CN109242947B - 三维超声图像显示方法 - Google Patents

三维超声图像显示方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109242947B
CN109242947B CN201710559995.9A CN201710559995A CN109242947B CN 109242947 B CN109242947 B CN 109242947B CN 201710559995 A CN201710559995 A CN 201710559995A CN 109242947 B CN109242947 B CN 109242947B
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
dimensional
original
dimensional image
reconstructed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710559995.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109242947A (zh
Inventor
孟强
郑永平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefield Medical Imaging Ltd
Original Assignee
Telefield Medical Imaging Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN201710559995.9A priority Critical patent/CN109242947B/zh
Application filed by Telefield Medical Imaging Ltd filed Critical Telefield Medical Imaging Ltd
Priority to PCT/CN2018/094311 priority patent/WO2019011160A1/zh
Priority to JP2020501253A priority patent/JP7016944B2/ja
Priority to AU2018301580A priority patent/AU2018301580B2/en
Priority to EP18831411.6A priority patent/EP3654292A4/en
Priority to US16/629,586 priority patent/US11288848B2/en
Priority to CA3069590A priority patent/CA3069590A1/en
Publication of CN109242947A publication Critical patent/CN109242947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109242947B publication Critical patent/CN109242947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10—Geometric effects
    • G06T15/20—Perspective computation
    • G06T15/205—Image-based rendering
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0875—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of bone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B8/469—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selection of a region of interest
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/001—Texturing; Colouring; Generation of texture or colour
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08—Volume rendering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10—Geometric effects
    • G06T15/20—Perspective computation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/06—Children, e.g. for attention deficit diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/24—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving graphical user interfaces [GUIs]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10132—Ultrasound image
    • G06T2207/10136—3D ultrasound image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30008—Bone
