CN103814398B - 图像处理中使用的gui中的用于多维图像的子体的状态指示器 - Google Patents
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Abstract
一种用于辅助导航并修改3D或更高维度图像数据集合（100）的2D子体（110a‑c）中的轮廓（117a‑c）或与所述2D子体相关联的轮廓的装置和用户界面（155）。子体的状态和位置被可视化。状态和位置都可以通过使用所述装置产生的用户界面的功能来改变。所述装置可以用在医疗图像后处理系统中。
Description
技术领域
本发明涉及用于辅助导航或修改至少一个3D图像数据集合的装置、辅助导航或修改至少一个3D图像数据集合的方法、用于辅助导航或修改至少一个3D图像数据集合的图形用户界面、用于辅助导航或修改至少一个3D图像数据集合的医疗图像后处理系统、计算机程序单元和计算机可读介质。
背景技术
许多医疗过程需要对在医疗图像中显示的某些对象进行轮廓描绘(delineation)。例子是计算机断层扫描(CT)图像中用于放射治疗计划的风险器官和目标体的轮廓描绘、或者CT、磁共振(MR)或功能图像中用于诊断的肿瘤轮廓描绘。医疗图像分割应用需要手动对“对象到分段”进行轮廓描绘以训练并评估自动过程。
这种手动轮廓描绘任务需要这样的工具：当对象或对象的表面显示在屏幕上时，所述工具用于标记对象或对象的表面。自动的3D轮廓描绘过程需要高效的观看设备来对结果进行质量保证，并且还需要轮廓描绘工具(如果可能的话是3D工具)来进行手动校正(在需要的地方)。
大部分医疗图像数据是三维(3D)体或者维度甚至更高(例如视频序列，或者如果同时考虑从几种成像设备获取的图像)。只有两维(2D)数据能够完全地显示在屏幕上，而3D轮廓描绘交互是显示在3D体的2D子体(“切片(slice)”)上的。对3D图像数据的受限制的2D观看有时使得3D轮廓描绘工具的处理是繁重的。
WO2009/074930报告了一种从医疗图像数据集合获取多个数据切片的方法。显示与多个数据切片相关联的指示器。指示器与多个切片之间的关联基于医疗图像数据集合的分割。这种指示器表示在医疗图像数据集合的分割中获得的对象。
发明内容
本发明的目地是减轻医疗工作者在使用3D轮廓描绘工具来对切片进行轮廓描绘时的负担。
本发明的这一目地是通过独立权利要求的主题解决的，其中，其它实施例包含在从属权利要求中。
应当注意的是，本发明以下描述的方案还应用于由下文的装置生成的图像用户界面、辅助导航或修改至少3D图像数据集合的方法、用于辅助导航或修改至少3D图像数据集合的医疗图像后处理系统以及计算机程序元件和计算机可读介质。
本发明根据所述权利要求书。
根据第一方案，提供了一种用于辅助导航或修改3D(或更高维度的)图像数据集合的装置。所述集合包括多个截面2D图像切片，包括第一和第二切片。所述切片表示3D图像数据集合的截面视图。这两个切片中的每一个具有或者处于多个状态中的一个状态。所述装置包括：
a)数据库接口，用于访问所述3D图像数据集合和其中的切片；
b)图形用户界面控制器，被配置为在屏幕上显示图形用户界面(GUI)。所述图形用户界面在被这样控制和显示在所述屏幕上时，包括：
b.1)选择部件，用于选择所述3D图像数据的第一切片以作为图像进行显示；
b.2)窗口部件，用于将所述第一切片作为图像进行显示；
b.3)图形切片位置指示器部件，用于i)显示所述第一切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示，以及ii)用于显示所述第二切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示，并用于指示所述第一切片和所述第二切片在所述3D图像数据集合中的相对位置；
b.4)图形元件，用于显示所述第一切片的当前状态和所述第二切片的当前状态的可视指示。不同的状态由不同的可视指示来表示。
图形用户界面控制器还被配置为：i)接收将所述第一切片或所述第二切片的当前状态改变成来自所述多个状态的新状态的用户请求，并且，当已经接收到改变当前状态的用户请求时，ii)更新所述第一切片或所述第二切片的状态的可视指示的显示，以立刻表示所述第一切片或所述第二切片的所请求的新状态。
根据一个实施例，所述GUI在被显示时包括选择部件，其用于选择所述3D图像数据的所述第一切片以作为图像进行显示。
感兴趣区域可能是患者的在数字3D图像数据集合中显示的特定器官。3D图像数据集合(“体(volume)”)是由2D子体图像(也称作切片)组成的，或者允许生成2D子体图像。
