基于三维3D预扫描图像数据的一幅或多幅二维2D规划投影图像.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201480062836.2

申请日:

20141031

公开号:

CN105744891A

公开日:

20160706

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A61B6/00,A61B6/03

主分类号:

A61B6/00,A61B6/03

申请人:

皇家飞利浦有限公司

发明人:

M·贝格特尔特,R·维姆科,C·洛伦茨,T·克林德

地址:

荷兰艾恩德霍芬

优先权:

61/905,550

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司

代理人:

李光颖;王英

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内容摘要

一种方法包括获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据。所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素。所述方法还包括基于所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。一种系统包括来自3D预扫描图像数据生成器(218)的2D规划投影图像。来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图像获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据。所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素。来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图像还基于所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。

权利要求书

1.一种方法,包括:获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据,其中,所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素;基于所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。 2.如权利要求1所述的方法,还包括:基于所述2D规划投影图像来创建针对所述感兴趣组织的体积扫描规划,其中,所述体积扫描规划包括识别针对所述对象的至少开始扫描位置的边界框。 3.如权利要求2所述的方法,还包括:控制成像系统基于所述体积扫描规划来扫描所述对象。 4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法,还包括:在所述3D预扫描图像数据中定位所述感兴趣组织;将所定位的感兴趣组织与解剖图集或几何模型进行配准;并且基于所述配准针对所述感兴趣组织而在所述3D预扫描图像数据中创建第一感兴趣区域,其中,所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域来生成的。 5.如权利要求4所述的方法,还包括:选择所述3D预扫描图像数据中对应于所述感兴趣区域的子体积,其中,所述2D规划投影图像是基于所述子体积来生成的。 6.如权利要求5所述的方法,还包括:使用体积绘制算法来生成所述2D规划投影图像。 7.如权利要求4至6中的任一项所述的方法,其中,所述子体积包括仅表示所述感兴趣组织的体素,并且不包括不表示所述感兴趣组织的体素。 8.如权利要求4至7中的任一项所述的方法,其中,所述第一感兴趣区域是利用在第一观察方向上重构的所述3D预扫描图像数据来创建的,并且所述方法还包括:在第二观察方向上重构所述3D预扫描图像数据,所述第二观察方向不同于所述第一观察方向;并且基于所述配准针对所述感兴趣组织在所述第二观察方向上重构的所述3D预扫描图像数据中创建第二感兴趣区域,其中,所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域来生成的。 9.如权利要求8所述的方法,还包括:在第三观察方向上重构所述3D预扫描图像数据,所述第三观察方向不同于所述第一观察方向和所述第二观察方向;并且基于所述配准针对所述感兴趣组织在所述第三观察方向上重构的所述3D预扫描图像数据中创建第三感兴趣区域,其中,所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域、所述第二感兴趣区域和所述第三感兴趣区域来生成的。 10.如权利要求9所述的方法,其中,所述2D规划投影图像是单个投影图像。 11.如权利要求10所述的方法,其中,所述2D规划投影图像包括子投影图像,针对不同的观察方向中的每个有一幅子投影图像。 12.如权利要求5至11中的任一项所述的方法,还包括:基于所述子体积的厚度来对所述2D规划投影图像的强度进行归一化。 13.一种系统,包括:来自3D预扫描图像数据生成器(218)的2D规划投影图像,所述3D预扫描图像数据生成器获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据,其中,所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素,并且基于所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。 14.如权利要求13所述的系统,还包括:扫描规划器(220),其基于所述2D规划投影图像来创建针对所述感兴趣组织的体积扫描规划,其中,所述体积扫描规划包括识别针对所述对象的至少开始扫描位置的边界框;以及具有控制台(214)的成像系统(200),所述控制台控制所述成像系统基于所述体积扫描规划来扫描所述对象。 15.如权利要求13至14中的任一项所述的系统,其中,来自3D预扫描图像数据生成器的所述2D规划投影图像包括:图集存储器(502)或几何模型存储器(902)中的至少一种,所述图集存储器存储所述感兴趣组织的解剖图集,所述几何模型存储器存储所述感兴趣组织的几何模型;感兴趣组织探测器(504),其在所述3D预扫描图像数据中定位所述感兴趣组织;以及感兴趣区域生成器(506),其针对所述感兴趣组织在所述3D预扫描图像数据中生成第一感兴趣区域;以及2D投影图像绘制引擎(510),其基于所述第一感兴趣区域来生成所述2D规划投影图像。 16.如权利要求15所述的系统,还包括:子体积识别器(508),其选择所述3D预扫描图像数据中对应于所述感兴趣区域的子体积,其中,所述2D投影图像绘制引擎基于所述子体积来生成所述2D规划投影图像。 17.如权利要求16所述的系统,其中,所述2D投影图像绘制引擎利用体积绘制算法来生成所述2D规划投影图像。 18.如权利要求14至15中的任一项所述的方法,其中,所述子体积包括仅表示所述感兴趣组织的体素,并且不包括不表示所述感兴趣组织的体素。 19.如权利要求16至17中的任一项所述的方法,其中,所述感兴趣区域生成器在第一观察方向上生成所述第一感兴趣区域,并且在第二观察方向上生成至少第二感兴趣区域,并且所述2D投影图像绘制引擎生成以下中的至少一个:基于所述第一观察方向和所述至少第二观察方向的单个图像或针对不同观察方向中的每个的不同图像。 20.一种在计算机上被编码有可读存储指令的计算机可读存储介质,所述可读存储指令在由计算系统的处理器运行时,令处理器:获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据,其中,所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素;在所述3D预扫描图像数据中探测所述感兴趣组织;在所述3D预扫描图像中生成至少一个感兴趣区域;基于所述至少一个感兴趣区域来选择所述3D预扫描图像数据的子体积,其中,所述子体积限定所述感兴趣区域的边界;基于所述3D预扫描的所述子体积和观察方向来生成针对所述感兴趣组织的至少一幅2D规划投影图像;基于所述2D规划投影图像来规划针对所述感兴趣组织的体积扫描;并且基于所述体积扫描来执行对所述对象的扫描。

说明书

技术领域

以下总体涉及成像,并且更具体而言,涉及基于3D预扫描图像数据来 生成一幅或多幅2D规划投影图像,并且就计算机断层摄影的特定应用进行 描述。然而,以下也适用于其他成像模态。

背景技术

CT扫描器包括X射线管,X射线管发射穿过检查区域和其中的目标的 辐射。在X射线管对面定位于检查区域对面的探测器阵列探测穿过检查区 域和其中的目标的辐射,并且生成指示检查区域和其中的目标的投影数据。 重建器处理所述投影数据,并且重建指示检查区域和其中的目标的体积图 像数据。

规划体积扫描己包括执行二维(2D)预扫描,其产生2D投影图像。 图1示出了投影图像100的范例。利用2D预扫描,知晓支撑患者的支撑物 关于图像平面的位置。这样,2D投影扫描中的解剖结构相对于支撑物和图 像平面是己知的,如果患者不在支撑物上移动的话。

