，可以基于圖像塊執(zhí)行自動(dòng)檢測(cè)。這些圖像塊可以包括多個(gè)像素，并且可以小于整個(gè)圖像。圖像塊使得能夠區(qū)分局部型差異和全局型差異。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，如果第一圖像與第二圖像的差異超過(guò)第一預(yù)定閾值，則檢測(cè)為局部型差異，以及其中，如果第一圖像與第二圖像的差異超過(guò)第二預(yù)定閾值，則檢測(cè)為全局型差異，其中，第二閾值大于第一閾值。
[0014]因此，局部型差異檢測(cè)的靈敏度較高，這是因?yàn)樘囟ㄎ恢玫奈⑿〔町惪赡軐?dǎo)致檢測(cè)到差異是臨床相關(guān)的，而全局型差異(如遍布整個(gè)圖像的強(qiáng)度變化)將可能不是臨床相關(guān)的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，閾值和第一閾值中的至少一個(gè)是局部變化的閾值。
[0016]因此，例如，可以在邊緣處消除特別恒定的影響。另外，假設(shè)將通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)辨識(shí)相關(guān)的臨床方面，圖像識(shí)別可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，上述方面可以位于在圖像中相關(guān)性更強(qiáng)的位置處?？梢曰诘谝粓D像執(zhí)行圖像識(shí)別，使得在考慮第二圖像之前，能夠辨識(shí)相關(guān)的圖像部分。這樣的圖像部分可以是識(shí)別出的螺絲尖端、克氏針尖端等。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種不例性實(shí)施方式，閾值、第一閾值和第二閾值中的至少一個(gè)是動(dòng)態(tài)閾值。
[0018]因此，可以考慮動(dòng)態(tài)變化而對(duì)圖像進(jìn)行比較。閾值可以在檢測(cè)到以下具體情形時(shí)變化:在該具體情形中，檢測(cè)到特定區(qū)域包括偽影(artifact)等。另外，可以基于最大局部差異與全局差異的比率動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)閾值。換句話說(shuō)，如果全局差異與最大局部差異的比率超過(guò)特定的閾值，則這可以認(rèn)為表示臨床相關(guān)性。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該方法還包括:確定具有最大局部差異的圖像塊，并且將具有最大局部差異的圖像塊與其余圖像塊進(jìn)行比較并且基于具有最大局部差異的圖像塊與其余圖像塊的比較來(lái)確定局部型差異。[0020]因此，可以確定或確認(rèn)該最大差異是顯著差異。換句話說(shuō)，這使得能夠確定該差異是否為相對(duì)較大的差異，即其余的塊具有較小的差異或相對(duì)較小的差異，即其余的塊與最大差異塊相比具有較小的差異。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該方法還包括:確定具有顯著增加的局部差異的圖像塊，并且將具有顯著增加的局部差異的圖像塊和與具有顯著增加的局部差異的圖像塊鄰近或在其附近的圖像塊進(jìn)行比較，并且基于具有顯著增加的局部差異的圖像塊和與具有顯著增加的局部差異的圖像塊鄰近或在其附近的圖像塊的比較來(lái)確定局部型差異。
[0022]因此，可以確定差異的梯度，使得當(dāng)具有強(qiáng)梯度的局部差異時(shí)，即當(dāng)塊與鄰近塊或附近塊之間具有強(qiáng)梯度的局部差異時(shí)，可以使用梯度作為對(duì)于臨床相關(guān)性的度量。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該方法還包括:識(shí)別第一圖像中的相關(guān)對(duì)象，并且基于第一圖像的包括所識(shí)別出的相關(guān)對(duì)象的圖像塊與第二圖像的相應(yīng)圖像塊的差異來(lái)確定局部型差異。
[0024]因此，圖像的相關(guān)部分可以用于確定局部差異以及是否發(fā)生了臨床相關(guān)性的確定。可以基于計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)的已經(jīng)被確定為臨床相關(guān)的圖像信息來(lái)確定相關(guān)部分。這可以通過(guò)圖像識(shí)別或?qū)ο笞R(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，比較并確定第一圖像與第二圖像的差異包括:確定第一圖像和第二圖像的相應(yīng)圖像塊的至少一部分的平均值和/或方差，并且關(guān)于平均值和/或方差比較相應(yīng)的圖像塊。
[0026]因此，可以將用于確定平均值或平均數(shù)或者確定方差形式的非常簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)過(guò)程應(yīng)用于獲取整個(gè)圖像塊或多個(gè)圖像塊的積分值。另外，可以避免像素的計(jì)算密集型的一對(duì)一分配，因?yàn)閳D像塊形式的多個(gè)像素共同具有一個(gè)或兩個(gè)平均值(平均數(shù))或方差形式的代表值。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，基于圖像的所識(shí)別的對(duì)象的檢測(cè)到的尺寸動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)所有圖像塊的獨(dú)有的尺寸。
[0028]因此，可以使圖像塊適應(yīng)典型的對(duì)象尺寸。大量的小對(duì)象將可能導(dǎo)致大量的具有較小尺寸的圖像塊，少數(shù)大對(duì)象可能導(dǎo)致少數(shù)大的圖像塊。前者比后者需要更多的計(jì)算容量?？梢曰谟?jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)的已經(jīng)被確定為臨床相關(guān)的圖像信息來(lái)執(zhí)行相關(guān)對(duì)象的尺寸的檢測(cè)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，比較并且確定第一圖像與第二圖像的差異包括:將多個(gè)圖像塊組合成圖像塊群并且比較相應(yīng)的圖像塊群。
