技术领域
本发明涉及将至少第一和第二图像数据组合生成合成医学视图。具体 而言，本发明涉及用于将至少第一和第二图像数据组合生成合成医学图像 的医学成像系统以及用于生成合成医学视图的方法。
背景技术
在临床应用中，单个视图或者图像可能不能足以观察或者成像期望的 完整的身体区域。因而将两个或者更多个，换言之，多个扫描相组合来表 示期望的整个身体区域。将若干图像相组合的必要性例如可归因于图像采 集方面，例如可获得的图像探测器的尺寸。例如，X射线图像的尺寸和分 辨率除了其他方面外主要由探测器的尺寸来定义。将若干图像相组合的步 骤也涉及将图像拼接在一起。例如，US2007/0165141 A1涉及管理数字医学 图像并且描述了一种包括若干图像的合成图像，该若干图像具有更小区域， 以重叠的方式布置并且因而提供了拼接区域。对于该拼接，邻接的图像被 对齐，并针对其提供了多个匹配点或者线。为了改善可视性，修改了图像 属性，例如尺寸、位置或者亮度。但是已经示出了归因于不同的原因，例 如归因于图像采集期间的伪影或者运动，两个邻近图像在它们的接触边缘 处可能无法被完美地连接。这些接触边缘也被称为两个邻近图像的界面。 眼睛对于识别沿笔直界面的不连续是十分敏感的，并且即使亮度的很小跳 跃对于例如医院里的外科医生而言也被认为是不可接受的。然而，沿界面 的亮度差异可以引起(有时候严重的)图像伪影的感受，超出了界面上的 实际亮度所允许的。进一步地，沿界面的亮度差异对于用户，例如临床医 务人员而言也可能增加疲劳感并且甚至注意力的不集中。因而，在重叠区 域中将两个图像混合在一起是已知的。但是这需要比用于组合的实际图像 区域更大的图像区域，换言之，由于必需的重叠，混合图像的步骤需要更 多的单个图像。另一缺点在于将图像混合在一起可能会删除或者扭曲临床 相关数据。
发明内容
因而，可能需要提供一种图像数据的组合，其提供改进的可辨性并且 增强了所采集图像数据的使用性。
根据本发明的示例性实施例，提供一种用于将至少第一和第二图像数 据组合生成合成医学视图的方法，其包括以下步骤：a)选择第一图像的第 一图像数据和第二图像的第二图像数据；b)将所述第一和第二图像数据配 准；c)确定连接所述第一图像和所述第二图像的邻近边界的边界连接区； d)生成代表所述边界连接区的图像数据的分隔；e)将所述第一图像和所 述第二图像的图像数据与所述分隔的图像数据组合成组合图像数据；以及 f)显示包括所述分隔的所述组合图像。
该分隔提供的效果在于将该两个图像区域在视觉上解耦，因为该分隔 代表连接该第一图像和第二图像的邻近边界的边界连接区。因而，该分隔 提供了有效消除对于该分隔正常的小的不连续的可见性的可能。两个邻近 图像区域的亮度差异不再可见。进一步地，在所采集图像数据中包含的患 者数据不会像例如当在重叠区域中将图像混合在一起时的情况下的被删 除。作为进一步的优点，给用户，例如医师提供两个或者更多个体积区段 被连接的位置的信息。通过在组合图像中显示分隔来提供这一信息。
应注意的是根据另一示例性实施例，术语视图涉及，例如图像，如显 示在监视器上的图像。
根据另一示例性实施例，术语视图涉及3D体积的投影。
因而，术语第一和第二图像数据涉及2D图像数据和3D体积数据两者。
在另一示例性实施例中，该图像数据是二维图像数据。例如，该分隔 可以是直线或者曲线或者其他形状的线。
在另一示例性实施例中，图像数据是三维图像数据。例如，该分隔可 以是平面或者弯曲的或其他形状的空间层。
在另一示例性实施例中，该分隔可以呈现为两个邻近体积的界面。
在另一示例性实施例中，该分隔可以呈现为两个邻近体积之间的区域 或者空间，例如在第一和第二图像数据被配准为使得在该两个图像之间存 在间隙的情况下。例如，该间隙可以具有楔的形状，因而也导致具有楔形 式的边界连接区。然后例如可能生成沿着该楔形形式的边界连接区的分隔。