    • G06T2207/30012—Spine; Backbone
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/41—Medical
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/62—Semi-transparency
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2215/00—Indexing scheme for image rendering
    • G06T2215/06—Curved planar reformation of 3D line structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T2219/008—Cut plane or projection plane definition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三维超声图像显示方法，包括以下步骤：S1：通过自动或手动的扫描方式获取一系列具有空间位置和角度信息的原始二维图像；S2：将所述原始二维图像进行图像重建，得到三维立体图像；S3：从所述三维立体图像中获取一张或多张相交于所述原始二维图像的一张或多张切面图像，并通过图像处理得到一张或多张重建二维图像；S4：将一张或多张所述原始二维图像及一张或多张所述切面图像在三维空间上一起显示；S5：在所述三维空间上，基于所述原始二维图像进行特征点、特征线以及特征面的选取和显示。本方法提供了一种有效率和高精度的三维图像显示方法，可以广泛应用到超声等三维成像方式中。

Description

三维超声图像显示方法
技术领域
本发明涉及超声成像领域，更具体地说，涉及一种三维超声图像显示方法。
背景技术
脊柱侧凸是患者脊柱从一侧向另一侧弯曲并且还可能旋转的医学状态。X射线评估通常用于确定脊柱侧凸。在治疗或监控周期内，必须获取脊柱侧凸患者的许多射线照片，这导致患者高剂量暴露于放射线中。因此，这种技术并不适合儿童和青少年。
近年来，三维超声成像技术在医学和研究中已经得到了广泛的应用。大部分的三维超声成像系统都是通过获取一系列有空间位置和角度信息的二维图像(即B超图)来实现，可以通过手动扫描或自动机械扫描。比如应用在胎儿观察的三维超声系统就是通过机械扫描实现，而脊柱三维超声成像系统则通常使用手动扫描。
所获取的一系列的有空间位置和角度信息的二维超声图像，目前有二种显示方式，第一种是直接在三维空间中显示对应的空间位置和角度上的二维超声图像，可以显示一张或多张图，但是这种方法不能提供其他切面像图像的信息；第二种是将所有图像，利用它们对应空间信息得到的二维图像重建，在重建过程中将一些没有被二维图像扫描到的部位进行弥补，从而得到比较完整的二维图像信息，但是同时图像也会得到一些平滑处理，从而造成所形成的图像质量没有原始的二维图像质量好，而且在进行图像处理后，一些原始的信息会丢失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在保持原始图像质量的同时，能够方便地进行三维图像展示和分析的三维超声图像显示方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种三维超声图像显示方法，包括以下步骤：
S1：通过自动或手动的扫描方式获取一系列具有空间位置和角度信息的原始二维图像；
S2：将所述原始二维图像进行图像重建，得到三维立体图像；
S3：从所述三维立体图像中获取一张或多张相交于所述原始二维图像的一张或多张切面图像，并通过图像处理得到一张或多张重建二维图像；
S4：将一张或多张所述原始二维图像及一张或多张所述切面图像在三维空间上一起显示；
S5：在所述三维空间上，基于所述原始二维图像进行特征点、特征线以及特征面的选取和显示。
进一步地，所述方法还包括：所述原始二维图像、所述切面图像和所述重建二维图像进行图像增强或伪彩色渲染，以增强所述原始二维图像和所述重建二维图像中显示的细节。
进一步地，所述步骤S5中在选取所述特征点、特征线以及特征面时，还进一步包括如下步骤：
S5-1：在所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像其中之一标记所述特征点、特征线或特征面的信息；
S5-2：在所述原始二维图像、切面图像及重建二维图像上自动显示在所述S5-1中确定的特征点、特征线或特征面的信息；
S5-3：判断在所述原始二维图像、切面图像、及重建二维图像中的标记所述特征点、特征线或特征面的信息是否准确；
S5-4：对所述S5-3中发现的不准确的标记作相应的调整；
S5-5：重复所述S5-2到S5-4的步骤直到在所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像中标记的所述特征点、特征线或特征面的信息得到确认为止。
进一步地，步骤S3中所述切面图像的获取是通过人工或自动选择并标注标记点形成的，在一组所述原始二维图像或重建二维图像上放一系列标记点，然后通过平滑曲线连接所述标记点，所述平滑曲线即表示原始二维图像或重建二维图像上，所述切面图像与所述原始二维图像或重建二维图像相交的位置。
进一步地，所述标记点单独调整位置时，平滑曲线会根据所述标记点的调整而自动进行调整，从而拟合所述标记点。
进一步地，该方法还包括在所述原始二维图像中标记所述切面图像或所述重建二维图像的相对位置。
进一步地，该方法还包括在所述切面图像或所述重建二维图像上标记所述原始二维图像的相对位置。
进一步地，所述步骤S5还包括，所述的特征点在一个所述切面图像上指示或者移动时，所述特征点也会在其他所述切面图像、原始二维图像或重建二维图像的相应位置实时地被指示或移动。
进一步地，所述特征点可以作为标记点而被标注在所述切面图像上。