[0030]因此，可以組合圖像塊以減少被執(zhí)行用于分析的操作的數(shù)量。多個(gè)圖像塊到圖像塊群的組合可以動(dòng)態(tài)地執(zhí)行并且/或者局部地分布。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，如果第一圖像的圖像塊與第二圖像的相應(yīng)圖像塊之間的差異以及第一圖像的圖像塊群與第二圖像的相應(yīng)圖像塊群之間的差異中的至少一個(gè)超過(guò)第一閾值，則確定為局部型差異。
[0032]因此，可以檢測(cè)出臨床相關(guān)事件，并且可以將導(dǎo)致低于閾值的變化的影響認(rèn)為是不相關(guān)的。這可以基于圖像塊以及圖像塊群來(lái)完成。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該方法還包括檢測(cè)相關(guān)圖像范圍，該圖像范圍包括被成像的對(duì)象，其中，比較和確定第一圖像與第二圖像之間的差異是基于所檢測(cè)到的相關(guān)圖像范圍來(lái)單獨(dú)執(zhí)行的。
[0034]因此，可以將計(jì)算限制于相關(guān)圖像范圍而無(wú)需無(wú)用地計(jì)算與圖像不相關(guān)的黑色掩膜。具體地，可以忽略掩膜區(qū)域內(nèi)的任何附加寫入信息，使得僅當(dāng)在相關(guān)圖像范圍內(nèi)檢測(cè)到變化時(shí)才提供新的圖像。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，所檢測(cè)的相關(guān)圖像范圍用作后面的圖像的基礎(chǔ)。
[0036]因此，當(dāng)先前的檢測(cè)用作當(dāng)前檢測(cè)的起始基礎(chǔ)時(shí)，可以降低計(jì)算容量。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該方法還包括檢測(cè)第一圖像和第二圖像中的至少一個(gè)的預(yù)定特性，其中，預(yù)定特性表示成像裝置類型和成像裝置制造商中的至少一個(gè)。
[0038]因此，可以識(shí)別制造商的標(biāo)識(shí)或圖章或類型信息并將其用于確定成像裝置的類型或制造商。這使得能夠調(diào)整方法以適應(yīng)裝置類型或制造商的特定特性。所識(shí)別的預(yù)定特性例如可以是特性偽影、標(biāo)識(shí)或商標(biāo)、水印等。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，根據(jù)成像裝置的穩(wěn)定的視頻信號(hào)輸出生成第一圖像和第二圖像。
[0040]因此，可以在每個(gè)成像設(shè)備處(尤其是，在具有觸發(fā)成像流程和觸發(fā)的圖像傳輸?shù)某上裨O(shè)備處，以及具有視頻信號(hào)形式的穩(wěn)定的圖像傳輸?shù)某上裨O(shè)備處)操作該裝置。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的裝置，包括:圖像輸入接口 ；用于從圖像輸入接口獲取的解剖情形下的第一圖像的第一存儲(chǔ)裝置；用于從圖像輸入接口獲取的解剖情形下的第二圖像的第二存儲(chǔ)裝置；用于比較并且確定第一圖像與第二圖像之間的差異的比較器；用于評(píng)估第一圖像與第二圖像的差異類型的差異類型評(píng)估單元，其中，差異類型評(píng)估單元適于確定局部型差異和全局型差異中的至少一個(gè)，其中，局部型差異是第一圖像與第二圖像的局部差異，以及其中，全局型差異是第一圖像與第二圖像之間的全局差異；以及圖像選擇單元，用于在第一圖像與第二圖像之間的差異被確定為包括局部型差異的情況下將第二圖像選擇為具有臨床相關(guān)性。
[0042]裝置的效果與方法的效果相似。因此，上面所描述的方法的效果也將適用于裝置。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該裝置還包括用于將第一圖像和第二圖像中的每個(gè)劃分為圖像塊的劃分單元，其中，每個(gè)圖像塊包括多個(gè)像素。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，該裝置還包括用于辨識(shí)相關(guān)圖像范圍的相關(guān)圖像范圍檢測(cè)單元。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:具有穩(wěn)定的視頻輸出的成像裝置、具有用于接收臨床相關(guān)圖像的圖像接口的計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)、如上面所描述的用于自動(dòng)檢測(cè)解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性的發(fā)明裝置，其中，圖像輸入接口操作上連接至成像裝置的穩(wěn)定視頻輸出，以及其中，用于接收臨床相關(guān)圖像的圖像接口操作上連接至圖像選擇單元。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，提供了一種用于控制如上所述的用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的裝置和系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序要素。在通過(guò)處理單元執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序要素時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序要素適于執(zhí)行如上所述的用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的方法的步驟。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式，提供了一種存儲(chǔ)有如上所述的計(jì)算機(jī)程序要素的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0048]應(yīng)當(dāng)注意的是，也可以組合上面的特征。即使沒有明確地詳細(xì)描述，上面的特征的組合也可以導(dǎo)致協(xié)作效果。
[0049]本發(fā)明的這些方面和其它方面將根據(jù)在下文中所描述的實(shí)施方式闡明并據(jù)此變
得清楚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0050]下面將參考以下附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
[0051]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)；
[0052]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的裝置的一般結(jié)構(gòu)；
[0053]圖3示出了不同圖像細(xì)節(jié)的一般定義；
[0054]圖4a/圖4b示出了局部類型檢測(cè)的詳細(xì)視圖；
[0055]圖5a/圖5b示出了不具有臨床相關(guān)性的兩個(gè)圖像；
[0056]圖6a/圖6b示出了具有臨床相關(guān)性的兩個(gè)圖像；
[0057]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的方法的示例性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)可以操作上連接至如X射線等的成像裝置。這樣的計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)可以僅使用對(duì)于強(qiáng)度的突然增加的檢測(cè)來(lái)檢測(cè)新圖像的存在。這樣的系統(tǒng)即使在臨床相關(guān)性的意義上圖像的內(nèi)容沒有改變的情況下仍將提供新的圖像。這種情形可能在外科醫(yī)生重新觸發(fā)X射線裝置而沒有修改解剖情形時(shí)發(fā)生。特別地，現(xiàn)代的成像裝置不僅提供圖像，也自動(dòng)增強(qiáng)對(duì)比度或添加文本信息。為了這個(gè)目的，成像裝置首先提供未加工的圖像，并且在完成了增強(qiáng)的對(duì)比度計(jì)算之后提供修正的圖像，以及隨后提供其上添加了文本信息的進(jìn)一步修改的圖像。然而，在上面的情況下，附加圖像沒有將臨床相關(guān)的信息添加至首先提供的圖像。附加圖像僅添加改進(jìn)的圖像質(zhì)量或附加文本信息，或在外科醫(yī)生錯(cuò)誤地再次觸發(fā)成像裝置的情況下根本沒有重要的新圖像。在上面所提到的情況下，如果例如僅對(duì)增加強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)控，新提供的圖像盡管不具有臨床相關(guān)性，也將導(dǎo)致耗費(fèi)時(shí)間的對(duì)導(dǎo)航的重新計(jì)算。
[0059]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)I包括成像裝置10、用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20以及計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)30。成像裝置10包括視頻輸出接口 11，并且用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20包括圖像輸入接口 21。視頻輸出接口 11和圖像輸入接口 21連接或可以連接以傳輸通過(guò)用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20從成像裝置(例如，X射線或MRT/MRI裝置)獲取的圖像。如稍后將描述的，用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置將繼續(xù)比較圖像。用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20還包括圖像選擇單元26，其中，圖像選擇單元26向?qū)Ш较到y(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30 (具體為導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30的圖像輸入接口 31)提供所選擇的圖像。因此，圖像被成像裝置10拍攝，被傳輸至用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置，其中，檢測(cè)結(jié)果作為所選擇的圖像被進(jìn)一步發(fā)送至導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30。將參照?qǐng)D2進(jìn)一步詳細(xì)描述用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20的結(jié)構(gòu)。
[0060]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置的一般結(jié)構(gòu)。例如，用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20包括用于接收來(lái)自成像裝置10 (諸如，X射線裝置、MRT/MRI裝置或CT裝置)的圖像的圖像輸入接口 21。用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20還包括用于確定相關(guān)圖像范圍的單元28，使得能夠基于相關(guān)圖像范圍執(zhí)行自動(dòng)檢測(cè)。因而，對(duì)于自動(dòng)檢測(cè)可以不考慮非相關(guān)的圖像范圍，這是因?yàn)榉窍嚓P(guān)的圖像范圍可能不包含相關(guān)的圖像信息。另外，用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20可以包括用于將圖像劃分成圖像塊的劃分單元27。因而，如稍后所述，可以分別自動(dòng)地檢測(cè)不同的圖像塊，以區(qū)分兩個(gè)圖像之間的全局差異和兩個(gè)圖像之間的局部差異。用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置20還包括用于第一圖像的第一存儲(chǔ)裝置22和用于第二圖像的第二存儲(chǔ)裝置23。因而，在圖像輸入接口 21處所接收的圖像在通過(guò)相關(guān)圖像范圍檢測(cè)單元28關(guān)于相關(guān)圖像范圍進(jìn)行分析之后并且在通過(guò)劃分單元27劃分成不同的圖像塊之后，可以通過(guò)比較器24對(duì)其進(jìn)行比較。比較器的結(jié)果將被提供給差異類型評(píng)估單元25。