成像系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种‘基于模型的’成像系统，其中要被应用于被成像主体的经分割的表面的表面值在被投射到被成像主体的体积上的投影的基础上进行确定，所述投影以在被编码在解剖模型内的信息的基础上确定的角度和深度进行。在范例中，所述角度和深度在被成像主体的综合分割的基础上进行确定，其本身在解剖模型的基础上执行。通过依据局部解剖背景而局部地改变围绕主体的投影角度和深度，被成像主体的内部结构的改善的成像可以被实现。具体地，可以生成提供具有更大临床实用性或相关性的内部结构的表示。通过使用解剖背景来维持跨过多个帧的表示中的一致性，4D数据集也可以被更好地处理。

Imaging system and method

The invention provides a model-based imaging system in which the surface value of the segmented surface to be applied to the imaging subject is determined on the basis of projection projected onto the volume of the imaging subject, and the projection is based on the angle and depth determined on the information encoded in the anatomical model. Conduct. In the example, the angle and depth are determined on the basis of the comprehensive segmentation of the imaging subject, and are executed on the basis of the anatomical model itself. By locally changing the projection angle and depth around the subject according to the local anatomical background, the improved imaging of the internal structure of the subject can be achieved. Specifically, representations that provide internal structures with greater clinical practicability or relevance can be generated. By using anatomical background to maintain consistency across multiple frames, 4D data sets can also be better processed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像系统和方法
本专利技术涉及包括成像绘制器件的成像系统、以及成像方法。
技术介绍
存在用于执行实时成像绘制的各种技术，例如超声成像。这些方法包括使用2D切片或切平面的绘制或光线投射技术的3D体积绘制。2D切平面的缺点是难以得到数据集的完整三维理解或印象。3D体积绘制通常涉及将虚拟光线投射到成像的3D体积内来获得能够被显示在最终绘制的图像中的数据的2D投影。当光线从虚拟观察者位置朝向成像对象内的感兴趣区域被投射时，各种解剖结构可能沿着路径被插入，其能够阻挡或要不然干扰获得感兴趣区域的清楚图像。至少部分的减轻这种问题的一种手段是在3D绘制之前执行3D图像数据的分割，以便切除被认为不感兴趣的一个或多个大的部分体积。这通常导致由经分割的表面或轮廓界定的更小的经整形的分割的体积部分。光线然后可以从观察者位置被投射，通过分割的表面并且进入由它界定的体积内。要被应用于经分割的表面的色值然后可以在沿着投影的光线的样本点的聚集或复合的阴影或照明梯度值的基础上进行确定。US7233329B2公开了图像绘制方法的一个范例，所述图像绘制方法包括首先对图像数据进行分割以隔离器官(例如心脏)的外表面，并且其次，执行基本上垂直于分割的外表面的最大强度投影(MIP)。MIP涉及将针对每个体素的光线均以基本上垂直于表面的角度投射在分割的外表面上，并且从器官体积内的点延伸到器官表面上的相应体素。沿着光线的最大强度的体素被显示在心脏的表面上。公开的是基于模型的分割可以用来隔离心脏。然而，这种方法的一个缺陷是它产生的潜在体积的表示通常从临床实用性的角度来看不是理想的。通过以基本上垂直于成像器官的表面的角度投射所有光线，所生成的任何潜在解剖结构的视图不能提供最几何忠实的或临床有用的印象。并非获得潜在结构或特征的清楚印象，人们可能通常预期到可能临床特别感兴趣的总体结构和任何具体细节的稍微失真的或要不然不完美的表示。此外，当它进入到4D成像时，这种方法也是非常受限制的；生成反映随着时间的多个个体帧(例如通过解剖主体的实时3D成像生成的帧)的表示。在许多情况下，正在被成像的主体不随着时间保持静止，使得位于主体的分割体积内的解剖结构或感兴趣区域可能在每个个体帧之间变动位置或改变取向。这导致如被投影到经分割的表面上的感兴趣区域由于通常非对称主体或感兴趣区域的取向的变动而似乎移动和/或改变表观形状或轮廓的一组最终绘制图像。
技术实现思路
专利技术人已经意识到，因此对于用于从3D数据集生成绘制图像的成像系统和方法的需要，所述3D数据集能够更如实地表示位于成像体积内的一个或多个解剖对象或感兴趣区域的外观并且所述3D数据集能够例如在表观取向或位置方面跨过多个时间分开的帧维持这些表示中的一致性。本专利技术由权利要求进行定义。根据本专利技术的一个方面，提供了一种成像系统，包括：输入单元，其适于接收要被成像的对象的体积的3D图像数据；分割单元，其适于执行对由所述输入单元接收的所述3D图像数据的分割，所述分割是基于解剖模型，并且被配置为确定所述3D图像数据内的至少一个经分割的表面；表面绘制单元，其适于生成要被分配给所述至少一个经分割的表面上的点的一个或多个表面值，所述值是基于所述3D图像数据中的沿着延伸通过所述点的投影向量下降的图像数据值，每个投影向量具有相对于至少部分地在所述解剖模型的基础上确定的所述经分割的表面的长度和/或角度；以及图像绘制单元，其适于基于由所述表面绘制单元生成的所述表面值来生成要被成像的所述对象的一幅或多幅图像。本专利技术的实施例是基于借助于解剖模型获得的成像区域的局部解剖信息的使用，以局部地调整投影向量的穿透的深度或角度，所述投影向量被投射通过在成像区域内被隔离的首先分割的表面、进入由经分割的表面界定的成像区域的子体积(或从其中出来)。投影向量或‘采样光线’至少在经分割的表面上的点与体积子区域内的第二相应点之间延伸(并且，在一些范例中，至多在其之间延伸)。要被应用于经分割的表面的穿透上的所述点的表面值在基本上沿着相应投影向量的长度下降的图像数据值的基础上进行确定。图像数据值可以被复合以形成表面值。表面值一起形成下方的体积子区域的投影或表示。在范例中，所述表面值中的一个或多个可以通过复合沿着相应投影向量的长度下降的所有图像数据值来生成，或可以替代地通过仅仅复合沿着长度下降的图像数据值的选集或子集来生成。例如，表面值可以在复合沿着向量的长度的仅一个区段或伸长下降的图像数据值、忽略沿着其余长度区段的图像数据值的基础上进行计算或确定。取一个说明性范例，投影向量可以从表面上的点延伸到表面上方5mm的点。在这种情况下，与表面相交的点可以基于沿着投影向量的整个长度下降的图像数据值的复合被分配表面值，或者替代地可以基于仅沿着向量的一段(例如在表面上方的5mm与2mm之间延伸的伸长)下降的图像数据值被分配值。通过‘沿着…的长度’意味着基本上沿着…的长度。这可以例如包括在给定投影向量的特定径向周边或径向延伸的区域内下降的图像数据值。通过‘沿着’广泛地意味着在附近但是并不一定隐含仅被投影向量直接相交的值被复合以形成最终阴影值。各种投影被投射到分割体积内的角度确定在表面上产生的被包含在体积内的任何潜在解剖特征或结构的具体视图。投影被投射的深度可以确定被成像在表面上的体积的部分。本专利技术的实施例是基于依据被包含在解剖模型内的信息来定义这些角度和/或深度，以便例如采集正在被成像的体积的特征和结构的最佳(例如最临床有用的)视图或印象。具体范例可以包括定义投影向量的更加复杂和较不复杂的方法。在最简单的情况下，表面绘制单元可以适于根据预定的模式或布置来构建投影向量，其中每个向量基于向量要延伸通过的经分割的表面上的点的具体位置被分配一组预定的角度和深度中的一个。这些角度和深度可以例如被编码为解剖模型的一部分。预定的值可以以旨在考虑例如正在被成像的主体或体积的解剖特征的方式改变。因此在这种情况下，投影向量的长度和/或角度可以主要在解剖模型的基础上进行确定。角度和/或深度可以以考虑子体积内的解剖特征和结构的方式被预先确定，并且被配置为以便在大多数情况下产生最佳地捕获正在被成像的主体的解剖细节的一组表面值。在更复杂的范例中，投影向量的长度和/或角度可以至少部分地在图像数据的分割的基础上进行确定。