CN107209924A - 利用经渲染的体积成像中的平面投影的测量工具 - Google Patents

Abstract

用作体积渲染的部分的一个或多个平面定义用于测量的深度。剪裁平面用于裁切要渲染的体积的部分。多平面重构或改造定位各种切割平面以渲染与体积成像一起提供的二维成像。这些平面之一用于将卡尺定位投影到平面上以用于使用体积渲染的测量。基于平面定位而将放置在二维屏幕的经体积渲染的图像上的卡尺的定位转换成三维空间中的位置。

Description

利用经渲染的体积成像中的平面投影的测量工具

背景技术

本实施例涉及医学诊断成像。特别地，提供了使用经体积渲染的成像的解剖结构的测量。

超声成像中的常规二维测量工具用于测量二维超声图像上的解剖结构的距离或面积。为了测量表示在二维图像中的解剖结构，用户将一个或多个卡尺（caliper）放置在二维计算机屏幕上。由于二维图像表示患者的平面区域，因此测量是准确的。

对于三维超声成像，表示患者体积的数据被渲染成二维屏幕上的图像。将卡尺放置在经渲染的图像上关于如在渲染中观看到的三维空间中的深度是模糊的。因此，当用户使用卡尺来直接在经渲染的超声体积图像上测量解剖结构的距离或面积时，所得到的值可能是针对二维屏幕而不是三维解剖结构的。放置在二维屏幕上指示放置在三个维度的两个xy分量中。三维解剖结构的所得到的度量由于三个维度的z分量的未知深度而可能是不准确的。

发明内容

作为介绍，以下描述的优选实施例包括用于在超声体积渲染中进行测量的方法、计算机可读介质和系统。用作体积渲染的部分的一个或多个平面定义用于测量的深度。剪裁平面用于裁切要渲染的体积的部分。多平面重构（MPR）或改造（reformation）定位各种切割平面以渲染用体积成像提供的二维图像。这些剪裁或切割平面中的一个用于基于将卡尺定位投影在切割或剪裁平面上而定义深度。所得到的三维位置用于体积渲染中的测量。基于平面定位而将放置在二维屏幕的经体积渲染的图像上的卡尺的定位转换成三维空间中的位置。

在第一方面中，提供了一种用于在超声体积渲染中进行测量的方法。在显示器上显示通过超声扫描的组织的体积的经体积渲染的图像。在经体积渲染的图像上生成表示剪裁平面或多平面改造（MPR）切割平面的图形。处理器从用户输入接收在经体积渲染的图像上和在表示剪裁平面或切割平面的图形中的测量卡尺的定位。处理器相对于体积而使用剪裁平面或切割平面，并且将在经体积渲染的图像上的测量卡尺的定位转换成体积中的三维点定位。处理器计算作为体积中的点定位的函数的量。输出所述量。

在第二方面中，提供了一种用于在体积渲染中进行测量的系统。存储器可操作成存储表示患者的体积的数据。用户输入被配置成接收相对于体积的平面的定位和体积的体积渲染上的测量位置的指示。处理器被配置成从数据生成体积的体积渲染，投影来自经体积渲染的图像上的测量位置的体积中的定位和相对于体积的平面的定位，并且计算作为体积中的定位的函数的值。显示器被配置成显示体积渲染和所述值。

在第三方面中，一种非暂时性计算机可读存储介质具有存储在其中的数据，所述数据表示可由经编程的处理器执行以用于在超声体积渲染中进行测量的指令。存储介质包括用于以下的指令：从输入设备接收三维对象的经渲染的体积图像上的测量位置；基于沿经渲染的体积图像的观看方向的平面的定位而定义相对于三维对象的测量深度；并且基于测量位置和测量深度而测量三维对象的空间方面。

本发明由随附权利要求限定，并且该章节中没有内容应当被视为对那些权利要求的限制。以下结合优选实施例来讨论本发明的另外的方面和优点，并且其可以稍后被独立或组合地要求保护。

附图说明

组件和附图未必按照比例，而是将重点放在说明本发明的原理上。而且，在附图中，贯穿不同视图，相同的附图标记指代对应的部分。

图1是用于在超声体积渲染中进行测量的方法的实施例的流程图；

图2是示出具有经体积渲染的图像的MPR图像的示例医学图像；

图3是示出剪裁平面定位和经体积渲染的图像的示例医学图像；以及

图4是用于在超声体积渲染中进行测量的医学成像系统的一个实施例的框图；

图5图示了从平面上的2D鼠标到被观看的体积中的剪裁或切割平面上的3D点的投影。

具体实施方式

使用平面投影方案在经渲染的超声体积图像上提供测量工具。将二维屏幕或经渲染的图像上的卡尺定位投影到多平面改造或重构（MPR）平面上或投影到由三维编辑工具计算的剪裁平面上。卡尺定位在体积渲染（VR）空间中而不是在二维显示的图像上。在放置卡尺的地方，深度由在放置的时间处沿经体积渲染的图像的观看方向的剪裁或切割平面的定位来定义。通过从平面导出深度，用户选择的卡尺定位可以变换到被渲染的体积的三维笛卡尔空间。提供直接或准确的体积图像测量。沿观看方向的平面的定位用于定义被成像的三维对象中的深度信息以用于经渲染的体积图像上的手动测量的目的。

