CN106446515A - 一种三维医学图像显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维医学图像显示方法及装置，三维医学图像显示方法包括：获取组织的三维医学图像；识别所述三维医学图像的目标区域；基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角；根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。本发明的技术方案可以将病灶以适合的、无遮挡的角度进行自动显示，便于医生快速查看。

Description

一种三维医学图像显示方法及装置

技术领域

本发明涉及三维医学图像，特别涉及三维医学图像的显示。

背景技术

目前的医学影像诊断，例如计算机断层成像(CT，Computed Tomography)、磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)，在对扫描对象(例如患者)进行成像扫描后可以生成患者的三维医学图像，医生可以通过查看三维医学图像来定位病灶的位置，从而进行病情诊断。

比如在肺结节诊断中，医生可以在肺部三维图像或者二维横断位图像上寻找肺结节，找到疑似肺结节后，会将那一块区域的三维图像放大显示，以便医生根据放大后的瘤-肺界面查看疑似结节的体积、形状等信息，以及结节与血管的关联关系，还可以排除假阳性结节。对于某些肺结节来说，放大之后的局部三维图像可以直接看到肺结节，而对于另外一些特殊位置(例如贴近肺壁)的肺结节由于显示视角固定，放大后的局部三维图像需要经过医生的手动旋转才能看到肺结节。这种手动旋转是费时的，在进行检查时需要医生的额外操作，并且要求一定的解剖学的专业知识。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种三维医学图像显示的方法和装置，解决现有存在的上述至少一种问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种三维医学图像显示方法，包括：获取组织的三维医学图像；识别所述三维医学图像的目标区域；基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角；根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。

优选的，所述基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角包括：将所述目标区域确定为第一视点；在所述组织的目标区域内侧确定第二视点；根据所述第一视点与所述第二视点确定显示视角。优选的，所述第二视点为所述组织的中心点或质心。

优选的，所述基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角包括：根据所述目标区域的三维坐标计算其归属的三维医学图像子区域；将所述子区域对应的预设角度作为显示视角。

优选的，所述三维医学图像为非实心组织或组织三维医学图像组织经过图像后处理。

优选的，所述组织包括以下的任意一种：肺、心脏、胃、膀胱、血管、肠道、肝或气管。

优选的，所述目标区域包括以下的任意一种：结节、肿瘤或息肉。

优选的，所述三维医学图像在组织边缘与组织内部存在数值差异。

优选的，所述三维医学图像为计算机断层图像或磁共振图像。

为解决上述问题，本发明还提供了一种三维医学图像显示装置，包括：获取单元，用于获取组织的三维医学图像；所述三维医学图像在组织边缘与组织内部存在数值差异；识别单元，用于识别所述三维医学图像的目标区域；计算单元，用于基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角；显示单元，用于根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。

与现有技术相比，本发明的技术方案可以将病灶以适合的、无遮挡的角度进行自动显示，便于医生快速查看。

附图说明

图1是本发明实施例的医学影像设备结构图；

图2是本发明实施例的三维医学图像数据采集示意图；

图3是本发明实施例的三维医学图像显示方法流程图；

图4是一种三维医学图像示意图；

图5是一种目标区域的局部三维医学图像示意图；

图6是本发明实施例的三维医学图像计算显示视角示意图；

图7是本发明另一实施例的三维医学图像计算显示视角示意图；

图8是本发明实施例的目标区域的局部三维医学图像示意图；

图9是本发明实施例的三维医学图像显示装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

图1是一种医学影像设备的结构图，这里以计算机断层扫描设备(CT，ComputedTomography)为例进行说明。医学影像设备也可以是磁共振成像设备(MRI，MagneticResonance Imaging)、正电子发射断层成像设备(PET，Positron Emission Tomography)、数字X射线成像设备、超声设备、数字图像减影设备(DSA，Digital SubtractionAngiography)、光学成像设备，以及上述多种单模态设备组成的多模态设备，例如PET-CT或者PET-MR设备等。

