体素数据的可视化制造技术

本发明专利技术涉及医学图像的可视化，并且在实施例中涉及了人类心脏的左心室或其它器官的可视化。本发明专利技术公开了一种将一个或多个体素数据集可视化的方法。该方法包括：提供一个或多个体素数据集，根据分割模型提供和分割体素数据。重新格式化经分割的体素数据以拟合至少通过内部参考表面（２２）和外部参考表面（２３）限定的参考形状（２０）。将经重新格式化的体素数据映射至至少通过第一目标表面（２９）和第二目标表面（２００）限定的目标形状。此外，将该目标形状可视化。经重新格式化的体素数据至目标形状的映射是一个或多个属性值从内部参考表面至第一目标表面和从外部参考表面至第二目标表面的映射，并且其中沿参考形状的表面间距离延伸的方向（２６，２７）保持在目标形状中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及医学图像的可视化，更具体的，涉及解剖体和从医学图像中获得的相关的定量分析数据的可视化的领域。
技术介绍
例如磁共振成像(MRI)的医学成像系统能够产生表达与人类或动物身体相关的 物理特性的准确横截面图像数据。 一段时间以来在医学领域已经应用了使用表示横截面数 据的平行2D图像的采集来重建三维(3D)图像。 多种绘制技术应用于医学图像的3D显示。 一种这样的技术是表面绘制。这种技 术的局限性是其不能充分地将在固态器官内的组织可视化；它对于表面和边界的可视化是 最佳的。 另一种绘制技术是体积绘制。作为对使用3D数据的复杂模型来重叠表面的替代， 体积绘制依赖这样的假设3D对象是由被称为"体素"的基本体积构件块构成的。体素具有 空间坐标和相关的体素值，例如信号强度、透明度、分配的颜色等等。可以通过多种体积绘 制技术，使用体素数据集，通过体积绘制以提供被检查的患者的身体部分的图像。通常，"体 素"是单位立方体，其具有沿着三维图像的x轴的单位矢量、沿着三维图像的y轴的单位矢 量、和沿着三维图像的z轴的单位矢量。 结合心脏的左心室的检查和定量分析，所谓的靶心图(bull' -ey印lot)是广泛使 用且被接受的分析工具。在S. 0eltze等发表于2006年的Proc. EuroVis， 131-138页的题 为"Integrated Visualization ofMorphologic and Perfusion Data for the Analysis of Coronary ArteryDisease"的文章中公开了用于心脏的左心室的可视化工具。在该公开 中，耙心图趋向于包括重叠在耙心图上的参数图的3D纵剖面。然而，尽管定量分析通过耙 心图与解剖体相关联，但是该靶心图是不能直接反映左心室的解剖体的抽象图。 通常，尽管可以获得被研究的身体部分的详细3D图像，但是临床用户仍然面临着 有效地从数据提取信息的挑战。临床用户通常需要观察多个解剖体的横截面和2D可视化 和定量分析数据并且将这些在心里组合。这导致了低效的分析并且减低了诊断工作流程的 可重复性。随着数据量增加，在本领域中日益地增加了对于简明而全面的可视化的需要。 因此，提供一种用于将人类或动物身体部分的3D图像可视化的改进的方法将是 有利的，特别是一种将改进在定量分析数据和解剖体之间的耦合的更有效的方法。
技术实现思路
本专利技术优选地寻求减轻、缓和或消除一个或多个上述提及的缺点的单一一个或任 意组合。特别是，可以发现本专利技术的目的是提供解决现有技术的关于人类身体或人类身体 的部分的可视化的上述问题或其它问题的方法。 在本专利技术的第一方面中通过提供一种将一个或多个体素数据集可视化的方法来 实现该目的，该体素数据集表示至少哺乳动物身体的部分的三维(3D)图像，该方法包括4-提供一个或多个体素数据集，其包括对于每个体素点的空间信息，和对于每个体素点的对应的体素值集；-提供所述哺乳动物身体的所述部分的分割模型，并且根据该分割模型分割该体素数据；-重新格式化经分割的体素数据以拟合参考形状，该参考形状至少通过内部参考 表面和外部参考表面来限定；-将经重新格式化的体素数据映射至目标形状，该目标形状至少通过第一 目标表面和第二目标表面来限定；-将该目标形状可视化； 其中经重新格式化的体素数据至目标形状的映射是一个或多个属性值从内部参 考表面至第一目标表面和从外部参考表面至第二目标表面的映射，该一个或多个属性值是 基于来自一个或多个体素值集的至少一个体素值，并且其中沿着参考形状的表面间距离延 伸的方向保持在目标形状中。 本专利技术涉及解剖体和从医学图像导出的相关定量分析数据的可视化的领域。该医 学图像可以结合医学成像技术来获得，该医学成像技术包括但是不限于磁共振成像(MRI)、 计算机断层摄影(CT)、正电子断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、超声 扫描、和旋转血管造影。