專利名稱：用于測(cè)量圖像中的對(duì)象的測(cè)徑器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，并且，更特別地，涉及測(cè)量醫(yī)學(xué)圖像中的所看到的結(jié) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
臨床應(yīng)用傳統(tǒng)上包括涉及被分析和解釋的圖像數(shù)據(jù)。基于圖像數(shù)據(jù)的解釋，醫(yī)生 可以進(jìn)行診斷并提出適用于患者的治療建議。對(duì)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像的正確解釋通常 需要測(cè)量描述在圖像中所看到的解剖學(xué)和病理學(xué)結(jié)構(gòu)。為此，醫(yī)生需要允許其評(píng)估例如血 管直徑或者腫瘤大小的工具。在大多數(shù)應(yīng)用中，為了測(cè)量對(duì)象，用戶確定三維圖像數(shù)據(jù)空間 中的兩點(diǎn)，之后將其稱作3D點(diǎn)，并將應(yīng)用布置為計(jì)算這些3D點(diǎn)之間的距離?？梢燥@示連接 所確定的3D點(diǎn)的線段。然而，并不總是能夠精確地確定例如，諸如血管的所測(cè)量結(jié)構(gòu)的表面上的兩點(diǎn)。這 是因?yàn)樗x擇的點(diǎn)所在的表面通常垂直于視圖平面。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)方法的問題。目 的是測(cè)量血管11的直徑。在所繪制的血管圖像中的兩個(gè)相對(duì)邊緣上選擇由線段12連接的 兩點(diǎn)。如在放大的導(dǎo)管段13中所示出的，導(dǎo)管11的直徑通常被低估。為了克服這一問題，在當(dāng)前應(yīng)用中，用戶需要使得所繪制的血管圖像中的邊緣清 晰可見。這通過(guò)定位圖像中的血管以使得第一邊緣可見并確定第一點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)。然后，用戶 重定位脈管以使得第二邊緣可見并確定第二點(diǎn)?？蛇x地，用戶可以放大脈管，選擇兩點(diǎn)，并 將脈管縮小為其原始位置。然而，這些操作需要額外的用戶交互以測(cè)量血管。另外的問題 為可能不如其所應(yīng)該地將所畫線段對(duì)準(zhǔn)為垂直于脈管軸。為了測(cè)量在二維圖像中觀察到的對(duì)象，可以使用屏幕測(cè)徑器。由Inico在httD:// www, iconico. com/caliper/index. aspx(2007年7月12日檢索)上提供這樣的測(cè)徑器的應(yīng) 用。然而，這樣的測(cè)徑器，阻礙圖像中所見的結(jié)構(gòu)的視圖。

發(fā)明內(nèi)容
擁有需要較少用戶交互而不需要降低測(cè)量的精度的系統(tǒng)是有利的。為了更好地解決這一問題，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了用于測(cè)量在根據(jù)圖像 數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的用戶界面，所述用戶界面包括-圖像單元，用于使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化以在顯示器上顯示；_布置單元，用于將測(cè)徑器布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；-縮放單元，用于以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放測(cè)徑器；-平移單元，用于平移圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器；以及-測(cè)徑器單元，用于使圖像中的測(cè)徑器可視化；其中，所述測(cè)徑器包括用于測(cè)量對(duì)象的結(jié)(knot)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè) 量所述對(duì)象。應(yīng)該將短語(yǔ)“測(cè)徑器包括結(jié)”解釋為意味著所述結(jié)為測(cè)徑器的可辨識(shí)組件。結(jié)可以 為圓圈——最簡(jiǎn)單的結(jié)。測(cè)徑器可以為圓圈、由圓圈限定的圓盤或者以圓圈作為邊界的給定曲率的球帽。可以在2007年7月12日檢索到的http://en. wikipedia. org/wiki/Knot_ (mathematics)上發(fā)表的文章中找到結(jié)的數(shù)學(xué)的介紹。測(cè)徑器包括用于測(cè)量對(duì)象和另外的 結(jié)構(gòu)或功能元件的結(jié)也是可能的，例如，測(cè)徑器可以包括圓圈、其兩個(gè)端點(diǎn)位于圓圈上的線 段，和/或垂直于圓圈的平面并在圓圈的內(nèi)側(cè)點(diǎn)上穿過(guò)該平面的旋轉(zhuǎn)軸。在另一實(shí)施例中， 測(cè)徑器可以包括不同半徑的兩個(gè)同心圓。
