目标可视化制造技术

本发明专利技术涉及目标可视化。为了提供对对象的内部结构进行方便的可视化，提供了一种目标可视化设备(10)，它包括图像供应部(12)、数据处理器(14)和输出部(16)。图像供应部提供目标的2D X射线图像以及目标的3D图像数据。数据处理器将3D图像数据配准到2D X射线图像并且检测用于生成2D X射线图像的观察方向。数据处理器还基于用于生成2D X射线图像的观察方向来确定用于投影3D图像数据以生成3D图像数据的匹配视图的观察方向。数据处理器针对所确定的观察方向生成3D图像数据的立体图像对(24)并且将2D X射线图像与立体图像对中的图像中的一幅图像进行组合，从而得到增强的第一立体图像(26)，而立体图像对中的另一幅图像保持不变，作为生成的第二立体图像(28)。输出部提供增强的第一立体图像和生成的第二立体图像作为增强的立体图像对(30)，从而提供目标的增强的3D视图。虽然只有一幅立体图像被提供有额外的X射线图像内容信息，但是在双眼组合视图中，X射线信息也被转移到另一幅未修改的图像。因此，X射线信息被扩展到空间内容中。一个优点是只需要一幅X射线图像，这意味着对象受到较少的X射线暴露。线暴露。线暴露。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】目标可视化


[0001]本专利技术涉及目标可视化设备、用于目标可视化的系统和用于对感兴趣目标进行可视化的方法，以及计算机程序和计算机可读介质。

技术介绍

[0002]对于诸如介入之类的医学流程，除了用户自己观察之外，还使用不同的成像技术向用户提供与目标有关的信息。例如，使用X射线成像对对象内部的感兴趣区进行可视化，如对血管结构进行可视化。也能够使用基于X射线采集的图像数据来生成3D模型以用于进一步的可视化(例如用于空间呈现)。例如，US 2018/0310907 A1涉及提供对目标的可视化。根据其摘要，描述了一种提供模拟2D荧光透视图像的计算机系统。在操作期间，该计算机系统可以基于与个人身体相关联的预定3D图像中的数据来生成模拟2D荧光透视图像。例如，生成模拟2D荧光透视图像可以涉及正向投影。此外，正向投影可以涉及计算与沿着穿过预定3D图像中的像素的X射线的密度相对应的累积吸收。然后，计算机系统可以向模拟2D荧光透视图像提供与个人身体中的预定义的切面相关联的3D背景。然而，已经表明设置是相当复杂的。

技术实现思路

[0003]因此，可能需要对对象的内部结构进行方便的可视化。
[0004]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决；在从属权利要求中包含了进一步的实施例。应当注意，本专利技术的以下描述的方面也适用于目标可视化设备、用于目标可视化的系统以及用于对感兴趣目标进行可视化的方法。
[0005]根据本专利技术，提供了一种目标可视化设备，所述目标可视化设备包括图像供应部、数据处理器和输出部。图像供应部被配置为提供目标的2D X射线图像。图像供应部还被配置为提供目标的3D图像数据。数据处理器被配置为将3D图像数据配准到2D X射线图像。数据处理器还被配置为检测用于生成2D X射线图像的观察方向。数据处理器还被配置为基于用于生成2D X射线图像的观察方向来确定用于投影3D图像数据以生成3D图像数据的匹配视图的观察方向。数据处理器还被配置为针对所确定的观察方向生成3D图像数据的立体图像对并且将2D X射线图像与立体图像对中的图像中的一幅图像进行组合，从而得到增强的第一立体图像，而立体图像对中的另一幅图像保持不变，作为生成的第二立体图像。输出部被配置为提供增强的第一立体图像和生成的第二立体图像作为增强的立体图像对，从而提供目标的增强的3D视图。
[0006]一个优点是向用户提供了空间(即，三维)信息以及X射线图像的内容，同时仅修改了立体图像中的一幅图像。
[0007]术语“配准”是指将目标的3D图像数据链接到2D X射线图像，使得目标的2D X射线图像和3D图像数据在观察视角方面彼此对齐。例如，2D X射线图像是以特定的成像视角(即，特定的图像采集几何形状，从而得到具有一定图像平面(即，收集投影的并因此衰减的
X射线辐射射束的探测器的平面)的特定2D X射线图像)和所生成的X射线束的X射线辐射方向拍摄的。作为示例，3D图像数据关于2D X射线图像被布置为使得在利用相同的几何形状采集X射线图像时使用3D图像数据的图像生成操作会得到相似的X射线图像。
[0008]例如，目标的3D数据是指目标的3D图像数据。术语“配准”因此可以指将目标的3D图像数据配准到2D X射线图像，使得目标的2D X射线图像和3D图像数据在同一空间参考内对齐，即，它们被配准到同一坐标系中。
[0009]术语“检测2D X射线图像的观察方向”是指检测X射线成像系统的成像方向，该X射线成像系统具有生成X射线辐射的X射线源和探测所生成的X射线辐射的X射线探测器，所生成的X射线辐射在穿过目标时被目标衰减。
[0010]例如，检测用于生成2D X射线图像的X射线成像系统的观察方向。
[0011]术语“基于2D X射线图像的观察方向来确定用于3D数据的匹配视图的观察方向”是指确定要应用于3D数据(例如，目标的3D图像数据)以在图像平面中生成以下投影的投影方向，该投影将示出与2D X射线图像相似的图像结果。
[0012]例如，确定针对X射线成像系统的模拟投影的以下观察方向，该观察方向将得到与2D X射线图像匹配的图像。例如，“匹配视图”是指“匹配图像”或相当的图像结果。
[0013]作为示例，提供了一种目标可视化设备，所述可视化设备包括图像供应部、数据处理器和输出部。图像供应部被配置为提供目标的2D X射线图像并提供目标的3D图像数据。数据处理器被配置为：将3D数据配准到2D X射线图像；检测2D X射线图像的观察方向；基于2D X射线图像的观察方向来确定用于3D数据的匹配视图的观察方向；针对所确定的观察方向生成3D数据的立体图像对；并且将2D X射线图像与立体图像对中的图像中的一幅图像进行组合，从而得到增强的第一立体图像，而立体图像对中的另一幅图像保持不变，作为生成的第二立体图像。输出部被配置为提供增强的第一立体图像和生成的第二立体图像作为增强的立体图像对，从而提供目标的增强的3D视图。
[0014]在示例中，提供增强现实(AR)或混合现实(MR)技术来显示组合图像集。
[0015]这提供了这样的效果：在该用户的任何工作位置，信息都被提供到用户的视场。通过提供立体3D数据集，可以在该用户的任何工作位置将立体信息添加到用户的视场。作为示例，提供了诸如谷歌眼镜或微软HoloLens之类的头戴式显示器(HMD)。
[0016]对于介入用途，该技术使得应用程序能够在空间中绘制3D解剖模型和(实况)X射线流。这样的功能有助于更好地理解在例如血管病例中导航的临床解剖结构。例如，这支持要求外科医生能够对在血管中前进的设备进行可视化或跟踪的情况。
[0017]除了生成的3D图像对之外，提供常规的X射线图像也实现了在二维中的设备可视化，而且也给出了设备、脉管系统、器官和其他组织在3D中如何相互关联的感觉。
[0018]一个优点是：即使显示为叠加在立体图像上的X射线仅从单个视角为我们提供了2D图像，也可以提供要求两个视角(对于观察者的每只眼睛有一个视角)的场景的立体绘制。
[0019]在示例中，提供了用于场景的立体绘制的可视化引擎。
[0020]在示例中，基于从相应的每只眼睛到体积的视线来创建将分别为观察者的左眼和右眼显示的3D体积的两幅偏移视图。仅在这些视图中的一幅视图上叠加X射线图像。
[0021]作为效果，因为是单幅2D X射线图像，所有无法通过双目视差暗示深度。作为另外
的效果，因为与3D模型进行了混合(3D模型是针对两幅透视视图来呈现的，并且具有正确的双目视差)，用户将两幅偏移视图(即，一幅具有2D X射线叠加，而另一幅没有叠加)进行了组合，而没有视觉上的不协调。在示例中，提供小尺寸的单视图目标以方便用户感知。
[0022]注意，X射线图像用于确定针对立体图像的投影的观察方向。X射线图像是计算空间设置的起点，因此决定了进一步的图像生成步骤。
[0023]根据示例，所述增强的第一立体图像是双图像源图像，并且所述生成的第二立体图像是单图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种目标可视化设备(10)，包括：图像供应部(12)；数据处理器(14)；以及输出部(16)；其中，所述图像供应部被配置为：提供所述目标的2D X射线图像；并且提供所述目标的3D图像数据；其中，所述数据处理器被配置为：将所述3D图像数据配准到所述2D X射线图像；检测用于生成所述2D X射线图像的观察方向；基于所述的用于生成所述2D X射线图像的观察方向来确定用于投影所述3D图像数据以生成所述3D图像数据的匹配视图的观察方向；针对所确定的观察方向生成所述3D图像数据的立体图像对(24)；并且将所述2D X射线图像与所述立体图像对中的图像中的一幅图像进行组合，从而得到增强的第一立体图像(26)，而所述立体图像对中的另一幅图像保持不变，作为生成的第二立体图像(28)；并且其中，所述输出部被配置为提供所述增强的第一立体图像和所述生成的第二立体图像作为增强的立体图像对，从而提供所述目标的增强的3D视图。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述增强的第一立体图像是双图像源图像，并且所述生成的第二立体图像是单图像源图像。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述数据处理器被配置为使得将所述2D X射线图像与所述立体图像对中的图像中的一幅图像进行组合，包括将所述2D X射线图像叠加在所述立体图像对中的图像中的所述一幅图像上。4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，所述数据处理器被配置为提供所述组合，使得在所述增强的第一立体图像中，i)由所述2D X射线图像覆盖的图像部分小于由所生成的立体图像覆盖的部分；并且/或者ii)所述2D X射线图像被提供的透明度大于所生成的立体图像的透明度。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述数据处理器被配置为将所生成的立体图像中由所述2D X射线图像覆盖的所述图像部分调整到最多75％。6.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其中，所述配准包括所述2D X射线图像相对于所述3D图像数据的空间配准。7.一种用于目标可视化的系统(50)，所述系统包括：第一图像显示器(52)；第二图像显示器(54)；以及根据前述权利要求中的一项所述的目标可视化设备(10)；其中，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：