CN103976758A - 自动化体图像检查 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自动化体图像检查。用于检查在对象扫描期间生成的数据的系统和方法。一种系统包括处理器。处理器被配置成接收由对象的CT扫描生成的投影数据，基于所述投影数据来生成三维、体数据集，并基于所述三维、体数据集来自动地生成电影序列的多个电影帧。所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值。处理器还被配置成自动地生成信号以便以逐帧方式显示电影序列。在一些实施例中，处理器连续地显示电影序列直至用户接受三维、体数据集或停止所述电影序列（例如，以执行三维、体数据集的手动检查和/或重新发起对象的扫描）为止。

Description

自动化体图像检查
技术领域
本发明的实施例涉及医学成像系统，诸如牙科成像系统。特别地，本发明的实施例涉及用于自动地检查牙科体图像的系统和方法。
背景技术
常规计算机断层成像（“CT”）系统捕捉病人的三维数据。在获取所述信息之后，操作员审查数据以确保CT扫描包括用于治疗特定病人的所需数据。为了审查或检查获取的数据，现有系统生成从扫描生成的体图像的一组二维呈现。然而，操作员必须调整图像的视图以出于扫描的预定目的针对质量和病人的适当定位而目测地检查所述体图像。手动地搜索体图像的特定视图或方面花费时间，这延长病人的CT扫描（即，通常不允许病人离开CT扫描设备直至操作员确信捕捉的数据是适当的为止）。延长扫描时间延长病人的不适感并减少CT扫描设备的吞吐量。另外，手动检查延迟体图像到外部存储位置的传输，这延迟了图像在其他工作站的可用性。
发明内容
本发明的实施例提供了用于自动地检查基于对象、例如病人的头部的计算机断层成像（“CT”）扫描而生成的三维数据的方法和系统。一个实施例提供了一种用于检查在对象的扫描期间生成的数据的系统。所述系统包括处理器。所述处理器被配置成接收通过对象的CT扫描生成的投影数据（即，一组x射线投影帧，加上用于每个投影帧的x射线源和x射线检测器的位置），从投影数据生成三维、体数据集，并基于所述三维、体数据集自动地生成多个电影帧以形成电影序列。所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值（例如，对象的旋转角度、对象内的位置、亮度水平、放大率水平等）。处理器还被配置成自动地生成信号以便以逐帧的方式显示所述电影序列（例如，在触摸屏或其他显示器上）。在一些实施例中，处理器连续地显示电影序列直至用户接受三维、体数据集或停止所述序列（例如，以执行三维、体数据集的手动检查和/或重新发起对象的扫描）为止。
另一实施例提供了一种用于检查在对象的扫描期间生成的数据的方法。所述方法包括由处理器来接收通过对象的CT扫描生成的投影数据；由处理器来从投影数据生成三维、体数据集；以及由处理器来自动地生成多个电影帧以基于三维、体数据集而形成电影序列，其中，所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值。所述方法进一步包括以逐帧的方式自动地生成信号以显示电影序列。
通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。
附图说明
本专利或申请文件包含用彩色执行的至少一个图。具有彩色绘图的本专利或专利申请公开的拷贝将由Office在有请求和所需费用的支付时提供。
图1图示医学程序系统。
图2示意性地图示图1的医学成像系统。
图3是图示检查在由图1的医学成像系统执行的扫描期间生成的数据集的方法的流程图。
图4图示登录屏幕。
图5图示选择病人屏幕。
图6图示选择方案屏幕。
图7图示选择扫描类型屏幕。
图8图示获取数据屏幕。
图9图示生成电影序列的方法。
图10a—10d图示电影序列。
图11和12图示手动检查屏幕。
具体实施方式
在详细地解释本发明的任何实施例之前，应理解的是本发明在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够有其他实施例，并且能够以各种方式来实施或执行。
而且，应理解的是在本文中使用的短语和术语是出于描述的目的，并且不应将其视为限制性的。在此“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意图涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。术语“安装”、“连接”和“耦合”被广泛地使用并涵盖直接和间接安装、连接和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且能够包括电连接或耦合，无论是直接的还是间接的。而且，可使用包括直接连接、无线连接等任何已知手段来执行电子通信和通知。
应注意的是，可利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实现本发明。此外，并且如在后续段落中描述的，图中所示的特定配置意图举例说明本发明的实施例且可以有其他替换配置。
图1图示医学程序系统100。系统100包括成像设备105和工作站110。成像设备105包括扫描对象的计算机断层成像（“CT”）扫描仪。工作站110包括计算机110A和显示器，例如触摸屏110B。在一些实施例中，将计算机110A和触摸屏110B组合在单个设备中。而且，在一些实施例中，工作站110包括被连接到计算机110A和/或触摸屏110B的外围设备，例如键盘、鼠标、打印机等。另外，应理解的是，在一些实施例中，作为触摸屏110B的替代或除此之外使用非触敏屏幕或监视器。如下面相对于图2更详细地描述的，计算机110A被配置成接收由成像设备105生成的投影数据，从投影数据生成三维、体数据，基于三维、体数据来构造图像，并在触摸屏110B上显示图像。在一些实施例中，计算机110A还被配置成控制成像设备105的操作（例如，基于用户输入）。能够通过一个或多个有线或无线连接来将计算机110A连接到成像设备105。
