本發(fā)明的實施方式涉及例如能夠用于使解剖學構(gòu)造視覺化的醫(yī)用圖像處理裝置及醫(yī)用圖像處理程序。

背景技術(shù)：

當臨床醫(yī)生進行胸部檢查時，需要識別并計數(shù)位移或沒有位移的骨折或骨病變。例如，需要確認檢查了全部的肋骨，決定骨折或損傷位于其中的肋骨的何處。

例如計算機斷層攝影法(ct)、磁共振影像法(mri)或正電子放射斷層攝影法(pet)等范圍較大的醫(yī)用攝像程式，成為用來獲取用于診斷或其他目的的描繪患者或其他被檢體的三維醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)的標準性技術(shù)。

為了觀察患者或其他被檢體的肋骨而確定是否有骨折，已知使用ct數(shù)據(jù)或從其他醫(yī)用攝像程式生成的、體軸截面或斜截面中的多截面再編制(mpr)視圖。體軸或斜截面mpr視圖也可以借由一組三維圖像數(shù)據(jù)而具備例如遍及患者的軀體的切片等、體軸或斜截面切片。臨床醫(yī)生通過依次遵循體軸切片或斜截面切片的系列的級序，來觀察患者的肋骨。各個切片可能包含至少一根或其以上的肋骨。可能不同的肋骨被表示在不同的切片上。此外，可能各個肋骨出現(xiàn)在許多的切片上。

通過實際使用這樣的技術(shù)，有可能難以對臨床醫(yī)生保證適當?shù)貦z查了全部的肋骨。進而，即使一旦確認了骨折，徹底查明究竟該骨折在特定的肋骨的何處也有可能是困難的。由于各個切片僅表示特定的肋骨或多個肋骨，所以區(qū)分哪個肋骨被表示在規(guī)定的切片上有可能較難。此外，對于臨床醫(yī)生而言，借由一組體軸或斜截面mpr視圖并遵循級序可能要花費較多時間。

以往以來，提出了使關(guān)于各個肋骨的曲面重構(gòu)(curvedmpr：也稱為“cpr”、“曲面重建mpr”)圖像變明確的肋骨中心線跟蹤算法等的技術(shù)。合成圖像然后根據(jù)肋骨的cpr圖像集和背骨的cpr圖像生成。有效率地將各個肋骨在圖像中以筆直的形態(tài)表示。在原理上，這樣的技術(shù)將沒有位移的骨折更簡單地可視化。

但是，以往技術(shù)圖像中的肋骨的直線化有可能使肋骨的相對的位置及方位的把握變得困難。肋骨的直線化可能會使圖像的觀感變得不自然。進而，在生成合成圖像的一些方法中，可能在生成的合成圖像中出現(xiàn)在背骨與肋骨之間斷開那樣的狀況。

還提出了為了確定骨折而生成展開的胸廓的最大亮度投影(mip)圖像的技術(shù)。這樣的展開的mip圖像原則上能夠給出胸廓的良好的整體視圖。但是，使用mip等亮度投影技術(shù)生成的視圖在沒有位移的骨折、特別是沒有位移的骨折是局部性骨折的情況下，有正好擋住的情況。

mip通過返回例如沿著射線的最高亮度(returning)，選擇最大亮度的點。對于骨折了的骨頭、特別是骨折為局部性骨折，亮度的最大值可能在沒有骨折的點處產(chǎn)生。因而，在某種狀況下，mip可能沒有描繪沿著骨折的線的點，結(jié)果在圖像中使骨折的可視變得困難，或者成為不可視。

沒有位移的骨折由于在例如用通過mip或其他的亮度投影技術(shù)等從肋骨的表面獲取的圖像數(shù)據(jù)值描繪、或生成受圖像數(shù)據(jù)值支配的圖像的攝像技術(shù)中有可能看不到，所以特別有確定變得困難的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式是著眼于上述情況而作出的，其提供一種與以往相比能夠?qū)⒔馄蕦W構(gòu)造恰當?shù)匾曈X化的醫(yī)用圖像處理裝置及醫(yī)用圖像處理程序。

本發(fā)明一個實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置，具有曲面決定部和圖像生成部。曲面決定部針對三維數(shù)據(jù)決定穿過多個子構(gòu)造的第1曲面，該三維數(shù)據(jù)是關(guān)于具有多個子構(gòu)造的解剖學構(gòu)造的數(shù)據(jù)。圖像生成部，使用關(guān)于第1曲面上的多個采樣點的三維數(shù)據(jù)，生成與第1曲面相對應(yīng)的二維圖像。

附圖說明

圖1是有關(guān)實施方式的醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的概略圖。

圖2是描繪了圖1的系統(tǒng)的動作模式整體的流程圖。

圖3是與軸、描繪了數(shù)據(jù)采樣路徑的軸的周邊的多個面和多個線交疊的被檢體的胸廓的概要圖。

圖4是描繪了多個面的一部分的簡圖，表示相對于與軸垂直方向傾斜的面。

圖5a是表示從軸以放射狀延伸、與在攝像數(shù)據(jù)套組中表示的解剖學構(gòu)造交叉的數(shù)據(jù)采樣路徑的簡圖。

圖5b是表示穿過解剖學構(gòu)造的數(shù)據(jù)采樣路徑的將圖5a的一部分放大的圖，包括數(shù)據(jù)采樣路徑與解剖學構(gòu)造的交點的范圍的指示。

圖6是穿過多樣體、軸、從軸接著射線路徑與多樣體交叉的射線的切片、與穿過生成了多樣體的圖像數(shù)據(jù)的切片的描繪交疊的切片的概略圖。

圖7是描繪圖1的系統(tǒng)的動作模式概要的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，用并不限定于例子的方法說明實施方式。

