医学成像中的传递函数确定制造技术

本发明专利技术涉及医学成像中的传递函数确定。为了医学成像中的再现，确定（38）传递函数。对于设置传递函数的简单途径使用经再现的图像（33）与体素数据（31）的组合，从而提供图像和数据驱动的途径二者的混合。经再现的图像上的感兴趣的区（34）用于选择体素数据中的一些。所选体素数据的特性用于确定（38）用于再现（40）另一图像的传递函数。经再现的图像（33）的可视方面与来自扫描的体素数据二者用于设置传递函数。

Determination of Transfer Function in Medical Imaging

The present invention relates to the determination of transfer function in medical imaging. In order to reproduce in medical imaging, the transfer function (38) is determined. For the simple way of setting transfer function, the combination of reconstructed image (33) and voxel data (31) is used to provide a mixture of image and data-driven approaches. The region of interest (34) on the reconstructed image is used to select some of the voxel data. The characteristics of the selected voxel data are used to determine the transfer function (38) for reproducing (40) another image. Both the visual aspect of the reconstructed image (33) and the voxel data from the scanned image are used to set the transfer function.

【技术实现步骤摘要】
医学成像中的传递函数确定
技术介绍
本实施例涉及医学成像中的容积再现（volumerendering）。对于容积再现，传递函数指定在容积标量数据与所再现的图像的光学性质、诸如颜色和不透明度之间的映射。在医学应用中，任务相关的传递函数，其也已知为预设，用于优化特定解剖区的显示或用于强调特定组织类型。大多数容积再现系统提供用于手动调节传递函数参数的功能性。窗宽可以指定所映射的标量值的范围并且确定所再现的图像的对比度，并且窗位（windowlevel）使传递函数以特定感兴趣的值为中心。窗宽和窗位参数的不同组合导致不同的发现并且必须被重复地调节以改善图像中存在的诊断信息。由于在传递函数和结果得到的图像之间的复杂且通常不可预测的关系，该手动调节是困难且耗时的。自动化技术可以简化传递函数的调节或设置。图像驱动的途径分析利用不同参数所生成的图像以选择最优设置。例如，用户选择最佳图像集合，并且调用随机搜索来基于选择而生成新的传递函数集合。数据驱动的途径分析容积数据而不是所生成的图像。尽管这些途径广泛地用于搜索设施处，但是它们在临床实践中通常不被接受，因为它们不直观或使用起来不易。
技术实现思路
作为引言，下述优选实施例包括用于诸如通过确定用于再现的传递函数来在医学成像中进行再现的方法、系统、指令和计算机可读介质。对于设置传递函数的简单途径使用经再现的图像与体素数据的组合，从而提供图像和数据驱动的途径二者的混合。经再现的图像上的感兴趣的区用于选择体素数据中的一些。所选体素数据的特性用于确定用于再现另一图像的传递函数。经再现的图像的可视方面与来自扫描的体素数据二者用于设置传递函数。在第一方面中，提供一种方法，其用于确定用于根据医学扫描仪而再现图像的传递函数。医学扫描仪扫描患者的容积。扫描提供表示容积体素的强度。图形处理单元通过使用第一传递函数、根据表示体素的强度来再现第一二维图像。接收基于第一二维图像所确定的感兴趣的区，并且基于所述感兴趣的区来标识体素的子集。根据所述子集的体素的强度的分布来确定第二传递函数（例如在具有针对一个或多个参数的不同值的意义上的新传递函数）。图形处理单元通过使用第二传递函数来再现第二二维图像。在第二方面中，提供一种用于在医学成像中进行再现的系统。一种医学成像系统被配置成扫描患者的内部区，并且生成体素数据，所述体素数据表示包括所述内部区的容积。再现器被配置成根据体素数据而再现第一图像。所述再现器被配置成利用传递函数设置来进行再现，所述传递函数设置基于利用第二图像中的一区所选择的体素数据的部分。显示器被配置成显示由再现器所输出的图像。图像表示内部区。在第三方面中，提供一种用于在医学成像中进行再现的方法。医学扫描仪扫描患者的容积，从而提供表示容积体素的强度。图形处理单元通过使用第一传递函数、根据表示体素的强度来再现第一二维图像。图形处理单元通过使用第二传递函数来再现第二二维图像。第二传递函数被设置为与第一二维图像上的感兴趣的区以及第一二维图像中所描绘的表面的深度相对应的体素的子集的强度的函数。本专利技术由随后的权利要求来限定，并且本章节中没有什么应当被理解为对那些权利要求的限制。本专利技术的此外的方面和优点在以下结合优选实施例来被讨论，并且可以稍后独立地或组合地被要求保护。附图说明专利或申请文件包含至少一个用彩色执行的绘图。此专利或专利申请公布具有（多幅）彩色绘图的拷贝将在请求以及支付了必要费用的时候由专利局提供。组件和图不一定是按比例的，代替地强调被置于说明本专利技术的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号贯穿不同的视图指明对应的部分。图1是用于在医学成像中进行再现的方法的一个实施例的流程图图解；图2是用于确定用于再现图像的传递函数的方法的一个实施例的流程图图解；图3和4示出示例传递函数；图5和6示出图3和4的示例传递函数，其叠覆有针对与经再现的图像中的感兴趣的区相对应的体素的强度的直方图；图7和8分别示出使用图3和4的传递函数的示例所再现图像；图9和10通过重定位感兴趣的区并且利用基于所述感兴趣的区的不同传递函数来进行再现、作为探测的部分而示出示例所再现图像；图11和12示出示例图像，其基于不透明度中的改变；图13和14示出示例图像，其基于传递函数的颜色映射（colormap）中的改变；以及图15是用于在医学成像中进行再现的系统的一个实施例的框图。具体实施方式自动化传递函数设计允许临床环境中的交互式容积探测。简单和直观的方法是基于一个或多个感兴趣的区（ROI）的选择来设计传递函数，从而简化对容积数据集的探测。自动计算用于再现图像的开窗口参数的最优集。基于在所再现图像上所指定的ROI连同对应标量体素值的直方图分析的混合技术用于定义或调节传递函数。给定标量容积和传递函数，用户或系统设置再现元素，包括光、切割平面和虚拟相机，其用于生成经再现的图像。感兴趣的区（其被手动或自动地指定）触发生成深度图（depthmap）或对体素高速缓存的更新以及触发局部直方图计算。与深度图为每个像素存储对于对象到虚拟相机的距离的相同方式，容积中对应体素的标量值被高速缓存，其允许针对给定ROI的直方图的高效构造。直方图用于确定传递函数。ROI提供对不足的区的指示，所述不足诸如没有足够对比度。组织可具有与其它组织类似的强度，所以用类似的颜色被再现。为了提供更多对比度，基于针对ROI所指派的该组织的体素而设置传递函数。可以设置传递函数以增大所选区内的对比度。在另一实施例中，从传递函数所映射的透明度被增大，其揭示被ROI的组织所遮挡的解剖结构。ROI的安置通过交互式定义新传递函数而促进对容积数据集的探测。图1示出了用于在医学成像中进行再现的方法的一个实施例。所再现图像上的ROI用于指示遮挡、具有不足对比度或感兴趣的所成像结构。表示容积的扫描数据基于ROI而被选择，并且用于重置传递函数。通过利用重置的传递函数来进行再现，结果得到的图像可以具有较多对比度、较少遮挡，和/或对感兴趣结构的经改善的可视化。图2示出了用于在医学成像中进行再现的方法的另一实施例。通过使用来自所再现图像的信息以及来自未被再现的扫描数据的信息的混合来确定传递函数。图1和图2被一起描述。通过图15的系统10或另一系统来实现所述方法。例如，通过医学扫描仪来执行动作30，并且通过再现器、服务器、图像处理器或另一处理器来执行动作32-40。可以通过不同的设备来执行动作中的任何一个或多个。用户接口或输入设备可以用于动作34。动作以所示的次序或其它次序被执行。可以提供附加的、不同的或较少的动作。例如，不提供图1中从动作40到动作34的重复。作为另一示例，动作40是动作32的重复，如图2中所示。在另一示例中，动作30不被执行。代替地，扫描数据从存储器中加载或通过在计算机网络上传递而被接收。利用以任何方式设置的传递函数来再现初始图像。这个初始图像可以是第一图像，或仅仅由于是在先图像而是初始的。另一传递函数基于初始图像中的ROI而被确定并且用于再现另一图像。相同的扫描数据用于再现两个图像。可替换地，扫描持续（on-going）或重复。不同的扫描数据用于再现不同的图像。来自初始图像的扫描数据用于确定传递函数，所述传递函数用于根据不同的或随后获取的扫描数据来进行再现。在动作30中，医学扫描仪获取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从医学扫描仪（12）再现图像的方法，所述方法包括：通过医学扫描仪（12）扫描（30）患者的容积，所述扫描（30）提供表示容积体素的强度；通过图形处理单元来根据表示体素的强度而再现（32）第一二维图像，所述再现使用第一传递函数；接收（34）基于第一二维图像所确定的感兴趣的区；基于所述感兴趣的区来标识（36）体素子集；根据所述子集的体素的强度的分布来确定（38）第二传递函数；以及通过图形处理单元、通过使用第二传递函数来再现（40）第二二维图像。

【技术特征摘要】
2017.11.14 US 15/8117961.一种用于从医学扫描仪（12）再现图像的方法，所述方法包括：通过医学扫描仪（12）扫描（30）患者的容积，所述扫描（30）提供表示容积体素的强度；通过图形处理单元来根据表示体素的强度而再现（32）第一二维图像，所述再现使用第一传递函数；接收（34）基于第一二维图像所确定的感兴趣的区；基于所述感兴趣的区来标识（36）体素子集；根据所述子集的体素的强度的分布来确定（38）第二传递函数；以及通过图形处理单元、通过使用第二传递函数来再现（40）第二二维图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中扫描（30）包括利用计算机断层扫描、正电子发射断层扫描、单光子发射计算机断层扫描、x射线、磁共振或超声的扫描（30）。3.根据权利要求1所述的方法，其中扫描（30）容积包括获得表示容积中的体素的三维分布的强度，并且其中再现（32）第一二维图像包括根据所述三维分布而再现到第一二维图像，作为二维分布中的像素。4.根据权利要求1所述的方法，其中再现（32，40）第一和第二二维图像包括利用包括不同窗位和/或不同窗宽的第一和第二传递函数来进行再现。5.根据权利要求1所述的方法，其中再现（32，40）第一和第二二维图像包括利用包括不同不透明度范围的第一和第二传递函数来进行再现。6.根据权利要求1所述的方法，其中再现（32，40）第一和第二二维图像包括利用与表示容积的强度的光子相互作用的蒙特卡洛仿真来进行再现。7.根据权利要求1所述的方法，其中接收（34）包括接收（34）感兴趣的区，作为基于遮挡或对比度、利用用户输入设备对物质的用户选择。8.根据权利要求1所述的方法，其中接收（34）包括接收（34）感兴趣的区，作为对第一二维图像中所表示的物质的自动化检测，所述自动化检测基于遮挡或对比度。9.根据权利要求1所述的方法，其中标识（36）包括根据针对感兴趣的区的容积中的对象的表面的体素的深度图或体素高速缓存来标识（36）体素子集。10.根据权利要求1所述的方法，其中确定（36）包括根据对子集的体素的强度拟合的高斯曲线来确定（38）为强度的分布。11.根据权利要求10所述的方法，其中确定（38）包括根据高斯曲线的均值和标准偏差以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：S苏达斯基，K佩特科夫，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE