RU2563158C2 - Усовершенствования для планарного преобразования криволинейной структуры - Google Patents
Усовершенствования для планарного преобразования криволинейной структуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563158C2 RU2563158C2 RU2012114116/08A RU2012114116A RU2563158C2 RU 2563158 C2 RU2563158 C2 RU 2563158C2 RU 2012114116/08 A RU2012114116/08 A RU 2012114116/08A RU 2012114116 A RU2012114116 A RU 2012114116A RU 2563158 C2 RU2563158 C2 RU 2563158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformation
- voxels
- line
- probability
- anatomical structure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- 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
- G06T2215/00—Indexing scheme for image rendering
- G06T2215/06—Curved planar reformation of 3D line structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе и способу отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры. Техническими результатами являются уменьшение количества данных, которые необходимо обработать и сохранить, что позволяет снизить требуемую вычислительную мощность, и обеспечение обнаружения зон потенциальной неоднозначности во время процедуры планарного преобразования криволинейной структуры (CPR) и выделения этих зон на дисплей для пользователя. Таким образом, для пользователя отпадает необходимость в подробном изучении того, как выполняется CPR. Система для отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры содержит блок формирования изображения, выполненный с возможностью обеспечения данных изображения анатомической структуры, блок определения, выполненный с возможностью определения линии, проходящей через анатомическую структуру, блок планарного преобразования криволинейной структуры, выполненный с возможностью определения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры во множестве положений вдоль линии и определения для вокселей в данных изображения вероятности того, что эти воксели будут содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования, и дисплей. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к системе и способу отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры.
Уровень техники
Планарное преобразование криволинейной структуры (CPR, Curved Planar Reformation), позволяющее получить результат такого преобразования (Curved Planar Reformat), представляет собой технологию получения представления анатомической структуры, которая изогнута в 3D-объеме. При использовании обычных технологий отображения, где представление в плоскости получают на основе отдельных срезов, возникают проблемы, связанные с тем, что в такой плоскости находится очень мало анатомических структур. Например, толстая кишка имеет сильно изогнутую форму, поэтому для визуализации ее структуры необходимо отобразить множество плоскостей. Кроме того, в виртуальной эндоскопии для пользователя может оказаться интересным перемещение вдоль анатомической структуры - с использованием обычных технологий отображения это потребует непрерывной смены изображений по мере перемещения пользователя по комплекту срезов. Пример виртуальной эндоскопии с использованием CPR описан в статье "Volumetric Curved Planar Reformation for Virtual Endoscopy" ("Объемное планарное преобразование криволинейной структуры для виртуальной эндоскопии"), Williams, Grimm, Coto, Roudsari, Hatzakis, IEEE Transactions on Visualization & Computer Graphics, Vol. 14, № 1, Jan/Feb 2008.
В общем случае визуализацию при помощи CPR можно использовать для формирования изображения любого интересующего удлиненного объекта в 3D-объеме. Как правило, CPR используется в КТ/МР-ангиографии для визуализации артериальных и венозных сосудов, а также в ортопедической области для визуализации спинного мозга.
На Фиг.3А, 3В и 3С приведен пример трех этапов обычной процедуры CPR. На Фиг.3А изображен объем 200 данных трехмерного изображения, содержащий удлиненную анатомическую структуру. Вдоль продольной оси анатомической структуры задана линия 210. Задана плоскость 220 построения. На Фиг.3В изображен тот же объем 200 данных трехмерного изображения, в котором задана поверхность 230 преобразования, ортогональная плоскости 220 построения. Поверхность 230 преобразования также содержит линию 210. На Фиг.3С схематично изображен вид 240 криволинейной поверхности, как он выводится пользователю, где линия 210 развернута на экране, и поверхность 230 преобразования сделана плоской для просмотра.
Процедура CPR выполняется следующим образом. На Фиг.3А, 3В получают объем 200 данных изображения. Определяют линию 210, проходящую через анатомическую структуру, - это может быть сделано автоматически либо в комбинации с вводом информации пользователем. Если это делается автоматически, может оказаться выгодным сначала сегментировать контуры анатомической структуры. Определение линии может включать не только саму линию 210, но также начальную и конечную интересующие точки. Как правило, эта линия аппроксимирует осевую линию, проходящую через анатомический объект. Подходящую плоскость 220 построения выбирают поблизости от линии 210 либо автоматически, либо в комбинации с вводом информации пользователем.
Как показано на Фиг.3В, затем определяют криволинейную поверхность 230 преобразования, которая ортогональна плоскости 220 построения и на которой лежит линия 210. И, наконец, на Фиг.3С поверхность 230 преобразования развертывают и делают плоской. После чего представление анатомической структуры вдоль линии 210 выводят на дисплей для пользователя. Оно является двумерным изображением, представляющим собой вид 240 криволинейной поверхности. Так как данная линия 210 задана вдоль анатомической структуры, то процедура позволяет сразу просмотреть большую часть этой структуры.