在圖1中表示有關(guān)實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置10。醫(yī)用圖像處理裝置10在此情況下具備作為個人計算機(pc)或工作站的計算裝置12，連接在ct掃描器14、一個以上的顯示屏幕16或其他顯示設(shè)備、以及計算機鍵盤、鼠標或跟蹤球等輸入裝置或多個輸入裝置18上。

ct掃描器14也可以是構(gòu)成為獲取患者或其他被檢體的區(qū)域的容積ct數(shù)據(jù)(英文：volumetricctdata)的任意的ct掃描器?；颊呋蚱渌粰z體的區(qū)域有可能具備關(guān)注的至少一個解剖學構(gòu)造。在本實施方式中，患者的區(qū)域是軀體，關(guān)注的解剖學構(gòu)造是肋骨。在其他實施方式中，解剖學構(gòu)造也可以是任意的適當?shù)臉?gòu)造，例如是頭蓋骨或骨盆等的骨骼、或肝臟、心臟或胃等的臟器?；颊叩膮^(qū)域的容積ct數(shù)據(jù)有可能被向適合于圖像處理的一個以上的容積攝像數(shù)據(jù)套組中重構(gòu)。

在代替性的實施方式中，ct掃描器14如果是例如mri(磁共振攝像)掃描器、x線掃描器、pet(正電子放射斷層攝影法)掃描器、spect(單光子放射計算機斷層攝影)掃描器或超聲波掃描器等構(gòu)成為提供三維醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)的攝像程式(英文：imagingmodality)，則也可以替換為或者補充任意的容積掃描器。

在本實施方式中，由ct掃描器14獲取的容積ct數(shù)據(jù)套組被保存到存儲器20中，然后被向計算裝置12提供。在代替性的實施方式中，容積ct數(shù)據(jù)套組被從有可能形成圖像保管通信系統(tǒng)(pacs)的一部分的遠程數(shù)據(jù)存儲器(未圖示)供給。存儲器20或遠程數(shù)據(jù)存儲器也可以具備存儲裝置的任意的適當形態(tài)。

計算裝置12提供用來將攝像數(shù)據(jù)套組自動地或半自動地進行處理的處理資源，具備中央處理單元(cpu)。在本公開中，計算裝置12包括多樣體決定電路24和圖像生成電路28。

在本實施方式中，多樣體決定電路24和圖像生成電路28、由計算裝置12、利用具有能夠執(zhí)行實施方式的方法的計算機可讀指示的計算機程序的手段來分別執(zhí)行。例如，多樣體決定電路24和圖像生成電路28例如有可能由cpu22作為能夠由計算裝置12執(zhí)行的單獨的計算機程序或算法分別執(zhí)行。但是，在其他實施方式中，電路也可以被作為一個以上的asics(面向特定用途的集成電路)或fpgas(現(xiàn)場可編程門陣列)執(zhí)行。

計算裝置12還擁有也包括硬盤驅(qū)動器或ram、rom、數(shù)據(jù)總線、包含各種各樣的設(shè)備驅(qū)動器的操作系統(tǒng)、或包括圖形卡的硬件設(shè)備的pc的其他構(gòu)成要素。這樣的構(gòu)成要素為了清楚而在圖1中沒有圖示。

圖1的系統(tǒng)的工序被用圖2的流程圖的概略表示。在處理的第一階段100中，計算裝置12接收醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組。在該實施方式中，醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組具備三維ct數(shù)據(jù)，所述三維ct數(shù)據(jù)具備伴隨著表示由掃描體的對應(yīng)位置處的ct掃描決定的x線吸收水平的各個體素的亮度值的體素的套組。

在代替性的實施方式中，為了獲取醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組，也可以使用任意的其他適當?shù)某淌?，例如有磁共?mr)攝像或正電子放射斷層攝影(pet)攝像。

在處理的下個階段102，多樣體決定電路24決定用來在多樣體決定處理中使用的軸。軸200被在圖3及圖4中概略地表示。在本實施方式中，軸200是醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的被檢體，遵循與背骨實質(zhì)上對位的患者的上下(superior－inferior)軸。在此情況下，軸200基于與ct掃描器的長軸及患者的上下軸實質(zhì)上是一直線的理解，從醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的坐標系設(shè)定。

在其他實施方式中，為了決定軸也可以使用任意的適當處理。例如，也可以為了決定背骨或其他的解剖學構(gòu)造的位置或方位而對醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組執(zhí)行分段處理，也可以基于分段來決定軸200的位置或方位。

在處理的下個階段104中，多樣體決定電路24決定繞軸200擴展的多個面210。相比在與軸200垂直方向上延長，面210相對于軸200傾斜是本實施方式的特征。通常，人類患者的各自的各個肋骨被與相對于背骨的方向傾斜的面對位，通過將面210傾斜，面210可能會更加與肋骨排列在一直線上。在其他實施方式中，也可以將面210與任意的解剖學構(gòu)造實質(zhì)上對位而傾斜。

在本實施方式中，面210的全部如在圖4中用角度阿爾法所表示的那樣，以相同的角度傾斜。在其他實施方式中，不同的面210也可以具有不同的傾角。在實施方式中，面210的傾角既可以被固定，也可以自動或半自動地決定規(guī)定的傾角或傾角，例如，也可以基于醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的分段及/或按照用戶輸入決定傾斜角度。

在處理的階段106中，多樣體決定電路24決定各個面210上的多個數(shù)據(jù)采樣路徑220。在圖3中表示了數(shù)據(jù)采樣路徑的幾個例子。數(shù)據(jù)采樣路徑220相對于軸200以放射狀擴展。

在本實施方式中，對于各個面210的多個數(shù)據(jù)采樣路徑220繞軸200實質(zhì)上被遍及360度地分配。在其他實施方式中，數(shù)據(jù)采樣路徑220可能被遍及比360度小的角度地分配。數(shù)據(jù)采樣路徑220有可能在面的周邊隔著實質(zhì)上相等的角度間隔。

圖5a是軸200處于面210的中心的單一面210的概略圖。圖5a與借由對應(yīng)于面210的醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的切片的描繪交疊。圖5a表示從軸200以放射狀延伸的多個數(shù)據(jù)采樣路徑220。為了使得清楚，在圖5a中僅描繪了在處理的階段106中決定的數(shù)據(jù)采樣路徑220的子套組。進而，面210上的數(shù)據(jù)采樣路徑220盡管存在，但在圖5a中沒有圖示。

