專利名稱：用于指示體繪制圖像中3d光標(biāo)深度的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于指示體繪制圖像中3D光標(biāo)深度的方法和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本公開一般涉及用于調(diào)整在體繪制圖像(volume-rendered image)中的3D光標(biāo)的顏色以便示出3D光標(biāo)的深度的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
體繪制圖像對于圖示3D數(shù)據(jù)集非常有用，特別是在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中。體繪制圖像通常是3D數(shù)據(jù)集的2D表示。目前有許多不同的技術(shù)用于生成體繪制圖像，但通常使用的技術(shù)包括使用算法基于體素(voxel)值從3D數(shù)據(jù)集提取表面。然后，在顯示裝置上顯示表面的表示。時常地，體繪制圖像將使用多個透明度水平和顏色以便同時示出多個表面，即使這些表面可能完全或部分重疊。以此方式，可以使用體繪制圖像來傳遞比基于2D數(shù)據(jù)集的圖像更多的信息。
在與體繪制圖像交互時，用戶將通常使用3D光標(biāo)來在體繪制圖像內(nèi)導(dǎo)航。用戶能夠在3個維度上控制關(guān)于體繪制圖像的3D光標(biāo)的位置。換言之，可在X方向和y方向上調(diào)整3D光標(biāo)的位置，并且用戶可在深度或z方向上調(diào)整3D光標(biāo)的位置。對于用戶來說，在平行于視平面的各方向上理解3D光標(biāo)的放置通常是容易的，但對于用戶來說通常很難或不可能在深度方向上(即z方向或垂直于視平面)理解3D光標(biāo)的放置。在體繪制圖像中確定3D光標(biāo)深度這一難題使得難以執(zhí)行要求3D光標(biāo)的精確放置的任何任務(wù)，例如在體繪制圖像內(nèi)放置標(biāo)記、放置注解、或執(zhí)行測量。
因此，出于這些和其它原因，希望有改進(jìn)的超聲成像方法以及改進(jìn)的超聲成像系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
本文解決上述的不足、缺陷和問題，這將通過閱讀和理解以下說明書而得以理解。
在一實(shí)施例中，一種方法包括顯示體繪制圖像以及在體繪制圖像上顯示3D光標(biāo)。 該方法包括通過用戶接口控制3D光標(biāo)關(guān)于視平面的深度，并基于3D光標(biāo)關(guān)于視平面的深度來自動調(diào)整3D光標(biāo)的顏色。
在另一實(shí)施例中，一種方法包括顯示從3D數(shù)據(jù)集生成的體繪制圖像，并在體繪制圖像內(nèi)將3D光標(biāo)定位在第一深度。該方法包括在第一深度將3D光標(biāo)著色為第一顏色。該方法包括在體繪制圖像內(nèi)將3D光標(biāo)定位在第二深度，并在第二深度將3D光標(biāo)著色為第二顏色。
在另一實(shí)施例中，一種用于與3D數(shù)據(jù)集交互的系統(tǒng)，包括顯示裝置、存儲器、用戶輸入、以及處理器，該處理器配置為與顯示裝置、存儲器和用戶輸入進(jìn)行通信。該處理器配置為從存儲器中存取3D數(shù)據(jù)集，并從3D數(shù)據(jù)集生成體繪制圖像。該處理器配置為在顯示裝置上顯示體繪制圖像。該處理器配置為響應(yīng)來自用戶輸入的命令而在體繪制圖像上顯示3D光標(biāo)，并且該處理器配置成基于體繪制圖像中3D光標(biāo)的深度來改變3D光標(biāo)的顏色。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種其它特征、目的以及優(yōu)勢將通過附圖及其詳細(xì)描述而變得明顯。


圖I是根據(jù)一實(shí)施例的超聲成像系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)一實(shí)施例的可以用于生成體繪制圖像的幾何結(jié)構(gòu)的示意表示；
圖3是根據(jù)一實(shí)施例的體繪制圖像的示意表示；以及
圖4是根據(jù)一實(shí)施例的用戶接口的示意表示。
具體實(shí)施方式
在以下的詳細(xì)描述中，參考形成該詳細(xì)描述一部分的附圖，并且其中以可實(shí)踐的說明性具體實(shí)施例的方式來示出。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`這些實(shí)施例，并且要理解的是可利用其它實(shí)施例，以及在不偏離這些實(shí)施例的范圍的情況下可做出邏輯的、機(jī)械的、電的和其它的改變。因此以下詳細(xì)描述不作為對本發(fā)明范圍的限制。
圖I是根據(jù)一實(shí)施例的超聲成像系統(tǒng)100的示意圖。超聲成像系統(tǒng)100包括發(fā)送器102，其發(fā)送信號至發(fā)送波束生成器103，發(fā)送波束生成器103又驅(qū)動換能器陣列106內(nèi)的換能器元件104以發(fā)射脈沖超聲信號至例如患者(未示出)的結(jié)構(gòu)。探頭105包括換能器陣列106、換能器元件104以及探頭/SAP電子設(shè)備107。探頭/SAP電子設(shè)備107可用來控制換能器元件104的開關(guān)。探頭/SAP電子設(shè)備107還可用來將元件104聚集到一個或多個子孔徑中。可使用多種幾何結(jié)構(gòu)的換能器陣列。脈沖超聲信號從體內(nèi)的結(jié)構(gòu)(例如血細(xì)胞或肌肉組織)反向散射，以產(chǎn)生返回到換能器元件104的回波(echo)。通過換能器元件104將回波轉(zhuǎn)換為電信號或超聲數(shù)據(jù)，并且由接收器108接收該電信號。超聲數(shù)據(jù)可包括從患者身體的3D區(qū)域采集到的體積超聲數(shù)據(jù)(volumetric ultrasound data)。表示所接收的回波的電信號穿過輸出超聲數(shù)據(jù)的接收波束生成器110。用戶接口 115可用于控制超聲成像系統(tǒng)100的操作,包括控制患者數(shù)據(jù)的輸入、改變掃描或顯示參數(shù)、控制3D光標(biāo)的位置等。
超聲成像系統(tǒng)100還包括處理器116，以處理超聲數(shù)據(jù)并生成用于在顯示裝置118 上顯示的幀或圖像。處理器116可包括一個或多個分開的處理部件。例如，根據(jù)一實(shí)施例， 處理器116可以包括圖形處理單元(GPU)。具有包括GPU的處理器可以有利于計(jì)算密集型操作(例如體繪制)，這將在下文更詳細(xì)地描述。處理器116與探頭105以及顯示裝置118 電子通信。處理器116可硬接線至探頭105以及顯示裝置118，或者處理器116可通過包括無線通信的其它技術(shù)進(jìn)行電子通信。顯示裝置118可包括屏幕、監(jiān)視器、平板LED、平板LCD 或立體顯示器。立體顯示器可配置為同時地或快速連續(xù)地從不同視角顯示多幅圖像，從而允許用戶感覺是在觀察3D圖像。用戶可能需要穿戴特殊眼鏡以保證每只眼睛每次僅看到一幅圖像。特殊眼鏡可包括針對每只眼鏡在不同視角上設(shè)置線偏振濾波器的眼鏡，或限制每只眼睛在給定時間觀察圖像的快速切換快門眼鏡。為了有效地生成立體圖像，處理器116 可能需要以如下方式在顯示裝置上從不同視角顯示圖像，即特殊的眼鏡能夠有效地隔離左眼所觀察的圖像與右眼所觀察的圖像。處理器116可能需要在顯示裝置118上生成體繪制圖像，包括來自不同視角的兩幅重疊圖像。例如，如果用戶正戴著具有線偏振濾波器的特殊眼鏡，則來自第一視角的第一圖像可以在第一方向上偏振以使得它只穿過覆蓋用戶右眼的鏡片，并且來自第二視角的第二圖像可以在第二方向上偏振以使得它只穿過覆蓋用戶左眼的鏡片。
處理器116可適于根據(jù)超聲數(shù)據(jù)上的多個可選擇的超聲模態(tài)來執(zhí)行一個或多個處理操作。其它實(shí)施例可使用多個處理器來執(zhí)行各種處理任務(wù)。處理器116還可適于控制采周探頭105的超聲數(shù)據(jù)的采集。隨著接收到超聲信號，在掃描時間段期間可實(shí)時地處理超聲數(shù)據(jù)。對于本公開的目的，術(shù)語“實(shí)時”定義為包括無故意滯后或延遲地執(zhí)行的處理。 一實(shí)施例可以以高于20次每秒的速率來更新所顯示的超聲圖像。該圖像可顯示為實(shí)況圖像(live image)的一部分。對于本公開的目的，術(shù)語“實(shí)況圖像”定義為包括動態(tài)圖像，其作為所采集的超聲數(shù)據(jù)的額外的幀來更新。例如，在正在顯示實(shí)況圖像時，即使正在基于以前采集的數(shù)據(jù)生成圖像，也可采集超聲數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)一實(shí)施例，隨著額外的超聲數(shù)據(jù)被采集，順序顯示從剛剛采集的超聲數(shù)據(jù)生成的額外幀或圖像。此外地或備選地，在掃描時間段期間超聲數(shù)據(jù)可暫時存儲在緩沖器(未示出)中，并在實(shí)況或離線操作中不那么實(shí)時地處理。本發(fā)明的一些實(shí)施例可包括多個處理器(未示出)以處置該處理任務(wù)。例如，可利用第一處理器來解調(diào)超聲信號并取其十分之一，而可使用第二處理器來在顯示圖像前進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會的是其它實(shí)施例可使用不同的處理器安排。
處理器116可用于從探頭105所采集的3D數(shù)據(jù)集生成體繪制圖像。根據(jù)一實(shí)施例，3D數(shù)據(jù)集包含分配給3D數(shù)據(jù)集內(nèi)每個體素、或體元素的值或強(qiáng)度。在采用超聲成像系統(tǒng)所采集的3D數(shù)據(jù)集中，每個體素被分配了由對應(yīng)特定體素的組織的聲學(xué)性質(zhì)所確定的值。根據(jù)各種實(shí)施例，3D超聲數(shù)據(jù)集可包括b-模式數(shù)據(jù)、顏色數(shù)據(jù)、應(yīng)變模式數(shù)據(jù)等。3D 數(shù)據(jù)集中體素的值可表示用不同成像模態(tài)采集的實(shí)施例中的不同屬性。例如，在計(jì)算斷層照相數(shù)據(jù)中的體素通常是基于X射線衰減而分配的值，以及在磁共振數(shù)據(jù)中的體素通常是基于材料的質(zhì)子密度而分配的值。超聲、計(jì)算斷層照相、以及磁共振只是可用于采集3D數(shù)據(jù)集的成像系統(tǒng)的三種示例。根據(jù)額外的實(shí)施例，也可使用任何其它的3D數(shù)據(jù)集。
圖2是根據(jù)一實(shí)施例的可用于生成體繪制圖像的幾何結(jié)構(gòu)的示意表示。圖2包括 3D數(shù)據(jù)集150和視平面154。
參考圖I和2兩者，處理器116可根據(jù)多個不同技術(shù)來生成體繪制圖像。根據(jù)示例性實(shí)施例，處理器116可通過光線投射技術(shù)從視平面154生成體繪制圖像。處理器116可將來自視平面154的多束平行光線投射至3D數(shù)據(jù)集150。圖2示出光線156、光線158、光線160以及光線162，它們限定了視平面154的邊界。應(yīng)該領(lǐng)會的是，可投射更多的光線從而為視平面154內(nèi)的所有像素163分配值。3D數(shù)據(jù)集150包括體素數(shù)據(jù),其中為每個體素分配值或強(qiáng)度。根據(jù)一實(shí)施例，處理器116可使用針對體積組成的標(biāo)準(zhǔn)“前至后”技術(shù)，以便向由光線相交的視平面154中的每個像素分配值。可基于3D數(shù)據(jù)集中的信息為每個體素分配值和不透明度。例如，在作為從其觀察圖像的方向的前方開始，沿光線的每個值與對應(yīng)的不透明度相乘。然后沿每條光線在前至后方向上累加不透明度加權(quán)值。對視平面154 中的像素163中的每個來重復(fù)該過程以便生成體繪制圖像。根據(jù)一實(shí)施例，來自視平面154 的像素值可顯示為體繪制圖像。體繪制算法可配置為使用不透明度函數(shù)，其提供了從不透明度為零(完全透明)至1.0 (完全不透明)的漸變。當(dāng)向視平面154內(nèi)的每個像素163 分配值時，體繪制算法可沿每條光線將體素的不透明度計(jì)入在內(nèi)。例如，具有接近I. O不透明度的體素將阻止來自沿射線的其它體素的大部分貢獻(xiàn)，而具有接近零不透明度的體素將允許來自沿射線的其它體素的大部分貢獻(xiàn)。另外，在將表面可視化時，可在基于值重新分配體素不透明度處執(zhí)行閾值操作。根據(jù)示例性的閾值操作，具有約為閾值的值的體素的不透明度可以設(shè)置為I. O而具有低于閾值的值的體素的不透明度的體素可以設(shè)置為零。這種類型的閾值消除了沿光線除了閾值之上的第一體素以外的其它體素的貢獻(xiàn)。也可使用其它類型的閾值方案。例如，可在明顯高于閾值的體素設(shè)置為1.0(其是不透明的)以及明顯低于閾值的體素設(shè)置為零(透明)處使用不透明度函數(shù)。然而，不透明度函數(shù)可用于將除了零和1.0以外的不透明度分配給具有接近閾值的值的體素。這種“轉(zhuǎn)變區(qū)”用于減少當(dāng)使用簡單二值化閾值算法時可能發(fā)生的偽影。例如，可使用將不透明度映射到值的線性函數(shù)來向具有“轉(zhuǎn)變區(qū)”內(nèi)的值的體素分配不透明度。根據(jù)其它實(shí)施例，可使用從零至I. O漸進(jìn)的其它類型的函數(shù)。
在一示例性實(shí)施例中，可使用梯度陰影來生成體繪制圖像，以便為用戶提供關(guān)于表面的深度的更好感知。例如，可通過閾值的使用來部分地定義數(shù)據(jù)集150內(nèi)的表面，其移除低于或高于閾值的數(shù)據(jù)。接下來，可在每條光線和該表面的交叉處定義梯度。如前面所述，光線可從視平面154內(nèi)的像素163中的每個像素跟蹤到數(shù)據(jù)集150內(nèi)定義的表面。一旦在每條光線上計(jì)算了梯度，處理器116 (示于圖I)可在表面上對應(yīng)每個像素的位置計(jì)算光反射，并基于梯度應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)陰影法。根據(jù)另一實(shí)施例，處理器116識別相似強(qiáng)度的連接體素群，以便從3D數(shù)據(jù)定義一個或多個表面。根據(jù)其它實(shí)施例，可從單一觀察點(diǎn)投射光線。
根據(jù)上面列舉的生成體繪制圖像的非限制性示例中的全部，處理器116可使用顏色，以便向用戶傳遞深度信息。仍然參考圖1，作為體繪制過程的部分，可通過處理器116填充深度緩存器117。深度緩存器117包含分配給體繪制圖像中每個像素的深度值。深度值表示從像素至體積內(nèi)的表面的距離，該體積在該特定像素中示出。深度值還可限定為包括到第一體素的距離，其為高于定義表面的閾值的值。根據(jù)深度相關(guān)方案(cbpth-cbpendent scheme)，每個深度值與某一顏色值相關(guān)聯(lián)。這樣，處理器116可生成顏色編碼體繪制圖像， 其中在體繪制圖像中每個像素根據(jù)其距離視平面154 (示于圖2)的深度來著色。根據(jù)示例性著色方案，表示相對較淺深度表面的像素可以第一顏色(例如青銅色)來描繪，以及表示相對較深深度表面的像素可以第二顏色(例如藍(lán)色)來描繪。根據(jù)一實(shí)施例，用于像素的顏色可隨著深度增加平滑地從青銅色至藍(lán)色漸進(jìn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該領(lǐng)會的是，根據(jù)其它實(shí)施例可使用許多其它的著色方案。
仍參考圖1，超聲成像系統(tǒng)100可取決于超聲數(shù)據(jù)的大小和空間分辨率而連續(xù)地以例如5Hz至50Hz的幀速率來采集超聲數(shù)據(jù)。然而，其它實(shí)施例可以以不同速率來采集超聲數(shù)據(jù)。包括存儲器120用以存儲所采集的超聲數(shù)據(jù)的已處理的幀，它們未排定為立即顯示。在示例性實(shí)施例中，存儲器120具有充足的容量以存儲相當(dāng)于至少若干秒的超聲數(shù)據(jù)的幀。根據(jù)采集的順序或時間，超聲數(shù)據(jù)的幀以便于取回的方式來存儲。如上文所述，可在實(shí)況圖像的生成和顯示期間取回超聲數(shù)據(jù)。存儲器120可包括任何已知的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。
可選地,可利用造影劑(contrast agent)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。在使用包括微泡(microbubble)的超聲造影劑時,造影成像生成體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)和血液流動的增強(qiáng)圖像。 在使用造影劑采集超聲數(shù)據(jù)后，圖像分析包括分離諧波和線性成分、增強(qiáng)諧波成分并且利用增強(qiáng)的諧波成分來生成超聲圖像。使用合適的濾波器來執(zhí)行從所接收的信號中分離諧波CN 102982576 A書明說5/8頁
成分。用于超聲成像的造影劑的使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，因此將不進(jìn)一步詳細(xì)描述。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，可通過其它或不同的模式相關(guān)的模塊來處理超聲數(shù)據(jù)。對圖像進(jìn)行存儲，并且指示圖像被采集到存儲器中的時刻的定時信息可與每幅圖像一起記錄。模塊可包括例如掃描轉(zhuǎn)換模塊以執(zhí)行掃描轉(zhuǎn)換操作，以將圖像幀從極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)?？商峁┮曨l處理器模塊，其從存儲器中讀取圖像，并當(dāng)在患者上執(zhí)行程序時實(shí)時顯示該圖像。視頻處理器模塊可將圖像存儲在圖像存儲器中，圖像從這里讀取并顯示。根據(jù)各種實(shí)施例，所示的超聲成像系統(tǒng)100可以是控制臺系統(tǒng)、車載系統(tǒng)或便攜式系統(tǒng)(例如手持或膝上型系統(tǒng))。
圖3是根據(jù)一實(shí)施例的體繪制圖像300的示意表示。體繪制圖像300可在顯示裝置(例如圖I所示的顯示裝置118)上示出。體繪制圖像300是通常會從3D數(shù)據(jù)集生成的體繪制圖像的簡化版本。坐標(biāo)軸301與體繪制圖像300 —起示出。坐標(biāo)軸301示出X方向、y方向和z方向?？赏ㄟ^坐標(biāo)軸301示出的任意兩個方向來定義平面。例如，視平面可在χ-y平面中或與χ-y平面平行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會解的是，z方向?qū)?yīng)于深度,并垂直于x-y平面。
在圖3中，示出了多個等高線。使用等高線作為不同顏色區(qū)域的邊界。如前所述， 每個顏色對應(yīng)于表面距離視平面154 (示于圖2)的深度。可將每個顏色分配給距離視平面的一段深度區(qū)間。根據(jù)一實(shí)施例，所有標(biāo)為302的區(qū)域以第一顏色著色、所有標(biāo)為304的區(qū)域以第二顏色著色、所有標(biāo)為306的區(qū)域以第三顏色著色、以及所有標(biāo)為308的區(qū)域以第四顏色著色。連續(xù)顏色的區(qū)域在圖2中相對較大。應(yīng)該領(lǐng)會的是，在許多其它實(shí)施例中，可使用多于四種不同顏色來示出體繪制圖像的深度。另外，對于更加復(fù)雜的形狀，特別是從醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)中生成的那些，每種顏色的精細(xì)變化可用于示出對精細(xì)分辨率的深度。例如，根據(jù)一實(shí)施例，顏色的分級可足夠精細(xì)以便使用上百種或上千種不同顏色來為觀察者提供關(guān)于在不同深度的目標(biāo)形狀的額外的細(xì)節(jié)。
還示出了 3D光標(biāo)310。3D光標(biāo)用于在體繪制圖像300中導(dǎo)航。用戶可使用用戶接口 115(示于圖I)來控制3D光標(biāo)310在平行于視平面(即圖3內(nèi)的平面)的方向上的位置，或者用戶可使用用戶接口 115來控制在3D光標(biāo)310在z方向上的深度或位置。
圖4是根據(jù)一實(shí)施例的圖I所示的用戶接口 115的示意表示。除了其它控制以外， 用戶接口 115還包括鍵盤400、跟蹤球402、多個旋轉(zhuǎn)設(shè)備(rotary)404以及按鈕406。
現(xiàn)在參考圖3和圖4，用戶可操縱圖像300內(nèi)的3D光標(biāo)310的位置?？墒褂酶櫱?02控制3D光標(biāo)310的位置。根據(jù)一個實(shí)施例，跟蹤球402可用于將3D光標(biāo)310定位在平行于x-y平面的平面。3D光標(biāo)310可以以與傳統(tǒng)光標(biāo)會被定位在個人計(jì)算機(jī)的屏幕上非常相同的方式實(shí)時地在X方向和y方向上定位。用戶然后可通過選擇按鈕406觸發(fā)跟蹤球的功能。按鈕406改變跟蹤球402的功能，從在x-y平面中控制3D光標(biāo)310到控制3D 光標(biāo)310在z方向上的位置。換言之，在選擇按鈕406后，用戶能夠容易地控制3D光標(biāo)310 在體繪制圖像300中的深度。雖然該示例性實(shí)施例描述了使用跟蹤球來控制3D光標(biāo)310 的深度，應(yīng)該領(lǐng)會的是，也可使用其它控制來控制3D光標(biāo)310的位置，包括鼠標(biāo)(未示出)、 一個或更多旋轉(zhuǎn)設(shè)備404、觸摸屏(未示出)、以及手勢跟蹤系統(tǒng)(未示出)。
處理器116 (示于圖I)自動地調(diào)整3D光標(biāo)310的顏色，以便基于體繪制圖像3007內(nèi)3D光標(biāo)310的深度來調(diào)整3D光標(biāo)的顏色。用戶能夠基于3D光標(biāo)的顏色快速并精確地確定體繪制圖像300內(nèi)3D光標(biāo)310的深度。另外，由于3D光標(biāo)310的顏色隨用戶調(diào)整3D 光標(biāo)310的深度而實(shí)時更新，所以用戶容易在體繪制圖像300內(nèi)精確導(dǎo)航。
如上面所述，體繪制圖像300可根據(jù)深度相關(guān)方案著色，其基于表面和視平面 154(示于圖2)之間的距離而為體繪制圖像300中的每個像素分配顏色。根據(jù)一示例性實(shí)施例，3D光標(biāo)310可根據(jù)用于為體繪制圖像300中的像素分配顏色的相同的深度相關(guān)方案來著色。因此用戶能容易地基于3D光標(biāo)310的顏色來確定3D光標(biāo)310的深度。根據(jù)許多工作流，用戶可能試圖將3D光標(biāo)310靠近目標(biāo)結(jié)構(gòu)定位。例如，用戶可能試圖在感興趣位置執(zhí)行任務(wù)，例如添加注解或放置標(biāo)記?；蛘?，用戶可能試圖獲得兩個解剖結(jié)構(gòu)之間的測量。由于用于著色3D光標(biāo)310的深度相關(guān)方案與體繪制圖像300中所使用的相同，所以用戶可簡單地在深度方向上調(diào)整3D光標(biāo)310的位置，直到3D光標(biāo)310與目標(biāo)結(jié)構(gòu)的顏色相同或近似相同。根據(jù)一實(shí)施例，3D光標(biāo)310具有矩形的固定幾何結(jié)構(gòu)形狀。因?yàn)?D光標(biāo) 310是矩形形狀，所以當(dāng)處于與體繪制圖像300中的表面相同的深度時，用戶仍然通常能夠容易地從體繪制圖像中區(qū)分3D光標(biāo)310。另外，由于多數(shù)體繪制圖像在深度方面并因此在顏色方面與示例性體繪制圖像300相比是更加有細(xì)微差別的，所以多數(shù)時候用戶能夠確定地識別3D光標(biāo)310，這是由于3D光標(biāo)310處于單一的深度，并因此是單一的顏色。
