用于组合彩色3D图像的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于使通过穿透辐射执行三维扫描而获得的数据可视化的系统和方法。原始密度阵列由扫描形成，每一个原始密度阵列都是三维阵列。处理的密度阵列通过一个或多个操作形成，例如取两个原始密度阵列之间的差值，旋转已处理的密度阵列，将已处理的密度阵列乘以front‑lighting阵列，并将已处理的密度阵列投影到平面上以形成图像，所述投影包括对一组矢量中的每一个计算多个统计量中的一个或多个，其中所述矢量中的每一个都与图像的像素相对应，所述多个统计量包括矢量平均值、矢量最大值和矢量标准偏差。

System and method for combining color 3D images

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组合彩色3D图像的系统和方法
根据本专利技术的实施例的一个或多个方面涉及成像，并且更具体地,涉及显示呈现对象的内部结构的图像。
技术介绍
计算机轴向断层扫描(CAT)扫描是一种诊断过程，该诊断过程可以用于获取与诸如患者的对象的内部结构有关的信息。CAT扫描可以用于检测癌症的指征。由于器官在体内的位置和周围组织的均质性，某些器官(例如，胰腺)中的癌症可能难以通过CAT扫描检测出来。这些特征可能会降低CAT扫描图像中可感知的细节。因此，需要一种用于处理来自CAT扫描的数据的改进的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术实施例的各方面涉及一种用于使例如通过穿透辐射执行一个或多个三维扫描获得的数据可视化的系统和方法。由扫描形成原始密度阵列，每个原始密度阵列都是三维阵列。通过一个或多个操作形成已处理的密度阵列，例如取两个原始密度阵列之间的差值、旋转已处理的密度阵列、将已处理的密度阵列乘以front-lighting阵列、和将已处理的密度阵列投影到平面上以形成图像，所述投影包括对一组矢量中的每一个计算多个统计量中的一个或多个，其中所述矢量中的每一个都与图像的像素相对应，多个统计量包括矢量平均值、矢量最大值和矢量标准偏差。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于使扫描数据可视化的方法，所述方法包括以下步骤：由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列，第一处理密度阵列和原始密度阵列中的每一个都是具有多个阵列元素的三维阵列，每个原始密度阵列的每个元素表示对象的被扫描部分的密度；将第一处理密度阵列投影到平面上以在多个像素位置处形成多个第一像素值，所述投影包括：形成每个像素的矢量，所述矢量与第一处理密度阵列的多个阵列元素中的沿着垂直于平面并通过像素位置的线的阵列元素相对应；计算每个矢量的多个统计量；和计算每个矢量的第一像素值，作为多个统计量的统计量加权和；和显示包括多个像素的图像，每个像素都具有与对应的第一像素值相等的第一值。在一个实施例中，多个统计量包括从由矢量平均值、矢量最大值和矢量标准差组成的组中选择的两个统计量，其中所述方法还包括以下步骤：由多个原始密度阵列形成第二处理密度阵列；将第二处理密度阵列投影到平面上，以在多个像素位置处形成多个第二像素值；由多个原始密度阵列形成第三处理密度阵列；和将第三处理密度阵列投影到平面上，以在多个像素位置处形成多个第三像素值，其中所述显示图像包括显示图像的每个像素，其中第一颜色强度与对应的第一像素值成比例，第二颜色强度与对应的第二像素值成比例，以及第三颜色强度与对应的第三像素值成比例。在一个实施例中，所述由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列的步骤包括：从多个原始密度阵列的第二原始密度阵列中减去多个原始密度阵列的第一原始密度阵列；所述由多个原始密度阵列形成第二处理密度阵列的步骤包括：从多个原始密度阵列的第三原始密度阵列中减去第一原始密度阵列；和所述由多个原始密度阵列形成第三处理密度阵列的步骤包括：从多个原始密度阵列的第四原始密度阵列中减去第一原始密度阵列。在一个实施例中，第一原始密度阵列是在将造影剂引入到对象中之前执行的扫描的结果，第二原始密度阵列是在将造影剂引入到对象之后在第一时间间隔执行的扫描的结果，第三原始密度阵列是在将造影剂引入到对象中之后在第二时间间隔执行的扫描的结果，第四原始密度阵列是在将造影剂引入到对象中之后在第三时间间隔执行的扫描的结果，并且第二时间间隔比第一时间间隔长，而第三时间间隔比第二时间间隔长。在一个实施例中，所述由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列的步骤包括：从多个原始密度阵列的第二原始密度阵列中减去多个原始密度阵列的第一原始密度阵列，以形成第三处理密度阵列；和使第三处理密度阵列绕着平行于第一原始密度阵列的三个维度中的一个的轴线旋转通过第一角度，以形成第四处理密度阵列。在一个实施例中，所述轴线平行于所述平面。在一个实施例中，第三处理密度阵列包括多个二维切片，每个切片是垂直于轴线的二维阵列，并且其中所述第三处理密度阵列的旋转包括使每个切片旋转通过第一角度以形成第四处理密度阵列的对应切片。在一个实施例中，所述第三处理密度阵列的切片的旋转包括从第三处理密度阵列的切片的多个元素内插第四处理密度阵列的对应切片的元素的值。在一个实施例中，所述内插包括使用双线性内插方法。在一个实施例中，每个矢量是第一处理密度阵列的一维子阵列，所述平面垂直于阵列的三个维度中的第一维度，并且一维子阵列沿着第一维度。在一个实施例中，所述第一处理密度阵列的形成包括：通过从第二原始密度阵列中减去第一原始密度阵列形成第三处理密度阵列，第三处理密度阵列由多个二维切片组成，每个切片都是垂直于平面的二维阵列，并且每个切片逐个元素地乘以与切片具有相同维度的front-lighting阵列，在沿着垂直于平面的线更接近与第三处理密度阵列分开的虚拟观察点的front-lighting阵列的第一阵列元素的值小于front-lighting阵列的更远离虚拟观察点的第二阵列元素的值。在一个实施例中，在front-lighting阵列的元素的连续子集内，front-lighting阵列的每个元素都具有与该元素的第一坐标的平方成比例的值，第一坐标为在垂直于平面的方向上的坐标。在一个实施例中，在front-lighting阵列的元素的第一连续子集内，front-lighting阵列的每个元素都具有与该元素的第一坐标的四次方成比例的值，第一坐标为在垂直于平面的方向上的坐标。在一个实施例中，所述方法包括front-lighting阵列的元素的第一连续子集，具有超过阈值的第一坐标的front-lighting阵列的每个元素都具有为零的值。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于生成对象内部的视图的系统，所述系统包括：扫描仪，所述扫描仪用于通过穿透辐射扫描对象并测量通过对象的穿透辐射的透射；处理电路；和显示器，所述处理电路被配置为：由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列，第一处理密度阵列和原始密度阵列中的每一个都是包括多个阵列元素的三维阵列，每个原始密度阵列中的每个元素表示被扫描对象的密度；将第一处理密度阵列投影到平面上，以在多个像素位置处形成多个第一像素值，所述投影包括：形成每个像素的矢量，所述矢量与第一处理密度阵列的多个阵列元素中的沿着垂直于所述平面并穿过所述像素位置的线的阵列元素相对应；计算每个矢量的多个统计量；和计算每个矢量的第一像素值，作为多个统计量的统计量加权和；以及显示包括多个像素的图像，每个像素都具有与对应的第一像素值相等的第一值。在一个实施例中，多个统计量包括从由矢量平均值、矢量最大值和矢量标准偏差所组成的组中选择的两个统计量，以及其中，所述由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列包括：从多个原始密度阵列的第二原始密度阵列中减去多个原始密度阵列的第一原始密度阵列，以形成第三处理密度阵列；和使第三处理密度阵列绕着平行于第一原始密度阵列的三个维度中的一个的轴线旋转通过第一角度，以形成第四处理密度阵列。在一个实施例中，第三处理密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可视化扫描数据的方法，所述方法包括以下步骤：/n由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列，所述第一处理密度阵列和所述原始密度阵列中的每一个都是具有多个阵列元素的三维阵列，所述原始密度阵列中的每一个的每个元素都表示对象的被扫描部分的密度；/n将所述第一处理密度阵列投影到平面上，以在多个像素位置处形成多个第一像素值，所述投影包括：/n形成每个像素的矢量，所述矢量与所述第一处理密度阵列的所述多个阵列元素中的沿着垂直于所述平面并通过所述像素位置的线的阵列元素相对应；/n计算每个矢量的多个统计量；和/n计算每个矢量的所述第一像素值，作为所述多个统计量的统计量加权和；和/n显示包括多个像素的图像，每个像素都具有与对应的第一像素值相等的第一值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170417 US 15/489，6521.一种用于可视化扫描数据的方法，所述方法包括以下步骤：
由多个原始密度阵列形成第一处理密度阵列，所述第一处理密度阵列和所述原始密度阵列中的每一个都是具有多个阵列元素的三维阵列，所述原始密度阵列中的每一个的每个元素都表示对象的被扫描部分的密度；
将所述第一处理密度阵列投影到平面上，以在多个像素位置处形成多个第一像素值，所述投影包括：
形成每个像素的矢量，所述矢量与所述第一处理密度阵列的所述多个阵列元素中的沿着垂直于所述平面并通过所述像素位置的线的阵列元素相对应；
计算每个矢量的多个统计量；和
计算每个矢量的所述第一像素值，作为所述多个统计量的统计量加权和；和
显示包括多个像素的图像，每个像素都具有与对应的第一像素值相等的第一值。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个统计量包括从由矢量平均值、矢量最大值和矢量标准偏差组成的组中选择的两个统计量，
其中，所述方法还包括以下步骤：
由所述多个原始密度阵列形成第二处理密度阵列；
将所述第二处理密度阵列投影到所述平面上，以在所述多个像素位置处形成多个第二像素值；
由所述多个原始密度阵列形成第三处理密度阵列；和
将所述第三处理密度阵列投影到所述平面上，以在所述多个像素位置处形成多个第三像素值，
其中所述显示所述图像的步骤包括以与所述对应的第一像素值成比例的第一颜色强度、与所述对应的第二像素值成比例的第二颜色强度以及与所述对应的第三像素值成比例的第三颜色强度显示所述图像的每个像素。


3.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述由所述多个原始密度阵列形成所述第一处理密度阵列的步骤包括从所述多个原始密度阵列的第二原始密度阵列中减去所述多个原始密度阵列的第一原始密度阵列；
所述由所述多个原始密度阵列形成所述第二处理密度阵列的步骤包括从所述多个原始密度阵列的第三原始密度阵列中减去所述第一原始密度阵列；和
所述由所述多个原始密度阵列形成所述第三处理密度阵列的步骤包括从所述多个原始密度阵列的第四原始密度阵列中减去所述第一原始密度阵列。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一原始密度阵列是在将造影剂引入对象中之前执行的扫描的结果；
所述第二原始密度阵列是在将造影剂引入对象中之后在第一时间间隔执行的扫描的结果；
所述第三原始密度阵列是在将造影剂引入对象中之后在第二时间间隔执行的扫描的结果；
所述第四原始密度阵列是在将造影剂引入对象中之后在第三时间间隔执行的扫描的结果；以及
所述第二时间间隔长于所述第一时间间隔，而所述第三时间间隔长于所述第二时间间隔。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述由所述多个原始密度阵列形成所述第一处理密度阵列的步骤包括：
从所述多个原始密度阵列的第二原始密度阵列中减去所述多个原始密度阵列的第一原始密度阵列，以形成第三处理密度阵列；和
使所述第三处理密度阵列绕着平行于所述第一原始密度阵列的三个维度中的一个的轴线旋转通过第一角度，以形成第四处理密度阵列。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述轴线平行于所述平面。


7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第三处理密度阵列由多个二维切片组成，每个切片都是垂直于所述轴线的二维阵列，并且其中所述第三处理密度阵列的旋转包括使所述切片中的每一个旋转通过所述第一角度以形成所述第四处理密度阵列的对应切片。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第三处理密度阵列的切片的旋转包括从所述第三处理密度阵列的切片的多个元素内插所述第四处理密度阵列的对应切片的元素的值。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述内插包括使用双线性内插方法。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，每个矢量都是所述第一处理密度阵列的一维子阵列，所述平面垂直于所述阵列的三个维度中的第一维度，并且所述一维子阵列沿着所述第一维度。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成所述第一处理密度阵列的步骤包括：
通过从第二原始密度阵列中减去第一原始密度阵列形成第三处理密度阵列，所述第三处理密度阵列由多个二维切片组成，每个切片都是垂直于所述平面的二维阵列；和
将每个切片逐个元素地乘以具有与所述切片相同维度的front-lighting阵列，所述front-lighting阵列的第一阵列元素在沿着垂直于所述平面的线更接近与所述第三处理密度阵列分开的虚拟观察点...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·萨曼尼戈，J·L·托米奇，
申请(专利权)人：雷神公司，
类型：发明
国别省市：美国;US