用户定义边界框102,其限定视场,所述视场为在体积扫描期间要被扫 描的区域。边界框102识别开始扫描位置104和结束扫描位置106。在图示 的范例中,开始108和结束110支撑物位置被示为邻近2D投影数据中的开 始扫描位置104。一旦规划被创建,则规划由成像系统使用以执行从开始扫 描位置104到结束扫描位置106的扫描。

利用2D预扫描,3D解剖信息被投影到2D显示器上。这样,2D投影 图像中的像素具有强度值,所述强度值表示对应于所述像素的个体体素的 个体强度值的和。结果,感兴趣组织前和/或感兴趣组织后的解剖结构可能 使感兴趣组织的边界模糊。可以为边界框102添加裕量,以确保足够的覆 盖范围。

可以利用三维(3D)预扫描来使用类似的方法。然而,利用3D预扫 描,用户滚动通过预扫描体积的切片,并且在切片中的一个上创建边界框。 这允许用户找到较少的组织使感兴趣组织的边界模糊的切片,这便于针对 感兴趣组织和剂量来优化边界框的尺寸。遗憾的是,该方法耗费用户较多 的时间,因为用户滚动通过预扫描体积。

3D预扫描图像数据也允许用户选择一个或多个规划方向。例如,冠状 面能够被示出提供与图1中类似的视图。然而,3D预扫描图像数据能够被 重构以示出矢状面、轴向面、和/或倾斜平面。对于每个平面,在先前段落 中讨论的方法将被用于定位感兴趣切片并且创建边界框。当然,这将耗费 用户更多的时间。

发明内容

本文中描述的各方面解决上述问题和其他问题。

以下描述了一种用于根据3D预扫描图像数据来生成一幅或多幅2D体 积扫描规划图像的方法。在一个实例中,这包括,在3D预扫描图像数据的 体积中定位(一个或多个)感兴趣组织,并且然后选择3D预扫描图像数据 中包括所定位的(一个或多个)感兴趣组织的子体积。所述一幅或多幅2D 体积扫描规划图像是基于所述子体积来生成的。相对于感兴趣组织前面和/ 或后面的结构视觉地使感兴趣组织的边界和/或边缘模糊的使用整个3D预 扫描图像数据来生成所述一幅或多幅2D体积扫描规划图像的配置,所述一 幅或多幅2D体积扫描规划图像关于识别与感兴趣组织相关联的边缘和/或 边界,可以具有改进的图像质量。

在一个方面中,一种方法包括获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描 图像数据。所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素。所述方法 还包括基于所述3D预扫描图像数据来生成示出感兴趣组织的2D规划投影 图像。

在另一方面中,一种成像系统包括来自3D预扫描图像数据生成器的 2D规划投影图像。来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图像获 得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据。所述3D预扫描图像数据 包括表示感兴趣组织的体素。来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投 影图像还基于所述3D预扫描图像数据生成示出感兴趣组织的2D规划投影 图像。

在另一方面中,一种计算机可读指令被编码于计算机可读存储介质上, 所述计算机可读指令在由计算系统的处理器运行时,令所述处理器:获得 根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据,其中,所述3D预扫描图像 数据包括表示感兴趣组织的体素;探测所述3D预扫描图像数据中的感兴趣 组织;在所述3D预扫描图像数据中生成至少一个感兴趣区域;基于所述至 少一个感兴趣区域来选择所述3D预扫描图像数据的子体积,其中,所述子 体积限定所述感兴趣区域的边界;基于所述3D预扫描的所述子体积和观察 方向来生成针对所述感兴趣组织的至少一幅2D规划投影图像;基于所述 2D规划投影图像来规划针对所述感兴趣组织的体积扫描;并且基于所述体 积扫描来执行所述对对象的扫描。

附图说明

本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安 排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的,并且不应被解释为限制本 发明。

图1图示了2D投影图像。

图2示意性地图示了与成像系统连接的3D预扫描图像数据生成器的 2D规划投影图像的范例。

图3示意性地图示了较低对比度分辨率3D预扫描图像数据的范例。

图4示意性地图示了较高对比度分辨率3D预扫描图像数据的范例。

图5示意性地图示了来自采用解剖图集的3D预扫描图像数据生成器的 2D规划投影图像的范例。

图6示意性地图示了从在第一观察方向上重构的体积中选择3D预扫描 图像数据的对应于感兴趣组织的子体积。

图7示意性地图示了从在第二观察方向上重构的体积中选择3D预扫描 图像数据的对应于感兴趣组织的子体积。

图8示意性地图示了从在第三观察方向上重构的体积中选择3D预扫描 图像数据的对应于感兴趣组织的子体积。

图9示意性地图示了来自采用几何模型的3D预扫描图像数据生成器的 2D规划投影图像的范例变型。

图10图示了用于根据3D预扫描图像数据来生成2D规划投影图像的 范例方法。

具体实施方式

图2图示了包括诸如计算机断层摄影(CT)扫描器的成像系统200的 系统201。所图示的成像系统200包括固定机架202和旋转机架204,旋转 机架204由固定机架202可旋转地支撑。旋转机架204围绕检查区域206 关于纵轴或z轴旋转。辐射源208(例如X-射线管)由旋转机架204支撑, 并且随旋转机架204关于检查区域206旋转,并且发出穿过检查区域206 的辐射。

辐射敏感探测器阵列210在检查区域206对面与辐射源208相对。辐 射敏感探测器阵列210探测穿过检查区域206的辐射,并且生成指示所述 辐射的信号。支撑物212支撑检查区域206中的目标或对象。计算机充当 操作者控制台214,并且包括诸如显示器的输出设备和诸如键盘、鼠标等的 输入设备。驻留于控制台214上的软件允许操作者控制成像系统200的操 作,例如数据采集。

合适的数据采集的范例包括二维(2D)和/或三维(3D)预扫描,并且 包括体积扫描。2D预扫描的范例是2D跟踪扫描(也被称为引导扫描或平 片扫描)。一般而言,这种类型的预扫描是2D投影图像,类似于X射线。 3D预扫描的范例是较低剂量体积扫描,其由于较低图像质量(例如,较低 对比度分辨率)一般不用于诊断目的。在图3中示出较低剂量图像数据的 范例。图4示出了具有较高的对比度分辨率并且覆盖相同的视场的诊断图 像以供图像质量比较。

体积扫描的范例是具有扫描设置(例如,电流和电压、间距、切片厚 度等)的螺线扫描或螺旋扫描,其带来图像数据可以被用于诊断目的的图 像质量。同样,图4示出了这样的图像数据的范例。体积扫描的另一个范 例是灌注扫描,在灌注扫描中,辐射源208和被扫描的目标/对象关于彼此 保持在恒定的位置处,并且目标或对象的相同体积的扫描在旋转机架204 的多个回转或旋转上被重复扫描。

返回图2,重建器216重建由辐射敏感探测器阵列生成的信号。例如, 重建器216能够针对预扫描扫描或数据采集来重建预扫描图像数据,并且 针对体积扫描或数据采集来重建体积图像数据。预扫描图像数据能够是2D 投影和/或3D较低剂量图像数据,如本文中所讨论。重建器216采用相应 的算法来重建2D投影、3D预扫描图像数据、体积图像数据和/或其他重建 算法。

