用于在数据体积中标示感兴趣对象的3D成像系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种医学成像系统，该医学成像系统包括采集３Ｄ数据的至少一个体积（３ＤＶ）的装置（２），在所述数据体积中检测至少一个感兴趣对象的装置（３），能够提供所述体积的２Ｄ表示（２ＤＲ）的显示装置（４），以及用来通过在所述２Ｄ表示上叠加标示（ＳＩＧ）来标示所述感兴趣对象的位置的标示装置（５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于根据获得的3D数据体积形成感兴趣对象的2D表示的医学成像系统。本专利技术还涉及一种由这种系统执行的方法。最后，本专利技术涉及一种执行这种方法的计算机程序产品。本专利技术获得了特别是在医学领域中的应用，尤其是用于超声成像和磁共振成像。
技术介绍
在过去的几年中，已经大量开发了包括在医学领域中的3D成像系统。因此，医生越来越多地被引导以作出诊断，例如从3D数据体积、即他在屏幕上看到的3D数据体积的2D表示中寻找感兴趣的对象。这种体积比简单的2D图像包括更多的信息，并且有可能检测在2D图象上几乎不可被辨别的感兴趣的对象。另一方面，它也是更难于操作的。这是因为与图像不一样，在体积的单个2D表示上并非所有数据同时可用到。医生将在体积中导航并显示该体积的若干不同的2D表示。因此，他需要增大的时间量来完全地浏览该体积并作出他的诊断。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种由在3D数据体积中感兴趣对象的用户更可靠且更快速进行可视化检测的解决方案，特别是在医学领域中。该目的通过一种医学成像系统实现，该医学成像系统包括-采集装置，用于采集至少一个3D数据体积，-在所述数据体积中检测至少一个感兴趣对象的装置，用于提供所述对象的特征，-显示所述数据体积的装置，用于提供所述体积的2D表示，-标示(signaling)装置，用于通过使用在所述2D表示上叠加的标示(signal)来根据所述特征标示所述感兴趣对象的位置。依据本专利技术的系统通过声音或颜色向用户标示，即显示一个包括感兴趣对象的可能位置的2D表示。这种标示将他的注意力吸引至感兴趣对象的可能位置。用户可能据此在3D数据体积中移动，以便在另一角度显示感兴趣的对象。这种标示在下述情况下特别有利，即正如在医学领域中，感兴趣对象经常是难于使用肉眼检测并且不能由医生检测到。提示一个或多个感兴趣对象可能位于的所有位置，医生可集中他的精力来观察2D表示而不是在3D体积中导航。因此，依据本专利技术的系统的优点在于，当用户在3D数据体积中导航时，该系统引导用户。这种系统的优点也在于避免使用户不得不在体积中详尽地导航。依据本专利技术的系统的另一优点是将与感兴趣的对象相关的特征引入到3D数据体积的2D表示中，所述特征不能从2D表示中单独获得，而相反地需要将3D数据体积作为一个整体来理解。例如当感兴趣的区域易于包括在形状上是球形和管状的对象时情况是这样的。在这种情况下，3D体积的2D表示可显示出对象的或多或少的圆形横截面，从而使得难于区别球形对象和管状对象。依据本专利技术的检测装置能够提供感兴趣对象的诸如取向之类的特征。这种特征使用户能够从不具有任何特定取向的球形对象中识别出具有偏好取向的管状对象。附图说明本专利技术将参考显示在附图中实施例的例子被进一步说明，然而，本专利技术并不限于此。图1表示依据本专利技术的超声成像系统的功能图，图2说明在1D曲线(profile)的情况中依据本专利技术的系统的检测装置所使用的减法中值滤波器的效果，图3说明在无噪声的1D曲线的情况中依据本专利技术的求导子装置所采用的原理，图4说明在有噪声的曲线的情况中依据本专利技术的求导子装置所采用的原理，图5a表示感兴趣的管状对象的例子以及提供该对象的主轴的结构张量的特定向量的取向，图5b表示依据本专利技术用于构造3D数据体积的2D表示的显示轴和三个正交视图的可能选择，图6表示依据本专利技术的3D数据体积的2D表示的例子，图7表示在依据本专利技术的3D数据体积的2D表示中所标示的微钙化作用的例子， 图8表示在依据本专利技术的3D数据体积的2D表示中所标示的管状结构的例子，图9表示依据本专利技术的磁共振成像系统的功能图，图10表示基于时间的感兴趣区域的分隔范围中的三个对比变化曲线。