包括確定了測(cè)徑器的形狀的結(jié)的測(cè)徑器是已知的幾何形狀和尺寸的簡(jiǎn)單參考對(duì) 象。參見圖像數(shù)據(jù)以及在圖像數(shù)據(jù)中觀察到的測(cè)徑器，用戶可以容易地將測(cè)徑器放置于圖 像數(shù)據(jù)空間中，并調(diào)整測(cè)徑器的尺寸使之匹配所測(cè)對(duì)象的尺寸。不像基于選擇兩點(diǎn)并測(cè)量 其間的距離的現(xiàn)有技術(shù)方法，不需要改變圖像的視圖從而放置測(cè)徑器和/或調(diào)整所述測(cè)徑 器的尺寸。因此，本發(fā)明的測(cè)徑器通常減少測(cè)量對(duì)象所需要的人工交互的量。有利地，本發(fā) 明的測(cè)徑器可以改善用戶的視覺體驗(yàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶界面還包括用于旋轉(zhuǎn)圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器的旋轉(zhuǎn)單 元。旋轉(zhuǎn)單元允許旋轉(zhuǎn)測(cè)徑器，例如，諸如橢圓?？梢詫⑿D(zhuǎn)定義為在視圖平面中具有例如 通過(guò)方位角而參數(shù)化的一個(gè)自由度的平面旋轉(zhuǎn)，或者作為圖像數(shù)據(jù)空間中具有例如通過(guò)三 個(gè)歐拉角而參數(shù)化的三個(gè)自由度的三維旋轉(zhuǎn)。另外的自由度允許將測(cè)徑器相對(duì)于所視對(duì)象 更好地放置。在用戶界面的實(shí)施例中，結(jié)為解開的結(jié)。解開的結(jié)為持續(xù)地嵌入由3D歐幾里得空 間建模的三維(3D)圖像數(shù)據(jù)空間中的圓圈。解開的結(jié)的示例包括，但不限于，圓圈、方形的 邊界以及橢圓。包括解開的結(jié)的橢圓很容易操縱并且其在圖像數(shù)據(jù)空間中的位置容易由用 戶領(lǐng)會(huì)。在用戶界面的實(shí)施例中，結(jié)為基本上平面的。例如圓圈的平面結(jié)比非平面結(jié)更容 易被用戶操縱和理解。在用戶界面的實(shí)施例中，使用透視投影方法繪制圖像數(shù)據(jù)和測(cè)徑器。在透視投影 方法中，測(cè)徑器的尺寸和/或形狀取決于測(cè)徑器在3D圖像數(shù)據(jù)空間中的位置以與在根據(jù)圖 像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中所看到的結(jié)構(gòu)相匹配。在用戶界面的實(shí)施例中，結(jié)為圓圈。有利地，圓圈相對(duì)于關(guān)于中心的圓圈平面中的 旋轉(zhuǎn)等向。因此，當(dāng)圓圈平面和視圖平面基本平行時(shí)，平移完全足夠以將圓圈放置于期望位置。在實(shí)施例中，用戶界面用于測(cè)量血管的直徑。用本發(fā)明的測(cè)徑器測(cè)量脈管直徑比 使用現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)徑器更容易。在本發(fā)明的另一方面中，根據(jù)本發(fā)明的用戶界面包括在圖像采集裝置中。在本發(fā)明的另一方面中，根據(jù)本發(fā)明的用戶界面包括在工作站中。在本發(fā)明的另一方面中，提供了測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象 的方法，所述方法包括-圖像步驟，用于使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化，以顯示在顯示器上；_布置步驟，用于將測(cè)徑器布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；-縮放步驟，用于以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放測(cè)徑器；-平移步驟，用于平移所述圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器；以及-測(cè)徑器步驟，用于使圖像中的測(cè)徑器可視化；
其中，測(cè)徑器包括用于測(cè)量對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于縮放因子測(cè)量所述對(duì)象。在本發(fā)明的另一方面中，提供了載有計(jì)算機(jī)布置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的指令，計(jì)算機(jī)布置包括處 理單元和存儲(chǔ)器，在被加載之后，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品提供具有能夠執(zhí)行下面任務(wù)的所述 處理單元-使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化以在顯示器上顯示；-在圖像數(shù)據(jù)空間中布置測(cè)徑器；-以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間的方向上縮放所述測(cè)徑器；_在圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器；以及-使圖像中的測(cè)徑器可視化；其中，所述測(cè)徑器包括用于測(cè)量所述對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè)量 所述對(duì)象。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解可以任何有用的方式對(duì)上述實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)方式和/或本發(fā)明的各方面進(jìn)行組合?？梢杂杉夹g(shù)人員基于本說(shuō)明書執(zhí)行圖像采集裝置、工作站、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的修改和變化，所述修改和變化對(duì)應(yīng)于所描述的用戶界面的修改和變化。