專利名稱：增強(qiáng)的冠狀動(dòng)脈觀察的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集中沿運(yùn) 行路徑(fly-path)的對(duì)象的可視化。
背景技術(shù)：
給出解剖體的直觀表示的體積繪制醫(yī)學(xué)圖像的影像變得越來(lái)越重要，這是由于這 一類(lèi)型的可視化接近于真實(shí)。在心臟成像中，希望能夠?qū)υ谒@取的心臟圖像數(shù)據(jù)集中的心臟的冠狀動(dòng)脈進(jìn)行 可視化，例如用于在進(jìn)行手術(shù)之前檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄或者對(duì)冠狀動(dòng)脈可視化。通過(guò)執(zhí)行患 者心臟的磁共振成像(MRJ)掃描可以獲得心臟圖像數(shù)據(jù)集。在應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆诸?lèi)和分割之 后，一旦該掃描被記錄，其可以例如被可視化為體積繪制。通過(guò)選擇體積繪制圖像的相機(jī)的 不同定向，可以獲得形成影像的圖像序列。心臟病專家歡迎具有冠狀動(dòng)脈的心臟的體積繪制圖像，這是由于當(dāng)其隨后對(duì)患者 進(jìn)行手術(shù)時(shí)，這一類(lèi)型的可視化與他們所將要看到的非常類(lèi)似。檢查冠狀動(dòng)脈的自然方式 是從大動(dòng)脈開(kāi)始，向下移動(dòng)，沿著血流方向逐一觀察它們。目前，為了限定醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集中的運(yùn)行路徑，用戶選擇特定的所謂關(guān)鍵圖像。這 些關(guān)鍵圖像是在相機(jī)的運(yùn)行路徑上的圖像。一旦用戶選擇了他所希望的全部關(guān)鍵圖像，就 通過(guò)內(nèi)插關(guān)鍵圖像的幾何特性計(jì)算運(yùn)行路徑，所述幾何特性為空間原點(diǎn)、空間定向和縮放 因子。除了這些人工選擇的關(guān)鍵圖像之外，還存在自動(dòng)運(yùn)行路徑，例如簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)路徑，諸如 圍繞對(duì)象的圓。隨后，可以創(chuàng)建由沿運(yùn)行路徑的圖像組成的影像并將其呈現(xiàn)給用戶。當(dāng)前運(yùn)行路徑影像的問(wèn)題在于感興趣的結(jié)構(gòu)可能難以識(shí)別或者其他結(jié)構(gòu)可能妨 礙對(duì)感興趣結(jié)構(gòu)的觀察。因此，能夠增加適應(yīng)性的裝置、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用途將是 有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明優(yōu)選地尋求單個(gè)或以任何組合的方式減輕、緩解或消除上述現(xiàn)有技 術(shù)中的缺點(diǎn)和不足中的一種或多種，并通過(guò)提供根據(jù)所附專利權(quán)利要求的裝置、方法、計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì)和用途來(lái)至少解決上述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的裝置。所 述裝置包括分割單元，其配置用于執(zhí)行對(duì)象的圖像分割；輸入單元，其配置用于檢索包括在 圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合；處理單元，其配置用于基于經(jīng)分割的對(duì)象和關(guān)鍵圖 像，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合；內(nèi)插單元，其配 置用于內(nèi)插沿經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑的中間圖像，并且其中，所述處理單元還配置 用于計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)，并且，影像創(chuàng)建單元配置用于創(chuàng)建包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像 和內(nèi)插圖像的圖像序列。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的方法。該方法包括執(zhí)行對(duì)象的圖像分割；檢索包括在圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合；基于關(guān) 鍵圖像和經(jīng)分割的對(duì)象，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的 集合，內(nèi)插位于沿經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑的中間圖像，并且其中，所述處理還包括計(jì) 算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)，并創(chuàng)建包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和內(nèi)插圖像的圖像序列。