进一步地，所述步骤S5还包括，在任何一张所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像上，当一个特定的所述特征点被选定，所有显示的所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像被重新选取并包括所述的特征点。
进一步地，所述切面图像是一个平面或三维曲面。
进一步地，所述步骤S3中所述的图像处理包括投影或平均算法。
进一步地，步骤S3中所述重建二维图像以每个像素的亮度代表超声回波信号的强度，而每个像素的亮度则代表超声回波发生在人体组织中的相对或绝对深度。
进一步地，所述切面图像或重建二维图像还进一步显示所述原始二维图像或所述特征线或特征面的旋转信息。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种超声三维图像显示方法，在三维图像显示的同时，一方面在三维空间中显示原始二维图像，另一方面则显示一张或多张切面图像。使用这一方式，既可以显示各个切面图像的图像，又可以在没有任何图像信息丢失的情况下显示原始二维图像及其空间位置和方向。在选取所述特征点、特征线以及特征面时，使用原始二维图像的信息，并借助于所述切面图像的信息，以得到更准确的判断。这一新的方法提供了一种更有效率和更高精度的三维图像显示方法，可以广泛应用到超声等三维成像方式中，包括任何需要先在一个面上得到图像和空间信息然后再得到三维成像的系统。因为不需要X射线，本发明使针对儿童的现场筛查和大规模筛查也成为可能，对脊柱的治疗提供了长期的监控途径。
附图说明
图1为本发明方法一个优选实施例的流程示意图；
图2为本发明方法一个优选实施例的原始二维图像中原始二维图像与切面图像相交位置示意图；
图3为本发明方法一个优选实施例的原始二维图像中原始二维图像与切面图像另一角度相交位置示意图；
图4为本发明方法一个优选实施例的原始二维图像中原始二维图像与切面图像另一角度相交位置示意图；
图5为本发明方法一个优选实施例的切面图像中原始二维图像与切面图像相交位置示意图；
图6为本发明方法一个优选实施例的切面图像是上下一致简单曲面的示意图；
图7为本发明方法一个优选实施例的切面图像是上下不一致的三维形状的示意图；
图8为本发明方法一个优选实施例的由所选的点所形成的切面图像的获取过程示意图；
图9为由图8中的所选的点所获取的切面图像示意图；
图10为本发明方法一个优选实施例的调整标记点前平滑曲线的位置；
图11为本发明方法一个优选实施例的调整标记点后平滑曲线的位置；
图12为本发明方法一个优选实施例的平滑曲线移动前的位置；
图13为本发明方法一个优选实施例的平滑曲线移动后的位置；
图14为本发明方法一个优选实施例的某一原始二维图像的示意图；
图15为本发明方法一个优选实施例的原始二维图像与第一切面图像和第二切面图像在三维空间上一起显示的示意图；
图16为本发明方法一个优选实施例的第一重建二维图像的示意图；
图17为本发明方法一个优选实施例的第二重建二维图像的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明可对各种器官进行的超声扫描进行三维图像显示，在本实施例中以脊柱为例，详述本三维超声图像显示方法的具体步骤。如图1所示，是本发明的三维超声图像显示方法的流程图，该方法包括以下步骤：
S1：通过自动或手动的扫描方式获取一系列具有空间位置和角度信息的原始二维图像；
S2：将所述原始二维图像进行图像重建，得到三维立体图像；
S3：从所述三维立体图像中获取一张或多张相交于所述原始二维图像的一张或多张切面图像，并通过图像处理得到一张或多张重建二维图像；
S4：将一张或多张所述原始二维图像、一张或多张所述切面图像、及一张或多张所述重建二维图像在三维空间上一起显示；
S5：在所述三维空间上，基于所述原始二维图像进行特征点、特征线以及特征面的选取和显示。
步骤S1中的原始二维图像是指在利用脊柱三维超声成像系统对脊柱进行手动或机械扫描时，获取的一系列具有空间位置和角度信息的超声二维图像。原始二维图像没有经过平滑或其它处理，不会丢失任何图像信息。脊柱三维超声成像系统在其他专利中已经公开，在此不做赘述。
步骤S2中的三维立体图像是利用原始二维图像的空间位置和角度信息通过图像重建的方式得到的。在重建过程中将一些没有被原始二维图像记录到的部位通过插值算法进行弥补，从而得到完整的三维立体图像。
三维立体图像中包含了多张步骤S3中的切面图像，切面图像的图像质量没有原始二维图像的好，并且一些原始信息可能会丢失。
原始二维图像或切面图像可以通过边缘检测得到脊柱结构的边缘，从而得到脊柱的三维立体图像。
超声波对脊柱进行扫描后得到的在某一个面的投影图可以进行三维立体显示。因为投影图上每一个像素都是由在三维空间中的一个特定位置的体素(voxel，即在三维空间中的像素)投影得到，所以每一个像素在三维空间的位置是已知的。
步骤S3中的切面图像是指从三维立体图像中获取的相交于原始二维图像的图像。这一切面图像可是是平面、简单曲面(即此曲面可以在一个方向拉升而变成平面)、或三维曲面。
步骤S3中的重建二维图像是通过一定区域内的原始二维图像信息综合处理而成，即通过把切面图像在一个选定的面作投影得到重建二维图像。
步骤S3中所述重建二维图像以每个像素的亮度代表超声回波信号的强度，而每个像素的亮度则代表超声回波发生在人体组织中的相对或绝对深度。这里绝对的意思是指从体表开始，而相对是指以任何一个位置作参考位置，比如体内的骨头的位置，等等。
步骤S3中的图像处理包括最大光度投影法，即在一定区域内选取光度最大的像素；平均投影法，即将一定区域的所有像素平均；透明投影法，即根据像素的光度值来设定透明度。进行信息综合处理的上述一定区域，可以在不同的原始二维图像上被标记出来。如图2、图3和图4所示，在原始二维图像上，用一条实线标示某一重建二维图像与原始二维图像相交的位置，实线两侧的虚线则标记用于重建该重建二维图像所需要的信息的区域范围。
