CN110072436A - 脊柱医学成像数据的简化导航 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医学成像系统(700)，包括：存储器(734)，其用于存储机器可执行指令(740)；显示器(732)，其用于绘制用户接口(800)；以及处理器(730)。所述机器可执行指令的执行使所述处理器接收(1000)描述对象(718)的感兴趣区域(709)的三维医学图像数据(746)。所述感兴趣区域包括脊柱(200)。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收(1002)各自描述所述三维医学图像数据中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合(748)。所述脊柱坐标系的集合还包括各自被定位在脊柱中心线(108)上的脊柱中心线位置的集合(102)。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收(1004)脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射(750)。所述简化坐标系包括描述沿着所述脊柱中心线的位置的脊柱高度(300)。所述简化坐标系还包括相对于局部脊椎取向的旋转取向。所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述用户接口重复地接收(1006)所述简化坐标系的简化坐标(752)。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地计算(1008)脊柱图像绘制(754)。计算所述脊柱图像绘制包括使用所述映射将所述简化坐标转换为脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在显示器上重复地绘制(1010)所述脊柱图像绘制。

Description

脊柱医学成像数据的简化导航

技术领域

本发明涉及医学成像和磁共振成像，具体涉及脊柱的医学成像。

背景技术

大的静态磁场由磁共振成像(MRI)扫描器用于对齐原子的核自旋，作为用于产生患者的身体内的图像的流程的一部分。该大的静态磁场被称为B0场。

在MRI扫描期间，由一个或多个发射器线圈生成的射频(RF)脉冲引起所谓的B1场。另外施加的梯度场和B1场引起对有效局部磁场的扰动。RF信号然后由核自旋发射并且由一个或多个接收器线圈来检测。这些RF信号被用于构建MR图像。这些线圈还能够被称为天线。

MRI扫描器能够构建要么是切片要么是体积的图像。切片是仅一个体素厚的薄的体积。体素是在其上MR信号被求平均的小体积元素，并且表示MR图像的分辨率。如果考虑单个切片，则体素在本文中还可以被称为像素(图片元素)。

MRI技术能够被用于对对象内的各种解剖结构进行成像。Vrtovec、等人的期刊文章“Automated generation of curved planar reformations from MR images ofthe spine”(Physics in medicine and biology 52.10(2007):2865)描述了一种用于使用MRI来生成脊柱的曲面重建(CPR)图像的方法(此后称为“Vrtovec等人”)。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医学成像系统、一种计算机程序产品以及一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。

脊柱包括个体脊椎，个体脊椎在某种程度上相对于彼此是可移动的。对医学图像数据进行导航以找到特定解剖结构的特定视图会是困难的，并且可能涉及对所述操作者的一部分的反复试验。实施例可以使该过程流线化，或者甚至完全消除通过提供使用简化坐标系对脊柱的导航所涉及的反复试验。所述简化坐标系能够根据脊柱高度来定义，其等价于沿着脊柱中心线的特定位置、关于所述脊柱中心线的旋转以及与所述脊柱中心线的偏移。

能够针对形成脊柱坐标系的集合的脊椎中的每个脊椎来定义个体坐标系。所述简化坐标系与所述脊柱坐标系之间的映射提供了针对关于所述脊柱中心线的旋转和偏移的空间取向。操作者还能够选择脊柱的一个或多个视图以显示哪个视图被引用到选定的简化坐标。例如，CPR图像能够被用于交互式地导航三维医学成像数据，并且然后，操作者能够选择待显示的图像的类型。

使用这样的交互式和简化坐标系的另一潜在优点在于：所述简化坐标系自身可以用作包含描述脊柱的数据的各种三维医学成像数据集之间的配准。这例如可以被用于快速并且高效地比较在不同时间处成像的相同对象的医学成像数据集。操作者或分割算法可以一致地定义脊柱坐标系的集合。这对于使得操作者能够定义感兴趣的配准或特定简化坐标位置将是足够的。操作者识别一幅图像中的简化坐标，并且然后，另一图像中的简化坐标能够被用于自动地生成相同的视图。

这样的布置还可以用于比较来自不同对象的三维医学成像数据。例如，所述脊柱高度可以基于相对于最近的脊椎的缩放尺寸。脊柱高度然后将独立于绝对距离并且将是解剖学上中性的。这例如可以使得能够使用参考三维医学成像数据来识别所述简化坐标中的解剖位置(和视图)。一旦定义了所述脊柱坐标系的集合，则就可以自动潜在地从其他对象的其他三维医学成像数据集中回顾这些视图。

在一个方面中，本发明提供一种包括用于存储机器可执行指令的存储器的医学成像系统。所述医学成像系统还包括用于绘制图形用户接口的显示器。所述医学成像系统还包括用于控制所述医学成像系统的处理器。

所述机器可执行指令的执行使所述处理器接收描述对象的感兴趣区域的三维医学图像数据。所述感兴趣区域包括脊柱。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收各自描述所述三维医学图像中的脊椎的位置和取向的空间坐标系的集合。脊椎是诸如构成脊柱的硬或刚性部分的结构的骨骼。所述脊柱坐标系例如可以各自描述所述脊柱的脊椎的位置和取向。所述脊柱坐标系的集合还包括各自描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱中心线位置的集合。所述脊柱中心线位置的集合例如可以是脊柱坐标系的集合的一部分。例如，所述脊椎中的每个脊椎可以定义被指示为脊柱中心线位置的点并且然后具有被用于根据该脊柱中心线位置定义所述脊柱坐标系的集合的其他特征或坐标系。

所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射。所述简化坐标系包括描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱高度。所述简化坐标系还包括相对于所述局部脊椎取向的旋转取向。所述局部脊椎取向例如可以是所述脊柱坐标系的集合中的一个脊柱坐标系。所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移。当对所述脊柱的三维图像进行导航时的困难在于：脊柱是柔性的，并且脊椎可以相对于彼此稍微旋转或倾斜。使用标准三维坐标系，指定或者找到所述三维医学图像数据中的脊柱的特定视图可能是非常棘手的。所述简化坐标系可以减少对于操作者而言实现所述脊柱中的特定视图所花费的操作的数目。所述简化坐标系还可以用作特定脊柱的一个三维医学图像数据与另一三维医学图像数据之间的实际配准。

所述脊柱中心线和所述脊柱坐标的集合例如可以根据脊椎中的界标或者容易地可识别的特征来定义。人或分割算法可以针对不同的三维医学图像数据集中的相同脊柱一致地、容易地定义脊柱中心线的位置和脊柱坐标系的相关联的集合。