来自3D预扫描图像数据生成器218的2D规划投影图像根据所述3D 预扫描图像数据来生成一幅或多幅2D规划投影图像。如以下更加详细地描 述,在一个实例中,这包括:在3D预扫描图像数据的体积中定位(一个或 多个)感兴趣组织,选择3D预扫描图像数据中包括所定位的(一个或多个) 感兴趣组织的子体积,并且基于所述子体积来生成一幅或多幅2D规划投影 图像。使用子体积来代替整个体积可以在选定的观察方向上移除感兴趣组 织之前和/或之后的结构,否则所述结构将视觉地使2D规划投影图像中的 感兴趣组织模糊。使用子体积来代替整个体积也可以降低规划时间,因为 要滚动通过较少的图像切片。

扫描规划器220在具有或不具有用户交互的情况下基于所述一幅或多 幅2D规划投影图像来规划体积扫描。在一个实例中,这包括视觉地显示 一幅或多幅2D规划投影图像并且允许用户创建体积扫描边界框,所述体积 扫描边界框识别至少体积扫描的开始位置和结束位置或者体积扫描的长 度,所述长度可以用来导出停止位置。开始位置和停止位置定义视场(或 者至少沿z轴的程度)。视场表示目标或对象的在体积扫描期间要被扫描的 子部分。

在另一实例中,边界框是自动创建的,并且被呈现为叠加在一幅或多 幅2D规划投影图像上。在该实例中,医师可以接受、拒绝和/或调整边界 框。在任一实例中,所述一幅或多幅2D规划投影图像可以以预设的和/或 优化的窗口/水平(对比度/亮度)设置被显示。例如,由于子体积的厚度是 己知的,并且子体积中的每个体素的强度是己知的,因此能够计算通过所 述体积的沿多条射线中的每条射线的平均享氏单位(HU),并且所述水平 能够基于平均HU值被自动设置(以及由授权的人员接受、拒绝或修改)。 这可以基于子体积的深度来对强度进行归一化而被考虑。

能够经由一个或多个计算机处理器(例如,中央处理单元(CPU)、微 处理器、控制器等)执行嵌入或编码在诸如物理存储器的计算机可读存储 介质(其排除暂态介质)上的一条或多条计算机可执行指令来实施来自3D 预扫描图像数据生成器218和/或体积扫描规划器220的2D规划投影图像。 然而,计算机可执行指令中的至少一条能够备选地由载波、信号、或其他 暂态介质来承载,并且经由一个或多个计算机处理器来实现。

体积扫描规划被提供给控制台214,所述控制台214基于所述体积扫描 规划来控制数据采集。

图5示意性地图示了来自3D预扫描图像数据确定器218(图2)的2D 规划投影图像的范例。

来自3D预扫描图像数据确定器218的2D规划投影图像接收3D预扫 描图像数据作为输入。3D预扫描图像数据能够来自成像系统200(图2)、 其他成像系统、和/或其他设备。另一设备的范例包括但不限于数据存储库 (例如图片存档及通信系统(PACS))、放射信息系统(RIS)、电子医学记 录(EMR)、数据库、服务器、和/或其他数据存储库。

来自3D预扫描图像数据确定器218的2D规划投影图像还接收指示一 个或多个感兴趣组织的信号作为输入。信号能够来自控制台214(图2)、 实施来自3D预扫描图像数据确定器218的2D规划投影图像的计算系统、 3D预扫描图像数据文件(例如,文件的头中的域)、3D预扫描图像数据(例 如,从被扫描的解剖区域导出的)、和/或其他设备。

图集存储器502存储一个或多个感兴趣组织的一个或多个解剖图集。 感兴趣组织的范例包括器官(诸如,心脏、肾脏等)、解剖区域(诸如,胸 部、骨盆、头部等)和/或其他感兴趣组织。

感兴趣组织探测器504基于指示所述一个或多个感兴趣组织的信号来 从图集存储器502获得一个或多个解剖图集。感兴趣组织探测器504探测 3D预扫描图像数据中的一个或多个感兴趣组织,并且将获得的一个或多个 解剖图集配准到3D预扫描图像数据中的对应的探测到的一个或多个感兴 趣组织。感兴趣组织探测器504能够采用弹性和/或刚性配准算法。

在一个非限制性范例中,感兴趣组织探测器504探测3D预扫描图像数 据中的一个或多个感兴趣组织,并且基于2013年3月6日提交的申请序列 号为61/773,429并且题为“Scanregiondeterminingapparatus,”(在此通过引 用将其整体并入)中的方法来将获得的一个或多个解剖图集配准到探测到 的一个或多个感兴趣组织。

感兴趣区域(ROI)生成器506针对配准的一个或多个解剖图集中的每 个在3D预扫描图像数据生成一个或多个感兴趣区域(ROI)。图6示出了 包括在第一观察方向上的多个切片604的3D预扫描图像数据602的范例。 图6还示出了在3D预扫描图像数据602中生成的对应于探测到的感兴趣组 织与解剖图集之间的配准的ROI606。

观察方向的范例包括但不限于,冠状、轴向、矢状、倾斜等。注意, ROI606的形状出于说明性目的而被提供并且不是限制性的,并且本文中预 期方形、矩形、不规则和/或其他形状。此外,感兴趣区域(ROI)生成器 506能够针对在相同和/或其他观察方向上的一个或多个其他感兴趣组织来 生成一个或多个其他ROI。

图7示出了在第二观察方向上重构的3D预扫描图像数据602,所述第 二观察方向垂直于所述第一观察方向。在图7中,3D预扫描图像数据602 包括多个切片702。图7还示出了在3D预扫描图像数据602中生成的对应 于探测到的感兴趣组织与解剖图集之间的配准的ROI704。类似地,能够在 图像数据602中生成针对一个或多个其他感兴趣组织的一个或多个其他 ROI。

图8示出了在第三观察方向上重构的3D预扫描图像数据602,所述第 三观察方向垂直于所述第一观察方向和所述第二观察方向。在图8中,3D 预扫描图像数据602包括多个切片802。图8还示出了在3D预扫描图像数 据602中生成的对应于探测到的感兴趣组织与解剖图集之间的配准的ROI 804。类似地,可以在图像数据602中生成针对一个或多个其他感兴趣组织 的一个或多个其他ROI。

返回图5,子体积的识别器508基于ROI606、704、804中的一个或多 个来识别3D预扫描图像数据中包括一个或多个感兴趣组织的子体积。在一 个非限制性范例中,子体积的数据识别器508基于2012年9月28日提交 的申请序列号为13/499,978并且题为“Interactiveselectionofaregionof interestinanimage”(在此通过引用将其整体并入)中的方法来识别子体积。

通过非限制性范例的方式,在图6中,子体积的识别器508识别子体 积608,子体积608为界定ROI606的子体积,并且因此,界定对应于ROI 606的感兴趣组织。在图7中,子体积的识别器508识别子体积706,子体 积706为界定ROI704的子体积,并且因此,界定对应于ROI704的感兴 趣组织。在图8中,子体积的识别器508识别子体积806,子体积806为界 定ROI804的子体积,并且因此,界定对应于ROI804的感兴趣组织。