3D轮廓描绘是允许识别并显示切片上的图像像素的几何部分或区域的数据结构。3D轮廓描绘是针对每个切片(“2D子体轮廓描绘”)的，并且与一个并且唯一一个切片相关联，轮廓描绘标识该切片中的感兴趣区域的特定截面。然而，进行(3D)轮廓描绘的感兴趣区域本身在多个其它切片上延伸。因此，感兴趣区域的3D轮廓是相关联的、逻辑上链接的切片轮廓的集合。3D轮廓在被显示成覆盖在与其关联的切片上时还可以被称为“3D轮廓”，尤其是当该轮廓被陈述为被“显示”或“覆盖”时更是如此。3D轮廓可以在被装置查看之前预先地分配，或者可以在加载3D图像集合进行观看时自动地应用轮廓。并不是排它地，但是尤其是在自动3D轮廓描绘过程的情况中，在任意切片当中可能存在多个轮廓。图像数据包括切片和数据结构，所述数据结构存储显示被观看时覆盖在切片上的轮廓所需要的信息，该切片是与该轮廓相关联的。如本文中所理解的，图像修改包括修改轮廓信息本身。因而，修改轮廓信息将影响切片和轮廓的组合图像在被观看时的图形表示，其中切片被修改的轮廓覆盖。
状态描述了切片作为整体的属性，或者具体地，描述了切片中的或与切片相关联的2D子体轮廓的属性。可以手动地或自动地，或者在调用装置时，或者在加载3D图像集合的切片进行观看时分配状态。可以在初始化阶段中通过任意适当的数据结构逐一地手动地给切片分配状态，之后对它们进行观看。还可以通过给每个切片分配相同的缺省状态来给切片和/或与切片相关联的轮廓分配状态。
根据一个实施例，状态或缺省状态的分配是用户发起的，并且是通过使用计算机鼠标以及通过对显示在窗口部件中或周围的滑动栏或复选框进行鼠标点击来实现的。
使用2D轮廓描绘器是缓慢和沉闷的，其中2D轮廓描绘器是逐切片应用的，并且仅仅对正被进行轮廓描绘的特定切片进行动作。更高维度的3D轮廓描绘器(例如3D画笔)允许更快速的轮廓描绘，但是也会影响在应用该3D轮廓描绘器时当前对用户不可见的切片。
装置的GUI具有用作切片状态指示器的图形元素，用于传递甚至3D体的隐藏切片或部分的状态。所述装置允许未显示的2D子体的可视化，其中所述未显示的2D子体受到(或不受到)3D轮廓描绘器工具的应用的影响。
根据本发明的一个实施例，两个切片中的每一个包括：
子体轮廓。每个子体轮廓通过勾画或通过色彩填充来表示3D图像数据集合中的感兴趣区域的3D(或更高维度的)轮廓(或轮廓线或表面)的不同截面。3D轮廓延伸穿过至少两个切片。3D轮廓可以是3D轮廓描绘工具应用于第一切片的结果。3D轮廓描绘工具的动作在逻辑上链接切片的或切片中的轮廓，使得同一或另一3D轮廓描绘工具对第一切片中的轮廓的后续修改将自动地实现对第二切片中的轮廓的相应的共同修改。每个切片具有两个状态或处于两个状态之一，受保护状态或不受保护状态。当第二切片处于不受保护状态并且正通过应用轮廓描绘器来修改第一切片时，允许对第二切片进行共同修改，而在第二切片处于受保护状态时，阻止共同修改。
所述装置允许医疗工作者更好地测量并控制3D轮廓描绘器对3D图像体中的切片集合的影响。
具有受保护状态/不受保护状态的概念包括类别或“超级状态”的情况。每个超级状态本身可以是可在受保护和不受保护“在前状态”之间进行切换的。例如，三个“超级状态”中的每一个可以进而指示切片中的噪声水平的低、中和高。每个噪声水平超级状态随后仍然可以在受保护和不受保护之间进行切换，其中，滑动栏元件用三种颜色中的任何一种来指示当前观看的切片的超级状态。随后，受保护/不受保护在前状态由窗口部件的颜色编码组件来指示。
根据一个实施例，图形切片位置指示器是滑动栏GUI部件。滑动栏包括图形化滑块图标和图形化栏图标。在用户通过指示器设备(例如鼠标或屏幕笔)进行交互时，滑块能够沿着栏滑动。栏包括作为图形化元素的一系列分段。每个分段与包括第一切片和第二切片在内的切片中的一个切片相关联，并且不同的分段指示不同的切片。连续的分段指示相应切片在3D数据集合中的连续的空间关系。从而，3D数据集合中的感兴趣区域的真正空间关系(例如，前面、中间、尾部)被映射成栏上的元素的相互图形化/空间布置，并由其进行表示。
具有滑动栏允许对装置进行快速和直观的操作，并且允许将3D图像集合中的状态和空间位置传递给读者。
根据一个实施例，栏的交互式栏分段允许用户通过在其上进行鼠标点击来改变窗口中的视图，并允许观看与所点击的分段相关联的另一切片。在其它实施例中，GUI包括滚动功能，其一次滚动一个切片。
根据一个实施例，可以通过对栏分段进行颜色编码来显示包括第一切片和第二切片在内的任意切片的状态的可视指示。每个颜色指示不同的状态，并且在通过使用鼠标在栏上进行交互来滑动或拖动滑块时，滑块改变其颜色。滑块在置于任意一个分段之上时反射或呈现该分段的颜色。
根据一个实施例，图形化元素是窗口部件的框架。通过对框架进行颜色编码来对第一或第二切片的状态进行可视指示，对于当前显示在窗口部件中的切片，每次一个颜色。根据另一个实施例，图形化元素是覆盖在窗口部件上并置于窗口部件内的颜色编码的盘图标。上面解释的不同的颜色编码方案还允许在轮廓回顾期间更好地传递状态。
根据一个实施例，是覆盖在切片上的被显示的轮廓本身对状态进行颜色编码。
根据一个实施例，栏的滑块包括水平切片定位线。水平切片定位线的颜色对当前显示的切片的状态进行颜色编码。
根据一个实施例，针对当前切片和3D图像数据集合中的当前不可见切片的全部或用户可配置选择来指示状态。
