图像数据的体积描绘制造技术

一种方法，包括：获得由成像系统（100）生成的图像数据；生成指示所述图像数据的多个体素中的每个体素与一个或多个预定几何特征相符的程度的数据，其中，为每个几何特性分配不同的颜色；基于所述程度和所述颜色生成指示针对所述多个体素中的每个的单一颜色值的信号；基于所述信号生成所述图像数据的体积描绘；生成所述体积描绘的体素和所述图像数据的体素之间的关联；以及可视地同时呈现所述图像数据和所述体积描绘。所述几何特征表示局部形状特征，所述局部形状特征通过射线投射确定，所述射线用于计算由矩阵表示的二次曲线，并且所述矩阵的本征值确定体素与某些局部几何形状相符的程度（即，滴状度，管状度）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像数据的体积描绘
以下大体涉及图像数据的可视化，并且具体而言涉及生成和显示图像数据的体积描绘，并且针对计算机断层摄影（CT）的具体应用进行了描述；然而，以下虽然没有包括，但是也适用于其他成像模态，例如，正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、磁共振成像（MRI）、超声（US）、三维（3D）X射线和/或其他成像模态。
技术介绍
计算机断层摄影（CT）扫描器包括发射辐射的X射线管，所述辐射穿过检查区域和位于其中的对象或受试者的部分。探测器探测穿过所述检查区域的辐射并且生成指示所探测到的辐射的投影数据。重建器重建投影数据并且生成指示检查区域中对象或受试者的部分的体积图像数据。所述图像数据是大体积的，并且图像数据的子体积通常经由显示器顺序地将组成所述图像数据一系列轴向、矢状面、冠状面和/或斜平面的二维（2D）切片可视化。通常，用户滚动子体积，选择和/或改变切片平面和/或切片厚度，并且使用各种标准可视化工具例如缩放、旋转、平移等。遗憾的是，当滚动大的体积图像数据时，诸如淋巴结或肿瘤的小结节，或血管可能容易被忽视并且/或者在视觉上被其他结构遮挡，并且这些结构的诊断可能对于肿瘤的诊断、分期和治疗监测以及其他医学应用是必不可少的。可以通过最新的计算机辅助探测方法，利用有效地应用到输入图像体积的每个体素的离散标记，来明确地识别和分割结节和血管。遗憾的是，这样的标记必然会具有一定的错误率，并且固有的不确定性对评估图像数据的临床医生一般是不可见的。正因如此，取得针对这种计算机辅助探测和分割的规范的确认可能是困难和昂贵的。此外，通过应用图形标记对原始输入图像数据体积进行改变可能不会令人满意，因为临床医师的视觉感知是根据原始图像数据训练的。
技术实现思路
本申请的各方面解决上述问题和其他问题。根据一个方面，一种方法包括：获得由成像系统生成的图像数据；生成指示所述图像数据的多个体素中的每个体素与一个或多个预定几何特征相符的程度的数据，其中，为每个几何特性分配不同的颜色；基于所述程度和所述颜色生成指示针对所述多个体素中的每个的单一颜色值的信号；基于所述信号生成所述图像数据的体积描绘；生成所述体积描绘的体素和所述图像数据的体素之间的关联；以及可视地同时呈现所述图像数据和所述体积描绘。根据另一方面，一种计算系统包括：计算机可读存储介质，其包括一个或多个与至少一个体积描绘算法相对应的指令。所述计算系统还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为执行一个或多个指令以生成图像数据的体积描绘，在所述体积描绘中基于预定的感兴趣形状和图像数据体素的局部二次曲面特性，对在图像数据中呈现的并具有预定的感兴趣形状的结构进行颜色编码。根据另一方面，计算机可读存储介质用计算机可读指令编码，所述计算机可读指令在被计算系统的一个或多个处理器执行时，令计算系统显示交互式图形查看器并同时呈现图像数据和所述图像数据的体积描绘，其中，所述体积描绘是基于所述图像数据的体素的局部二次曲面特性而生成的。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解读为对本专利技术的限制。图1示意性地图示了具有控制台的示范性成像系统，所述控制台使用一个或多个可视化算法，基于由所述成像系统和/或其他成像系统生成的图像数据，生成和显示体积描绘。图2图示了用于基于由所述成像系统和/或其他成像系统生成的图像数据生成和显示体积描绘的一个或多个可视化算法的范例。图3和图4图示了基于由所述成像系统和/或其他成像系统生成的图像数据，生成和显示体积描绘的示范性方法。具体实施方式图1图示了诸如计算机断层摄影（CT）扫描器100的成像系统。所述扫描器100包括固定机架102和旋转机架104，所述旋转机架104由所述固定机架102可旋转地支撑。所述旋转机架104关于纵向或z轴围绕检查区域106旋转。诸如卧榻的患者支架108在检查区域106中支撑患者，并且可以协同旋转机架104的旋转沿着x、y和/或z轴移动，从而便于螺旋的、轴向的或其他期望的扫描轨迹。诸如X射线管的辐射源110由旋转机架104支撑，并且与旋转机架104一起围绕检查区域106旋转。辐射源110发射辐射，所述辐射由源准直器（未示出）准直以生成穿过检查区域106的大体为扇形、楔形或锥形的辐射束。辐射敏感探测器阵列112探测穿过检查区域106的辐射，并生成指示探测到的辐射的投影数据。重建器114重建投影数据并生成指示检查区域106的体积图像数据。通用计算系统用作操作者控制台116，并且包括诸如显示器118的输出设备和诸如键盘、鼠标和/或类似设备的输入设备。所述控制台116包括至少一个中央处理器（CPU）120和被编码有或嵌入有计算机可读指令的计算机可读存储介质122（例如，物理存储器），所述计算机可读指令在由至少一个CPU120执行时，允许用户操作所述系统100，例如启动扫描、选择图形体积描绘算法等。