CN101889284A - 导航引导 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的系统(200)，所述系统包括路径单元(210)，其用于更新路径数据以确定用于对包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新路径数据基于用于对包括在图像堆栈中的当前图像的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；输入单元(220)，其用于接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像；图像单元(230)，其用于基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像；以及指示符单元(240)，其用于基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置。用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。有利地，系统(200)还允许检查不包括当前管腔的图像，例如，基于定位于结肠弯曲之上的数据的切片的图像，这是由于手动导航允许观察包括在图像堆栈中的每幅图像。

Description

导航引导

技术领域

本发明涉及对由包括在图像堆栈中的图像来进行描述的诸如结肠或血管的管状结构进行可视化的领域。

背景技术

导航通过包括薄切片堆栈的大的数据集是经手动的逐切片观察或者中心线引导观察的，其中，每个切片限定2-维(2-D)图像。例如，在结肠内窥镜检查中，根据在切片堆栈中所包括的切片计算的2-D图像用于检测可疑病变。通过手动上下浏览切片堆栈完成直观的导航通过切片堆栈。用户可以上下移动鼠标来导航。通过向上移动鼠标，用户将向上导航切片堆栈。通过向下移动鼠标，她/他将向下导航切片堆栈。手动浏览的问题在于当被检查管状结构的多个管腔在图像中可视时，手动浏览不允许记录当前观看的例如结肠的管状结构内的管腔。这在示意性地示出结肠的图1中可以看到，在图1中示出了结肠的弯曲段、基本垂直段和基本水平段。结肠的标记部分包括直肠1、乙状结肠2、下行结肠3、横行结肠4、上行结肠5和盲肠6。堆栈中间的切片将包括结肠的下行段和上行段的管腔。因此，当医生不得不中断检查以执行另一更紧急任务时，她/他可能容易忘记恰好在图像的读取被中断之前，她/他正在检查在所显示的图像上示出的多个管腔的哪个管腔。结果，医生可能需要重复一部分检查或者整个检查。

一些系统沿结肠或其他管状结构的中心线使用导航。这里，同样地，用户可以上下移动鼠标进行导航。通过向上移动鼠标，用户将在沿中心线的一个方向进行导航，例如，从结肠的直肠1到盲肠6。当向上移动鼠标时，切片根据中心线的局部方向在堆栈中向上或向下滚动。可以由在中心线的当前位置上显示的指示符指示当前所观察到的管腔。然而，这种导航方式是反直观(counterintuitive)的。同样，由于仅可以观察到包括中心线的点的切片，其很难或不能检查结肠弯曲。

发明内容

具有一种使用切片堆栈的上下直观导航并且能够指示在根据当前切片计算的图像中显示的管状结构的被检查管腔的系统是有利的。因此，切片堆栈中包括的每个切片被称为根据该切片计算的图像。

为了更好地解决这一问题，在本发明的一个方面，提供了一种用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的系统，所述系统包括：

-路径单元，其用于更新路径数据以确定用于对包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-输入单元，其用于接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像；

-图像单元，其用于基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像；以及

-指示符单元，其用于基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置；

其中，用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。

例如，在实施例中，输入设备可以为控制用于在显示器上进行显示的指针的鼠标或轨迹球。用户输入基于鼠标或轨迹球的运动。当鼠标或轨迹球在一个方向移动时，例如，向上，图像堆栈的下一图像在当前图像之上。当鼠标或轨迹球在相反方向移动时，例如，向下，图像堆栈的下一图像在当前图像之下。当鼠标或轨迹球移动时，例如，基本水平地，下一图像与当前图像相同。这种导航通过图像堆栈的方式是非常直观的。将第一组方向与向上移动图像堆栈相关联，并将第二组方向与向下移动图像堆栈相关联，使得上下导航图像堆栈在此被称为“上下直观导航图像堆栈”的上下导航图像堆栈，所述第二组方向通常为与第一组的方向相反的补充方向组。本领域技术人员将已知直观地导航通过图像堆栈的更多实施方式。权利要求的范围不应该被解读为受所描述的实施方式限制。

