[发明专利]用于根据3d医学图像数据生成增强诊断图像的系统和方法

说明书

本公开描述了一种提供用户接口的医学成像和/或可视化系统和方法，所述用户接口使得用户能够使三维(3D)数据集可视化(例如，经由体积绘制)，操纵绘制体积以选择切片平面，并且生成由深度着色背景信息增强的选定的切片平面处的诊断图像。通过优选地基于所述体积中的结构的深度混合两个不同着色体积绘制并且然后将所述背景信息与前景诊断图像融合以产生增强诊断图像来产生背景图像的深度着色。

技术领域

本公开总体上涉及诸如超声成像和/或分析系统的医学成像系统，以及用于对3D医学成像数据的采集和/或显示的方法。

背景技术

在2D屏幕上显示3D体积通常涉及可视化技术的两个主要家族之一：切片，诸如经由多平面重新格式化(MPR)以显示2D图像(例如，切片或平板)，以及体积绘制，诸如经由抛雪球算法、最大强度投影、或其他已知表面或体积绘制技术。

关于体积绘制，先前开发的技术要求3D体积首先被转换为一组离散和量化表面(例如移动立方体算法)。另一更新近开发的技术允许我们直接根据3D对象(即，数的3D矩阵)创建类似3D的图像。该技术利用眼睛/视网膜如何看到视觉世界的光学物理模型，其中，模型描述了光线投射线(对应于图像平面的单个像素)将以取决于观察者相对于被可视化的3D对象的位置的方式与体积相交的方法。分配给像素的值因此涉及复合操作，其将沿着光线投射线集成内插样本。这样的方法现在被用于几乎所有3D医学成像应用。

尽管体积绘制可以增强针对临床医师或患者的益处的背景(例如，周围的解剖结构)的可视化，但是通常从2D切片图像获得诊断确定，因为这些图像更好地能够提供相关和更准确的诊断信息。尽管已经开发用于组合来自2D和3D图像的信息的某些技术(例如，并排式显示或简单叠加)，但是3D超声成像系统的设计师和制造商继续寻求对其的改进。

发明内容

根据一些范例，一种医学成像数据可视化系统可以包括：输入设备，其连接到3D医学成像数据的源；输出设备，其能操作于连接到显示器(例如，以用于向用户提供图像)；以及存储器和处理器，其连接到所述输入和输出设备。所述处理器可以被编程为从3D医学成像数据的源接收表示被成像的生物组织的体积的3D数据集。所述处理器还可以被编程为：相对于查看平面定位3D数据集；生成通过所述体积的切片平面处的2D图像；裁剪所述切片平面处的体积；并且从相同视角生成所述裁剪体积的第一和第二颜色体积绘制。第一和第二颜色体积绘制与相应的第一和不同的第二颜色图相关联。所述处理器还可以被编程为混合第一和第二颜色体积绘制以产生背景图像并且将提供前景信息的2D图像与所述背景图像组合以产生复合医学图像。在一些实施例中，本文所描述的医学成像数据可视化系统并入在超声扫描器中。例如，所述输入设备可以包括用于将所述处理器连接到超声扫描器的信号处理器的输出的任何适合的硬件部件(例如，输入/输出连接器、数据总线和/或其他电路)，所述超声扫描器例如响应于由所述扫描器的探头检测到的超声回波而生成所述3D医学成像数据。所述输出设备可以包括用于将所述处理器连接到显示设备(例如，超声扫描器的主显示器或触摸屏显示器)的任何适合的硬件部件(例如，输入/输出连接器、数据总线和/或其他电路)。在一些实施例中，生成所述体积绘制并且混合前景和背景图像数据的范例系统的处理器可以是超声扫描器的处理器(例如，CPU、GPU或另一个)。在其他实施例中，所述处理器可以是分离的计算系统的部分，其不采集所述图像数据但是显示先前采集的数据。在一些实施例中，所述可视化系统可以被实现在可视化工作站中，其连接(经由输入设备)到存储预采集的3D医学成像数据的存储设备(例如，PACS服务器)。