在評(píng)估了差異類型之后，圖像選擇單元26將選擇相應(yīng)的圖像以將該圖像提供給導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30。應(yīng)當(dāng)注意的是，僅在檢測(cè)到具有手術(shù)相關(guān)性時(shí)才向計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)30提交新的圖像。如果沒有檢測(cè)到手術(shù)相關(guān)性，則不向?qū)Ш较到y(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30提供圖像。因而，計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)30將僅在已接收到具有臨床相關(guān)性的圖像的情況下才基于手術(shù)情形執(zhí)行圖像的處理。例如，臨床相關(guān)性可以是移動(dòng)的植入物或變動(dòng)的位置或解剖構(gòu)造組織的群集，使得能夠基于新的圖像更新相應(yīng)的導(dǎo)航或輔助信息。然而，如果沒有臨床相關(guān)的信息可用，則沒必要更新導(dǎo)航系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)的導(dǎo)航信息或輔助信息。這個(gè)過(guò)程將節(jié)省許多計(jì)算時(shí)間，使得外科醫(yī)生在已接收到具有臨床相關(guān)的信息的新圖像的情況下僅需要等待導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30的新分析。
[0061]圖3示出了對(duì)于不同的成像和圖像細(xì)節(jié)的一般定義。圖3使用示意性概述示出了簡(jiǎn)圖，其中，解首1J情形下的整個(gè)圖像100包括相關(guān)圖像范圍140。相關(guān)圖像范圍140包括對(duì)象本身的圖像和透視顯像(imaging)，其中，包括在解剖情形下的圖像中但不包括在相關(guān)圖像范圍中的其余范圍不包括圖像本身，但是可以包括例如從要素164可見的成像信息，如病人數(shù)據(jù)、時(shí)間信息和日期信息或光標(biāo)位置等。相關(guān)圖像范圍140以解剖構(gòu)造161示出了解剖情形，其中，解剖構(gòu)造161可以包括第一解剖子構(gòu)造161a (如例如組織或骨頭)、第二解剖子構(gòu)造161b、和/或第三解剖子構(gòu)造161c。應(yīng)當(dāng)注意的是，解剖子構(gòu)造也可以進(jìn)一步包括已經(jīng)植入的植入物部分。圖3還示出了在發(fā)生成像處理的手術(shù)期間已植入的植入物163，其中，植入物163可以是例如伽馬釘?shù)?。另外，圖3示出了附加植入物，該附加植入物可以是暫時(shí)的植入物，例如螺釘、鉆頭、克氏針(K-wire)或釘?shù)募舛嘶蜥樀募舛?62。在圖3中，用于確定局部差異的相關(guān)范圍可以是例如針的尖端或克氏針的尖端范圍，上述針在解剖構(gòu)造中前后移動(dòng)。隨后將參照?qǐng)D4A和圖4B對(duì)該過(guò)程進(jìn)行描述，這兩個(gè)圖都示出了圖3中利用180標(biāo)識(shí)的擴(kuò)大的范圍。對(duì)于該描述，考慮對(duì)靠近針的尖端或克氏針的尖端的圖像塊120進(jìn)行分析。該塊120可以包括多個(gè)像素110，使得可以基于例如圖像塊120執(zhí)行兩個(gè)圖像的比較。圖3中的像素110僅為示意性的并且當(dāng)然相對(duì)于圖3中所描繪的對(duì)象162小得多?？梢詫⒍鄠€(gè)圖像塊120組合以獲得圖像塊群130。在圖3中，圖像塊群130可以包括例如9個(gè)圖像塊120，每行3個(gè)并且每列3個(gè)。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖像塊群也可以具有更多個(gè)或更少個(gè)圖像塊，并且圖像塊和圖像塊群都不是必須為正方形的形式，而是也可以是矩形或其它自由的形式。另外，圖像塊群也可以包括圖像塊的一部分，特別是在圖像塊群的邊緣處。
[0062]圖4a和圖4b更詳細(xì)地示出了局部類型檢測(cè)。根據(jù)一種示例性實(shí)施方式，圖4A例如可以示出第一圖像，其中，第一圖像示出了第一解剖子構(gòu)造161a、第二解剖子構(gòu)造161b和第三解剖子構(gòu)造161c。另外，圖4A示出了針162。從圖4A可以看出，針位于圖像塊120內(nèi)。在另一圖像中，在圖4B中可以示例性地看出，針162已經(jīng)被移動(dòng)，使得圖像塊120不再包括該針。當(dāng)將圖4A中的圖像塊120與圖4B中的圖像塊120進(jìn)行比較時(shí)，可以得出針162不再位于圖像塊120內(nèi)的結(jié)論并且因此可以推斷出這是臨床相關(guān)的情形，這是因?yàn)獒樝鄬?duì)于解剖構(gòu)造發(fā)生了移動(dòng)。圖4A中的圖像塊120與圖4B中的圖像塊120之間的該分析可以通過(guò)計(jì)算圖像塊120中的平均灰度等級(jí)值或者強(qiáng)度或色彩的平均值來(lái)執(zhí)行。在圖4A和圖4B所示的簡(jiǎn)化情況下，認(rèn)為圖像塊120的背景為白色，并且認(rèn)為針162為黑色。假設(shè)針覆蓋圖4A中的圖像塊120的30%，則該圖像塊120的灰度等級(jí)值的平均值大約為30%。然而，圖4B中的圖像塊120不再包括針162，假設(shè)背景為白色，則該圖像塊120的平均灰度等級(jí)值為0%。在真實(shí)環(huán)境中，當(dāng)然必須考慮噪聲。當(dāng)比較平均值或平均數(shù)時(shí)，結(jié)果是圖4A中的圖像塊120的平均值或平均數(shù)相對(duì)于圖4B中的圖像塊120的平均值或平均數(shù)之間存在顯著差異，而其余圖像塊(例如圖像塊120a)中的差異保持不顯著。當(dāng)超過(guò)相應(yīng)的閾值時(shí)，裝置自動(dòng)檢測(cè)出這為臨床相關(guān)的情形。具體地，例如如果圖像4A中的另一圖像塊120a相對(duì)于圖4B中的相應(yīng)的圖像塊120a保持不變，則這將被確定為臨床相關(guān)的情形。因而，可以推斷出圖4A與圖4B之間的差異不是全局差異而是圖像塊120中的局部差異。換句話說(shuō)，如果檢測(cè)到例如圖像塊120a中的灰度等級(jí)值保持在0%并且圖像塊120的灰度等級(jí)值從30%變化至0%，并且如果其余圖像塊保持不變，則檢測(cè)裝置可以自動(dòng)地檢測(cè)出局部型差異作為導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)所要考慮的臨床相關(guān)事件的表示。在真實(shí)情況下，當(dāng)然要考慮噪聲。如果所有圖像塊的差異都是顯著的但是對(duì)于所有圖像塊都是恒定的，則也可能檢測(cè)不到臨床相關(guān)性。然而，如果所有圖像塊的差異都是顯著的，并且僅一個(gè)或有限數(shù)量個(gè)塊的差異超過(guò)其余圖像塊的顯著差異，則可以確定臨床相關(guān)性。后一示例表示應(yīng)用動(dòng)態(tài)閾值是有用的。
[0063]以下將示例性地詳細(xì)描述用于對(duì)由成像裝置提供的X射線圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和測(cè)試的過(guò)程。應(yīng)當(dāng)注意的是，可能省略一些步驟，并且也可以添加一些另外的步驟。
[0064]該示例性過(guò)程開始于以(可配置的)采樣頻率對(duì)模擬視頻信號(hào)周期性地進(jìn)行數(shù)字化?；跀?shù)字化的視頻信號(hào)，可以執(zhí)行例如橢圓圖像區(qū)域(錐形束)的檢測(cè)。可以通過(guò)下采樣消除其它失真(如S形失真或枕形失真)。使用橢圓形區(qū)域的可能性使得也可以處理略微失真的視頻圖像。這使得能夠?qū)υ纪队皥?zhí)行整個(gè)處理而不需要去失真(un-distortion)。因而，例如可以使用原始失真的圖像?？梢院雎詧D像中的不相關(guān)區(qū)域，如位于橢圓形圖像區(qū)域之外的區(qū)域?？梢钥紤]橢圓圖像的內(nèi)部或外部的可配置的或裝置依賴的接縫。然后，可以基于降采樣的原始圖像來(lái)分析圖像差異以降低圖像噪聲量以及處理時(shí)間。這可以通過(guò)計(jì)算與通過(guò)的最后圖像相比較的差異圖像DI來(lái)執(zhí)行?？梢酝ㄟ^(guò)考慮平均值或方差來(lái)執(zhí)行評(píng)估。為了這個(gè)目的，可以確定差異圖像的所有像素強(qiáng)度值的平均值和方差作為對(duì)于全局圖像變化的估量。具有大的差異(即超過(guò)大閾值)的圖像將被歸類為新圖像并且被通過(guò)用于進(jìn)一步的處理。差異圖像可以被劃分為具有某一尺寸的重疊的或不重疊的圖像塊。應(yīng)當(dāng)注意的是,可以通過(guò)例如使塊的尺寸適應(yīng)圖像中典型對(duì)象的尺寸來(lái)動(dòng)態(tài)地改變圖像塊的尺寸。處理可以繼續(xù)計(jì)算所有塊的像素強(qiáng)度值的平均值和方差，以及識(shí)別示出像素變化的最大值的塊。可以在后續(xù)的圖像處理算法中使用具有最大變化的塊的位置。應(yīng)當(dāng)注意的是，也可以考慮將具有第二或者第三等最強(qiáng)變化的塊用于處理。這個(gè)算法可以包括檢測(cè)圖像的邊緣以及計(jì)算描述圖像變化的分布的量度以將變化分類為局部變化或全局變化。該量度可以量化全局變化與局部變化之間的關(guān)系并且使得能夠相應(yīng)地對(duì)變化進(jìn)行分類。該算法可能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用于忽略來(lái)自模擬噪聲或來(lái)自圖像源裝置內(nèi)部的圖像處理的小的全局變化的例程。該算法也可以計(jì)算如下圖像上的感興趣的橢圓區(qū)域:這些圖像被通過(guò)進(jìn)行進(jìn)一步的圖像處理以用于將來(lái)的圖像。為此，該過(guò)程可以基于甚至更下采樣的原始圖像來(lái)推測(cè)粗略地覆蓋內(nèi)部區(qū)域的圓。該推測(cè)可以對(duì)于圓使用霍夫變換以減小后續(xù)步驟的搜索區(qū)域并且降低圖像失真的影響。另外，該過(guò)程可以基于所推測(cè)的圓沿徑向搜索射線搜索亮至暗的轉(zhuǎn)換，并且可以使用這些作為橢圓圖像區(qū)域的周界的候選。可以從考慮圖像內(nèi)容中忽略附加的邊界區(qū)域，因?yàn)檫@樣的邊界區(qū)域可能包括寫入信息(從圖6b可以看到的164)，寫入信息或其它干擾信息可能延伸至圖像區(qū)內(nèi)。然后，該過(guò)程例如可以使用RANSAC算法重復(fù)地使橢圓的數(shù)學(xué)模型適應(yīng)候選點(diǎn)的子集，而拋棄不能很好地適應(yīng)橢圓的異常值的點(diǎn)。光束錐檢測(cè)算法的結(jié)果是橢圓提供對(duì)候選點(diǎn)的最佳適應(yīng)。該過(guò)程可以執(zhí)行制造商和/或成像裝置專有的圖像內(nèi)容的自動(dòng)檢測(cè)并且相應(yīng)地調(diào)整圖像處理參數(shù)。自動(dòng)得到的裝置類型可以用作用于優(yōu)化后續(xù)的圖像處理步驟的信息。
[0065]待比較的兩個(gè)圖像之間的時(shí)間偏移可以是例如500ms。圖像的分辨率可以在水平500像素且垂直500像素的范圍(或水平250像素且垂直250像素)內(nèi)。格式可以是PAL或NTSC等。圖像塊可以是例如水平4像素且垂直4像素。
[0066]圖5a和圖5b示出了兩個(gè)圖像，其中，圖像的差異不具有臨床相關(guān)性。圖5a與圖5b之間的差異例如可以是強(qiáng)度的輕微變化，然而該變化對(duì)于圖5a和圖5b中沒有詳細(xì)示出的圖像塊或圖像群中的每個(gè)是相同的。作為第一圖像的圖5a與作為第二圖像的圖5b之間的差異例如可以是增加的對(duì)比度、明朗的邊緣或降低的噪聲等，其可以由X射線裝置基于第一圖像執(zhí)行以提高圖像質(zhì)量而不拍攝新的圖像。另外，可以在掩膜區(qū)域添加附加的圖像信息，該掩膜區(qū)域是在盤外部并且在整個(gè)圖像100內(nèi)部的不相關(guān)的圖像范圍。這例如可以是在計(jì)算具有改進(jìn)的圖像品質(zhì)的圖像之后被添加的詳細(xì)的寫入信息164，然而，上述改進(jìn)的圖像不包括圖5A的第一圖像上的顯著的臨床相關(guān)事件。附加信息164可以是時(shí)間信息或日期信息、病人信息或外科醫(yī)生的任何其它輔助信息。
[0067]圖6a和圖6b示出了兩個(gè)圖像，其中，這兩個(gè)圖像的差異具有臨床相關(guān)性。圖3是圖6a的對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)圖。如關(guān)于圖3、圖4a和圖4b更詳細(xì)地說(shuō)明的，作為第一圖像的圖6a與作為第二圖像的圖6b之間的差異是針或克氏針的移動(dòng)。即使檢測(cè)到全局差異(例如變化的強(qiáng)度、明朗的邊緣、在相關(guān)范圍140外面的添加信息164)，該裝置將進(jìn)一步檢測(cè)附加的局部差異，如已經(jīng)參照?qǐng)D3、圖4a和圖4b描述的。因而，用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置將例如圖6b所示的新圖像識(shí)別為具有臨床相關(guān)性并且在選擇該圖像之后將其提供給導(dǎo)航系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)30。
[0068]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的方法的示例性流程圖。首先，將在步驟Sll中提供第一圖像以及在步驟S12中提供第二圖像。檢測(cè)兩個(gè)圖像并且例如取自成像裝置的視頻輸出接口處的連續(xù)的視頻流。將在步驟S20中比較兩個(gè)圖像，其中，比較的結(jié)果可以作為用于在步驟S30中確定局部型差異和全局型差異的存在的基礎(chǔ)。例如當(dāng)考慮第一閾值和第二閾值時(shí)，評(píng)估局部型差異和全局型差異使得能夠在步驟S40中確定各個(gè)圖像的臨床相關(guān)性。詳細(xì)的比較過(guò)程可以包括在步驟S21中檢測(cè)相關(guān)的圖像范圍，使得僅相關(guān)的圖像范圍可以被考慮用于比較和確定臨床相關(guān)性。另外，可以在步驟S22中劃分成圖像塊，以比較各個(gè)圖像塊。應(yīng)當(dāng)注意的是，在考慮到圖像中典型對(duì)象的尺寸來(lái)適應(yīng)計(jì)算努力時(shí)，可以在步驟S23中動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)圖像塊的尺寸。例如，如果圖像中僅有大的對(duì)象，則圖像塊的尺寸也可以增加，使得可以執(zhí)行非?？斓倪^(guò)程。在可能已調(diào)節(jié)了塊的尺寸之后，在步驟S24中，可以確定各個(gè)圖像塊的平均值或平均數(shù)，其中，在隨后的步驟S25中，可以比較平均值或平均數(shù)。以同樣的方式，也可以在步驟S26中確定方差，其中，在步驟S27中可以比較方差。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以在步驟S28中將多個(gè)圖像塊組合以構(gòu)成圖像塊群，其中，在隨后的步驟，可以在步驟S29中比較圖像塊群。應(yīng)當(dāng)注意的是，在步驟S29中，也包括類似步驟S24至S27的若干子步驟，因?yàn)楸容^圖像塊群也可以包括步驟S24中的平均值或平均數(shù)確定、步驟S25中的平均值或平均數(shù)比較、步驟S26中的方差確定以及步驟S27中的方差比較。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于圖像塊以及圖像塊群，可以并行地執(zhí)行比較過(guò)程，例如以并行地計(jì)算針對(duì)圖像塊具有較多細(xì)節(jié)的更多相關(guān)范圍以及圖像塊群中具有較少細(xì)節(jié)的范圍。
[0069]在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式中，提供了一種計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)程序要素，其特征在于適于在合適的系統(tǒng)上執(zhí)行根據(jù)上述實(shí)施方式之一的方法的方法步驟。
[0070]計(jì)算機(jī)程序要素因此可以被存儲(chǔ)在可為本發(fā)明的實(shí)施方式的一部分的計(jì)算機(jī)單元上。該計(jì)算單元可以適于執(zhí)行上述方法的步驟或引起上述方法的步驟的執(zhí)行。此外，該計(jì)算單元可以適于操作上述設(shè)備的部件。該計(jì)算單元可以適于自動(dòng)地操作和/或執(zhí)行用戶的命令?？梢詫⒃撚?jì)算機(jī)程序加載到數(shù)據(jù)處理器的工作儲(chǔ)存器中。數(shù)據(jù)處理器因而可以被裝備成執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0071]本發(fā)明的該示例性實(shí)施方式包括一開始就使用本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序以及借助于更新使現(xiàn)有的程序變?yōu)槭褂帽景l(fā)明的程序計(jì)算機(jī)程序。更進(jìn)一步，計(jì)算機(jī)程序要素能夠提供實(shí)現(xiàn)上述方法的示例性實(shí)施方式的過(guò)程的所有必要的步驟。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式，提出了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(如CD-ROM)，其中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有通過(guò)上述章節(jié)描述的計(jì)算機(jī)程序要素。
[0073]然而，也可以在網(wǎng)絡(luò)(例如萬(wàn)維網(wǎng))上呈現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序，并且能夠從這樣的網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)程序下載至數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式，提供了一種用于使得計(jì)算機(jī)程序要素可用于下載的介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序要素被布置用于執(zhí)行根據(jù)先前所描述的本發(fā)明的實(shí)施方式之一的方法。
[0074]需要注意的是，參照不同的主題描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。特別是，參照方法類型權(quán)利要求描述了一些實(shí)施方式，同時(shí)參照裝置類型權(quán)利要求描述了其它實(shí)施方式。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以上以及以下描述得到:除非另有說(shuō)明，否則，除了屬于一類主題的特征的任何組合之外，認(rèn)為涉及不同主題的特征之間的組合也包括在本申請(qǐng)中。然而，可以組合所有特征以提供大于特征的單一組合的協(xié)作效果。
