專利名稱：路徑近似繪制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體積圖像數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域并且更特別地涉及感興趣對(duì)象基于投影的 可視化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，已經(jīng)使用類似例如最大強(qiáng)度投影(MIP)、直接體積繪制(DVR)或最近脈管 投影(CVP)的方法來(lái)可視化體積的，即3D的，例如由CT或MR掃描器生成的圖像數(shù)據(jù)集。這 些方法具有以下缺點(diǎn)當(dāng)其他對(duì)象定位于感興趣對(duì)象的前面時(shí)，對(duì)例如醫(yī)師的用戶的感興 趣對(duì)象在許多視圖中可能被其他對(duì)象阻擋。例如，即使在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中使用造影劑，在所 繪制的CT圖像中，外周動(dòng)脈也經(jīng)常被腿骨阻擋。然而，為了確定在脈管部分內(nèi)的鈣化的確 切大小和位置，從不同角度觀察脈管部分是重要的。另一個(gè)示例是主動(dòng)脈瘤的識(shí)別和評(píng)定。 由于主動(dòng)脈瘤通常被脊柱(spine)阻擋，其通常是難以觀察的。另外，即使當(dāng)一些對(duì)象在背 景中，在感興趣對(duì)象之后時(shí)，如果可以將背景移除，通常可 以改進(jìn)感興趣對(duì)象的視圖。彎曲的多平面重組方法(CMPR)，使用由自動(dòng)分割處理遞送的或由醫(yī)師手動(dòng)指出 的路徑，例如，在 IEEE Visualization 2002Proceedings, Boston, October 27-November 1,2002, Pages 43-50 ψ W A. Kanitsar ^AW "AdvancedCurved Planar Reformation Flattening ofVascular Structures”中描述了該方法的一種實(shí)現(xiàn)方式。其中定義了 封閉這一路徑的具有恒定預(yù)定義厚度的平板(slab)，從而標(biāo)記所繪制的體積數(shù)據(jù)的感 興趣區(qū)域。在該情況下，可視化取決于所提取路徑的質(zhì)量。如果所提取的路徑不確切地 跟隨實(shí)際的感興趣對(duì)象或部分路徑丟失，繪制可以排除感興趣對(duì)象的部分或者包括阻隔 (obstructing)組織，例如，當(dāng)必須要增加平板厚度以包括完整感興趣對(duì)象時(shí)。分割圖像數(shù)據(jù)集以及描繪感興趣對(duì)象或阻隔對(duì)象可以有助于從感興趣對(duì)象的視 圖中消除阻隔對(duì)象。同樣，調(diào)節(jié)諸如傳遞函數(shù)的觀察參數(shù)可能是有幫助的。這樣的方法在 I. Viola 等人的 IEEE Visualization 2004Proceedings, October 10-15,2004，Page (s) 139-145中的"Importance-driven volumerendering”中描述。不幸地,不總是可獲得快速 且可靠的分割方法。同樣，也并非總可能通過(guò)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)參數(shù)消除阻隔對(duì)象，尤其當(dāng)感興 趣對(duì)象和阻隔對(duì)象具有相似的灰度值時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
具有用于在不同視角對(duì)感興趣對(duì)象可視化而不示出阻擋感興趣對(duì)象的對(duì)象的改 進(jìn)的系統(tǒng)是有利的。為了更好地解決該問(wèn)題，在本發(fā)明的一方面，提供了用于對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的 體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括-路徑單元，其用于基于感興趣對(duì)象在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑；-定位單元，其用于基于所指定路徑確定通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線的位 置；
-求值單元，其用于基于所確定的在投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線的所 投影的灰度值。
該路徑單元布置用于接收通?；谟脩暨x擇的輸入以指定路徑。路徑可以包括， 由用戶在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指出的例如，點(diǎn)、線段、多線或曲線。典型地，該路徑包括在感 興趣對(duì)象的體積內(nèi)和/或定位于感興趣對(duì)象體積附近。由定位單元使用該路徑以確定投影 射線上的位置。由射線單元使用這些位置以計(jì)算用于在顯示器上顯示的投影灰度值。由于 投影射線上的位置是基于所指定路徑確定的以指示感興趣對(duì)象，可以設(shè)計(jì)并構(gòu)建投影灰度 值的實(shí)際計(jì)算以在隱藏描述其他對(duì)象尤其是阻隔對(duì)象的灰度值的同時(shí)顯示描述感興趣對(duì) 象的灰度值。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)適于在不同視角對(duì)感興趣對(duì)象可視化而不示出阻隔感興 趣對(duì)象的對(duì)象。