一旦所述简化坐标已经在一个三维医学图像数据集中被识别，则操作者可以加载相同人的脊柱的三维图像数据集并且可以一致地转到所述医学图像数据的不同采集中的相同视图。所述简化坐标系的又一优点在于：其还可以辅助比较不同个体或对象的脊柱。例如，一旦建立了所述脊柱坐标系的集合以及所述脊柱坐标系的集合与所述简化坐标系之间的所述映射，则不同个体中的坐标应当示出相同视图和沿着所述脊柱的相对位置。这例如可以使得操作者能够在不必手动地对所述三维医学图像数据进行导航的情况下一致地抽出所述脊柱的特定视图。

所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述图形用户接口重复地接收所述简化坐标系的简化坐标。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地计算脊柱图像绘制。所述脊柱图像绘制的计算包括使用所述映射将所述简化坐标转换为脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在显示器上重复地绘制所述脊柱图像绘制。以上三个步骤描述所述机器可执行指令的循环，其中，操作者能够使用针对所述简化坐标系而提供的所述简化坐标容易地导航所述三维医学图像数据。

所述用户接口接收所述简化坐标。所述映射然后将此转换为脊柱坐标系的集合。这然后被用于根据所述三维医学图像数据来引用坐标。所述三维医学图像数据例如可以根据笛卡尔坐标系来定义。所述脊柱坐标系的集合是在所述三维医学图像数据的固有坐标系内的空间中定位和取向的坐标系。

该医学成像系统的优点可以包括：当对所述三维医学图像数据进行导航时，操作者的负担减小。

在另一实施例中，例如可以通过从其中操作者识别各种脊椎的位置和取向的图形用户接口接收输入来执行对所述三维医学图像数据的接收。

在另一实施例中，通过分割算法来执行对所述脊柱坐标系的集合的接收。

在另一实施例中，所述脊柱坐标系的集合与所述简化坐标系之间的所述映射的所述接收可以包括定义所述简化坐标系如何与脊柱坐标的个体集合相关。所述脊柱坐标系的集合例如可以定义多个脊椎的所述位置和取向。当操作者对所述脊柱中心线上下导航时，相对于该位置的最近的脊椎是相关脊柱坐标系。不同的方法能够被设计用于进行该映射。例如，在哪个脊椎所使用的哪个坐标的使用中可能存在突然改变。在其他范例中，两个最近的脊柱中心线位置之间的距离可以被用于取得最近的脊柱坐标系之间的平均。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述用户接口重复地接收图像绘制类型选择。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用所述图像绘制类型选择重复地重新计算脊柱图像绘制。该实施例可以是有益的，因为其可以使得操作者能够在各种图像绘制类型之间切换，并且在一些实例中还使得操作者能够选择要在所述图形用户接口上显示的多个图像绘制类型。这可以是有利的，例如，因为可能存在以促进找到用于成像的恰当解剖界标或区域的方式来显示所述脊柱的一些图像绘制类型。一旦这些界标已经被发现，那么可以选择具有对于内科医师而言有用的类型的图像绘制类型。

在另一实施例中，所述图像绘制类型是以下中的任一项：具有自由选取的轴的正交视图、具有与所述三维数据对齐的轴的正交视图、具有与所述脊柱坐标下的所述脊柱中心线位置对齐的轴的正交视图。

可能存在各种不同的图像绘制类型。例如，一种图像绘制类型可以是常规非引导的正交视图。这例如可以是自由导航并且对应于具有自由选取的轴的正交视图。在该范例中，选取所述三维数据集的视图，并且所述轴被任意地取向。在另一范例中，可能存在具有与在所述三维医学图像数据中固有或定义的轴平行的轴的脊柱引导的正交视图。例如，所述简化坐标可以被用于仅导航仍然根据所述三维医学图像数据的所述坐标系计算或示出的所述视图。这可以对应于具有与所述三维数据对齐的轴的正交视图。具有与所述脊柱坐标下的所述脊柱中心线位置对齐的轴的所述正交视图可以采取若干变型。这可以取决于被用于对所述三维数据进行切片的平面的类型。例如，这可以对应于倾斜的脊柱引导的正交视图。使用笛卡尔坐标系，然而，笛卡尔坐标系由最近的或两个最近的脊柱坐标系的集合来定义。

一个轴例如可以与所述脊柱中心线正切。还设想到了，被用于切割所述三维医学图像数据的所述平面可能不必是平坦的平面。可以存在例如失真并且跟随所述脊柱中心线的平面。这例如可以是其中所述脊柱中心线被投影到视图平面中的半全体(plenary)格式。在这种情况下，所述弯曲在所述正交视图中仍然是可见的。在其他范例中，这可以对应于其中所述脊柱中心线变为直线的全平面重定格式。在所述半全体格式和所述完全全体格式两者中，可能存在在所得到的图像中引起的一些失真。然而，这两个视图中的任一个视图可以在识别所述脊柱内的确切位置过程中是极其有用的。例如，所述半全体格式或者所述完全全体格式可以由操作者用于快速地导航通过所述三维医学图像数据，并且然后，一旦恰当的解剖位置被定位就切换到其他图像绘制类型中的一种类型。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述用户接口接收位置配准选择。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器存储所述简化坐标作为图像配准。这可以是有益的，因为其可以提供保存能够稍后从图像回顾或者甚至被应用到包含相同对象或甚至不同对象的脊柱的医学图像数据的所述配准的高效手段。

所述图形用户接口例如可以具有按钮或小挂件，在所述按钮或小挂件上，当被按压时使得所述简化坐标被存储在存储器中作为所述图像配准。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收描述所述对象的额外感兴趣区域的额外三维图像数据。所述对象可以是相同或不同的对象。所述感兴趣区域包括所述脊柱。所述脊柱例如可以是在不同时间处成像的相同脊柱或者其可以是来自不同的对象的脊柱。

所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收描述对象的所述感兴趣区域的额外三维医学图像数据。所述感兴趣区域包括所述脊柱。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收等价于脊柱坐标系的集合的脊柱坐标系的额外集合。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收额外映射。所述额外映射是在脊柱坐标系的额外集合与所述简化坐标系之间的。这可以是有益的，因为这基本上将所述额外三维医学图像数据与所述三维医学图像数据配准。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器计算额外脊柱图像绘制。计算所述额外脊柱图像绘制包括：使用所述额外映射将所述简化坐标转换为脊柱坐标系的额外集合，以确定所述额外三维医学图像数据中的额外图像位置。在一些范例中，所述简化坐标可以是所述图像配准并且可以从存储装置或存储器来回顾。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在所述显示器上绘制所述额外脊柱图像绘制。该实施例可以是有益的，因为其可以使得操作者能够容易地在不需要对所述第二数据集进行导航的情况下容易地显示来自多个数据集的脊柱图像。

在另一实施例中，从用户接口接收所述脊柱坐标的集合和所述映射作为输入。例如，所述操作者可能曾经使用常规接口来识别使得脊柱坐标的集合能够被确定的个体脊椎和特定解剖位置。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用分割算法来计算对所述三维医学图像数据的分割。所述分割算法可以根据能够识别脊椎的所述位置和取向的标准分割算法。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用所述分割来计算所述脊柱坐标系的集合和/或所述映射。这可以是有益的，因为其可以实现脊柱坐标系的集合的自动生成以及等效地还有所述脊柱坐标系的集合与所述简化坐标系之间的映射。

在另一实施例中，所述三维医学图像数据是以下中的任一项：三维数据集，以及二维切片的堆叠。

在另一实施例中，所述医学成像系统还包括磁共振成像系统。所述存储器还包括脉冲序列命令。所述脉冲序列命令包括用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振成像协议来采集所述三维医学图像数据的命令。所述三维图像数据是磁共振成像数据。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器通过根据所述磁共振数据重建所述三维医学图像数据来接收所述三维医学图像数据。

在另一实施例中，所述三维图像数据是以下中的任一项：T1加权图像、T2加权图像、以及复合T1和T2加权图像。

在另一实施例中，所述医学成像系统还包括计算机断层摄影系统。

在另一实施例中，所述三维图像数据是计算机断层摄影图像数据。

在另一方面中，本发明提供一种医学成像方法。所述方法包括接收描述对象的感兴趣区域的三维医学图像数据。所述感兴趣区域包括脊柱。所述方法还包括接收各自描述三维医学图像中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合。所述脊柱坐标系的集合还包括各自描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱中心线位置的集合。所述方法还包括接收所述脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射。所述简化坐标系包括描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱高度。所述简化坐标系还包括相对于所述局部脊椎取向的旋转取向。

所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移。所述方法还包括从所述图形用户接口重复地接收所述简化坐标系的简化坐标。所述方法还包括重复地计算脊柱图像绘制。所述脊柱图像绘制的计算包括使用所述映射将所述简化坐标转换为脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置。所述方法还包括在显示器上重复地绘制所述脊柱图像绘制。先前已经讨论了该方法的优点。

在另一实施例中，所述方法还包括从所述用户接口重复地接收图像绘制类型选择。所述方法还包括使用所述图像绘制类型选择重复地重新计算所述脊柱图像绘制。先前已经讨论了该方法的优点。

在另一方面中，本发明提供了一种包括用于由控制所述医学成像系统的处理器执行的机器可执行指令的计算机程序产品。所述医学成像系统包括用于绘制图形用户接口的显示器。所述机器可执行指令的执行使所述处理器接收描述对象的感兴趣区域的三维医学图像数据。所述感兴趣区域包括脊柱。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收各自描述所述三维医学图像中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合。所述脊柱坐标系的集合还包括各自描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱中心线位置的集合。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收所述脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射。所述简化坐标系包括描述沿着脊柱中心线的位置的脊柱高度。所述简化坐标系还包括相对于局部脊椎取向的旋转取向。所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移。

所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述图形用户接口重复地接收所述简化坐标系的简化坐标。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地计算脊柱图像绘制。所述脊柱图像绘制的所述计算包括使用所述映射将所述简化坐标转换为脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在显示器上绘制所述脊柱图像绘制。先前已经讨论了该计算机程序产品的优点。

在另一实施例中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述用户接口重复地接收图像绘制类型选择。所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用所述图像绘制类型选择重复地重新计算脊柱图像绘制。先前已经讨论了该实施例的优点。

应当理解，可以组合本发明的前述实施例中的一个或多个实施例，只要组合的实施例不是互相排斥的。

如本领域技术人员将意识到的，本发明的各方面可以被实现为一种装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，其可以全部在本文中统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取以具有实现在其上的计算机可执行代码的一个或多个计算机可读介质的计算机程序产品的形式。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。如在本文中所使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储由计算设备的处理器可执行的指令的任何有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质还可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可能能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘、磁性硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘和处理器的寄存器堆。光盘的范例包括光盘(CD)和数字通用光盘(DVD)(例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R磁盘)。术语计算机可读存储介质还指代能够经由网络或通信链路由计算机设备访问的各种类型的记录介质。例如，可以通过调制解调器、通过因特网或通过局域网检索数据。在计算机可读介质上实现的计算机可执行代码可以使用任何适当的介质传送，包括但不限于无线、有线线路、光纤电缆、RF等或前述内容的任何适合的组合。

计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的计算机可执行代码的传播数据信号(例如，在基带内或作为载波的一部分)。这样的传播信号可以采取各种形式中的任一个，包括但不限于电磁、光或其任何适合的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以传递、传播或传输用于由指令运行系统、装置或设备或结合其使用的程序的任何计算机可读介质。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是对处理器直接可访问的任何存储器。“计算机存储装置”或“存储装置”是计算机可读存储介质的另一范例。计算机存储装置可以是任何易失性或者非易失性计算机可读存储介质。

如在本文中所使用的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解释为可能包含超过一个处理器或处理核心。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以指代单个计算机系统内或分布在多个计算机系统中间的处理器的集合。术语计算设备还应当被解释为可能指代各自包括(一个或多个)处理器的计算设备的集合或网络。可以由可以在所述相同计算设备内或者可以甚至跨多个计算设备分布的多个处理器执行所述计算机可执行代码。

计算机可执行代码可以包括使得处理器执行本发明的方面的机器可执行指令或程序。执行用于本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以以一个或多个编程语言的任何组合书写，包括面向对象编程语言(诸如Java、Smalltalk、C++等)和常规程序编程语言(诸如“C”编程语言或类似编程语言)并且被编译为机器可执行指令。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以以高级语言的形式或以预编译形式并且结合生成在飞行中的所述机器可执行指令的解译器使用。

所述计算机可执行代码可以全部地在所述用户的计算机上、部分地在所述用户的计算机上、作为独立软件包、部分地在所述用户的计算机上并且部分地在远程计算机上或全部地在所述远程计算机或服务器上运行。在后者场景中，所述远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))被连接到所述用户的计算机，或者可以对外部计算机做出连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)。