[0075]需要注意的是，參照不同的主題描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。特別是，參照設(shè)備類型權(quán)利要求描述了一些示例性實(shí)施方式，同時(shí)參照方法類型權(quán)利要求描述了其它示例性實(shí)施方式。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以上描述以及以下描述得到:除非另有說(shuō)明，否貝U，除了屬于一類主題的特征的任何組合之外，認(rèn)為涉及不同主題的特征之間的組合、特別是設(shè)備類型的權(quán)利要求的特征和方法類型的權(quán)利要求的特征之間的組合也包括在本申請(qǐng)中。
[0076]在權(quán)利要求中，措辭“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其它單元可以滿足權(quán)利要求中所列舉的若干項(xiàng)的功能。在互相不同的獨(dú)立權(quán)利要求中列舉某些措施的事實(shí)并不表示不能有利地利用這些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)和/或分布在合適的介質(zhì)上，如連同其它硬件或作為其它硬件的一部分被提供的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以以其它形式分布，如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其它有線或無(wú)線電信系統(tǒng)。
[0077]盡管在此已經(jīng)參照具體的實(shí)施方式在本文中描述了本發(fā)明，然而，需要理解的是，這些實(shí)施方式僅用作本發(fā)明的原理和應(yīng)用的說(shuō)明。因此，需要理解的是，可以對(duì)作為說(shuō)明性的實(shí)施方式做出大量修改，并且可以設(shè)想其它的布置而不偏離如附加的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
[0078]附圖標(biāo)記列表
[0079]I 系統(tǒng)
[0080]10成像裝置
[0081]11視頻輸出
[0082]20用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置
[0083]21用于自動(dòng)檢測(cè)的裝置的圖像輸入接口
[0084]22用于第一圖像的第一存儲(chǔ)單元
[0085]23用于第二圖像的第二存儲(chǔ)單元
[0086]24比較器單元
[0087]25差異類型評(píng)估單元
[0088]26圖像選擇單元
[0089]27劃分單元
[0090]28相關(guān)圖像范圍檢測(cè)單元
[0091]30計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)
[0092]31計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)的圖像輸入接口
[0093]100解剖情形下的圖像
[0094]110圖像像素
[0095]120 圖像塊
[0096]130圖像塊群
[0097]140相關(guān)圖像范圍
[0098]151局部型差異
[0099]152全局型差異
[0100]161解剖構(gòu)造
[0101]161a第一解剖子構(gòu)造[0102]161b第二解剖子構(gòu)造
[0103]161c第三解剖子構(gòu)造
[0104]162針或克氏針
[0105]163植入物，如釘
[0106]164與圖像有關(guān)的附加信息
[0107]Sll獲取解剖情形下的第一圖像
[0108]S12獲取解剖情形下的第二圖像
[0109]S20比較并且確定第一圖像與第二圖像之間的差異
[0110]S21檢測(cè)相關(guān)圖像范圍
[0111]S22劃分成圖像塊
[0112]S23動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)圖像塊的尺寸
[0113]S24確定平均值
[0114]S25比較平均值
[0115]S26確定方差
[0116]S27比較方差
[0117]S28將圖像塊組合成圖像塊群
[0118]S29比較圖像塊群
[0119]S30確定局部型差異和全局型差異
[0120]S40確定臨床相關(guān)性
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的方法，所述方法包括以下步驟: 獲取所述解剖情形下的第一圖像(Sll)； 獲取所述解剖情形下的第二圖像(S12)； 比較所述第一圖像與所述第二圖像并且確定所述第一圖像與所述第二圖像之間的差異(S20)； 確定所述第一圖像與所述第二圖像之間的所述差異是否包括局部型差異和全局型差異中的至少一個(gè)(S30)，其中，所述局部型差異是所述第一圖像與所述第二圖像的局部差異，以及其中，所述全局型差異是所述第一圖像與所述第二圖像之間的全局差異；以及 通過(guò)確定所述第一圖像與所述第二圖像之間的所述差異是否包括局部型差異來(lái)確定所述第二圖像是否具有臨床相關(guān)性(S40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定所述第一圖像與所述第二圖像的所述差異超過(guò)特定的閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于比較并且確定所述第一圖像與所述第二圖像的差異的步驟包括:將所述第一圖像和所述第二圖像中的每個(gè)劃分成各自包括多個(gè)像素的相應(yīng)圖像塊(S22)，并且比較所述第一圖像和所述第二圖像的所述相應(yīng)圖像塊中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果所述第一圖像的圖像塊與所述第二圖像的相應(yīng)圖像塊的差異超過(guò)第一預(yù)定閾值，則檢測(cè)到所述局部型差異，以及其中，如果所述第一圖像與所述第二圖像的差異超過(guò)第二預(yù)定閾值，則檢測(cè)到所述全局型差異，其中，所述第二閾值大于所述第一閾值。`