图1示出用于在超声体积渲染中进行测量的方法。该方法由医学诊断成像系统、查验站、工作站、计算机、PACS站、服务器、其组合，或用于对医学超声或其它类型的体积数据进行图像处理的其它设备实现。例如，图4中所示的超声系统10或存储器14和处理器12实现该方法，但是可以使用其它系统。

针对超声成像而提供本文中的示例。在可替换的实施例中，使用能够进行三维成像的其它医学模态，诸如磁共振、计算机断层扫描术、正电子发射断层扫描术、单光子发射计算机断层扫描术或x射线。

该方法以所示出的次序或不同的次序实现。动作60和62以任何次序或同时执行。动作64可以与动作62同时执行。

表示体积的相同数据集用于动作60-74中的全部。动作或者随扫描而实时地执行或者在扫描后查验中执行，但是使用给定数据集的冻结操作或选择以用于测量。可替换地，动作60-74实时地（诸如在扫描期间）执行，而同时更新数据集。用户可以在扫描的同时观看图像并且与其交互。图像可以与在相同成像会话中的动作60-70的在先执行相关联，但是利用不同体积数据。例如，针对初始扫描执行动作62。在相同的成像会话期间但是在利用后续扫描生成的图像上针对后续扫描而执行动作60、64、66、68、70和/或72。对于实时成像，用于任何给定图像的体积数据可以利用更新采集的数据来取代。例如，利用一个数据集来执行初始体积渲染。利用表示相同或类似（例如由于换能器或患者移动）体积的另一数据集来执行最终渲染。

可以执行附加的、不同的、或更少的动作。例如，动作74是可选的。作为另一示例，执行扫描以采集用于动作62中的显示的数据。

为了扫描，超声换能器定位在患者附近、患者上或患者内。定位体积扫描换能器，诸如机械摇摆器、经食道心回波（TEE）阵列或多维阵列。对于在患者附近或在患者上，换能器直接定位在皮肤上或声学耦合到患者的皮肤。对于在患者内，可定位在患者内的术中、腔间、心导管、TEE或其它换能器用于从患者内进行扫描。

用户可以手动地定位换能器，诸如使用手持探头或操纵转向线。可替换地，机器人或机械机构定位换能器。

扫描患者的体积区域，诸如从食管或通过另一声学窗扫描整个心脏或心脏的部分。可以扫描患者的其它器官或部分。诸如心脏、器官、血管、流体腔、凝块、病变、肌肉和/或组织之类的一个或多个对象在所述区域内。阵列生成声学能量并且接收响应回波。

获得一个或多个超声数据集。超声数据对应于所显示的图像（例如被检测并且经扫描转换的超声数据）、经波束成形的数据、被检测的数据和/或经扫描转换的数据。超声数据表示患者的区域。针对多个平面切片的数据可以表示体积区域。可替换地，使用体积扫描。

超声数据具有任何体积成像模式，诸如流动模式或B模式。流动模式包括运动的多普勒或其它估计（例如颜色或多普勒速度或能量）。结构或空间方面的形状可以反映在B模式数据中。

在动作62中，显示器显示通过超声扫描的组织的体积的经体积渲染的图像。通过使用表面渲染、投影或其它体积渲染技术，将表示体积的数据渲染成图像。处理器或图形处理单元在显示器上渲染图像。

图像包括来自整个体积或体积的非平面部分的信息。例如，从沿某一线的多个体元确定给定像素的值，所述线沿观看方向通过所述像素。通过使用比较，选择表面的值（例如最高或高于阈值的第一个）。在另一方案中，阿尔法（alpha）混合或其它投影方案组合沿所述线的数据。经体积渲染的图像从在三个维度上间隔而不是体积中的平面的数据而生成。

在动作60中，接收平面的定位。用户操作用户输入以控制平面的定位。平面的初始定位是输入。可替换地，改变之前平面的定位。处理器从用户输入接收定位信息。可替换地，平面可以在具有或没有用户输入的情况下由处理器定位。

平面相对于所扫描的体积来定位。平面可以具有相对于体积的任何任意定位，诸如沿或不沿观看方向或体积的笛卡尔坐标维度中的一个或多个。

在一个实施例中，平面具有除测量之外的目的。提供平面以用于除导出或定义测量中的点定位之外的用途。例如，平面是剪裁平面或图像平面。图像平面可以用于MPR，或者可以是体积的单个图像平面。给定该其它目的，平面中的改变导致成像中的改变。例如，用户改变剪裁平面并且该改变还更改经体积渲染的图像。从体积裁切不同的数据，因此超声数据集的不同数据用于渲染图像。通过调节相对于体积的剪裁平面定位，还调节体积渲染。作为另一示例，改变图像平面导致不同的二维截面图像与经体积渲染的图像一起被显示。

在动作60中接收到的一个可能的平面定位是一个或多个切割平面或图像平面的定位。例如，用户在任何任意定位中相对于体积而定位平面区域。作为另一示例，用户定位用于MPR的多个平面。

可以使用任何现在已知的或稍后开发的MPR控制。在动作60中，以任何方式建立平面的相对定位。可以使用任何MPR方案。例如，用户调节一个或多个平面的定位和/或取向。用户可以力图定位针对平面中的一个、多个或全部的标准、优选或诊断视图。不同的视图由不同的平面提供。通过使用点击和拖拽或其它用户录入，平面被平移和/或旋转到期望的定位。

在另一方案中，使用平面定位的处理器或自动检测。例如，检测解剖学特征。作为另一示例，机器学习的分类器从表示患者的数据定位平面定位。平面相对于解剖结构而定位。

在又一方案中，相对于换能器而建立平面定位。例如，换能器的方位角、仰角（elevation）和范围（深度）维度定义三个正交平面。可以使用相对于换能器的其它取向，诸如人们可能在给定用于扫描体积的所选择或指派的声学窗的情况下提供标准心脏图像。

平面的相对定位可以用于用户创建的定位、标准定位、默认定位和/或参考定位。例如，参考定位可以是相对于换能器的，可能由用户识别，或者是任意的。标准定位对应于提供标准视图，诸如A2C、A4C和LAX视图。默认定位是初始、预定或设定的定位，其可以是参考或标准定位，但是可以不是。默认的可以是用户选择的偏好定位。

在经体积渲染的图像附近生成体积的平面部分的二维图像。平面部分独立于经体积渲染（VR）的视图方向，或者基于MPR视图方向而取向。MPR图像在VR观看方向改变的同时可以保持相同，因为对相同的平面进行成像而不管经体积渲染的图像的观看方向上的改变。

在动作62中，动作60的经定位的平面由处理器使用在生成体积渲染中或者用于生成与经体积渲染的图像一起显示的图像。对于MPR或切割平面，经定位的平面用于生成一个或多个图像。MPR用于一个、两个、三个或更多平面。图2示出三个MPR图像32、34和36。MPR图像32-36是针对通过体积的概念平面的平面图像。沿每一个平面或在其附近的数据用于生成MPR图像32-36。在图2的示例中，三个MPR图像32-36针对与彼此正交的三个平面，其中所有三个平面在每一个平面区段的中间相交。每一个MPR图像32-36包括示出其它平面的相交的水平和竖直线。这些线是添加的图形。可以使用任何MPR用户接口。

在图2的示例中，在具有MPR图像32-36的屏幕上提供经体积渲染的图像38。经体积渲染的图像38来自任何观看方向，诸如作为默认情况，与MPR图像之一（例如MPR图像32）正交。

在动作60中接收的另一可能的平面定位是一个或多个剪裁平面的定位。任何现在已知的或稍后的体积渲染编辑可以用于定位一个或多个剪裁平面。例如，使用MPR线、D’Art、双V（Dual V）、框编辑（Box edit）或其它剪裁工具。可以定位平行或不平行的多个剪裁平面。三维对象可以用于裁切，诸如拟合解剖学模型或感兴趣的解剖结构上的立方体，以及裁切未被三维剪裁对象涵盖的数据。三维剪裁对象定义多个平面或由平面形成的表面。剪裁平面的定位允许期望的解剖结构的观看而具有其它组织的较少干扰或没有干扰。

为了使用在动作60中定位的平面以生成动作62中的经体积渲染的图像，剪裁平面定义要渲染的体积的部分。任何现在已知的或稍后开发的工具可以用于操纵剪裁平面。例如，用于MPR的相同或不同操作可以用于定位一个或多个剪裁平面（例如点击和拖拽或旋转）。