在另一方面，系统能够在从图像堆栈调取的显示图像中显示管腔指示符。在检查开始，用于在显示器上显示的第一图像可以为包括在图像堆栈中的预定图像，例如：在堆栈底部的图像、包括血管内病变或者结肠的直肠段的出口点的图像、或者由用户选择的图像。类似地，管腔指示符可以布置用于指示预定管腔或用户选择的管腔。在实施例中，管腔指示符的位置包括管腔的z坐标(即，包括在图像堆栈中的当前图像的索引)以及包括在图像堆栈中的当前图像中的管腔指示符的x坐标和y坐标。随着用户沿管状结构移动，所述移动包括上下移动图像堆栈，管腔指示符的下一位置基于路径数据，所述路径数据包括例如管腔指示符的先前位置的完整序列以及，可选地，确定每个下一管腔位置的时间。可以同步更新路径数据，更新的动作由同样长度的时间间隔来分隔，或者非同步地，在每个用户输入之后更新路径数据。当用户选择下一图像时，基于路径数据和用户输入，使用用于计算管腔指示符的下一位置的算法确定管腔指示符的下一位置。用于计算管腔指示符的下一位置的算法考虑路径数据以确保管腔指示符在由用户预定的方向移动，例如，以避免指示已经被检查的管腔，除非用户选择返回到这样的管腔。将下一图像和下一位置的管腔指示符显示在显示器上，并且其变为当前图像和在当前位置的管腔指示符。将当前位置和/或从其得出的信息记录在路径数据中，并且系统准备处理下一用户输入。因此，本发明的系统使得能够指示被检查的管状结构的被检查管腔。有利地，系统还允许检查不包括当前管腔的图像，例如，基于定位于结肠弯曲之上的数据切片的图像，这是由于手动导航允许观察包括在图像堆栈中的每幅图像。

在系统的实施例中，管腔指示符的下一位置还基于定位于管腔内侧的预定引导线。这样的引导线非常有助于实现管腔指示符的下一位置的确定。管腔指示符的下一位置可以被限定为引导线(例如中心线)与下一图像相交的点。

在实施例中，系统还包括用于显示预定引导线的轮廓以及用于显示引导线的轮廓上的补充管腔指示符的轮廓单元。诸如中心线的引导线的轮廓，显示了用于将诸如z坐标的管腔指示符的第三坐标可视化的补充管腔指示符，即，包括在图像堆栈中的当前图像的索引，因此，允许用户将当前图像和被检查的管腔与被检查的管状结构作为整体相关联。

在系统的实施例中，用于从图像堆栈选择下一图像的用户输入还包括用于独立于下一图像地选择管腔指示符的下一位置的输入。例如，可以使用鼠标指针位移矢量的垂直分量用于从图像堆栈中选择下一图像，并且所述矢量的水平分量可以用于确定管腔指示符的位置。因此，用户可以完全控制通过管状结构的导航，例如，在图1中示出的从下行段经由横行段到上行段通过结肠。

在实施例中，系统用于仿真结肠镜，系统还包括用于基于对俯卧和仰卧图像数据进行配准来计算图像的俯卧-仰卧单元。CT仿真结肠镜为用于检测结肠中的息肉的技术。结肠癌在其变为恶性之前常常由息肉的出现作为先兆。为了在早期检测息肉，采用最小介入CT扫描，其允许放射学家临床检测明显的息肉。当前绝大多数机构执行相同患者的两次扫描：一次在俯卧位置(腹部朝下)而一次在仰卧位置(背部朝下)。这样做以克服与剩余流体的存在或部分崩塌相关联的限制，所述剩余流体妨碍在一个位置的视图，而在其他视图中可以进行分辨。已知沿中心线的确切观察位置允许两个数据集的精确俯卧-仰卧匹配。

在系统的实施例中，用户输入由用于在显示器上显示的指针可视化。使用诸如鼠标的数据输入设备给用户以关于他/她的输入的传感反馈，而显示在显示器上的鼠标指针给用户以关于他/她的输入的视觉反馈。

在本发明的另一方面，提供了一种在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的方法，所述方法包括：

-路径步骤，其用于更新路径数据以确定用于对包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-输入步骤，其用于接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像；

-图像步骤，其用于基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像；以及

-指示符步骤，其用于基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置；

其中，用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。

在本发明的另一方面，提供了由计算机布置加载的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的指令，所述计算机布置包括处理单元和存储器，在被加载之后，所述计算机程序产品为所述处理单元提供用于执行以下任务的能力：

-更新路径数据以确定用于对包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像；

-基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像；以及

-基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置；

其中，用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。

在本发明的另一方面中，根据本发明的系统包括在图像采集装置中。

在本发明的另一方面中，根据本发明的系统包括在工作站中。

本领域技术人员将理解，可以以认为有用的任何方式对本发明的上述实施例、实施方式和/或各方面进行组合。

本领域技术人员基于本说明书能够执行对应于所描述的系统的修改和变化的图像采集装置、工作站、方法和/或计算机程序产品的修改和变化。

本领域技术人员将理解可以将所述方法应用于由各种采集模式采集的3-维(3-D)或4-维(4-D)图像数据，所述各种采集模式包括，但不限于，标准X-射线成像、计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及核医学(NM)。

附图说明

通过下面描述的实现方式和实施例并参照附图，本发明的这些方面和其他方面将变得明显并得到阐释，在附图中：

图1示意性地图示了结肠；

图2示意性地示出了系统的示例性实施例的方框图；

图3示出了两幅示例性CT仿真结肠镜当前图像以及对应的结肠中心线的两个示例性轮廓；

图4图示了管腔指示符的示例性路径；

图5示出了方法的示例性实施方式的流程图；

图6示意性地示出了图像采集装置的示例性实施例；以及

图7示意性地示出了工作站的示例性实施例。

在所有图中，相同的附图标记用于指示相似的部件。

具体实施方式

图2示意性地示出了用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的系统200的示例性实施例的方框图，所述系统包括：

-路径单元210，其用于确定用于对包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新路径数据基于用于对包括在图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-输入单元220，其用于接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像；

-图像单元230，其用于基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像；以及

-指示符单元240，其用于基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置；

其中，用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。

系统200的示例性实施例还包括以下单元：

-轮廓单元225，其用于显示预定引导线的轮廓并用于显示在引导线的轮廓上的补充管腔指示符；

-俯卧-仰卧单元250，其用于基于俯卧图像数据和仰卧图像数据的配准来计算图像；

-控制单元260，其用于控制系统200中的工作流程；

-用户界面265，其用于与系统200的用户通信；以及

-存储器单元270，其用于存储数据。

在系统200的实施例中，存在用于输入数据的三个输入连接器281、282和283。第一输入连接器281布置用于接收来自数据存储器件的数据，所述数据存储器件诸如，但不限于，硬盘、磁带、闪存或光盘。第二输入连接器282布置用于接收来自用户输入设备的数据，所述用户输入设备诸如，但不限于，鼠标或触摸屏。第三输入连接器283布置用于接收来自诸如键盘的用户输入设备的数据。输入连接器281、282和283连接到输入控制单元280。

在系统200的实施例中，存在用于输出数据的两个输出连接器291和292。第一输出连接器291布置用于将数据输出到数据存储器件，所述数据存储器件诸如硬盘、磁带、闪存或光盘。第二输出连接器292布置用于将数据输出到显示设备。输出连接器291和292经由输出控制单元290接收相应数据。

本领域技术人员将理解有许多方法将输入设备连接到系统200的输入连接器281、282和283，以及将输出设备连接到系统200的输出连接器291和292。这些方法包括，但不限于，有线连接和无线连接、数字网络，所述数字网络诸如，但不限于，局域网(LAN)以及广域网(WAN)、因特网、数字电话网络和模拟电话网络。

在实施例中，系统200包括存储器单元270。系统200布置用于经由输入连接器281、282和283中任意的从外部设备接收输入数据并将所接收的数据存储到存储器单元270中。将输入数据加载到存储器单元270中允许由系统200的单元对相关数据部分进行快速存取。输入数据可以包括，例如，包括图像堆栈(即，切片)的数据集。存储器单元270可以由诸如，但不限于，随机存取存储器(RAM)芯片、只读存储器(ROM)芯片和/或硬盘驱动器和硬盘实现。存储器单元270还可以布置用于存储输出数据。输出数据可以包括，例如，管腔指示符的下一图像和下一位置。存储器单元270还可以布置用于经由存储器总线275从系统200的各单元接收数据和/或将数据递送到系统200的各单元，所述系统200包括路径单元210、输入单元220、轮廓单元225、图像单元230、指示符单元240、俯卧-仰卧单元250、控制单元260以及用户界面265。存储器单元270还布置用于经由输出连接器291和292中任意的使得外部设备可获得输出数据。在存储器单元270中存储来自系统200的单元的数据可以有利地改进系统200的性能以及提高输出数据从系统200的各单元到外部设备的传输速率。