在另一示例性实施例中，该分隔可以被调整为使得令人误解的或者干 扰形式的边界连接区至少部分地对等。
根据另一示例性实施例，组合图像可以是多于两个图像，例如三个或 者四个图像的组合。该图像可以由例如布置成一个紧挨另一个，例如成一 排的图像来组合。该图像也可以布置成某些样式，例如围绕中心点。
根据另一示例性实施例，提供一种方法，其中确定所述边界连接区的 步骤c)包括以下子步骤。首先，确定第一图像数据的与第二图像数据重叠 的共同图像区域并且确定第二图像数据的与第一图像数据重叠的共同图像 区域。接着，确定共同图像区域中的切割数据。然后，通过根据切割数据 移除第一图像数据的重叠区域来切割第一图像数据从而调整第一图像数 据，以及通过根据切割数据移除第二图像数据的重叠区域来切割第二图像 数据从而调整第二图像数据。进一步地，确定切割数据作为边界连接区。 仍进一步地，生成适于该切割数据的分隔。
通过确定将被组合的图像的重叠，也可能使用根据常规采集程序而采 集的图像，在该常规采集程序中提供图像重叠是很常见的。作为优点，不 再需要在这种情况下经常使用的混合步骤。
根据示例性实施例，该切割数据在图像数据是三维图像数据的情况下 可以是切割平面，或者在二维图像数据的情况下是切割线。
根据另一示例性实施例，将所述第一图像和所述第二图像的图像数据 与所述分隔的图像数据组合成组合图像数据的步骤e)包括将经调整的第一 图像数据和经调整的第二图像数据相对于彼此移位的步骤，以及将所述分 隔定位为使得所述分隔至少位于所述经调整的第一图像之外的步骤。
根据进一步的示例性实施例，该分隔也可以位于经调整的第二图像之 外，换言之，在该第一和第二图像之间。
这提供了显示将被组合的两个图像部分和分隔而不隐藏在所采集的图 像数据中包含的任何临床相关数据的可能性。
根据另一示例性实施例，该图像数据是二维图像数据。
例如，2D图像数据可以是三维体积信息的投影。
例如，该图像数据可以是通过X射线，例如BrightView XCT扫描的采 集结果。
根据另一示例性实施例，该分隔是线。
线提供了将用户的错误解释风险最小化的分隔。
例如，该分隔可以适于邻近图像数据。例如，该线可以关于亮度或者 颜色而调整。例如，在灰度图像的情况下，在具有暗背景的以很明亮的颜 色示出图像信息的图像中，可以以明亮的颜色或者以更明亮的灰度值示出 该分隔。
根据另一示例性实施例，该分隔是条纹线。
根据另一示例性实施例，该线可以是虚线。
虚线或者条纹线给予用户观察连续体积的最好感受，同时仍然视觉上 隐藏了组合的两个一半图像的不连续。
根据另一示例性实施例，该分隔是有颜色的线。同样，可使用有颜色 和带条纹的线。进一步地，例如，归因于用户眼睛的特殊灵敏度，该线可 以被调整到屏幕或者图像上的位置以实现其隐藏或者减少沿界面的不连续 的功能。例如，该线可以沿其延伸被不同的调整。
根据示例性实施例，该分隔可以沿着其延伸相对于邻近图像内容被不 同地调整，例如取决于图像参数，如亮度、对比度或者颜色，等等。
根据本发明的示例性实施例，提供一种用于将至少第一和第二图像数 据组合生成合成医学视图或者图像的医学成像系统，包括图像采集设备、 数据处理单元和显示设备。所述图像采集设备被布置为采集至少第一和第 二图像。所述数据处理单元适于从所述图像采集设备接收选定的第一图像 的第一图像数据和选定的第二图像的第二图像数据。所述数据处理单元还 适于将所述第一和第二图像数据配准。所述数据处理单元适于确定连接所 述第一图像和所述第二图像的邻近边界的边界连接区，以及适于生成代表 所述边界连接区的所述图像数据的分隔。所述数据处理单元还适于将所述 第一图像和所述第二图像的图像数据与所述分隔的图像数据组合成组合图 像数据。所述显示设备被布置为显示包括所述分隔的所述组合图像。
根据另一示例性实施例，提供接口单元，该接口单元适于通过用户选 择第一图像和第二图像。
根据示例性实施例，该数据处理单元适于确定第一图像数据的与第二 图像数据重叠的共同图像区域，以及确定第二图像数据的与第一图像数据 重叠的共同图像区域。该数据处理单元也适于确定共同图像区域中的切割 数据，以及通过根据切割数据移除第一图像数据的重叠区域来切割第一图 像数据从而调整第一图像数据，以及通过根据切割数据移除第二图像数据 的重叠区域来切割第二图像数据从而调整第二图像数据。该数据处理单元 还适于确定切割数据作为边界连接区以及生成适于该切割数据的分隔。
根据示例性实施例，该图像采集设备是X射线采集设备。
例如，该X射线采集设备是XCT扫描。图像数据可以是二维图像数据。 例如，2D图像数据可以是由X射线图像采集过程所采集的三维体积信息的 投影。
在本发明的另一示例性实施例中，提供一种计算机程序或者计算机程 序单元，其特征在于，其适于在根据前述实施例之一的适当系统上执行根 据前述实施例之一的方法的方法步骤。
因而该计算机程序单元可被存储在也可是本发明实施例一部分的计算 机单元上。这一计算单元可适于执行以上描述方法的步骤，或者引起以上 描述方法的步骤的执行。此外，其可适于操作以上描述装置的部件。该计 算单元可以适于自动地操作和/或执行用户的命令。计算机程序可被下载至 数据处理器的工作存储器中。因而可装备该数据处理器以执行本发明的方 法。
本发明的这一示例性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序 和借助于更新将现有程序变成使用本发明的程序的计算机程序两者。
更进一步地，该计算机程序单元可能能够提供所有的必需步骤来实现 以上描述方法的示例性实施例的程序。
根据本发明的另一示例性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如 CD-ROM，其中该计算机可读介质具有存储于其中的计算机程序单元，该 计算机程序单元通过前述部分来描述。
然而，计算机程序也可能存在于网络上如万维网，并且可以从这种网 络上被下载至数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另一示例性实施 例，提供一种用于使得计算机程序单元可以下载获得的介质，该计算机程 序单元布置为执行根据先前描述的本发明实施例之一所述的方法。
必须注意的是参照不同的主题描述了本发明的实施例。具体而言，参 照方法类型的权利要求来描述了一些实施例而参照装置类型的权利要求来 描述了其他实施例。然而，本领域技术人员从以上和以下描述将认识到， 除非另外告知，否则除了属于一种主题类型的特征的任何组合之外，与不 同主题类型相关的特征之间的任意组合也被认为是被本申请公开了。然而， 可以将所有特征组合以提供大于特征简单加和的协同效果。
附图说明
本发明的以上描述方面和另外方面、特征及优点可以从以下将描述的 实施例的例子得知，并参照其进行解释，但是本发明不限于该实施例的例 子。在下文中将参照图来更加详细地描述本发明。
图1示意性地示出了医学成像系统；
图2示意性地示出了用于生成合成医学视图或者图像的方法的基本步 骤；
图3示意性地示出了图2所示方法的示例性实施例的子步骤；
图4示出了图2和3所示方法的另外的子步骤；
图5示出了具有沿笔直界面的亮度不连续的2个连接图像的示例性实 施例；
图6示出了在包括分隔的组合图像中的图5的两个邻近图像；
图7示意性地示出了具有沿水平界面的亮度差异的两个邻近图像的另 一例子；
图8示意性地示出了根据本发明的基于图7所示图像的组合图像，其 包括分隔；
图9示出了具有沿水平界面的亮度不连续的两个邻近图像的另一例子；
图10示出了根据本发明的基于图9所示图像的组合图像，其包括分隔；