在一个实施例中，定义两个剪裁平面，使得用户可以在三个维度中选择板片（slab）以用于渲染。图3示出示例。图像48是体积的截面或平面图像，其被提供以示出两个平面之间的距离以定义板片。将平面表示为具有箭头的线，所述箭头指示与平面正交的观看方向。图像50示出不同的平面截面。图像52示出最接近用于渲染的视图点的剪裁平面的顶视图或图像。可以使用用于定位一个或多个剪裁平面的图像的其它布置。

所定义的剪裁平面位置被自动或手动地应用于经体积渲染的图像。在一个实施例中，体积的三维表示（例如经体积渲染的图像）针对标准诊断视图。渲染或剪裁平面平行或大体平行于标准二维视图（例如大体计及10度或更小的偏移以观看瓣膜或其它内部结构）。例如，剪裁平面对应于A4C视图、A2C视图、LAX或其它标准视图，并且观看方向对应于在具有或没有偏移的情况下与剪裁平面正交。可以标记（例如A4C）和/或注释（例如突出瓣膜）所显示的表示。

可以对经体积渲染的图像做出其它调节。例如，用户旋转、平移或以其它方式更改VR观看方向。平面定位是相对于体积的，因此VR视图方向中的改变不更改平面相对于体积的定位。视图相对于平面的方向改变。当VR视图方向改变时，经体积渲染的图像从新的视图方向重新渲染。

在图1的动作64中，在经体积渲染的图像上生成表示平面（例如剪裁或切割平面）的图形。处理器使得图形被显示在具有经体积渲染的图像的屏幕上。图形在经体积渲染的图像之上，使得图形覆盖组织表示中的一些。图形可以更大，诸如围绕组织表示。图形可以定位在组织表示旁边。在可替换的实施例中，不生成并且不显示图形。

可以使用任何图形。例如，生成线框盒或平行四边形。图2和3示出线框40。表示具有任何范围，诸如表示平面的一部分。图形可以可替换地大于经体积渲染的图像，因此不覆盖任何组织。

图形指示相对于经体积渲染的图像的平面的定位，因此相对于观看方向。在平面与VR视图方向正交的情况下，图形是方形或矩形。在VR视图方向不正交的情况下，图形可以是平行四边形或其它形状，其示出平面相对于视图方向的偏斜或视角以用于体积渲染。当VR视图方向改变时，图形的视角改变。

图形与经体积渲染的图像一起自动生成。可替换地，不添加图形，直至用户启动测量工具为止。响应于用户指示测量解剖结构的期望，向体积渲染添加图形。

在一个实施例中，图形表示剪裁平面。虽然可能示出或可能未示出剪裁平面的图像，但是图形示出剪裁平面相对于所渲染的体积的定位。由于剪裁平面建立体积渲染的边界，因此经体积渲染的图像具有部分地响应于沿平面的数据的像素。由于还使用从平面间隔的数据，因此没有图形的体积渲染可能没有容易地示出平面相对于体积的定位。

在另一实施例中，图形表示MPR平面中的一个或多个。当在MPR中示出切割平面的图像时，图形表示切割平面相对于经体积渲染的图像的位置。图形可以是相对于体积而表示图像平面中的多个或全部的图形集合或图标的部分。不是在经体积渲染的图像上，而是图形可以在经体积渲染的图像旁边，诸如对象的部分以表示平面相对于体积和视图方向的定位。所表示的平面可以是可选择的或可变的，诸如仅仅为最正交的MPR平面提供经体积渲染的图像上的图形。

在动作66中，接收经体积渲染的图像上的测量卡尺的定位。处理器从用户输入接收定位。用户将卡尺42或测量指示放置在经体积渲染的图像38上。用户将卡尺42放置在期望的位置处以用于测量。

输入设备在三维对象的经渲染的体积图像上提供用户选择的测量位置。屏幕上的点或位置对应于相对于或沿经体积渲染的图像的观看方向的可能深度的范围。

将测量位置投影到平面。为了定义深度，在表示剪裁平面或图像平面的图形上或图形中投影卡尺42。在接收到测量功能的激活时，生成卡尺42的图形。接收如处于经渲染的体积图像上的平面的图形中的测量位置。在可替换的实施例中，不提供图形，但是假定卡尺42定位在所成像的体积内的平面上。

可以接收多于一个卡尺42的定位。对于距离测量，接收两个或更多卡尺或测量形状44的定位，并且显示距离、面积或其它结果46。对于面积或体积测量，可以接收三个或更多卡尺定位44并且显示面积结果46。处理器可以执行边界检测和/或曲线拟合以便以半自动方式进一步定义面积或体积。