具体实施例方式图1描绘了在医学领域中依据本专利技术的3D成像系统的功能图。在第一实施例中，考虑用于乳腺微钙化作用检测的超声成像系统。这种系统包括采集人体的感兴趣区域1例如乳腺的3D超声数据的体积3DV的装置2，检测在所述体积3DV中感兴趣的对象例如微钙化作用MC的装置3，用于传递体积3DV的2D表示2DR的显示装置4，以及在表示2DR中标示微钙化作用MC的装置5。采集装置2通过探头7能够在感兴趣区域1的方向上发射超声信号8，并接收返回的延迟超声信号9，所述延迟信号由感兴趣的区域1返回。探头7包括能够将电脉冲转变成声波并接收由感兴趣区域返回的响应的元件。所述元件可以矩阵形式组装以便形成二维探头，或以阵列形式组装以形成一维探头。如果探头是元件的矩阵，则超声数据的3D体积被直接获得。在1D探头的情况下，也就是说在元件的阵列的情况下，依据本领域技术人员公知的方法，常规的回波描记(echographic)成像对于探头的特定位置提供在探头平面中表示环境的2D截面的图像。然后通过移动探头，可以获得同一环境的若干截面。所有这些截面构成数据的3D体积。获得的体积3DV提供由感兴趣的区域所形成的环境返回的超声能量的图。感兴趣区域易包括返回或多或少能量的区域。一般认为这些区域是或多或少发生回波的(echogenic)。诸如微钙化作用MC之类的一些感兴趣对象是点源对象，是回波较多的，其在体积3DV中呈现为小亮点。在体积3DV中定位这些微钙化作用的一个难点是它们通常被称为“斑点”的噪声屏蔽，这使得它们难于用肉眼进行检测。依据本专利技术的系统包括检测装置3，该装置用来在超声数据的体积3DV中检测感兴趣的对象。在本专利技术的一个实施例中，所述检测装置3包括中值滤波子装置，其包括将减法中值滤波器应用至数据体积3DV中，以便增强小尺寸的感兴趣对象，比如微钙化作用。图3说明在1D情况中减法中值滤波器的原理。微钙化作用MC的曲线y(x)被在其中描绘。因为噪声，微钙化作用MC形成由较低强度的峰围绕的窄峰。在宽度I的滤波窗FF上的曲线的点y(x0)处进行中值滤波，它包括-将曲线(y(x0-1/2)，…，y(x0)，…，y(x0+1/2-1))的I值排序，-提取中值ym，-将中值ym作为滤波值y′(x0)，-在曲线上各个点处重新开始该操作。假定滤波窗FF与峰宽相比较是足够宽的，则这种滤波的影响因微钙化作用MC而使得峰消失。在第二步中，从原始曲线y中减去中值曲线y′，这具有在曲线中免除低频变化的效果，同时保存在微钙化作用处的对比度。曲线y-y′展现了增强的微钙化作用MCR。在比如体积3DV的数据体积的情况下使用中值滤波器3D。在这种情况下，滤波窗FF是矩形的平行六面体，例如立方体。依据所寻找的感兴趣对象的模板来选择其大小。因为成像系统的非理想响应，点源对象由不必需是各向同性的斑点表示，也就是说，它在一些方向上可被变形而在另一些方向则不可以。考虑到聚焦时的这个缺陷，也许必须考虑非立方体的平行六面体的滤波窗。滤波数据的体积被获得，在其中与模板对应的结构被增强。依据本专利技术的检测装置包括取阈值子装置，该子装置用来从增强结构中提取具有最高对比度的结构。特别是依据在超声数据中存在的噪声的功率来选择阈值。在取阈值之后，容易得出保留的结构的位置。作为检测的感兴趣对象的特征CAR，依据本专利技术的检测装置提供例如在体积3DR的参考系(O，x，y，z)中的感兴趣对象的位置(xoi，yoi，zoi)。在本专利技术的第二实施例中，寻找拉长形状的感兴趣对象，例如管状。在医学成像领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学成像系统，包括：－采集装置（２），用于采集３Ｄ数据的至少一个体积（３ＤＶ，３ＤＶ′），－在所述数据体积（３ＤＶ）中检测至少一个感兴趣对象的装置（３），用于提供所述对象的特征（ＣＡＲ），－显示所述数据体积的装置 （４），用于提供所述体积的２Ｄ表示（２ＤＲ），－标示装置（５），用于通过使用在所述２Ｄ表示上叠加的标示（ＳＩＧ）来根据所述特征（ＣＡＲ）标示所述感兴趣对象的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C科恩巴克里，JM拉格朗热，N维莱纳，C勒夫里耶，R恩特雷金，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]