В данной области техники известны и другие технологии CPR, такие как CPR с проецированием, CPR с растяжением и CPR с выпрямлением, которые указаны, например, в статье Williams и др. Общим для всех них является то, что в них "развертывают" удлиненную анатомическую структуру на экране путем определения криволинейной поверхности, проходящей через структуру, и выводят изображение этой криволинейной поверхности.
Этот процесс преобразования может привести к возникновению артефактов в изображении, что вынуждает пользователя различать артефакты и реальные анатомические особенности.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является предложить систему и способ отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры.
Изобретение определено в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты его реализации указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается система для отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры, которая содержит:
- блок формирования изображения, выполненный с возможностью обеспечения данных изображения, содержащих представление анатомической структуры;
- блок определения, выполненный с возможностью определения линии, проходящей через анатомическую структуру;
- блок планарного преобразования криволинейной структуры, выполненный с возможностью:
- определения поверхности преобразования во множестве положений вдоль линии, и
- определения для одного или более вокселей в данных изображения вероятности того, что этот воксель будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- дисплей, выполненный с возможностью отображения представления анатомической структуры на поверхности преобразования и дополнительно выполненный с возможностью выделения упомянутых одного или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или выходит за пределы заранее определенного диапазона значений.
Настоящее изобретение основано на понимании того, что процедура CPR может привести к отображению анатомической особенности более одного раза. Например, одно ответвление сосуда может быть показано как множество ответвлений, что легко приводит к ошибочной интерпретации преобразования. Это также называется дублированием и может даже быть настолько серьезным, что перестает быть ясной топология структуры.
Для пользователя трудно различить артефакты и реальные анатомические особенности. Необходимо досконально знать лежащий в основе алгоритм, чтобы иметь способность отличить возможные артефакты от патологии. Интерпретация любой неоднозначности становится обязанностью пользователя, которому приходится работать с изображением, например, поворачивать его или кадрировать, чтобы изучить анатомию. Даже это не гарантирует правильной интерпретации.
Изобретение помогает пользователю путем обнаружения зон потенциальной неоднозначности во время процедуры CPR и выделения этих зон на дисплее для пользователя. Таким образом, для пользователя отпадает необходимость в подробном изучении того, как выполняется CPR.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения блок планарного преобразования криволинейной структуры выполнен с возможностью определения кривизны линии в положении поблизости от упомянутых одного или более вокселей, а также определения вероятности с использованием кривизны.
В основе этого лежит осознание того, что в местах с высокой кривизной линия делает резкий поворот в пределах объема данных трехмерного изображения, и, следовательно, это является более вероятной зоной для отображения упомянутых одного или более вокселей более одного раза. В положениях вдоль линии, характеризующихся высокой кривизной, существует более высокая вероятность того, что результат преобразования криволинейной поверхности пересекает сам себя.
Блок планарного преобразования криволинейной структуры может быть дополнительно или в качестве альтернативы выполнен с возможностью определения вокселей, входящих в состав поверхности преобразования во множестве положений вдоль линии, а также определения вероятности с использованием числа положений, в которых упомянутые один или более вокселей входят в состав поверхности преобразования.
Таким образом, можно определять распространенность и размер зон, где результат преобразования криволинейной поверхности пересекает сам себя.
Блок планарного преобразования криволинейной структуры может быть дополнительно или в качестве альтернативы выполнен с возможностью определения множества расстояний между упомянутыми одним или более вокселями и множеством положений вдоль линии, а также определения вероятности с использованием числа положений, в которых расстояние отличается от второго заранее определенного значения или выходит за пределы второго заранее определенного диапазона значений.
В основе этого лежит осознание того, что вероятность вхождения упомянутых одного или более вокселей в состав результата планарного преобразования криволинейной структуры более одного раза может быть связана с близостью от линии, проходящей через анатомическую структуру. Когда воксель находится близко к более чем одной точке вдоль линии, этот воксель может быть включен более одного раза. За счет измерения расстояния вокселя от множества точек вдоль линии, а также определения числа точек в пределах заранее определенного значения можно определить вероятность.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения система дополнительно содержит блок 330 сегментирования, выполненный с возможностью приема данных изображения и сегментирования этих данных для определения контуров анатомической структуры.