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種其上包含有用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集 的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)程序包括分割代碼段，其用于執(zhí)行對(duì)象的圖 像分割；檢索代碼段，其用于檢索包括在圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合；處理代碼 段，其用于基于關(guān)鍵圖像和經(jīng)分割的對(duì)象，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，得到經(jīng)處 理的關(guān)鍵圖像的集合；內(nèi)插代碼段，其用于內(nèi)插位于經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑上的中 間圖像，并且其中，所述處理代碼段還包括計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)；影像創(chuàng)建代碼段，其 用于創(chuàng)建包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和內(nèi)插圖像的圖像序列。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的用于便于對(duì)患者的 解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷或者后續(xù)治療或者外科治療的用途。所提出的方法集中于全心臟MR掃描的體積繪制影像。其通過(guò)增強(qiáng)感興趣的結(jié)構(gòu) 解決了上述問(wèn)題，并且還能夠改變冠狀動(dòng)脈的分類(lèi)和分割數(shù)據(jù)的不透明性。結(jié)果，在整個(gè)運(yùn) 行路徑影像中，可以改變各種分類(lèi)的不透明性，并且可以突出感興趣的結(jié)構(gòu)。


從下面的參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，本發(fā)明所能夠進(jìn)行的這些方面以 及其他方面、這些特點(diǎn)以及其他特點(diǎn)、這些優(yōu)勢(shì)以及其他優(yōu)勢(shì)將變得明顯且參照所述實(shí)施 例對(duì)其進(jìn)行闡述，在附圖中圖1為示出了心臟的體積繪制圖像的圖示說(shuō)明；圖2為根據(jù)實(shí)施例的傳遞函數(shù)的圖示說(shuō)明；圖3為示出了根據(jù)實(shí)施例的方法的框圖；圖4為示出了根據(jù)實(shí)施例的裝置的圖示說(shuō)明；圖5為示出了根據(jù)實(shí)施例的運(yùn)行路徑的圖示說(shuō)明；圖6a為示出了根據(jù)實(shí)施例的關(guān)鍵圖像的圖示說(shuō)明；圖6b為示出了根據(jù)實(shí)施例的關(guān)鍵圖像的圖示說(shuō)明；圖6c為示出了根據(jù)實(shí)施例的關(guān)鍵圖像的圖示說(shuō)明；圖6d為示出了根據(jù)實(shí)施例的關(guān)鍵圖像的圖示說(shuō)明；圖7為示出了沿運(yùn)行路徑的具有不同分類(lèi)的關(guān)鍵圖像的集合的實(shí)施例的圖示說(shuō) 明；圖8為示出了根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖；以及圖9為示出了根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序的圖示說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式圖1圖示說(shuō)明了心臟的體積繪制圖像，其中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在體積繪制圖像的表 面繪出相機(jī)的優(yōu)選運(yùn)行路徑。運(yùn)行路徑為描述相機(jī)在空間中的位置的路徑。在這種情況下， 該路徑被投影到心臟周?chē)奶摂M球面。相機(jī)總是定向于該球面的中心點(diǎn)。相機(jī)在運(yùn)行路徑上沿著冠狀動(dòng)脈一條接一條的行進(jìn)，并且對(duì)其進(jìn)行選擇從而構(gòu)成“像8形狀”的閉環(huán)。下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的若干實(shí)施例進(jìn)行更詳盡的描述，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠執(zhí)行本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同方式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該被限制于這里所提 出的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，是為了使得能夠徹底理解并完成本發(fā)明，并且將本發(fā) 明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。實(shí)施例不限制本發(fā)明，但是，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要 求限定。另外，在附圖中示出的在特定實(shí)施例的詳盡描述中所使用的術(shù)語(yǔ)并不旨在限制本 發(fā)明。下面的描述集中于能夠應(yīng)用于成像領(lǐng)域的本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例能夠在包 括來(lái)自圖像數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)的運(yùn)行路徑影像的呈現(xiàn)期間改變對(duì)象的不透明性或分類(lèi)。所述圖 像數(shù)據(jù)集可以為例如，使用計(jì)算機(jī)斷層攝影、磁共振成像或超聲成像獲得的體積圖像數(shù)據(jù)集。分類(lèi)是(在射線投射過(guò)程中)一種已知技術(shù)，其僅選擇體積中的灰度水平的范圍， 使得只有特定結(jié)構(gòu)是可見(jiàn)的，而其他結(jié)構(gòu)被屏蔽掉。傳遞函數(shù)用于將特定灰度值轉(zhuǎn)換為具 有特定不透明性的特定顏色值。圖2圖示說(shuō)明了根據(jù)實(shí)施例的傳遞函數(shù)21的示例。在0-280之間的所有灰度值 被屏蔽掉。280以上的體素具有特定顏色和特定不透明性。