也可以在原始二维图像上标记切面图像或重建二维图像的相对位置。请继续参看图2、图3和图4，若图中方形表示原始二维图像，则图中实线标示的即是切面图像或重建二维图像与原始二维图像相交的位置。如图2或3所示，切面图像或重建二维图像与原始二维图像相交的位置与原始二维图像某两条相对的边平行。如图4所示，切面图像或重建二维图像与原始二维图像相交的位置也可以不与原始二维图像某两条相对边平行，而是倾斜一定角度，即切面图像或重建二维图像与原始二维图像相交的位置与原始二维图像的某两条相对边形成大于0°并且小于90°的角度。
同理，也可以在所述切面图像或重建二维图像上标记所述原始二维图像的相对位置。
由于检测波与检测的脊柱之间有倾斜角度，造成图2、图3和图4中的三条线分离；若检测波与检测的脊柱完全正交，则上述三条线会合并为一线。
也可以在切面图像上标记原始二维图像的相对位置。如图5所示，若图中方形表示切面图像，虚线标示的是切面图像与原始二维图像相交的位置，则图中两条实线标示的即是原始二维图像两条相对边的相对位置。
切面图像既可以与原始二维图像正交，切面图像也可以不与原始二维图像正交，即切面图像与原始二维图像形成大于0°并且小于90°的角度。
切面图像可以是平面，也可以是曲面。当切面图像是曲面时，这个曲面可以是上下一致的简单曲面，如图6所示；也可以是上下不一致的三维形状，如图7所示。图6和图7中两个菱形表示的是与原始二维图像平行的平面。
切面图像与原始二维图像或重建二维图像相交的位置与原始二维图像或重建二维图像的某两条相对边形成的角度，切面图像是否与原始二维图像或重建二维图像正交以及切面图像是平面或者曲面，均取决于切面图像的获取。
如图8和图9所示，步骤S3中所述切面图像的获取是通过人工或自动选择并标注标记点形成的。具体为，在一组原始二维图像或重建二维图像上放一系列标记点，然后通过一条平滑曲线连接上述标记点。平滑曲线即表示原始二维图像或重建二维图像上，切面图像与该原始二维图像或该重建二维图像相交的位置，并且所述切面图像所在的面与原始二维图像或重建二维图像所在的平面正交。对于所述原始二维图像或重建二维图像而言，在这个原始二维图像或重建二维图像的正交面得到了一个是曲面的切面图像，如图8和图9所示，图8中原始二维图像或重建二维图像所在的平面与图8所在的平面平行，切面图像所在的面与图8所在的平面正交。
这里自动的意思是指根据图像中的特征由软件自动选取一系列标记点，比如可以可以根据图像中人体的表面、骨头的走向、脊柱的形状、脊柱骨的特征点等来自动识别所需要的标记点。比如图14中的第一重建二维图像中，图中央的黑色部分从上到下可以自动检测到，另外第二重建二维图像中的位于图右边的体表信息可以用于自动检测。
以上所选的标记点可以单独调整位置，所述平滑曲线会根据标记点的调整而自动进行调整，从而拟合所述标记点。如图10和图11所示。整条平滑曲线也可以在滑鼠的控制下移动，如图12和图13所示。
在步骤S3中对原始二维图像、切面图像和重建二维图像进行图像增强或伪彩色渲染，以增强原始二维图像和重建二维图像中显示的细节。
在步骤S4中将一张或多张所述原始二维图像及一张或多张所述切面图像在三维空间上一起显示，如图15所示，将原始二维图像与两张切面图像在三维空间上一起显示。
步骤S5中在选取所述特征点、特征线以及特征面时，还进一步包括如下步骤：
S5-1：在原始二维图像、切面图像或重建二维图像其中之一标记特征点、特征线或特征面的信息；
S5-2：在原始二维图像、切面图像及所述重建二维图像上自动显示在S5-1中确定的所述特征点、特征线或特征面的信息；
S5-3：判断在所述原始二维图像、切面图像、及所述重建二维图像中的标记所述特征点、特征线或特征面的信息是否准确；
S5-4：对S5-3中发现的不准确的标记作相应的调整；
S5-5：重复S5-2到S5-4直到在所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像中标记的所述特征点、特征线或特征面的信息得到确认为止。
在三维图像学中，特征点是指在三维模型中，用来表征局部邻域关系及特性的，具有一定几何意义的关键三维坐标点，特征点矩阵可用来存储或者表示三维模型的几何轮廓、生理特征等属性信息。例如脊椎的特征包括边缘、棘突和横突的顶点。
特征点、特征线和特征面的提取，是在二维图像或三维立体图像当中，手工、半自动或自动标记出所需要的数据位置。
本实施例中，步骤S5还包括，所述的特征点在一个所述切面图像上指示或者移动时，所述特征点也会在其他所述切面图像、原始二维图像、或重建二维图像的相应位置实时地被指示或移动。
当上述特征点被标记，比如按一下滑鼠左键，此特征点就会成为标记点，此标记点就会被标注在这一图像上，这样滑鼠就可以移动到其他图像上去操作，标记点的位置可以通过按右键再次激活，从而在这个图上的特征点可以被再次移动。
步骤S5还包括，在任何一张所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像上，当一个特定的所述特征点被选定好，所有显示的所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像上将被重新选取并包括所述的特征点。特定的位置被选定后，已有的脊柱模型会根据特定的位置调整模型的形状，从而使模型与检测的脊柱相适应。
为了进一步对本方法进行说明，请参看图14-17，分别为某一原始二维图像的示意图、原始二维图像与第一切面图像和第二切面图像在三维空间上一起显示的示意图、第一重建二维图像的示意图和第二重建二维图像的示意图。其中，第一重建二维图像为第一切面图像在某一平面上的投影，第二重建二维图像为第二切面图像在另一平面上的投影。
图14为某一原始二维图像的示意图，在图14中K为第一切面图像与原始二维图像的交界线(在交界线的两边可以另外有两条线来标记第一重建二维图像作投影处理时的范围)。在图14中L为第二切面图像与原始二维图像的交界线(在其两边可以另外有两条线来标记第二重建二维图像作投影处理时的范围)。