本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)勢(shì)在于所指定路徑不需要確切地跟隨感興趣對(duì)象并且不 需要是完整的。在一些情況下，路徑可以僅為感興趣對(duì)象附近的單一點(diǎn)。本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)勢(shì)在于計(jì)算不需要圖像分割并且從而執(zhí)行起來(lái)比如果執(zhí) 行圖像分割更快。在系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，基于位置到指定路徑的距離進(jìn)一步確定投影射線上的位 置。例如，可以將定位單元布置用于將投影射線上的位置考慮為針對(duì)所確定位置的候選，只 要候選位置與所指定路徑的距離小于預(yù)定閾值。因此，只考慮在感興趣對(duì)象的體積內(nèi)或其 附近的候選位置。在所繪制的視圖中，不可視化在遠(yuǎn)距離背景或前景中的對(duì)象。這還可以 加速確定投影射線上的位置。另外，這可以使得確定投影射線上的位置更魯棒，即，較不傾 向于錯(cuò)誤地選擇投影射線上的錯(cuò)誤位置。在系統(tǒng)的實(shí)施例中，還基于在沿著投影射線的多個(gè)位置處所計(jì)算的灰度值的分布 確定投影射線上的位置?；叶戎档姆植紴樗?jì)算的灰度值相對(duì)于來(lái)自多個(gè)位置的位置的 圖。使用灰度值分布允許確定對(duì)應(yīng)于例如分布中與路徑最近的最大值的位置。還可以使用 分布的其他特征，例如邊緣點(diǎn)(即分布的一階導(dǎo)數(shù)的最大值或最小值)。在系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，還基于分配給感興趣對(duì)象的參考灰度值進(jìn)一步確定所投 影的灰度值。例如，定位單元僅將具有在對(duì)感興趣對(duì)象專有的值范圍內(nèi)的所計(jì)算的灰度值 的投影射線上的位置考慮作為候選用于確定投影射線上的位置。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種將包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象可 視化的方法，所述方法包括-路徑步驟，其用于基于感興趣對(duì)象在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑；-定位步驟，其用于基于所指定路徑確定通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線上的 位置；以及-求值步驟，其用于基于所確定的投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述投影射線的 所投影的灰度值。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種由計(jì)算機(jī)布置裝載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化的指令，所 述計(jì)算機(jī)布置包括處理單元和存儲(chǔ)器，在被裝載之后，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品為所述處理單元提 供執(zhí)行以下任務(wù)的能力-基于感興趣對(duì)象在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑；
-基于所指定的路徑確定通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線上的位置；-基于所確定的投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線的所投影的灰度值。在本發(fā)明的另一方面中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括在圖像采集裝置中。在本發(fā)明的另一方面中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括在工作站中。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該理解，兩個(gè)或更多上述提到的實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)方式、和/或發(fā)明的方面可以以認(rèn)為有用的任意方式組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠基于本發(fā)明的描述實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于所描述的系統(tǒng)的改變和變更 的圖像采集裝置、工作站、所述方法、和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的改變和變更。技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以將所述方法應(yīng)用于由各種采集模態(tài)獲取的多維圖像數(shù) 據(jù)，例如，應(yīng)用于3維或4維圖像，所述采集模態(tài)諸如但不限于標(biāo)準(zhǔn)X-射線成像、計(jì)算機(jī)斷 層攝影(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲(US)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī) 斷層攝影(SPECT)以及核醫(yī)學(xué)(NM)。


從下面以及結(jié)合附圖描述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得 明顯并將得到闡明，其中圖1示意性地示出了系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方框圖；圖2說(shuō)明了圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象、指定路徑以及投影射線；圖3說(shuō)明了計(jì)算所投影的灰度值的實(shí)現(xiàn)方式；圖4示出了使用本發(fā)明的系統(tǒng)計(jì)算的沒(méi)有被包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的其他 對(duì)象所阻隔的示例性的感興趣對(duì)象的不同視圖；圖5示出了所述方法的示例性實(shí)施例的流程圖；圖6示意性地示出了圖像采集裝置的示例性實(shí)施例；圖7示意性地示出了工作站的示例性實(shí)施例。在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于指示相似的部分。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出了系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例的方框圖，該系統(tǒng)100用于對(duì)包括 在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化，所述系統(tǒng)包括-路徑單元110，其用于基于感興趣對(duì)象在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑；-定位單元120，其用于基于所指定路徑確定通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線 的位置；以及-求值單元130，其用于基于所確定的投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線的所投影的灰度值。系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例還包括下述單元-控制單元160，其用于控制系統(tǒng)100中的工作流程；-用戶界面165，其用于與系統(tǒng)100的用戶通信；以及-存儲(chǔ)單元170，其用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，具有三個(gè)輸入連接器181、182和183用于輸入數(shù)據(jù)。第一輸入連接器181布置用于接收來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件例如但不限 于硬盤、磁帶、閃存或光盤。第二輸入連接器182布置用于接收來(lái)自用戶輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)， 所述用戶輸入設(shè)備例如但不限于鼠標(biāo)或觸摸屏。第三輸入連接器183布置用于接收來(lái)自諸 如鍵盤的用戶輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)。輸入連接器181、182和183連接到輸入控制單元180。在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，具有兩個(gè)輸出連接器191和192用于輸出數(shù)據(jù)。第一輸 出連接器191布置用于輸出數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件諸如硬盤、磁帶、閃存 或光盤。第二輸出連接器192布置用于輸出數(shù)據(jù)到顯示設(shè)備。輸出連接器191和192經(jīng)由 輸出控制單元190接收各數(shù)據(jù)。技術(shù)人員將會(huì)理解，存在許多方式將輸入設(shè)備連接到系統(tǒng)100的輸入連接器181、 182和183，并將輸出設(shè)備連接到系統(tǒng)100的輸出連接器191和192。這些方法包括但不限 于有線和無(wú)線連接、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，該數(shù)字網(wǎng)絡(luò)例如但不限于局域網(wǎng)(LAN)以及廣域網(wǎng)(WAN)、 因特網(wǎng)、數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)以及模擬電話網(wǎng)絡(luò)。在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括存儲(chǔ)單元170。系統(tǒng)100布置用于經(jīng)由輸入 連接器181、182和183的任一個(gè)接收來(lái)自外部設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)，并用于將所接收的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元170中。將輸入數(shù)據(jù)加載到存儲(chǔ)器單元170允許由系統(tǒng)100的單元對(duì)相應(yīng) 數(shù)據(jù)部分進(jìn)行快速存取。輸入數(shù)據(jù)可以包括，例如，圖像數(shù)據(jù)集。