За счет сегментирования данных изображения блок определения может работать в автоматическом режиме при определении линии, проходящей через анатомическую структуру. В качестве альтернативы работа может быть в высокой степени автоматизирована, при этом от пользователя потребуется только указать исходный воксель для сегментирования.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения система может входить в состав рабочей станции или медицинского устройства для формирования изображения, используемых для получения данных изображения.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры, содержащий следующие этапы:
- обеспечивают данные изображения анатомической структуры;
- определяют линию, проходящую через анатомическую структуру;
- определяют поверхность преобразования во множестве положений вдоль линии;
- определяют для одного или более вокселей в данных изображения вероятность того, что воксель будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- отображают представление анатомической структуры на поверхности преобразования и выделяют упомянутые один или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или выходит за пределы заранее определенного диапазона значений.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается компьютерный программный продукт для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению, в результате его загрузки и выполнения на компьютере.
Специалисту также будет очевидно, что настоящее изобретение не обязательно должно ограничиваться какой-либо конкретной технологией получения данных изображения. Например, оно может быть использовано вместе с рентгенографией, компьютерной томографией (КТ), магнитно-резонансной томографией (МРТ), позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ), однофотонной эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ) и ядерной медициной (ЯМ).
Краткое описание чертежей
Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными и понятными при рассмотрении описанных далее вариантов его реализации.
Из чертежей:
На Фиг.1 приведена структурная схема системы, соответствующей настоящему изобретению;
Фиг.2 иллюстрирует способ, соответствующий настоящему изобретению;
Фиг.3А, 3В и 3С иллюстрируют известную процедуру CPR;
На Фиг.4 схематично представлена выходная информация CPR с артефактами; и
На Фиг.5А и 5В показаны два возможных пути указания вероятных артефактов согласно настоящему изобретению.
Чертежи являются чисто схематичными и выполнены без соблюдения масштаба. В частности, для ясности сильно преувеличены некоторые размеры. Аналогичные элементы на чертежах, если это возможно, обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации
На Фиг.1 изображена система 300 для отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры. Система 300 содержит:
- Блок 310 формирования изображения, выполненный с возможностью обеспечения данных изображения, содержащих представление анатомической структуры. Например, данные изображения получают с использованием сканов МРТ или КТ. Блок 310 формирования изображения может быть выполнен с возможностью получения данных изображения в реальном времени либо данные изображения могут быть извлечены из устройства для хранения данных;
- Блок 370 определения, выполненный с возможностью определения линии, проходящей через анатомическую структуру. Это может быть выполнено пользователем вручную. В качестве альтернативы это может быть выполнено в автоматическом или полуавтоматическом режиме, если контуры анатомической модели в данных изображения сначала сегментируют. В варианте с полуавтоматическим режимом пользователь может помочь блоку определения путем выбора одной или более точек вдоль линии;
- Блок 320 планарного преобразования криволинейной структуры, выполненный с возможностью определения поверхности преобразования во множестве точек вдоль линии и определения для одного или более вокселей в данных изображения вероятности того, что этот воксель будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования;
- Дисплей 340, выполненный с возможностью отображения представления анатомической структуры на поверхности преобразования и дополнительно выполненный с возможностью выделения упомянутых одного или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или выходит за пределы заранее определенного диапазона значений. В основе выбора заранее определенных значений или диапазона значений могут лежать теоретические принципы используемой процедуры CPR, либо это может определяться методом проб и ошибок. Например, если специалист идентифицировал область с дефектом дублирования, он свободно может неоднократно использовать настоящее изобретение с различными значениями, чтобы определить оптимальное значение или оптимальный диапазон значений. Может оказаться выгодным задание заранее определенных значений для разных анатомических структур, так как это может обеспечить более точное и интуитивно понятное отображение для пользователя. В этом случае выводимое изображение снабжают идентификацией интересующей анатомической структуры, что позволяет использовать правильные значение или диапазон значений для различения.
В изобретении может быть применена любая известная процедура CPR, например, описанная со ссылкой на Фиг.3, либо другие, например, CPR с проецированием, растяжением или выпрямлением. Например, блок 320 планарного преобразования криволинейной структуры может быть выполнен с возможностью определения плоскости просмотра и определения поверхности преобразования, перпендикулярной плоскости проецирования, во множестве положений вдоль линии.
Авторы настоящего изобретения поняли, что процедуры CPR могут привести к возникновению определенного типа артефакта, в результате чего анатомическая особенность отображается более одного раза. Пример показан на Фиг.4, где на дисплей 340 выведен результат 100 преобразования криволинейной поверхности. Результат 100 преобразования содержит изображение 120 криволинейной поверхности в оттенках серого, на котором видны контуры 210 интересующей анатомической структуры. Анатомическая структура представляет собой изогнутый артериальный сосуд. В частности, видны два артефакта - два круговых контура 131 с обеих сторон от контуров 210 структуры, проходящие вдоль изогнутых участков этих контуров.
Настоящее изобретение основано на осознании того, что в ходе процедуры CPR по определению существует опасность возникновения наложений. Другими словами, две части криволинейной поверхности преобразования могут пересечься с одной и той же частью анатомической структуры, что приводит к двукратному отображению этой части в результате 100 преобразования криволинейной поверхности. Поэтому для криволинейных и согнутых анатомических структур поверхность CPR может пересечь саму себя.
За счет выполнения дополнительных вычислений во время процедуры CPR, а именно, наделения блока 370 возможностью определения вероятности того, что воксели в данных изображения будут содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования, можно идентифицировать зоны данных изображения, чувствительные к артефактам. Когда CPR-изображение анатомической структуры выводится пользователю, эти зоны можно выделить любым подходящим образом.
Определение упомянутой вероятности может выполняться несколькими путями. Например, специалист может сначала создать модели вероятности на основе множества наборов данных изображения. Путем создания CPR-изображений и указания артефактов дублирования вручную можно создать библиотеку эталонов, в которой указаны те области конкретных анатомических структур, где вероятность артефакта дублирования выше. Как следствие, при обработке последующих наборов данных достаточно настроить блок 320 CPR-преобразования на определение того, что точка вдоль линии находится в такой области анатомической структуры с более высокой вероятностью.
Может оказаться выгодным обеспечить модели вероятности для различных анатомических структур, так как это может повысить точность определения вероятности. В этом случае в блоке CPR-преобразования предусматривают идентификацию интересующей анатомической структуры, что позволяет использовать правильную модель вероятности.
В другом примере блок планарного преобразования криволинейной структуры может быть выполнен с возможностью определять воксели, входящие в состав поверхности преобразования во множестве положений вдоль линии, и определять вероятность, используя число положений, где в состав поверхности преобразования входят упомянутые один или более вокселей. Возможным воплощением этого является отслеживание вокселей, входящих в состав в каждой итерации CPR, при которой на основе множества положений вдоль линии определяется поверхность преобразования. Как следствие, блок преобразования может проверить, как часто каждый воксель входит в состав разных итераций поверхности преобразования. Параметры, используемые для определения вероятности, пользователь может оптимизировать в зависимости от таких факторов, как персональные предпочтения, природа исследования, анатомическая структура или интересующая область анатомической структуры. Например, число возможных вхождений вокселя в состав поверхности преобразования может быть задано равным 1. Все воксели со значениями вероятности больше 1 будут выделяться, когда CPR-изображение будет выводиться пользователю.
Может оказаться выгодным уменьшение количества данных, которые необходимо обработать и сохранить, что позволяет снизить требуемую вычислительную мощность. Можно использовать кластер соседних вокселей, например, трехмерный или двумерный, чтобы ограничить вероятность только большими участками, которые нужно отличить.
В дополнение к этому или в качестве альтернативы, вероятность можно определять с использованием кривизны линии. После того, как определены пространственные координаты прохождения линии через данные трехмерного изображения, для определения кривизны на участках линии можно использовать относительно простой алгоритм. Большая кривизна в точке вдоль линии говорит о более высокой вероятности того, что поверхность преобразования будет содержать в этой точке воксели, уже вошедшие в состав другой части этой поверхности.
Значение, которое пользователь желает использовать в качестве порогового для различения на экране дисплея, может быть выбрано на основе таких факторов, как персональные предпочтения, природа исследования, анатомическая структура или интересующая область анатомической структуры.
Специалист также может сначала создать модели кривизны на основе множества наборов данных изображения. Путем создания CPR-изображений и указания артефактов дублирования вручную можно создать библиотеку эталонов, в которой указаны значения кривизны, которые могут привести к возникновению артефактов дублирования. Как следствие, при обработке последующих наборов данных достаточно настроить блок 320 CPR-преобразования на определение кривизны, а затем использовать модели кривизны для определения вероятности.
Может оказаться выгодным создание моделей кривизны для различных анатомических структур, так как это может повысить точность определения вероятности. В этом случае в блоке CPR-преобразования предусматривают идентификацию интересующей анатомической структуры, что позволяет применять правильную модель кривизны.
Может оказаться выгодным учет ориентации элемента, обладающего кривизной, относительно поверхности CPR, так как одинаковая ориентация элемента, обладающего кривизной, и поверхности CPR, по всей вероятности, приведет к наложениям.
В дополнение к этому или в качестве альтернативы, вероятность можно определять с использованием близости - другими словами, множества расстояний между каждым из вокселей и множеством положений вдоль линии. После того как проведены эти измерения, вероятность неоднократного появления на поверхности CPR может быть связана с числом положений, где расстояние отличается от второго заранее определенного значения или выходит за пределы второго заранее определенного диапазона значений. Если воксель находится в пределах некоторого расстояния от некоторого числа положений вдоль линии, выше вероятность того, что он входит в состав более чем одной части поверхности преобразования. Крайним случаем, который может встретиться, является то, что воксель со всех сторон окружен поверхностью CPR-преобразования.
Второе заранее определенное значение или второй заранее определенный диапазон значений могут зависеть от теоретических принципов используемой процедуры CPR, либо могут определяться методом проб и ошибок. Например, если специалист идентифицировал область с дефектом дублирования, он свободно может неоднократно использовать настоящее изобретение с различными значениями, чтобы определить оптимальное значение или оптимальный диапазон значений.
Специалист также может сначала создать модели близости на основе множества наборов данных изображения. Путем создания CPR-изображений и указания вручную артефактов дублирования можно создать библиотеку эталонов, в которой указаны те значения или диапазоны значений близости, которые могут привести к возникновению артефактов дублирования. Как следствие, при обработке последующих наборов данных достаточно настроить блок 320 CPR-преобразования на определение близости, а затем использовать модели близости для определения вероятности.
Может оказаться выгодным создание моделей близости для различных анатомических структур, так как это может повысить точность определения вероятности. В этом случае в блоке CPR-преобразования предусматривают идентификацию интересующей анатомической структуры, что позволяет применять правильную модель близости.
Специалисту будет очевидно, что вероятность можно определять с использованием любой удобной комбинации упомянутых выше параметров. Например, так как кривизна является параметром, который можно определить относительно быстро и просто, ее можно использовать в качестве первоначального фильтра для очень приблизительного определения зон потенциальной неоднозначности. После того как эти зоны определены, блок планарного преобразования криволинейной структуры может выполнять более глубокий анализ, например, определение для вокселей, находящихся в этих приблизительных зонах, того, входят ли они в состав CPR-поверхности более одного раза.
В другом примере в качестве первоначального фильтра для очень приблизительного определения зон потенциальной неоднозначности можно использовать близость. После того, как эти зоны определены, блок планарного преобразования криволинейной структуры может выполнять более глубокий анализ, например, определение для вокселей, находящихся в этих приблизительных зонах, того, входят ли они в состав CPR-поверхности более одного раза.
Также понятно, что можно объединять множество параметров для создания совокупной вероятности. Специалисту будет очевидно, что присвоение подбираемых весовых коэффициентов каждому компоненту совокупной вероятности дает пользователю мощный, гибкий инструмент прогнозирования артефактов дублирования, который можно адаптировать для любой удлиненной анатомической структуры.
Как только спрогнозировано появление артефакта дублирования, он может быть выделен для пользователя. Например, на Фиг.5А и 5В показаны два примера того, как можно выделять эти зоны. На Фиг.5А и 5В изображены, соответственно, результаты 101 и 102 CPR-преобразования контуров 210 одной и той же анатомической структуры, которая показана на Фиг.4, и оба аналогичным образом подвержены возникновению двух круговых артефактов 131.
На Фиг.5А на воксели, для которых определена высокая вероятность появления более чем в одном месте, наложена метка 132 различения, например, в виде красной зоны. Как будет очевидно специалисту, для выделения вокселей, обладающих высокой вероятностью, можно использовать любую подходящую методику, например, обведение окружностью, штрихование, изменение оттенка или использование указателей, которые могут быть статичными или мерцающими.
На Фиг.5В те же воксели обработаны таким образом, чтобы уменьшить (133) яркость в круговом контуре 210 (Прим. перев. 1), в результате чего они хуже видны пользователю либо вообще не видны. Другими словами, контур 210 (см. Прим. перев. 1) затемнен, чтобы отвлечь внимание пользователя от этой зоны.
В качестве альтернативы степень вероятности может быть преобразована в цветовую палитру или палитру оттенков серого, в результате чего пользователь также различает градации вероятности.
Понятие анатомической структуры также необходимо расширить. Например, эталонной структурой может быть орган, часть органа, доля органа, кость скелета, часть кости скелета, мышца, часть мышцы, лимфатический узел, часть лимфатического узла, нерв, часть нерва, сосуд и часть сосуда. Такая структура также может включать опухоль, первичную опухоль, метастатическую опухоль, кисту, псевдокисту, новообразование, лимфатический узел, лимфому, фиброму и родимое пятно.
Система выполнена с возможностью осуществления способа, предлагаемого настоящим изобретением, т.е. отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры. Этот способ содержит следующие этапы:
- обеспечивают (510) данные изображения анатомической структуры;
- определяют (530) линию, проходящую через анатомическую структуру;
- определяют (560) поверхность преобразования во множестве положений вдоль линии; и
- определяют (570) для одного или более вокселей в данных изображения вероятность того, что воксель (воксели) будут содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования;
- отображают (580) представление анатомической структуры на поверхности преобразования, и выделяют упомянутые один или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или выходит за пределы заранее определенного диапазона значений.
Хотя способ 500 можно выполнять полностью в автоматическом режиме, также понятно, что этот способ можно реализовать таким образом, чтобы пользователю, применяющему настоящее изобретение, предлагалось сделать выбор из ограниченного числа вариантов. Другими словами, способ имеет высокую степень автоматизации. Это также может обеспечить снижение требуемой вычислительной мощности. Например, в подходящие моменты во время процедуры CPR может появляться падающее меню, либо профессиональному медработнику может выдаваться запрос на выбор одной из нескольких альтернатив, которые сопровождают выведенные данные изображения. Очевиден также промежуточный вариант реализации настоящего изобретения, в котором участки процедуры CPR выполняются автоматически, а между ними процедура не очень часто прерывается для осуществления ручного выбора.
Кроме того, понятно, что можно предусмотреть для пользователя блок 350 ввода для ввода любых требуемых или желаемых данных, например, чтобы указать интересующую анатомическую структуру, выбрать подходящие модели либо ввести какие-либо требуемые заранее определенные значения или диапазоны значений.
Специалист, подробно изучивший описанные способы, будет способен использовать компьютерную программу для выполнения этих способов в результате ее загрузки и выполнения на компьютере.
Пользователь может использовать рабочую станцию для осуществления такого взаимодействия, например, во время получения изображения или просмотра изображения. В этом случае рабочая станция может содержать систему, соответствующую настоящему изобретению. Также понятно, что система 300 может входить в состав медицинского устройства для формирования изображения.
Изобретение может быть кратко сформулировано следующим образом.
Планарное преобразование криволинейной структуры (CPR, Curved Planar Reformation), позволяющее получить результат такого преобразования (Curved Planar Reformat), представляет собой технологию создания представления анатомической структуры, которая изогнута в 3D-объеме. Этот процесс преобразования может привести к возникновению артефактов в изображении, что вынуждает пользователя определять, где артефакты, а где реальные анатомические особенности. Изобретение помогает пользователю посредством обнаружения зон потенциальной неоднозначности во время процедуры CPR и выделения этих зон на дисплее для пользователя. Таким образом, для пользователя отпадает необходимость в подробном изучении того, как выполняется CPR.
В пунктах формулы изобретения любые ссылочные обозначения, указанные в скобках, не должны восприниматься как ограничивающие данный пункт. Использование глагола "содержать" и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличающихся от указанных в пункте. Указание элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Настоящее изобретение может быть реализовано при помощи аппаратных средств, содержащих несколько обособленных элементов, и при помощи вычислительного устройства, запрограммированного соответствующим образом.
В пункте, относящемся к системе, в котором перечислены блок формирования изображения, блок определения, блок планарного преобразования криволинейной структуры и дисплей, некоторые из этих средств могут быть воплощены одним и тем же компонентом аппаратных средств.
Тот факт, что некоторые признаки указаны в отличающихся друг от друга зависимых пунктах, не говорит о том, что для получения преимущества нельзя использовать комбинацию этих признаков.
Claims (9)
1. Система (300) для отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры, которая содержит:
- блок (310) формирования изображения, выполненный с возможностью обеспечения данных изображения анатомической структуры;
- блок (370) определения, выполненный с возможностью определения линии, проходящей через анатомическую структуру;
- блок (320) планарного преобразования криволинейной структуры, выполненный с возможностью:
- определения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры во множестве положений вдоль линии, и
- определения для одного или более вокселей в данных изображения вероятности того, что этот воксель (воксели) будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- дисплей (340), выполненный с возможностью отображения представления анатомической структуры на поверхности преобразования и дополнительно выполненный с возможностью выделения упомянутых одного или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или диапазона значений.
- блок (310) формирования изображения, выполненный с возможностью обеспечения данных изображения анатомической структуры;
- блок (370) определения, выполненный с возможностью определения линии, проходящей через анатомическую структуру;
- блок (320) планарного преобразования криволинейной структуры, выполненный с возможностью:
- определения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры во множестве положений вдоль линии, и
- определения для одного или более вокселей в данных изображения вероятности того, что этот воксель (воксели) будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- дисплей (340), выполненный с возможностью отображения представления анатомической структуры на поверхности преобразования и дополнительно выполненный с возможностью выделения упомянутых одного или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или диапазона значений.
2. Система по п. 1, в которой блок (320) планарного преобразования криволинейной структуры дополнительно выполнен с возможностью:
- определения кривизны линии в положении поблизости от упомянутых одного или более вокселей и определения вероятности с использованием кривизны.
- определения кривизны линии в положении поблизости от упомянутых одного или более вокселей и определения вероятности с использованием кривизны.
3. Система по п. 1, в которой блок (320) планарного преобразования криволинейной структуры дополнительно выполнен с возможностью:
- определения вокселей, содержащихся на поверхности преобразования во множестве положений вдоль линии, и определения вероятности с использованием числа положений, в которых упомянутые один или более вокселей содержатся на поверхности преобразования.