返回参考图5,2D投影图像绘制引擎510接收识别的子体积608、706 或806中的一个或多个,并且基于其生成2D规划投影图像。在一个非限制 性实例中,D投影图像绘制引擎510采用数字地重建辐射照片(DRR)算 法来生成2D规划投影图像。范例DRR算法投射射线通过子体积并且到2D 平面上,并且射线穿过的体素的强度值被组合以产生像素强度值。在另一 非限制性实例中,能够使用另一体积绘制方法。例如,2D投影图像绘制引 擎510采用最大强度投影(MIP)、最小强度投影(mIP)、和/或其他体积绘 制技术来生成2D规划投影图像。

2D投影图像绘制引擎510的输出是2D投影图像,其在图示的实施例 中表示2D规划投影图像。通过处理子体积来生成2D投影图像而非整个3D 预扫描图像数据体积,3D预扫描图像数据体积中不包括感兴趣组织和/或视 觉地使感兴趣组织(例如感兴趣组织的边缘)模糊的子体积不被用于生成 2D投影图像。结果是,2D规划投影图像可以具有关于感兴趣组织的改进 的图像质量和/或允许更加精确和/或更加优化的体积扫描的规划。

例如,可能更加容易地视觉识别感兴趣组织的边缘和/或感兴趣组织与 其他组织之间的边界。这可以允许用户定义边界框来确保整个感兴趣组织 (或者感兴趣组织的感兴趣子部分的全部)被扫描,同时减轻对感兴趣组 织之外的组织的辐照和剂量。在整个3D预扫描图像数据被用于生成2D规 划投影图像并且感兴趣组织之前和/或之后的结构视觉地使2D规划投影图 像中的感兴趣组织模糊的配置中,这可以包括在感兴趣组织周围定义的裕 量中的组织。

例如,对于心脏扫描,3D预扫描图像数据中包括表示胸前的体素的子 部分并且非心脏被从子体积中排除或不包括在子体积中。在该实例中,这 可以包括提取子体积并且丢弃剩余的体积,使得子体积是实际更小体积的 数据。在另一实例中,表示胸腔的体素被视觉地标记、设置为背景强度值、 和/或被给定窗口/水平和/或视觉地透明绘制它们的不透明度设置。本文中也 预期其他方法。此外,滚动通过子体积以找到从其进行规划的图像切片相 对于滚动通过整个体积可以耗费更少的时间。

在图5中,来自3D预扫描图像数据生成器218的2D规划投影图像将 感兴趣组织的解剖图集与3D预扫描图像数据进行配准。应该理解,能够使 用其他方法来识别3D预扫描图像数据中的感兴趣组织的几何边界。例如, 并且如图9中所示,来自3D预扫描图像数据生成器218的2D规划投影图 像使用来自几何模型存储器902的几何模型。所述几何模型可以是基于网 格的或者其他几何模型。另一方法包括手动和/或半自动方法,其中,感兴 趣组织使用徒手绘制工具、预定的形状工具和/或种子生长算法而被描绘。 其他方法包括级联分类器、随机决策树、简单框探测、使用强度阈值等。 能够使用再其他的方法来识别感兴趣组织的几何边界。

图10图示了用于根据3D预扫描图像数据来生成2D规划投影图像的 范例方法。

要理解,这些方法的动作的顺序不是限制性的。这样,本文中预期其 他顺序。另外,可以省略一个或多个动作和/或可以包括一个或多个额外的 动作。

在1002,获得3D预扫描图像数据,所述3D预扫描图像数据包括表示 至少一个感兴趣组织的体素。这可以包括执行3D预扫描,其包括扫描至少 一个感兴趣组织,以生成3D预扫描图像数据,或者获得来自数据存储库的 3D预扫描图像数据。

在1004,在3D预扫描图像数据中定位感兴趣组织。

在1006,所定位的3D预扫描图像数据被配准到解剖图集或几何模型。

在1008,针对3D预扫描图像数据中的感兴趣组织创建ROI。如本文 中所描述,能够在一个或多个不同的重构的观察方向上创建一个或多个 ROI。

在1010,选择3D预扫描图像数据中界定或包括感兴趣组织的子体积。

在1012,基于所述子体积来生成2D规划投影图像。如本文中所公开, 能够采用体积绘制或其他方法。

在1014,使用所述2D规划投影图像来创建所述感兴趣组织的体积扫 描。

在1016,基于所述体积扫描规划来执行所述感兴趣组织的体积扫描。

以上动作可以通过被编码或嵌入在计算机可读介质中的计算机可读指 令的方式来实施,所述计算机可读指令在由处理器运行时,令所述处理器 执行所描述的动作。额外地或备选地,计算机可读指令中的至少一个由信 号、载波和其他暂态介质承载,并且由计算机处理器来实施。

己经参考优选的实施例描述了本发明。他人在阅读并理解了前述详细 说明之后可以进行修改和变形。目的是,本发明被理解为包括所有这样的 修改和变形,只要它们落了权利要求书或其等价方案的范围之内。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201480062836.2 (22)申请日 2014.10.31 (30)优先权数据 61/905,550 2013.11.18 US (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2016.05.17 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/IB2014/065729 2014.10.31 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2015/071798 EN 2015.05.21 (71)申请人 皇家飞利浦有限公司 地址 荷兰艾恩德霍芬 (72)发明人 M贝格特尔特 R维姆科 C洛伦。

2、茨 T克林德 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 李光颖 王英 (51)Int.Cl. A61B 6/00(2006.01) A61B 6/03(2006.01) (54)发明名称 基于三维(3D)预扫描图像数据的一幅或多 幅二维(2D)规划投影图像 (57)摘要 一种方法包括获得根据对对象的扫描生成 的3D预扫描图像数据。 所述3D预扫描图像数据包 括表示感兴趣组织的体素。 所述方法还包括基于 所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣 组织的2D规划投影图像。 一种系统包括来自3D预 扫描图像数据生成器(218)的2D规划投影图像。 来自3D预扫描图像数据生。

3、成器的2D规划投影图 像获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像 数据。 所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组 织的体素。 来自3D预扫描图像数据生成器的2D规 划投影图像还基于所述3D预扫描图像数据来生 成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 CN 105744891 A 2016.07.06 CN 105744891 A 1.一种方法, 包括: 获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据, 其中, 所述3D预扫描图像数据包括 表示感兴趣组织的体素; 基于所述3D预扫描图像数据来生成示出所述感兴趣组织的2D规划投影图像。 2.如权利要求1所述的方法。

4、, 还包括: 基于所述2D规划投影图像来创建针对所述感兴趣组织的体积扫描规划, 其中, 所述体 积扫描规划包括识别针对所述对象的至少开始扫描位置的边界框。 3.如权利要求2所述的方法, 还包括: 控制成像系统基于所述体积扫描规划来扫描所述对象。 4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法, 还包括: 在所述3D预扫描图像数据中定位所述感兴趣组织; 将所定位的感兴趣组织与解剖图集或几何模型进行配准; 并且 基于所述配准针对所述感兴趣组织而在所述3D预扫描图像数据中创建第一感兴趣区 域, 其中, 所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域来生成的。 5.如权利要求4所述的方法, 还包括: 选择所述。

5、3D预扫描图像数据中对应于所述感兴趣区域的子体积, 其中, 所述2D规划投 影图像是基于所述子体积来生成的。 6.如权利要求5所述的方法, 还包括: 使用体积绘制算法来生成所述2D规划投影图像。 7.如权利要求4至6中的任一项所述的方法, 其中, 所述子体积包括仅表示所述感兴趣 组织的体素, 并且不包括不表示所述感兴趣组织的体素。 8.如权利要求4至7中的任一项所述的方法, 其中, 所述第一感兴趣区域是利用在第一 观察方向上重构的所述3D预扫描图像数据来创建的, 并且所述方法还包括: 在第二观察方向上重构所述3D预扫描图像数据, 所述第二观察方向不同于所述第一观 察方向; 并且 基于所述配准针。

6、对所述感兴趣组织在所述第二观察方向上重构的所述3D预扫描图像 数据中创建第二感兴趣区域, 其中, 所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域来生成 的。 9.如权利要求8所述的方法, 还包括: 在第三观察方向上重构所述3D预扫描图像数据, 所述第三观察方向不同于所述第一观 察方向和所述第二观察方向; 并且 基于所述配准针对所述感兴趣组织在所述第三观察方向上重构的所述3D预扫描图像 数据中创建第三感兴趣区域, 其中, 所述2D规划投影图像是基于所述第一感兴趣区域、 所述第二感兴趣区域和所述 第三感兴趣区域来生成的。 10.如权利要求9所述的方法, 其中, 所述2D规划投影图。

7、像是单个投影图像。 11.如权利要求10所述的方法, 其中, 所述2D规划投影图像包括子投影图像, 针对不同 权 利 要 求 书 1/3 页 2 CN 105744891 A 2 的观察方向中的每个有一幅子投影图像。 12.如权利要求5至11中的任一项所述的方法, 还包括: 基于所述子体积的厚度来对所述2D规划投影图像的强度进行归一化。 13.一种系统, 包括: 来自3D预扫描图像数据生成器(218)的2D规划投影图像, 所述3D预扫描图像数据生成 器获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据, 其中, 所述3D预扫描图像数据包括表 示感兴趣组织的体素, 并且基于所述3D预扫描图像数据来生成。

8、示出所述感兴趣组织的2D规 划投影图像。 14.如权利要求13所述的系统, 还包括: 扫描规划器(220), 其基于所述2D规划投影图像来创建针对所述感兴趣组织的体积扫 描规划, 其中, 所述体积扫描规划包括识别针对所述对象的至少开始扫描位置的边界框; 以 及 具有控制台(214)的成像系统(200), 所述控制台控制所述成像系统基于所述体积扫描 规划来扫描所述对象。 15.如权利要求13至14中的任一项所述的系统, 其中, 来自3D预扫描图像数据生成器的 所述2D规划投影图像包括: 图集存储器(502)或几何模型存储器(902)中的至少一种, 所述图集存储器存储所述感 兴趣组织的解剖图集, 。

9、所述几何模型存储器存储所述感兴趣组织的几何模型; 感兴趣组织探测器(504), 其在所述3D预扫描图像数据中定位所述感兴趣组织; 以及 感兴趣区域生成器(506), 其针对所述感兴趣组织在所述3D预扫描图像数据中生成第 一感兴趣区域; 以及 2D投影图像绘制引擎(510), 其基于所述第一感兴趣区域来生成所述2D规划投影图像。 16.如权利要求15所述的系统, 还包括: 子体积识别器(508), 其选择所述3D预扫描图像数据中对应于所述感兴趣区域的子体 积, 其中, 所述2D投影图像绘制引擎基于所述子体积来生成所述2D规划投影图像。 17.如权利要求16所述的系统, 其中, 所述2D投影图像绘。

10、制引擎利用体积绘制算法来生 成所述2D规划投影图像。 18.如权利要求14至15中的任一项所述的方法, 其中, 所述子体积包括仅表示所述感兴 趣组织的体素, 并且不包括不表示所述感兴趣组织的体素。 19.如权利要求16至17中的任一项所述的方法, 其中, 所述感兴趣区域生成器在第一观 察方向上生成所述第一感兴趣区域, 并且在第二观察方向上生成至少第二感兴趣区域, 并 且所述2D投影图像绘制引擎生成以下中的至少一个: 基于所述第一观察方向和所述至少第 二观察方向的单个图像或针对不同观察方向中的每个的不同图像。 20.一种在计算机上被编码有可读存储指令的计算机可读存储介质, 所述可读存储指 令在由。

11、计算系统的处理器运行时, 令处理器: 获得根据对对象的扫描生成的3D预扫描图像数据, 其中, 所述3D预扫描图像数据包括 表示感兴趣组织的体素; 在所述3D预扫描图像数据中探测所述感兴趣组织; 在所述3D预扫描图像中生成至少一个感兴趣区域; 权 利 要 求 书 2/3 页 3 CN 105744891 A 3 基于所述至少一个感兴趣区域来选择所述3D预扫描图像数据的子体积, 其中, 所述子 体积限定所述感兴趣区域的边界; 基于所述3D预扫描的所述子体积和观察方向来生成针对所述感兴趣组织的至少一幅 2D规划投影图像; 基于所述2D规划投影图像来规划针对所述感兴趣组织的体积扫描; 并且 基于所述体。

12、积扫描来执行对所述对象的扫描。 权 利 要 求 书 3/3 页 4 CN 105744891 A 4 基于三维(3D)预扫描图像数据的一幅或多幅二维(2D)规划投 影图像 技术领域 0001 以下总体涉及成像, 并且更具体而言, 涉及基于3D预扫描图像数据来生成一幅或 多幅2D规划投影图像, 并且就计算机断层摄影的特定应用进行描述。 然而, 以下也适用于其 他成像模态。 背景技术 0002 CT扫描器包括X射线管, X射线管发射穿过检查区域和其中的目标的辐射。 在X射线 管对面定位于检查区域对面的探测器阵列探测穿过检查区域和其中的目标的辐射, 并且生 成指示检查区域和其中的目标的投影数据。 重。

13、建器处理所述投影数据, 并且重建指示检查 区域和其中的目标的体积图像数据。 0003 规划体积扫描己包括执行二维(2D)预扫描, 其产生2D投影图像。 图1示出了投影图 像100的范例。 利用2D预扫描, 知晓支撑患者的支撑物关于图像平面的位置。 这样, 2D投影扫 描中的解剖结构相对于支撑物和图像平面是己知的, 如果患者不在支撑物上移动的话。 0004 用户定义边界框102, 其限定视场, 所述视场为在体积扫描期间要被扫描的区域。 边界框102识别开始扫描位置104和结束扫描位置106。 在图示的范例中, 开始108和结束110 支撑物位置被示为邻近2D投影数据中的开始扫描位置104。 一旦。

