本發(fā)明涉及用于對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還涉及包括所述系統(tǒng)的工作站和成像裝置。本發(fā)明還涉及包括指令的計算機程序產(chǎn)品，所述指令用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行所述方法。

背景技術(shù)：

體積圖像可以以各種方式被呈現(xiàn)給用戶。例如，如果體積圖像是通過2D圖像切片的堆疊的圖像數(shù)據(jù)來表示的，則可以選擇2D圖像切片中的一個以用于顯示，或者可以使用多平面重新格式化技術(shù)來生成傾斜切片。另一范例是，如果體積圖像是由三維(3D)圖像數(shù)據(jù)來表示的，則可以使用體繪制技術(shù)來生成3D圖像數(shù)據(jù)的二維(2D)投影。

一般而言，體積圖像的這樣的表示被稱為體積圖像的視圖，并且視圖的所述生成稱為視圖生成。從圖像處理領(lǐng)域已知幾種這樣的技術(shù)。這里，視圖相對于體積圖像的幾何布置可以通過與體積圖像相交的查看平面來定義。這樣查看平面可以表示例如針對多平面重新格式化的幾何配置，圖像切片選擇，投影平面等。

體積圖像可以示出解剖結(jié)構(gòu)，例如，器官，器官的部分等。臨床醫(yī)生能期望獲得體積圖像中的解剖結(jié)構(gòu)的表面的視圖，例如，以使得臨床醫(yī)生手動地定義或校正視圖中的解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線的勾畫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

獲得解剖結(jié)構(gòu)的表面的視圖的一個問題是，這樣的視圖經(jīng)常以不清晰的方式示出所述表面。

提供如下的系統(tǒng)或方法將是有利的，所述系統(tǒng)或方法獲得解剖結(jié)構(gòu)的表面的視圖，所述視圖以更加清晰的方式示出所述表面。

為了更好地解決這一關(guān)心問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

-圖像接口，其用于訪問所述體積圖像的圖像數(shù)據(jù)；

-顯示處理器，其被配置為：

i)生成所述體積圖像的第一視圖，所述第一視圖由與所述體積圖像相交的第一查看平面幾何地定義，所述第一視圖示出所述解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面，

ii)基于屏幕上指針的位置來確定所述表面上的至少一個定位；

iii)通過分析所述體積圖像的所述圖像數(shù)據(jù)來確定所述體積圖像內(nèi)的所述表面的局部取向，所述局部取向是針對在所述第一視圖中示出的所述表面上的所述至少一個定位而被確定的，并且

iv)基于針對所述表面上的所述至少一個定位確定的所述局部取向，生成所述體積圖像的第二視圖，所述第二視圖由與所述體積圖像中的所述解剖結(jié)構(gòu)的所述表面在所述表面上的所述至少一個定位處基本上垂直地相交的第二查看平面幾何地定義；以及

-顯示輸出部，其用于生成并輸出顯示數(shù)據(jù)，所述顯示數(shù)據(jù)表示所述顯示處理器的輸出。

在本發(fā)明的另外的方面中，提供了一種包括所述系統(tǒng)的工作站和成像裝置。

在本發(fā)明的另外的方面中，提供了一種用于對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的方法，所述方法包括：

-訪問所述體積圖像的圖像數(shù)據(jù)；

-生成所述體積圖像的第一視圖，所述第一視圖由與所述體積圖像相交的第一查看平面幾何地定義，所述第一視圖示出所述解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面；

-通過分析所述體積圖像的所述圖像數(shù)據(jù)，基于屏幕上指針的位置和所述體積圖像內(nèi)的所述表面的局部取向來確定所述表面上的至少一個定位，所述局部取向是針對在所述第一視圖中示出的所述表面上的所述至少一個定位而被確定的；

-基于針對所述表面上的所述至少一個定位確定的所述局部取向，生成所述體積圖像的第二視圖，所述第二視圖由與所述體積圖像中的所述解剖結(jié)構(gòu)的所述表面在所述表面上的所述至少一個定位處基本上垂直地相交的第二查看平面幾何地定義；并且

-生成并輸出顯示數(shù)據(jù)，所述顯示數(shù)據(jù)表示顯示處理器的輸出。

在本發(fā)明的另外的方面中，提供了一種包括指令的計算機程序產(chǎn)品，所述指令用于令處理器系統(tǒng)執(zhí)行上述方法。

前述措施涉及訪問體積圖像的圖像數(shù)據(jù)。例如，3D圖像數(shù)據(jù)可以被訪問，例如，被格式化為3D體素陣列，或者2D圖像切片的堆疊的圖像數(shù)據(jù)，例如，每個被格式化為2D體素或像素的陣列。生成體積圖像的第一視圖，所述第一視圖示出所述解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面。這樣的第一視圖可以被生成為系統(tǒng)的部分，所述系統(tǒng)按順序生成圖像數(shù)據(jù)的不同視圖，以使得用戶能夠瀏覽體積圖像。然而，這并不是限制，這是因為也可以在不同的背景下生成第一視圖。第一視圖由第一查看平面幾何地定義，所述第一查看平面定義第一視圖與體積圖像之間的幾何關(guān)系。例如，查看平面可以表示投影平面，針對多平面重新格式化的幾何配置或者指示圖像切片的選擇。這樣，第一視圖已經(jīng)使用視圖生成技術(shù)(例如，多平面重新格式化)而被生成。然而，這并不是限制，這是因為第一視圖也可以對應(yīng)于3D圖像數(shù)據(jù)的子選擇，例如，軸向切片、冠狀切片或矢狀切片。應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)體積圖像顯示的領(lǐng)域，在本段中描述的功能本身是已知的。