存儲(chǔ)器單元170可以以下 設(shè)備實(shí)現(xiàn)，所述設(shè)備例如但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)芯片、只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片、和/ 或硬盤驅(qū)動(dòng)和硬盤。存儲(chǔ)器單元170還可以布置用于存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)可以包括， 例如，由本發(fā)明的系統(tǒng)100計(jì)算的圖像。存儲(chǔ)器單元170還可以布置用于經(jīng)由存儲(chǔ)器總線 175接收來(lái)自系統(tǒng)100的單元的數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)遞送至系統(tǒng)100的單元，所述系統(tǒng)100包 括路徑單元110、定位單元120、求值單元130、控制單元160以及用戶界面165。存儲(chǔ)器單 元170還布置用于經(jīng)由輸出連接器191和192的任一個(gè)使得外部設(shè)備可以獲得輸出數(shù)據(jù)。 在存儲(chǔ)器單元170中存儲(chǔ)來(lái)自系統(tǒng)100的單元的數(shù)據(jù)可以有利地改進(jìn)系統(tǒng)100的單元的性 能以及從系統(tǒng)100的單元到外部設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)的傳輸?shù)乃俾省；蛘?，系統(tǒng)100可以不包括存儲(chǔ)器單元170以及存儲(chǔ)器總線175。由系統(tǒng)100使用 的輸入數(shù)據(jù)可以由連接到系統(tǒng)100的單元的至少一個(gè)外部設(shè)備提供，該外部設(shè)備例如外部 存儲(chǔ)器或處理器。類似地，可以將由系統(tǒng)100產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)提供給連接到系統(tǒng)100的單 元的至少一個(gè)外部設(shè)備，例如外部存儲(chǔ)器或處理器。系統(tǒng)100的單元可以布置用于經(jīng)由內(nèi) 部連接或經(jīng)由數(shù)據(jù)總線接收來(lái)自彼此的數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括控制單元160用于控制系統(tǒng)100中的工作 流程?？刂茊卧梢圆贾糜糜诮邮諄?lái)自系統(tǒng)100的單元的控制數(shù)據(jù)和將控制數(shù)據(jù)提供給系 統(tǒng)100的單元。例如，在圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑之后，連接單元130可以布置用于提 供控制數(shù)據(jù)“路徑被指定”給控制單元160，并且控制單元160可以布置用于提供控制數(shù)據(jù) “基于所指定路徑確定通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線上的位置”到定位單元140，由此 需要定位單元140確定所述位置。可選地，可以在系統(tǒng)100的另一單元中執(zhí)行控制功能。在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括用于與系統(tǒng)100的用戶通信的用戶界面 165。用戶界面165可以布置用于提供數(shù)據(jù)以顯示由圖像數(shù)據(jù)集計(jì)算的圖像，并且獲取用戶 輸入用于指定路徑。用戶界面還提供用于計(jì)算對(duì)于指定路徑有用的不同視圖的器件。例如， 路徑可以為由用戶所指示的點(diǎn)所定義的多線?？蛇x地，用戶界面可以接收用戶輸入用于選擇系統(tǒng)的操作模式，例如，計(jì)算所投影的灰度值的方式。技術(shù)人員將理解在系統(tǒng)100的用戶 界面165中實(shí)現(xiàn)更多的功能是有利的。求值單元130布置用于基于所確定的在投影射線上的位置，計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線 的所投影的灰度值。為此，求值單元130可以布置用于基于包括在圖像數(shù)據(jù)集中的體素的 灰度值，計(jì)算投影射線上的位置處的灰度值。在最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，在投影射線上的位置處 的灰度值可以為包括該位置的體素的灰度值。其它的方法可以使用相鄰體素的灰度值計(jì)算 所投影的灰度值。技術(shù)人員將理解權(quán)利要求的范圍不應(yīng)該被解讀為限制于計(jì)算在投影射線 上的位置處的灰度值的方法的選擇。在本發(fā)明的實(shí)施例中，醫(yī)師指定在感興趣對(duì)象的體積附近或者在感興趣對(duì)象體積 內(nèi)部的路徑。圖2示出了圖像數(shù)據(jù)集體積中的感興趣對(duì)象Ob、所指定路徑Pt和投影射線R。 對(duì)于投影射線R上的每個(gè)點(diǎn)P，函數(shù)dPt(R;P)為點(diǎn)P到路徑Pt的距離?？梢詫Ⅻc(diǎn)P到路徑 Pt的距離定義為從點(diǎn)P到路徑Pt上的最近點(diǎn)Ppt的距離?？蛇x地，dPt (R ；P)可以為描述點(diǎn) P如何相對(duì)于路徑Pt定位的另一個(gè)函數(shù)，例如，從點(diǎn)P到在路徑Pt上的最近點(diǎn)的矢量的分 量。函數(shù)dPt(R;P)可以具有若干最小值和全局最小值。針對(duì)射線R和路徑Pt的dPt(R;P) 的全局最小值對(duì)應(yīng)于點(diǎn)Pm并等于從點(diǎn)Pm到路徑Pt上的最近點(diǎn)Ppt的距離。