技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到可以將用戶界面應(yīng)用于包括諸如2維、3維或4維圖像的多維圖像數(shù)據(jù)的視圖報(bào)告，所述圖像數(shù)據(jù)可由各種采集模態(tài)采集，諸如但不限于標(biāo)準(zhǔn)X射線成像、 計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲(US)、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)、單光子發(fā) 射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)、數(shù)字?jǐn)鄬雍铣杉夹g(shù)以及核醫(yī)學(xué)(NM)。


根據(jù)下面所描述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例并參照附圖，本發(fā)明的這些和其他方面將變得明顯并得以闡述，其中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)徑器的問題；圖2示出了本發(fā)明的測(cè)徑器的實(shí)施例；圖3示意性地示出了用戶界面的示例性實(shí)施例的框圖；圖4示意性地示出了相同對(duì)象的多個(gè)測(cè)量；圖5示出了使用測(cè)徑器測(cè)量結(jié)腸息肉的基部的直徑；圖6示意性地示出了在透視和平行投影中圓形測(cè)徑器的實(shí)現(xiàn)方式；圖7示出了方法的示例性實(shí)現(xiàn)方式的流程圖；圖8示意性地示出了圖像采集裝置的示例性實(shí)施例；以及圖9示意性地示出了工作站的示例性實(shí)施例。使用相同的附圖標(biāo)記指示所有圖中的類似部分。
具體實(shí)施例方式圖2示出了本發(fā)明的測(cè)徑器的實(shí)施例。在這里，測(cè)徑器21為結(jié)——平面圓圈。測(cè)徑器21用于測(cè)量血管22的直徑。在放置測(cè)徑器之后，顯示圓圈直徑的長(zhǎng)度23。在用戶界面的實(shí)施例中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)輪調(diào)整測(cè)徑器21的尺寸。具有用于改變測(cè)徑器21的尺寸的兩個(gè)速度。當(dāng)用戶按壓并旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)輪時(shí)，速度為高。測(cè)徑器21的尺寸以 4mm的步長(zhǎng)變化。當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)輪而不按壓它時(shí)，速度為低并且測(cè)徑器21的尺寸以0. 5mm 的步長(zhǎng)變化。在其他實(shí)施例中將實(shí)施以其他速度的相同縮放方法。在這一縮放過(guò)程中，圓 圈的中心不移動(dòng)?？蛇x地，在實(shí)施例中，用戶可以將顯示器上的任意點(diǎn)選擇作為縮放中心。當(dāng)所選擇 的點(diǎn)未在圓圈的中心時(shí)，旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)輪將引起圓圈的縮放。圓圈的中心沿著將所選擇的點(diǎn)與 圓圈中心結(jié)合的線平移。經(jīng)縮放的圓圈中心和所選擇的點(diǎn)的距離與在縮放前圓圈的中心與 所選擇的點(diǎn)的距離的比等于縮放因子。為了在水平方向平移所述圓圈，用戶使用鼠標(biāo)的“拖放”操作他/她將鼠標(biāo)指針放置在圓圈中，按壓鼠標(biāo)鍵，之后按壓鼠標(biāo)鍵的同時(shí)移動(dòng)鼠標(biāo)。鼠標(biāo)指針在屏幕上移動(dòng)并 “拖拽”圓圈。當(dāng)用戶釋放鼠標(biāo)鍵時(shí)，圓圈在其當(dāng)前位置被“放下”，即釋放。測(cè)徑器21提 供具有較少人工交互的更準(zhǔn)確的測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶界面300包括“測(cè)徑器作用”按鈕。在用戶通過(guò)按壓所述按 鈕而按壓并激活所述測(cè)徑器時(shí)，測(cè)徑器變得附著于鼠標(biāo)指針。當(dāng)用戶移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，鼠標(biāo)指針 和測(cè)徑器相應(yīng)地移動(dòng)。用戶可以通過(guò)按壓鼠標(biāo)按鈕在希望的位置處釋放測(cè)徑器。技術(shù)人員將理解，有許多測(cè)徑器21的可能實(shí)施例。例如，測(cè)徑器21的形狀可能是 不同的，例如，測(cè)徑器21中所包括的結(jié)可以為方形的邊界、橢圓、在拓?fù)渖系韧趫A圈的非 平面閉合曲線或者三葉形紐結(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，基于用戶輸入確定所述結(jié)。另外，測(cè)徑器 21可以為由結(jié)約束的表面。例如，這樣的表面可以被限定為所有其所述第一端點(diǎn)為在結(jié)上 預(yù)定義的點(diǎn)并且其第二端點(diǎn)為在結(jié)上的另一點(diǎn)的間隔的聯(lián)合?？蛇x地，可以由一對(duì)一的連 續(xù)映射(其反向也是連接的)將結(jié)映射到表面上。由所映射的結(jié)約束的表面的部分可以為 測(cè)徑器。所有這些實(shí)施例示出了本發(fā)明并且不應(yīng)將所有這些實(shí)施例理解為限制權(quán)利要求的 范圍。圖3示意性地示出了用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)所計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的 用戶界面300的示例性實(shí)施例的方框圖，所述用戶界面包括-圖像單元310，用于使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化以在顯示器上顯示；-布置單元320，用于將測(cè)徑器21布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；-縮放單元330，用于以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放測(cè)徑器21；-平移單元340，用于平移圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器21；以及-測(cè)徑器單元360，用于使圖像中的測(cè)徑器可視化其中，測(cè)徑器21包括用于測(cè)量對(duì)象的結(jié)，其中，基于縮放因子測(cè)量所述對(duì)象。用戶界面300的示例性實(shí)施例還包括以下單元-旋轉(zhuǎn)單元345，用于在圖像數(shù)據(jù)空間中旋轉(zhuǎn)測(cè)徑器21；以及-存儲(chǔ)器單元370，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在用戶界面300的實(shí)施例中，具有針對(duì)輸入數(shù)據(jù)的三個(gè)輸入連接器381、382和 383。將第一輸入連接器381布置成接收來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件諸如 但不限于硬盤、磁帶、閃存或光盤。將第二輸入連接器382布置成接收來(lái)自諸如但不限于鼠 標(biāo)或觸摸屏的用戶輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)。將第三輸入連接器383布置成接收來(lái)自諸如鍵盤的用 戶輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)。將輸入連接器381、382和383連接到輸入控制單元380。
在用戶界面300的實(shí)施例中，具有針對(duì)輸出數(shù)據(jù)的兩個(gè)輸出連接器391和392。將第一輸出連接器391布置為將數(shù)據(jù)輸出到諸如硬盤、磁帶、閃存或光盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件。將 第二輸出連接器392布置為將數(shù)據(jù)輸出到顯示設(shè)備。輸出連接器391和392經(jīng)由輸出控制 單元390接收相應(yīng)數(shù)據(jù)。技術(shù)人員應(yīng)該理解，有很多方法將輸入設(shè)備連接到用戶界面300的輸入連接器 381,382和383，并將輸出設(shè)備連接到用戶界面300的輸出連接器391和392。這些方法包 括但不限于有線和無(wú)線連接，諸如但不限于局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)、因特網(wǎng)、數(shù)字電 話網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和模擬電話網(wǎng)絡(luò)。在用戶界面300的實(shí)施例中，用戶界面300包括存儲(chǔ)器單元370。將用戶界面300 布置為經(jīng)由輸入連接器381、382和383的任一個(gè)接收來(lái)自外部設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)，并將所接 收到的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元370中。將輸入數(shù)據(jù)加載到存儲(chǔ)器單元370允許由用戶 界面300的單元的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)部分的快速訪問。輸入數(shù)據(jù)可以包括，例如，圖像數(shù)據(jù)。可以 由諸如但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)芯片、只讀存儲(chǔ)器(ROM)芯片和/或硬盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備 和硬盤的設(shè)備來(lái)實(shí)施。還可以將存儲(chǔ)器單元370布置為存儲(chǔ)輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)可以包括， 例如，用于顯示測(cè)徑器21的數(shù)據(jù)。還可以將存儲(chǔ)器單元370布置為經(jīng)由存儲(chǔ)器總線375接 收來(lái)自用戶界面300的單元的數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)遞送到用戶界面300的單元，所述用戶界面 300的單元包括圖像單元310、布置單元320、縮放單元330、平移單元340、旋轉(zhuǎn)單元345和 測(cè)徑器單元350。還將存儲(chǔ)器單元370布置為經(jīng)由輸出連接器391和392的任一個(gè)使得輸 出數(shù)據(jù)可由外部設(shè)備獲得。在存儲(chǔ)器單元370中存儲(chǔ)來(lái)自用戶接口單元300的數(shù)據(jù)可以有 利地改善用戶界面300的單元的性能以及改善輸出數(shù)據(jù)從用戶界面300的單元傳輸?shù)酵獠?設(shè)備的速率。可選地，用戶界面300可以不包括存儲(chǔ)器單元370和存儲(chǔ)器總線375。由用戶界 面300使用的輸入數(shù)據(jù)可以由連接到用戶界面300的單元的至少一個(gè)外部設(shè)備提供，諸如 外部存儲(chǔ)器或處理器提供。類似地，由用戶界面300生成的輸出數(shù)據(jù)可以被提供到連接到 用戶界面的單元的至少一個(gè)外部設(shè)備，諸如外部存儲(chǔ)器或處理器?？梢詫⒂脩艚缑?00的 單元布置為經(jīng)由內(nèi)部連接或數(shù)據(jù)總線接收來(lái)自彼此的數(shù)據(jù)。將用戶界面300的圖像單元310布置為使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化以在顯示器上 顯示。由圖像單元310執(zhí)行的任務(wù)包括，例如，確定用于顯示圖像的視口。技術(shù)人員將了解 可以在圖像單元310的實(shí)施例中被實(shí)施的典型功能。有很多計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間中3D區(qū)域視圖的方式。所述視圖例如可以使用最大強(qiáng) 度投影(MIP)、等值面投影(ISP)以及直接體積繪制(DVR)加以計(jì)算。在MIP中，找到沿投 影射線的最大強(qiáng)度的3D位置。所述射線從觀察面上投射出來(lái)。像素在觀察面上的強(qiáng)度值 可以被設(shè)置為所找到的沿所述射線的最大強(qiáng)度值。在ISP中，投影射線在與感興趣的等值 面交匯時(shí)終止。所述等值面被定義為強(qiáng)度函數(shù)的水平集，即，具有相同強(qiáng)度值的所有體素 的集合。在 Barthold Lichtenbelt、Randy Crane 禾P Shaz Naqvi 的題為 “ Introduction to Volume Rendering，，(出版自 Hewlett-Packard ProfessionalBooks, Prentice Hall ； Bk&CD-Rom edition(1998))書中可以找到更多關(guān)于MIP和ISP的信息。在DVR中，傳遞 函數(shù)(transfer function)為在圖像數(shù)據(jù)中包含的強(qiáng)度值指定諸如不透明性的繪制屬 性。在 T· He 等人的題為 “Generation of Transfer Functions with Stochastic SearchTechniques，，(Proceedings of IEEE Visualization,pages 227-234，1996)的文章中描述 了 DVR的實(shí)現(xiàn)方式。諸如等值面的對(duì)象可以在圖像數(shù)據(jù)中加以識(shí)別并且可以用于在圖形處理器的模 型坐標(biāo)系統(tǒng)中定義對(duì)象。圖形處理器的圖形管線(graphics pipeline)可以用于計(jì)算 包含在模型坐標(biāo)系統(tǒng)中的對(duì)象的視圖。在J.D.Foley等人的題為“Computer graphics Principles and practice，，(2nd Ed. , Addison-ffesley, Reading, Massachusetts, USA, 1996)的書中描述了所述圖形管線。技術(shù)人員應(yīng)理解，有很多可以應(yīng)用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間的3D區(qū)域 視圖的方法。計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間的3D區(qū)域視圖的計(jì)算方法的選擇并不限制權(quán)利要求的范圍。將用戶界面300的布置單元320布置為在圖像數(shù)據(jù)空間中布置測(cè)徑器21。所述測(cè) 徑器被布置在圖像數(shù)據(jù)空間中預(yù)定義的位置上或由用戶指定的位置上。任選地，可以將布 置單元320布置為接收用于指定多個(gè)測(cè)徑器中的測(cè)徑器21以進(jìn)行部署的用戶輸入。將用戶界面300的縮放單元330布置為以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮 放測(cè)徑器21?？蓪⒖s放單元330布置為接收來(lái)自用戶輸入設(shè)備的用戶輸入，所述用戶輸入 設(shè)備諸如鍵盤、鼠標(biāo)或跟蹤球，并基于該用戶輸入計(jì)算測(cè)徑器21的尺寸。測(cè)徑器21的縮放 可以為各向同性的或者各向異性的。例如，對(duì)由圖2中所示的圓圈限定的測(cè)徑器21的縮放 為各向同性的。對(duì)包括橢圓的測(cè)徑器21的縮放可以為各向異性的，并且可以在橢圓的軸的 方向發(fā)生?？梢栽诙鄠€(gè)方向上發(fā)生3D測(cè)徑器21的縮放。任選地，可以確定多個(gè)縮放因子， 例如，針對(duì)每個(gè)縮放方向的一個(gè)縮放因子。任選地，縮放模式是可選擇的并且可以由用戶確 定。將用戶界面300的平移單元340布置為在圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器21。將 平移單元340布置為接收來(lái)自用戶輸入設(shè)備的用戶輸入，所述用戶輸入設(shè)備諸如鍵盤、鼠 標(biāo)或跟蹤球，并基于該用戶輸入計(jì)算測(cè)徑器21的平移位置。