额外地或可选地，所述至少一个CPU120可以执行由信号介质（如，载波）承载的计算机可读指令。此外，存储介质122可以包括一个或多个定位于控制台116本地和/或远离控制台116的存储单元。图示的控制台116也包括至少一个用于描绘二维（2D）和/或三维（3D）图形的图形处理器124（GPU）。所述GPU124可以执行编码存储在计算机可读存储介质122和/或信号介质上的计算机可读指令，如选定的图形体积描绘算法。应该理解，所述GPU124可以是安装在控制台116的一个或多个扩展槽中的一个或多个显卡和/或安装在主板上的一个或多个视频控制器的部分。在另一实施例中，所述GPU124定位于独立并远离控制台116的计算设备（例如，图像归档和通信系统（PACS）或其他系统）上。在又一实施例中，省略所述GPU124，并且所述一个或多个处理器120描绘二维（2D）和/或三维（3D）图形表示。图示的存储介质122包括至少一个体积描绘算法126。在一个非限制性实例中，所述GPU124和/或一个或多个处理器120在执行体积描绘算法126时，可视地呈现交互式图形用户界面（GUI），同时显示原始图像数据（如，通过轴向、矢状、冠状或倾斜切片）和所述图像数据的体积描绘。在这样的实例中，可以将所述图像数据和所述体积描绘在空间上关联，并且所述体积描绘可作为所述图像数据中的感兴趣点（例如淋巴结、肿瘤和/或血管）的快速概览和导航。在另一实施例中，所述体积描绘可以不带有所述图像数据而可视地呈现，反之亦然。交互式GUI允许标准的和/或其他可视化工具，例如旋转、平移、缩放等。如以下更加详细地描述地，体积描绘可以基于围绕图像数据每个体素的局部二次曲面的有效估计，在所述有效估计中，局部二次曲面的拟合不使用导数并且不依赖于对象的大小，从而导致噪声鲁棒性和降低尺度空间计算和存储。通常，在这种情况下，确定二次曲面的本征值，并且基于相应体素所从属的结构的形状，对局部二次曲面的本征值结构颜色进行编码，并且接着通过直接体积描绘（DVR）、最大密度投影（MIP）和/或其他描绘方法进行投影以创建体积描绘。生成的体积描绘允许临床医生容易和准确地识别和定位体积描绘和原始图像数据中的感兴趣的结构（例如淋巴结、肿瘤、血管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.09 US 61/421,3501.一种成像方法，包括：获得由成像系统(100)生成的图像数据；生成指示所述图像数据的多个体素中的每一体素与一个或多个预定几何特征相符的程度的数据，其中，为每个几何特征分配不同的颜色，所述一个或多个几何特征包括滴状度和管状度中的至少一个，并且所述图像数据的给定体素具有滴状度程度和管状度程度；针对所述多个体素的每个估计二次曲面，其中，所述二次曲面包括系数矩阵；基于所述系数矩阵确定所述二次曲面的本征值，包括三个本征值，第一本征值、第二本征值和第三本征值，其中，所述第一本征值的大小大于或等于所述第二本征值的大小，进而所述第二本征值的大小大于或等于所述第三本征值的大小；基于所述本征值确定针对所述体素的所述程度，其中，将管状度程度确定为所述第二本征值的大小与所述第二本征值的大小对所述第一本征值的大小的比率的乘积，并且将滴状度程度确定为所述第三本征值的大小与所述第三本征值的大小对所述第二本征值的大小的比率的乘积；基于所述程度和所述颜色生成指示针对所述多个体素中的每个的单一颜色值的信号；基于所述信号生成所述图像数据的体积描绘；生成所述体积描绘的体素和所述图像数据的体素之间的关联；以及可视地同时呈现所述图像数据和所述体积描绘。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述给定体素的所述颜色值是针对滴状度的第一颜色和针对管状度的第二颜色的混合，与所述体素的所述滴状度程度和所述管状度程度成比例。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述本征值或所述特征中的至少一个被映射到所述颜色。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，三个大体上相等的非零本征值指示更高程度的滴状度，两个大体上相等的非零本征值和一个具有约为零值的本征值指示更高程度的管状度，并且两个具有约为零值的本征值指示更高程度的非滴状度和非管状度。5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，针对所述体素估计所述二次曲面，包括：从所述体素投射多条射线，其中，每条射线在不同方向投射并且穿过所述图像数据的邻近体素；响应于满足预定的停止准则而终止投射射线；确定每条投射射线的长度；并且基于所述不同方向和所确定的长度来确定所述系数矩阵。6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，针对所述体素估计所述二次曲面，包括：从所述体素投射多条射线，其中，每条射线在不同方向投射并且穿过所述图像数据的邻近体素；并且通过基于沿所述射线的灰度值分布构造矩量矩阵来确定所述系数矩阵。7.如权利要求5所述的方法，还包括：求解多个联立方程来确定所述系数矩阵。8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：丢弃所述三个本征值中具有最大值的本征值；并且评估所余下的两个本征值来确定体素表示非零值还是零值。9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：将针对体素的所述本征值映射到颜色；...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·维姆科，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：