14、规划被创建, 则规划由成像 系统使用以执行从开始扫描位置104到结束扫描位置106的扫描。 0005 利用2D预扫描, 3D解剖信息被投影到2D显示器上。 这样, 2D投影图像中的像素具有 强度值, 所述强度值表示对应于所述像素的个体体素的个体强度值的和。 结果, 感兴趣组织 前和/或感兴趣组织后的解剖结构可能使感兴趣组织的边界模糊。 可以为边界框102添加裕 量, 以确保足够的覆盖范围。 0006 可以利用三维(3D)预扫描来使用类似的方法。 然而, 利用3D预扫描, 用户滚动通过 预扫描体积的切片, 并且在切片中的一个上创建边界框。 这允许用户找到较少的组织使感 兴趣组织的边界模糊的切片,。

15、 这便于针对感兴趣组织和剂量来优化边界框的尺寸。 遗憾的 是, 该方法耗费用户较多的时间, 因为用户滚动通过预扫描体积。 0007 3D预扫描图像数据也允许用户选择一个或多个规划方向。 例如, 冠状面能够被示 出提供与图1中类似的视图。 然而, 3D预扫描图像数据能够被重构以示出矢状面、 轴向面、 和/或倾斜平面。 对于每个平面, 在先前段落中讨论的方法将被用于定位感兴趣切片并且创 建边界框。 当然, 这将耗费用户更多的时间。 发明内容 0008 本文中描述的各方面解决上述问题和其他问题。 0009 以下描述了一种用于根据3D预扫描图像数据来生成一幅或多幅2D体积扫描规划 图像的方法。 在一个。

16、实例中, 这包括, 在3D预扫描图像数据的体积中定位(一个或多个)感兴 趣组织, 并且然后选择3D预扫描图像数据中包括所定位的(一个或多个)感兴趣组织的子体 说 明 书 1/7 页 5 CN 105744891 A 5 积。 所述一幅或多幅2D体积扫描规划图像是基于所述子体积来生成的。 相对于感兴趣组织 前面和/或后面的结构视觉地使感兴趣组织的边界和/或边缘模糊的使用整个3D预扫描图 像数据来生成所述一幅或多幅2D体积扫描规划图像的配置, 所述一幅或多幅2D体积扫描规 划图像关于识别与感兴趣组织相关联的边缘和/或边界, 可以具有改进的图像质量。 0010 在一个方面中, 一种方法包括获得根据对。

17、对象的扫描生成的3D预扫描图像数据。 所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素。 所述方法还包括基于所述3D预扫描图 像数据来生成示出感兴趣组织的2D规划投影图像。 0011 在另一方面中, 一种成像系统包括来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图 像。 来自3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图像获得根据对对象的扫描生成的3D预扫 描图像数据。 所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素。 来自3D预扫描图像数据 生成器的2D规划投影图像还基于所述3D预扫描图像数据生成示出感兴趣组织的2D规划投 影图像。 0012 在另一方面中, 一种计算机可读指令被编码于计算机可读存储介质。

18、上, 所述计算 机可读指令在由计算系统的处理器运行时, 令所述处理器: 获得根据对对象的扫描生成的 3D预扫描图像数据, 其中, 所述3D预扫描图像数据包括表示感兴趣组织的体素; 探测所述3D 预扫描图像数据中的感兴趣组织; 在所述3D预扫描图像数据中生成至少一个感兴趣区域; 基于所述至少一个感兴趣区域来选择所述3D预扫描图像数据的子体积, 其中, 所述子体积 限定所述感兴趣区域的边界; 基于所述3D预扫描的所述子体积和观察方向来生成针对所述 感兴趣组织的至少一幅2D规划投影图像; 基于所述2D规划投影图像来规划针对所述感兴趣 组织的体积扫描; 并且基于所述体积扫描来执行所述对对象的扫描。 附。

19、图说明 0013 本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。 附图仅出于图示优选实施例的目的, 并且不应被解释为限制本发明。 0014 图1图示了2D投影图像。 0015 图2示意性地图示了与成像系统连接的3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影图 像的范例。 0016 图3示意性地图示了较低对比度分辨率3D预扫描图像数据的范例。 0017 图4示意性地图示了较高对比度分辨率3D预扫描图像数据的范例。 0018 图5示意性地图示了来自采用解剖图集的3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影 图像的范例。 0019 图6示意性地图示了从在第一观察方向上重构的体积中选择3D预。

20、扫描图像数据的 对应于感兴趣组织的子体积。 0020 图7示意性地图示了从在第二观察方向上重构的体积中选择3D预扫描图像数据的 对应于感兴趣组织的子体积。 0021 图8示意性地图示了从在第三观察方向上重构的体积中选择3D预扫描图像数据的 对应于感兴趣组织的子体积。 0022 图9示意性地图示了来自采用几何模型的3D预扫描图像数据生成器的2D规划投影 图像的范例变型。 说 明 书 2/7 页 6 CN 105744891 A 6 0023 图10图示了用于根据3D预扫描图像数据来生成2D规划投影图像的范例方法。 具体实施方式 0024 图2图示了包括诸如计算机断层摄影(CT)扫描器的成像系统2。

21、00的系统201。 所图 示的成像系统200包括固定机架202和旋转机架204, 旋转机架204由固定机架202可旋转地 支撑。 旋转机架204围绕检查区域206关于纵轴或z轴旋转。 辐射源208(例如X-射线管)由旋 转机架204支撑, 并且随旋转机架204关于检查区域206旋转, 并且发出穿过检查区域206的 辐射。 0025 辐射敏感探测器阵列210在检查区域206对面与辐射源208相对。 辐射敏感探测器 阵列210探测穿过检查区域206的辐射, 并且生成指示所述辐射的信号。 支撑物212支撑检查 区域206中的目标或对象。 计算机充当操作者控制台214, 并且包括诸如显示器的输出设备 。

22、和诸如键盘、 鼠标等的输入设备。 驻留于控制台214上的软件允许操作者控制成像系统200 的操作, 例如数据采集。 0026 合适的数据采集的范例包括二维(2D)和/或三维(3D)预扫描, 并且包括体积扫描。 2D预扫描的范例是2D跟踪扫描(也被称为引导扫描或平片扫描)。 一般而言, 这种类型的预 扫描是2D投影图像, 类似于X射线。 3D预扫描的范例是较低剂量体积扫描, 其由于较低图像 质量(例如, 较低对比度分辨率)一般不用于诊断目的。 在图3中示出较低剂量图像数据的范 例。 图4示出了具有较高的对比度分辨率并且覆盖相同的视场的诊断图像以供图像质量比 较。 0027 体积扫描的范例是具有扫。

23、描设置(例如, 电流和电压、 间距、 切片厚度等)的螺线扫 描或螺旋扫描, 其带来图像数据可以被用于诊断目的的图像质量。 同样, 图4示出了这样的 图像数据的范例。 体积扫描的另一个范例是灌注扫描, 在灌注扫描中, 辐射源208和被扫描 的目标/对象关于彼此保持在恒定的位置处, 并且目标或对象的相同体积的扫描在旋转机 架204的多个回转或旋转上被重复扫描。 0028 返回图2, 重建器216重建由辐射敏感探测器阵列生成的信号。 例如, 重建器216能 够针对预扫描扫描或数据采集来重建预扫描图像数据, 并且针对体积扫描或数据采集来重 建体积图像数据。 预扫描图像数据能够是2D投影和/或3D较低剂。

24、量图像数据, 如本文中所讨 论。 重建器216采用相应的算法来重建2D投影、 3D预扫描图像数据、 体积图像数据和/或其他 重建算法。 0029 来自3D预扫描图像数据生成器218的2D规划投影图像根据所述3D预扫描图像数据 来生成一幅或多幅2D规划投影图像。 如以下更加详细地描述, 在一个实例中, 这包括: 在3D 预扫描图像数据的体积中定位(一个或多个)感兴趣组织, 选择3D预扫描图像数据中包括所 定位的(一个或多个)感兴趣组织的子体积, 并且基于所述子体积来生成一幅或多幅2D规划 投影图像。 使用子体积来代替整个体积可以在选定的观察方向上移除感兴趣组织之前和/ 或之后的结构, 否则所述结。

25、构将视觉地使2D规划投影图像中的感兴趣组织模糊。 使用子体 积来代替整个体积也可以降低规划时间, 因为要滚动通过较少的图像切片。 0030 扫描规划器220在具有或不具有用户交互的情况下基于所述一幅或多幅2D规划投 影图像来规划体积扫描。 在一个实例中, 这包括视觉地显示一幅或多幅2D规划投影图像并 且允许用户创建体积扫描边界框, 所述体积扫描边界框识别至少体积扫描的开始位置和结 说 明 书 3/7 页 7 CN 105744891 A 7 束位置或者体积扫描的长度, 所述长度可以用来导出停止位置。 开始位置和停止位置定义 视场(或者至少沿z轴的程度)。 视场表示目标或对象的在体积扫描期间要被。

26、扫描的子部分。 0031 在另一实例中, 边界框是自动创建的, 并且被呈现为叠加在一幅或多幅2D规划投 影图像上。 在该实例中, 医师可以接受、 拒绝和/或调整边界框。 在任一实例中, 所述一幅或 多幅2D规划投影图像可以以预设的和/或优化的窗口/水平(对比度/亮度)设置被显示。 例 如, 由于子体积的厚度是己知的, 并且子体积中的每个体素的强度是己知的, 因此能够计算 通过所述体积的沿多条射线中的每条射线的平均享氏单位(HU), 并且所述水平能够基于平 均HU值被自动设置(以及由授权的人员接受、 拒绝或修改)。 这可以基于子体积的深度来对 强度进行归一化而被考虑。 0032 能够经由一个或多。

27、个计算机处理器(例如, 中央处理单元(CPU)、 微处理器、 控制器 等)执行嵌入或编码在诸如物理存储器的计算机可读存储介质(其排除暂态介质)上的一条 或多条计算机可执行指令来实施来自3D预扫描图像数据生成器218和/或体积扫描规划器 220的2D规划投影图像。 然而, 计算机可执行指令中的至少一条能够备选地由载波、 信号、 或 其他暂态介质来承载, 并且经由一个或多个计算机处理器来实现。 0033 体积扫描规划被提供给控制台214, 所述控制台214基于所述体积扫描规划来控制 数据采集。 0034 图5示意性地图示了来自3D预扫描图像数据确定器218(图2)的2D规划投影图像的 范例。 00。

28、35 来自3D预扫描图像数据确定器218的2D规划投影图像接收3D预扫描图像数据作为 输入。 3D预扫描图像数据能够来自成像系统200(图2)、 其他成像系统、 和/或其他设备。 另一 设备的范例包括但不限于数据存储库(例如图片存档及通信系统(PACS)、 放射信息系统 (RIS)、 电子医学记录(EMR)、 数据库、 服务器、 和/或其他数据存储库。 0036 来自3D预扫描图像数据确定器218的2D规划投影图像还接收指示一个或多个感兴 趣组织的信号作为输入。 信号能够来自控制台214(图2)、 实施来自3D预扫描图像数据确定 器218的2D规划投影图像的计算系统、 3D预扫描图像数据文件(。

29、例如, 文件的头中的域)、 3D 预扫描图像数据(例如, 从被扫描的解剖区域导出的)、 和/或其他设备。 0037 图集存储器502存储一个或多个感兴趣组织的一个或多个解剖图集。 感兴趣组织 的范例包括器官(诸如, 心脏、 肾脏等)、 解剖区域(诸如, 胸部、 骨盆、 头部等)和/或其他感兴 趣组织。 0038 感兴趣组织探测器504基于指示所述一个或多个感兴趣组织的信号来从图集存储 器502获得一个或多个解剖图集。 感兴趣组织探测器504探测3D预扫描图像数据中的一个或 多个感兴趣组织, 并且将获得的一个或多个解剖图集配准到3D预扫描图像数据中的对应的 探测到的一个或多个感兴趣组织。 感兴趣。

30、组织探测器504能够采用弹性和/或刚性配准算 法。 0039 在一个非限制性范例中, 感兴趣组织探测器504探测3D预扫描图像数据中的一个 或多个感兴趣组织, 并且基于2013年3月6日提交的申请序列号为61/773,429并且题为 “Scan region determining apparatus,” (在此通过引用将其整体并入)中的方法来将获 得的一个或多个解剖图集配准到探测到的一个或多个感兴趣组织。 0040 感兴趣区域(ROI)生成器506针对配准的一个或多个解剖图集中的每个在3D预扫 说 明 书 4/7 页 8 CN 105744891 A 8 描图像数据生成一个或多个感兴趣区域(。

31、ROI)。 图6示出了包括在第一观察方向上的多个切 片604的3D预扫描图像数据602的范例。 图6还示出了在3D预扫描图像数据602中生成的对应 于探测到的感兴趣组织与解剖图集之间的配准的ROI 606。 0041 观察方向的范例包括但不限于, 冠状、 轴向、 矢状、 倾斜等。 注意, ROI 606的形状出 于说明性目的而被提供并且不是限制性的, 并且本文中预期方形、 矩形、 不规则和/或其他 形状。 此外, 感兴趣区域(ROI)生成器506能够针对在相同和/或其他观察方向上的一个或多 个其他感兴趣组织来生成一个或多个其他ROI。 0042 图7示出了在第二观察方向上重构的3D预扫描图像数。

32、据602, 所述第二观察方向垂 直于所述第一观察方向。 在图7中, 3D预扫描图像数据602包括多个切片702。 图7还示出了在 3D预扫描图像数据602中生成的对应于探测到的感兴趣组织与解剖图集之间的配准的ROI 704。 类似地, 能够在图像数据602中生成针对一个或多个其他感兴趣组织的一个或多个其 他ROI。 0043 图8示出了在第三观察方向上重构的3D预扫描图像数据602, 所述第三观察方向垂 直于所述第一观察方向和所述第二观察方向。 在图8中, 3D预扫描图像数据602包括多个切 片802。 图8还示出了在3D预扫描图像数据602中生成的对应于探测到的感兴趣组织与解剖 图集之间的配。

33、准的ROI804。 类似地, 可以在图像数据602中生成针对一个或多个其他感兴趣 组织的一个或多个其他ROI。 0044 返回图5, 子体积的识别器508基于ROI 606、 704、 804中的一个或多个来识别3D预 扫描图像数据中包括一个或多个感兴趣组织的子体积。 在一个非限制性范例中, 子体积的 数据识别器508基于2012年9 月28日提交的申请序列号为13/499 ,978并且题为 “Interactive selection of a region of interest in an image” (在此通过引用将其 整体并入)中的方法来识别子体积。 0045 通过非限制性范例的方。

34、式, 在图6中, 子体积的识别器508识别子体积608, 子体积 608为界定ROI 606的子体积, 并且因此, 界定对应于ROI606的感兴趣组织。 在图7中, 子体积 的识别器508识别子体积706, 子体积706为界定ROI 704的子体积, 并且因此, 界定对应于 ROI 704的感兴趣组织。 在图8中, 子体积的识别器508识别子体积806, 子体积806为界定ROI 804的子体积, 并且因此, 界定对应于ROI 804的感兴趣组织。 0046 返回参考图5, 2D投影图像绘制引擎510接收识别的子体积608、 706或806中的一个 或多个, 并且基于其生成2D规划投影图像。 。

35、在一个非限制性实例中, D投影图像绘制引擎510 采用数字地重建辐射照片(DRR)算法来生成2D规划投影图像。 范例DRR算法投射射线通过子 体积并且到2D平面上, 并且射线穿过的体素的强度值被组合以产生像素强度值。 在另一非 限制性实例中, 能够使用另一体积绘制方法。 例如, 2D投影图像绘制引擎510采用最大强度 投影(MIP)、 最小强度投影(mIP)、 和/或其他体积绘制技术来生成2D规划投影图像。 0047 2D投影图像绘制引擎510的输出是2D投影图像, 其在图示的实施例中表示2D规划 投影图像。 通过处理子体积来生成2D投影图像而非整个3D预扫描图像数据体积, 3D预扫描 图像数。

36、据体积中不包括感兴趣组织和/或视觉地使感兴趣组织(例如感兴趣组织的边缘)模 糊的子体积不被用于生成2D投影图像。 结果是, 2D规划投影图像可以具有关于感兴趣组织 的改进的图像质量和/或允许更加精确和/或更加优化的体积扫描的规划。 0048 例如, 可能更加容易地视觉识别感兴趣组织的边缘和/或感兴趣组织与其他组织 说 明 书 5/7 页 9 CN 105744891 A 9 之间的边界。 这可以允许用户定义边界框来确保整个感兴趣组织(或者感兴趣组织的感兴 趣子部分的全部)被扫描, 同时减轻对感兴趣组织之外的组织的辐照和剂量。 在整个3D预扫 描图像数据被用于生成2D规划投影图像并且感兴趣组织之。

37、前和/或之后的结构视觉地使2D 规划投影图像中的感兴趣组织模糊的配置中, 这可以包括在感兴趣组织周围定义的裕量中 的组织。 0049 例如, 对于心脏扫描, 3D预扫描图像数据中包括表示胸前的体素的子部分并且非 心脏被从子体积中排除或不包括在子体积中。 在该实例中, 这可以包括提取子体积并且丢 弃剩余的体积, 使得子体积是实际更小体积的数据。 在另一实例中, 表示胸腔的体素被视觉 地标记、 设置为背景强度值、 和/或被给定窗口/水平和/或视觉地透明绘制它们的不透明度 设置。 本文中也预期其他方法。 此外, 滚动通过子体积以找到从其进行规划的图像切片相对 于滚动通过整个体积可以耗费更少的时间。 。

38、0050 在图5中, 来自3D预扫描图像数据生成器218的2D规划投影图像将感兴趣组织的解 剖图集与3D预扫描图像数据进行配准。 应该理解, 能够使用其他方法来识别3D预扫描图像 数据中的感兴趣组织的几何边界。 例如, 并且如图9中所示, 来自3D预扫描图像数据生成器 218的2D规划投影图像使用来自几何模型存储器902的几何模型。 所述几何模型可以是基于 网格的或者其他几何模型。 另一方法包括手动和/或半自动方法, 其中, 感兴趣组织使用徒 手绘制工具、 预定的形状工具和/或种子生长算法而被描绘。 其他方法包括级联分类器、 随 机决策树、 简单框探测、 使用强度阈值等。 能够使用再其他的方法。

39、来识别感兴趣组织的几何 边界。 0051 图10图示了用于根据3D预扫描图像数据来生成2D规划投影图像的范例方法。 0052 要理解, 这些方法的动作的顺序不是限制性的。 这样, 本文中预期其他顺序。 另外, 可以省略一个或多个动作和/或可以包括一个或多个额外的动作。 0053 在1002, 获得3D预扫描图像数据, 所述3D预扫描图像数据包括表示至少一个感兴 趣组织的体素。 这可以包括执行3D预扫描, 其包括扫描至少一个感兴趣组织, 以生成3D预扫 描图像数据, 或者获得来自数据存储库的3D预扫描图像数据。 0054 在1004, 在3D预扫描图像数据中定位感兴趣组织。 0055 在1006。

40、, 所定位的3D预扫描图像数据被配准到解剖图集或几何模型。 0056 在1008, 针对3D预扫描图像数据中的感兴趣组织创建ROI。 如本文中所描述, 能够 在一个或多个不同的重构的观察方向上创建一个或多个ROI。 0057 在1010, 选择3D预扫描图像数据中界定或包括感兴趣组织的子体积。 0058 在1012, 基于所述子体积来生成2D规划投影图像。 如本文中所公开, 能够采用体积 绘制或其他方法。 0059 在1014, 使用所述2D规划投影图像来创建所述感兴趣组织的体积扫描。 0060 在1016, 基于所述体积扫描规划来执行所述感兴趣组织的体积扫描。 0061 以上动作可以通过被编。

41、码或嵌入在计算机可读介质中的计算机可读指令的方式 来实施, 所述计算机可读指令在由处理器运行时, 令所述处理器执行所描述的动作。 额外地 或备选地, 计算机可读指令中的至少一个由信号、 载波和其他暂态介质承载, 并且由计算机 处理器来实施。 0062 己经参考优选的实施例描述了本发明。 他人在阅读并理解了前述详细说明之后可 说 明 书 6/7 页 10 CN 105744891 A 10 以进行修改和变形。 目的是, 本发明被理解为包括所有这样的修改和变形, 只要它们落了权 利要求书或其等价方案的范围之内。 说 明 书 7/7 页 11 CN 105744891 A 11 图1 图3 图4 说 明 书 附 图 1/5 页 12 CN 105744891 A 12 图2 说 明 书 附 图 2/5 页 13 CN 105744891 A 13 图5图9 说 明 书 附 图 3/5 页 14 CN 105744891 A 14 图6 图7 图8 说 明 书 附 图 4/5 页 15 CN 105744891 A 15 图10 说 明 书 附 图 5/5 页 16 CN 105744891 A 16 。

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