成像设备105是例如牙齿CT设备且包括机载计算机或处理器112、放射线检测器115、机架120、用于正在被成像的对象或病人的支持件125以及放射线源130。放射线检测器115位于机架10上，与放射线源130相对，其包括具有多个检测元件的检测器阵列135。在扫描期间，病人坐在支持件125上或站立（并将他或她的下颌放在下颌支持件140上）。然而，本发明不限于被设计成适应就坐或站立病人的系统。例如，在一些实施例中，病人能够躺下。机架120绕着病人的头旋转，并且随着机架120旋转，放射线源130以各种角度在病人的头部处移动并导引放射线。放射线检测器115检测穿过病人的辐射并生成一组投影帧，所述投影帧被发送到成像设备105内的机载计算机或处理器112。机载计算机112接收原始投影帧，并且还跟踪放射线源130和检测器115的位置。在扫描期间或之后，机载计算机114向工作站计算机110A发送投影数据，所述投影数据包括投影帧及放射线源130和检测器115的位置。
如图2中所示，计算机110A包括处理器220、非临时计算机可读介质202以及输入/输出接口204。应理解的是，在其他构造中，计算机110A包括附加、较少或不同的部件。处理器200被配置成从媒体202检索指令和数据，并特别地执行指令以从成像设备105接收投影数据，从所述投影数据生成三维体数据，并向触摸屏110B输出数据。输入/输出接口204从处理器200向外部系统、网络和/或设备发射数据并从外部系统、网络和/或设备接收数据。特别地，输入/输出接口204通过一个或多个有线或无线连接和/或网络与成像设备105和触摸屏110B通信。输入/输出接口204还能够将从外部源接收到的数据存储到介质202和/或将数据提供给处理器200。计算机可读介质202存储包括用户接口（“UI”）应用（或“应用”）210的程序指令和数据。当被处理器200执行时，UI应用210接收用户命令并在触摸屏110B上将图像及其他信息显示给用户。
能够使用系统100来发起CT扫描并检查从扫描生成的数据集。特别地，包括在计算机110A中的处理器200执行用户接口应用210以在触摸屏110B上向用户显示各种屏幕。用户使用屏幕上的按钮（可通过触摸屏110B本身或独立的外围设备、例如键盘或鼠标来选择）通过所显示的屏幕来输入命令以发起扫描和检查在扫描期间获取的数据。如图3中所示，为了开始所述过程，用户登录到用户应用210中（在步骤220处）。例如，图4图示由应用210生成和显示的登录屏幕222。登录屏幕222提示用户输入用户名和密码并包括下一个或进入按钮224。在一些实施例中，登录屏幕222还包括断电按钮226和帮助按钮228。
应注意的是，虽然前述描述参考用户通过计算机110A来控制医学成像系统100，但系统100还能够包括其自己的机载用户接口以允许用户直接地控制系统100。通过机载用户接口的控制能够代替通过计算机110A的控制或除其之外。
在用户登录之后，用户选择病人（在步骤230处）。例如，图5图示由应用210生成和显示的选择病人屏幕232。屏幕232包括调度扫描或检查的列表234。在一些实施例中，调度扫描或检查是由独立的系统或设备，例如图片编档和通信系统（“PACS”）或病人管理系统提供的。如图5中所示，屏幕232还包括提供关于包括在列表234中的特定病人的附加数据的详细部236。在从列表234中选择病人（例如，通过点击所列病人）之后，用户能够选择下一按钮238。
用户还选择扫描方案和扫描类型（在步骤240处）。例如，图6图示由应用210生成和显示的选择方案屏幕242，并且图7图示由应用210生成和显示的选择扫描类型屏幕244。屏幕242和244两者都包括用户能够在特定屏幕上进行选择之后选择的下一按钮246。另外，屏幕242和244每个包括用户能够选择以返回到先前显示屏幕的后退按钮248。在一些实施例中，由用户来预先选择扫描方案中的一个或多个并设置为用于用户的“偏爱”。因此，当用户登录到应用210中时，应用210在选择方案屏幕242上包括用户的预定义“偏爱”。
在用户选择病人之后、扫描方案以及扫描类型之后，用户发起扫描（例如，通过在选择扫描类型屏幕244上选择下一按钮246）（在步骤250处）。为了开始扫描，应用210与成像设备105通信以发起由用户指定的扫描（在步骤252处）。在一些实施例中，应用210显示获取图像屏幕254，如图8中所示，同时执行扫描且同时应用210从成像设备105接收投影数据。
如上所述，应用210基于投影数据来生成三维、体数据集，基于所述三维、体数据集自动地生成多个电影帧以形成电影序列，并自动地生成信号以向用户显示所述电影序列（在步骤256处）。用户使用电影序列来检查三维、体数据集的质量和位置以确保适当地执行了CT扫描。特别地，电影序列能够包括对评定扫描的质量和定位有用的三维、体数据集的各方面。例如，电影序列能够包括表示病人的头部（例如，左侧、正面以及右侧）的预定义的旋转角或提供三维、体数据集的有用采样的病人头部的预定义切片的电影帧。然而，由于不要求用户手动地选择三维、体数据集的各方面（例如，由数据集定义的体图像的各方面）以用于检查，所以应用210增加检查CT扫描的结果和整个扫描进程的速度和效率。
特别地，如图9中所示，应用210接收由对象的CT扫描生成的投影数据并从所述投影数据生成三维、体数据集（在步骤260处）。基于所述三维、体数据集，应用210自动地生成多个电影帧以形成电影序列（在步骤262处）。在一些实施例中，电影帧是三维、体数据集的二维呈现。在其他实施例中，电影帧是三维、体数据集的切片。所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值以便为用户提供三维、体数据集的采样。例如，在一些实施例中，所述多个电影帧中的各个具有用于病人头部的旋转角的不同值。在其他实施例中，所述多个电影帧中的各个具有用于病人头部内的位置的不同值。此外，电影帧能够具有不同的放大率水平、视场、色彩、色彩标度、亮度水平、对比度水平、平移优越点等。相应地，电影序列的每个帧提供能够被用户检查的三维、体数据集的特定方面。在一些实施例中，用户在发起扫描之前选择电影帧的区别参数。在其他实施例中，基于所选择的扫描方案和/或扫描类型来定义电影帧的区别参数。
在生成电影序列之后，应用210生成在屏幕110B上显示电影序列（即，将电影序列输出到触摸屏110B）的信号（在步骤264处）。图10a-d图示由应用210显示的电影序列的四个样本帧。如图10a-d中所示，各个电影帧具有表示病人头部的旋转角的参数（或病人头部的观察者的角度优越点），并且所述参数的值对于各个帧而言是不同的。例如，图10a图示其中旋转角参数具有约0度的值的电影序列的帧300。图10b图示其中旋转角参数具有约45度的值的电影序列的帧302。图10c图示其中旋转角参数具有约90度的值的电影序列的帧304。图10d图示其中旋转角参数具有约180度的值的电影序列的帧306。应理解的是图10a-d中所示的电影帧表示来自电影序列的样本帧，并且电影序列能够包括附加电影帧。而且，应理解的是，在一些实施例中，用于区别电影帧的参数的特定值是针对特定参数而预定义的（例如，0、45、90和180度）。在其他实施例中，用户在发起扫描之前设置值。能够如上所述将用户所选值设置为用户的“偏爱”。
应用210以逐帧的方式自动地显示电影帧300、302、304和306。例如，应用210能够被配置成在显示电影序列中的下一帧之前显示各个电影帧达预定时间量（例如，约3至5秒）。在一些实施例中，应用210连续地显示电影序列直至应用210接收到停止电影序列的用户命令。例如，返回图3，虽然显示了电影序列（在步骤256处），但用户能够基于电影序列来确定他或她是否适当地评定三维、体数据集的质量（在步骤310处）。如果没有，则用户能够停止所述电影序列并手动地选择三维、体数据集的特定方面（即，从三维、体数据集呈现的体图像的特定方面）（在步骤320处）。例如，用户能够选择下一或停止按钮325（参见图10a-d）以停止显示电影序列，并观看后续屏幕，其中，用户能够请求手动检查并选择三维、体数据集的各方面以用于检查。
应用210向用户显示手动选择方面（在步骤330处）。例如，图11图示体图像的手动选择冠状图332，并且图12图示体图像的手动选择矢状图。用户能够重复地手动选择不同的方面或视图直至用户能够适当地评定在扫描期间获取的三维、体数据集的质量（在步骤340处）。当用户已完成手动检查时，用户能够选择下一或停止按钮305（参见图11和12），其为用户提供其中用户能够接受或拒绝通过扫描获取的三维、体数据集的后续屏幕。如图11和12中所示，在手动检查期间，用户还能够调整所选视图的各种显示参数以帮助评定图像质量和定位。在一些实施例中，用户能够同样地调整电影序列的显示参数。
当用户判定三维、体数据集的质量和定位（即，从三维数据集呈现的体图像）是适当的（在步骤350处）（例如，在单独地观察电影序列之后或在执行附加手动检查之后），用户选择接受按钮。选择接受按钮命令应用210将三维、体数据集存储到能够被其他工作站和计算机访问的存储位置（例如，在系统100外部）。存储数据集结束扫描并允许病人离开成像设备105。如果用户判定获取的三维、体数据集的质量或定位是不适当的，则用户能够如上文相对于图5-7所述重新发起扫描。
应理解的是，虽然将应用210描述为与表示病人头部（例如，颌）的扫描的数据集一起使用，但应用210能够被配置成生成电影帧以基于已基于任何解剖块或任何对象而生成的投影数据出于不同的目的来形成电影序列。另外，能够使用其他类型的扫描程序来生成投影数据。另外，在一些实施例中，能够将UI应用210的功能分布在多个应用或模块之中。例如，在一些实施例中，将应用210的功能分布在生成电影序列的电影帧的第一应用或模块与生成向用户显示电影序列的用户界面并接收用户命令的第二应用或模块之中。
在所附权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (36)

1.一种用于检查在对象的扫描期间生成的数据的系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器被配置成：
接收通过对象的CT扫描生成的投影数据，
基于所述投影数据生成三维、体数据，
基于所述三维、体数据自动地生成电影序列的多个电影帧，其中，所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值，以及
自动地生成信号以便以逐帧方式显示所述电影序列。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置成以逐帧方式自动地连续显示所述电影序列。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个电影帧包括所述三维、体数据的多个二维呈现。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个参数包括对象的旋转角度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个电影帧包括所述三维、体数据的多个切片。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个参数包括在所述对象内的位置。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括放大率水平。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括视场。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括色彩。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括色标。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括亮度水平。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括对比度水平。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数包括所述对象的平移优越点。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成从用户接收停止命令并停止显示所述电影序列。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成从用户接收接受命令，并且响应于所述接受命令将所述三维、体数据传输至存储位置。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成在接收到所述投影数据之前从用户接收所述至少一个参数的选择。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述选择包括扫描方案选择和扫描类型选择中的至少一种。
18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述处理器被配置成基于所述至少一个参数的选择而自动地生成所述电影序列的所述多个电影帧。
19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置成提供所述三维、体数据的手动检查。
20.一种用于检查在对象的扫描期间生成的数据的方法，所述方法包括：
在处理器处接收通过对象的CT扫描生成的投影数据；
由所述处理器基于所述投影数据来生成三维、体数据；
由所述处理器基于所述三维、体数据自动地生成电影序列的多个电影帧，其中，所述多个电影帧中的各个具有用于至少一个参数的不同值，以及
自动地生成信号以便以逐帧方式显示所述电影序列。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，生成所述多个电影帧包括生成所述三维、体数据的多个二维呈现。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述对象的旋转角度。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，生成所述多个电影帧包括生成所述三维、体数据的多个切片。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述对象内的位置。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括放大率水平。
26.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括视场。
27.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括色彩。
28.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括色标。
29.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括亮度水平。
30.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括对比度水平。
31.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个参数包括所述对象的平移优越点。
32.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：从用户接收停止命令并停止所述电影序列。
33.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：从用户接收接受命令并响应于所述接受命令而将所述三维、体数据存储到存储位置。
34.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：在接收所述投影数据之前从用户接收所述至少一个参数的选择。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，接收所述选择包括接收扫描方案选择和扫描类型选择中的至少一种。
36.根据权利要求34所述的方法，其中，自动地生成所述多个电影帧包括基于所述至少一个参数的选择来自动地生成所述多个电影帧。
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