圖5b是圖5a的一部分的放大圖，表示兩個數(shù)據(jù)采樣路徑220a及220b的一部分。各個數(shù)據(jù)采樣路徑220a及220b在醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)套組中與骨的區(qū)域230交叉(在此情況下，骨是肋骨的一部分)。骨的區(qū)域230由于骨的邊界具有比骨的正中間高的亮度，所以在圖5a及圖5b中成為輪子那樣的觀感。

在階段108中，多樣體決定電路24通過從軸220沿著各個數(shù)據(jù)采樣路徑220投射射線，在沿著各個數(shù)據(jù)采樣路徑220的多個點的各自處將醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組采樣。多樣體決定電路24根據(jù)醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的亮度值，沿著各個數(shù)據(jù)采樣路徑220，決定與多個點分別對應(yīng)的亮度值。當決定與多個點對應(yīng)的亮度值時，多樣體決定電路24有可能沿著多個數(shù)據(jù)采樣路徑220的每一個分別決定醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)的亮度值的變化的程度。

在階段110至114中，多樣體決定電路24決定具有描繪至少一個解剖學構(gòu)造的形態(tài)之形狀的曲面。在階段110至114中，多樣體決定電路24決定擁有描繪至少一個解剖學構(gòu)造的形態(tài)之形狀的曲面。至少一個解剖學構(gòu)造具有多個分離的子構(gòu)造，在此情況下胸廓包括多個肋骨。在記載的實施方式中，曲面被稱作多樣體400，例如曲面或復(fù)合3d多樣體和多樣體400與全部的關(guān)注解剖學構(gòu)造、在本實施方式中為全部的肋骨交叉。

有問題的解剖學構(gòu)造或多個構(gòu)造的形狀的任意的其他適當曲面、例如任意的適當多樣體，有可能按照代替性的實施方式?jīng)Q定，此外，曲面也有可能為任意的適當?shù)亩S或三維形狀。曲面最小只有很小厚度或完全沒有厚度，這樣的曲面可以考慮為曲面二維形狀。代替地，曲面也可以不是零，或者不是很小，或者具有比最小的厚度大的厚度，這樣也可以是厚片(英文：slab)等三維形狀，例如是彎曲的厚片。這樣的厚片與例如一個體素相比有可能更具有厚度。在對象上，完全沒有厚度及寬度的線即使是線穿過三維空間而遵循曲面路徑的情況，也可以考慮為一維形狀。

在圖1的實施方式中，為了決定曲面而使用多樣體決定電路24，但在此情況下曲面是多樣體400。在代替性的實施方式中，為了決定曲面也可以使用任意的適當電路。

在階段110中，相對于由至少一根肋骨交叉的各個數(shù)據(jù)采樣路徑220，多樣體決定電路220決定沿著數(shù)據(jù)采樣路徑220的射線投射與肋骨交叉的最初的點(即，距軸最近的點)、和沿著數(shù)據(jù)采樣路徑220的射線投射與肋骨交叉的最后的點(即，距軸最遠的點)。多樣體決定電路220決定對于數(shù)據(jù)采樣路徑220的推測的多樣體位置。該推測的多樣體位置是最初的點與最后的點的中間點。該中間點是射線與肋骨的交點的起始和結(jié)束的中間。在其他實施方式中，為了決定推測的多樣體位置，也可以使用不同的方法。例如，在實施方式中，有不存在向射線與肋骨之間的交叉的終點的形態(tài)。在實施方式中，推測的多樣體位置也有關(guān)聯(lián)于射線與肋骨之間的最初的交點而決定者。

圖5a表示關(guān)于數(shù)據(jù)采樣路徑220a決定的最初的點240、最后的點242及中間點244、和關(guān)于數(shù)據(jù)采樣路徑220b決定的最初的點250、最后的點252、中間點254。

中間點有可能處于骨的骨髄內(nèi)。在某種狀況下，有可能最初的點和最后的點分別比中間點更適宜定義，所以有為了探索中間點而使用最初的點和最后的點較為有益的情況。由于最初的點和最后的點分別可能骨的外側(cè)部分擁有比骨髄大的亮度，所以最初的點和最后的點可能與中間點相比更擁有對比度。

在本實施方式中，通過為了決定中間點而使用最初的點和最后的點進行的多樣體的決定，是基于隨著肋骨的外側(cè)部分具有比肋骨的內(nèi)側(cè)部分大的亮度而遍及肋骨的厚度的亮度的值的預(yù)想分布圖的。在其他實施方式中，多樣體的決定也可以基于遍及任意的解剖學構(gòu)造的任意的適當參數(shù)的預(yù)想分布圖。

在本實施方式中，多樣體決定電路24通過為了確定具有描繪骨的亮度的點而使用亮度閾值，或者通過檢測具有描繪骨的亮度的最初的點和最后的點，來決定對于各個數(shù)據(jù)采樣路徑220的最初的點和最后的點。在其他實施方式中，將肋骨在階段108之前根據(jù)醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組分段，使用分段的肋骨執(zhí)行中間點的確定。最初的點和最后的點，是通過分段而被賦予標簽為肋骨的最初的點和最后的點。在其他實施方式中，也可以使用作為關(guān)注解剖學構(gòu)造的部分的點的確定的任意的適當方法。

在實施方式中，也有在計算中間點之前將最初的點和最后的點進行濾波的情況。交點被作為沿著射線的距離而保存。該濾波通過將所保存的距離的接近與該接近卷積，能夠給保存的距離帶來影響。濾波后的距離的中間點能夠用于使多樣體變明確。將最初的點和最后的點濾波，是為了確保對于射線選擇的、推測的多樣體位置形成連續(xù)的曲面和其附近而有可能承擔的一項任務(wù)。

與肋骨交叉的、對于各個數(shù)據(jù)采樣路徑220推測的多樣體位置在階段110中決定。但是，在本實施方式中，在數(shù)據(jù)采樣路徑220中，有不與肋骨交叉者。這是因為例如，有可能某個數(shù)據(jù)采樣路徑220穿過肋骨之間的間隙。