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述閾值和所述第一閾值中的至少一個(gè)是局部變化的閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述閾值、所述第一閾值和所述第二閾值中的至少一個(gè)是動(dòng)態(tài)閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:確定具有最大局部差異的圖像塊并將所述具有最大局部差異的圖像塊與其余圖像塊進(jìn)行比較，并且基于所述具有最大局部差異的圖像塊與其余圖像塊的所述比較來(lái)確定局部型差異。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:確定具有顯著增加的局部差異的圖像塊并將所述具有顯著增加的局部差異的圖像塊與在所述具有顯著增加的局部差異的圖像塊附近的圖像塊進(jìn)行比較，并且基于所述具有顯著增加的局部差異的圖像塊與在所述具有顯著增加的局部差異的圖像塊附近的圖像塊的所述比較來(lái)確定局部型差異。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:識(shí)別所述第一圖像中的相關(guān)對(duì)象，并且基于所述第一圖像的包括所識(shí)別出的相關(guān)對(duì)象的圖像塊與所述第二圖像的相應(yīng)圖像塊的差異來(lái)確定局部型差異。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于比較并且確定所述第一圖像與所述第二圖像的差異的步驟包括:確定所述第一圖像和所述第二圖像的相應(yīng)圖像塊的至少一部分的平均值(S24)和方差(S26)，并且關(guān)于平均值(S25)和所述方差(S26)比較相應(yīng)圖像塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，基于所述圖像的所識(shí)別的對(duì)象的檢測(cè)到的尺寸動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)所有圖像塊的獨(dú)有的尺寸(S23)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于比較并且確定所述第一圖像與所述第二圖像的差異的步驟包括:將多個(gè)圖像塊組合成圖像塊群(S28)，并且比較相應(yīng)的圖像塊群(S29)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，如果所述第一圖像的圖像塊與所述第二圖像的相應(yīng)圖像塊之間的差異以及所述第一圖像的圖像塊群與所述第二圖像的相應(yīng)圖像塊群之間的差異中的至少一個(gè)差異超過(guò)所述第一閾值，則確定為局部型差異。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，還包括檢測(cè)相關(guān)圖像范圍(S21)，所述圖像范圍包括被成像的對(duì)象，其中，用于比較并且確定所述第一圖像與所述第二圖像之間的差異的步驟是基于所檢測(cè)出的相關(guān)圖像范圍來(lái)單獨(dú)執(zhí)行的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所檢測(cè)出的相關(guān)圖像范圍用作后面的圖像的基礎(chǔ)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，還包括檢測(cè)所述第一圖像和所述第二圖像中的至少一個(gè)的預(yù)定特性，其中，所述預(yù)定特性表示成像裝置類型和成像裝置制造商中的至少一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)成像裝置的穩(wěn)定視頻信號(hào)輸出生成所述第一圖像和所述第二圖像。
18.一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的裝置，所述裝置包括: 圖像輸入接口(21)； 用于從所述圖像輸入接口獲取的所述解剖情形下的第一圖像的第一存儲(chǔ)單元(22); 用于從所述圖像輸入接口獲取的所述解剖情形下的第二圖像的第二存儲(chǔ)單元(22); 比較單元(24)，用于比較并且確定所述第一圖像與所述第二圖像之間的差異； 差異類型評(píng)估單元(25)，用于評(píng)估所述第一圖像與所述第二圖像的差異類型，其中，所述差異類型評(píng)估單元適于確定局部型差異和全局型差異中的至少一個(gè)，其中，所述局部型差異是所述第一圖像與所述第二圖像的局部差異，以及其中，所述全局型差異是所述第一圖像與所述第二圖像之間的全局差異；以及 圖像選擇單元(26)，用于在所述第一圖像與所述第二圖像之間的差異被確定為包括局部型差異的情況下選擇所述第二圖像具有臨床相關(guān)性。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括劃分單元(27)，所述劃分單元(27)用于將所述第一圖像和所述第二圖像中的每個(gè)劃分成各自包括多個(gè)像素的圖像塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求18和19中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括用于識(shí)別相關(guān)圖像范圍的相關(guān)圖像范圍檢測(cè)單元(28)。
21.一種用于對(duì)由成像裝置提供的解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 成像裝置(10)，其具有穩(wěn)定的視頻輸出(11); 計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)(30)，其具有用于接收臨床相關(guān)的圖像的圖像接口(31);以及 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的用于自動(dòng)檢測(cè)解剖情形下的圖像的臨床相關(guān)性的裝置(20)，其中，所述圖像輸入接口操作上連接至所述成像裝置的所述穩(wěn)定的視頻輸出， 其中，用于接收臨床相關(guān)的圖像的所述圖像接口操作上連接至所述圖像選擇單元。
【文檔編號(hào)】G06T7/20GK103503028SQ201180070608
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月4日
【發(fā)明者】烏多·普夫倫格勒, 邁克爾·科嫩, 阿爾諾·布洛, 托馬斯·埃普坦 申請(qǐng)人:史塞克創(chuàng)傷有限責(zé)任公司