此外，體積圖像內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)的表面的局部取向被確定，即，通過分析體積圖像的圖像數(shù)據(jù)。這里，措詞“體積圖像內(nèi)的取向(...)”是指三維取向，例如，如由矢量所描述的，并且形容詞“局部”是指這樣的取向，其表示表面至少在一個定位處的取向。這個定位是體積圖像中也在第一視圖中示出的定位。

此外，由所述系統(tǒng)生成體積圖像的第二視圖。類似第一視圖，第二視圖由與體積圖像相交的查看平面(即，第二查看平面)來幾何地定義。然而，額外地，第二查看平面以這樣的方式與體積圖像相交：解剖結(jié)構(gòu)的表面在所述表面上的至少一個定位處基本上垂直地相交。這里，術(shù)語“基本上垂直地”是指垂直相交，或者在表示垂直相交的90度的有限范圍內(nèi)的相交，例如，在+/-20度內(nèi)，在+/-10度內(nèi)，和/或在+/-5度內(nèi)。為了確定第二視圖的適當(dāng)?shù)膸缀闻渲?，使用表面在表面上的至少一個定位處的先前確定的局部取向。類似第一視圖，可以以各種方式生成第二視圖，例如，如果第二視圖表示通過體積圖像的傾斜切片，則通過多平面重新格式化來生成第二視圖，通過獲得3D圖像數(shù)據(jù)的相比于第一視圖的子選擇不同的子選擇來生成第二視圖等。

此外，生成顯示數(shù)據(jù)，所述顯示數(shù)據(jù)表示顯示處理器的輸出。例如，顯示數(shù)據(jù)可首先示出第一視圖并且然后示出第二視圖，或者可以同時示出兩個視圖，例如，并排或者顯示為疊加。

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，在體積圖像顯示中，可能頻繁發(fā)生的是，視圖示出了與解剖結(jié)構(gòu)的表面以淺的方式(例如以不是基本上垂直的方式)相交的橫截面。這樣的視圖以模糊的方式示出解剖結(jié)構(gòu)的表面。例如，如果表面表示解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線，則第一視圖可以顯示具有模糊的輪廓線的解剖表面。一個特定的范例是，在乳房的底部通過體積乳房圖像的軸向橫截面通常示出為以淺的方式相交的皮膚表面，這造成模糊的輪廓線。不利地，用戶可能難以在這樣的視圖中勾畫皮膚表面。

前述措施具有這樣的效果：從示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面的第一視圖開始，用戶被呈現(xiàn)以示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的垂直橫截面的第二視圖。垂直橫截面相比于淺橫截面產(chǎn)生對表面更銳利的描繪。因此，相比于在第一視圖中通常的情況，在第二視圖中表面以更銳利的方式被示出。有利地，用戶能夠以更精確的方式手動定義或校正解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線的勾畫。此外，存在這樣的第二視圖的各種其他有利用途，例如，方便臨床醫(yī)生解讀圖像，更加可靠的進一步的自動分析等。

任選地，所述系統(tǒng)還包括用戶交互子系統(tǒng)，所述用戶交互子系統(tǒng)用于使得用戶能夠?qū)⑵聊簧现羔樂胖迷谒龅谝灰晥D上，并且所述顯示處理器被配置用于基于所述屏幕上指針的位置來確定所述表面上的所述至少一個定位。通過提供用戶交互子系統(tǒng)，用戶能夠與系統(tǒng)進行交互。例如，用戶交互子系統(tǒng)可以包括連接到諸如鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等的輸入設(shè)備的輸入設(shè)備接口。因此，用戶可以通過操作輸入設(shè)備來提供用戶輸入。尤其地，用戶可以在第一視圖上放置屏幕上指針，例如，光標(biāo)。顯示輸出部可以是用戶交互子系統(tǒng)的部分，從而使得系統(tǒng)能夠提供關(guān)于由用戶提供的用戶輸入的視覺反饋。這樣的功能可以用于各種目的，例如，瀏覽體積圖像，圖像注釋或圖像勾畫。后者的范例是手動定義或校正解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線的勾畫，例如通過利用屏幕上指針來追蹤解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線。顯示處理器可以基于屏幕上指針的位置來確定表面上的至少一個定位，例如，通過直接使用位置，通過選擇最接近屏幕上指針的位置的輪廓等。因此，第二視圖示出了在屏幕上指針的位置處或附近基本上垂直地相交的解剖結(jié)構(gòu)的表面。有利地，用戶可以選擇解剖結(jié)構(gòu)的表面基本上垂直地相交之處的定位(例如，通過點擊鼠標(biāo)按鈕或者利用屏幕上指針懸停在定位上)，從而使系統(tǒng)生成并顯示第二視圖。