根据一个实施例，用绿色显示受保护(“固定”)状态，而用当前的屏幕背景颜色显示不受保护(“不固定”)状态，或者该状态由与背景颜色相比不同的阴影来表示。
还可以使用区域(切片堆)的颜色编码来指示对切片或其轮廓的手动或甚至自动的评价。例如，当高级人员查看实习人员的轮廓描绘工作时，状态可以指示轮廓的质量。然后，状态可以指示绿色＝卓越的分割、黄色＝有缺点的分割、红色＝严重的分割。状态以及它们的颜色编码还可以或者可替换地指示所获取的切片中的图像信号噪声水平(低、中、高)。
根据一个实施例，通过控制器拦截鼠标点击事件或击键事件来实现状态改变或从显示第一切片而不是第二切片进行的转换。如果对于每个切片正好存在两个状态，那么连续的事件使得在这两个状态之间进行切换(toggle)，或者如果对于每个切片存在多于两个的状态，那么连续的事件使得在这些状态中进行定期循环。这提供了快速且简单的交互，以改变状态。当请求状态改变时，GUI的组件改变它们的颜色。击键交互的一个例子是配置所述装置以分配‘f’键来固定或不固定切片。
与重复地敲击‘f’键来交替地激活/解激活当前切片的状态指示器一起使用，这是直观的。如果存在多个切片状态，那么人们可以使用简档的键盘交互来在可能的状态中进行切换。
通过使得所述装置被配置成对GUI的组件进行颜色编码来可视化轮廓的状态(固定/不固定)，允许高效地使用3D轮廓描绘工具。
总之，根据本发明的装置所提供的可视化使得用户能够快速地访问：总体(totalvolume)中有多少以及有哪些部分处于哪种状态，以及与当前显示的切片相邻的切片的状态是何种。其提供了一种快速且直观的方式来掌握多维工具对3D图像体的隐藏切片的影响或非影响。所述装置帮助用户避免无意的改变或修改切片，其中所述切片已经被描绘得使得他或她满意。所述装置允许保护切片免受这样的修改。随后进一步将3D工具应用于相同的或者甚至另一切片将不会改变该切片中的受保护轮廓的固定轮廓。
本发明可以用在放疗计划工作站、医疗图像后处理工作站，以进行交互式医疗图像分割。
根据下文描述的实施例，本发明的这些以及其它方案将变得显而易见，并且通过参考这些实施例来阐明这些以及其它方案。
附图说明
将参考以下附图在下文中描述本发明的示例性实施例。
图1示意性地示出了3D医疗图像数据集合以及3D轮廓描绘工具对该集合的动作。
图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于辅助导航或修改3D图像数据集合的医疗图像后处理系统。
图3A到3B示出了用于辅助导航或修改3D图像数据集合的装置的不同视图。
图4A到4B示出了在图3A到图3B中使用的滑动栏的不同实施例。
图5示出了根据本发明一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，医疗3D图像数据集合100的体包括多个子体切片110a-c。在对患者进行检查扫描期间，已经通过医疗成像设备获取了3D图像数据集合。医疗成像设备的例子包括计算机断层CT扫描机。切片110a-c的集合提供了患者身体内的感兴趣区域120(例如肝脏或肾脏)上的截面图。
在图1中，将感兴趣区域120的处于每个切片110a-c中的各个截面115a-c显示成阴影(hashured)椭圆。可以说感兴趣区域120在切片110a-c上延伸，其中每个切片110a-c示出了特定的截面115a-c。图像数据集合100是三维的，这是因为每个切片110a-c可以由沿着两个轴x，y的坐标来描述。各个切片110a-c中的每一个是在CT设备沿着z轴逐渐移动时在“深度”方向获取的，其中z轴与患者的纵向轴对齐。每个切片110a-c的相应获取位置可以由沿着z轴的第三坐标来指示。3D数据图像集合100(包括其切片110a-c)作为适当文件格式的数字图像数据(例如DICOM或JPEG)，可供后处理或观看使用。将图像数据集合100保存在适当的数据库中。
图1还示出了与计算机屏幕150进行通信的处理单元140，医疗从业者(例如放射科医生)可以在计算机屏幕150上观看切片110a-c。
医疗图像后处理中的一个任务是对感兴趣区域120的处于每一个或选择的切片110a-c中的截面115a-c进行勾画或进行轮廓描绘。为此，可以使用3D轮廓描绘工具130。3D轮廓描绘工具130与指向设备(例如计算机鼠标)进行通信。放射科医生随后标出或勾画出截面115a的周边，以获得截面115a的轮廓117a。随后，3D轮廓描绘工具使用由轮廓117a定义的区域内和外的像素或体素值来外推感兴趣区域120的处于剩余的但是不是当前观看的切片110b和110c中的截面115b-c的相应轮廓117b-c。3D轮廓描绘工具使用图像或模式识别软件来识别相应切片110b和110c中的轮廓117b和117c。外推的轮廓117b-117c和由轮廓117b-117c勾画的相应截面115b-c在像素/体素值和形状方面与第一或初始轮廓117a最匹配。
3D轮廓描绘工具130允许放射科医生在所有的切片110a-c上“3D抓取”感兴趣区域120，虽然其仅仅对其当前正在观看的初始2D切片110a执行轮廓描绘动作。
轮廓117a-c本身是元数据，所述元数据对其相应切片110a-c中的轮廓117a-c的坐标位置和几何形状进行编码。可以将轮廓117a-c与3D图像数据100一起或相关联地存储，以供后续检索。当再次在屏幕150上观看轮廓117a-c时，随后再次将轮廓117a-c图形化地显示为覆盖在其相应的切片110a-c上，这取决于随后正在观看的是哪个切片。
通常，放射科医生可能判断并不是所有的自动产生的轮廓117a-c都是令人满意的。随后，放射科医生将必须检查每个切片110a-c或一些切片110a-c，以编辑或修改轮廓117a-c。例如，可能发现根据初始切片117a外推出的轮廓117b具有错误的形状，所以其没有准确地涵盖所示感兴趣区域在切片110b中的截面。他随后可以再次使用3D轮廓描绘工具130来重新判断或编辑轮廓117b。
图2示出了根据本发明一个实施例用于辅助放射科医生导航和/或修改3D图像数据集合100的医疗图像后处理系统。所述系统包括数据库170，其保存包括切片110a-c的3D图像数据集合100。处理单元140运行图形用户界面(GUI)155控制器160，其控制显示在屏幕150上的图形界面155的可视外观和功能。
在图3A和图3B中更详细地示出了图形用户界面155。图形用户界面155包括：窗口部件305，其具有框架307；以及图形化滑动栏320，其布置得与窗口部件305相邻。在其它实施例中，图形化滑动栏320可以不是垂直地布置的，而是水平地布置在窗口部件305的上面或下面。滑动栏320包括滑块315和栏317。栏317由分段310组成，分段310以连续的关系一个挨一个地进行布置。图形用户界面155通过其交互式部件和图标组件而允许用户通过鼠标点击或其它指示工具进行交互。在其它实施例中，控制器被配置成额外地对连接到处理单元140的键盘上的击键进行响应。
图形用户界面155及其元素(滑动栏320和窗口部件305)可用作GUI部件工具包，并且可以使用面向对象的编程语言环境(例如，C++)进行编程。
操作
在启动图形用户界面控制器160之后，显示具有空窗口部件305的GUI155。GUI 155包括加载按钮部件(未示出)，以允许用户发起加载3D图像数据集合100的切片110a-c。控制器160随后选择缺省的或用户可选择的切片110a，并在窗口部件306中呈现它以供在屏幕150上观看。
在图3A中，切片110a显示了感兴趣区域120的截面115a以及轮廓117a。3D轮廓可以是之前应用轮廓描绘工具130的结果。在其它实施例中，轮廓117a连同轮廓117b-c(未示出，因为隐藏在切片110a上的当前视图中)反而可以一起在加载切片110a、b或c时自动地产生。
当用户已经选择了3D图像集合100时，控制器160调用将两个状态之一分配给单独存储的轮廓117a-c中的每一个的例程。在初始阶段中，虽然在调用图形用户界面155时，在屏幕上只示出了一个切片(在这种情况下是117a)，但是所有的轮廓117a-c都被分配了状态。在其它实施例中，并不分配缺省的状态，这是因为在加载切片110a-c时已经分配了状态。
根据一个实施例，用户可以选择应该给哪个轮廓分配状态。如果某些轮廓先验地并不是放射科医生所感兴趣的，那么这可以节省CPU时间。给轮廓117a-c分配状态可以通过适当的数据结构(例如，关联的射线)来实现。每个轮廓117a-c随后与一个标记相关联。如果针对特定轮廓(比如117a)设置标记，那么轮廓117a处于一个状态，并且如果未设置标记，那么轮廓117a处于另一个状态。此外，每个轮廓117a-c通过指针或引用结构与这些切片110a-c中的一个且唯一一个相关联。关于第一切片117a的解释仅仅是示例性的，并且类似的解释也应用于所有其它的轮廓117b-c和它们的切片110b-c。
根据本发明一个实施例，这两个状态是受保护状态和不受保护状态。当处于不受保护状态时，相应的轮廓117a-c可以被3D轮廓描绘工具修改。当处于受保护状态时，相应的轮廓170a-c不能被3D轮廓描绘工具修改。在初始阶段中，给每个轮廓117a-c分配缺省的状态，例如，所有都是不受保护的或受保护的。用户可以通过使用滑动栏320来导航切片110a-c。滑动栏320具有对计算机鼠标进行响应的交互式滑块315，其可以沿着滑动栏320的栏317向上以及向下进行拖动。栏317包括分段310，每个分段310恰好与一个切片110a-c相对应。分段310在栏317上的布置与切片110在3D图像数据集合100上的相互空间关系相对应。换句话说，两个连续的元件310将向用户指示相应的切片110a和b是3D图像集合100中的相邻切片。
因此，通过拖动滑块315，用户可以一次滚动3D图像数据集合100中的一个切片。当滑块315置于特定分段310之上时，窗口305随后将改变视图，并替代地显示与该特定分段310相关联的切片110b或110c。不管轮廓117a-c(显示在其切片110a-c上)是否是受保护的，其都是通过与相应切片110a-c相关联的分段的着色进行颜色编码的。在图3a中，颜色编码被示意性地示出为阴影(“受保护”)或非阴影(“不受保护”)分段310。
当处于不受保护状态时，控制器160被配置为使得元件310呈现GUI155画布的背景颜色。为了允许更好地观看，根据本发明一个方案，滑块315被编程为反射或呈现滑块315当前所处于的分段310的颜色。滑块315因而可以被说成为被配置为展现“透明”行为。
只有在切片110a的当前显示的轮廓117a处于不受保护状态时，用户才可以修改该轮廓117a。在3D轮廓描绘130已经修改了轮廓117a之后，用户随后可以通过双击与当前示出的切片110a相对应的分段来保护或固定该轮廓。双击相应的分段310触发一事件，该事件被由控制器160控制的事件侦听器拦截。控制器160随后将该事件传递给事件处理器。事件处理器调用查询关联数组的例程，并将切片110a中的相应轮廓117a的标记设置为用户请求的。
随后，如图3b中所示的，用户可以通过将滑块315向上移动一个分段来滚动到切片110b。与切片110b相关联的分段310被示为是阴影的，所以在当前显示的切片110b上示出的轮廓117b是受保护的。GUI 155允许用户滚动切片110a、b，并通过点击滑动栏320上的相应分段或通过击键来在受保护状态和不受保护状态之间进行切换。
轮廓修改包括对形成轮廓的线或表面的形状进行平移、缩放和改变。
轮廓117a-c在逻辑上是连接的，使得3D工具在被应用于操纵切片110a中的轮廓117a时，能够自动地将相应的改变应用于其它切片110b-c中的其它轮廓117b-c。逻辑上链接的轮廓117a-c的集合形成感兴趣区域120的3D轮廓。例如，如果用户决定应用3D工具来改变轮廓117a的形状，那么该工具随后会自动地将类似的修改应用于相邻切片117b-c。通过这种对当前未被观看的轮廓117b-c进行的自动共同修改，由轮廓117a-c的集合定义的感兴趣区域120的几何连续性能够因此被保证或增强。
根据图2和图3的系统辅助放射科医生导航并修改/操纵整个图像集合100上的子体轮廓117a-c，这是因为轮廓描绘工具130对当前未被观看的切片110b、c中的轮廓117b进行的操作是可控制的。并未给轮廓描绘工具赋予对当前未被观看的轮廓117a-c的不受检查的访问。当用户经由轮廓描绘工具130请求对显示在窗口305中的轮廓117a进行修改时，控制器160注册自动发出的共同修改请求，并调用修改跟踪器例程145，如图2中所示的。跟踪器145充当守卫，并拦截3D轮廓描绘工具130发出的所有修改请求。基于所拦截的轮廓(共同)修改请求，跟踪器建立将被共同修改的轮廓117b-c的标识，以作为应用于当前轮廓117a的修改的结果。跟踪器145随后在关联数组中查找将要被共同修改的每个轮廓117b-c的标记。只有在标记指示不受保护状态时，跟踪器145才允许修改。否则，如果将被共同修改的轮廓117b、c处于受保护状态，那么跟踪器145阻止所请求的共同修改。当请求修改当前被观看的轮廓117a并且在允许该请求之前查询当前被观看的轮廓117a的状态时，也使用跟踪器145。
根据图2和图3的系统允许放射科医生在自动生成的轮廓117a、b或c中定义他认为值得保留的集合。他随后可以使用3D轮廓描绘工具来修改不受保护的轮廓，而不必担心丢失受保护轮廓中的信息。
根据本发明一个实施例，当前被观看的切片110a中的轮廓117a的状态(受保护或不受保护)是通过窗口305的框架307进行颜色编码的，如图3b中所示，或者由覆盖在窗口305内的着色盘175来进一步指示或交替地指示。窗口框架307或盘175的着色响应于状态的改变而改变。
图4A到图4B示出了滑动栏的不同实施例。
参考图4A，“2D”指示器415适合于较高维度的数据集合，例如4D。部件420允许用户在“棋盘”，例如平铺有图形元件/分段310的窗格上在两个维度上移动滑块315，每个图形元件/分段310指示其所表示的切片的相应状态。可以将指示器420认为是与图3a-b中的滑动栏320类似的“2D”滑动栏。
参考图4B，滑块410具有在额外的窗口部件305上延伸的线418，该额外的窗口部件305显示与在主窗口部件306中显示的切片正交的切片，并且，线418是可与滑块410一起移动的。放射科医生通过观看窗口部件305中的概述性的正交切片能够更加容易地确定主窗口部件306中显示的切片在3D图像数据集合100中和上的确切位置。对交叉线418进行颜色编码，以指示当前显示在主窗口部件306中的切片110a中的轮廓117a的当前状态。线418的颜色根据当前观看的切片中的轮廓的状态而改变，并且随后线和滑块315显示相同的着色。
参考图5，示出了辅助3D图像数据集合的导航/修改的方法的流程图。
在步骤510中，接收切片110a-b。这些切片被分配有相应的轮廓117a-c，轮廓处于两种状态之一，受保护状态或不受保护状态。
作为一种选择，在初始步骤505中，自动地生成轮廓117a-c，其中自动地给这些轮廓中的每一个或这些轮廓的子选集分配缺省的状态。
在步骤520中，在图形用户界面上显示具有轮廓117a的切片110a。在用户请求时，可以替代地显示切片110b-c中的另一个。
与显示切片110a同时地，在步骤530中，显示切片在3D图像数据中的空间位置的可视指示。在一个实施例中，针对3D数据集合中的全部切片，显示切片在该集合中的位置，而不管当前是否被观看。可替换地，可定义用户可选的切片子选集。随后将仅仅显示所选切片的位置。
在步骤540中，显示切片110a以及当前未被观看的切片110b-c的当前状态的可视指示，其中，不同的可视指示表示不同的状态。在一个实施例中，显示所有切片的状态，或者用户可以定义要被显示轮廓状态的那些切片的子选集。
在用户请求时，在步骤550中，接收将第一切片110a中的轮廓117a或者第二切片110b中的第二轮廓117b的状态改变成相应的其它状态的请求。在步骤S560中，响应于改变状态的请求，随后更新第一切片或第二切片的状态的可视指示的显示。
在步骤570中，当接收到修改切片110a中的轮廓117a的用户请求时，拦截该修改请求以及一个或多个自动生成的针对切片110b-c中的一个或多个剩余轮廓117b-c的共同修改请求。
在其它步骤中，对于已经接收到针对其的修改或共同修改请求的每个轮廓而言，检查状态。如果发现状态是不受保护的，则允许针对该特定切片的修改或共同修改请求。否则，如果发现状态是受保护状态，则阻止且不允许修改或共同修改请求。
上述步骤序列仅仅是示例性的，并且一旦显示状态和位置，就可以以任意顺序执行这些步骤。可以同时地执行显示步骤。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供了计算机程序或计算机程序元件，其特征在于适合于在适当的系统上执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。
因而，计算机程序元件可以存储在计算机单元上，计算机单元也可以是本发明实施例的一部分。这种计算单元可以适于执行上述方法的步骤或引起上述方法的步骤的执行。此外，其可以适合于操作上述装置的组件。计算单元可以适合于自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。数据处理器因而可以被装配为执行本发明的方法。
本发明的这种示例性实施例涵盖彻底地从一开始就使用本发明的计算机程序以及通过更新的方式将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序。
更进一步地，计算机程序元件可能能够提供所有必要的步骤来执行上述方法的示例性实施例的过程。
根据本发明的其它示例性实施例，提供了一种计算机可读介质(例如CD-ROM)，其中，计算机可读介质在其上存储有计算机程序元件，该计算机程序元件是由前述部分描述的。
计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质(例如与其它硬件一起提供或作为其它硬件的一部分而提供的光存储介质或固态介质)，但是还可以以其它形式(例如，经由互联网或其它有线或无线电信系统)进行分布。
然而，计算机程序还可以通过类似万维网的网络来提供，并且可以从这样的网络被下载到数据处理器的工作存储器。根据本发明其它示例性实施例，提供了一种用于制造可供下载的计算机程序元件的介质，该计算机程序元件被安排为执行根据本发明前述实施例之一的方法。
必须注意的是，本发明的实施例是参考不同的主题进行描述的。具体地，一些实施例是参考方法类型的权利要求进行描述的，而其它实施例是参考设备类型的权利要求进行描述的。然而，本领域技术人员将从上面以及下面的描述中推断出：除非另外指定，否则属于一种类型的主题的特征的任意组合以外，与不同主题有关的特征之间的任意组合也被考虑为与本申请一起被公开。然而，可以将全部特征组合起来，从而提供比将这些特征简单相加更好的协同效果。
虽然已经在附图和前述描述中详细地解释并描述了本发明，但是这样的解释和描述将被认为是解释性的或示例性的而不是限制性的。本发明并不限于公开的实施例。本领域技术人员在实施要求保护的发明的过程中，从对附图、公开内容和从属权利要求的研究当中能够理解并实现所公开实施例的其它变形。
在权利要求中，词语“包括”并不是排除其它元素或步骤，并且不定冠词“a”和“an”并不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所记载的若干项的功能。某些度量记载在相互不同的独立权利要求中这一仅仅的事实并不是指示这些度量的组合不能用于获利。权利要求中的任何参考标记不应当被解释成是对范围进行限制。
Claims (13)
1.一种用于辅助导航或修改至少3D图像数据集合(100)的装置，所述集合包括多个截面2D图像切片(110a-110c)，所述多个截面2D图像切片包括第一切片(110a)和第二切片(110c)，所述多个截面2D图像切片表示所述3D图像数据集合上的截面视图，两个所述切片中的每一个切片具有多个状态中的一个状态，所述装置包括：
数据库接口，用于访问所述3D图像数据集合以及所述3D图像数据集合中的切片；
图形用户界面控制器(160)，被配置为在屏幕上显示图形用户界面(GUI)，所述图形用户界面(GUI)在被这样控制并显示在所述屏幕上时包括：
选择部件，用于选择所述3D图像数据集合的第一切片以作为图像进行显示；
窗口部件(305)，用于将所述第一切片作为图像进行显示；
切片位置指示器部件，用于：i)显示所述第一切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示，以及ii)用于显示所述第二切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示，并用于指示在所述3D图像数据集合中所述第一切片和所述第二切片之间的相对位置；
图形元件，用于显示所述第一切片的当前状态的可视指示和所述第二切片的当前状态的可视指示，不同的状态是由不同的可视指示来表示的；
所述图形用户界面控制器(160)还被配置为：i)接收将所述第一切片或所述第二切片的当前状态改变成来自所述多个状态当中的新状态的用户请求，以及在已经接收到改变当前状态的用户请求时，ii)更新所述第一切片或所述第二切片的状态的可视指示的显示，以立刻表示所述第一切片或所述第二切片的所请求的新状态，
其中，所述多个截面2D图像切片中的每一个切片具有两个状态中的一个状态，或者为受保护状态或者为不受保护状态，其中，两个所述切片中的每一个切片包括子体轮廓，每个子体轮廓表示所述至少3D图像数据集合(100)中的感兴趣区域(120)的3D轮廓或更高维度轮廓的不同截面，所述3D轮廓延伸穿过至少两个所述切片(110a、c)，所述3D轮廓是3D轮廓描绘工具(130)应用于所述第一切片的结果，所述多个截面2D图像切片(110a-110c)的轮廓(117a-117c)在逻辑上是链接的，使得当所述第二切片(110c)处于所述不受保护状态时，同一或另一3D轮廓描绘工具(130)对所述第一切片(110a)中的轮廓(117a)进行的后续修改自动地实现对所述第二切片(110c)中的轮廓(117c)的相应共同修改，而当所述第二切片处于所述受保护状态时，所述共同修改被阻止。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述切片位置指示器是包括图形滑块(315)和图形栏(317)的滑动栏(320)，在用户通过指点设备进行交互时，所述滑块能够沿着所述图形栏滑动，所述图形栏包括作为所述图形元件的一系列分段(310)，每个分段与包括第一切片和第二切片在内的切片中的一个切片相关联，不同的分段指示不同的切片，并且连续的分段指示相应切片在所述3D图像数据集合中的连续空间关系。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，包括所述第一切片和所述第二切片在内的任意切片的状态的可视指示的显示是通过对所述图形栏的分段进行颜色编码来进行的，每个颜色指示不同的状态，并且其中，所述滑块在所述图形栏上滑动时改变所述滑块的颜色，所述滑块在置于所述分段中的任意一个分段之上时反射该分段的颜色。
4.如权利要求1-3中的任意一项所述的装置，其中，所述图形元件是所述窗口部件(305)的框架(307)，所述第一切片或所述第二切片的状态的可视指示是通过对所述框架进行颜色编码来进行的，对于当前显示在所述窗口部件中的切片而言一次一种颜色，或者所述图形元件是覆盖在所述窗口部件之上的并且在所述窗口部件之内的进行了颜色编码的盘。
5.如权利要求1-3中的任意一项所述的装置，其中，状态改变或者从显示所述第一切片而不是所述第二切片进行的转变是通过所述控制器拦截鼠标点击事件或击键事件来实现的，如果对于每个切片而言正好存在两个状态，那么连续的事件导致在所述状态中的两个状态之间进行切换，或者如果对于每个切片而言存在多于两个的状态，那么连续的事件导致在所述状态当中周期性循环。
6.如权利要求1-3中的任意一项所述的装置，所述图形用户界面控制器还被配置为：接收在所述窗口部件中显示所述第二切片而不是所述第一切片或者在所述窗口部件中将所述第二切片与所述第一切片一起显示的用户请求，所述请求是通过用户与所述切片位置指示器进行交互或通过击键来实现的。
7.如权利要求2-3中的任意一项所述的装置，其中，所述滑块包括交叉线(418)，当用户请求移动所述滑块时，所述线横扫第一窗口并且扫过显示在所述第一窗口中的切片。
8.一种屏幕，在其上显示图形用户界面GUI，并且其中，所述图形用户界面GUI被包括在根据权利要求1-7中的任意一项所述的装置中的图形用户界面控制器控制。
9.一种用于辅助导航或修改至少3D图像数据集合的医疗图像后处理系统，所述集合包括多个截面2D图像切片，所述多个截面2D图像切片包括第一切片和第二切片，两个所述切片中的每一个切片具有多个状态中的一个状态，所述系统包括：
根据权利要求1-7中的任意一项所述的装置；
计算机单元(140)，用于运行所述装置；
数据库(170)，保存所述3D图像数据集合；
屏幕(150)，用于将所述切片作为图像进行显示；
3D轮廓描绘工具(130)，用于修改所述切片中的轮廓；以及
供用户进行输入的键盘或指点设备。
10.一种辅助导航或修改至少3D图像数据集合的方法，所述集合包括多个截面2D图像切片，所述多个截面2D图像切片包括第一切片和第二切片，两个所述切片中的每一个切片具有多个状态中的一个状态，所述方法包括：
将所述第一切片作为图像显示(S520)在屏幕上的图形用户界面(155)中；
与显示所述第一切片一起，在所述图形用户界面中显示(S530)所述第一切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示，所述第一切片表示所述3D图像数据集合上的视图；
在所述图形用户界面中显示所述第二切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示；
显示(S540)所述第一切片的当前状态的可视指示和所述第二切片的当前状态的可视指示，不同的状态是由不同的可视指示表示的；
在用户交互时，接收(S550)将所述第一切片或所述第二切片的当前状态改变成来自所述多个状态当中的新状态的请求；
当已经接收到改变当前状态的用户请求时，更新(S560)所述第一切片或所述第二切片的状态的可视指示的显示，以立刻表示所述第一切片或所述第二切片的所请求的新状态，
其中，所述多个截面2D图像切片中的每一个切片具有两个状态中的一个状态，或者为受保护状态或者为不受保护状态，其中，两个所述切片中的每一个切片包括子体轮廓，每个子体轮廓表示所述3D图像数据集合中的感兴趣区域的3D轮廓或更高维度轮廓的不同截面，所述3D轮廓延伸穿过至少两个所述切片，所述3D轮廓是3D轮廓描绘工具应用于所述第一切片的结果，所述多个截面2D图像切片在逻辑上是链接的，使得当所述第二切片(110c)处于所述不受保护状态时，轮廓描绘工具对所述第一切片中的子体轮廓进行的后续修改自动地实现对所述第二切片中的轮廓的相应共同修改，而在所述第二切片处于所述受保护状态时，所述共同修改被阻止。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
接收在窗口部件中显示所述第二切片的用户请求，并且当接收到这样的请求时，更新第一窗口以显示所述第二切片而不是显示所述第一切片或者与所述第一切片一起显示所述第二切片。
12.一种辅助导航或修改至少3D图像数据集合的装置，所述集合包括多个截面2D图像切片，所述多个截面2D图像切片包括第一切片和第二切片，两个所述切片中的每一个切片具有多个状态中的一个状态，所述装置包括：
用于将所述第一切片作为图像显示(S520)在屏幕上的图形用户界面(155)中的模块；
用于与显示所述第一切片一起，在所述图形用户界面中显示(S530)所述第一切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示的模块，所述第一切片表示所述3D图像数据集合上的视图；
用于在所述图形用户界面中显示所述第二切片在所述3D图像数据集合中的空间位置的可视指示的模块；
用于显示(S540)所述第一切片的当前状态的可视指示和所述第二切片的当前状态的可视指示的模块，不同的状态是由不同的可视指示表示的；
用于在用户交互时，接收(S550)将所述第一切片或所述第二切片的当前状态改变成来自所述多个状态当中的新状态的请求的模块；
用于当已经接收到改变当前状态的用户请求时，更新(S560)所述第一切片或所述第二切片的状态的可视指示的显示，以立刻表示所述第一切片或所述第二切片的所请求的新状态的模块，
其中，所述多个截面2D图像切片中的每一个切片具有两个状态中的一个状态，或者为受保护状态或者为不受保护状态，其中，两个所述切片中的每一个切片包括子体轮廓，每个子体轮廓表示所述3D图像数据集合中的感兴趣区域的3D轮廓或更高维度轮廓的不同截面，所述3D轮廓延伸穿过至少两个所述切片，所述3D轮廓是3D轮廓描绘工具应用于所述第一切片的结果，所述多个截面2D图像切片在逻辑上是链接的，使得当所述第二切片(110c)处于所述不受保护状态时，轮廓描绘工具对所述第一切片中的子体轮廓进行的后续修改自动地实现对所述第二切片中的轮廓的相应共同修改，而在所述第二切片处于所述受保护状态时，所述共同修改被阻止。
13.如权利要求12所述的装置，还包括：
用于接收在窗口部件中显示所述第二切片的用户请求，并且当接收到这样的请求时，更新第一窗口以显示所述第二切片而不是显示所述第一切片或者与所述第一切片一起显示所述第二切片的模块。
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