可替代地，系统200可以不包括存储器单元270和存储器总线275。由系统200使用的输入数据可以由连接到系统200的单元的至少一个外部设备提供，所述外部设备诸如外部存储器或处理器。类似地，由系统200产生的输出数据可以提供给连接到系统200的各单元的至少一个外部设备，所述外部设备诸如外部存储器或处理器。系统200的单元可以用于经由内部连接或经由数据总线接收来自彼此的数据。

在实施例中，系统200包括用于控制系统200中的工作流程的控制单元260。控制单元可以布置用于从系统200的各单元接收控制数据和向系统200的各单元提供控制数据。例如，在接收用户输入之后，输入单元220可以布置用于将控制数据“接收到用户输入”提供给控制单元260并且控制单元260可以布置用于将控制数据“确定下一图像”提供给图像单元230，从而请求图像单元230确定下一图像。可替代地，可以在系统200的另外的单元实现控制功能。

在实施例中，系统200包括用于与系统200的用户通信的用户界面265。用户界面265可以布置用于提供数据以显示下一图像。可选地，输入单元210可以为用户界面260的子单元。可选地，用户界面可以接收用于选择系统的操作模式的用户输入，诸如，用于选择通过管状结构的全手动模式或半自动模式的导航。本领域技术人员将理解在系统200的用户界面265中将有利地实现更多功能。

将使用CT仿真结肠镜来图示说明本发明的实施例，所述CT仿真结肠镜也被称为CT结肠成像。本领域技术人员将理解也可以将本发明应用于观察图像堆栈中的图像，其中该图像描述诸如血管段的另外的管状结构。

路径单元210布置用于更新路径数据以确定管腔指示符的下一位置。例如，路径单元210可以布置用于记录管腔指示符的当前位置，并且，可选地，时间戳指示确定或记录管腔指示符的当前位置的时间。因此，路径数据可以被组织成当前位置的序列。在非同步实施例中，路径单元210等待用户输入。在系统200接收用户输入并计算管腔指示符的下一图像和下一位置之后，管腔指示符的下一位置变为当前位置并附加到当前位置的序列。可选地，序列的每个元素还可以包括接收用户输入的事件发生的时间。在同步实施例中，路径单元布置用于周期性地更新路径数据。

输入单元220布置用于接收用户输入。通常，从诸如鼠标的用户输入设备接收用户输入。然而，可以采用允许用于实现上下直观导航图像堆栈的任意设备。这样的设备的示例包括，但不限于，鼠标、鼠标轮、轨迹球、运动跟踪设备以及光笔。用户输入包括用于选择下一图像的输入，并且其还用于确定管腔指示符的下一位置。第一组方向可以与用于选择当前图像之上的下一图像的输入相关联。第二组方向可以与用于选择当前图像之下的下一图像的输入相关联，通常地，该第二组方向为在方向上与第一组的方向相反的方向组。另外，用户输入还可以基于诸如所述鼠标、鼠标轮、轨迹球、跟踪设备或光笔的设备的移位和/或移位的速度。用户输入可以被周期性地读出，例如，每10ms，或者不同步地，例如，当用户使用输入设备提供用户输入时。在实施例中，用户输入由鼠标的垂直移位确定。由例如，5mm的鼠标的每个上或下垂直移位被输入单元接收。基于这一输入，图像单元230布置用于从图像堆栈中选择要作为与当前图像相邻并且分别在当前图像之上或之下的图像的下一图像。当用户垂直地移动鼠标N mm时，图像单元230将鼠标移位翻译为用于选择下一图像的N/5连续用户输入。可替代地，图像单元230可以将鼠标移位翻译为用于选择当前图像之上或之下N/5图像的下一图像的一个输入。