任選地，所述用戶交互子系統(tǒng)被配置用于使得所述用戶能夠在所述第二視圖上勾畫所述解剖結(jié)構(gòu)的所述表面。至少部分地出于使得用戶能夠在第二視圖中勾畫解剖結(jié)構(gòu)的表面的目的，第二視圖被如此生成并顯示。這樣的勾畫可以采取用戶利用屏幕上指針來追蹤解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線的形式。由于第二視圖相比于在第一視圖中通常的情況通常以更銳利的方式示出表面，因此第二視圖更適合用于這樣的勾畫。這樣，用戶能夠以更精確的方式勾畫解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線。

任選地，所述顯示處理器被配置用于：

-確定所述體積圖像中包括所述表面上的所述至少一個定位的感興趣體積；并且

-基于所述感興趣體積來生成所述第二視圖。

通過確定感興趣體積，第二視圖是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的包括表面上的至少一個定位的特定子集來生成的。通過基于感興趣體積來生成第二視圖，避免了在生成第二視圖時需要處理體積圖像的所有的圖像數(shù)據(jù)。例如，感興趣體積可以表示投影體積，根據(jù)投影體積，借助于體積投影來生成第二視圖。另一范例是，感興趣體積定義了要被應(yīng)用多平面重新格式化的圖像數(shù)據(jù)。第二查看平面可以用于根據(jù)感興趣體積生成第二視圖，例如通過用作投影平面或用作針對多平面重新格式化的幾何目標(biāo)。有利地，在第二視圖被生成為第一視圖的較小插入物或者被生成為疊加在第一視圖上的情況下，例如，僅示出表面上的至少一個定位的鄰域，感興趣體積可以被選擇為對應(yīng)于較小的第二視圖。

任選地，所述感興趣體積具有立方體形狀或球狀形狀。立方形形狀或球形形狀非常適合作為感興趣體積的形狀。然而，備選地，感興趣體積可以具有更一般的形狀。應(yīng)當(dāng)指出，形狀可以是預(yù)定義的，應(yīng)用特異性的，或者可以是用戶定義的。例如，在細長的解剖結(jié)構(gòu)(例如，骨)的情況下，可以使用細長的盒作為感興趣體積，使得骨的表面的更大部分以更加清晰的方式被示出。

任選地，所述顯示處理器被配置用于在將所述第二視圖生成為在所述第一視圖的部分之上的疊加。因此，第二視圖并不完全替代第一視圖。這可以避免用戶被視圖的突然變化所困惑，和/或?qū)Φ谝灰晥D的替換干擾用戶瀏覽體積圖像。有利地，疊加可以是局部疊加，例如，僅示出表面上的至少一個定位的鄰域，從而保持第一視圖為圍繞物。

任選地，所述第一視圖的被疊加的所述部分對應(yīng)于所述感興趣體積。這樣，第二視圖被疊加在對應(yīng)于其的在第一視圖的部分之上，例如，通過示出解剖結(jié)構(gòu)的相似部分。這是特別有利的可視化的，在于其能夠由用戶直觀地理解。

任選地，所述顯示處理器被配置用于在所述感興趣體積的邊界處將所述第二視圖與所述第一視圖融合，以便建立所述第二視圖的所述疊加與所述第一視圖之間的逐漸過渡。因此，可以避免在感興趣體積的邊界處的不連續(xù)的過渡。

任選地，所述顯示處理器被配置用于將所述體積圖像內(nèi)的所述表面的所述局部取向建立為從所述解剖結(jié)構(gòu)的所述表面上的所述至少一個定位指向圖像強度的最陡變化的方向的取向矢量。表面上的至少一個定位的表面的局部取向因此由矢量(例如，三維矢量)來表示。圖像強度的最陡變化通常指示表面的取向。用于確定這樣的最陡變化的各種圖像處理技術(shù)是已知的。例如，圖像過濾器可以被應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)，例如Hessian濾波器。

任選地，所述顯示處理器被配置用于通過旋轉(zhuǎn)所述第一查看平面以便包含具有關(guān)于最小絕對旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)變換的取向矢量來確定所述第二查看平面。第一查看平面可以關(guān)于各種不同的軸旋轉(zhuǎn)，以便包含取向矢量，從而產(chǎn)生針對每個不同的旋轉(zhuǎn)變換軸的不同視圖。通過利用具有最小的絕對旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)變換來旋轉(zhuǎn)第一查看平面，第二視圖相對于第一視圖的成角被最小化。有利地，用戶解讀第二視圖更加容易。