在系統(tǒng)100的 一個(gè)實(shí)施例中，由點(diǎn)Pm限定的位置為由定位單元120確定的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理 解，其他實(shí)施例可以使用由局部最小值或者若干局部最小值限定的位置、兩個(gè)最小值的位 置之間的射線段上的所有位置、或者針對(duì)其距離dPt (R ；P)小于閾值的投影射線R上的所有 位置P，來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線的所投影的灰度值。在一個(gè)實(shí)施例中，使用正投影來(lái)進(jìn)行圖像繪制，即投影射線垂直于視平面。每條 射線由視平面上的點(diǎn)的兩個(gè)坐標(biāo)(x，y)限定，其中，投影射線貫穿所述視平面。投影射線上 的點(diǎn)P的位置可以由點(diǎn)P的ζ坐標(biāo)限定，其等于點(diǎn)P到視平面的距離。使用該ζ坐標(biāo)為正 向的方式定義參照系的ζ軸。由此，可以將距離dPt(R;P)表示為dPt(x，y;z)。對(duì)應(yīng)于距離 函數(shù)dPt(x, y ；ζ)最小絕對(duì)值的點(diǎn)Pffl的ζ坐標(biāo)表示為Zffl0在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，求值單元130使用關(guān)于感興趣對(duì)象的組織特有 (tissue-specific)灰度值信息用于計(jì)算所投影的灰度值。關(guān)于感興趣對(duì)象的體素的灰度 值范圍的采集特有(acquisition-specific)信息由將灰度值ν映射至其本身的函數(shù)ο (ν) 來(lái)描述，其中ν屬于所述范圍。例如，可以由灰度值閾值T定義函數(shù)O(V)為小于閾值的所 有灰度值分配0，即，對(duì)于ν < T，O(V) = 0 ；為大于或等于閾值T的所有灰度值分配相同灰 度值，即，對(duì)于ν彡Τ，ο (ν) = ν。換言之，對(duì)于ν彡Τ，ο (ν)為恒等函數(shù)，對(duì)于ν <Τ，ο (ν) 是恒為0的函數(shù)。對(duì)于由坐標(biāo)(x，y)限定的每條觀察射線R，函數(shù)ζ — dPt (x,y ；ζ)和ζ - o(v(x,y, 2))，其中^0^，7，2)為基于體素灰度值計(jì)算的在圖像數(shù)據(jù)集體積中的位置(x，y，z)處的灰 度值(例如，包括位置(x，y，z)的體素的灰度值)，提供兩個(gè)測(cè)量值，分別描述位置(x，y，z) 到所指定路徑Pt，也即到感興趣對(duì)象的近似值，以及位置(χ，y，ζ)處的組織與感興趣對(duì)象 的組織的相似性。基于這一信息，可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的繪制技術(shù)，僅僅使用靠近于感興趣對(duì)象并 且具有在感興趣對(duì)象的灰度值的范圍內(nèi)的灰度值的射線的那些部分計(jì)算所投影的灰度值， 所述繪制技術(shù)諸如但不限于ΜΙΡ、最小強(qiáng)度投影(mlP)、平均強(qiáng)度投影(AIP)、DVR、以及數(shù)字 重建放射照相(DRR)。
在系統(tǒng)100的實(shí)施例中，找到函數(shù)ζ — dPt(x,y ；ζ)的最小絕對(duì)值的位置(x，y，zm) 的坐標(biāo)zm。圖3說(shuō)明了計(jì)算所投影的灰度值的實(shí)現(xiàn)方式。如在圖3a中所示出的，如果m = ν (x, y, zffl)彡T，將限定用于計(jì)算所投影灰度值的位置(x，y，z)的區(qū)間I = [eb, ef]定義如 下eb為最小數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e [eb, zffl] ,v(x, y, ζ) ^ Τ；以及ef為最大數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e [Zffl, ef] ,ν (χ, y，ζ)≥Τ。如在圖3b中所示的，如果m = ν(χ，y，zffl) < T，將限定用于計(jì)算所投影的灰度值 的位置(X，1, ζ)的區(qū)間[eb，ef]定義如下sb為最小數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e (sb, zffl]，ν (X，y，ζ) < T ；eb為最小數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e [eb, sb] ,v(x, y, ζ) ^ Τ；sf為最大數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e [Zffl, sf)，ν (X，y，ζ) < T ；以及 為最大數(shù)值，其使得對(duì)于每個(gè)ζ e [sf, ef],v(x, y, ζ)≥Τ?；蛘?，如果m = v(X，y，zm) < T，當(dāng)zm < (sb+sf)/2時(shí)，區(qū)間[eb，sb]可以用于計(jì)算 所投影的灰度值，或者當(dāng)Zm彡(sb+sf)/2時(shí)，區(qū)間[sf，ef]可以用于計(jì)算所投影的灰度值。圖4示出了使用本發(fā)明的系統(tǒng)100計(jì)算的未被包含于圖像數(shù)據(jù)集體積中的其他對(duì) 象阻隔的示例性的感興趣對(duì)象的不同視圖。示例性的感興趣對(duì)象A為主動(dòng)脈瘤。主動(dòng)脈瘤 的四個(gè)視圖41、42、43和44示出了分別在0、90、180和270度的任意視角的感興趣對(duì)象A。 