图11至16分别示出了根据图5至10的X射线图像的摄影图像；
图17示意性地示出了图2-4所示方法的实施例的子步骤；以及
图18示意性地示出了两个邻近图像的边界连接区以及所生成的代表该 边界连接区的分隔。
具体实施方式
图1示意性地示出了医学成像系统10，其用于将至少第一和第二图像 数据相组合，生成合成医学视图/图像。该医学成像系统10包括图像采集设 备12、数据处理单元14和显示设备16。
应注意术语视图涉及例如图像，如显示在监视器上的图像。另外，术 语视图也涉及3D体积的投影。另外，术语第一和第二图像数据涉及2D图 像数据和3D体积数据两者。
例如，医学成像系统是X射线成像系统，包括被设置为生成X射线辐 射的X射线源18。台20被设置为容纳被检查的受试者，例如患者22。另 外，X射线图像探测模块24位于X射线辐射源18的对面，也即在辐射程 序期间，受试者位于X射线辐射源18和探测模块24之间。后者发送数据 给数据处理单元14，该数据处理单元14与探测模块24和辐射源18两者连 接。数据处理单元14位于台20的附近，例如并入共同的壳体中。当然， 其也可以位于不同的地方，例如不同的房间中。此外，显示器16布置在台 20的附近以给操作X射线成像系统的人显示信息，该操作X射线成像系统 的人例如是临床医生，如外科医生或者心脏病专家。该显示设备16优选是 可移动地安装以允许根据检查情形的单独调整。同样，接口单元26布置为 由用户输入信息或者命令。基本上，图像探测模块24通过将受试者暴露于 X射线辐射以生成图像数据，其中所述图像在数据处理单元14中被进一步 处理。应注意所示的例子是所谓的CT类型X射线图像采集设备。当然， 本发明也涉及其他类型的X射线图像采集设备，例如C型X射线图像采集 设备。当然，替代于使用X射线辐射来采集图像数据，本发明也涉及其他 的图像采集程序，例如照相术或者超声成像。
图像采集设备12布置为采集至少第一和第二图像。数据处理单元14 适于：从图像采集设备接收选定的第一图像的第一图像数据和选定的第二 图像的第二图像数据；将该第一和第二图像数据配准；确定连接第一图像 和第二图像的邻近边界的边界连接区；生成代表该边界连接区的图像数据 的分隔；以及将第一图像和第二图像的图像数据与该分隔的图像数据组合 成组合图像数据。显示设备16布置为显示包括分隔的组合图像。以下更详 细地描述根据本发明的程序。
图2示意性地示出了用于将至少第一和第二图像数据相组合生成合成 医学图像的基本方法步骤。首先，在步骤116中选择第一图像112的图像 数据和第二图像114的第二图像数据。例如，可在选择步骤之前已经在图 像采集程序118中采集这些图像112、114。这一图像采集程序也可以被称 为在前步骤，其是独立于其他方法步骤而执行的步骤。在示例性实施例中， 图像采集步骤118也可被称为该方法步骤的一部分。
进一步地，在配准步骤120中，配准第一和第二图像数据。然后，在 确定步骤122中，确定连接第一图像112和第二图像114的邻近边界的边 界连接区。然后，在生成步骤124中，生成代表该边界连接区的图像数据 的分隔。在组合步骤126中，将第一图像和第二图像的图像数据与该分隔 的图像数据组合成组合图像数据128。进一步地，在显示步骤130中，显示 包括该分隔的组合图像。
举例来说，该图像数据可以是二维图像数据从而该分隔可以是直线或 者曲线。
在图像数据是三维图像数据的情况下，该分隔可以是平面或者曲面或 者其他形状的面。
该分隔可以出现在两个邻近体积的界面。
当然，组合图像可以是多于两个图像的组合，例如三个或者四个图像。 该图像可以由例如布置成一个紧挨另一个，例如成一排的图像来组合，或 者由布置成某些样式，例如圆形或者中心点的图像来组合。