在多于一个平面由经体积渲染的图像中的图形表示的情况下，不同的卡尺42可以定位在不同的平面中。例如，用户更改VR观看方向，使得针对感兴趣的平面的图形示出感兴趣的位置而没有与针对其它平面的图形的干扰或重叠。位置由用户选择。重复该过程以将不同的卡尺42放置在相应的不同平面的不同图形上。可替换地，如所示的平面定位用于一个卡尺42。然后在动作60中更改或改变平面定位以用于在动作66中接收不同卡尺42的定位。在其它实施例中，多个卡尺定位使用相同的平面来定义针对相应位置的深度。

在动作68中，处理器计算体积空间中的点定位。处理器将二维笛卡尔坐标中的点转换成体积的三维坐标。经体积渲染的图像上的卡尺42的位置指示两个维度中的定位或横向位置。沿VR观看方向的深度不仅仅通过二维屏幕上的卡尺42位置的选择来提供。处理器计算作为三维空间中的点的定位，因此也提供深度。定义横向维度和深度维度中的点或三个维度中的点。

深度由相对于体积的平面定位定义。平面可以针对不同横向位置在不同深度处。在平面与经体积渲染的图像的观看方向正交的情况下，平面针对每一个横向位置处于相同深度处。在平面不正交的情况下，沿观看方向的平面的深度针对不同横向位置是不同的。基于卡尺42的横向位置或经体积渲染的图像上的所接收到的定位，使用相对于体积的平面定位来确定深度。剪裁或切割平面用于从经体积渲染的图像导出三个维度中的点，从而定义体积空间中的点。将点定义为处于通过经体积渲染的图像38上的卡尺放置指示的横向位置处的体积中的平面（例如剪裁平面或切割平面）上。其中放置卡尺的深度由沿观看方向的平面的定位来定义，使得点可以变换到用于直接测量的3D笛卡尔或其它坐标空间。

通过在表示相对于体积的平面定位的图形上定位卡尺42，可以至少在某种程度上向用户指示深度。图形指示要由处理器使用的深度的定义。在可替换的实施例中，不提供图形。基于平面定位而定义深度而不管用户是否理解平面用于定义深度。图5示出从VR图像的屏幕空间到正交剪裁或切割平面的投影以定义体积空间中的点位置的示例。

点定位和所得到的测量独立于体积渲染观看方向。由于平面随观看方向上的任何改变而旋转或改变视角，因此点定位相对于体积而保持相同。平面定位定义位置并且相对于体积是固定的，除非被用户改变。当从其观看体积的视角改变时，平面的视角以相同方式改变。作为平面的成员的点保持相同，因此一旦被定义，由处理器定义的测量点独立于观看方向。体积渲染可以旋转以用于在不改变由之前放置的卡尺42定义的体积中的位置的情况下放置其它卡尺42。在相对于体积而更改平面定位的情况下，之前定义的点可以保持相同或者可以与平面一起更改。

在动作70中，在经体积渲染的图像上生成表示所放置的卡尺的图形（例如虚线或虚线轮廓）。处理器使得图形被显示在具有经体积渲染的图像的屏幕上。图形在经体积渲染的图像之上，使得图形覆盖组织表示中的一些。图形可以更大，诸如围绕组织表示。图形可以定位在组织表示旁边。在可替换的实施例中，不生成并且不显示图形。

在动作72中，处理器计算量。可以计算任何量。例如，计算两个端点之间的距离。通过将卡尺放置在组织中的不同位置处，测量位置之间的距离。可以测量病变的大小、胎儿的长度、骨头的宽度或长度或其它解剖结构。作为另一示例，执行面积、周长、体积或其它空间度量。

处理器使用一个或多个定义的点以用于计算。例如，计算定位在体积中的两个端点之间的距离。体元的体积或尺寸的空间范围从扫描几何体得知。通过在三维空间中定义两个端点，计算点之间的距离。距离参考三维空间而不是作为两个维度中的点之间的距离。在一些实施例中，两个点可以在相同的平面上，因此对平面进行取向提供期望的距离而不是使用经体积渲染的图像上的二维卡尺的简化的距离。

对于面积、体积、周长或其它测量，可以定义多于两个点。用户可以指示用于种子的三维空间中的位置。处理器执行边界检测，诸如使用阈值化、随机游走或梯度处理，其使用种子点以标识在计算中使用的边界。

测量由超声数据表示的三维对象的空间方面。测量基于经体积渲染的图像上的一个或多个位置输入和由与经体积渲染的图像相关联的平面定义的测量深度。

在动作74中，输出所述量。处理器将所述量输出到显示器。在经体积渲染的图像附近、其上或与其分离地显示所述量。例如，两个卡尺42之间的距离被显示在经体积渲染的图像的组织表示之上或者在背景中但是不在组织表示之上。其它输出包括向打印机、向存储器或通过网络的输出。