图15为原始二维图像与第一切面图像、第二切面图像在三维空间上一起显示的示意图。图中H为第一切面图像，其中切面图像四周位于中间的一条线是指第一切面图像的位置，另外两条线是用来标记用以形成第一重建二维图像所作投影处理的范围。图中I为第二切面图像，其中切面图像四周位于中间的一条线是指第二切面图像的位置，另外两条线是用来标记用以形成第二重建二维图像所作投影处理的范围。图中J为图14中所示的原始二维图像。
图16为第一重建二维图像的示意图。第一重建二维图像具体为图15中，第一切面图像在xy平面的投影。图中E为在第一重建二维图像上的有关图14所示的原始二维图像的位置标记。中间一条线指原始二维图像与第一重建二维图像的交界线，旁边两条线是指原始二维图像的其中两条边在第一重建二维图像上的投影。图中F为在第一重建二维图像上的一系列标记点及其拟合的曲线，这条曲线决定了第二切面图像，进而决定了图17所示的第二重建二维图像。G在第一重建二维图像上的标记相对于在图14所示的原始二维图像中的拟合的曲线的一个区域，这一区域决定了在第二重建二维图像的最大像素值投影或像素平均值等投影处理的范围。图中切面图像或重建二维图像还进一步显示原始二维图像或所述特征线或特征面的旋转信息。具体地，P是在第一重建二维图像上的标记相对于F的一条曲线，这一曲线偏离F的位置表示了原始二维图像或者所获得的特征线、特征面在轴向的旋转量，而偏离F的一边或另一边则表示旋转的方向。同样的方法可以在图17中应用。
图17为第二重建二维图像的示意图。第二重建二维图像具体为图15中，第二切面图像在yz平面的投影。图中M为在第二重建二维图像上的有关原始二维图像的位置标记。中间一条线指原始二维图像与第二重建二维图像的交界线，旁边两条线是指原始二维图像的其中两条边在第二重建二维图像上的投影。N为在第二重建二维图像上的一系列标记点及其拟合的曲线，这条曲线决定了第一切面图像，进而决定了在第一重建二维图像。O为在第二重建二维图像上的标记相对于在图14所示的原始二维图像中的拟合的曲线的一个区域，这一区域决定了在第一重建二维图像的最大像素值投影或像素平均值等投影处理的范围。
在本申请中虽然以脊柱侧凸为例描述了本发明的方法，但是本发明并不局限于在脊柱侧凸检查方面的应用，还可以广泛应用到其它超声三维成像方式中，包括任何需要先在一个面上得到图像和空间信息然后再得到三维成像的系统。
由于不需要X射线，本发明使针对儿童的现场筛查和大规模筛查也成为可能，对脊柱侧凸治疗提供了长期的监控。由于本方法不需要有害辐射来操作，所以它可以用于任何患者而不需限制时间或频率，每月、每周或者每天评估脊柱侧凸将成为可能。在治疗脊柱侧凸的过程中，连续监控结果非常重要。相反，标准X射线评估将连续评估之间的时间限制到3至9个月，原因在于辐射危害。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种三维超声图像显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过自动或手动的扫描方式获取一系列具有空间位置和角度信息的原始二维图像；
S2：将所述原始二维图像进行图像重建，得到三维立体图像；
S3：从所述三维立体图像中获取一张或多张相交于所述原始二维图像的一张或多张切面图像，并通过图像处理得到一张或多张重建二维图像；其中，通过将一系列标记点放置在一组原始二维图像上，然后用平滑曲线连接标记点来获得所述切面图像；通过将切面图像投影到所选择的平面上而获得所述重建二维图像；
S4：将一张或多张所述原始二维图像及一张或多张所述切面图像在三维空间上一起显示；
S5：在所述三维空间上，基于所述原始二维图像进行特征点、特征线以及特征面的选取和显示；所述步骤S5中在选取所述特征点、特征线以及特征面时，还进一步包括如下步骤：
S5-1：在所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像其中之一标记所述特征点、特征线或特征面的信息；
S5-2：在所述原始二维图像、切面图像及重建二维图像上自动显示在所述S5-1中确定的特征点、特征线或特征面的信息；
S5-3：判断在所述原始二维图像、切面图像、及重建二维图像中的标记所述特征点、特征线或特征面的信息是否准确；
S5-4：对所述S5-3中发现的不准确的标记作相应的调整；
S5-5：重复所述S5-2到S5-4的步骤直到在所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像中标记的所述特征点、特征线或特征面的信息得到确认为止。
2.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述方法还包括：所述原始二维图像、所述切面图像和所述重建二维图像进行图像增强或伪彩色渲染，以增强所述原始二维图像和所述重建二维图像中显示的细节。
3.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述平滑曲线即表示原始二维图像或重建二维图像上，所述切面图像与所述原始二维图像或重建二维图像相交的位置。
4.根据权利要求3所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述标记点单独调整位置时，平滑曲线会根据所述标记点的调整而自动进行调整，从而拟合所述标记点。
5.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，该方法还包括在所述原始二维图像中标记所述切面图像或所述重建二维图像的相对位置。
6.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，该方法还包括在所述切面图像或所述重建二维图像上标记所述原始二维图像的相对位置。
7.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述步骤S5还包括，所述的特征点在一个所述切面图像上指示或者移动时，所述特征点也会在其他所述切面图像、原始二维图像或重建二维图像的相应位置实时地被指示或移动。
8.根据权利要求7所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述特征点可以作为标记点而被标注在所述切面图像上。
9.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述步骤S5还包括，在任何一张所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像上，当一个特定的所述特征点被选定，所有显示的所述原始二维图像、切面图像或重建二维图像被重新选取并包括所述的特征点。
10.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述切面图像是一个平面或三维曲面。
11.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述步骤S3中所述的图像处理包括投影或平均算法。
12.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，步骤S3中所述重建二维图像以每个像素的亮度代表超声回波信号的强度，而每个像素的亮度则代表超声回波发生在人体组织中的相对或绝对深度。
13.根据权利要求1所述的一种三维超声图像显示方法，其特征在于，所述切面图像或重建二维图像还进一步显示所述原始二维图像或所述特征线或特征面的旋转信息。
CN201710559995.9A 2017-07-11 2017-07-11 三维超声图像显示方法 Active CN109242947B (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710559995.9A CN109242947B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 三维超声图像显示方法
JP2020501253A JP7016944B2 (ja) 2017-07-11 2018-07-03 ３次元超音波画像の表示方法
AU2018301580A AU2018301580B2 (en) 2017-07-11 2018-07-03 Three-dimensional ultrasound image display method
EP18831411.6A EP3654292A4 (en) 2017-07-11 2018-07-03 THREE-DIMENSIONAL ULTRASONIC IMAGE DISPLAY PROCESS
PCT/CN2018/094311 WO2019011160A1 (zh) 2017-07-11 2018-07-03 三维超声图像显示方法
US16/629,586 US11288848B2 (en) 2017-07-11 2018-07-03 Three-dimensional ultrasound image display method
CA3069590A CA3069590A1 (en) 2017-07-11 2018-07-03 Three-dimensional ultrasound image display method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710559995.9A CN109242947B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 三维超声图像显示方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109242947A CN109242947A (zh) 2019-01-18
CN109242947B true CN109242947B (zh) 2023-07-21

Family

ID=65001576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710559995.9A Active CN109242947B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 三维超声图像显示方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11288848B2 (zh)
EP (1) EP3654292A4 (zh)
JP (1) JP7016944B2 (zh)
CN (1) CN109242947B (zh)
AU (1) AU2018301580B2 (zh)
CA (1) CA3069590A1 (zh)
WO (1) WO2019011160A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114503166A (zh) * 2019-12-18 2022-05-13 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 三维体数据的测量方法、测量系统、医疗器械及存储介质
CN111556255B (zh) * 2020-04-30 2021-10-01 华为技术有限公司 图像生成方法及装置
CN112818991B (zh) * 2021-02-18 2024-04-09 长江存储科技有限责任公司 图像处理方法及图像处理装置、电子设备、可读存储介质
CN114209354B (zh) * 2021-12-20 2024-10-01 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种超声图像的显示方法、装置、设备及可读存储介质