高于1000的灰度值為完全不透 明(不透明性值=1.0)，即沿著射線，各種體素值貢獻(xiàn)以不同顏色和不同不透明性，得到 最終顏色和不透明性。當(dāng)僅改變不透明性參數(shù)時(shí)，這意味著整個(gè)藍(lán)色曲線被乘以阿爾法值。 然而，還可以執(zhí)行其他操作而非僅僅乘以0和1之間的常數(shù)。其可以例如為具有更向右的 斜率的函數(shù)或者與例如0. 5的最大不透明性結(jié)合屏蔽掉更高的體素值。事實(shí)上，在這種情 況下，整個(gè)分類(lèi)改變了，而不僅僅改變分類(lèi)的不透明性。圖3圖示說(shuō)明了基于三個(gè)經(jīng)分割的對(duì)象創(chuàng)建圖像的實(shí)施例，該三個(gè)經(jīng)分割的對(duì)象 為第一冠狀動(dòng)脈31、第二冠狀動(dòng)脈32和心臟33，每個(gè)都具有特定分類(lèi)。處理單元34、43配 置用于創(chuàng)建具有混合分類(lèi)或合并分類(lèi)的圖像。每個(gè)分類(lèi)具有其自己的體素的集合以及其自 己的顏色圖?？梢越o予每個(gè)分類(lèi)特定的權(quán)重。根據(jù)相機(jī)位置35，可以應(yīng)用特定阿爾法，例 如，用于第一冠狀動(dòng)脈，或者貝塔，例如，用于第二冠狀動(dòng)脈，進(jìn)行混合。處理單元利用這一 信息并且配置用于創(chuàng)建圖像36，使得每個(gè)分類(lèi)圖像的權(quán)重取決于相機(jī)位置35。在一些實(shí)施例中，阿爾法或貝塔的任一個(gè)為零到0，這意味著此時(shí)兩個(gè)冠狀動(dòng)脈中 僅有一個(gè)被突出，而另一個(gè)根本不起作用。然而，可以使用阿爾法和貝塔的任意百分比的權(quán) 重，諸如例如阿爾法80%而貝塔5%。這一設(shè)置意味著在這種情況下心臟貢獻(xiàn)15%。這一方案的擴(kuò)展為可以改變每個(gè)分類(lèi)本身的不透明性。如果整個(gè)曲線與這一阿爾 法值相乘，這可以或多或少地得到相同的合并圖像，但是，根據(jù)一些實(shí)施例，也能夠改變曲 線的形狀，使得僅對(duì)象的一部分仍然是少量可見(jiàn)的，這是一種推廣(generalizaiton)。用于分離特定結(jié)構(gòu)的另一種已知技術(shù)為分割。在該技術(shù)中，將特定體素集進(jìn)行分 罔。在一些實(shí)施例中，使用分割技術(shù)和分類(lèi)的組合，以便增強(qiáng)在體積心臟圖像數(shù)據(jù)集 中位于最靠近相機(jī)處的冠狀動(dòng)脈的可視性。本發(fā)明的根據(jù)一些實(shí)施例的觀念為對(duì)要根據(jù)其創(chuàng)建運(yùn)行路徑影像的圖像數(shù)據(jù)集 執(zhí)行分割。例如，如果醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集中感興趣的結(jié)構(gòu)為冠狀動(dòng)脈，可以在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集上執(zhí)行分割，使得可以在醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集中識(shí)別冠狀動(dòng)脈。根據(jù)另一實(shí)施例，可以在已經(jīng)創(chuàng)建的運(yùn)行路徑影像上執(zhí)行感興趣對(duì)象的分割，該 運(yùn)行路徑影像包括包含在圖像數(shù)據(jù)集中的圖像。根據(jù)一些實(shí)施例，對(duì)裝置進(jìn)行配置以在運(yùn)行路徑期間改變分類(lèi)的傳遞函數(shù)的不透 明性值，例如，使得當(dāng)相機(jī)聚焦于特定冠狀動(dòng)脈時(shí)，冠狀動(dòng)脈被一條接一條地增強(qiáng)。這意味 著，根據(jù)虛擬相機(jī)的位置及其定向，諸如動(dòng)脈的特殊對(duì)象變得比其他的更為顯要。通過(guò)改變分類(lèi)或不透明性意味著經(jīng)分割的對(duì)象可以被增強(qiáng)，使得其在所得到的運(yùn) 行路徑影像中的可見(jiàn)外觀可以由觀察用戶更容易地與其周?chē)M織進(jìn)行區(qū)分。在根據(jù)圖4的一個(gè)實(shí)施例中，提供了裝置40。所述裝置包括分割單元41，其用于 執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)集中諸如心臟的解剖結(jié)構(gòu)中的諸如冠狀動(dòng)脈的感興趣對(duì)象的分割?？梢允褂萌魏魏线m的公知圖像分割技術(shù)執(zhí)行分割。根據(jù)對(duì)象類(lèi)型，或者例如，隨著 分割技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，在裝置中使用的特定分割技術(shù)可以隨時(shí)間變化。應(yīng)該理解本發(fā)明的 一些實(shí)施例不限于特定分割技術(shù)。裝置40還可以包括輸入單元42，其配置用于檢索圖像數(shù)據(jù)集中包括的關(guān)鍵圖像 的預(yù)定集合。所述關(guān)鍵圖像限定相機(jī)位置以及沿運(yùn)行路徑的特定位置處的定向?？梢蕴崆?人工限定或者提前自動(dòng)計(jì)算運(yùn)行路徑。在一些實(shí)施例中，輸入單元42可以配置用于檢索預(yù)定的運(yùn)行路徑影像，并從運(yùn)行 路徑影像中選擇若干關(guān)鍵圖像。該裝置還可以包括處理單元43，其配置用于將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分 類(lèi)，得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合。這樣，與在一些關(guān)鍵圖像中經(jīng)分割的感興趣的對(duì)象的周 圍組織相比，經(jīng)分割的感興趣的對(duì)象可以被增強(qiáng)。該裝置還可以包括內(nèi)插單元44，其配置用于內(nèi)插位于經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的運(yùn) 行路徑上的中間圖像。處理單元43還可以配置用于計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)。該裝置還包括影像創(chuàng)建單元45，其配置用于創(chuàng)建包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和內(nèi)插圖 像的圖像序列。所創(chuàng)建的圖像序列構(gòu)成包括具有不同分類(lèi)的圖像的運(yùn)行路徑影像。在一些實(shí)施例中，運(yùn)行路徑影像包括沿運(yùn)行路徑的隨在經(jīng)分割的對(duì)象之后的圖 像?？梢允褂萌齻€(gè)正交轉(zhuǎn)軸限定沿3D運(yùn)行路徑的虛擬相機(jī)的定向。內(nèi)插單元可以基 于沿運(yùn)行路徑的相機(jī)定向的信息內(nèi)插中間圖像。優(yōu)選地，對(duì)相機(jī)進(jìn)行定向使得經(jīng)分割的對(duì) 象或任意子對(duì)象被定位于相機(jī)前面。在一些實(shí)施例中，由以下事實(shí)確定三個(gè)旋轉(zhuǎn)中的兩個(gè)， 所述事實(shí)為相機(jī)總是指向在圖像數(shù)據(jù)集中限定的中心點(diǎn)。例如，中心點(diǎn)可以為在包括經(jīng)分 割的對(duì)象的虛擬球面中的中心點(diǎn)。在這一情況下，運(yùn)行路徑可以為虛擬球面上的弧，并且相 機(jī)將總是指向虛擬球面的中心點(diǎn)。剩下的第三軸可以被用來(lái)描述定向的水平分量。圖5圖示說(shuō)明了圍繞對(duì)象50以及兩個(gè)子對(duì)象51、52的運(yùn)行路徑，在該情況下對(duì) 象50為心臟，所述子對(duì)象表示心臟的兩個(gè)冠狀動(dòng)脈?？梢杂^察到針對(duì)每個(gè)子對(duì)象的開(kāi)始點(diǎn) Si、S2以及終點(diǎn)ΑΕΙ、AE2。C表示中心點(diǎn)。Pl表示從中心點(diǎn)發(fā)出并通過(guò)子對(duì)象51中的開(kāi) 始點(diǎn)Sl的矢量。P2表示從中心點(diǎn)發(fā)出并通過(guò)子對(duì)象51中的終點(diǎn)S2的矢量。可以以與中 心點(diǎn)的固定距離定義相機(jī)運(yùn)行路徑。因此，可以將相機(jī)運(yùn)行路徑圖示說(shuō)明為定位于虛擬球面的表面，所述虛擬球面具有使得整個(gè)心臟擬合在該虛擬球面內(nèi)的半徑。相機(jī)在該虛擬球 面的表面之上并且總是指向中心點(diǎn)的方向?？梢岳冕槍?duì)從中心點(diǎn)發(fā)出的沿子對(duì)象的每個(gè) 點(diǎn)的矢量計(jì)算運(yùn)行路徑的點(diǎn)的坐標(biāo)。該矢量與虛擬球面的表面相交的坐標(biāo)將為運(yùn)行路徑的 點(diǎn)。因此，矢量Pl與虛擬球面的表面相交的坐標(biāo)將表示運(yùn)行路徑的開(kāi)始點(diǎn)。類(lèi)似地，矢量 P2與虛擬球面的表面相交的坐標(biāo)將表示該運(yùn)行路徑的終點(diǎn)?？梢砸赃@種方式計(jì)算運(yùn)行路徑 Fl。因此，運(yùn)行路徑將為在虛擬球面表面的弧。作為示例，輸入單元42可以檢索在運(yùn)行路徑上限定四個(gè)主要相機(jī)位置/定向的心 臟圖像數(shù)據(jù)集的四個(gè)關(guān)鍵圖像。例如，可以將這四個(gè)相機(jī)位置分別限定為兩個(gè)冠狀動(dòng)脈的 開(kāi)始點(diǎn)以及他們的平均終點(diǎn)。如果子對(duì)象包括分叉結(jié)構(gòu)，使得其可以包含若干終點(diǎn)，可以計(jì) 算平均終點(diǎn)?？梢杂纱藢⑷舾山K點(diǎn)求平均以得到單個(gè)平均終點(diǎn)，例如，通過(guò)計(jì)算針對(duì)每個(gè)終 點(diǎn)的矢量并對(duì)所述矢量求平均以得到平均終點(diǎn)。圖6圖示說(shuō)明了四個(gè)具有不同分類(lèi)的關(guān)鍵圖像。圖6a圖示說(shuō)明了第一冠狀動(dòng)脈 的第一關(guān)鍵圖像，關(guān)鍵圖像1，其中，第一關(guān)鍵圖像具有根據(jù)第一冠狀動(dòng)脈的開(kāi)始點(diǎn)的相機(jī) 位置/定向。圖6b圖示說(shuō)明了整個(gè)心臟的第二關(guān)鍵圖像，關(guān)鍵圖像2，其中，第二關(guān)鍵圖像 具有根據(jù)第一冠狀動(dòng)脈的平均終點(diǎn)的相機(jī)位置/定向。圖6c圖示說(shuō)明了第二冠狀動(dòng)脈的 第三關(guān)鍵圖像，關(guān)鍵圖像3，其中，第三關(guān)鍵圖像具有根據(jù)第二冠狀動(dòng)脈的開(kāi)始點(diǎn)的相機(jī)位 置/定向。圖6d圖示說(shuō)明了第四關(guān)鍵圖像，關(guān)鍵圖像4，其中，第四關(guān)鍵圖像具有根據(jù)第二 冠狀動(dòng)脈的平均終點(diǎn)的相機(jī)位置/定向。這四個(gè)關(guān)鍵圖像可以表示形狀像8的運(yùn)行路徑的 “轉(zhuǎn)向點(diǎn)”，例如可以在圖7中看到的。在一些實(shí)施例中，每個(gè)經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像將具有預(yù)定分類(lèi)。另外，處理單元43可 以配置用于計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)。分類(lèi)可以包括經(jīng)分割的對(duì)象的可見(jiàn)外觀的任何類(lèi)型的改變。在一些實(shí)施例中，分類(lèi)計(jì)算可以包括顏色編碼，從而使得經(jīng)分割的對(duì)象在所得到 的運(yùn)行路徑影像中被顏色編碼。在一些實(shí)施例中，這意味著冠狀動(dòng)脈在運(yùn)行路徑中一條接一條地被增強(qiáng)。在心臟 圖像數(shù)據(jù)集的情況下，第一動(dòng)脈，例如在飛越過(guò)程中可以被增強(qiáng)，例如，為藍(lán)色，而第二動(dòng) 脈，例如，為棕色。