图3示出了步骤122和124的示例性实施例。根据这一示例性实施例， 确定边界连接区的步骤122包括若干子步骤，如以下所描述的。在将第一 和第二图像数据配准的步骤120之后，在确定步骤132中，确定第一图像 数据的与第二图像数据重叠的共同区域并且也确定第二图像数据的与第一 图像数据重叠的图像区域。接着，在确定步骤134中，确定共同图像区域 中的切割数据。然后，在调整步骤136中，通过根据切割数据移除第一图 像数据的重叠区域来切割第一图像数据从而调整第一图像数据，以及通过 根据切割数据移除第二图像数据的重叠区域来切割第二图像数据从而调整 第二图像数据。进一步地，在确定步骤138中，确定切割数据作为边界连 接步骤。进一步地，生成分隔的步骤124包括生成适于切割数据的分隔。 最后，在步骤130中将包括该分隔的组合图像数据显示在显示器上。
图4示出了主要在图2中描述的方法的另一示例性实施例。接着图2 的涉及生成代表边界连接区的图像数据的分隔的生成步骤124，或者也接着 图3中描述的涉及生成步骤，包括生成适于切割数据的分隔的确定步骤140， 将第一图像和第二图像的图像数据与分隔的图像数据组合成组合图像数据 的步骤128包括移位步骤142，其中经调整的第一图像数据和经调整的第二 图像数据被相对于彼此移位，并且分隔被定位为使得该分隔位于经调整的 第一图像之外。进一步地，显示步骤130被设置为显示包括该分隔的组合 图像。
根据一例子，该分隔也可以位于经调整的第二图像之外，换言之，在 第一和第二图像之间。
图5到10示出了具有沿笔直界面的不连续的两个邻近图像的示例性实 施例，该笔直界面在图5到10中被水平地布置。为了更好地理解，在一个 例子中该两个图像示出为彼此邻近并且作为包括根据本发明的分隔的组合 图像。
在图5和6中示出了第一例子，其示出了布置为水平条带的两个图像 212和214，其具有示出了亮度不连续的精确界面216，这对于用户而言被 认为是不可接受的。根据本发明，在图6中设置了分隔218，消除或者至少 显著减少了沿笔直界面216的明显不连续。在图6所示的例子中，分隔218 被示为中间线，例如具有在组合图像212和214中未使用的颜色。例如， 在图像212和214是以灰度值示出的X射线图像的情况下，该分隔218可 以被示为黄色的线。
根据图7和8所示的例子，图7示出了通过以水平方向布置的笔直界 面316来连接而布置在下面的第一图像312和第二图像314。如可以看出的， 该两个图像312和314在它们的亮度上示出了差异，虽然邻近的图像区域 涉及同一身体区域。根据本发明，在显示了包括分隔318的组合图像的图8 中示出了分隔318。在这一例子中，分隔318被示为实心白色细线。
在图9和10所示的进一步例子中，第一图像412和第二图像414彼此 邻近布置，通过界面416连接。归因于沿笔直界面416的不同图像亮度， 可以在图9中识别出该界面416。根据本发明，在选择第一图像412的第一 图像数据和第二图像414的第二图像数据并且将该第一和第二图像数据配 准之后，确定连接第一图像412，第二图像414的邻近边界的边界连接区。 根据所示的例子，该边界连接区是直线，也被称为笔直界面416。然后，生 成代表该边界连接区的图像数据，也即代表该笔直界面416的图像数据的 分隔418。进一步地，将第一图像412和第二图像414的图像数据与该分隔 418的图像数据组合成组合图像数据，其被示为包括分隔418的图10中的 组合图像420。例如，将图10中的分隔48示为条纹线。条纹线提供的效果 为得到了观察连续体积的良好感受，同时仍隐藏不连续。
为了更好的理解，图11到16示出了图5到10的摄影图像，示出了相 对于包括分隔的组合图像的彼此邻近布置的X射线图像，其中该组合图像 在邻近布置图像的下面示出。
