本发明专利技术公开了一种计算机实施的探询体积数据的方法，该方法包括以下步骤：限定相对于体积数据的参考表面；提供处于与参考表面相交的可运动的探询平面内的探询窗，探询窗与体积数据相交，所述探询平面具有处于其内的极轴，所述探询平面可围绕该极轴旋转，其中探询平面的运动提供探询窗的相应运动；针对探询平面的每次运动，确定所述极轴与所述参考表面的相交点，确定所述探询平面围绕所述极轴的相对旋转角，并确定所述极轴相对于所述参考表面的倾斜角；并基于所述确定，提供与探询窗在体积数据内的位置对应的、体积数据内的断层图像。本发明专利技术还公开了一种用于实施根据前述权利要求中的任何一项所述的方法的计算机系统，该系统包括用于执行该方法的步骤的处理器和用于显示所述断层图像的视觉显示器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过探询先前获取的对应于身体的体积图像数据或者通 过实时地探询身体来获取身体的断层图像。
技术介绍
可使用MRI (磁共振成像)或X射线CT (X射线计算机断层摄影 术)来实时地提供身体的断层视图以及生成对应于身体的体积数据(即， 3D数据)以供以后探询。常常探询体积数据以提供身体的可显示的断层 视图。可在体积数据内的任何地方生成断层视图。确实， 一些系统给予用户 可在体积数据内自由地移动(或"导航")断层视图的感觉。然而，在体 积数据内导航断层视图可证明对于用户是困难的并且使用户失去方向感。例如，在常规MRI或CT系统中，图形用户界面(GUI)交互允许 用户调节断层视图的一个或多个参数以在体积数据内导航断层视图。常规 调节技术常常采用基于鼠标和GUI的方法来确定包含断层视图的图像平 面的位置。作为例子的技术包括绘制线(Kerr AB等人，Magn Reson Med 1997; 38; 355-367页)；放置点(Debbins JP等人，Magn Reson Med 1996; 36; 588-595页)；以及选择参考图标(Hardy CJ等人，Magn Reson Med 1998; 40; 105-111页)。然而，为了人工调节这些^lt，用户常常需要将 注意力从体积数据的所显示的断层视图转移开。il^探询例如受检者身体 的MRI或CT生成的体积数据的断层视图时是不合乎希望的，因为可能 容易忽略受检者的解剖中的异常。为了使得用户无需将注意力从所显示的断层视图转向一个或多个参 数调节GUI,提出了通常允许用户将注意力一直集中于输出图像的专用 控制器。这样的控制器通常提供六个自由度的图像平面控制，使得可以在 体积数据内 一直自由地导航相应的断层视图。六自由度控制器的例子是"空间球"(Hardy CJ等人，Magn Reson Med 1998; 40; 105-111页)， 三自由度及六自由度鼠标(Hardy CJ等人，Magn Reson Med 1998; 40;5105-111页)以及关节臂(Stainsby等人，PROC ISMRM 2004: 537)。然而，这些控制器可能使用户^it失去方向感，因为图像平面(其中 生成了所显示的断层视图)可以在体积数据内自由运动。因此，用户可能 必须通过从已知方向上的已知位置重新开始图像平面的导航而在体积数 据中重新确立自己的方向感。已经提出，其中生成了断层视图的可自由运动的图像平面的相对位置 应该被映射到体积数据本身上并被显示给用户，从而向用户提供与图像平 面相对于体积数据的相对位置有关的视觉反馈(Hardy CJ等人，Magn Reson Med 1998; 40; 105-111页，以及Stainsby等人，PROC ISMRM 2004: 537)。这种反馈有时候称为图像平面跟踪。然而，视觉反馈仍然需类^操作 者将注意力从所显示的断层视图转移开，以便确定图像平面相对于体积数 据的位置。这再次导致用户转移注意力，是不合乎希望的。以上讨论主要涉及体积图像数据的探询。然而，当例如通过MRI或 X射线CT实时地探询身体时，也存在与使用常规方法和系统导航体积图 ^Jt据关联的问题。因此，仍然存在如下问题如何在体积数据内(或实时地在身体内) 导航图像平面，从而使得用户可将注意力集中于所显示的断层视图，同时 在体积数据内(或身体内)保持他的方向感。在实时2D超声扫描这一不同的诊断领域中，可生成适当受检者的断 层视图，并且可在身体内自由地移动包含断层视图的图像平面。然而，这 里，超声检查者利用他们对受检者的内部解剖的认识以及对来自操M声 变送器的手的触觉和空间提示信息的认识来以可控的、可预测的且"自动 的"或直观的方式移动图像平面。超声检查者因此可将注意力集中于显示 器上提供的受检者的断层视图。不必务使用其它手段如鼠标/控制器/GUI 来确定图像平面在受^*体内所处的位置，亦即，无需图像平面,>^馈。专利技术人认识到，实时超声具有常规的计算机实施的数据探询方法和控 制系统所缺乏的重要特征。首先，断层视图(在图像平面内)的"边缘"和超声变送器运动都受 到表面(例如受检者皮肤)的约束。其次，手操纵的超声变送器的方向和 空间位置与所显示的断层视图直接相关。这些特征提供了可预测性并且允许超声检查者构建并高度细化他们 的坐标，从而他们可将注意力主要集中于输出图像以获取诊断信息而基本上"忘记"变送器运动，这最终成为几乎无意识的动作。
技术实现思路
本专利技术涉及一种探询体积婆:据(例如图傳Jt据)的方法以及一种控制 成像设备来获取身体的断层图像的方法。概括地说，探询体积数据的方法包括以下步骤限定相对于体积数据 的参考表面；提供处于与参考表面相交的可运动的探询平面内的探询窗， 探询窗与体积数据相交，其中探询平面的平移和/或旋转提供探询窗的相应运动；针对探询平面的每次运动，确定探询窗与参考表面的相对布置； 并基于所述确定来提供与探询窗在体积数据内的位置对应的、体积数据内 的断层图像。概括地说，控制成像设备来获取身体的断层图像的方法包括以下步 骤限定对应于与身体关联的控制表面的参考表面；提供处于与参考表面 相交的可运动的探询平面内的探询窗，其中探询平面的平移和/或旋转提 供探询窗的相应运动；针对探询平面的每次运动，确定探询窗与参考表面 的相互布置；并基于所述确定来提供身体内的断层图像，断层图像与控制 表面的相对布置对应于探询窗与参考表面的相对布置。因此，在第一方面，本专利技术提供了一种探询体积数据的计算机实施的 方法，该方法包括以下步骤(i) 限定相对于体积数据的参考表面；(ii) 提供处于与参考表面相交的可运动的探询平面内的探询窗，探 询窗与体积数据相交，其中探询平面的平移和/或旋转提供探询窗的相应运动；(m )所述探询平面与极轴关联，所述探询平面可围绕所述极轴旋转， 并且针对探询平面的每次运动，确定所述极轴与所述参考表面的相交点， 确定所述探询平面围绕所述极轴的相对旋转角，并确定所述极轴相对于所 述参考表面的倾斜角；以及(iv)基于步骤(iii)中的所述确定，提供与探询窗在体积数据内的 位置对应的、体积数据内的断层图像。步骤(m)中的确定涉及估计极轴与参考表面的相对布置，这最终可 提供探询平面与参考表面的相对布置。尽管可使用替代的数学计算和几何构造来得到探询平面与参考表面的相对布置，但是这样的计算和构造也许 不能明确确定极轴与参考表面的相对布置，当在系统和/或以及如以下方 面中所述的控制器中实施该方法时，这一信息是特别有益的。优选地，极轴处于探询平面内。根据第一方面，2D图像平面(即，探询平面)可以在例如3D图像 数据(比如先前获取的MRI体积图像数据或实时MRI体积图像数据)的 体积数据内运动，同时被约束为与参考表面相交。优选地，至少当探询窗例如被用户移动时，参考表面相对于体积数据 在位置上是固定的，从而进一步防止用户在体积数据中失去方向感。然而，在探询平面例如被用户移动期间，参考表面(平坦的或弯曲的) 相对于体积数据可以是可运动的，从而使用户可以选择在体积数据内自由地移动或导航探询窗以;M目应地探询体积数据。根据本专利技术的方法可包括获取或生成体积数据的步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种探询体积数据的计算机实施的方法，该方法包括以下步骤： （ｉ）限定相对于所述体积数据的参考表面； （ｉｉ）提供处于与所述参考表面相交的可运动的探询平面内的探询窗，所述探询窗与所述体积数据相交，其中所述探询平面的平移和／或旋转提供所述探 询窗的相应运动； （ｉｉｉ）所述探询平面与极轴关联，所述探询平面可围绕所述极轴旋转，并且针对所述探询平面的每次运动，确定所述极轴与所述参考表面的相交点，确定所述探询平面围绕所述极轴的相对旋转角，并确定所述极轴相对于所述参考表面的倾斜角；以 及 （ｉｖ）基于步骤（ｉｉｉ）中的所述确定，提供与所述探询窗在所述体积数据内的位置对应的、所述体积数据内的断层图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫洛马斯，马丁J格雷夫斯，
申请(专利权)人：剑桥有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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