在運(yùn)行路徑影像的另一部分中，當(dāng)相機(jī)沿運(yùn)行路徑飛越第二動(dòng)脈時(shí)，第二 動(dòng)脈在影像中可以被顏色編碼為藍(lán)色，而第一動(dòng)脈可以被顏色編碼為棕色。因此，可以給兩 條冠狀動(dòng)脈任意顏色，或者任意不透明性值。還可以使用顏色查找表來(lái)確定顏色。在這一 情況下，使用顏色查找表，每個(gè)體素的灰度值可以確定顏色。 在一些實(shí)施例中，處理單元配置用于基于在沿運(yùn)行路徑的每個(gè)內(nèi)插圖像之前和之 后的圖像的分類(lèi)，計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)?？梢允褂冒柗ɑ旌蠄?zhí)行每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)的計(jì)算。因此，可以用下式計(jì)算經(jīng) 分類(lèi)的內(nèi)插圖像中的每個(gè)像素的值I 分類(lèi)(χ, y, z) = I 分割—對(duì)象(X，1，ζ) (1. 0_α )+1 內(nèi)插(x，y, ζ) (α )這意味著如果將α值選擇為0，僅經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)集中的對(duì)應(yīng)像素的像素值對(duì) 經(jīng)分類(lèi)的內(nèi)插圖像的像素值有影響。因此，這意味著經(jīng)分類(lèi)的內(nèi)插圖像將與經(jīng)分割的對(duì)象 具有相同的分類(lèi)，并且因此，經(jīng)分割的對(duì)象將可見(jiàn)。因此，如果將α值選擇為1，那么，在經(jīng) 分類(lèi)的內(nèi)插圖像中將沒(méi)有經(jīng)分割的對(duì)象信息。
作為示例，關(guān)鍵圖像1可以具有預(yù)定α值1，而關(guān)鍵圖像2可以具有預(yù)定α值0。 另外，內(nèi)插單元可以計(jì)算位于沿兩個(gè)關(guān)鍵圖像之間的運(yùn)行路徑上的四個(gè)內(nèi)插圖像。在這一 情況下，可以使用線性函數(shù)計(jì)算所計(jì)算的內(nèi)插圖像的分類(lèi)，使得其將在關(guān)鍵圖像1到關(guān)鍵 圖像2之間線性變化。因此，對(duì)應(yīng)的α值將為1(關(guān)鍵圖像1)、0.8(內(nèi)插圖像1)、0.6(內(nèi) 插圖像2)、0.4(內(nèi)插圖像3)、0.2(內(nèi)插圖像4)以及0(關(guān)鍵圖像2)。這樣，分類(lèi)將從一個(gè) 分類(lèi)到另一分類(lèi)平滑地淡出(faded)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理單元可以利用線性函數(shù)計(jì)算內(nèi)插圖像的分類(lèi)。在其他實(shí)施例中，處理單元可以利用諸如余弦函數(shù)的非線性函數(shù)來(lái)計(jì)算內(nèi)插圖像 的分類(lèi)。例如，假定限定以關(guān)鍵圖像1開(kāi)始而以關(guān)鍵圖像2結(jié)束的路徑段上的η個(gè)圖像。 通過(guò)利用諸如余弦函數(shù)的非線性函數(shù)，在余弦函數(shù)的第一個(gè)90度的過(guò)程中，在所得的圖像 η處，關(guān)鍵圖像1的不透明性可以被降低到0。另外，通過(guò)利用余弦函數(shù)的逆(inverse)，在 第一個(gè)90度的過(guò)程中，在圖像η處，關(guān)鍵圖像2的不透明性可以增加到1。對(duì)于這一特定示 例，段上的第一圖像的改變比該段的最后圖像小。這引起不同的淡出速度，并且因此引起不 透明性的非線性淡出。在其他實(shí)施例中，處理單元可以利用階躍函數(shù)來(lái)計(jì)算內(nèi)插圖像的分類(lèi)。在另一實(shí)施例中，處理單元可以將所選數(shù)目的內(nèi)插圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，并 且由此，這些內(nèi)插圖像將像關(guān)鍵圖像那樣起作用。因此，可以針對(duì)任意內(nèi)插圖像限定特定分 類(lèi)。圖7圖示說(shuō)明了具有起始關(guān)鍵圖像集合Kl到Κ4，以及導(dǎo)出的關(guān)鍵圖像集合Kla、Klb、 K2a、K3a、K3b、K4a(即用作關(guān)鍵圖像的內(nèi)插圖像)的運(yùn)行路徑。將這些導(dǎo)出的關(guān)鍵圖像的 路徑上的位置選擇為相對(duì)靠近其初始關(guān)鍵圖像。這樣做的目的在于限定從一個(gè)分類(lèi)到另一 分類(lèi)發(fā)生淡出的較小段。在剩余運(yùn)行路徑的較大段中，分類(lèi)被保持恒定。作為示例，可以將 定位于關(guān)鍵圖像1到關(guān)鍵圖像4之間的若干內(nèi)插圖像的分類(lèi)限定或計(jì)算為關(guān)鍵圖像1關(guān)鍵圖像Ia = 75%關(guān)鍵圖像1和25%關(guān)鍵圖像2關(guān)鍵圖像Ib = 75%關(guān)鍵圖像1和25%關(guān)鍵圖像2關(guān)鍵圖像2關(guān)鍵圖像2a = 75%關(guān)鍵圖像2和25%關(guān)鍵圖像3關(guān)鍵圖像3關(guān)鍵圖像3a = 75%關(guān)鍵圖像3和25%關(guān)鍵圖像4關(guān)鍵圖像3b = 75%關(guān)鍵圖像3和25%關(guān)鍵圖像4關(guān)鍵圖像4關(guān)鍵圖像4a = 75%關(guān)鍵圖像4和25%關(guān)鍵圖像1這樣，使用處理單元可以確定每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)。在一些實(shí)施例中，影像創(chuàng)建單元配置用于在可變地增強(qiáng)感興趣對(duì)象的同時(shí)，創(chuàng)建 包括沒(méi)有任何間斷的圖像的影像。因此，運(yùn)行路徑可以為閉合的。這樣做的優(yōu)勢(shì)在于在感 興趣對(duì)象可變地增強(qiáng)的同時(shí)，影像可以被一遍又一遍地播放，而沒(méi)有任何討厭的跳變。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)分割的對(duì)象可以包括至少一個(gè)子對(duì)象。