在實(shí)施例中，平移向量基于平 行于視圖平面。在另一實(shí)施例中，平移在圖像數(shù)據(jù)空間中的所有方向上實(shí)施。任選地，當(dāng)圖 像單元310使用透視投影技術(shù)來(lái)計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間區(qū)域的視圖時(shí)，用戶也能夠放大和縮小 測(cè)徑器21將用戶界面的測(cè)徑器單元350布置為使圖像中的測(cè)徑器21可視化。將測(cè)徑器單 元350布置為從配置單元320、縮放單元330和平移單元340獲得數(shù)據(jù)?；谠摂?shù)據(jù)，還將 測(cè)徑器單元350布置為計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器21的圖像以使圖像中的測(cè)徑器21可 視化。任選地，測(cè)徑器單元350可以為圖像單元310的部件或者可以從圖像單元310中接 收數(shù)據(jù)以確定如何將測(cè)徑器定位于3D圖像數(shù)據(jù)空間中。例如，測(cè)徑器單元350可以接收在 圓圈的中心處顯示的像素的深度值，以計(jì)算在透視投影中的該深度處的測(cè)徑器的尺寸。
在實(shí)施例中，用戶界面300包括用于將測(cè)徑器21在圖像數(shù)據(jù)空間中旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單 元345?？梢杂尚D(zhuǎn)單元345使用任意數(shù)量的旋轉(zhuǎn)軸。針對(duì)每個(gè)旋轉(zhuǎn)，由用戶確定旋轉(zhuǎn)軸和 /或旋轉(zhuǎn)角，并由旋轉(zhuǎn)單元345獲得指定旋轉(zhuǎn)軸和/或旋轉(zhuǎn)角的用戶輸入數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)軸可以 為圖像數(shù)據(jù)空間中的參照系的三個(gè)笛卡爾軸中的一個(gè)?？蛇x地，旋轉(zhuǎn)軸可以為測(cè)徑器的軸。 還可以將測(cè)徑器單元350布置為從旋轉(zhuǎn)單元345獲得數(shù)據(jù)?；谶@一數(shù)據(jù)，還可將測(cè)徑器 單元350布置為計(jì)算圖像數(shù)據(jù)空間中經(jīng)旋轉(zhuǎn)的測(cè)徑器21的圖像用于使圖像中的測(cè)徑器21可視化。圖4示出了相同對(duì)象-椎骨41的多個(gè)測(cè)量。使用測(cè)徑器21，用戶可以容易地測(cè)量椎骨41的各個(gè)參數(shù)。圖5示出了使用測(cè)徑器測(cè)量結(jié)腸息肉的基部的直徑。在具有強(qiáng)烈的透視變形的非 折疊的立方體投影51中執(zhí)行測(cè)徑器可視化。圖5示出了測(cè)徑器的實(shí)現(xiàn)方式確切地用透視 投影描述圖像。測(cè)徑器部分21-1和21-2的尺寸在不同深度變化。圓形測(cè)徑器的形狀需要 相應(yīng)地變形。因此，在透視中的測(cè)徑器的投影不是圓圈。對(duì)于虛擬結(jié)腸鏡檢查的用戶而言 這一特征是非常有用的。圖6示意性地示出了在透視投影和平行投影中圓形測(cè)徑器21的實(shí)現(xiàn)方式。例如， 給定視圖平面中的2D位置，通常為鼠標(biāo)指針的位置，由圖像單元310確定圖像數(shù)據(jù)空間中 的3D位置P。2D位置表示圓形測(cè)徑器21的圖像的圓圈22的中心。對(duì)于在頂視圖61中示 出的透視投影，基于3D位置P確定顯示器上顯示的圓圈22的實(shí)際半徑，即基于從觀察者 位置點(diǎn)VP到3D位置P的距離。對(duì)于正交投影，無(wú)論3D位置P如何，實(shí)際圓圈21的半徑與 所顯示的圓圈22的半徑是相等的。技術(shù)人員將理解用戶界面300的其他實(shí)施例也是可能的。在其他情況中，重新限 定用戶界面300的單元并且重新分布其功能是可能的。盡管所描述的實(shí)施例應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖 像，但是用戶界面300在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之外的其他應(yīng)用也是可能的。技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在當(dāng)前文件中描述的用戶界面300可以為用于在醫(yī)生工作的 許多方面來(lái)輔助其的有用工具?？梢允褂锰幚砥鲗?shí)施用戶界面300的單元。通常，在軟件程序產(chǎn)品的控制下執(zhí)行 各單元功能。在執(zhí)行過(guò)程中，通常將軟件程序產(chǎn)品加載到例如RAM的存儲(chǔ)器中，并從該處執(zhí) 行?？梢詮暮笈_(tái)存儲(chǔ)器(background)加載程序，所述后臺(tái)存儲(chǔ)器諸如ROM、硬盤或磁存儲(chǔ)和 /或光存儲(chǔ)，或者可以經(jīng)由如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行加載。任選地，專用集成電路可以提供所描 述的功能。圖7示出了測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的方法700的示例性 實(shí)現(xiàn)方式的流程圖。方法700從圖像步驟710開始用于使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化。在圖 像步驟710之后，方法700繼續(xù)至用于將測(cè)徑器21布置在圖像數(shù)據(jù)空間中的布置步驟720。 在布置步驟720之后，方法700繼續(xù)至用于使圖像中的測(cè)徑器21可視化的測(cè)徑器步驟750。 在測(cè)徑器步驟之后，方法700允許用戶操縱所述測(cè)徑器。這在包括以下步驟的操縱步驟725 中實(shí)現(xiàn)縮放步驟730，用于以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放測(cè)徑器21 ；平移步 驟740，用于在圖像數(shù)據(jù)空間中平移測(cè)徑器21 ；以及旋轉(zhuǎn)步驟745，用于在圖像數(shù)據(jù)空間中 旋轉(zhuǎn)測(cè)徑器21。在操縱步驟725之后，方法700繼續(xù)至測(cè)徑器步驟750。在測(cè)徑器步驟750 之后，方法700回到操縱步驟725用于圖像數(shù)據(jù)空間中的測(cè)徑器的更多操作，或者結(jié)束。方 法700的測(cè)徑器21包括用于測(cè)量對(duì)象的結(jié)?；谟糜诳s放測(cè)徑器的縮放因子測(cè)量所述對(duì) 象。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明意圖主旨的情況下，改變一些步驟的次序 或使用線程模型、多處理器系統(tǒng)或多進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行一些步驟。任選地，本發(fā)明的方法700的 兩個(gè)或多個(gè)步驟可以合并為一個(gè)步驟。任選地，本發(fā)明的方法700的步驟可以被分解為多 個(gè)步驟。
圖8示意性地示出了應(yīng)用用戶界面300的圖像采集裝置800的示例性實(shí)施例，所 述圖像采集裝置800包括經(jīng)由內(nèi)部連接與用戶界面300連接的CT圖像采集單元810、輸入 連接器801以及輸出連接器802。此布置有利地增加了圖像采集裝置800的能力，為所述圖 像采集裝置800提供了用戶界面300的有利的能力。圖9示意性地示出了工作站900的示例性實(shí)施例。所述工作站包括第二用戶界面 總線901。處理器910、存儲(chǔ)器920、磁盤輸入/輸出(I/O)適配器930以及第二用戶界面 (UI)940可操作地連接到第二用戶界面總線901。磁盤存儲(chǔ)設(shè)備931可操作地耦合到磁盤 I/O適配器930。鍵盤941、鼠標(biāo)942以及顯示器943可操作地耦合到UI 940。實(shí)施為計(jì)算 機(jī)程序的本發(fā)明的用戶界面300被存儲(chǔ)在磁盤存儲(chǔ)設(shè)備931中。將工作站900布置為加載 所述程序并將數(shù)據(jù)輸入到存儲(chǔ)器920并在處理器910上執(zhí)行所述程序。用戶能夠使用鍵盤 941和/或鼠標(biāo)942向工作站900輸入信息。將所述工作站布置為將信息輸出到顯示設(shè)備 943和/或到磁盤931。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在本領(lǐng)域中工作站900有 大量的其他實(shí) 施例，并且本實(shí)施例用于舉例說(shuō)明本發(fā)明而一定不能理解為是將本發(fā)明限定為該特定的實(shí) 施例。必須注意到的是，上述實(shí)施例是舉例說(shuō)明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將能夠在不脫離權(quán)利要求范圍的情況下設(shè)計(jì)替代實(shí)施例。在權(quán)利要求中，在圓括號(hào)間 的任意附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。詞語(yǔ)“包括”并不排除存在權(quán)利要求或 在說(shuō)明中未列舉出的其他元件或步驟。在元件前的詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”并不排除存在多個(gè) 此類元件。本發(fā)明可以通過(guò)包括若干分立元件的硬件以及通過(guò)編程后的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施。在 用戶界面權(quán)利要求中列舉了若干單元，這些單元中的一些可以具體化為一個(gè)或同樣條目的 硬件或軟件。詞語(yǔ)第一、第二和第三等的使用并不指代順序。這些詞語(yǔ)解釋為名稱。
權(quán)利要求
一種用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的用戶界面(300)，所述用戶界面包括-圖像單元(310)，用于使所述圖像中的所述圖像數(shù)據(jù)可視化，以顯示在顯示器上；-布置單元(320)，用于將測(cè)徑器(21)布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；-縮放單元(330)，用于以縮放因子在所述圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放所述測(cè)徑器(21)；-平移單元(340)，用于在所述圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器(21)；以及-測(cè)徑器單元(350)，用于使所述圖像中的所述測(cè)徑器(21)可視化；其中，所述測(cè)徑器(21)包括用于測(cè)量所述對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè)量所述對(duì)象。
2.如權(quán)利要求1中所述的用戶界面，還包括旋轉(zhuǎn)單元(345)，用于在所述圖像數(shù)據(jù)空間 中旋轉(zhuǎn)所述測(cè)徑器(21)。
3.如權(quán)利要求2所述的用戶界面，其中，所述結(jié)為解開的結(jié)并且為基本上平面的。
4.如權(quán)利要求3所述的用戶界面，其中，所述結(jié)為圓圈。
5.如權(quán)利要求1所述的用戶界面，其中，使用透視投影方法繪制所述圖像數(shù)據(jù)和所述 測(cè)徑器。
6.如權(quán)利要求1所述的用戶界面，用于測(cè)量血管的直徑。
7. 一種包括如權(quán)利要求1所述的用戶界面(300)的圖像采集裝置(800)。
8. 一種包括如權(quán)利要求1所述的用戶界面(300)的工作站(900)。
9. 一種用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的方法(700)，所述方法 包括-圖像步驟(710)，用于使所述圖像中的所述圖像數(shù)據(jù)可視化，以顯示在顯示器上； -布置步驟(720)，用于將測(cè)徑器(21)布置在圖像數(shù)據(jù)空間中； -縮放步驟(730)，用于以縮放因子在所述圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放所述測(cè)徑器 (21)；-平移步驟(740)，用于在所述圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器(21)；以及 -測(cè)徑器步驟(750)，用于使所述圖像中的所述測(cè)徑器(21)可視化； 其中，所述測(cè)徑器(21)包括用于測(cè)量所述對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè) 量所述對(duì)象。
10. 一種要由計(jì)算機(jī)布置加載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算 的圖像中觀察到的對(duì)象的指令，所述計(jì)算機(jī)布置包括處理單元和存儲(chǔ)器，在被加載之后，所 述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品向所述處理單元提供執(zhí)行下述任務(wù)的能力-使所述圖像中的所述圖像數(shù)據(jù)可視化，以顯示在顯示器上； -將測(cè)徑器(21)布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；-以縮放因子在所述圖像數(shù)據(jù)空間中的方向上縮放所述測(cè)徑器(21)； -在所述圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器(21)；以及 _使所述圖像中的所述測(cè)徑器(21)可視化；其中，所述測(cè)徑器(21)包括用于測(cè)量所述對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè) 量所述對(duì)象。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測(cè)量在根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算的圖像中觀察到的對(duì)象的用戶界面(300)，所述用戶界面包括圖像單元(310)，用于使圖像中的圖像數(shù)據(jù)可視化；布置單元(320)，用于將測(cè)徑器(21)布置在圖像數(shù)據(jù)空間中；縮放單元(330)，用于以縮放因子在圖像數(shù)據(jù)空間的方向 縮放所述測(cè)徑器(21)；平移單元(340)，用于在圖像數(shù)據(jù)空間中平移所述測(cè)徑器(21)；以及測(cè)徑器單元(350)，用于使圖像中的所述測(cè)徑器(21)可視化，其中，所述測(cè)徑器(21)包括用于測(cè)量所述對(duì)象的結(jié)，并且其中，基于所述縮放因子測(cè)量所述對(duì)象。包括用于確定所述測(cè)徑器(21)的形狀的結(jié)的測(cè)徑器(21)是已知幾何形狀和尺寸的簡(jiǎn)單參考對(duì)象。參見在圖像中觀察到的圖像數(shù)據(jù)和測(cè)徑器(21)，用戶可以容易地將測(cè)徑器(21)放置于圖像數(shù)據(jù)空間并調(diào)整其尺寸使之匹配所測(cè)對(duì)象的尺寸。不像基于選擇兩個(gè)點(diǎn)并測(cè)量其間的距離的現(xiàn)有技術(shù)的方法，不需要改變圖像數(shù)據(jù)的視圖以放置和/或調(diào)整所述測(cè)徑器(21)的尺寸。因此，本發(fā)明的測(cè)徑器通常降低測(cè)量所述對(duì)象所需要的人工交互的量。有利地，本發(fā)明的測(cè)徑器(21)還提高用戶的視覺體驗(yàn)?？梢酝ㄟ^(guò)旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)輪各向同性或各向異性地調(diào)整所述測(cè)徑器(21)的尺寸，即在一個(gè)或多個(gè)方向上進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)，鼠標(biāo)平移可以確定測(cè)徑器(21)在視圖平面中的位置。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101802868SQ200880107357
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者J·奧利萬(wàn)貝斯科斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司