根据进一步的示例性实施例，确定第一图像512和第二图像614的边 界连接区的步骤包括以下子步骤。如图17可以看出的，确定第一图像数据 512的与第二图像数据514重叠的共同图像区域516。进一步地，确定第二 图像数据514的与第一图像数据512重叠的共同图像区域518。接着，确定 该共同图像区域中的切割数据。在所示的例子中，切割数据是第一图像512 中的切割线520和第二图像514中的切割线522。接着，通过根据切割数据 来切割第一图像数据而调整第一图像数据512，其根据切割线520移除第一 图像512的重叠区域516。通过根据切割线522移除第二图像514的重叠区 域518来切割第二图像数据514而调整第二图像514。因而，提供了经调整 的第一图像512’和经调整的第二图像514’。进一步地，将该切割数据确定 为边界连接区并且生成适于该切割数据的分隔。仍进一步地，将第一经调 整图像512’的图像数据与经调整图像514’的图像数据以及分隔524组合在 一起，并且在显示器上显示组合图像。
根据本发明的另一示例性实施例，在图像数据是二维图像的情况下， 该分隔也可以不仅示出为细线，而且也可以是其他几何形式。
作为进一步的例子，图18示出了第一图像612和第二图像614。在图 18中的该两个图像612、614已经被配准。然而，已经确定了连接第一图像 612和第二图像614的邻近边界的边界连接区616。如可以看到的，该边界 连接区616具有楔的形式，这例如可归因于在图像采集程序期间的未对准。 然而，为了呈现易于理解的图像而不干扰例如亮度不连续的图形元素，例 如生成代表边界连接区616的图像数据的分隔618。该分隔618适于边界连 接区616和与图像内容的可见概念相关的方面两者。分隔618是将第一图 像612和第二图像614分开的更粗的水平线。归因于分隔618，亮度的差异 例如对于用户而言不再可见。进一步地，由于该分隔覆盖楔状的边界连接 区616，以虚线620表示的，因此未示出干扰线，例如角度或者水平面中的 小偏离。因而，提供了一种覆盖比仅示出一个图像更大的图像区域的图像， 其中针对观察连续体积的感受而言消除了不连续。
根据进一步的示例性实施例，在图中未示出的，该图像数据是三维图 像数据并且分隔是体积，该体积是连接第一图像数据和第二图像数据的邻 近体积的边界体积。因此，该分隔例如是空间中的层或者平面，其可以根 据针对三维表示而选定的图形显示类型来在二维流上被显示。
虽然已经在图中和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这种图 示和描述应当被认为是说明性或者示例性的，而不是限制性的。本发明不 限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所要求的发明时，通过对图、 公开内容和所附权利要求的研究，可以理解和实现对所公开实施例的其他 变型。
在权利要求中，词汇“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词 “一”或“一个”不排除多个。单一处理器或其他单元可以实现在权利要 求中所陈述的几项功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某种措施这一 仅有事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可被存储和/或分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起 提供或者作为其他硬件一部分的光学存储介质或者固态介质，但是其也可 能以其他形式分布，例如经由因特网或者其他有线或者无线的通信系统。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。