潛在的視圖阻擋結(jié)構(gòu)包括椎骨、肋骨、髂骨和骶骨。在每個(gè)視圖中，在主動(dòng)脈瘤前面的對(duì)象 不可視。技術(shù)人員將理解，系統(tǒng)100可以為用于在醫(yī)師工作的各個(gè)方面輔助他/她的有用工具。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)進(jìn)一步理解系統(tǒng)100的其他實(shí)施例也是可能的。此外，可能 重新定義系統(tǒng)的單元并且重新分配他們的功能。盡管將所描述的實(shí)施例應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像， 但是也可能將其用于與醫(yī)學(xué)應(yīng)用無(wú)關(guān)的系統(tǒng)的其他應(yīng)用?？梢允褂锰幚砥鲗?shí)現(xiàn)系統(tǒng)100的單元。通常，在軟件程序產(chǎn)品的控制下執(zhí)行其功 能。在執(zhí)行過(guò)程中，通常將軟件程序產(chǎn)品加載到諸如RAM的存儲(chǔ)器，并從其上執(zhí)行?？梢?將程序從諸如ROM、硬盤或磁或光存儲(chǔ)器的背景存儲(chǔ)器中加載，或者經(jīng)由如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)加 載。任選地，專用集成電路可以提供所描述的功能。圖5示出了對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象可視化的方法500的示例 性實(shí)現(xiàn)方式。方法500從路徑步驟510開(kāi)始，用于基于感興趣對(duì)象在圖像數(shù)據(jù)集的體積中 指定路徑。在路徑步驟510之后，方法500繼續(xù)到定位步驟520用于基于所指定路徑確定 通過(guò)圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線上的位置。在定位步驟520之后，方法500繼續(xù)到求值 步驟530用于基于所確定的投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于投影射線的投影灰度值。在計(jì)算 針對(duì)每個(gè)投影射線的所投影的灰度值之后，方法500結(jié)束。使用線程化模塊、多處理器系統(tǒng)或多進(jìn)程，在不偏離本發(fā)明所預(yù)期的概念的情況 下，技術(shù)人員可以改變一些步驟的順序或者同時(shí)執(zhí)行一些步驟。任選地，可以將本發(fā)明的方 法的兩個(gè)或多個(gè)步驟合并成一個(gè)步驟。任選地，本發(fā)明的方法的步驟可以被分成多個(gè)步驟。圖6示意性地示出了采用系統(tǒng)100的圖像采集裝置600的示例性實(shí)施例，所述圖 像采集裝置600包括經(jīng)由內(nèi)部連接與系統(tǒng)100連接的CT圖像采集單元610、輸入連接器601和輸出連接器602。該布置有利地增加了圖像采集裝置600的能力，為所述圖像采集裝置 600提供了系統(tǒng)100的有利的能力。圖7示意性地示出了工作站700的示例性實(shí)施例。工作站包括系統(tǒng)總線710。處 理器710、存儲(chǔ)器720、磁盤輸入/輸出(I/O)適配器730以及用戶界面(UI) 740可操作連 接到系統(tǒng)總線701。磁盤存儲(chǔ)設(shè)備731可操作耦合到磁盤I/O適配器730。鍵盤741、鼠標(biāo) 742和顯示器743可操作耦合到UI740。以計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的本發(fā)明的系統(tǒng)100，存儲(chǔ)在磁 盤存儲(chǔ)設(shè)備731中。工作站700布置用于加載程序和輸入數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器720并在處理器 710上執(zhí)行該程序。用戶可以使用鍵盤741和/或鼠標(biāo)742向工作站700輸入信息。工作 站布置用于向顯示設(shè)備743和/或磁盤731輸出信息。技術(shù)人員將理解在本領(lǐng)域中已知工 作站700的多個(gè)其它實(shí)施例，并且本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的目的而不應(yīng)理解為其將本發(fā) 明限制于特定實(shí)施例。
應(yīng)該注意，上述實(shí)施例用于說(shuō)明而非限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在 不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)可選實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將置于括號(hào)之 間的附圖標(biāo)記視為限制權(quán)利要求。詞語(yǔ)“包括”不排除存在在說(shuō)明書或權(quán)利要求中未列出的 元件或步驟。在元件之前的詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以 由包括若干不同元件的硬件以及由編程的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)權(quán)利要求中列舉若干單元， 可以由一個(gè)或相同的硬件或軟件實(shí)現(xiàn)這些單元的一些。使用詞語(yǔ)第一、第二、第三等不表示 任何順序。這些詞語(yǔ)被理解為名稱。
權(quán)利要求