在實(shí)際示例中，對(duì)象可 以為冠狀動(dòng)脈，第一子對(duì)象可以為第一冠狀動(dòng)脈，而第二子對(duì)象可以為第二冠狀動(dòng)脈。取決 于經(jīng)分割的子對(duì)象的任一個(gè)，處理單元可以根據(jù)一些實(shí)施例計(jì)算圖像的分類(lèi)。因此，在運(yùn)行路徑影像的一個(gè)部分中，可以增強(qiáng)，即突出，第一冠狀動(dòng)脈；而在運(yùn)行路徑影像的另一部 分中，可以突出第二冠狀動(dòng)脈。因此，在后續(xù)創(chuàng)建的運(yùn)行路徑影像中的圖像的分類(lèi)將取決于 經(jīng)分割的對(duì)象或經(jīng)分割的子對(duì)象。在一些實(shí)施例中，可以將分割單元41、輸入單元42、處理單元43、內(nèi)插單元44或影 像創(chuàng)建單元45包括在諸如一個(gè)單元的一個(gè)整體中。在根據(jù)圖8的一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的方法。該 方法包括執(zhí)行81對(duì)象的圖像分割。另外，該方法包括檢索82包括在圖像數(shù)據(jù)集中的關(guān)鍵 圖像的預(yù)定集合。此外，該方法包括基于關(guān)鍵圖像和經(jīng)分割的對(duì)象，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理83 為具有預(yù)定分類(lèi)，得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合。該方法還可以包括內(nèi)插84位于經(jīng)處理的 關(guān)鍵圖像之間的路徑上的中間圖像，并且其中，處理還包括計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)。另 外，該方法可以包括創(chuàng)建85包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和內(nèi)插圖像的圖像序列。在根據(jù)圖9的實(shí)施例中，提供了一種其上包含有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)， 所述計(jì)算機(jī)程序由計(jì)算機(jī)處理，并且用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集。該計(jì)算機(jī)程序包括 用于執(zhí)行對(duì)象的圖像分割的分割代碼段91。另外，計(jì)算機(jī)程序包括用于檢索包括在圖像數(shù) 據(jù)集中的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合的檢索代碼段92。另外，該計(jì)算機(jī)程序包括用于基于關(guān)鍵圖 像和分割對(duì)象將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合的處理 代碼段93。該計(jì)算機(jī)程序還可以包括用于內(nèi)插位于經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑上的中間 圖像的內(nèi)插代碼段94，并且其中，處理代碼段93還包括計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)。另外，該 計(jì)算機(jī)程序可以包括用于創(chuàng)建包括經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和內(nèi)插圖像的圖像序列的影像創(chuàng)建 代碼段85。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于便于對(duì)圖像數(shù)據(jù)集中的對(duì)象進(jìn)行診斷或后續(xù)治 療或外科治療的所述方法、裝置或計(jì)算機(jī)程序的用途。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的應(yīng)用和使用是各種各樣的并且包括期望包括例如心 臟數(shù)據(jù)的體積繪制圖像的影像生成的所有應(yīng)用。分割單元、輸入單元、處理單元、內(nèi)插單元以及影像創(chuàng)建單元可以為例如硬件(諸 如具有存儲(chǔ)器的處理器的)的通常用于執(zhí)行所包含任務(wù)的任意單元。處理器可以為各種 處理器的任意一種，諸如Intel或AMD處理器、CPU、微處理器、可編程智能計(jì)算機(jī)(PIC)微 控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等。然而，本發(fā)明的范圍不局限于這些特定處理器。存儲(chǔ) 器可以為能夠存儲(chǔ)信息的任何存儲(chǔ)器，諸如隨機(jī)接入存儲(chǔ)器(RAM)，諸如雙密度RAM(DDR、 DDR2)、單密度 RAM (SDRAM)、靜態(tài) RAM (SRAM)、動(dòng)態(tài) RAM (DRAM)、可視 RAM (VRAM)等。存儲(chǔ)器還 可以為諸如USB、緊湊閃存(Compact Flash)、智能媒介(SmartMedia)、MMC存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)棒、 SD卡、迷你SD、微SD、xD卡、TransFlash以及微型硬盤(pán)(MicroDrive)存儲(chǔ)器的FLASH存儲(chǔ) 器。然而，本發(fā)明的范圍不限于這些特定存儲(chǔ)器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括在諸如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)系統(tǒng)、磁共振成像 (MRI)系統(tǒng)或超聲成像(US)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)工作站或醫(yī)學(xué)系統(tǒng)中。