基于所获得的图像，导出一个或多个体素数据集。 执行映射以便将以一个或多个属性值的形式的定量分析数据转换成概括在由外 部和内部参考表面包围的区域中该属性值的体积分布的表示。可以仅可视化单一属性值， 因为这可以提供最清晰的表示。然而，可以在组合的可视化中可视化两个或多个属性值。同 时可视化多个值的可行方法的示例包括但是不限于合并颜色、利用笔触(brush stroke) 合并颜色、利用纹理合并颜色。 —个或多个属性值可以表示与一个或多个医学参数相关的一个或多个值。在实施 例中外部和内部参考表面可以限定被检查的器官的感兴趣区域。 本专利技术特别的但不是排他性的优点在于提供支持连续的定量数据的可视化的目 标形状，并且结果不会遭受如靶心图所示那样的数据成扇区的量化。尽管，如果用户需要， 可以提供与在典型的靶心图中一样的量化。内部和外部参考表面与哺乳动物身体的部分的 解剖体相关联，这是因为它们包围被检查的身体部分。结果沿着表面间距离延伸的方向保 持在目标形状中，在内部和外部参考表面之间的区域的体积性质被保留，并且在该目标形 状中获得对解剖体的直接耦合。 保持沿着表面间距离延伸的方向的效果在于结合被围住的例如心脏的左心室或其它中空器官或身体部分的身体部分的可视化，保留透壁性。透壁性信息在靶心图中丢失。本专利技术的优点在于可直接获得对于属性值的透壁性信息，并且与属性值的连续体积分布一起获得。由此临床医师可获得更有效的定量分析，便于临床医师的更有效的诊断过程。 在优选的实施例中，在参考形状和目标形状之间的映射使得参考形状中的不同值映射到目标形状中的不同值。通常，映射可以是单射的映射或非单射的映射。非单射的映射可以应用在内部参考表面是点形式的情况中。然而，通常使用单射的映射。 典型地，映射是从外部表面到内部表面，但是通常，该映射也可以从内部表面到外部表面。 在优选的实施例中，在一个或多个体素数据集中识别一个或多个参考结构并且将 其映射到目标形状上，使得能够利用重叠或叠加的一个或多个参考结构可视化目标形状。 当该目标形状通过其连续的体积性质和表面间距离的保存而与解剖体相关联时，其仍然是 解剖体的抽象。通过将参考结构映射至目标形状上，可以提供改进的与解剖体的相关性，并 且与被研究的属性值相关的结构可以直接校正到属性值的分布几何。局部化的参考结构的 存在绘制了患者特定的目标形状，这在与诊断结合方面是重要的。 在优选的实施例中，与目标形状的可视化结合来提供和可视化体素数据集的3D 空间绘制。任选地，可在3D空间绘制上或在目标形状的绘制上选择区域，并且其中通过在 3D空间绘制或在目标形状的绘制的一个上选择区域，将对应的区域标记在该3D空间绘制 或目标形状的绘制的另一个上。优点在于提供解剖体和目标形状的定量分析数据的组合的 交互的可视化。由此可以提供全面的可视化。通过提供目标形状和体素数据集的3D空间 绘制的组合可视化，并通过交互链接这两个对象，临床医师可能以综合方式通过解剖体方 面和示意性分析方面二者来操纵。 结合单独的目标形状的可视化或目标形状和3D空间绘制的组合可视化，可以在 多个位置和方向上制作多种切割平面。由此用户具有从任一视点观察解剖体和一个或多个 属性值并且与现有的可视化技术相对比的灵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将一个或多个体素数据集可视化的方法，所述体素数据集表示至少哺乳动物身体的部分的三维（３Ｄ）图像，所述方法包括：－提供（９０）一个或多个体素数据集，所述体素数据集包括对于每个体素点的空间信息和对于每个体素点的对应体素值集；－提供（９１）所述哺乳动物身体的所述部分的分割模型，并且根据该分割模型分割所述体素数据；－重新格式化（９２）经分割的体素数据以拟合参考形状（２０），至少通过内部参考表面（２２，４４）和外部参考表面（２３，４３）来限定所述参考形状；－将经重新格式化的体素数据映射（９３）至目标形状（２０１，３０），至少通过第一目标表面（２９）和第二目标表面（２００）来限定所述目标形状；－将所述目标形状可视化；其中，经重新格式化的体素数据至目标形状（２０１，３０）的映射是一个或多个属性值从所述内部参考表面（２２，４４）至所述第一目标表面（２９）和从所述外部参考表面（２３，４３）至所述第二目标表面（２００）的映射，所述一个或多个属性值基于来自所述一个或多个体素值集的至少一个体素值，并且其中沿着所述参考形状的表面间距离延伸的方向（２６，２７）保持在所述目标形状中。

【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：M布雷沃，J奥利万贝斯科斯，MA特默，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]