在階段112中，多樣體決定電路24通過將在階段110中被決定為中間點的推測的多樣體位置進行內(nèi)插或外插，來決定對于不與肋骨交叉的數(shù)據(jù)采樣路徑220的各自的推測的多樣體位置。對于與哪個骨都不交叉的數(shù)據(jù)采樣路徑220，多樣體決定電路24將位置內(nèi)插到不照在骨上的接近的射線之間的曲面表面上。

多樣體決定電路24有可能通過將曲面向在階段110中決定的中間點配合來執(zhí)行內(nèi)插。多樣體決定電路24通過對接近的射線進行處理，有可能對肋骨區(qū)域中檢測最相似的cpr(曲面設(shè)計者重建)表面(即，多樣體400的至少一部分的最相似的推測)。對于不與肋骨交叉的數(shù)據(jù)采樣路徑220的推測的多樣體位置決定的方法有可能具備用于二維信號重構(gòu)的規(guī)一化卷積(英文：normalizedconvolution)的使用(例如，參照anders共著，《基于重點增量規(guī)一化卷積的圖像重構(gòu)，圖像分析》(imagereconstructionbyprioritizedincrementalnormalizedconvolution，imageanalysis)：17th斯堪的納維亞協(xié)議會，scia2011，ystad，瑞典，2011年5月，proceedings，176－185頁，h.knutsson，c.－fwestin.《規(guī)格化及微分卷積》(normalizedanddifferentialconvolution)inproceedingsofieee《計算機視覺及圖案識別的社會協(xié)議》(societyconferenceoncomputervisionandpatternrecognition)cvpr‘93，515－523頁，1993年6月)。

在階段114中，多樣體決定電路24基于階段110至112的推測的多樣體位置，決定多樣體400。在實施方式中，多樣體400有包含在階段110和112中決定的全部的推測的多樣體位置者。在實施方式中，多樣體決定電路24調(diào)節(jié)推測的多樣體位置的至少某些，該多樣體也有包含被調(diào)整后的位置者。例如，多樣體決定電路24檢查與推測的多樣體位置的相容性對應(yīng)的推測的多樣體位置，假如在判明為沒有相容性的情況下，有可能調(diào)整至少推測的多樣體位置的某些。在實施方式中，多樣體決定電路24為了將假陽性除去，有制作與數(shù)據(jù)采樣路徑220分別對應(yīng)的候選肋骨區(qū)域的列表、從鄰接的射線將候選區(qū)域比較者。

其中，有所決定的多樣體400是全多樣體、可能具備連續(xù)的表面的實施方式。在其他實施方式中，有可能多樣體400是部分性的多樣體，至少具備一個非連續(xù)性的表面。例如，多樣體400可能被決定在肋骨上，此外可能對于肋骨之間的區(qū)域沒有決定。在本實施方式中，多樣體400是與全部的肋骨交叉的表面，表示胸廓的至少一部分的形狀。在其他實施方式中，三維多樣體400也可以與任意的適當?shù)慕馄蕦W構(gòu)造交叉。

多樣體決定電路24構(gòu)成為，檢索與多樣體的被要求的基準一致的、與點對應(yīng)的體。在關(guān)于圖2的階段100至114的上述處理中，多樣體決定電路24使用圓筒投影法開始檢索，將點決定在由圓筒投影法和肋骨決定的射線的交點的開始與結(jié)束之間的中間左右。在其他實施方式中，可以使用在多樣體上決定點的任意的適當?shù)姆椒ā＠?，也可以使用不同的投影系統(tǒng)。在本實施方式中，自動地導出多樣體400。在其他實施方式中，多樣體400也可以使用用戶輸入來決定。

多樣體決定電路24穿過多樣體400向圖像生成電路28到達。

在階段116至122中，多樣體400為了使用多樣體400上的點的亮度值獲取肋骨的曲面mpr圖像而使用。該肋骨的曲面mpr圖像是表示肋骨被展開的視圖的二維圖像。投影系統(tǒng)(在此情況下，具有傾斜的圓筒投影法)被用于將計劃生成的曲面mpr圖像的點向多樣體400的表面上的點映射。在階段116中，圖像生成電路28使用投影系統(tǒng)決定多個射線路徑500。射線路徑500的數(shù)量與生成的像素的數(shù)量對應(yīng)。

作為射線路徑500決定中的第一步，沿著患者的上下軸決定照相機軸。在本實施方式中，決定的照相機軸與在圖3及圖4中表示的軸200相同。在其他實施方式中，照相機軸也可以與在多樣體400的決定中使用的軸200不同。

點的集o^1…n被沿著照相機軸決定。使得各個點oⁱ在輸出圖像中對應(yīng)于像素的橫列。對于各個點oⁱ，決定垂直面pⁱ，將面pⁱ基于角度傾斜。在本實施方式中，面p^1…n與在圖3及圖4中表示的面210相同，上述傾角是在圖4中表示的角度α。通過使用傾斜面，與假如傾斜面不傾斜的情況相比，在結(jié)果圖像中使得肋骨看起來更加水平。

射線路徑500的收集，是通過以oi為中心在包含基點ai的面pi內(nèi)旋轉(zhuǎn)而在面pi中定義的。在本實施方式中，射線路徑500以照相機軸為中心，被分配給實質(zhì)上等于360度的范圍。各個射線路徑500在對于列的輸出圖像中與不同的水平像素對應(yīng)。

在本實施方式中，射線路徑500與數(shù)據(jù)采樣路徑220相同。在其他實施方式中，射線路徑500與數(shù)據(jù)采樣路徑220不同。例如，也可以使用與為了獲取多樣體400而使用的投影不同的投影。也可以有比數(shù)據(jù)采樣路徑220多或少的射線500。例如，為了決定多樣體400而使用的數(shù)據(jù)采樣路徑220的數(shù)量也可能比圖像中的像素數(shù)多，因而也可能比由圖像生成電路28使用的射線500的數(shù)量多。

在實施方式中，在階段106中決定的數(shù)據(jù)采樣路徑220被作為射線路徑500使用，有將階段116省略的情況。

在階段118中，圖像生成電路28將沿著射線路徑500的各自的射線投射。各個射線怎樣處理會將給輸出圖像帶來影響。

在本實施方式中，圖像生成電路28決定對于各個射線路徑500的點，該點是沿著射線路徑500的射線投射與多樣體交叉的部位。在本實施方式中，由于多樣體400在沿著射線路徑500的方向上沒有厚度，所以多樣體400與各個射線的交點是多樣體400上的一點510。圖像生成電路28因而決定與射線路徑500的數(shù)量對應(yīng)的數(shù)量的點510的套組(此外，由此決定與圖像的像素數(shù)對應(yīng)的數(shù)量)。

在本實施方式中，點510是沿著射線路徑500的射線投射與多樣體400交叉的點。在其他實施方式中，多樣體400上的點510也可以使用既可以包含也可以不包含射線投射的任意的適當?shù)姆椒▉頉Q定。有可能使用任意的適合的投影方法。關(guān)于將復(fù)合多樣體在二維攝像平面中展開的問題，因為有與在獲取地圖投影時面對的問題同樣的問題，所以優(yōu)選的是在多個意義下考慮。這是因為，對于地圖投影已知有較多的不同的途徑。根據(jù)希望，也有可能對本申請使用在地圖投影法中使用的適當?shù)耐队胺椒ā?/p>

在本實施方式的一方面中，射線500與數(shù)據(jù)采樣路徑220實質(zhì)上接觸，而在其他實施方式中，射線500與數(shù)據(jù)采樣路徑220不同。圖像生成電路28在點510的各自處將醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組采樣。在本實施方式中，圖像生成電路28根據(jù)醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組決定與點510分別對應(yīng)的體素亮度值。在其他實施方式中，也可以將任意的適當?shù)膮?shù)的值通過在點510處采樣來決定。

圖6是遍及多樣體400的切片的概略圖。圖6表示軸520和射線路徑500。射線從軸520沿著射線路徑500與多樣體400交叉。圖6的描繪從圖像數(shù)據(jù)生成多樣體400，與借由該圖像數(shù)據(jù)的切片交疊。

射線提供能夠?qū)崿F(xiàn)所獲取的肋骨的展開的視圖的圓筒投影法。射線為了將圖像中的點映射到多樣體表面上的點而使用。各個射線對應(yīng)于輸出圖像的單獨的像素。

在階段120中，圖像生成電路28使用在階段118中采樣的體素亮度值，決定與多個射線路徑500分別對應(yīng)的單獨的像素值。在本實施方式中，圖像生成電路28通過對關(guān)于沿著該射線路徑500的射線投射與多樣體交叉的點510的體素亮度值應(yīng)用傳遞函數(shù)，來決定對于各個射線500的像素值。與各個點510對應(yīng)的體素亮度值通過將醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組采樣而在階段118中決定。

在其他實施方式中，可以使用獲取對于各個射線500的像素值的任意的方法，曲面也可以是厚片的形狀。該厚片通過對多樣體400賦予沿著射線的方向的厚度而獲取(在此情況下是放射狀方向)。在實施方式中，有自動地決定厚片的厚度的情況。此外，一實施方式也有由用戶選擇厚度者。

在一實施方式中，厚片采樣為了輸出被導出的正交/笛卡爾體而使用。在該導出的正交/笛卡爾體中，新的體xy與被投影的圖像空間對應(yīng)，x是在處于射線方向的厚片偏移量中使用的采樣的套組。該導出的體在該情況下，可以使用例如帶陰影的體繪制、ip體繪制、整體照明繪制、mpr等任意的其他現(xiàn)行的體攝像技術(shù)。

圖像生成電路28將作為射線與原始多樣體400交叉的最近的交點的、沿著各個射線的許多體素或其他的點(例如，3、4或5個體素)采樣。圖像生成電路28為了獲取對于各個射線的像素值而使用厚片的投影。

在實施方式中，圖像生成電路28有使用對各個射線決定像素值的厚片的最大亮度投影者。例如，各個射線500的像素值也可以基于由圖像生成電路28對射線500進行了采樣的3、4或5個體素值的最大值。圖像生成電路28為了決定最終像素色，可以執(zhí)行沿著與厚片交叉的各個射線的一部分的ip集成。在實施方式中，圖像生成電路28使用像素值依存于遍及厚片的射線的一部分的信號變化率的分散投影法。通常，采樣點的收集、射線方向上的各自的偏移量有可能被用于生成厚片圖像，ip投影方法有可能被用于決定輸出結(jié)果?？梢允褂帽榧昂衿暮穸鹊娜我獾倪m當?shù)耐队?，實施方式并不限于最大亮度投影的使用?/p>

再次回到圖2的處理，在階段122中，圖像生成電路28使用在階段120中決定的像素值，生成用來顯示到顯示屏幕16上的二維輸出圖像。二維圖像的各自的像素對應(yīng)于單獨的射線路徑500。由于射線路徑500由傾斜的圓筒坐標系定義，所以二維圖像在至少某根肋骨有可能實質(zhì)上看起來為水平的部位提供肋骨的展開的視圖。

在本實施方式中，用戶可以使用放大縮小工具來控制輸出圖像的觀感，以使焦點對在用戶關(guān)注區(qū)域上。圖像生成電路28可以按照用戶輸入將二維輸出圖像更新。也可以使用能夠進行相同數(shù)據(jù)的展開的視圖與體軸mpr視圖之間的導航的追加的三角測量工具。例如，用戶既可以將體軸mpr視圖點擊，也可以將展開的視圖上的對應(yīng)的點強調(diào)，當然也可以相反。

二維圖像有可能被作為與患者的肋骨的全部交叉的發(fā)展型曲面mpr視圖(advancedcurvedmpr)(或cpr視圖，曲面再編制視圖)記載。通過發(fā)展型曲面mpr視圖，可能能夠?qū)⑷康睦吖峭瑫r視覺化。通過同時將全部的肋骨視覺化，臨床醫(yī)生可能容易確定發(fā)生了骨折或病變的肋骨。與借由體軸mpr視圖或斜截面mpr視圖的套組遵循各階段相比，通過使用曲面mpr視圖能同時看到全部的肋骨，對于臨床醫(yī)生而言可能會是更快的。

二維圖像使用二階段處理獲取。二階段處理的第一階段具備全部的關(guān)注構(gòu)造交叉的多樣體決定。二階段處理的第二階段為了在用來決定最終像素色的顏色查找中使用，具備將2d對象圖像中的點向多樣體表面的點的映射、和多樣體表面的映射的點的采樣。

通過使用包括多樣體的決定的二階段處理，能夠?qū)⒗吖堑忍囟ǖ纳w組織用對于用戶而言方便的方法圖像化。例如，在本實施方式中，通過二階段處理，可能能夠?qū)崿F(xiàn)肋骨骨折的有效的視覺化。在其他實施方式中，通過二階段處理，可能能夠?qū)崿F(xiàn)其他的解剖學構(gòu)造的有效的視覺化。

通過穿過肋骨的多樣體的決定，例如可能能夠進行穿過肋骨的正中間的表面的視覺化等、穿過所獲取的肋骨的表面的視覺化。產(chǎn)生的視圖例如有可能對于通過不進行多樣體的決定而使用最大亮度投影的方法等其他的方法產(chǎn)生的視圖而言是不同的?；趯τ诖┻^肋骨的多樣體400上的點的亮度表示圖像，相比基于最大亮度的圖像，能夠提供骨折的改善的視圖。

圖2的方法有提供沒有位移的骨折的改善的可視性的情況。較淺的cpr視圖可能使沒有位移的骨折可視化。圖2的方法假如骨折處于背骨附近則可能會特別方便。與使用某些(some)已知的方法的情況相比，有可能更容易觀察接近于背骨的骨折。圖2的方法可能會提供骨病變的改善的視圖。

展開的投影被在圖2的處理中使用。與患者的肋骨的全部交叉的復(fù)合多樣體400被自動地提取。為了制作圖像而使用的多樣體400也可以實質(zhì)上是連續(xù)的。投影系統(tǒng)被用于在與多樣體表面上的點對應(yīng)的像素的部位顯示二維圖像。

圖2的方法具備與肋骨交叉的多樣體400的獲取。多樣體是基于肋骨的中間點的，可能穿過肋骨的正中間或穿過中間。在其他實施方式中，多樣體決定電路24構(gòu)成為，通過使多樣體的邊界線變化，來獲取修正的多樣體。多樣體的邊界變化可以具備多樣體的放大或縮小。為了使多樣體400放大或縮小，有可能將偏移量應(yīng)用于多樣體400。

例如，在實施方式中，多樣體決定電路24為了獲取放大的多樣體，有將多樣體外側(cè)上的點相對于軸偏移者。如與圖2關(guān)聯(lián)而在上述中敘述那樣，圖像生成電路28使用放大后的多樣體執(zhí)行射線投射處理。圖像生成電路28基于由它放大的多樣體獲取進一步的圖像。被放大后的多樣體與穿過各肋骨的中心相比，更有可能穿過例如各個肋骨的外側(cè)表面或外側(cè)表面附近等、各個肋骨的外側(cè)部分。

在實施方式中，多樣體決定電路24為了獲取縮小的多樣體，也有將多樣體內(nèi)側(cè)上的點朝向軸偏移者。被縮小后的多樣體例如可能穿過各個肋骨的內(nèi)側(cè)表面或內(nèi)側(cè)表面附近等、各個肋骨的內(nèi)側(cè)部分。圖像生成電路28獲取基于縮小后的多樣體的圖像。

在實施方式中，多樣體決定電路24有接收具備由用戶選擇來的偏移值的用戶輸入者。多樣體決定電路24決定使用所選擇的偏移量修正后的多樣體(該多樣體也可以是被放大或縮小的多樣體)，圖像決定電路28生成對于修正后的多樣體的圖像。

被修正后的多樣體既可以是較薄的多樣體(各個射線也可以在一點與多樣體交叉)，此外也可以是上述那樣的厚片。

通過基于被放大或縮小后的多樣體形成圖像，能夠形成肋骨表面的圖像。通過將肋骨表面攝像，可能會幫助用戶確定沒有遍及肋骨整體擴大的骨折。此外可能確定局部性骨折。

通過對用戶許可為了制作修正后的多樣體而使用的偏移量的選擇，使得用戶能夠選擇能夠提供例如骨折等關(guān)注特征的最優(yōu)的視圖的偏移量。假如用戶在原始圖像中不能良好地區(qū)分骨折的情況下，也可以為了制作進一步的圖像而用戶使多樣體變化。

在實施方式中，多樣體決定電路24自動地決定分別具有不同的偏移量的多個修正后的多樣體。圖像決定電路28自動地決定使用分別不同的修正后的多樣體的圖像的系列。例如，圖像的系列可能涵蓋肋骨的整體上的厚度。通過借由圖像的系列階段性地逐步進展，用戶能夠從肋骨的外側(cè)表面到內(nèi)側(cè)表面觀察肋骨的最大擴展。通過自動地提供這樣的圖像的系列，可能會改善對于用戶而言的使用便利性。借由肋骨的最大厚度遵循圖像的階段的能力，有可能給例如表面骨折等部分骨折的檢測帶來改善。

在以圖2為參考的上述實施方式中，醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)套組被用于決定多樣體400。多樣體決定電路24為了獲取被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組，將醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組進行濾波及/或重采樣，在多樣體400的決定中使用被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組。醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組的濾波可能具備使用噪聲降低濾波器及/或斑紋降低濾波器的情況。通過使用被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組，有可能使為了檢測肋骨而使用的算法成為更穩(wěn)健的算法。

在本實施方式中，將肋骨使用亮度閾值檢測。由于濾波有可能減少較高的值的噪聲體素的數(shù)量，所以，與原始醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組相比，如果使用濾波后的數(shù)據(jù)套組用于檢測肋骨cpr表面(即多樣體400)，則射線照到較高的值的噪聲體素上的情況可能變少。

較高的值的噪聲體素在某種狀況下有可能使解析相位混亂。例如，較高的值的噪聲體素可能具有在骨的體素中也能看到那樣的亮度。假如存在較高的值的噪聲體素，則正確地確定描繪肋骨的體素可能會變得更困難，因而找到與肋骨的交叉的中間點也可能會變得更困難。

在實施方式中，多樣體400的決定使用被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組將射線500的交點510采樣而執(zhí)行，多樣體400有被使用原始且沒有被濾波的醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組而執(zhí)行者。通過對于多樣體400的決定使用被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組、以及使用與點的采樣對應(yīng)的沒有被濾波的數(shù)據(jù)套組，與在假如將被濾波及/或被重采樣的數(shù)據(jù)套組對全部的階段而使用的情況下、或在假如將沒有被濾波的數(shù)據(jù)套組對全部的階段而使用的情況下產(chǎn)生出的圖像相比，有可能在某種狀況下產(chǎn)生出更好的圖像。

例如，對于多樣體400的決定使用被濾波后的數(shù)據(jù)套組，通過從計算中將較高的值的噪聲像素除去，可能會產(chǎn)生出更好的多樣體400。但是，在決定伴隨著多樣體的交點的階段中，由于用于采樣的位置在多樣體中已經(jīng)被決定，所以較高的值的噪聲像素的存在可能不那么重要。例如，具有來自沒有被濾波的數(shù)據(jù)套組的原始亮度值等、正確的亮度值可能變得更重要。

在實施方式中，骨及/或背骨分段有能夠用于對復(fù)合多樣體及患者的肋骨的檢測加以制約的情況。此外，在實施方式中，也有將骨分段用于從解析中排除不是骨的區(qū)域的情況。例如，多樣體決定電路24在推測多樣體位置時，有可能僅使用描繪骨的醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)套組的部分。

其中，有將背骨分段用于從肋骨檢測中排除背骨的實施方式。背骨分段的使用特別有可能與嘗試處于距背骨較近的肋骨的部分上的骨折的視覺化時有關(guān)聯(lián)。將描繪背骨的體素除去可能會使例如找到肋骨的中間點等推測多樣體位置變得更簡單。此外，將描繪背骨的體素除去可能會減小算法誤將背骨確定為肋骨的可能性，由此有可能減小誤配置多樣體的可能性。

如果在實施方式中不使用背骨分段，則多樣體決定在背骨的附近可能變得困難。在階段108中被確定為骨的最初的點有可能是肋骨，被確定為骨的最后的點有可能是背骨，當然也可能相反。如果最初的點及最后的點中的一個是骨、其他的點是背骨，則多樣體與正確地穿過肋骨之間相比，可能通過穿過肋骨與背骨之間的軟組織而結(jié)果結(jié)束了。假如將背骨通過分段而代之除去，則有可能多樣體沿著一根肋骨從它跳轉(zhuǎn)到有可能提供肋骨的被改善的描繪的其他的肋骨。

在實施方式中，將數(shù)據(jù)套組的被分段后的版本用于獲取多樣體400，將原始的沒有被分段的醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組對射線500與多樣體400交叉的點510的采樣使用。

濾波、骨分段及/或背骨分段的使用有可能使肋骨檢測的方法變得更穩(wěn)健，因而多樣體的構(gòu)成方法也有可能變得更穩(wěn)健。

將圖1的系統(tǒng)的進一步的操作模式概要地描繪在圖7的流程圖中。在圖7的處理中，將濾波后的數(shù)據(jù)用于決定多樣體。

多樣體決定電路24接收輸入體(英文：inputvolume)600。輸入體600是醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)套組。在階段610中，多樣體決定電路24為了獲取濾波后的體(英文：filteredvolume)620而將輸入體600濾波。濾波后的體620在與輸入體600比較的情況下噪聲被降低。被濾波后的體620為了確定骨、及/或為了將背骨與肋骨區(qū)分，也可以進行分段。

在階段630中，多樣體決定電路24為了決定射線與肋骨的交點(ray－ribintersections)，使用濾波后的體620和圓筒投影信息630的套組。例如，圓筒投影信息630如以圖3及圖4為參考上述那樣，具備傾斜的面210的套組上的數(shù)據(jù)采樣路徑220等數(shù)據(jù)采樣路徑的套組。射線與肋骨的交點在沿著數(shù)據(jù)采樣路徑220的射線投射在濾波后的體620中與肋骨交叉的部位具備點的套組。

相對于與肋骨交叉的各個數(shù)據(jù)采樣路徑220，流程圖向階段640前進。在階段640中，多樣體決定電路24決定數(shù)據(jù)采樣路徑220與肋骨交叉所跨的交點間隔。多樣體決定電路24可能決定交點間隔的中間點。

相對于不與肋骨交叉的各個數(shù)據(jù)采樣路徑，流程圖向階段650前進。在階段650中，多樣體決定電路24從不交叉的數(shù)據(jù)采樣路徑的近鄰將位置內(nèi)插。多樣體決定電路24例如有可能使用從很近的數(shù)據(jù)采樣路徑的中間點等很近的數(shù)據(jù)采樣路徑的交點信息而將位置內(nèi)插。

在階段660中，多樣體決定電路24為了決定三維復(fù)合多樣體而使用階段640和階段650的輸出。例如，多樣體決定電路24為了決定三維復(fù)合多樣體，可能使用在階段640中決定的中間點和在階段650中決定的位置。

在階段670中，圖像生成電路28將在階段660中決定的多樣體和原始輸入體600接收。圖像生成電路28通過依存于投影信息630而投射射線，執(zhí)行投影和多樣體的交點，由此在多樣體上決定點的套組。這是得到多樣體而生成2d繪制的圖像的圖像生成投影。在階段680中，圖像生成電路28以在階段670中決定的點的套組將圖像體(英文：imagevolume)600采樣。

在階段690中，圖像生成電路28例如通過使用變換函數(shù)，獲取與采樣的點對應(yīng)的像素值，使用像素值顯示最終繪制的圖像。最終繪制的圖像的視圖根據(jù)需要可以厚片化或進行偏移。例如，既可能在觀察繪制的圖像后(on)，用戶選擇厚片厚度及/或偏移量，也可能圖像生成電路28使用該厚度及/或偏移量繪制進一步的圖像。

圖2和圖7的實施方式具備決定復(fù)合多樣體的第1射線投射、和決定被繪制的圖像的第2射線投射。通常，為了投影信息的獲取(例如射線的套組)或描繪至少一個解剖學構(gòu)造的曲面的獲取而可以使用任意的適當?shù)姆椒??？梢允褂毛@取投影信息與曲面之間的交點的任意的適當?shù)姆椒?。將容積醫(yī)用攝像數(shù)據(jù)然后為了獲取最終繪制的圖像而在交叉的點進行采樣。

實施方式關(guān)于肋骨的攝像進行了說明。但是，上述方法也可以對例如具備多個分離的子構(gòu)造等任意的適當?shù)慕馄蕦W構(gòu)造或關(guān)注構(gòu)造而使用。該方法可以為了將例如頭蓋骨或骨盆等被認為展開的視圖是有益的任意的骨或多個骨圖像化而使用。也可以將不同的投影對不同的解剖學構(gòu)造使用。如與圖3或圖4關(guān)聯(lián)而上述那樣，將對于肋骨使用的投影敘述為傾斜的圓筒投影。在頭蓋骨的情況下，也可以使用球體投影。

其中，也有將圖2的方法用于牙齒的攝像或竇房結(jié)的攝像的實施方式?？梢詫⒃摲椒ㄓ糜趯⒅辽僖粋€牙齒或牙齒的套組圖像化。在實施方式中，將圖2的方法用于將軟組織圖像化。例如，有可能將圖2的方法用于將心臟、肝臟或胃等的臟器圖像化。也可以將圖2的方法用于將心臟的冠動脈圖像化。

所決定的多樣體可能與至少一個關(guān)注的解剖學構(gòu)造至少局部相交。多樣體有可能至少部分地落入(fall)到至少一個關(guān)注的解剖學構(gòu)造的內(nèi)側(cè)。多樣體有可能將由至少一個關(guān)注的解剖學構(gòu)造決定的區(qū)域至少局部包圍。

有關(guān)實施方式的方法可以與任意的適當?shù)娜莘e攝像數(shù)據(jù)、即能看到關(guān)注構(gòu)造的任意的容積攝像數(shù)據(jù)一起使用。上述實施方式對于ct攝像進行了敘述，但該方法也可以是例如mr攝像數(shù)據(jù)套組或pet數(shù)據(jù)套組的使用等，在其他的程式中使用。

有關(guān)實施方式的方法可能用于例如人的被檢體或動物的被檢體等任意的適當?shù)谋粰z體的圖像獲取。該被檢體也可以是患者。例如，被檢體也可以是醫(yī)療處置中。

特定的實施方式提供一種具備能夠進行患者的掃描獲取的容積掃描器的醫(yī)用攝像系統(tǒng)；一種能夠?qū)С鲈隗w中與關(guān)注構(gòu)造交叉的復(fù)合3d多樣體構(gòu)造的醫(yī)用處理系統(tǒng)；一種將輸出圖像中的像素向體空間中的射線映射的投影系統(tǒng)；以及一種能夠檢測射線的交叉、然后在對應(yīng)的交點將體采樣的復(fù)合三維多樣體的檢測的射線處理系統(tǒng)。將采樣的數(shù)據(jù)體然后用于決定對于射線的最終像素色。

復(fù)合三維多樣體有可能設(shè)定為與患者的肋骨的全部交叉。對于各個射線，也可以為了生成作為厚片的圖像而使用采樣點的收集、射線方向上的各自的偏移。ip投影方法有可能被用于決定輸出結(jié)果。骨及背骨分段信息有可能被用于向?qū)τ趶?fù)合多樣體射線及患者的肋骨的檢查加以制約。也可以將容積濾波或重采樣用于使用于射線與患者的肋骨的交叉的檢查簡單化。

在上述實施方式中，被最終顯示的圖像并不限定于二維圖像。例如，也可以將設(shè)定好的剖面(或者多樣體)作為基準，設(shè)定具有包含肋骨整體或者肋骨的預(yù)定區(qū)域的厚度的區(qū)域，使用包含在具有該厚度的區(qū)域中的三維數(shù)據(jù)來執(zhí)行最大值投影處理、最小值投影處理、體繪制處理等，并進行顯示。

在本說明書中說明了特定的電路，但在代替性的實施方式中，也可以將這些電路的一個以上的功能性用單一的處理資源或其他構(gòu)成要素提供，或者也可以將由單一的電路提供的功能性用兩個以上的處理資源或其他的構(gòu)成要素的組合而提供。向單一電路的言及，包括不論許多構(gòu)成要素是否相互離開都提供單一電路的功能性的許多構(gòu)成要素，向多個電路的言及包括提供多個電路的功能性的單一的構(gòu)成要素。

以上說明了特定的實施方式，但這些實施方式只是單單作為一例提示的，不是要限定本發(fā)明的范圍。實際上，在本說明書中說明的新的方法及系統(tǒng)也可以以其他各種各樣的形態(tài)實施。進而，在本說明書中記載的方法及系統(tǒng)的形態(tài)中，也可以不從本發(fā)明的主旨脫離而進行各種各樣的省略、置換及變更。所附的權(quán)利要求書及其等價物意味著進入本發(fā)明范圍內(nèi)的這樣的形態(tài)及修正形態(tài)。

附圖標記的說明

10、醫(yī)用圖像處理裝置；12、計算裝置；14、ct掃描器；16、顯示屏幕；18、輸入裝置；20、存儲器；22、cpu；24、多樣體決定電路；28、圖像生成電路；200、軸；210、面；220a、220b、數(shù)據(jù)采樣路徑；230、骨的區(qū)域；244、中間點；254、中間點；400、多樣體；500、射線；510、交點；520、軸。