根據(jù)以上內(nèi)容，可以提供用于對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的系統(tǒng)和方法。使用示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的非垂直橫截面的體積圖像的第一視圖，體積圖像內(nèi)的表面的局部取向可以被確定，即，通過分析體積圖像的圖像數(shù)據(jù)。在己經(jīng)確定了表面的局部取向之后，可以生成體積圖像的第二視圖，第二視圖由與體積圖像中的解剖結(jié)構(gòu)的表面垂直地相交的查看平面幾何地定義。因此，相比于在第一視圖中通常的情況，在第二視圖中，表面可以以更銳利的方式被示出。有利地，用戶可以以更精確的方式手動定義或校正解剖結(jié)構(gòu)的輪廓線的勾畫。此外，可以存在這樣的第二視圖的各種其他有利用途，例如，方便臨床醫(yī)生解讀圖像，更加可靠的進一步的自動分析等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以以任何被認(rèn)為有用的方式來組合上述實施例、實施方式、和/或本發(fā)明的各方面中的兩個或更多個。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書的基礎(chǔ)上能夠執(zhí)行對工作站、成像裝置、方法和/或計算機程序產(chǎn)品的各種修改和變型，這些修改和變型對應(yīng)于對所描述的系統(tǒng)的修改和變型。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，本方法可以被應(yīng)用到多維圖像數(shù)據(jù)，例如，三維(3-D)圖像或四維(4-D)圖像。多維圖像數(shù)據(jù)的維度可以涉及時間。例如，四維圖像可以包括三維圖像的時域序列。圖像可通過各種采集模態(tài)來采集，所述各種采集模態(tài)例如為，但不限于，標(biāo)準(zhǔn)X射線成像，計計算機斷層攝影(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)射計算機斷層攝影(SPECT)以及核醫(yī)學(xué)(NM)。

在獨立權(quán)利要求中定義了本發(fā)明。在從屬權(quán)利要求中定義了有利的但是任選的實施例。

附圖說明

根據(jù)下文描述的實施例，本發(fā)明的這些方面和其他方面將變得明顯并且得到闡明。在附圖中：

圖1示出了用于通過生成體積圖像的視圖來對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的系統(tǒng)；

圖2A示出了體積乳房圖像的視圖，所述視圖表示在乳房底部通過乳房的軸向橫截面；

圖2B示出了體積乳房圖像的另外的視圖，所述另外的視圖表示在中心切片處通過乳房的軸向橫截面；

圖3A示出了第一視圖的第一查看平面，所述第一查看平面與體積圖像相交同時以淺的角度與解剖結(jié)構(gòu)的表面相交；

圖3B示出了第二視圖的第二查看平面，所述第二查看平面與體積圖像相交，使得解剖結(jié)構(gòu)的表面垂直地相交；

圖4示出了第二視圖，所述第二視圖被顯示為在屏幕上指針的位置處疊加在的第一視圖上的局部疊加；

圖5示出了用于通過生成體積圖像的視圖來對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的方法；并且

圖6示出了包括用于令處理系統(tǒng)執(zhí)行所述方法的指令的計算機程序產(chǎn)品。

應(yīng)當(dāng)指出，在不同的附圖中具有相同的附圖標(biāo)記的項目具有相同的結(jié)構(gòu)特征和相同的功能或者是相同的信號。在已經(jīng)解釋了這樣的項目的功能和/或結(jié)構(gòu)時，沒有必要在詳細說明中對其進行重復(fù)的解釋。

附圖標(biāo)記列表

提供了下面的附圖標(biāo)記列表以便于對附圖的解讀，并且該附圖標(biāo)記列表不應(yīng)被解釋為對權(quán)利要求的限制。

020 外部存儲設(shè)備

022 體積圖像的圖像數(shù)據(jù)

060 顯示器

080 用戶輸入設(shè)備

082 通過用戶輸入設(shè)備提供的數(shù)據(jù)

100 用于對體積圖像進行可視化的系統(tǒng)

120 圖像接口

140 顯示處理器

142 顯示處理器的輸出

160 顯示輸出

162 顯示數(shù)據(jù)

180 用戶交互子系統(tǒng)

182 定位信息

200 以淺的角度與乳房的皮膚表面相交的視圖

220 以陡的角度與乳房的皮膚表面相交的視圖

250、252 表示乳房的皮膚表面的輪廓

300 表示第一視圖的第一查看平面

310 第一查看平面的二維圖示

312 第二查看平面的二維圖示

320 表示第二視圖的第二查看平面

350、352 解剖結(jié)構(gòu)的表面

360、362 表面的局部取向

370 表面上的定位

400 第一視圖

420 第二視圖

440 屏幕上指針

500 用于對體積圖像進行可視化的方法

510 訪問體積圖像

520 生成第一視圖

530 確定在第一視圖中示出的表面的局部取向

540 生成與表面垂直地相交的第二視圖

550 生成輸出顯示數(shù)據(jù)

600 計算機程序產(chǎn)品

610 指令

具體實施方式

圖1示出了用于對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括用于訪問體積圖像的圖像數(shù)據(jù)022的圖像接口120。圖1示出了從外部存儲設(shè)備020訪問圖像數(shù)據(jù)022的系統(tǒng)。備選地，圖像數(shù)據(jù)022可以在系統(tǒng)100內(nèi)從內(nèi)部進行訪問，即，從內(nèi)部存儲設(shè)備進行訪問。系統(tǒng)100還包括顯示處理器140。顯示處理器140被示為經(jīng)由圖像接口120從外部存儲設(shè)備020訪問圖像數(shù)據(jù)022。系統(tǒng)100還包括顯示輸出部160，所述顯示輸出部160用于生成并輸出顯示數(shù)據(jù)162，所述顯示數(shù)據(jù)162表示顯示處理器140的輸出。顯示輸出部160被示為將顯示數(shù)據(jù)162提供到顯示器060。