在一些情况下，分割单元可以被配置为，针对每幅个体图像，基于解剖模型综合地对由首先分割的表面界定的子体积进行分割，并且由此生成关于子体积内的一个或多个解剖特征或结构的位置和/或尺寸的图像特异的解剖信息。该图像特异的解剖信息然后可以被表面绘制单元在确定投影被投射的角度和/或深度中使用，以便例如获得位于界定的子体积内的解剖特征的最佳视图。因此在这些范例中，投影向量的长度和/或角度至少部分地在分割的基础上进行确定。由于分割本身在解剖模型的基础上进行确定，因此在这种情况下投影向量仍然在解剖模型的基础上进行确定。此外，在包括在不同时间捕获的多幅图像帧的4D图像数据的情况下，在至少一些实施例中通过在绘制所述帧的图像之前基于解剖模型分解每一个帧，这样的局部解剖信息可以针对每一个帧被生成。即使所述特征在两个或更多个帧之间中移动移动、变动、扩展或收缩的情况下，这也可以实现位于体积内的要跨过所有帧被捕获的具体解剖特征的一致视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像系统(10)，包括：输入单元(12)，其适于接收要被成像的对象的体积的3D图像数据；分割单元(14)，其适于执行对由所述输入单元(12)接收的所述3D图像数据的分割，所述分割是基于解剖模型的，并且所述分割单元被配置为确定所述3D图像数据内的至少一个经分割的表面(36、40)；表面绘制单元(16)，其适于生成要被分配给所述至少一个经分割的表面上的点的一个或多个表面值，所述值是基于所述3D图像数据中的沿着延伸通过所述点的投影向量(28、30、32、66)下降的图像数据值的，每个投影向量具有相对于至少部分地在所述解剖模型的基础上确定的所述经分割的表面的长度和/或角度；以及图像绘制单元(18)，其适于基于由所述表面绘制单元(16)生成的所述表面值来生成要被成像的所述对象的一幅或多幅图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.04 EP 16163623.81.一种成像系统(10)，包括：输入单元(12)，其适于接收要被成像的对象的体积的3D图像数据；分割单元(14)，其适于执行对由所述输入单元(12)接收的所述3D图像数据的分割，所述分割是基于解剖模型的，并且所述分割单元被配置为确定所述3D图像数据内的至少一个经分割的表面(36、40)；表面绘制单元(16)，其适于生成要被分配给所述至少一个经分割的表面上的点的一个或多个表面值，所述值是基于所述3D图像数据中的沿着延伸通过所述点的投影向量(28、30、32、66)下降的图像数据值的，每个投影向量具有相对于至少部分地在所述解剖模型的基础上确定的所述经分割的表面的长度和/或角度；以及图像绘制单元(18)，其适于基于由所述表面绘制单元(16)生成的所述表面值来生成要被成像的所述对象的一幅或多幅图像。2.根据权利要求1所述的成像系统(10)，其中，所述投影向量中的一个或多个投影向量具有相对于至少部分地在所述分割的基础上确定的所述经分割的表面的长度和/或角度。3.根据权利要求1或2所述的成像系统(10)，其中，所述表面值包括颜色、阴影、纹理或强度值。4.根据前述权利要求中的任一项所述的成像系统(10)，其中，至少所述投影向量(28、30、32、66)的子集中的每个投影向量都在所述至少一个经分割的表面(36、40)上的相应点与成像体积内的相应点之间延伸，所述成像体积内的所述相应点由所述表面绘制单元(16)至少部分地在所述分割、所述解剖模型的基础上和/或在用户输入的命令的基础上选择。5.根据前述权利要求中的任一项所述的成像系统(10)，其中，所述表面绘制单元(16)适于选择所述投影向量(66)中的一个或多个投影向量的所述角度和/或所述长度，使得所述投影向量与定位于所述成像体积内的一个或多个解剖特征(54)相交。6.根据权利要求5所述的成像系统(10)，其中，所述表面绘制单元(16)适于选择所述投影向量(66)中的一个或多个投影向量的所述角度和/或所述长度，使得所述投影向量沿着所述特征(54)的特定取向轴线与所述解剖特征相交。7.根据前述权利要求中的任一项所述的成像系统(10)，其中，所述表面绘制单元(16)适于在以下中的一项的基础上生成所述表面值：所述3D图像数据中的沿着所述投影向量(66)下降的图像数据值的最大值、最小值、和、或者平均值。8.根据前述权利要求中的任一项所述的成像系统(10)，其中，所述分割单元(14)适于基于所述分割和/或所述解剖模型来识别所述图像数据的表示感兴趣区域的子集...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·M·韦伯，N·奈霍夫，I·韦希特尔施特勒，J·威斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL