下文總體涉及成像，并且更具體涉及圖像數(shù)據(jù)分割和顯示，并且關于計算機斷層攝影(ct)的具體應用來描述。然而，在本文中也預期具有譜成像能力的其他成像模態(tài)。

背景技術：

ct掃描器一般包括被安裝在可旋轉機架上的x射線管，所述x射線管與檢查區(qū)域對面的探測器陣列相對。可旋轉機架并且因此x射線管繞檢查區(qū)域旋轉。x射線管發(fā)射輻射，所述輻射穿過檢查區(qū)域并且由探測器陣列來探測。所述探測器陣列生成并輸出指示所探測到的輻射的強度的信號。該信號被重建以生成體積圖像數(shù)據(jù)。

為了閱讀，臨床醫(yī)師使用不同的可視化軟件應用來查看體積圖像數(shù)據(jù)。一種這樣的應用包括圖像分割工具，所述圖像分割工具允許臨床醫(yī)師分割體積圖像數(shù)據(jù)中的感興趣組織以用于查看和/或分析。所述分割能夠由用戶通過所述圖像分割工具手動地執(zhí)行和/或通過臨床醫(yī)師和所述圖像分割工具的動作的組合而半自動地執(zhí)行。

利用一種范例半自動圖像分割，用戶將鼠標指針懸停在所顯示的圖像上的位置之上，以將位置識別為感興趣點。感興趣點的實際位置被用作針對自動分割的種子或開始點。自動分割在后臺執(zhí)行，其中，在被疊加在圖像上視口中即時顯示分割結果。如果鼠標指針在圖像上移動，則針對鼠標指針所識別的每個位置自動地重復此操作，而不要求任何鼠標點擊。

遺憾的是，對觀測的體積圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行的分割可能產生非最優(yōu)的結果。例如，利用對數(shù)據(jù)進行平滑的成像協(xié)議執(zhí)行的掃描可能使得臨床醫(yī)師和/或可視化軟件應用難以準確地識別感興趣組織的界限。鑒于至少上述內容，存在對于用于分割感興趣組織的其他方案的未解決的需求。

技術實現(xiàn)要素：

在本文中所描述的各方面解決了以上提及的問題和其他問題。

在一個方面中，一種方法，顯示根據(jù)譜投影數(shù)據(jù)利用第一重建算法重建的譜圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)相同的譜投影數(shù)據(jù)但是利用不同的重建算法重建的分割的圖像數(shù)據(jù)。所述方法包括利用所述第一重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)。這生成譜圖像數(shù)據(jù)。所述方法還包括利用不同的重建算法來重建所述譜投影數(shù)據(jù)。這生成分割圖像數(shù)據(jù)。所述方法還包括對所述分割圖像數(shù)據(jù)進行分割。這產生了分割的圖像數(shù)據(jù)。

在另一方面中，一種計算系統(tǒng)，包括被配置為存儲指令的存儲器設備，所述指令包括分割和可視化模塊。所述計算系統(tǒng)還包括運行所述指令的處理器。所述處理器響應于執(zhí)行所述指令而利用所述第一重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)。這生成譜圖像數(shù)據(jù)。所述處理器利用不同的重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)。這生成分割圖像數(shù)據(jù)。所述處理器對所述分割圖像數(shù)據(jù)進行分割。這產生了分割的圖像數(shù)據(jù)。

在另一方面中，一種計算機可讀存儲介質，被編碼有計算機可讀指令。所述計算機可讀指令當由處理器執(zhí)行時使所述處理器利用所述第一重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)。這生成譜圖像數(shù)據(jù)。所述處理器利用不同的重建算法來重建所述譜投影數(shù)據(jù)。這生成分割圖像數(shù)據(jù)。所述處理器對所述分割圖像數(shù)據(jù)進行分割。這產生了分割的圖像數(shù)據(jù)。

本發(fā)明可以采取各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟安排的形式。附圖僅僅是出于例示實施例的目的，而不應當被認為是限制本發(fā)明。

