CN1841391A - 使用用户映射的感兴趣区域使图像同步的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于使多个三维图像同步的系统和方法。用户可处理三维图像，使得图像具有相似的观察参数。用户然后可链接三维图像，使得第一图像中观察参数的变化可导致第二图像中观察参数的相应变化。通过选择三维图像的感兴趣区域可链接图像。在链接图像之后，用户可选择主图像或显示区域以操纵其它三维图像的观察参数。用户也可使用线操纵图像，所述线说明图像的感兴趣区域之间的链接。用户也可使用画中画图像或显示区域操纵图像。在某些实施例中，线和/或光标可选地显示以尽量不妨碍观察。

Description

使用用户映射的感兴趣区域使图像同步的方法和设备

相关申请

使图像同步的方法和设备。

联邦赞助的研发

[不适用]

缩微胶片/版权参考

[不适用]

技术领域

本申请是2004年11月23日提交的序号为60/630435的申请的继续申请。

一般来说，本发明涉及用于改善医学成像的系统和方法。更具体地说，本发明涉及用于改善三维图像的同步的系统和方法。

背景技术

医学诊断成像系统包含各种成像形式，例如x射线系统、计算机断层摄影(CT)系统、超声波系统、电子束断层摄影(EBT)系统、磁共振(MR)系统等。医学诊断成像系统产生对象(例如患者)的图像，例如通过暴露于能量源、例如通过患者的x射线。所产生的图像可用于许多目的。例如，可检测对象的内部缺陷。另外，可确定内部结构或排列的变化。也可表示对象内的流体流动。而且，图像可显示对象中对象的存在或不存在。从医学诊断成像中获得的信息在很多领域中有应用，包括医学和制造业。

医学诊断成像系统的一个实例是图片存档及通信系统(PACS)。PACS是允许信息和图像(例如x射线、超声波、CT、MRI、EBT、MR或核医学)以电方式获得、存储并传送以供观察的设备和软件的术语。可立即观察、存储或传送从检查得到的图像。可由用户、例如放射科医生在诊断工作站上观察图像。除观察图像之外，用户也可观察与图像或研究相关联的患者和/或研究信息。

PACS系统上获得的图像通常是二维数据集。单次研究可建立数以千计的二维数据集。PACS工作站通常能够从二维数据集中建立三维图像。可显示三维图像供用户检查。用户通常具有若干工具可用以调整三维图像的观察参数。例如，用户通常能够旋转、平移、缩放或执行与三维图像相关联的其它操作。通过调整观察参数，用户能够从不同角度观察对象，因此提供对象的更彻底检查。更彻底观察可以为患者的更精确诊断和治疗作准备。

经常地，用户可比较多个三维图像。例如，用户可将患者A的对象的研究与患者B的相同对象的研究进行比较。用户也可能希望将患者A的对象的当前研究与患者A的对象的先前研究进行比较。通常，可执行对象的任何比较。在比较三维图像时，图像通常显示在工作站的不同视区。多个视区或单个视区可显示在单个显示屏上。不管挂片协议如何，三维图像的并行显示允许用户比较图像。

如上所述，每个三维图像通常具有可用于调整图像的观察参数的工具集。工具集可能仅可用于用户正处理的图像。例如，比较两幅图像的用户可能具有两个独立的工具集，比较三幅图像的用户可能具有三个独立的工具集，一个工具集用于一个图像。对第一图像的观察参数的处理不能改变第二图像的观察参数。因此，两个图像的比较可能是困难的，因为图像可能具有不同的观察参数。

例如，用户可通过旋转图像和对图像执行其它相关操作来调整第一图像的观察参数。为了执行第一图像与其它图像的精确比较，用户可调整其它图像的观察参数以对应于第一图像的观察参数。为了调整其它图像的观察参数，用户可使用图像的各个工具集调整各图像的观察参数，直到各图像的观察参数看起来是相似的。可以想象，观察参数的手工调整可能是耗时间和冗长乏味的过程。

在努力使观察参数的调整更高效的过程中，一些现有PACS系统提供可用于使一些三维图像同步的自动同步工具。自动同步工具先把图像的观察参数调整到相似。然后使图像同步或链接在一起。链接图像后，一幅图像中观察参数的变化可引起其它图像的观察参数的相应变化。用户可选择主图像以控制其它图像的移动。以这种方式，图像可易于比较，因为在整个比较中观察参数通常保持相同。

然而，自动同步工具可能仅对于一些三维图像起作用。通常，自动同步工具可利用图像的解剖重要性来操作。可使用各种图像和研究参数以识别图像的解剖重要性。例如，x、y和z坐标、参考点、观察点的角度或基于感兴趣点重排多平面重组(MPR)的算法、或者基于角度的最大密度投影(MIP)可能是用于确定解剖重要性的潜在有用的参数。

然而，通常三维图像的解剖重要性计算可能失败或不正确。例如，当前研究和历史研究可能不具有相似的解剖参数。例如，因为在检查期间患者的移动、不同扫描机的使用或不一致的PACS格式化的使用，参数可能是不同的。在不可使用解剖重要性的情况下，自动同步工具可能不能够使三维图像同步。因此，在自动同步工具失效的当前系统中，用户可能对每幅图像继续进行手工调整观察参数的乏味和低效的过程，以便精确比较图像。

因此，需要一种系统和方法，用于在自动同步工具失效时使三维图像同步。这种系统和方法可允许用户使三维图像同步，而不依赖于解剖重要性计算。

发明内容

本发明的一些实施例提供了使三维图像同步的系统和方法。在一个实施例中，使三维图像同步的方法包括首先处理三维图像以便具有相似的观察参数。然后，为三维图像选择感兴趣区域。接着，本方法包括根据感兴趣区域链接三维图像。最后，本方法包括操纵(navigate)所链接的三维图像。

链接三维图像的步骤可选地包括计算位移值deltaT。可根据感兴趣区域的位置变化计算位移值deltaT。链接步骤可以也可选地包括依照用户选择显示至少一条线。该线可说明感兴趣区域的相应参考点。操纵步骤可以可选地包括选择线并通过线处理链接的三维图像。

操纵步骤也可以可选地包括选择主图像或显示区域并通过主图像或显示区域处理链接的三维图像。操纵步骤也可选地包括选择画中画图像或显示区域并通过画中画图像或显示区域处理链接的三维图像。画中画图像或显示区域可以可选地包括参考面。光标也可依照用户的选择显示。

在另一个实施例中，使三维图像同步的系统包括计算机单元和至少一个显示单元。计算机单元可用于处理成像数据。计算机单元具有计算机软件，用于根据位移值deltaT为三维图像保持一致观察参数。至少在显示单元上并行显示多个三维图像。可根据感兴趣区域的位置变化来计算位移值deltaT。

计算机单元可以可选地包括计算机软件，用于选择主图像或显示区域以便并行处理三维图像。显示单元可以依照用户的选择可选地显示至少一条线，线说明感兴趣区域的相应参考点。可以可选地选择线以用于并行处理三维图像。显示单元可选地显示画中画图像或显示区域，用于并行处理三维图像。画中画图像或显示区域可以可选地包括参考面。显示单元也可依照用户的选择显示光标。

在另一个实施例中，计算机可读存储介质包括用于计算机的指令集。该指令集包括定位例程，用于以大致相同的观察参数定位三维图像。该指令集也包括选择例程，用于选择三维图像上的感兴趣区域。该指令集也包括链接例程，用于根据感兴趣区域链接三维图像。该指令集也包括操纵例程，用于操纵链接的三维图像。操纵例程可选地包括选择主图像或显示区域并通过主图像或显示区域处理链接的三维图像。操纵例程也可选地包括依照用户的选择显示至少一条线。线说明感兴趣区域的相应参考点，并且选择线用于处理链接的三维图像。操纵例程也可选地包括选择画中画图像或显示区域，用于通过画中画图像或显示区域处理链接的三维图像。

附图说明

图1说明根据本发明实施例可使用的医学成像系统的实例。

图2说明根据本发明实施例使三维图像同步的系统。

图3说明根据本发明实施例、用户可通过抓取/选择图像或显示区域来处理三维图像的系统。

图4说明根据本发明实施例、用户可通过抓取/选择线来处理链接的三维图像的系统。

图5说明根据本发明实施例使三维图像同步的方法。

图6说明根据本发明实施例使用画中画图像或显示区域使三维图像同步的系统。

图7说明根据本发明实施例使用画中画图像或显示区域使三维图像同步的方法。

具体实施方式

图1说明系统100。系统100是根据本发明实施例可使用的医学成像系统的实例。作为实例，系统100示出三个显示单元，单元110、单元120和单元130。显示单元110-130可为计算机监视器或其它显示装置。单元110和130包括单显示区域。单元120包括4个显示区域122、124、126和128。虽然在系统100中示出了3个显示单元，但是本发明可利用任意数目的显示单元实现，包括单显示单元。

计算机单元180也包括在系统100中。计算机单元180可以是允许电子医学信息和图像(例如x射线、超声波、CT、MRI、EBT、MR或核医学)以电方式获得、存储或传送以供观察和操作的任何设备或软件。计算机单元180可连接到作为电子网络一部分的其它装置。在一个实施例中，计算机单元180可以是图片存档及通信系统(PACS)或者可以是其一部分。在一个实施例中，系统100是具有表示PACS的显示单元的显示单元110、120和130的PACS。计算机单元180可表示可通常与PACS相关联的设备，包括输入控制、通信处理和存储设备。或者，计算机单元180和显示单元110、120和130可以是分离的单元。在这种情况下，显示单元110、120和130可与计算机单元180电通信。系统100的组件可为单个单元，分离的单元可采用各种形式结合，并可采用硬件和/或软件实现。

图1只是一个实例，根据本发明可使用更多或更少数目的显示单元，包括单个显示单元。作为本发明实施例的实例参照图1讨论图2-7。然而，可使用任何挂片协议，以及根据本发明可显示图像的任何组合。而且，下面的实例说明两幅图像的同步。然而，根据本发明，可以使任何数目的图像同步。

图2说明根据本发明实施例使三维图像同步的系统200。在一个实施例中，系统200示出第一三维图像210和第二三维图像220。在一个实施例中，第一图像210和第二图像220可为相似对象的，但是图像来自不同研究。研究可为相同患者的或不同患者的。而且，第一图像210和第二图像220可为不同对象的。对象可来自相同患者或来自不同患者。

分别在视区240和250示出图像210、220。视区240和250可为显示屏的一部分，例如显示区域122和124。视区240和250也可显示在完整的显示屏上，例如显示单元110、130。在一个实施例中，视区240可显示在显示区域122、126以及较大显示单元110上。视区250可显示在显示区域124、128以及较大显示单元130上。在这种实施例中，可在显示单元120上使图像同步并控制图像，并且分别在显示单元110和130上放大图像供观察。或者，可在单个显示单元、例如显示单元120上显示视区240和250。视区240和250可占用显示单元120的任何区域122-128。另外，当一个对象可在每个区域122-128中显示时，区域122-128可说明比较两幅以上图像的实施例。如上所述，所提供的挂片协议仅是一个实例。任意数目的显示单元可与显示区域、视区和/或挂片协议的任意组合一起使用。

系统200中也示出图像210上的两个三维参考点和图像220上的两个三维参考点。图像上的每一对参考点可定义图像上的感兴趣区域。例如，图像210的参考点是第一点212和第二点216。第一点212可具有坐标{x1、y1、z1}。第二点216可具有坐标{x2、y2、z2}。因此，图像210的感兴趣区域可为[{x1、y1、z1}，{x2、y2、z2}]。相似地，图像220上的参考点是第一点214和第二点218。第一点214可具有坐标{xx1、yy1、zz1}。第二点218可具有坐标{xx2、yy2、zz2}。因此，图像220的感兴趣区域可为[{xx1、yy1、zz1}，{xx2、yy2、zz2}]。虽然上面关于两个参考点讨论了感兴趣区域，但是可由任意数目的参考点定义感兴趣区域。

系统200中也示出线260和270。线260和270是向用户说明图像上的相应参考点的图形表示。例如，线260将图像210上的第一参考点212与图像220上的第一参考点214连接。相似地，线270将图像210上的第二参考点216与图像220上的第二参考点218连接。