- определения вокселей, содержащихся на поверхности преобразования во множестве положений вдоль линии, и определения вероятности с использованием числа положений, в которых упомянутые один или более вокселей содержатся на поверхности преобразования.
4. Система по п. 1, в которой блок (320) планарного преобразования криволинейной структуры дополнительно выполнен с возможностью:
- определения множества расстояний между упомянутыми одним или более вокселями и множеством положений вдоль линии, а также определения вероятности с использованием числа положений, в которых расстояние отличается от второго заранее определенного значения или диапазона значений.
- определения множества расстояний между упомянутыми одним или более вокселями и множеством положений вдоль линии, а также определения вероятности с использованием числа положений, в которых расстояние отличается от второго заранее определенного значения или диапазона значений.
5. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
- блок (350) ввода информации пользователем, выполненный с возможностью предоставления блоку (370) определения одной или более точек на линии.
- блок (350) ввода информации пользователем, выполненный с возможностью предоставления блоку (370) определения одной или более точек на линии.
6. Система по п. 1 или 5, дополнительно содержащая:
- блок (370) определения, выполненный с возможностью определения одной или более точек на линии в автоматическом режиме.
- блок (370) определения, выполненный с возможностью определения одной или более точек на линии в автоматическом режиме.
7. Система по п. 1, дополнительно содержащая блок (330) сегментирования, выполненный с возможностью приема данных изображения и сегментирования этих данных для определения контуров анатомической структуры.
8. Рабочая станция, содержащая систему по любому из предшествующих пунктов.
9. Способ (500) отображения поверхности планарного преобразования криволинейной структуры, содержащий этапы, на которых:
- обеспечивают (510) данные изображения анатомической структуры;
- определяют (530) линию, проходящую через анатомическую структуру;
- определяют (560) поверхность преобразования во множестве положений вдоль линии;
- определяют (570) для одного или более вокселей в данных изображения вероятность того, что воксель (воксели) будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- отображают (580) представление анатомической структуры на поверхности преобразования и выделяют упомянутые один или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или диапазона значений.
- обеспечивают (510) данные изображения анатомической структуры;
- определяют (530) линию, проходящую через анатомическую структуру;
- определяют (560) поверхность преобразования во множестве положений вдоль линии;
- определяют (570) для одного или более вокселей в данных изображения вероятность того, что воксель (воксели) будет содержаться более чем в одном месте поверхности преобразования; и
- отображают (580) представление анатомической структуры на поверхности преобразования и выделяют упомянутые один или более вокселей, если вероятность отличается от заранее определенного значения или диапазона значений.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP09170066.6 | 2009-09-11 | ||
| EP09170066 | 2009-09-11 | ||
| PCT/IB2010/053994 WO2011030274A2 (en) | 2009-09-11 | 2010-09-06 | Improvements to curved planar reformation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012114116A RU2012114116A (ru) | 2013-10-20 |
| RU2563158C2 true RU2563158C2 (ru) | 2015-09-20 |
Family
ID=43732881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012114116/08A RU2563158C2 (ru) | 2009-09-11 | 2010-09-06 | Усовершенствования для планарного преобразования криволинейной структуры |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9019272B2 (ru) |
| EP (1) | EP2476102B1 (ru) |
| CN (1) | CN102483862B (ru) |
| RU (1) | RU2563158C2 (ru) |
| WO (1) | WO2011030274A2 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9042634B2 (en) * | 2013-01-15 | 2015-05-26 | General Electric Company | Method system and computer product for non-destructive object analysis |
| JP6201255B2 (ja) * | 2013-04-11 | 2017-09-27 | ザイオソフト株式会社 | 医用画像処理システムおよび医用画像処理プログラム |
| JP2017532146A (ja) | 2014-10-30 | 2017-11-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | カーブした構造の超音波視覚化 |
| JP6858189B2 (ja) | 2015-12-02 | 2021-04-14 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 中心軸の湾曲及び横方向偏心を伴う心臓の超音波心臓評価 |
| EP3220357A3 (de) * | 2016-03-15 | 2018-01-10 | Siemens Healthcare GmbH | Modellhaftes erzeugen und darstellen von dreidimensionalen objekten |
| CN109242947B (zh) * | 2017-07-11 | 2023-07-21 | 中慧医学成像有限公司 | 三维超声图像显示方法 |