根據(jù)一實(shí)施例，3D光標(biāo)310可包括在3D光標(biāo)310邊緣上的側(cè)影(silhouette) 312。 側(cè)影312可以是白色的來另外幫助用戶識別體繪制圖像300中的3D光標(biāo)。根據(jù)其它實(shí)施例，用戶可選擇性地去除側(cè)影312和/或改變側(cè)影312的顏色。例如，如果圖像主要是淺色， 則更有利的是側(cè)影使用深色來代替如上面示例性實(shí)施例所描述的側(cè)影使用白色。根據(jù)另一實(shí)施例，處理器116 (示于圖I)還可基于3D光標(biāo)310關(guān)于視平面154 (示于圖2)的深度來改變3D光標(biāo)310的尺寸。例如，除了調(diào)整3D光標(biāo)310的顏色以外，處理器116還可隨深度調(diào)整3D光標(biāo)310的尺寸。根據(jù)示例性實(shí)施例，當(dāng)3D光標(biāo)接近視平面154時，3D光標(biāo)310可示出為較大尺寸，而當(dāng)3D光標(biāo)距離視平面154較遠(yuǎn)時，3D光標(biāo)310可示出為較小尺寸。根據(jù)另一實(shí)施例，體繪制圖像300中的多個深度中的每個可與不同3D光標(biāo)尺寸相關(guān)聯(lián)。然后， 用戶能夠另外使用3D光標(biāo)的實(shí)時尺寸來幫助在體繪制圖像300中定位3D光標(biāo)。
根據(jù)示例性方法，用戶可將3D光標(biāo)310定位在第一深度。接下來，在體繪制圖像 300中距離視平面154 (示于圖2)第一深度處，處理器116 (示于圖I)可將3D光標(biāo)310著色為第一顏色。可基于第一深度來選擇第一顏色。例如，處理器116可訪問查找表，該查找表具有與不同深度相關(guān)聯(lián)的不同顏色。接下來，用戶可將3D光標(biāo)310定位于體繪制圖像 300中距離視平面154第二深度處。然后，處理器116將第二深度處的3D光標(biāo)310著色為第二顏色。3D光標(biāo)310的該著色可優(yōu)選地實(shí)時發(fā)生。該方法的技術(shù)效果在于體繪制圖像 300內(nèi)3D光標(biāo)310的深度由3D光標(biāo)的顏色實(shí)時地指示。用戶因此能夠使用3D光標(biāo)310的顏色作為3D光標(biāo)310深度的指示器。可根據(jù)上述的深度相關(guān)方案來選擇用于3D光標(biāo)310 的顏色。
3D光標(biāo)310可能不時地由用戶定位在體繪制圖像的一個或多個表面之下。根據(jù)一實(shí)施例，處理器116可根據(jù)不同方案來對3D光標(biāo)310著色，以便更好地圖示3D光標(biāo)310在表面之下。例如，處理器116可用如下顏色對3D光標(biāo)310著色，該顏色是僅基于根據(jù)深度相關(guān)方案的深度的顏色和與3D光標(biāo)310重疊的表面的顏色之間的混合。
本書面說明書使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且也使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求書限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求書的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)性元件、或者如果它們包括與權(quán)利要求書的字面語言沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)性元件，則這樣的其它示例預(yù)計(jì)落在權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
部件列表
圖1
100超聲成像系統(tǒng)
102發(fā)送器
103發(fā)送波束生成器
104換能器元件
105探頭
106換能器陣列
107探頭/SAP電子麥108接收器
110接收波束生成器
115用戶輸入
116處理器
117深度緩存器
118顯示裝置
120存儲器
圖2
1503D數(shù)據(jù)集
154視平面
156光線
158光線
160光線
162光線
163像素
圖3
300體繪制圖像
301坐標(biāo)軸
302區(qū)域
304區(qū)域
306區(qū)域