用户可通过处理图像来发起同步，使得图像具有相似的观察参数。可由用户通过鼠标或其它输入装置选择图像并改变观察参数来单独地处理图像。例如，如图2所示，通常示出图像210和220具有相似旋转和视角。在一个实施例中，用户已经处理了图像210、220从而具有相似的观察参数。然而，图像210、220不具有完全相同的观察参数，因为图像220看起来具有稍大于图像210的缩放值。然而，如果使图像210、220同步，则它们通常具有相同的观察参数并能够充分地比较。

在已经处理图像从而具有通常相同的观察参数之后，用户可选择图像的感兴趣区域。可通过诸如计算机鼠标、键盘、热键或它们的某种组合之类的输入装置来选择感兴趣区域。如上所述，图像210的感兴趣区域分别可由参考点212、216[{x1、y1、z1}，{x2、y2、z2}]组成。图像220的感兴趣区域分别可由参考点214、218[{xx1、yy1、zz1}，{xx2、yy2、zz2}]组成。在一个实施例中，应当选择参考点，使得参考点大体对应于每幅图像中的相同点。例如，参考点212可大体对应于参考点214，参考点216可大体对应于参考点218。

在选定感兴趣区域之后，用户可通过键盘、鼠标或其它输入装置发起命令以链接图像。在一个实施例中，在链接图像之后，线260和270可显示在显示单元上。在系统200中，线260可指示图像210上的第一参考点212与图像220上的第一参考点214链接。相似地，线270可指示图像210上的第二参考点216与图像220上的第二参考点218链接。用户也可具有在链接图像时不显示线和/或光标的选择。

在链接图像之后，计算机单元180可监视用于选择主图像以操纵三维图像的通信和/或输入。通过例如旋转、平移或缩放来处理主图像的观察参数可导致对主图像的感兴趣区域的相应处理。计算机单元可计算主图像的感兴趣区域从点T1到点T2的位置变化，位置变化具有值deltaT。

在一个实施例中，基于主图像的参考点的处理连续调整deltaT值。随着deltaT值的值变化，非主图像的观察参数相应地变化。继续上面的实例，如果将图像210选定为主图像，则计算机单元180可监视包括参考点212和216的感兴趣区域。计算机单元180可在主图像210的处理期间计算动态deltaT值。动态deltaT值可用于计算图像220的观察参数。通过将主图像和非主图像调整对应于动态deltaT的距离，图像210和220的观察参数可保持恒定和同步。

图3说明根据本发明实施例、用户可通过抓取/选择图像或显示区域来处理三维图像的系统300。系统300类似于系统200，但是示出了通过主图像处理第一图像210和第二图像220。用户可使用计算机鼠标或其它控制装置“抓取”图像210或220的显示区域的任何部分，并处理图像210和220的观察参数。

用户“抓取”或选择的图像或显示区域可为主图像。例如，用户可利用计算机鼠标通过点击并一直按住鼠标按键来抓取图像210。图像210则可激活为主图像。用户则可翻转、旋转、平移并执行与图像210上的三维图像相关联的其它动作。因为链接了图像210和图像220，图像220则可翻转、旋转、平移并执行对应于图像210的动作的其它动作。根据图像210和220的旋转和其它动作也可旋转和移动线260和270。因为图像210、220旋转和移动，并且线260、270旋转和移动，所以图像210、220看起来连线在一起。

如上所述，用户可选择显示或隐藏线、例如线260、270。在实施例中，用户抓取图像210、220其中之一用于同步，线260、270对于用户可视或不可视。如果线260、270可视，则线260、270旋转、移动并且看起来将图像连线在一起。如果用户选择隐藏线，则可处理图像210、220而不用线260、270的存在。用户可选择隐藏线，使得线不妨碍对象的观察。

用户的另一个选择可以是当用户使用主图像时隐藏光标。可提供光标以指示主图像的活动状态。然而，在一个实施例中，如果用户点击鼠标来处理图像，则不显示光标。用户可选择隐藏光标，使光标不妨碍对象的观察。例如，当鼠标按键未激活时，光标可见。然而，当用户按住鼠标按键时，则可隐藏光标并可移动和旋转图像。隐藏线260、270和光标的选择可一起使用。与光标和线相反，光标和/或线的这种隐藏可帮助用户集中在图像上。可保持图像同步并可使光标和/或线引起的妨碍最小。

图4说明根据本发明实施例、用户可通过抓取/选择线来处理链接的三维图像的系统400。系统400与系统300相同或相似，但是在系统400所示的实施例中，示出了通过线260和270对图像210和220的处理。当用户想尽量减少光标对图像的妨碍时，与图像或显示区域相反地抓取/选择线260、270可能是有用的。因此，为了抓取和使用线处理图像，线260、270在系统400中应当是可见的。在系统300中用户可得的功能和动作对于系统400中的用户同样可得。

在系统400中，用户可通过抓取/选择线260、270其中之一来处理图像210、220。类似于系统300中示出的实施例，计算机单元可计算图像的感兴趣区域从点T1到点T2的位置变化，位置变化具有值deltaT。动态deltaT值可用于计算图像的观察参数。通过调整主图像和非主图像对应于动态deltaT的距离，图像210和220的观察参数可保持恒定和同步。

然而，在系统400的实施例中，用户可以不选择主图像。其感兴趣区域用于计算deltaT的图像可设置为缺省的或预定的。例如，用户可点击线260、270其中之一来处理图像210和220。当链接了图像210和220时，可以使图像210和220的观察参数的调整同步。如果先前确定图像210为用于计算deltaT的缺省图像，则图像210的感兴趣区域可用于计算deltaT。一旦确定deltaT，deltaT可用于调整其余图像，例如图像220。

图5说明根据本发明实施例使三维图像同步的方法500。在步骤510，用户可定位图像从而具有大体相同的观察参数。如上所述，观察参数可大体相同，所以用户具有观察图像的相同视角。在步骤515，用户则可选择每幅图像上的感兴趣区域。可通过诸如计算机鼠标、键盘、热键或它们的某种组合之类的输入装置来选择感兴趣区域。如上所述，图像210的感兴趣区域分别可由参考点212、216[{x1、y1、z1}，{x2、y2、z2}]组成。图像220的感兴趣区域分别可由参考点214、218[{xx1、yy1、zz1}，{xx2、yy2、zz2}]组成。在一个实施例中，应当选择参考点，使得参考点大体对应于每幅图像中的相同点。接着在步骤520，用户可链接图像。用户可通过键盘、鼠标或其它输入装置发出命令来链接图像。最后，在步骤525，用户可通过抓取/选择图像、显示区域或线来操纵图像。

图6说明根据本发明实施例使用画中画图像或显示区域使三维图像同步的系统600。系统600包括第一图像610和图像610的画中画(PIP)版本、PIP 615。系统600也包括第二图像620和图像620的画中画版本、PIP 625。系统600的其它组件可类似于系统100-400。然而，在系统600中，当用户发起命令链接图像时，画中画窗口出现在每个显示区域的子部分中。

在操作中，示出PIP 615和625以及相应的参考面618、628。参考面表示用户选择的感兴趣区域212、216和214、218。参考面618、628可用作用户处理图像的参考点。用户可选择PIP 615或625其中之一作为主PIP。主PIP则可用于处理第一三维图像610和第二三维图像620。

系统600的画中画实施例可使线和光标对图像的干扰和阻塞减至最少。用户可能不想通过如系统200-400所示的线阻碍对图像的观察。因此，系统600利用画中画窗口用于操纵，而不是抓取/选择图像、显示区域或线。而且，因为不使用线链接图像，所以第一图像610和第二图像620可显示在分离的显示单元上，例如图1的显示单元110和130。然而，图像也可显示在图1的区域122和124上，类似于系统200-400。

图7说明根据本发明实施例使用画中画图像或显示区域使三维图像同步的方法700。在步骤710，用户可定位图像从而具有大体相同的观察参数。如上所述，观察参数可大体相同，所以用户具有观察图像的相同视角。在步骤715，用户则可选择每幅图像上的感兴趣区域。可通过诸如计算机鼠标、键盘、热键或它们的某种组合之类的输入装置来选择感兴趣区域。在一个实施例中，应当选择参考点，使得参考点大体对应于每幅图像中的相同点。接着在步骤720，用户可链接图像。用户可通过键盘、鼠标或其它输入装置发出命令来链接图像。最后，在步骤725，用户可通过抓取/选择画中画图像来操纵图像。