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括布置用于當(dāng)由具有計(jì)算機(jī)處理特性的裝置 執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行在一些實(shí)施例中限定的所有方法步驟的代碼段。本發(fā)明還可以以包括硬件、軟件、固件或者這些部件的任意組合的任何適當(dāng)形式 執(zhí)行。然而，優(yōu)選地，將本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件。本發(fā)明的實(shí)施例的元件和部件可以以任意合適的方式物理地、功能地以 及邏輯地實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，可以在單個(gè)單元、多個(gè)單元或其他功能單元的部分上實(shí)現(xiàn)該功能 性。這樣，本發(fā)明可以在單個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)，或者可以被物理地或者功能上地分布于不同單元 和處理器之間。盡管以上已經(jīng)參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，其并不旨在被限定于這里所給出的 特定形式。而是，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限定，并且除了上述特定實(shí)施例之外的其他實(shí)施 例也同樣可能包含在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括/包含”不排除存在其他元件或步驟。另外，盡管單獨(dú) 列出，多個(gè)器件、元件以及方法步驟例如可以由單個(gè)單元或處理器執(zhí)行。另外，盡管在不同 權(quán)利要求中可以包括單個(gè)特征，這些特征可以有利地進(jìn)行組合，并且不同權(quán)利要求中的內(nèi) 容不表示這些特征的組合不可行和/或不利。另外，單數(shù)引用并不排除多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“一”、 “一個(gè)”、“第一”、“第二”等不排除多個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅用于表明示例，而不應(yīng)該 被理解為限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
一種用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的裝置(20)，所述裝置包括-分割單元(21)，其配置用于執(zhí)行對(duì)所述對(duì)象的圖像分割；-輸入單元(22)，其配置用于檢索在所述圖像數(shù)據(jù)集中包括的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合；-處理單元(23)，其配置用于基于經(jīng)分割的對(duì)象和所述關(guān)鍵圖像，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理為具有預(yù)定分類(lèi)，從而得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合；-內(nèi)插單元(24)，其配置用于沿所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑內(nèi)插中間圖像，并且其中，所述處理單元(23)還配置用于計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)；以及-影像創(chuàng)建單元(25)，其配置用于創(chuàng)建包括所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和所述內(nèi)插圖像的圖像序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述對(duì)象包括至少一個(gè)子對(duì)象，其中，每個(gè)所述 經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的所述分類(lèi)包括所述經(jīng)分割的對(duì)象的第一分類(lèi)權(quán)重以及所述經(jīng)分割的 子對(duì)象的第二分類(lèi)權(quán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述檢索的關(guān)鍵圖像的集合包括在現(xiàn)有的運(yùn)行 路徑圖像序列中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中間圖像包括在現(xiàn)有的運(yùn)行路徑圖像序列 中，并且其中，所述內(nèi)插單元配置用于從所述運(yùn)行路徑圖像序列提取所述中間圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述分類(lèi)關(guān)于所述對(duì)象的不透明性、顏色編碼或 亮度增強(qiáng)中的任意一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元使用線性函數(shù)計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像 的所述分類(lèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元使用非線性函數(shù)計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖 像的所述分類(lèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元使用階躍函數(shù)計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像 的所述分類(lèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元利用阿爾法混合計(jì)算每個(gè)關(guān)鍵圖 像的分類(lèi)，并且其中，所述經(jīng)分割的對(duì)象在所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的每個(gè)中具有特定不透 明性。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)內(nèi)插圖像的所述分類(lèi)取決于至少兩個(gè)關(guān)鍵 圖像的所述分類(lèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)內(nèi)插圖像的所述分類(lèi)取決于至少兩個(gè)關(guān)鍵 圖像的所述分類(lèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述對(duì)象為心臟并且所述子對(duì)象為所述心臟的 冠狀動(dòng)脈。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述處理單元配置用于計(jì)算所述關(guān)鍵圖像或所 述內(nèi)插圖像的所述分類(lèi)，使得位于與所述路徑最靠近處的所述對(duì)象或子對(duì)象被增強(qiáng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，將在經(jīng)分類(lèi)的內(nèi)插圖像中的每個(gè)像素的值計(jì)算為I分類(lèi)(X，y, ζ) = I分割—對(duì)象(X，1, ζ) (1. 0-α )+1 內(nèi)插(x，y，ζ) (α )。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元利用傳遞函數(shù)將關(guān)鍵圖像或內(nèi)插圖像的體素的特定灰度值轉(zhuǎn)換為具有特定不透明性的特定顏色值。
16.一種用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的方法，所述方法包括 -執(zhí)行(71)對(duì)所述對(duì)象的圖像分割；-檢索(72)在所述圖像數(shù)據(jù)集中包括的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合； -基于所述關(guān)鍵圖像和經(jīng)分割的對(duì)象，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理(73)為具有預(yù)定分類(lèi)，從 而得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合；-內(nèi)插(74)位于所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑上的中間圖像，并且其中，所述處 理還包括計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)；以及-創(chuàng)建(75)包括所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和所述內(nèi)插圖像的圖像序列。
17.一種其上包含有用于處理包括對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)集的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序包括-分割代碼段(81)，其用于執(zhí)行對(duì)所述對(duì)象的圖像分割；-檢索代碼段(82)，其用于檢索在所述圖像數(shù)據(jù)集中包括的關(guān)鍵圖像的預(yù)定集合； -處理代碼段(83)，其用于基于所述關(guān)鍵圖像和經(jīng)分割的對(duì)象，將每個(gè)關(guān)鍵圖像處理 為具有預(yù)定分類(lèi)，從而得到經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像的集合；-內(nèi)插代碼段(84)，其用于內(nèi)插位于沿所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像之間的路徑的中間圖 像，并且其中，所述處理代碼段(83)還包括計(jì)算每個(gè)內(nèi)插圖像的分類(lèi)；-影像創(chuàng)建代碼段(85)，其用于創(chuàng)建包括所述經(jīng)處理的關(guān)鍵圖像和所述內(nèi)插圖像的圖 像序列。
18.根據(jù)權(quán)利要1所述的裝置用于便于對(duì)患者的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷或后續(xù)治療或外科 治療的用途。
全文摘要
給出解剖體的直觀表示的體積繪制醫(yī)學(xué)圖像的影像變得越來(lái)越重要，這是由于這一類(lèi)型的可視化變得接近于真實(shí)。提供了一種用于創(chuàng)建體積繪制醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集的運(yùn)行路徑的影像的裝置。所述裝置配置用于執(zhí)行醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集中諸如冠狀動(dòng)脈的對(duì)象的分割，從而使得可以將運(yùn)行路徑上的關(guān)鍵圖像限定為具有不同的分類(lèi)和不透明性。通過(guò)一個(gè)接一個(gè)地淡出，冠狀動(dòng)脈以最佳方式一個(gè)接一個(gè)地可見(jiàn)。還提供了一種方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用途。
文檔編號(hào)G06T17/40GK101889296SQ200880114354
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者C·P·菲瑟 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司