参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或块图描述本发明的各方面。应当理解，可以通过在适用时以计算机可执行代码的形式的计算机程序指令实现流程图、图示和/或块图中的每个块或块的部分。还应当理解，当不相互排斥时，可以组合不同的流程图、图示和/或块图中的块的组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机的处理器、专用计算机或其他可编程数据处理装置以产生机器，使得经由所述计算机或其他可编程数据处理装置的所述处理器执行的所述指令创建用于实现所述流程图和/或(一个或多个)块图块中所指定的所述功能/动作的装置。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，其可以引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得被存储在所述计算机可读介质中的所述指令产生包括实现所述流程图和/或(一个或多个)块图块中所指定的所述功能/动作的指令的制造品。

计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他装置上以使得一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他装置上执行来产生计算机实现的过程，使得在处理器或其他可编程装置上运行的指令提供用于实现流程图和/或(一个或多个)块图块中所指定的功能/动作的过程。

如在本文中所使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向所述操作者提供信息或数据和/或从所述操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的用户能够由所述计算机接收并且可以从所述计算机向所述用户提供输出。换句话说，所述用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机并且所述接口可以允许所述计算机指示所述操作者的控制或操纵的所述效果。显示器或图形用户接口上的数据或信息的所述显示是将信息提供给操作者的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指点杆、图形板、操纵杆、游戏键盘、网络摄像头、头戴式耳机、踏板、有线手套、遥控器和加速度计接收数据全部是使得能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

如在本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的所述处理器能够与外部计算设备和/或设备相互作用和/或控制其的接口。硬件接口可以允许操作者将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口还可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。

如在本文中所使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或数据接口。显示器可以输出视觉、听觉和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、向量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子显示器面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪和头戴式显示器。

如在本文中所使用的三维医学图像数据是要么描述对象解剖结构的三维图像数据集或者二维图像数据集的集合。

磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学成像数据的范例。磁共振(MR)图像在本文中被定义为在所述磁共振成像数据内包含的解剖数据的经重建的两维或三维可视化。

附图标记列表

100 脊椎

102 脊柱中心线位置

104 第一轴

106 第二轴

108 脊柱中心线

200 脊柱

300 脊柱高度

302 视图平面

500 三维医学数据的坐标系

700 医学成像系统

702 磁共振成像系统

104 磁体

106 磁体孔膛

108 成像区

109 感兴趣区域

110 磁场梯度线圈

112 磁场梯度线圈电源

114 射频线圈

116 收发器

118 对象

120 对象支撑体

126 计算机系统

128 硬件接口

130 处理器

732 显示器

734 计算机存储器

740 机器可执行指令

742 脉冲序列命令

744 磁共振数据

746 三维医学图像数据

748 脊柱坐标系的集合

750 脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射

752 简化坐标

754 脊柱图像绘制

756 图像绘制类型选择

758 图像配准

800 图形用户接口

802 绘制位置

804 第一简化坐标选择器

806 第二简化坐标选择器

808 第三简化坐标选择器

810 图像绘制类型选择器

900 额外绘制位置

902 额外图像绘制类型选择器

1500 垂直于脊柱中心线

1502 脊柱的截面视图

1504 半平面重定格式

1600 T1加权图像

1602 T2加权图像

1604 截面视图

1606 前后视图

1608 左右视图

附图说明

在下文将仅通过范例并且参考附图来描述本发明的优选的实施例，在附图中：

图1图示了脊椎；

图2图示了脊柱和脊柱中心线的视图；

图3示出了图2的脊柱的特写以图示图像视图的定位；

图4示出了图2的脊柱的特写以图示图像视图的备选定位；

图5示出了图2的脊柱的特写以图示图像视图的备选定位；

图6示出了图2的脊柱的特写以图示图像视图的备选定位；

图7图示了磁共振成像系统的视图；

图8图示了图形用户接口的视图；

图9图示了图8的图形用户接口的备选视图；

图10示出了图示操作图7的磁共振成像系统的方法的流程图；

图11示出了图示操作图7的磁共振成像系统的备选方法的流程图；

图12示出了脊柱图像绘制的视图；

图13示出了备选脊柱图像绘制的视图；

图14示出了备选脊柱图像绘制的视图；

图15示出了备选脊柱图像绘制的视图；

图16示出了备选脊柱图像绘制的视图；

图17示出了备选脊柱图像绘制的视图；并且

图18示出了备选脊柱图像绘制的视图。

具体实施方式

这些附图中的相同编号的元件是要么是等效元件要么执行相同的功能。如果功能是等效的，则在稍后附图中将不必讨论先前已经讨论的元件。

图1示出了单个脊椎100的视图。脊椎100是骨性结构。脊椎的结构使得能够定义针对每个个体脊椎100的脊柱坐标系。使用解剖界标，针对个体的图像配准系统例如能够放置中心线的位置或者脊柱中心线位置102。脊椎100的对称性然后能够被用于定义完整的坐标系。在该范例中，存在定义前后方向的第一轴104。存在定义左右方向的第二轴106。可以存在与第一轴104和第二轴106两者都垂直但是然而未在该附图中示出的第三轴。

图2示出了表示由个体脊椎100构成的整个脊柱200的截面视图的图示。指示个体脊柱中心线位置102的位置。在图2中所指示的脊椎100中的每个脊椎可以具有如在图1中所指示的其自身的坐标系。多个脊柱中心线位置102例如可以被用于识别脊柱108。在表示脊柱200的三维医学图像数据的导航期间，脊柱中心线108能够被用作坐标系的一部分。能够在脊柱中心线108上取得参考点并且能够定义该位置上方和下方的距离。如针对图1中的单个脊柱坐标系所图示的脊柱坐标系的个体集合能够被用于提供关于脊柱中心线108的取向。例如，在操作者对脊柱中心线108上下导航时，能够取得取向以用于使用轴104和/或106。能够关于将其用作轴的脊柱中心线108取得所取得的视图的旋转。能够根据第一轴104和/或第二轴106的方向上的偏移来定义使用局部脊柱坐标系的偏移。

当查看所述三维医学图像数据时，各种不同的视图能够被用于检查数据。图3-6被用于图示若干不同类型的视图。

图3表示能够选择的一种类型的视图。圆形300在其中心处指示沿着脊柱中心线108的位置。该位置被称为脊柱高度300。具有箭头的虚线302指示被用于对用于创建三维医学图像数据的绘制或二维视图的三维数据进行切片的视图平面302。在该范例中，对视图平面302进行定位，使得其穿过脊柱高度300并且垂直于脊柱中心线108。其基本上示出了垂直于脊柱中心线108的截面视图。该视图例如可以通过将视图302的方向性改变为向下查看来修改。

除了视图平面302已经被移动到不同的位置之外，图4示出了与图3中所示的视图相似的视图。视图平面302仍然穿过脊柱高度300。视图平面在这种情况下被对齐，使得其平行于脊柱中心线108的切线。可以通过在由视图平面302指示的位置处切割三维数据来创建所述绘制。图4中所示的范例例如可以呈现倾斜的脊柱引导的正交视图。

图5示出了如在图3和图4中所示的脊柱200的另外的视图。在该范例中，视图平面302已经相对于其在图4中具有的位置被移动或旋转。在该范例中，平面仍然穿过脊柱高度300，但是其取向已经被旋转，使得其与三维医学图像数据的坐标系500的一部分平行。这例如可以是被用于生成具有其与三维医学图像数据的坐标系500平行的轴的脊柱引导的正交视图的坐标或视图平面302的范例。

图6示出了如在图3、图4和图5中所示的脊柱200的另外的视图。在该范例中，视图平面302再次被不同地定位。视图平面已经被示为与脊柱中心线108偏移，以使得其在附图中更可见。在这种情况下，视图平面302被弯曲，使得其跟随脊柱中心线108。使用这样的平面的优点在于：所得到的绘制在对于脊柱自然的并且不受对象的位置影响的坐标系中。这例如可以对于生成所谓的半平面重定格式是有用的。

使用这样的视图平面可能导致图像的轻微失真，但是其可能使得对于操作者而言对三维医学图像数据进行导航更容易。操作者然后可以使用例如由视图平面302创建的视图来找到一位置并且然后通过改变所述位置而切换到视图平面302的另一视图，诸如在图3、4或5中所示的。还可以进一步修改图6中所示的范例。图6中的示图示出脊柱中心线108具有其弯曲。实际上，脊柱中心线108也可以进出纸面，使得脊柱中心线108取得三维轨迹。还可以通过对所述数据进行校正来创建所谓的全平面重定格式，使得脊柱中心线108总是在绘制中的直上下线。在一些情况下，这可能导致所得到的医学图像的强的失真；然而，其对于使用其他视图平面302位置选择并且识别成像的解剖区域可以是极其有用的。

如在图3-6中所图示的视图平面302的取向基本上相当于图像绘制类型选择的选择。用户接口例如可以具有使得操作者能够选择一个或多个不同的视图以进行绘制的框或选择器。对于特定脊柱高度而言，可以针对操作者方便地创建和绘制在不同的方向和偏移上的图像。

图7示出了医学成像系统700的范例。在图7中所示的范例中，医学成像系统700包括磁共振成像系统702。医学成像系统700还包括计算机系统726。在一些范例中，医学成像系统700仅包括计算机系统726，并且不存在特定于操作磁共振成像系统702的功能。

磁共振成像系统702包括磁体704。磁体704是具有通过其的孔膛706的超导圆柱型磁体。不同类型的磁体的使用也是可能的；例如，也能够使用分裂式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。除了低温恒温器已经被分为两个部分以允许进入磁体的等平面之外，分裂式圆柱形磁体与标准圆柱形磁体相似，这样的磁体例如可以结合带电粒子束治疗来使用。开放式磁体具有两个磁体部分，一个在另一个上方，其之间的空间足够大以接收对象：与亥姆霍兹线圈的布置相似的两个部分区域的布置。开放式磁体是流行的，因为对象较少受限制。在圆柱形磁体的低温恒温器内部，存在超导线圈的集合。在圆柱形磁体704的孔膛706之内，存在其中磁场强并且均匀足以执行磁共振成像的成像区708。感兴趣区域709被示为处在成像区708之内。对象718被示为由对象支撑体720支撑，使得对象718的至少一部分处在成像区708和感兴趣区域709之内。对象718包括脊柱200。脊柱200被示为部分地处在感兴趣区域709之内。

在磁场的孔膛706之内，还存在磁场梯度线圈710的集合，其被用于采集磁共振数据以对磁体704的成像区708内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈710被连接到磁场梯度线圈电源712。磁场梯度线圈710旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈710包含用于在三个正交空间方向上进行空间编码的线圈的三个分离的集合。磁场梯度电源向磁场梯度线圈供应电流。被供应到磁场梯度线圈710的电流被控制为时间的函数并且可以是斜变或脉冲式的。

在成像区708附近是用于操纵成像区708内的磁自旋的取向并且用于接收来自也在成像区708之内的自旋的无线电传输的射频线圈714。射频天线可以包含多个线圈元件。所述射频天线还可以被称为信道或天线。射频线圈714被连接到射频收发器716。射频线圈714和射频收发器716可以由分离的发射和接收线圈以及分离的发射器和接收器替换。应当理解，射频线圈714和射频收发器716是代表性的。射频线圈714旨在还表示专用发射天线和专用接收天线。类似地，收发器716还可以表示分离的发射器和接收器。射频线圈714还可以具有多个接收/发射元件，并且射频收发器716可以具有多个接收/发射信道。例如，如果执行诸如SENSE的并行成像技术，则射频线圈714将具有多个线圈元件。

收发器716和梯度控制器712被示为被连接到计算机系统726的硬件接口728。计算机系统还包括处理器730，处理器730与硬件系统128、存储器734和显示器732通信。存储器734可以是对于处理器730可访问的存储器的任何组合。这可以包括诸如主存储器、高速缓存存储器以及非易失性存储器，诸如闪速RAM、硬盘驱动器或者其他存储设备。在一些范例中，存储器730可以被认为是非瞬态计算机可读介质。

计算机存储器734被示为包含机器可执行指令740。所述机器可执行指令包含使处理器730能够控制磁共振成像系统702的操作和功能的命令或指令。计算机存储器734被示为还包含脉冲序列命令742。脉冲序列命令742要么是指令要么是可以被转换为使得处理器730能够控制磁共振成像系统702以采集磁共振数据的指令的数据。磁共振数据例如可以被用于使得磁共振成像系统执行使得磁共振信号744被采集的多个脉冲重复。

计算机存储器734被示为包含机器可执行指令740。机器可执行指令740使处理器730能够控制医学成像系统700(诸如磁共振成像系统702)的操作和功能。计算机存储器734还被示为包含脉冲序列命令742，脉冲序列命令742使得处理器730能够控制磁共振成像系统702采集磁共振数据。计算机存储器734还被示为包含已经通过利用脉冲序列命令742控制磁共振成像系统702而采集的磁共振数据744。计算机存储器734还被示为包含已经根据磁共振数据744重建的三维医学图像数据。在这种情况下，三维医学图像数据是三维磁共振成像数据。三维医学图像数据746例如可以是三维磁共振数据，或者其可以是磁共振图像的二维切片的集合。

计算机存储器734还被示为包含脊柱坐标系的集合748，其中的每个脊柱坐标系对应于如图1中所描绘的坐标系。计算机存储器734还被示为包含脊柱坐标系的集合748与诸如图1和图2中所图示的简化坐标系之间的映射750。计算机存储器734还被示为包含已经从图形用户接口接收的简化坐标752。计算机存储器734还被示为包含已经根据三维医学图像数据746计算的脊柱图像绘制754，使用简化坐标752以及脊柱坐标系750与简化坐标系之间的映射来确定如何计算绘制。计算机存储器734还包含图像绘制类型选择756。在一些情况下，图像绘制类型选择756可以等价于如在图3-6中所图示的视图平面的选择。计算机存储器734还被示为包含图像配准758。这是脊柱200的图像配准758。图像配准758可以等价于存储简化坐标752。

图8描绘了在显示器732上绘制的图形用户接口。图形用户接口800包括若干元件。存在用于绘制脊柱图像绘制754的绘制位置802。还存在第一简化坐标选择器804、第二简化坐标选择器806和第三简化坐标选择器808。这些选择器使得操作者能够使用简化坐标探索三维医学成像数据。在一些范例中，还可以存在使得操作者能够改变三个选择器804、806和808选择的坐标的选择器。例如，在一些实例中，可以使用简化坐标，并且在其他实例中，可以选择三维医学图像数据或者其他坐标系的坐标。图形用户接口800还被示为包含图像绘制类型选择器810。该选择器使得操作者能够选择数据应当如何在绘制位置802上绘制。其例如可以做出改变视图平面302如何被取向(诸如在图3-6中所图示的)的选择。

图9示出了在图8中所图示的图形用户接口800的另外的视图。图形用户接口800包括若干额外元素。在该附图中，存在用于显示额外三维医学成像数据的额外绘制的额外绘制位置900。例如，所述简化坐标系可以用作三维医学图像数据的配准。操作者可以使用第一简化坐标选择器804、第二简化坐标选择器806和第三简化坐标选择器808以找到三维医学图像数据中的感兴趣位置。操作者然后可以加载来自例如相同对象或者甚至来自不同对象的三维医学图像数据的不同集合并且使用那些相同坐标来绘制额外绘制位置900上的数据。

在一些范例中，所述操作者可以显示信息的不同位点并且甚至改变视图，使得其使用额外图像绘制类型选择器902来绘制不同的视图。这可以在使用用于对脊柱图像数据进行导航的简化坐标系中提供极大的灵活性。例如，操作者可以使用标准化医学图像数据并且在绘制位置802中对此进行绘制(例如，当使用接口时，使用相同的医学图像数据，而不管其是哪个对象)。操作者可能对正常检查的数据的解剖结构非常熟悉并且能够使用控件804、806和808快速对其进行导航。然后，在检查之后，来自正被检查的对象的数据能够被加载到额外绘制位置900中并且视图能够自动地加载到右坐标位置中。

图10图示了详述操作图7的医学成像系统700的方法的流程图。首先，在步骤1000中，接收三维医学图像数据746。所述三维医学图像数据描述对象718的感兴趣区域709并且感兴趣区域709至少部分地包含脊柱200。接下来，在步骤1002中，接收脊柱坐标系748的集合。每个脊柱坐标系描述三维医学图像数据746中的脊椎100的位置和取向。脊柱坐标系748的集合还包括各自描述沿着脊柱中心线108的位置的脊柱中心线位置102的集合。接下来，在步骤104中，接收脊柱坐标系748的集合与简化坐标系之间的映射750。所述简化坐标系包括描述沿着脊柱中心线108的位置的脊柱高度。所述简化坐标系还包括诸如由向量104和106图示的相对于局部脊椎取向的旋转取向。所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移。接下来，方法继续到步骤106、108和110，其形成回路。在该回路内，所述方法包括从图形用户接口800接收所述简化坐标系的简化坐标。在已经接收到所述简化坐标系之后，计算脊柱图像绘制754。使用映射750来计算脊柱图像绘制。

图11示出了图示使用图7的医学成像系统700的另外的方法的流程图。图11中的方法与图10中的方法相似。存在已经添加的额外方法步骤。在已知执行步骤1008之后，执行步骤1100。在步骤1100中，从用户接口800接收图像绘制类型选择756。然后，步骤再次继续到步骤1010，在步骤1010中，脊柱图像绘制被重新计算并且然后在图形用户接口上进行绘制。在图11中所示的方法中，步骤1008和步骤1100的次序不是关键的，并且能够使这两者反转。同样地，在特定回路中，在一些情况下，还可以不执行步骤1008或步骤1100。

大约70cm的平均长度，脊柱是相当大的解剖结构。对于许多应用(诸如脊柱骨移位、脊柱神经和CSF流动故障的检测和表征)而言，检查整个脊柱是有益的。尤其对于病理学情况(诸如脊柱侧凸)而言，脊柱的路线(course)可以示出高曲度以及沿着脊柱的曲率改变，这使得对脊柱情况的综合放射学读取是耗时的任务。

范例可以描述减少用于获得包含临床消息的可视化的导航自由度的脊柱引导的可视化方法。用户相对于脊柱几何形状来操纵(沿着中心线(或者“脊柱中心线”)，具有与中心线的横向偏移和围绕中心线的旋转)。从沿着脊柱的界标的稀疏集获得必要的几何信息。所述方法提供脊柱可视化的直观、高效、可再现并且可比较的方式。其与如弯曲平面重定格式(CPR)的曲率减少可视化方案相兼容，如果与如绘制的CPR相关联的几何失真是禁止的，则同时呈现备选方案。

具有其极大的软组织对比度的磁共振成像(MRI)是现今的临床实践中的不可缺少的工具。在超过25％百分比的所有MRI检查的情况下，脊柱应用表示能够从进一步的改进而获益的主要诊断应用分支。

范例可以允许显著减少用于读取脊柱情况所要求的导航努力。剩余的自由度与患者的个体脊柱几何形状有关。操纵因此是直观并且高效的。由于与个体脊柱几何形状的关系，在不需要相同图像几何形状的情况下，所述方法允许若干数据集的视觉耦合。这具有用于后续检查、多模态检查或者使用不同患者姿态(例如，俯卧/仰卧)的检查的值。在该方面中，该ID对于使读数更可比较并且潜在地“标准化”脊柱读取流程可以是有帮助的。

范例还可以提供图像视图系统，所述图像视图系统提供脊柱几何形状引导的可视化功能，这有效地减少创建减轻上文所提到的问题或缺点的临床价值的绘制必要的自由度(DOF)。

范例可以使用用于可视化的适当的坐标系，从普通图像坐标(主要由采集过程确定的)移动到患者中心脊柱坐标(由脊髓中心线和局部脊椎取向所定义的)。

在选取原理绘制模式(例如，脊柱引导的多平面重定格式(MPR)或者弯曲平面重定格式)之后，用户交互式地操纵以下脊柱相关的DPF：

-脊柱高度水平

-与中心线的前后偏移和左右偏移

-围绕中心线的旋转

基于脊柱几何形状信息，这些脊柱相关的DOF被转译为定义对应的(例如，类似正交视图的、基于MPR或CPR的)绘制所要求的详细DOF。

后处理系统的可能的输入：

-在一个或多个3D或者多切片脊柱图像(范例：T1加权图像，相同检查、基线和后续的T1和T2加权图像)上。

-稀疏脊柱几何信息(范例：沿着脊柱的中心线点的集合、具有相关联的局部前后方向向量的中心线点的集合、具有脊椎水平标签的中心线点的集合)。典型地，通过自动化解剖定位功能来提供几何形状信息。在一些范例中，还能够以交互式或半自动化方式来提供后退选项。

在一些范例中，可以考虑关于脊柱的以下几何信息。其能够由自动化解剖界标定位算法来提供(是最终目标)，并且也能够使用数次用户交互来手动地定义：

-从脚到头的脊柱的路线，例如由脊髓中心线点的稀疏集表示的(用于每个脊椎的1个点是足够的)

-与每个脊髓中心线点相关联的局部前后方向向量(备选地，能够使用脊柱棘突的后部尖端处的界标的集合(下面参见图1))

-高度水平信息，例如，针对给定中心线点的脊椎类型(C1，…，L5，S1)

脊柱几何形状的该粗略表示可以被转换为跟随脊柱的路线的坐标系的密集序列(还参见图3)。坐标系的距离应当以最终绘制的像素大小的次序。其为任意柱高度水平提供脊柱中心线的切向量和当前脊椎的局部前后(AP)(图1中的104)和局部左右(LR)(图1中的106)方向向量。

所述系统的关键点在于：能够相对于局部脊柱几何形状探索脊柱数据(参见图2)：

-高度水平(沿着脊柱中心线的位置——图3-6中定位108的300)。

-相对于正交于中心线的平面中的脊柱中心的横向AP和LR偏移

-围绕中心线的旋转或选取的偏移位置。

图12示出了脊柱图像绘制754的范例。脊柱图像绘制754例如可以使用诸如在图3中所图示的视图平面302。

除了在图13中图像已经与脊柱中心线108偏移之外，图13示出了与如在图12中所示的相同脊柱高度处的脊柱图像绘制754。

图14示出了图12和图13的脊柱图像绘制754的另外的绘制。在该范例中，所述绘制示出了偏移和旋转的范例。绘制754的右侧的附图图示了数据集中的脊柱高度300的位置。

基于局部脊柱位置和取向的内部密集表示，能够实现各种各样的脊柱可视化模式。

取决于临床需要，使用弯曲平面重定格式获得描述整体脊柱的单个视图可能是关键的。这能够通过在视图方向上投影出脊柱曲率(“半CPR”)或者全部将脊柱转换为实际上直线(“全CPR”)获得。这些绘制模型必然伴随有几何失真。

甚至在其中抑制绘制诱发的几何失真的情况下，在此所解释的方法可以提供用于脊柱察看的直观和高效的方法。其通过将低维度直观操纵动作(高度水平改变、横向偏移改变、围绕中心线的旋转)转化为实现相应视图所需要的多平面重建动作而这样做。

以下列表包括所支持的可能的绘制模式(未详尽列出)：

表1.针对所支持的绘制模型的范例

一些范例可以描绘使用坐标系的密集集合来表示脊柱几何形状。将不需要具有针对每个脊椎定义的脊柱中心位置。在一些范例中，可以使用针对预定脊椎的坐标系和脊柱中心位置。

一般而言，基于解剖界标和向量，可以通过表示真实脊柱路线的基于脊柱的内插来生成坐标系的集合。在此，对于可视化而言，仅示出了每第8坐标系。在该范例中，绘制模式是“半CPR”，意指一个方向上的脊柱的曲率被移除(例如，脊柱中心线被投影到平面上，此处是在十字线位置处的正中矢状平面)。这可能导致被用于绘制的坐标系的明显直线。仅明显地，因为坐标系仍然跟随从该角度不可见的脊柱的平面内曲率。

图15示出了脊柱图像绘制754的三个范例。在每个情况下，示出了三个视图。所述视图使用垂直于脊柱中心线108的截面视图1500，示出脊柱200的截面视图的视图1502，诸如图3-6中所图示的。最后视图1504总是以诸如由图6中的视图平面302使所用的所谓的半平面重定格式1504示出。

图15图示了将横向偏移设置到椎体的中心的效果。随后改变旋转DOF仍然将椎体保持在显示器中居中。

图16和图17示出了针对脊柱引导的MPR的绘制类型。示出了具有针对两个不同的高度水平的T1加权图像(左)1600和T2加权图像(右)1602、绘制截面视图(俯视图)1604、局部AP视图(左)1606和局部LR视图(右)1608的同时显示的脊柱侧凸情况。改变高度水平仍然保持可视化脊柱居中和取向。

图18示出了针对全CPR的绘制类型。示出的是具有T1加权图像(左)1600和T2加权图像(右)1602、绘制截面视图(俯视图)1604、局部AP视图(左)1606和局部LR视图(右)1608的同时显示的脊柱侧凸情况。针对完全CPR而言，这两个头脚取向正交视图示出完整中心线(或者相应的偏移位置)。

尽管已经在附图和前述描述中详细图示和描述本发明，但是这样的图示和描述将被认为是说明性或示范性而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/被分布在适合的介质(诸如连同其他硬件一起或作为其一部分供应的光学存储介质或固态介质)，而且可以以其他形式分布(诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统)。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种医学成像系统(700)，包括：

-存储器(734)，其用于存储机器可执行指令(740)；

-显示器(732)，其用于绘制用户接口(800)；

-处理器(730)，

其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器：

-接收(1000)描述对象(718)的感兴趣区域(709)的三维医学图像数据(746)，其中，所述感兴趣区域包括脊柱(200)；

-接收(1002)各自描述所述三维医学图像数据中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合(748)，其中，所述脊柱坐标系的集合还包括各自被定位在脊柱中心线(108)上的脊柱中心线位置的集合(102)；并且

-接收(1004)所述脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射(750)，其中，所述简化坐标系包括描述沿着所述脊柱中心线的位置的脊柱高度(300)，其中，所述简化坐标系还包括相对于局部脊椎取向的旋转取向，其中，所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移；并且

其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地：

-从所述用户接口接收(1006)所述简化坐标系的简化坐标(752)；

-计算(1008)脊柱图像绘制(754)，其中，计算所述脊柱图像绘制包括使用所述映射将所述简化坐标转换为所述脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置；并且

-在所述显示器上绘制(1010)所述脊柱图像绘制。

2.根据权利要求1所述的医学成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地：

-从所述用户接口接收(1100)图像绘制类型选择(756)；并且

-使用所述图像绘制类型选择来重新计算(1010)所述脊柱图像绘制。

3.根据权利要求2所述的医学成像系统，其中，所述图像绘制类型是以下中的任一项：具有自由选取的轴的正交视图、具有与所述三维数据对齐的轴的正交视图以及具有与所述脊柱坐标下的所述脊柱中心线位置对齐的轴的正交视图。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器从所述用户接口接收位置配准选择，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器存储所述简化坐标作为图像配准。

5.根据权利要求4中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器接收描述所述对象的额外感兴趣区域的额外三维图像数据，其中，所述感兴趣区域包括所述脊柱，

其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器：

-接收描述所述对象的所述感兴趣区域的额外三维医学图像数据，其中，所述感兴趣区域包括所述脊柱；

-接收等价于所述脊柱坐标系的集合的脊柱坐标系的额外集合；

-接收额外映射，其中，所述额外映射是在所述脊柱坐标系的额外集合与所述简化坐标系之间的。

6.根据权利要求5所述的医学成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器：

-计算额外脊柱图像绘制，其中，计算所述额外脊柱图像绘制包括使用所述额外映射将所述简化坐标转换为所述脊柱坐标系的额外集合以确定所述额外三维医学图像数据中的额外图像位置；并且

-在所述显示器上绘制所述额外脊柱图像绘制。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述脊柱坐标的集合和所述映射是作为输入从所述用户接口接收的。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器：

-使用分割算法来计算对所述三维医学图像数据的分割；并且

-使用所述分割来计算所述脊柱坐标系的集合和/或所述映射。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述三维医学图像数据是以下中的任一项：三维数据集，和二维切片的堆叠。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，根据权利要求1所述的医学成像系统，其中，所述医学成像系统还包括磁共振成像系统(702)，其中，所述处理器被配置用于控制所述磁共振成像系统，其中，所述存储器还包括脉冲序列命令(742)，其中，所述脉冲序列命令包括用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振成像协议来采集所述三维医学图像数据的命令，其中，所述三维图像数据是磁共振成像数据，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器通过根据所述磁共振数据重建所述三维医学图像数据来接收所述三维医学图像数据。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述三维图像数据是以下中的任一项：T1加权图像(1600)、T2加权图像(1602)以及复合T1和T2加权图像。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的医学成像系统，其中，所述医学成像系统还包括计算机断层摄影系统，并且其中，所述三维图像数据是计算机断层摄影图像数据。

13.一种医学成像方法，其中，所述方法包括：

-接收(1000)描述对象(718)的感兴趣区域(709)的三维医学图像数据(746)，其中，所述感兴趣区域包括脊柱(200)；

-接收(1002)各自描述所述三维医学图像中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合(748)，其中，所述脊柱坐标系的集合还包括各自被定位在脊柱中心线(108)上的脊柱中心线位置的集合(102)；并且

-接收(1004)所述脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射(750)，其中，所述简化坐标系包括描述沿着所述脊柱中心线的位置的脊柱高度(300)，其中，所述简化坐标系还包括相对于局部脊椎取向的旋转取向，其中，所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移；并且

其中，所述方法还包括重复地：

-从所述用户接口接收(1006)所述简化坐标系的简化坐标(752)；

-计算(1008)脊柱图像绘制(754)，其中，计算所述脊柱图像绘制包括使用所述映射将所述简化坐标转换为所述脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置；并且

-在所述显示器(732)上绘制(1010)所述脊柱图像绘制。

14.一种包括用于由处理器(730)执行的机器可执行指令(740)的计算机程序产品，其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器：

-接收(1000)描述对象(718)的感兴趣区域(709)的三维医学图像数据(746)，其中，所述感兴趣区域包括脊柱；

-接收(1002)各自描述所述三维医学图像中的脊椎的位置和取向的脊柱坐标系的集合，其中，所述脊柱坐标系的集合还包括各自被定位在脊柱中心线(108)上的脊柱中心线位置的集合(102)；并且

-接收(1004)所述脊柱坐标系的集合与简化坐标系之间的映射(750)，其中，所述简化坐标系包括描述沿着所述脊柱中心线的位置的脊柱高度(300)，其中，所述简化坐标系还包括相对于局部脊椎取向的旋转取向，其中，所述简化坐标系还包括从所述脊柱中心线的偏移；并且

其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地：

-从所述用户接口接收(1006)所述简化坐标系的简化坐标(752)，其中，所述简化坐标至少包括所述脊柱高度；

-计算(1008)脊柱图像绘制(754)，其中，计算所述脊柱图像绘制包括使用所述映射将所述简化坐标转换为所述脊柱坐标系的集合以确定所述三维医学图像数据中的图像位置；并且

-在显示器(732)上绘制(1010)所述脊柱图像绘制。

15.根据权利要求14所述的计算机程序产品，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器重复地：

-从所述用户接口接收(1100)图像绘制类型选择(756)；并且

-使用所述图像绘制类型选择来重新计算(1008)脊柱图像绘制。