参见图1，计算机断层扫描设备100通常包括机架101、扫描床102以及供医生操作的控制台103三个部分(图1省略了控制台的主机机箱)。控制台103可以包括控制成像端进行扫描的计算机和图像高级后处理工作站的计算机。在扫描成像时，患者躺着扫描床102上，由扫描床102将患者推入到机架101的孔径通道内。机架101内一侧安装有球管，球管可以发出X射线，X射线穿过患者后被与球管相对设置的探测器接收到从而形成数据。探测器将采集到的数据发送到控制台103进行数据的初步处理、图像重建等，形成CT图像。CT图像可以在控制台103的高级后处理工作站中进一步进行图像的后处理，便于医生根据后处理得到的图像进行诊断。

参见图2，一次CT扫描的扫描区域201通常覆盖了人体202的大部分区域。根据一次CT扫描(可以是步进式扫描或者螺旋扫描)采集到的数据可以重建得到三维医学图像的体数据300，这个体数据300通常包括了一组二维医学图像301，每张二维医学图像301是与人体长轴z方向垂直的横断位图像(axial image)，代表了人体200某一断层的内部解剖信息。对于重建得到的体数据300，通常保存为该患者的一个图像序列，医生在进行后续医学诊断时，会将该体数据300导入到相应的应用模块中进行处理。例如对人体进行CT扫描时的扫描区域为躯干，那么可以重建得到的体数据对应躯干部分，该体数据内包含了肝脏，可以将该体数据导入到肝分析的应用模块进行后续的诊断分析。

在本发明三维医学图像显示方法的技术方案中，参见图3，包括步骤：

S301，获取组织的三维医学图像，在三维医学图像中组织边缘与组织内部存在数值差异。这里的数值差异是指在三维医学图像中，组织边缘与组织内部用来表示显示的数值不同，表示显示的数值可以具体是灰度图的灰度值、伪彩图的色彩值或者其他用来表示显示的数值。

在三维医学图像内导致组织边缘与组织内部存在数值的差异有多种情况，例如可以是由于组织本身为非实心组织。这里的非实心组织指的是内部不是完全实心的组织，例如肺、心脏、胃、膀胱、血管、肠道或气管等。也可以是组织本身是实心组织，但对组织的初始图像进行图像后处理所形成的数值差异，例如经过边缘强化的肝脏图像或者是通过调节窗宽窗位增大图像组织边缘和组织内部的数值差异。

图4是控制台103处医学影像软件的图像显示界面示意图，图像显示界面400包括控制面板区域以及多个视窗401、402、403。通常在视窗401处显示三维医学图像的横断面图像，这里显示的是肺部的横断面图像。视窗402处显示三维医学图像的立体渲染图，这里显示的是肺部的立体渲染图。采集到的三维医学图像重建后在视窗401、视窗402处进行显示，可以分别提供给医生肺结节在横断面的分布情况以及在立体上的分布情况。

S302，识别所述三维医学图像的目标区域。参见图4，根据视窗401或视窗402，可以看到一些肺结节的病灶点，例如点404至407，由于横断位视窗401仅显示某一层的信息，因此这里仅显示点404，其他点405至407并不在该层内。这些点404至407可以依赖于医生的手动识别，也可以通过计算机辅助检测(CAD，Computer Aided Detection)技术进行自动识别。

这里是以结节作为目标区域进行说明，在其他的实施方式中，目标区域也可以是肿瘤、息肉，以及疑似病灶的区域。

S303，基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角。经过识别后的目标区域，参见图4，可以在图像显示界面的视窗403处显示出目标区域的局部三维图像，例如此处显示的是肺结节404的局部三维图像。由于该肺结节404离肺壁较远，视窗403清楚的显示出了该区域处的肺结节、肺壁，以及肺部血管等组织。

不同于仅在固定视角显示局部三维图像的方法，这种方法对于部分目标区域的显示时会造成遮挡，参见图5，对于肺结节407，可以从横断面视窗看到该肺结节407靠近肺壁，在局部三维图像视窗显示时肺结节407被肺壁遮挡，这时只能依赖有经验的医生进行额外的手动旋转。本发明的技术方案中会根据目标区域在三维医学图像内的位置计算出显示视角，来对目标区域的局部三维图像进行显示，省去了手动旋转操作。