| KR102205427B1 (ko) * | 2019-06-26 | 2021-01-20 | 주식회사 디오 | 신경 위치 보정 방법 및 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2171630C2 (ru) * | 1999-06-18 | 2001-08-10 | Пестряков Андрей Витальевич | Способ совмещения трехмерных изображений, полученных с помощью компьютерных томографов, работающих на основе различных физических принципов |
| US6331116B1 (en) * | 1996-09-16 | 2001-12-18 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030216626A1 (en) | 2002-03-28 | 2003-11-20 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Fluorescence judging method and apparatus |
| DE10319546A1 (de) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Detektion von Anomalien in Gefäßstrukturen |
| US8111889B2 (en) | 2004-03-31 | 2012-02-07 | General Electric Company | Method and apparatus for efficient calculation and use of reconstructed pixel variance in tomography images |
| DE102004043695B4 (de) | 2004-09-09 | 2006-09-28 | Siemens Ag | Verfahren zur einfachen geometrischen Visualisierung tubulärer anatomischer Strukturen |
| WO2006123309A2 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Video decoder using a reliability map |
| US7813591B2 (en) * | 2006-01-20 | 2010-10-12 | 3M Innovative Properties Company | Visual feedback of 3D scan parameters |
| JP4832927B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-12-07 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 医療用画像処理装置及び医療用画像処理方法 |
| EP2188782B1 (en) | 2007-08-03 | 2018-11-07 | Koninklijke Philips N.V. | Coupling the viewing direction of a blood vessel's cpr view with the viewing angle on this 3d tubular structure's rendered voxel volume and/or with the c-arm geometry of a 3d rotational angiography device's c-arm system |
| US8300047B2 (en) * | 2008-03-10 | 2012-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | System and method for colon unfolding via skeletal subspace deformation |
-
2010
- 2010-09-06 EP EP10760046.2A patent/EP2476102B1/en active Active
- 2010-09-06 WO PCT/IB2010/053994 patent/WO2011030274A2/en active Application Filing
- 2010-09-06 RU RU2012114116/08A patent/RU2563158C2/ru active
- 2010-09-06 CN CN201080039969.XA patent/CN102483862B/zh active Active
- 2010-09-06 US US13/394,555 patent/US9019272B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6331116B1 (en) * | 1996-09-16 | 2001-12-18 | The Research Foundation Of State University Of New York | System and method for performing a three-dimensional virtual segmentation and examination |
| RU2171630C2 (ru) * | 1999-06-18 | 2001-08-10 | Пестряков Андрей Витальевич | Способ совмещения трехмерных изображений, полученных с помощью компьютерных томографов, работающих на основе различных физических принципов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012114116A (ru) | 2013-10-20 |
| CN102483862A (zh) | 2012-05-30 |
| US9019272B2 (en) | 2015-04-28 |
| US20120169735A1 (en) | 2012-07-05 |
| EP2476102B1 (en) | 2018-11-14 |
| EP2476102A2 (en) | 2012-07-18 |
| CN102483862B (zh) | 2016-03-02 |
| WO2011030274A2 (en) | 2011-03-17 |
| WO2011030274A3 (en) | 2012-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ritter et al. | Medical image analysis | |
| RU2563158C2 (ru) | Усовершенствования для планарного преобразования криволинейной структуры | |
| EP2486548B1 (en) | Interactive selection of a volume of interest in an image | |
| US7397475B2 (en) | Interactive atlas extracted from volume data | |
| US10593099B2 (en) | Transfer function determination in medical imaging | |
| US8077948B2 (en) | Method for editing 3D image segmentation maps | |
| US7684602B2 (en) | Method and system for local visualization for tubular structures | |
| CN112885453A (zh) | 用于标识后续医学图像中的病理变化的方法和系统 | |
| US10188361B2 (en) | System for synthetic display of multi-modality data | |
| US9886781B2 (en) | Image processing device and region extraction method | |
| CN108876794A (zh) | 体积图像数据中的动脉瘤与载瘤血管的隔离 | |
| US9443303B2 (en) | Image display of a centerline of tubular structure | |
| JP6560745B2 (ja) | 生体構造のボリュメトリック画像を視覚化すること | |
| Bullitt et al. | Volume rendering of segmented image objects | |
| JP4394127B2 (ja) | 領域修正方法 | |
| EP3389006B1 (en) | Rib unfolding from magnetic resonance images | |
| US7355605B2 (en) | Method and system for automatic orientation of local visualization techniques for vessel structures | |
| US11263721B2 (en) | Method and data processing system for providing a two-dimensional unfolded image of at least one tubular structure | |
| US11403809B2 (en) | System and method for image rendering | |
| JP2012085833A (ja) | ３次元医用画像データの画像処理システム、その画像処理方法及びプログラム | |
| US20060103678A1 (en) | Method and system for interactive visualization of locally oriented structures | |
| US20150320507A1 (en) | Path creation using medical imaging for planning device insertion | |
| US20110122134A1 (en) | Image display of a tubular structure | |
| US10977792B2 (en) | Quantitative evaluation of time-varying data | |
| Eichner | Interactive co-registration for multi-modal cancer imaging data based on segmentation masks |