外部存儲設(shè)備020可以是圖片存檔及通信系統(tǒng)(PACS)。系統(tǒng)100和PACS 020兩者都可以是醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)的部分。備選地，外部存儲設(shè)備可以采取另一種形式。

系統(tǒng)100的操作可以被簡要地解釋如下。圖像接口120訪問體積圖像的圖像數(shù)據(jù)022。基于所訪問的圖像數(shù)據(jù)022，顯示處理器140生成的體積圖像的第一視圖，其中，第一視圖由與體積圖像相交的第一查看平面幾何地定義，并且其中，第一視圖示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面。顯示處理器140通過分析體積圖像的圖像數(shù)據(jù)來確定體積圖像內(nèi)的表面的局部取向，所述局部取向是針對在第一視圖中示出的表面上的至少一個定位而被確定的?；诒砻嫔系木植咳∠颍@示處理器140生成體積圖像的第二視圖，第二視圖由與體積圖像中的解剖結(jié)構(gòu)的表面在所述表面上的至少一個定位處基本上垂直地相交的第二查看平面幾何地定義。顯示輸出部160生成并輸出顯示數(shù)據(jù)162，所述顯示數(shù)據(jù)162表示顯示處理器的輸出142。

應(yīng)當(dāng)指出，代替顯示輸出部160，輸出部可以是不同類型的輸出部，在于不同類型的輸出部可以在別處輸出表示顯示處理器的輸出142的數(shù)據(jù)，例如，輸出給分析子系統(tǒng)以用于進一步自動分析。

圖1還示出了系統(tǒng)100的任選方面，在于系統(tǒng)100被示為包括用戶交互子系統(tǒng)180。用戶交互子系統(tǒng)180被示為連接到用戶輸入設(shè)備080，例如，鼠標(biāo)，鍵盤，觸摸屏等，從而使得用戶能夠通過操作用戶輸入設(shè)備080來與系統(tǒng)100進行交互。例如，用戶交互子系統(tǒng)180可以使得用戶能夠基于從用戶輸入設(shè)備080接收的數(shù)據(jù)082來定位屏幕上指針。這樣，定位信息182可以被提供給顯示處理器140。盡管在圖1中未示出，但是用戶交互子系統(tǒng)180可以包括顯示輸出部160以及連接到用戶輸入設(shè)備080的單獨的用戶輸入接口。

應(yīng)當(dāng)指出，系統(tǒng)100的操作(包括其各種任選方面)將參考圖2A-圖4進行更加詳細的解釋。

系統(tǒng)100可以被實施為單個裝置或設(shè)備(例如，工作站或成像裝置)或者被實施在其中。所述設(shè)備或裝置可以包括運行適當(dāng)軟件的一個或多個微處理器。所述軟件可以己經(jīng)被下載和/或被存儲在對應(yīng)的存儲器中，例如，諸如RAM的易失性存儲器或諸如閃存的非易失性存儲器。備選地，所述系統(tǒng)的功能單元可以被實施在可編程邏輯器件(例如，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA))的形式的設(shè)備或裝置中。一般而言，所述系統(tǒng)的每個功能單元可以以電路的形式來實施。應(yīng)當(dāng)指出，系統(tǒng)100也可以以分布式方式來實施，例如，涉及不同的設(shè)備或裝置。例如，分布可以是根據(jù)客戶端-服務(wù)器模型。

圖2A示出了體積乳房圖像的視圖200。視圖200對應(yīng)于在乳房底部通過乳房的軸向橫截面。這樣，視圖200可以包括來自2D圖像切片的堆疊的軸向切片。圖2A用于圖示示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面的視圖的問題，在于這樣的表面250可以以淺的方式相交，即，以淺的角度，這通常導(dǎo)致得到以不清晰的方式示出解剖結(jié)構(gòu)的表面250的視圖200。這里，術(shù)語“淺的”是指幾何地定義視圖200的查看平面與解剖結(jié)構(gòu)的表面250之間的角度基本上是小于90度的，例如基本上是小于60度或更小的。結(jié)果，乳房的皮膚表面250以模糊的輪廓線被呈現(xiàn)在圖2A的視圖200中。這樣的模糊的輪廓線可能難以準(zhǔn)確地勾畫，準(zhǔn)確地解讀等

圖2B示出了體積乳房圖像的另外的視圖210。另外的視圖210表示在中心切片處通過乳房的軸向橫截面。相比于圖2A所示的軸向橫截面，圖2B的軸向橫截面與乳房更陡地、基本上垂直的角度相交。作為結(jié)果，乳房的表面252以比圖2A中的更銳利的輪廓線被呈現(xiàn)在圖2B的視圖210中。