一種用于對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化的系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)包括-路徑單元(110)，其用于基于所述感興趣對(duì)象在所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積中指定路徑；-定位單元(120)，其用于基于所指定路徑確定通過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積的投影射線上的位置；以及-求值單元(130)，其用于基于所確定的所述投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述投影射線的所投影的灰度值。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，進(jìn)一步基于從所述位置到所指定路徑的距離 確定所述投影射線上的所述位置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，進(jìn)一步基于在沿所述投影射線的多個(gè)位置處 計(jì)算的灰度值的分布確定在所述投影射線上的所述位置。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)，其中，進(jìn)一步基于分配給所述感興趣對(duì)象的參考灰 度值確定所投影的灰度值。
5. 一種對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化的方法(500)，所述方 法包括-路徑步驟(510)，其用于基于所述感興趣對(duì)象在所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積中指定 路徑；-定位步驟(520)，其用于基于所指定路徑確定通過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積的投 影射線上的位置；以及-求值步驟(530)，其用于基于所確定的所述投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述投影 射線的所投影的灰度值。
6. 一種圖像采集裝置(600)，其包括如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)。
7. 一種工作站(700)，其包括如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(100)。
8. 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其由計(jì)算機(jī)布置加載，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于對(duì)包括 在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化的指令，所述計(jì)算機(jī)布置包括處理單元和 存儲(chǔ)器，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在被加載之后，為所述處理單元提供執(zhí)行下述任務(wù)的能力-基于所述感興趣對(duì)象在所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積中指定路徑；-基于所指定路徑確定通過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)集的所述體積的投影射線上的位置；以及_基于所確定的所述投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述投影射線的所投影的灰度值。
全文摘要
本發(fā)明涉及系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)用于對(duì)包括在圖像數(shù)據(jù)集的體積中的感興趣對(duì)象進(jìn)行可視化，所述系統(tǒng)包括路徑單元(110)，其用于基于所述感興趣對(duì)象在所述圖像數(shù)據(jù)集的體積中指定路徑，定位單元(120)，其用于基于所指定的路徑對(duì)通過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)集的體積的投影射線上的位置進(jìn)行確定；以及求值單元(130)，其用于基于所確定的投影射線上的位置計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述投影射線的所投影的灰度值。由于基于用于指示感興趣對(duì)象的專用路徑確定所述投影射線上的位置，所以在隱藏描述其他對(duì)象(特別是阻擋對(duì)象)的灰度值的同時(shí)，可以對(duì)投影灰度值的實(shí)際計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)建以示出描述感興趣對(duì)象的灰度值。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)布置用于對(duì)感興趣對(duì)象在不同視角進(jìn)行可視化而不阻擋感興趣對(duì)象。
文檔編號(hào)G06T15/08GK101802877SQ200880106762
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者D·格勒, H·萊曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司