上述系统和方法可作为包括用于计算机的指令集的计算机可读存储介质的一部分来实现。该指令集包括输入例程，用于以大体相同的观察参数定位多个三维图像。该指令集也包括用于选择图像上感兴趣区域的选择例程。该指令集也包括根据感兴趣区域链接图像的链接例程。链接例程可选地包括将感兴趣区域连线在一起的例程。该指令集也包括操纵链接的图像的操纵例程。操纵例程可选地包括通过线控制链接的图像的例程。操纵例程也可选地包括通过主图像或显示区域控制链接的图像的例程。操纵例程也可选地包括通过画中画显示控制链接的图像的例程。

虽然参照某些实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员理解，可进行各种变化并且可替代等效物而不偏离本发明的范围。另外，可进行很多修改以使特定情形或材料适合本发明理论，而不偏离其范围。因此，本发明不是要限制在所公开的特定实施例，而是本发明要包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

          零件表

	图1
		系统	100
显示单元	110
		显示单元	120
显示单元	130
		显示区域	122
显示区域	124
		显示区域	126
显示区域	128
		计算机单元	180
	图2
		系统	200
第一三维图像	210
		第二三维图像	220
视区	240
		视区	250
参考点	212
		参考点	214
参考点	216
		参考点	218
线	260
		线	270
	图3
		系统	300
	图4
		系统	400

	图5
		方法	500
定位图像以便具有相似的观察参数	510
		在每个图像上选择感兴趣区域	515
链接图像	520
		通过抓取主图像、显示区域或线来操纵图像	525
			图6
系统	600
		第一图像	610
PIP第一图像	615
		第二图像	620
PIP第二图像	625
		参考面	618
参考面	628
			图7
方法	700
		定位图像以便具有相似的观察参数	710
在每个图像上选择感兴趣区域	715
		链接图像	720
通过抓取画中画图像或显示区域来操纵图像	725

Claims (10)

1.一种用于使三维图像(210、220)同步的方法(500、700)，所述方法包括：

定位(510、710)所述三维图像(210、220)以便具有相似的观察参数；

选择(515、715)所述三维图像(210、220)的感兴趣区域；

根据所述感兴趣区域链接(520、720)所述三维图像(210、220)；以及

操纵(525、725)所述链接的三维图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，链接(520、720)所述三维图像(210、220)的步骤包括计算位移值deltaT，根据所述感兴趣区域的位置变化来计算所述位移值deltaT。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，操纵(525)的步骤包括选择主图像或显示区域并通过所述主图像或显示区域来处理所述链接的三维图像(210、220)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，链接(520)的步骤包括依照用户的选择显示至少一条线(260、270)，所述线说明感兴趣区域的相应参考点(212-218)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，操纵(525)的步骤包括选择线(260、270)并通过所述线来处理所述链接的三维图像(210、220)。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，操纵(725)的步骤包括选择画中画图像(615、625)或显示区域并通过所述画中画图像或显示区域来处理所述链接的三维图像(210、220)。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述画中画图像(615、625)或显示区域包括参考面(618、628)。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括依照用户的选择显示光标。

9.一种用于使三维图像(210、220)同步的系统(100-400、600)，所述系统包括：

计算机单元(180)，用于处理成像数据，所述计算机单元(180)具有计算机软件，用于根据位移值deltaT为所述三维图像(210、220)保持一致的观察参数；以及

至少一个显示单元(110-130)，用于并行显示多个所述三维图像(210、220)。

10.一种包括用于计算机的指令集的计算机可读存储介质，所述指令集包括：

定位例程(510、710)，用于以大致相同的观察参数定位三维图像；

选择例程(515、715)，用于选择所述三维图像上的感兴趣区域；

链接例程(520、720)，用于根据所述感兴趣区域链接所述三维图像；以及

操纵例程(525、725)，用于操纵所述链接的三维图像。

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