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，從示出了解剖結(jié)構(gòu)的表面的相對淺的橫截面的第一視圖開始，可以自動地且有目的地生成第二視圖，所述第二視圖與解剖結(jié)構(gòu)的表面以更陡的方式(例如，垂直地或基本上垂直地)相交。

圖3A示意性示出了這樣的第一視圖的第一查看平面300。為了易于解讀，圖3A提供了2D圖示310而非3D圖示。這樣，第一查看平面300由與解剖結(jié)構(gòu)的表面350相交的線來表示。第一查看平面300可以是表示當(dāng)前顯示的圖像的圖像平面。第一查看平面300被示為在表面上的定位370處與解剖結(jié)構(gòu)的表面350相交。因此，定位370被包括在第一視圖中作為表示解剖結(jié)構(gòu)的表面350的輪廓的部分。第一查看平面300與解剖結(jié)構(gòu)的表面350非垂直地相交，如由表示在沒有被包含在第一查看平面300內(nèi)的定位370處的表面350的取向的取向矢量360所指代的。

圖3B提供了第二查看平面320的2D圖示312。第二查看平面與解剖結(jié)構(gòu)的表面352垂直地相交。第二查看平面320可以通過在體積圖像內(nèi)旋轉(zhuǎn)第一查看平面來獲得。然而，為了易于與圖3A進行比較，圖3B并未示出被旋轉(zhuǎn)的第二查看平面，而是示出了周圍圖像，并且作為結(jié)果，示出了在周圍圖像中示出的解剖結(jié)構(gòu)。結(jié)果，第二查看平面320現(xiàn)在與解剖結(jié)構(gòu)的表面352垂直地相交，如由被包含在第二查看平面320內(nèi)的取向矢量362所指代的。以上可以表示要求保護的顯示處理器的結(jié)果，在于顯示處理器可以確定第二查看平面320并且隨后生成第二視圖。

應(yīng)當(dāng)指出，一般而言，顯示處理器可以將體積圖像內(nèi)的表面的局部取向建立為從解剖結(jié)構(gòu)的表面上的至少一個定位指向圖像強度的最陡變化的方向的取向矢量。顯示處理器可以通過向圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用圖像濾波器來確定圖像強度的最陡變化的方向。例如，顯示處理器可以向圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用Hessian濾波器。Hessian濾波器在圖像處理和圖像分析領(lǐng)域內(nèi)是公知的。備選地，任何其他合適的檢測技術(shù)可以被用于確定在圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的圖像強度的最陡變化的方向。在已經(jīng)確定了取向矢量之后，顯示處理器可以通過旋轉(zhuǎn)第一查看平面以便包含取向矢量來確定第二查看平面。為了最小化和/或避免第二視圖相對于第一視圖的所謂的內(nèi)容的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，顯示處理器可以使用關(guān)于最小的絕對旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)變換。即，從將第一查看平面變換到第二查看平面的所有可能的旋轉(zhuǎn)變換中，例如，沿著各種不同的軸，可以選擇特定的旋轉(zhuǎn)變換，即，關(guān)于最小的絕對旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)變換。

圖4示出了第二視圖402，所述第二視圖402被顯示為在屏幕上指針440的位置處疊加在第一視圖400上的局部疊加；該圖涉及以下內(nèi)容?？梢允沟糜脩裟軌蚍胖闷聊簧现羔?40，例如，通過操作連接到圖1的系統(tǒng)100的用戶交互子系統(tǒng)的用戶輸入設(shè)備。例如，屏幕上指針440可以被提供用于在由用戶交互子系統(tǒng)建立的圖形用戶接口中使用。顯示處理器可以被配置用于基于屏幕上指針440的位來確定表面上的至少一個定位。例如，定位可以由屏幕上指針440的當(dāng)前位置來表示或者由解剖結(jié)構(gòu)的表面上的最接近當(dāng)前位置的定位來表示。顯示處理器可以將第二視圖420生成為第一視圖400的部分之上的局部疊加，從而在屏幕上指針440的位置的鄰域取代第一視圖。例如，當(dāng)用戶在第一視圖400上移動屏幕上指針440時，疊加可提供示出正被垂直地相交的解剖結(jié)構(gòu)的表面的連續(xù)、實時的視圖。第二視圖420可以基于感興趣體積來生成。感興趣體積可表示鄰域，在于它可以包括屏幕上指針的當(dāng)前位置以及其在體積圖像中的周圍內(nèi)容。感興趣體積可以具有立方體形狀或球狀形狀，但是同樣設(shè)想其它形狀。例如，形狀可以針對解剖結(jié)構(gòu)的形狀進行調(diào)整。感興趣體積可構(gòu)成到多平面重新格式化技術(shù)的輸入。這樣，多平面重新格式化可以被應(yīng)用到感興趣體積，而不是整個體積圖像。