所述量作为文本或数字值而输出。在其它实施例中，所述量以图线、图表、波形、表格或所述量的其它指示器输出。所述量可以自身被输出或者与其它值组合输出。例如，输出通过心脏或呼吸循环的体积数据集的序列或随时间的测量。作为另一示例，所述量与表示范数、偏差或异常结果的其它量一起输出。可以提供关于VR图像的其它输出，诸如剪裁或切割平面和测量卡尺的图形表示。

图4示出用于在超声体积渲染中进行测量的医学诊断成像系统10。系统10是医学诊断超声成像系统，但是可以是计算机、工作站、数据库、服务器或其它成像系统。可以使用其它医学成像系统，诸如计算机断层扫描术或磁共振系统。

系统10实现图1的方法或不同的方法。系统10提供经渲染的体积图像上的直接测量工具。通过使用系统10，临床医生可以测量感兴趣的解剖结构并且利用在三维而不是二维空间中定义的点之间的准确测量来评估体积图像中的结构的相对定位。特定于体积中的点的测量位置可以允许对被扫描的对象的总体三维几何体的测量。测量是相同的而不管对象的扫描体积的渲染的不同取向或视角。测量计及体积渲染中的深度维度。

系统10包括处理器12、存储器14、显示器16、换能器18和用户输入22。可以提供附加的、不同的或更少的组件。例如，系统10包括发射波束成形器、接收波束成形器、B模式检测器、多普勒检测器、谐波响应检测器、造影剂检测器、扫描转换器、滤波器、其组合或其它现在已知的或稍后开发的医学诊断超声系统组件。作为另一示例，系统10不包括换能器18。

换能器18是可操作以在声学能量和电学能量之间转换的压电或电容设备。换能器18是元件的阵列，诸如一维、多维或二维阵列。例如，换能器18是经食道心回波（TEE）探头。可替换地，换能器18是用于一个维度中的机械扫描和另一维度中的电学扫描的摇摆器。

系统10使用换能器18来扫描体积。电学和/或机械转向允许沿体积中的不同扫描线的发射和接收。可以使用任何扫描模式。在一个实施例中，发射波束足够宽以用于沿多个扫描线的接收，诸如接收针对每一个发射的高达十六或更多个接收线的群组。在另一实施例中，提供平面、准直或发散发射波形以用于沿多个、大量或全部扫描线的接收。

响应于扫描而提供表示体积的超声数据。超声数据由波束成形器进行波束成形，由检测器进行检测和/或由扫描转换器进行扫描转换。超声数据可以以任何格式，诸如极坐标或笛卡尔坐标、具有平面之间的极坐标间距的笛卡尔坐标或其它格式。在其它实施例中，超声数据通过输送来采集，诸如来自可移除介质或通过网络。还可以采集表示体积的其它类型的医学数据。

存储器14是缓冲器、高速缓存、RAM、可移除介质、硬驱动器、磁性、光学或其它现在已知的或稍后开发的存储器。存储器14可以是单个设备或两个或更多设备的群组。存储器14被示出在系统10内，但是可以在系统10外部或远离系统10的其它组件。

存储器14存储超声数据。例如，存储器14存储流或组织运动估计（例如速度、能量或二者）和/或B模式超声数据。医学图像数据是三维数据集（例如表示来自分布在三个维度中的位置的声学响应的数据（nxmxo，其中n、m和o全部为大于1的整数）），或这样的集合的序列。例如，存储心脏的部分、一个或多个心脏循环内的集合序列。可以提供多个集合，诸如与从不同角度或位置对相同患者、器官或区域进行成像相关联。数据表示患者的体积，诸如表示心脏的部分或全部。

对于实时成像，超声数据绕过存储器14，临时存储在存储器14中或者从存储器14加载。实时成像可以允许数据采集与成像之间的分数的秒或甚至几秒的延迟。例如，实时成像通过与通过扫描对数据的采集大体同时地生成图像来提供。当进行扫描以采集下一或后续的数据集时，生成针对前一数据集的图像。成像发生在用于采集数据的相同成像会话期间。针对实时操作的采集和成像之间的延迟量可以变化，诸如针对多平面重构的初始定位平面的较大延迟与针对后续成像的较少延迟。在可替换的实施例中，来自在先的成像会话的超声数据存储在存储器14中并且用于在没有并发采集的情况下进行成像。

为了测量，可以使用仅一个数据集。采集仅一个数据集或体积的扫描，或者从序列选择一个，诸如使用“冻结”操作。可替换地，在提供实时成像的同时做出测量。

存储器14此外或可替换地为具有处理指令的计算机可读存储介质。存储器14存储表示可由经编程的处理器12执行以用于在超声体积渲染中进行测量的指令的数据。用于实现本文所讨论的过程、方法和/或技术的指令被提供在计算机可读存储介质或存储器上，诸如高速缓存、缓冲器、RAM、可移除介质、硬驱动器或其它计算机可读存储介质。计算机可读存储介质包括各种类型的易失性和非易失性存储介质。在各图中图示或在本文中描述的功能、动作或任务响应于存储在计算机可读存储介质中或其上的一个或多个指令集而执行。功能、动作或任务独立于指令集、存储介质、处理器或处理策略的特定类型，并且可以由单独或组合操作的软件、硬件、集成电路、固件、微代码等来执行。同样地，处理策略可以包括多处理、多任务、并行处理等。在一个实施例中，指令存储在可移除介质设备上以用于由本地或远程系统读取。在其它实施例中，指令存储在远程位置中以用于通过计算机网络或通过电话线进行输送。在再其它的实施例中，指令存储在给定计算机、CPU、GPU或系统内。

用户输入22是按钮、滑块、旋钮、键盘、鼠标、追踪球、触摸屏、触摸垫、其组合或其它现在已知的或稍后开发的用户输入设备。用户可以操作用户输入22以设定渲染值（例如定义剪裁平面、选择渲染类型或设定偏移角度）、选择MPR平面布置、更改一个或多个平面的定位、选择经体积渲染的图像上的测量位置和/或操作系统10。例如，用户输入22从用户接收相对于体积的平面的定位的指示。可以使用通过使用任何用户接口操作的剪裁平面或切割平面定位。作为另一示例，用户输入22从用户接收相对于体积的平面定位中的改变和/或用于体积渲染的观看方向的更改的指示。在又一示例中，用户输入22从用户接收在患者体积的体积渲染上指示的测量位置。可以接收多个这样的测量位置。

处理器12是通用处理器、数字信号处理器、三维数据处理器、图形处理单元、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路、其组合或用于处理医学图像数据的其它现在已知的或稍后开发的设备。处理器12是单个设备、多个设备或网络。对于多于一个设备，可以使用处理的并行或串行划分。构成处理器12的不同设备可以执行不同功能，诸如分别地操作的体积渲染图形处理单元和用于计算测量的控制处理器。在一个实施例中，处理器12是控制处理器或医学诊断成像系统的其它处理器，诸如医学诊断超声成像系统处理器。在另一实施例中，处理器12是成像查验工作站或PACS系统的处理器。在又一实施例中，处理器12是体积渲染处理器。

处理器12由硬件和/或软件进行配置。例如，处理器12根据所存储的指令进行操作以执行本文所描述的各种动作，诸如图1的动作60、64、66、68、70、72和74。

处理器12被配置成从超声数据生成患者的体积的体积渲染。可以使用任何类型的体积渲染，诸如从视点沿射线或在视图方向上进行投影。可以提供照明、转移函数或其它体积渲染操作。

在一个实施例中，处理器12生成体积渲染，其中体积被一个或多个剪裁平面或其它剪裁对象裁切。例如，用户使用平行剪裁平面来定义板片。剪裁平面之间的超声数据用于生成体积渲染。

在另一实施例中，处理器12从切割平面生成一个或多个图像。定义或定位通过体积的一个或多个平面（例如体积的截面）。处理器12内插、选择或内插和选择表示对应的平面的体积数据集的超声数据。数据然后用于生成平面的图像，诸如在MPR中。

处理器12被配置成生成表示体积渲染中的平面的图形。图形是相对于体积渲染的平面的定位的线框或其它指示器。

处理器12被配置成计算体积中的定位。处理器12接收测量位置的指示。例如，接收体积渲染上的测量卡尺的放置或激活。位置可以或可以不在图形的线框内。通过使用体积渲染上的用户输入位置和相对于体积的平面的定位，定义体积内的唯一定位。通过二维屏幕上的放置来横向地并且通过横向位置沿当前观看方向向平面的投影而在深度方面定义或标识该唯一定位。可以接收多个这样的唯一定位以用于测量。多个剪裁或切割平面可用于定义不同的测量位置。

由处理器12定义的定位独立于体积渲染的视图方向。切割平面和/或剪裁平面不限于从用户的观看方向的正交平面。用户可以调节切割平面或选择哪个剪裁平面用于在计算测量位置中定义沿观看方向的深度。所计算的位置特定于解剖结构或体积而不管从其渲染体积的方向如何。

处理器12被配置成生成表示体积渲染中的测量位置的图形。图形是虚线多段线或相对于体积渲染的测量位置的其它指示器。

处理器12被配置成计算作为体积中的定位的函数的值。通过使用测量位置，处理器12计算值，诸如距离。显示器16是CRT、LCD、等离子体、监视器、投影仪、打印机或其它现在已知的或稍后开发的显示设备。显示器16通过将图像从处理器加载到显示缓冲器中来配置。可替换地，显示器16通过从显示缓冲器进行读出或接收针对像素的显示值来进行配置。

显示器16被配置成显示体积渲染、剪裁平面导航用户接口、MPR图像、平面图形、卡尺、测量图形和/或用户接口工具。体积渲染自身或与平面的图像组合地显示。多个图像可以显示在显示器16的屏幕的不同部分中，诸如在不同的窗口中。显示器16被配置成显示值，诸如在测量中计算的量。

虽然以上已经通过参照各种实施例描述了本发明，但是应当理解的是，可以在不脱离本发明的范围的情况下做出许多改变和修改。因此意图在于将前文详述的描述视为说明性而非限制性的，并且要理解的是，正是随附权利要求，包括所有等同物，意图限定本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种用于在超声体积渲染中进行测量的方法，所述方法包括：

在显示器上显示通过超声扫描的组织的体积的经体积渲染的图像；

在经体积渲染的图像上生成表示剪裁平面或切割平面的图形；

从用户输入接收在表示剪裁平面或切割平面的图形中和在经体积渲染的图像上的测量卡尺的定位；

通过处理器，基于相对于体积的剪裁平面或切割平面和经体积渲染的图像上的测量卡尺的定位而定义体积中的点定位；

通过处理器，计算作为体积中的点定位的函数的量；以及

输出所述量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中显示包括沿体积的观看方向显示投影。

3.根据权利要求1所述的方法，其中显示包括显示体积的经体积渲染的图像，其中体积的部分被剪裁平面裁切，并且其中生成图形包括生成表示剪裁平面的图形。

4.根据权利要求1所述的方法，其中生成图形包括生成线框盒或平行四边形。

5.根据权利要求1所述的方法，其中显示还包括在经体积渲染的图像附近显示切割平面的多平面重构图像，并且其中生成图形包括生成表示多平面重构图像的切割平面的图形。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从用户输入接收相对于体积的剪裁平面或切割平面的定位，剪裁平面或切割平面被提供用于除定义点定位之外的用途。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

响应于来自用户输入的输入，调节经体积渲染的图像，所述调节对应于相对于体积而移动剪裁平面、更改观看方向或二者。

8.根据权利要求7所述的方法，其中调节包括观看方向的更改，并且其中生成图形包括更改图形的视角。

9.根据权利要求1所述的方法，其中接收包括接收具有定位在图形中的经体积渲染的图像上的光标的激活。

10.根据权利要求1所述的方法，其中定义点定位包括将沿体积中的三个维度的点定位计算为由经体积渲染的图像上的图形上的测量卡尺指示的剪裁平面或切割平面上的点。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括生成表示经体积渲染的图像上的测量卡尺的图形，图形包括虚线或其它多段线。

12.根据权利要求1所述的方法，其中计算包括将距离计算为所述量，点定位是距离的端点。

13.根据权利要求1所述的方法，其中输出所述量包括在经体积渲染的图像附近或其上显示所述量。

14.一种用于在体积渲染中进行测量的系统，所述系统包括：

存储器，可操作成存储表示患者的体积的数据；

用户输入，其被配置成接收相对于体积的平面的定位和体积的体积渲染上的测量位置的指示的用户输入；

处理器，其被配置成从数据生成体积的体积渲染，从体积渲染上的测量位置和相对于体积的平面的定位计算体积中的定位，并且计算作为体积中的定位的函数的值；以及

显示器，其被配置成显示体积渲染和所述值。

15.根据权利要求14所述的系统，其中平面包括一个或多个剪裁平面，其中处理器被配置成生成体积渲染，其中体积被剪裁平面裁切。

16.根据权利要求14所述的系统，其中平面包括一个或多个成像切割平面，其中处理器被配置成生成体积渲染附近的成像切割平面的图像。

17.根据权利要求14所述的系统，其中处理器还被配置成生成表示体积渲染中的平面的图形，并且其中测量位置在图形的框内。

18.根据权利要求14所述的系统，其中定位独立于体积渲染的视图方向。

19.一种非暂时性计算机可读存储介质，其中存储有数据，所述数据表示可由经编程的处理器执行以用于在超声体积渲染中进行测量的指令，所述存储介质包括用于以下的指令：

从输入设备接收三维对象的经渲染的体积图像上的测量位置；

基于沿经渲染的体积图像的观看方向的平面的定位而定义相对于三维对象的测量深度；以及

基于测量位置和测量深度而测量三维对象的空间方面。

20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中接收包括接收经渲染的体积图像上的图形中的测量位置。

21.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中定义包括利用作为多个剪裁平面或多个切割平面的平面进行定义。