计算显示视角的具体方法可以是基于目标区域的位置，参见图6，取目标区域为第一视点601，在三维医学图像的目标区域内侧选取第二视点602。这里是将目标区域朝向组织中心的一侧作为内侧。第一视点601和第二视点602的连线方向a即为显示视角。第二视点602可以是在组织内第一视点601内侧的任意一点，优选的，第二视点602可以是组织的中心点或质心。由于遮挡通常是组织内壁产生的，因此从组织内部的视角特别是组织的中心点向组织内壁方向查看可以完全避免遮挡。

在本发明的其他实施方式中，还可以将三维医学图像的非实心组织划分为多个子区域，如图7左图所示。在图7的左图的一侧肺部可以看到，将一侧肺部划分为了十个子区域：子区域一、子区域二至子区域十，对于每个子区域可以预设一个角度值，例如子区域六的预设角度值为(1,0，-1)，子区域八对应的观测角表示为三维向量(1,-0.4，1.5)。之后根据目标区域的三维坐标判断目标区域所归属的子区域，将该子区域预设角度值作为显示视角。例如目标区域(肺结节)在子区域六内，而子区域六对应的角度值为(1,0，-1)，则对应该肺结节的显示角度为(1,0，-1)。

以上十个子区域的分段方式是结合肺的生理结构进行的分段。还可以采用更通用的方法，参见图7右图，可以将三维医学图像组织分为二十七个子区域，假设观测点在零区域，则目标病灶可能在一至二十六的二十六个邻域内。给这二十六个区域预设对应的观测角度，例如子区域一对应的观测角度为(-1,0，0)，子区域二十对应的观测角则为(1,1，-1)，子区域二十六对应的观测角则为(1,1，-1)。假如目标区域(肺结节)在子区域一内，而子区域一对应的角度值为(-1,0，0)，则对应该肺结节的显示角度为(-1,0，0)。

S304，根据步骤S303计算出的显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像，旋转后的局部三维图像如图8所示。

在本发明三维医学图像显示方法的基础上，本发明还提供了一种三维医学图像显示装置，参见图9，显示装置900包括：

获取单元901，用于获取组织的三维医学图像；所述三维医学图像在组织边缘与组织内部存在数值差异。

识别单元902，用于识别所述三维医学图像的目标区域。

计算单元903，用于基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角。

显示单元904，用于根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。

三维医学图像显示装置及各单元901-904的具体实施方式可以参考本发明三维医学图像显示方法的实施方式，这里不再一一赘述。

本发明的技术方案可以将病灶以适合的、无遮挡的角度进行自动显示，便于医生快速查看。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实心对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种三维医学图像显示方法，其特征在于，包括：

获取组织的三维医学图像；

识别所述三维医学图像的目标区域；

基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角；

根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角包括：

将所述目标区域确定为第一视点；

在所述组织的目标区域内侧确定第二视点；

根据所述第一视点与所述第二视点确定显示视角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二视点为所述组织的中心点或质心。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角包括：

根据所述目标区域的位置计算其归属的三维医学图像子区域；

将所述子区域对应的预设角度作为显示视角。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维医学图像组织为非实心组织或三维医学图像组织经过图像后处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组织包括以下的任意一种：肺、心脏、胃、膀胱、血管、肠道、肝或气管。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标区域包括以下的任意一种：结节、肿瘤或息肉。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维医学图像在组织边缘与组织内部存在数值差异；。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维医学图像为计算机断层图像或磁共振图像。

10.一种三维医学图像显示装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取组织的三维医学图像，所述三维医学图像在组织边缘与组织内部存在数值差异；

识别单元，用于识别所述三维医学图像的目标区域；

计算单元，用于基于所述目标区域在所述三维医学图像内的位置计算显示视角；

显示单元，用于根据所述显示视角，显示所述目标区域的局部三维图像。