308區(qū)域
3103D光標(biāo)
312側(cè)影
圖4:
115用戶接口
400鍵盤402跟蹤球
404旋轉(zhuǎn)設(shè)備
406按鈕。
權(quán)利要求
1.一種用于與3D數(shù)據(jù)集交互的系統(tǒng)，包括 顯示裝置(118)； 存儲器(120)； 用戶輸入(115);以及 處理器(116)，配置為與所述顯示裝置(118)、所述存儲器(120)和所述用戶輸入(115)通信，其中所述處理器(116)配置為 從所述存儲器(120)存取3D數(shù)據(jù)集； 從所述3D數(shù)據(jù)集生成體繪制圖像； 在所述顯示裝置(118)上顯示所述體繪制圖像； 響應(yīng)來自所述用戶輸入(115)的命令來在所述體繪制圖像上顯示3D光標(biāo)；以及 基于所述體繪制圖像中所述3D光標(biāo)的深度自動改變所述3D光標(biāo)的顏色。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為根據(jù)深度相關(guān)方案為所述體繪制圖像分配顏色。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為根據(jù)在所述體繪制圖像中使用的所述深度相關(guān)方案自動改變所述3D光標(biāo)的所述顏色。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為顯示環(huán)繞所述3D光標(biāo)的側(cè)影，其中所述側(cè)影是與所述3D光標(biāo)不同的顏色。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為基于所述3D光標(biāo)關(guān)于視平面的所述深度來自動調(diào)整所述3D光標(biāo)的尺寸。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為當(dāng)所述3D光標(biāo)位于所述體繪制圖像的表面之下時，自動將所述3D光標(biāo)著色為所述表面的第一顏色和根據(jù)深度相關(guān)方案的第二顏色之間的混合。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為在第一深度區(qū)間上以第一顏色顯示所述3D光標(biāo)，以及在第二深度區(qū)間上以第二顏色顯示所述3D光標(biāo)，其中所述第二深度區(qū)間比所述第一深度區(qū)間深。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(116)還配置為隨著通過所述用戶接口對所述3D光標(biāo)的所述深度的調(diào)整而平滑地調(diào)整所述3D光標(biāo)的所述顏色。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述顯示裝置(118)包括立體顯示器。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括超聲成像系統(tǒng)(100)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為“用于指示體繪制圖像中3D光標(biāo)深度的方法和系統(tǒng)”。一種用于與3D數(shù)據(jù)集交互的系統(tǒng)，包括顯示裝置(118)、存儲器(120)、用戶輸入(115)以及處理器(116)。處理器(116)配置為從存儲器(120)存取3D數(shù)據(jù)集并從3D數(shù)據(jù)集生成體繪制圖像。處理器(116)還配置為在顯示裝置(118)上顯示體繪制圖像，響應(yīng)來自用戶輸入(115)的命令在體繪制圖像上顯示3D光標(biāo)，以及基于體繪制圖像中3D光標(biāo)的深度自動改變3D光標(biāo)的顏色。
文檔編號G06T15/08GK102982576SQ20121031962
公開日2013年3月20日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者E·N·斯蒂恩 申請人:通用電氣公司