附圖說明

圖1示意性圖示了具有分割和可視化模塊的范例成像系統(tǒng)。

圖2示意性圖示了與具有分割和可視化模塊的計算系統(tǒng)相結合的范例成像系統(tǒng)。

圖3示意性圖示了分割和可視化模塊的范例。

圖4圖示了圖3的分割和可視化模塊的變型。

圖5圖示了用于顯示根據(jù)投影數(shù)據(jù)利用一種重建算法重建的圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)相同的投影數(shù)據(jù)重建但是利用不同的重建算法重建的分割圖像數(shù)據(jù)的方法。

具體實施方式

圖1圖示了成像系統(tǒng)100，諸如計算機斷層攝影(ct)掃描器。成像系統(tǒng)100包括固定機架102和旋轉機架104，旋轉機架104由固定機架102可旋轉地支撐，并且關于z軸圍繞檢查區(qū)域106旋轉。諸如臥榻的對象支撐體108支撐檢查區(qū)域106中的目標或對象。對象支撐體108被配置為垂直和/或水平地平移并且能定位用于目標或對象加載、掃描和/或卸載。

輻射源110，諸如x射線管，由旋轉機架104支撐，隨旋轉機架104旋轉，并且發(fā)射穿過檢查區(qū)域106的輻射。在一個實例中，控制器(ctrl)112控制輻射源110的平均或峰值發(fā)射電壓，其包括在積分時段內的兩個或更多個發(fā)射電壓(例如，80和140kvp，100和120kvp等)之間和/或以其他方式來切換發(fā)射電壓。在變型中，成像系統(tǒng)100包括至少兩個輻射源110，并且控制器112控制所述至少兩個輻射源110從而以不同的發(fā)射電壓來發(fā)射輻射。在另一變型中，輻射源110包括單寬譜x射線管。

探測器陣列114相對于輻射源110在與檢查區(qū)106的對側對向一角度弧。探測器陣列114探測穿過檢查區(qū)域106的輻射并生成指示所述輻射的投影數(shù)據(jù)。在輻射源電壓在至少兩個發(fā)射電壓之間切換和/或兩個或更多個x射線管以兩個不同的發(fā)射電壓發(fā)射輻射的情況下，探測器陣列114生成針對輻射源電壓中的每個的投影數(shù)據(jù)。對于單個寬譜x射線管，探測器陣列114包括產生譜投影數(shù)據(jù)的能量分辨探測器(例如，多層、光子計數(shù)等)。

重建器116重建譜投影數(shù)據(jù)并且產生體積圖像數(shù)據(jù)。在一個實例中，所述體積圖像數(shù)據(jù)包括與一個或多個不同能量相對應的一個或多個基礎體積圖像數(shù)據(jù)集?；A的范例包括光電吸收、康普頓散射、虛擬非對比(vnc)、相對材料(例如，碘、k邊緣等)濃度、解剖學組織(例如，骨骼、軟組織等)、準單能量吸收、有效原子序數(shù)(z)、碳氧比和/或其他基礎。重建器116還能夠組合所述譜投影數(shù)據(jù)并重建所述非譜投影數(shù)據(jù)和/或組合所述一個或多個基礎體積圖像數(shù)據(jù)集以產生非譜(常規(guī))體積圖像數(shù)據(jù)集。

計算系統(tǒng)118充當操作者控制臺。計算系統(tǒng)118允許操作者控制對系統(tǒng)100的操作。這包括選擇(一個或多個)成像采集協(xié)議、調用掃描、調用可視化軟件應用(諸如包括分割軟件工具的可視化軟件應用)、與執(zhí)行的可視化軟件應用進行交互等。計算系統(tǒng)118至少包括(一個或多個)輸出設備120(諸如顯示監(jiān)視器，膠片機等)、至少一個輸入設備122(諸如鼠標，鍵盤等)。計算系統(tǒng)118從系統(tǒng)100和/或其他設備獲得譜投影和/或圖像數(shù)據(jù)。

計算系統(tǒng)118還包括至少一個處理器124(例如，中央處理單元或cpu、微處理器等)以及計算機可讀存儲介質(“存儲器”)126(其不包括瞬態(tài)介質)，所述計算機可讀存儲介質諸如是物理存儲器和/或其他非瞬態(tài)存儲器。計算機可讀存儲介質126存儲數(shù)據(jù)128和計算機可讀指令130。至少一個處理器124執(zhí)行計算機可讀指令130和/或由信號、載波和其他瞬態(tài)介質所承載的計算機可讀指令。

計算機可讀指令130至少包括分割和可視化模塊132。如在下文更詳細描述的，在一個實例中，分割和可視化模塊132在主視口或窗口(例如，被配置用于顯示數(shù)據(jù)的顯示監(jiān)視器的一區(qū)域)中可視地呈現(xiàn)使用第一重建算法所生成的譜圖像數(shù)據(jù)，并且對從根據(jù)相同的譜投影數(shù)據(jù)但是利用不同的重建算法所生成的分割圖像數(shù)據(jù)中所識別的感興趣區(qū)域進行分割，產生所生成的分割的圖像數(shù)據(jù)，其能夠單獨地顯示和/或結合譜圖像數(shù)據(jù)來顯示。

通過非限制性范例的方式，在一個實例中，分割和可視化模塊132使處理器124構造和顯示虛擬非對比(vnc)圖像，并且執(zhí)行對在碘圖中的vnc圖像中識別的興趣區(qū)域的分割，所述碘圖是根據(jù)相同的投影或采集數(shù)據(jù)但是利用不同的重建算法生成的。不同的重建算法的范例包括光電吸收、康普頓散射、vnc、相對材料(例如，碘、k邊緣等)濃度、解剖學組織(例如，骨骼、軟組織等)、準單能量吸收、有效原子序數(shù)(z)、碳氧比等。

圖2示出了圖1的系統(tǒng)100的變型，其中，成像系統(tǒng)100包括控制臺202，并且計算系統(tǒng)118與成像系統(tǒng)100分離。計算系統(tǒng)118從系統(tǒng)100、數(shù)據(jù)存儲庫204和/或其他設備獲得譜投影和/或譜圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲庫204的范例包括圖片歸檔和通信系統(tǒng)(pacs)、放射學信息系統(tǒng)(ris)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(his)和電子醫(yī)學記錄(emr)。譜投影和/或譜圖像數(shù)據(jù)能夠使用諸如健康級別七(hl7)、可擴展標記語言(xml)、醫(yī)學數(shù)字成像及通信(dicom)的格式和/或一種或多種其他格式來傳送，其可以包括或者可以不包括加密。

圖3示意性圖示了分割和可視化模塊132的范例。

分割和可視化模塊132接收譜投影數(shù)據(jù)和/或通過重建譜圖像數(shù)據(jù)而生成的譜圖像數(shù)據(jù)作為輸入。能夠從成像系統(tǒng)100、數(shù)據(jù)存儲庫204、另一成像系統(tǒng)、存儲器126和/或其他設備獲得譜投影數(shù)據(jù)和/或譜圖像數(shù)據(jù)。

繪制引擎302例如在主視口中顯示譜圖像數(shù)據(jù)。繪制引擎302可以提供用于操縱對譜圖像數(shù)據(jù)的顯示的一組gui工具。這樣的工具可以包括窗口水平/寬度工具、平移工具、縮放工具、旋轉工具和/或(一個或多個)其他數(shù)據(jù)操縱工具中的一個或多個。這允許臨床醫(yī)師調節(jié)所掃描的對象或感興趣的所顯示的視圖。

感興趣區(qū)域識別器304識別針對在所顯示的譜圖像數(shù)據(jù)中的分割的感興趣區(qū)域。在一個實例中，這包括接收指示鼠標懸停在所顯示的譜圖像上的位置的信號。感興趣區(qū)域識別器304將鼠標指針的位置識別為感興趣區(qū)域分割種子以用于對感興趣區(qū)域的分割。

分割重建算法檢索器306檢索重建算法(其與用于重建譜圖像數(shù)據(jù)的重建算法不同)，其將被用于重建譜投影以產生不同的譜圖像數(shù)據(jù)分割。該算法在本文中被稱為分割重建算法。不同的譜圖像數(shù)據(jù)在本文中被稱為分割圖像數(shù)據(jù)。

分割重建算法能夠是：默認算法、基于成像協(xié)議(例如，以及基于電子數(shù)據(jù)文件中的標頭或其他字段所識別)的、通過來自輸入設備122的指示用戶選擇的算法的信號來識別的、基于被用于重建譜圖像數(shù)據(jù)的重建算法的、和/或以其他方式所識別的。

分割重建引擎308利用分割重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)并且產生分割圖像數(shù)據(jù)。備選地，重建器116(圖1)能夠被用于利用分割重建算法來重建譜投影數(shù)據(jù)并且產生分割圖像數(shù)據(jù)。

圖像數(shù)據(jù)到圖像數(shù)據(jù)分割種子映射器310將在所顯示的譜圖像數(shù)據(jù)中所識別的分割種子映射到分割圖像數(shù)據(jù)中的對應種子點。分割器312使用所映射的分割種子來分割所述分割圖像數(shù)據(jù)。對于所述分割，分割器312能夠采用已知和/或其他分割算法。

分割顯示器314構造所分割的區(qū)域的分割圖像數(shù)據(jù)，并且顯示所構造的分割圖像數(shù)據(jù)，被疊加或重疊在主視口的子部分上或者單獨在主視口或子視口中。參考以上范例，所顯示的譜圖像數(shù)據(jù)是vnc圖像數(shù)據(jù)，所述分割圖像數(shù)據(jù)是碘圖，并且所顯示的分割的圖像數(shù)據(jù)是從所述分割圖像數(shù)據(jù)分割得到的分割的區(qū)域。

圖4示意性圖示了圖3的模塊132的變型，其還包括邏輯402。在該變型中，分割重建引擎308執(zhí)行多種不同的分割重建，每種分割重建使用不同的分割重建算法，并且產生分割圖像數(shù)據(jù)的多個不同的集合以用于分割。能夠并行或順序地執(zhí)行不同的重建。

分割顯示器314能夠分別構造和顯示針對多個不同的分割重建中的每個分割重建的分割的圖像數(shù)據(jù)。這些分割的結果能夠被單獨地可視化(例如，針對每個基礎材料分割有一個彩色輪廓圖)和/或具有組合函數(shù)(function)。在該范例中，邏輯402實施被存儲在組合函數(shù)存儲器404中的組合函數(shù)中的一個或多個。

范例組合函數(shù)包括用于將多個不同的分割的圖像數(shù)據(jù)集中的一個或多個融合到一起(例如，聯(lián)合)的邏輯“或”。另一范例組合函數(shù)包括邏輯“與”，其僅提取在第一和至少第二分割的圖像數(shù)據(jù)中的每個內部的圖像點(例如，交叉點)。又一范例組合函數(shù)包括邏輯“差”，其僅提取在第一分割的圖像數(shù)據(jù)中但是不在至少第二分割的圖像數(shù)據(jù)內部的圖像點。

又一范例組合函數(shù)包括邏輯“最大”，其利用具有最高梯度的分割輪廓。另一范例組合函數(shù)包括多個子組合函數(shù)。非限制性范例包括與多個組合函數(shù)(諸如“碘和非骨或k邊緣”)相組合的多個分割的圖像數(shù)據(jù)集的復合組合。所述組合可以生成多個隔離的區(qū)域，其能夠被單獨地和/或同時地可視化。在本文中還預期另一種其他的組合函數(shù)。

在變型中，邏輯402選擇多個不同分割重建的子集。在一種情況下，這包括僅選擇多個不同的分割的圖像數(shù)據(jù)集中的一個，例如，基于例如分割的區(qū)域的熵和/或其他準則的“最具信息性”或可能的分割。

在另一變型中，所述圖像分割基于針對每個基底圖像對于每個像素的所有梯度幅度的加和或平方。

在另一變型中，所述分割種子是由眼動儀提供的，所述眼動儀測量用戶的查看焦點。能夠除了使用當前輸入設備(例如，鼠標光標，觸控筆，數(shù)字筆，致動的觸摸屏區(qū)域等)或者替代使用所述當前輸入設備而使用該方法來識別分割種子。

在另一變型中，在本文中所描述的分割方法能夠與其他可視化方法結合使用。例如，在本文中所描述的分割方法能夠與可視化方法一起使用，以用于同時地顯示針對每個視圖的使用不同處理算法的圖像數(shù)據(jù)的相同子區(qū)域或解剖學區(qū)域的多個視圖。在2014年10月17日提交的序列號為pct/ib2014/065423并且題為“imagevisualization”的專利申請中描述了這種方法的一個范例，在此通過引用將其整體內容并入本文。

利用在pct/ib2014/065423中所描述的方法，將相同感興趣區(qū)域的多個視圖疊加在主視口中顯示的圖像數(shù)據(jù)的不同非交疊子部分上。不同的處理算法包括，但不限于：多能量x射線、單能量x射線、相對材料濃度、有效原子序數(shù)、2d/3d和/或其他處理算法。如在pct/ib2014/065423中所公開的，所述處理算法可以增強圖像質量和/或增加特定組織/引入的對比材料的可視化。

圖5圖示了用于顯示根據(jù)投影數(shù)據(jù)利用一種重建算法重建的圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述投影數(shù)據(jù)利用不同的重建算法重建的分割圖像數(shù)據(jù)的方法。

應當意識到，動作的順序不是限制性的。這樣，在本文中預期其他順序。另外，可以省略一個或多個動作和/或可以包括一個或多個額外的動作。

在502處，創(chuàng)建譜掃描計劃，其包括識別感興趣的譜重建算法。

在504處，基于所述譜掃描計劃來執(zhí)行譜掃描，其生成譜投影數(shù)據(jù)。

在506處，利用所述感興趣的譜重建算法來重建所述譜投影數(shù)據(jù)，其生成譜體積圖像數(shù)據(jù)。

在508處，視覺地顯示所述譜體積圖像數(shù)據(jù)。

在510處，在所顯示的譜體積圖像數(shù)據(jù)中識別分割種子。

在512處，如在本文中所描述的和/或以其他方式所描述的，識別不同的譜重建算法。

在514處，不同的譜重建算法被用于處理譜投影數(shù)據(jù)并且生成分割體積圖像數(shù)據(jù)。

在516處，將所顯示的譜體積圖像數(shù)據(jù)中的分割種子的位置映射到分割體積圖像數(shù)據(jù)。

在518處，基于所述分割種子來分割所述分割體積圖像數(shù)據(jù)，產生分割的圖像數(shù)據(jù)。

在520處，視覺地顯示所述分割的圖像數(shù)據(jù)，如在本文中所描述的和/或以其他方式所描述的。

在本文中的方法可以通過被編碼或錄入在計算機可讀存儲介質上的計算機可讀指令來實施，所述計算機可讀指令當由(一個或多個)計算機處理器運行時，使所述(一個或多個)處理器執(zhí)行所描述的動作。額外地或備選地，所述計算機可讀指令中的至少一條指令由信號、載波或其他瞬態(tài)介質所承載。

己經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。他人在閱讀并理解了前述詳細說明之后可以進行修改和變形。其意圖是，本發(fā)明被理解為包括所有這樣的修改和變形，只要其落了權利要求書或其等價方案的范圍之內。