指示符单元240可以布置用于使用算法确定管腔指示符的下一位置。有若干种方式实现用于确定管腔指示符的下一位置的算法。在实施例中，管腔指示符的下一位置还基于定位于管腔内部的预定引导线。引导线可以为用户设计的引导线，例如，由用户选择的结肠内的控制点控制折线或Bezier曲线。可选地，引导线可以为结肠中心线。系统还可以布置用于接收中心线数据。例如，包括在图像堆栈中的每幅图像可以与包括在该图像中的中心线点的坐标的集合相关联。技术人员将理解一些集合可能包括多个点的坐标，一些集合可能包括仅一个点的坐标，并且一些集合可能是空的。包括在坐标集合中的点的坐标可以对应于中心线和与集合相关联的图像的平面相交的点，或者对应于中心线和与集合相关的图像的平面相切的点。可选地，系统可以布置用于根据包括在切片堆栈中的图像数据计算中心线。

在实施例中，使用结肠的中心线不同步地计算管腔指示符的下一位置。下一图像总是与当前图像相邻的图像。如果用户希望快速地跳过包括在图像堆栈中的多幅图像，用户输入被分割为阶跃输入的序列，每个阶跃输入确定与当前图像相邻的下一图像。路径数据包括管腔穿越(traversal)方向数据。管腔穿越方向数据由沿垂直于图像堆栈轴的平面中的中心线的管腔指示符的位置的最新改变确定。在下面的用于确定管腔指示符的下一位置的算法中，要考虑三种情况。

如果管腔指示符的当前位置(x₀，y₀，z₀)由没有穿过任何其他图像平面的中心线的一个段连接到下一图像平面，该段在下一图像平面中的末端的坐标(x₁，y₁，z₁)限定管腔指示符的下一位置。

如果管腔指示符的当前位置(x₀，y₀，z₀)由没有穿过任何其他图像平面的中心线的两个段连接到下一图像平面，管腔穿越方向数据中的该段在下一图像平面中的末端的坐标(x₁，y₁，z₁)限定管腔指示符的下一位置。

如果管腔指示符的当前位置(x₀，y₀，z₀)不是由没有穿过任何其他图像平面的中心线的段连接到下一图像平面，那么，管腔指示符的下一位置的坐标为x₀，y₀以及下一图像平面的z坐标。

这一简单算法允许用户在使用直观手动导航的同时沿中心线向前导航。用户还可以容易地沿中心线向后导航。

本领域技术人员将理解，通过在规则中包括时间约束来消除抖动(jitter)或短暂的无意犹豫可以对该算法进行改进。所描述的示例性算法仅需要可以由一个比特表示的管腔指示符当前位置和管腔穿越方向的数据，以确定管腔指示符的下一位置。因此，路径数据可以非常短。本领域技术人员将理解可以由本发明的系统执行该算法的其他实施方式，例如，允许下一图像为不与当前图像相邻的图像的实施方式或基于结肠壁轮廓的实施方式。因此，权利要求的范围不应该被解读为受所描述的用于确定管腔指示符的下一位置的该算法的实施方式所限制。

图3示出了两幅示例性CT仿真结肠镜当前图像以及对应的结肠中心线的两个示例性轮廓。第一示例性当前图像301示出了示例性管腔指示符310。示例性管腔指示符310是位于结肠管腔320中心的十字，这是中心线穿过当前图像301的平面的位置，因此指示当前图像301中的管腔320。在实施例中，管腔320可以由指向管腔320的中心的箭头表示。在另一实施例中，当已知当前管腔的半径时，管腔320可以由环绕管腔320的环表示。在例如通过从管腔320中心增长的区域来描绘当前图像中的管腔之后，管腔320可以通过对管腔320的像素着色来表示。本领域技术人员将知道表示图像中的管腔的更多方式。

结肠的中心线的轮廓图像302示出了中心线的轮廓330和补充的管腔指示符311，所述管腔指示符311对应于在当前图像301中示出的管腔指示符310。补充管腔指示符311表示当前图像在图像堆栈内并沿着中心线的位置。在结肠中心线的轮廓上示出的补充管腔指示符311允许用户将当前图像301与被检查结构相关联。因此，用户可以容易地得出：图像301中的管腔指示符310指向结肠的下行段中的管腔。

在图3中的第二示例性当前图像303中，管腔指示符310不指示任何结肠管腔。这是由于图像303示出了包括在被检查的结肠的上一下行段之上的数据的切片。可选地，可以不显示当前图像302中的管腔指示符310。

在第二示例性当前图像中示出的情况在示出补充管腔指示符311的结肠的中心线的轮廓330的轮廓图像304中被进一步描述。补充管腔指示符的垂直坐标对应于z坐标，即，对应于图像堆栈内的当前图像的索引。水平坐标表示结肠中心线的最新被观察点，即，在获取用于向上移动图像堆栈的用户输入之前，在前一当前图像中观察到的中心线的点。可选地，第二管腔指示符可以包括在当前图像平面上从中心线的最新被观察点到该点的投影位置的箭头312。

图4图示了管腔指示符的示例性非同步路径。水平轴为事件索引轴。每个事件对应于接收用户输入。垂直轴为描述堆栈轴(即，切片索引)的z坐标轴。

在实施例中，该系统用于仿真结肠镜，其还包括用于基于对俯卧和仰卧图像数据进行配准来计算图像的俯卧-仰卧单元250。CT仿真结肠镜为用于检测结肠中的息肉的技术。当前，大多数机构执行相同患者的两次扫描：一次在俯卧位置，一次在仰卧位置。两次扫描的中心线可以通过局部拉长或压缩中心线而被对准，以便所述中心线尽可能类似。例如，在专利申请WO 2007/015187A2中以及在Delphine Nain等人的文章“Intra-patient Proneto Supine Colon Registration for Synchronized Virtual Colonoscopy”，T.Dohiand R.Kikinis(Eds.)：MICCAI 2002，LNCS 2489，pp.573-580，2002，Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002中对俯卧和仰卧图像数据进行配准的方法进行了描述。

本领域技术人员将理解系统200可以为用于在医生工作的许多方面辅助他/她的重要工具。

本领域技术人员还将理解系统200的其他实施例也是可能的。在其他情况中，可能重新限定系统的各单元并重新分配他们的功能。尽管所描述的实施例被应用到医学图像，与医学应用无关的系统的其他应用也是可能的。

可以使用处理器实现系统200的各单元。通常，在软件程序产品的控制下执行他们的功能。在执行过程中，软件程序产品通常被加载到如RAM的存储器并在这里执行。程序可以从诸如ROM、硬盘或磁性存储器和/或光学存储器的背景存储器加载，或者可以经由如因特网的网络进行加载。可选地，专用集成电路可以提供所描述的功能性。

图5示出了在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的方法500的示例性实施方式的流程图。方法500开始于路径步骤510，所述路径步骤510用于更新路径数据以确定用于指示包括在图像堆栈中的下一图像中的下一管腔的管腔指示符的下一位置，其中，更新路径数据是基于用于指示包括在图像堆栈中的当前图像中的当前管腔的管腔指示符的当前位置进行的。在路径步骤510之后，方法500继续到输入步骤520，所述输入步骤520用于接收用户输入以从图像堆栈中选择下一图像。用于从图像堆栈中选择下一图像的用户输入包括用于上下直观导航图像堆栈的输入。在输入步骤520之后，方法500继续到图像步骤530，图像步骤530用于基于用户输入，从图像堆栈中选择用于在显示器上显示的下一图像。在图像步骤530之后，方法500继续到指示符步骤540，指示符步骤540用于基于路径数据和用户输入确定管腔指示符的下一位置。在指示符步骤540之后，方法500结束。

本领域技术人员将理解，结肠或其他管状结构的检查过程中，方法500的步骤之后将为分别以下一图像和管腔指示符的下一位置取代当前图像和管腔指示符的当前位置的步骤。接下来，将显示所更新的当前图像和管腔指示符，并且可以再次执行方法500的步骤。

本领域技术人员在不脱离由本发明所期望的概念的情况下可以改变一些步骤的顺序或者使用线程模型、多处理器系统或多处理同时地执行一些步骤。可选地，本发明的方法的两个或多个步骤可以被合并成一个步骤。可选地，本发明的方法的步骤可以被分为多个步骤。

图6示意性地示出了采用系统200的图像采集装置600的示例性实施例，所述图像采集装置600包括经由内部连接与系统200连接的CT图像采集单元610、输入连接器601和输出连接器602。这一布置有利地增强了图像采集装置600的性能，为所述图像采集装置600提供系统200的有利性能。

图7示意性的示出了工作站700的示例性实施例。工作站包括系统总线701。处理器710、存储器720、磁盘输入/输出(I/O)适配器730以及用户界面(UI)740被可操作地连接到系统总线701。磁盘存储设备731可操作地耦合到磁盘I/O适配器730。键盘741、鼠标742和显示器743被可操作地耦合到UI740。实现为计算机程序的本发明的系统200被存储在磁盘存储设备731中。工作站700布置用于将程序和输入数据加载到存储器720并在处理器710上执行该程序。用户可以使用键盘741和/或鼠标742向工作站700输入信息。工作站布置用于向显示设备743和/或磁盘731输出信息。本领域技术人员将理解存在本领域已知的工作站700的若干其他实施例，并且本实施例用于说明本发明而不能被理解为将本发明限制到这一特定实施例。

应该注意上述实施例用于说明而非限制本发明，并且本领域技术人员在不脱离随附权利要求的范围的情况下能够设计可替代实施例。在权利要求中，置于括号之间的任意参考标记不应该被理解为限制权利要求。词语“包括”不排除存在没有在权利要求或说明书中列出的元件或步骤。元件前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件或者借助于编程计算机实现。在列举若干单元的系统权利要求中，若干这样的单元可以由一个以及相同的硬件或软件项实现。使用词语第一、第二、第三等不表示任何次序。应该将这些词语理解为名称。

Claims (10)

1.一种用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的系统(200)，所述系统包括：

-路径单元(210)，其用于更新路径数据以确定用于对包括在所述图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在所述图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-输入单元(220)，其用于接收用户输入以从所述图像堆栈中选择下一图像；

-图像单元(230)，其用于基于所述用户输入，从所述图像堆栈中选择用于在所述显示器上显示的所述下一图像；以及

-指示符单元(240)，其用于基于所述路径数据和所述用户输入确定所述管腔指示符的所述下一位置；

其中，用于从所述图像堆栈中选择所述下一图像的所述用户输入包括用于上下直观导航所述图像堆栈的输入。

2.根据权利要求1所述的系统(200)，其中，所述管腔指示符的所述下一位置还基于定位于所述管腔内侧的预定引导线。

3.根据权利要求2所述的系统(200)，还包括轮廓单元(225)，其用于显示所述预定引导线的轮廓以及用于显示所述引导线的轮廓上的补充管腔指示符。

4.根据权利要求1所述的系统(200)，其中，用于从所述图像堆栈中选择所述下一图像的所述用户输入还包括，用于独立于所述下一图像地选择所述管腔指示符的所述下一位置的输入。

5.根据权利要求1所述的系统(200)，其用于仿真结肠镜，所述系统还包括用于基于对俯卧和仰卧图像数据进行配准来计算所述图像的俯卧-仰卧单元(250)。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户输入由用于在所述显示器上显示的指针可视化。

7.一种用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的方法(500)，所述方法包括：

-路径步骤(510)，其用于更新路径数据以确定用于对包括在所述图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在所述图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-输入步骤(520)，其用于接收用户输入以从所述图像堆栈中选择下一图像；

-图像步骤(530)，其用于基于所述用户输入，从所述图像堆栈中选择用于在所述显示器上显示的所述下一图像；以及

-指示符步骤(540)，其用于基于所述路径数据和所述用户输入确定所述管腔指示符的所述下一位置；

其中，用于从所述图像堆栈中选择所述下一图像的所述用户输入包括用于上下直观导航所述图像堆栈的输入。

8.一种包括如在权利要求1中所述的系统(200)的图像采集装置(600)。

9.一种包括如在权利要求1中所述的系统(200)的工作站(700)。

10.一种要由计算机布置进行装载的计算机程序产品，包括用于在显示器上显示包括在图像堆栈中的图像的指令，所述计算机布置包括处理单元和存储器，在被加载之后，所述计算机程序产品为所述处理单元提供执行如下任务的性能：

-更新路径数据以确定用于对包括在所述图像堆栈中的下一图像中的下一管腔进行指示的管腔指示符的下一位置，其中，更新所述路径数据基于用于对包括在所述图像堆栈中的当前图像中的当前管腔进行指示的管腔指示符的当前位置；

-接收用户输入以从所述图像堆栈中选择下一图像；

-基于所述用户输入，从所述图像堆栈中选择用于在所述显示器上显示的所述下一图像；以及

-基于所述路径数据和所述用户输入确定所述管腔指示符的所述下一位置；

其中，用于从所述图像堆栈中选择所述下一图像的所述用户输入包括用于上下直观导航所述图像堆栈的输入。

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