盡管在圖4中并未示出，但是顯示處理器可以為在感興趣體積的邊界處將第二視圖與第一視圖融合，以便建立第二視圖的疊加與第一視圖之間的逐漸過渡。應(yīng)當(dāng)指出，第二視圖也可以以各種其他方式被顯示。例如，第二視圖可以被提供在單獨的窗口中，所述單獨的窗口鄰接示出第一視圖的窗口，例如，在并排的配置中。第二視圖也可以完全替代第一視圖。第二視圖也可以只在當(dāng)在圖形用戶接口中選擇勾畫模式時被提供。在已經(jīng)選擇到勾畫模式之后，用戶交互子系統(tǒng)可以使得用戶能夠在第二視圖中勾畫解剖結(jié)構(gòu)的表面。

圖5示出了用于通過生成體積圖像的視圖來對解剖結(jié)構(gòu)的體積圖像進行可視化的方法500。方法500可以對應(yīng)于圖1的系統(tǒng)100的操作。然而，這并不是限制，在于方法500也可以與系統(tǒng)100分離地執(zhí)行。

方法500包括，在標(biāo)題為“訪問體積圖像”的操作中，訪問510體積圖像的圖像數(shù)據(jù)。方法500還包括，在標(biāo)題為“生成第一視圖”的操作中，生成520體積圖像的第一視圖，第一視圖由與體積圖像相交的第一查看平面幾何地定義，第一視圖示出解剖結(jié)構(gòu)的表面的橫截面。方法500還包括，在標(biāo)題為“確定在第一視圖中示出的表面的局部取向”的操作中，通過分析體積圖像的圖像數(shù)據(jù)來確定530體積圖像內(nèi)的表面的局部取向，局部取向是針對在第一視圖中示出的表面上的至少一個定位而被確定的。方法500還包括，在標(biāo)題為“生成與表面垂直地相交的第二視圖”的操作中，基于表面的局部取向，生成540體積圖像的第二視圖，第二視圖由與體積圖像中的解剖結(jié)構(gòu)的表面在所述表面上的至少一個定位處垂直地相交的第二查看平面幾何地定義。方法500還包括，在標(biāo)題為“生成并輸出顯示數(shù)據(jù)”的操作中，生成并輸出550表示顯示處理器的輸出的顯示數(shù)據(jù)。

將意識到，以上操作可以以任何合適的順序來執(zhí)行，例如，相繼地，同時地，或它們的組合，但須在適用時，經(jīng)受例如由輸入/輸出關(guān)系所必需的特定順序。例如，第二視圖可以在將圖形用戶接口切換到特定的模式(例如，勾畫模式)時有條件地生成。第二視圖也可以針對在第一視圖中示出的表面上的(例如，如由屏幕上指針的位置所指示的)不同定位而被重復(fù)地生成。這里，第一視圖可以表示導(dǎo)航視圖，例如，用于使得用戶能夠瀏覽體積圖像。

方法500可以在計算機上被實施為計算機實施的方法，被實施為專用硬件，或者被實施為兩者的組合。如在圖6中還圖示的，針對計算機的指令(例如，可執(zhí)行代碼)可以被存儲在計算機可讀介質(zhì)600上，例如以機器可讀物理標(biāo)記的系列610的形式和/或作為具有不同的例如電學(xué)、磁性、或光學(xué)性質(zhì)或值的元件系列?？蓤?zhí)行代碼可以以瞬態(tài)或非瞬態(tài)的方式被存儲。計算機可讀介質(zhì)的范例包括存儲器設(shè)備、光學(xué)存儲設(shè)備600、集成電路、服務(wù)器、在線軟件等。圖6示出了光盤。

將意識到，要求保護的本發(fā)明可以在以下使用情況中被有利地使用。在涉及體積醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)(例如，MR、CT或3D超聲圖像)的許多臨床應(yīng)用中，用戶可能必須手動地定義或校正3D子體積(例如，腫瘤或器官)的預(yù)定義的輪廓線。放射科醫(yī)生通常借助于通過數(shù)據(jù)查閱2D橫截面來檢查體積圖像，無論是沿著底層的體素網(wǎng)格(例如，軸向，冠狀和矢狀)的取向還是傾斜切片。能夠通過在鄰近的2D切片中畫出封閉的輪廓并且隨后將封閉的輪廓的堆疊組合到3D表面網(wǎng)孔中來執(zhí)行對3D目標(biāo)的輪廓線勾畫。要求保護的本發(fā)明可被有利地用于檢測在體積圖像中在鼠標(biāo)指針的當(dāng)前定位處的表面的局部取向。在重新格式化步驟中，鼠標(biāo)指針周圍的局部感興趣體積可以被重新定向，使得檢測到的表面垂直地切過圖像切片。以此方式要跟蹤的輪廓可以被明顯地銳化。為此目的，在鼠標(biāo)指針在圖像上的任何給定位置處，過濾器(例如，Hessian濾波器)或3D梯度可被應(yīng)用以分析被成像的結(jié)構(gòu)的局部取向。局部取向可以通過指向圖像強度的最陡變化的方向的矢量O來表示。平面P可以被定義為1)垂直于圖像平面(例如，定義當(dāng)前顯示的視圖的查看平面)和2)包含取向矢量。這里，平面P可以被用于選擇具有最小可能旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)，其將取向矢量帶入查看平面。旋轉(zhuǎn)軸可以法向于平面P。關(guān)于其他軸的所有其它旋轉(zhuǎn)可以與更大的角度相關(guān)聯(lián)。圍繞鼠標(biāo)指針位置的一組體素可以被定義為針對給定應(yīng)用的感興趣體積(VOI)。VOI可以是立方體形狀或球形的，或者采取更為一般的形狀。大小可以是預(yù)定義的，應(yīng)用特異性的，或者用戶定義的。旋轉(zhuǎn)可以被應(yīng)用到VOI，將體素重新定位到新的位置。旋轉(zhuǎn)可以被定義為使得旋轉(zhuǎn)的軸被包含在查看平面中并且垂直于平面P。旋轉(zhuǎn)的角度可以被定義為將取向矢量O映射到圖像平面中的最小角度(絕對值)。以此方式，圖像外觀可以被改進，具有圖像體積的最小可能成角。以此方式，在VOI中的局部圖像結(jié)構(gòu)可以以這樣的方式來呈現(xiàn)：表面的橫截面以更加清晰的方式被呈現(xiàn)并且能夠被用戶容易地跟蹤。旋轉(zhuǎn)變換R也可以僅在鼠標(biāo)指針位置本身處進行應(yīng)用并且通過應(yīng)用加權(quán)變換wR來朝向VOI的邊界淡出，其中，w從VOI的中心處的1降到VOI邊界處的0。這可以避免在VOI邊界處的不連續(xù)的過渡。

應(yīng)當(dāng)指出，盡管以上范例涉及為乳房的解剖結(jié)構(gòu)，但是要求保護的本發(fā)明也可以有利地用于獲得其他解剖結(jié)構(gòu)的視圖，以便以更加清晰的方式示出它們的表面。

將意識到，本發(fā)明也適用于適于將本發(fā)明付諸實踐的計算機程序，尤其是載波上或載波中的計算機程序。程序可以為源代碼、目標(biāo)代碼、代碼中間源以及為部分編譯形式的目標(biāo)代碼的形式，或者為適合于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方式中使用的任何其他形式。也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這樣的程序可以具有許多不同的架構(gòu)設(shè)計。例如，實施根據(jù)本發(fā)明的方法或系統(tǒng)的功能的程序代碼可以被細分成一個或多個子例程。將功能分布在這些子例程之中的許多不同方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是明顯的。子例程可以被一起存儲在一個可執(zhí)行文件中，以形成自含程序。這樣的可執(zhí)行文件可以包括計算機可執(zhí)行指令，例如，處理器指令和/或解讀器指令(例如，Java解讀器指令)。備選地，子例程中的一個或多個或全部可以被存儲在至少一個外部庫文件中，并且例如在運行時間時被靜態(tài)地或動態(tài)地與主程序鏈接。主程序包含對子例程中的至少一個的至少一次調(diào)用。子例程也可以包括彼此的功能調(diào)用。涉及計算機程序產(chǎn)品的實施例包括對應(yīng)于在本文中闡述的方法中的至少一個的每個處理步驟的計算機可執(zhí)行指令。這些指令可以被細分成子例程和/或被存儲在可以被靜態(tài)地或動態(tài)地鏈接的一個或多個文件中。涉及計算機程序產(chǎn)品的另一實施例包括對應(yīng)于在本文中闡述的系統(tǒng)和/或產(chǎn)品中的至少一個的每個單元的計算機可執(zhí)行指令。這些指令可以被細分成子例程和/或被存儲在可以被靜態(tài)地或動態(tài)地鏈接的一個或多個文件中。

計算機程序的載體可以為能夠承載程序的任何實體或設(shè)備。例如，載體可以包括存儲介質(zhì)，例如，ROM(例如，CD ROM或半導(dǎo)體ROM)，或者磁性記錄介質(zhì)(例如，硬盤)。此外，載體可以為可傳輸載體，例如，電信號或光信號，它們可以經(jīng)由電纜或光纜或通過無線電或其他手段來傳送。當(dāng)程序被實施在這樣的信號中時，載體可以包括這樣的線纜或其他設(shè)備或器件。備選地，載體可以為程序被嵌入其中的集成電路，所述集成電路適于執(zhí)行相關(guān)的方法，或者適于在對相關(guān)的方法的執(zhí)行中使用。

應(yīng)當(dāng)指出，以上提及的實施例圖示而非限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計許多備選實施例，而不偏離權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，置于括號內(nèi)的任何附圖標(biāo)記均不應(yīng)被解讀為對權(quán)利要求的限制。動詞“包括”及其詞性變化的使用不排除權(quán)利要求中記載的那些以外的其他元件或步驟的存在。元件前的詞語“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助于包括若干不同元件的硬件，以及借助于被適當(dāng)編程的計算機來實施。在列舉了若干單元的裝置型權(quán)利要求中，這些單元中的若干可以由同一項硬件來實施。某些措施被記載在互不相同的從屬權(quán)利要求中的事實并不指示不能有利地使用這些措施的組合。