CN115661285B (zh) * 2022-10-27 2023-09-22 东莘电磁科技(成都)有限公司 一种规则曲面所受天线时谐近场感应特征图像生成方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2395880A (en) * 2002-11-27 2004-06-02 Voxar Ltd Curved multi-planar reformatting of 3D volume data sets
WO2010062989A2 (en) * 2008-11-28 2010-06-03 Fujifilm Medical Systems Usa, Inc. System and method for propagation of spine labeling
WO2011030274A2 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improvements to curved planar reformation
CN102497821A (zh) * 2009-07-27 2012-06-13 香港理工大学 用于评估脊柱侧凸的三维（3d）超声成像系统
CN102688071A (zh) * 2012-06-15 2012-09-26 华东医院 超声浅表组织与器官容积扫描断层成像方法
CN103417243A (zh) * 2012-05-24 2013-12-04 中慧医学成像有限公司 一种三维超声成像装置、系统和方法
CN104306021A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 北京理工大学 全局匹配优化的超声图像三维重建方法
CN105232084A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种超声三维成像控制方法、成像方法及系统
CN106061424A (zh) * 2013-12-20 2016-10-26 皇家飞利浦有限公司 用于跟踪穿刺器械的系统和方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4647899B2 (ja) * 2003-10-14 2011-03-09 オリンパス株式会社 超音波診断装置
JP2011182075A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd 画像処理装置
US20120245465A1 (en) * 2011-03-25 2012-09-27 Joger Hansegard Method and system for displaying intersection information on a volumetric ultrasound image
US9713508B2 (en) * 2012-04-30 2017-07-25 Christopher Schlenger Ultrasonic systems and methods for examining and treating spinal conditions
KR101501518B1 (ko) * 2012-06-11 2015-03-11 삼성메디슨 주식회사 3차원(3ｄ) 초음파 영상과 2차원(2ｄ) 초음파 영상을 디스플레이하는 방법 및 장치
CN104095651B (zh) * 2013-04-02 2016-01-13 中慧医学成像有限公司 三维超声成像系统
US20140140598A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-22 General Electric Company Systems and methods for 2d and 3d image integration and synchronization
JP5487339B2 (ja) * 2013-02-18 2014-05-07 株式会社東芝 医用画像処理装置
EP2961324B1 (en) * 2013-02-28 2023-01-11 Rivanna Medical, Inc. Systems and methods for ultrasound imaging
US9349220B2 (en) * 2013-03-12 2016-05-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Curve correction in volume data sets
CN109223045A (zh) * 2017-07-11 2019-01-18 中慧医学成像有限公司 一种矫形支具的调整方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2395880A (en) * 2002-11-27 2004-06-02 Voxar Ltd Curved multi-planar reformatting of 3D volume data sets
WO2010062989A2 (en) * 2008-11-28 2010-06-03 Fujifilm Medical Systems Usa, Inc. System and method for propagation of spine labeling
CN102497821A (zh) * 2009-07-27 2012-06-13 香港理工大学 用于评估脊柱侧凸的三维（3d）超声成像系统
WO2011030274A2 (en) * 2009-09-11 2011-03-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improvements to curved planar reformation
CN103417243A (zh) * 2012-05-24 2013-12-04 中慧医学成像有限公司 一种三维超声成像装置、系统和方法
CN102688071A (zh) * 2012-06-15 2012-09-26 华东医院 超声浅表组织与器官容积扫描断层成像方法
CN106061424A (zh) * 2013-12-20 2016-10-26 皇家飞利浦有限公司 用于跟踪穿刺器械的系统和方法
CN104306021A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 北京理工大学 全局匹配优化的超声图像三维重建方法
CN105232084A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 一种超声三维成像控制方法、成像方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Ultrasound Volume Projection Imaging for Assessment of Scoliosis";Chung-wai James Cheung等;《IEEE Transactions on Medical Imaging》;20150831;1760-1768页 *
Chung-wai James Cheung等."Ultrasound Volume Projection Imaging for Assessment of Scoliosis".《IEEE Transactions on Medical Imaging》.2015, *

Also Published As

Publication number Publication date
CA3069590A1 (en) 2019-01-17
CN109242947A (zh) 2019-01-18
US20210110580A1 (en) 2021-04-15
JP7016944B2 (ja) 2022-02-07
WO2019011160A1 (zh) 2019-01-17
EP3654292A1 (en) 2020-05-20
AU2018301580B2 (en) 2022-08-25
JP2020528302A (ja) 2020-09-24
EP3654292A4 (en) 2021-05-05
US11288848B2 (en) 2022-03-29
AU2018301580A1 (en) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109242947B (zh) 三维超声图像显示方法
CN105705096B (zh) 用于显示医学图像的方法和设备
US20190325255A1 (en) Matching geometry generation and display of mammograms and tomosynthesis images
US20190295250A1 (en) Method, apparatus and system for reconstructing images of 3d surface
US8165365B2 (en) Method and system for displaying tomosynthesis images
Mischkowski et al. Geometric accuracy of a newly developed cone-beam device for maxillofacial imaging
US20170135655A1 (en) Facial texture mapping to volume image
DE102014216718A1 (de) Steuerung der Positionierung eines Scanbereichs einer medizintechnischen bildgebenden Anlage
US20180146934A1 (en) Method and apparatus for x-ray scan of occlusal dental casts
Ibraheem Reduction of artifacts in dental cone beam CT images to improve the three dimensional image reconstruction
CN105899144A (zh) 图像处理装置、图像诊断系统、图像处理方法和存储介质
US9996929B2 (en) Visualization of deformations using color overlays
CN117042695A (zh) 断层扫描的基于图像的规划
JP2006506142A (ja) ボリュームデータセット内に撮像された対象の表示方法
US20120007851A1 (en) Method for display of images utilizing curved planar reformation techniques
Luckner et al. Towards full-body x-ray images
JP2004016374A (ja) 医療用撮像装置
Harris Display of multidimensional biomedical image information
CN108113749B (zh) 距解剖腔的壁的距离的可视化
CN115937233A (zh) 口腔模型分割方法、电子设备和存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40002671

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant