標註正交圖像的方法和系統的製作方法

2023-05-15 09:44:21 1

專利名稱：標註正交圖像的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像標註。本發明特別涉及正交圖像的標註。
背景技術：
成像系統應用電磁輻射、X射線、聲波、或光能以及其它來產生目標實體如病人的圖像。成像系統所產生的圖像提供了貫穿目標實體不同平面的目標實體的視圖。對於很多應用，沿一個平面獲取主圖像(primary image)，同時還在與主圖像正交的多個平面上獲取相應的副圖像(secondary image)。
成像系統還包括計算機或多臺計算機的網絡，以存儲、管理、顯示、以及重現(retrieve)圖像。計算機可以是圖像管理系統的一部分，如圖片存檔及通信系統(PACS，Picture Archiving and communication System)。為便於圖像在診斷、分析等方面的應用，成像系統應允許技術員、醫師、或其他用戶對圖像進行標註(注釋)。標註通常可以實現如下使用輸入設備在所顯示的圖像上指定一點，並輸入或選擇要在所指定的點上顯示的適當的標記(符號)。標記出現在所顯示的圖像上，並與計算機存儲器中的圖像相關聯，這樣當以後重現該圖像時，該標記將出現在所顯示的圖像上。在主圖像上做了標記的情況下，常常要求在與定點設備所選擇的主圖像上的點相關聯的副圖像上也出現標記。這使得標記可以充當兩幅圖像之間的參考點。
這種注釋的一個例子是所謂的「脊骨標註」，即在人體脊骨圖像的椎骨附近添加文本注釋。在對人體脊骨進行成像時，可以從徑向(sagittal)面(從人體的左邊或右邊看)獲取主圖像，可以從軸平面(從人體的頭上或腳下看)獲取一個或多個系列的副圖像。每一系列的副圖像包含多幅副圖像。脊骨標註包括在脊骨圖像上椎骨附近放置標記，以作為任何人觀察圖像的參考點。相同的標記也被放置到每一系列副圖像中包括該椎骨的副圖像上。典型地，這種標記在神經外科手術(neorosurgery)或整形外科手術之前應用在放射治療計劃和幹涉放射線過程中。
正交圖像的注釋可能很費時間。進行標註的人必須標註主圖像以及每一系列中相應的副圖像。必須小心謹慎以確保標記一致地放置在每幅圖像中。

發明內容
上述的缺點和不足可以通過一種標註正交圖像的方法而克服或減輕，該方法包括識別從第一平面獲取的一幅主圖像；識別從與第一平面正交的平面獲取的多幅副圖像；使標記與主圖像上的點相關聯；計算從該點到主圖像與多幅圖像中每幅副圖像的交線的距離；以及使標記與多幅副圖像中與主圖像的交線最靠近該點的副圖像相關聯。
另一方面，一種獲取目標實體的圖像的系統包括成像設備和計算機。成像設備設定為提供目標實體的主圖像和多幅副圖像，主圖像從貫穿目標實體的第一平面獲取，而副圖像從貫穿目標實體的第二平面獲取。計算機則設定為從成像設備接收主圖像和副圖像。計算機還設定為使第一個標記與主圖像上的點相關聯，計算該點到主圖像與多幅圖像中每幅副圖像的交線的距離，並使第二個標記與多幅圖像中與主圖像的交線最靠近該點的副圖像相關聯。
通過以下詳細描述和附圖，上述討論以及本發明的其他特性和優勢將為本領域一般技術人員所理解和明白。


參考示例性的附圖，其中，相同元素的標號也相同。
圖1是具體應用本發明實施例的成像系統的方框圖；圖2是相對於目標實體所顯示的多幅圖像的示意圖；圖3是從某一平面所獲取的目標實體的圖像的示意性表示；圖4是目標實體的正交圖像的示意性表示；圖5是從與圖3中的圖像正交的平面所獲取的圖像的示意性表示；以及圖6是說明標註正交圖像方法的流程圖。
附圖標記說明10成像系統12成像設備14計算機16存儲單元18處理器
20顯示器22輸入設備50主圖像52目標實體54副圖像56副圖像系列58點60標記62交線具體實施方式
參考圖1，示出了成像系統10。成像系統10包括一個或多個成像設備12，該成像設備與一臺或多臺計算機14相連。成像設備12包括，但並不限於磁共振(MR)成像設備、可算式層析成像(CT，Computed Tomography)設備、超聲設備、X射線設備、正電子發射斷層成像(PET，Positron Emissiontomography)設備以及各種其它類型的成像設備。應該了解，成像設備12並不僅僅限於醫用成像設備，也可以包括掃描儀和其它領域的成像設備。成像設備12可以位於諸如醫院的機構的任何位置。
每臺計算機14包括存儲單元16、處理器18、顯示器20以及輸入設備22。輸入設備22可包括，但並不限於滑鼠、操縱杆、鍵盤、跟蹤球(trackball)、觸控螢幕、光掃描筆(light wand)、以及聲音控制。一臺或多臺計算機14可以通過電纜、印刷電路板、或其它直接連接方式與成像設備12相連。或者，一臺或多臺計算機14也可以通過通信網絡(如乙太網、國際網際網路、光纖電纜、紅外線、無線電波、或其它可用的通訊網絡)與成像設備12相連，以允許計算機14可以位於與成像設備12及彼此距離很遠的地方。
計算機14可以是圖像管理系統如圖片存檔及通信系統(PACS)的一部分。在這個實施例中，一臺計算機14可以提供圖像管理器或系統伺服器的功能，其包括用於長期存儲和重現的檔案存儲單元(如，光學盤存儲和光學盤讀取系統)(未示出)。其它的計算機14可以作為工作站。
在對目標實體如病人身體的一部分進行檢查的過程中，使用一臺或多臺成像設備12以獲取目標實體的圖像。每幅所獲取圖像都採用數位化數據格式，如DICOM、DEFF、TIFF、GIF、JPEG、TGA、BMP、PCX、XWD、PBM、PGM、PPM、SGI RGB、Sun Raster、PostScript Level I和II，或其它適當的格式，並從成像設備12傳輸到一臺或多臺計算機14上。至少一臺計算機14存儲所獲取的圖像，該圖像具有適當的標識符和連結，使得可以選擇性地從計算機存儲器重現圖像或多個系列的圖像。
參考圖1和2，一臺或多臺成像設備12從貫穿目標實體52的一個平面(如圖2中的x-y平面)獲取主圖像50。這一臺或多臺成像設備12還從與主圖像50正交的多個平面(如圖2中的x-z平面)上，獲得一個或多個副圖像54的系列56。每個副圖像54的系列56包含多幅副圖像54。由成像設備12執行的成像可以包括，例如人體脊骨的成像，其中主圖像52從徑向平面獲取(從人體的左邊或右邊看)，一個或多個副圖像54的系列56從軸平面獲取(從人體頭上或者腳下看)。但應該了解，這裡所用的術語「主」和「副」僅僅是為了清晰，並不表示特定的視圖、平面、或者獲取圖像52或54的順序。
為了便於圖像52和54在診斷、分析等方面的應用，計算機14允許技術員、醫師或其他用戶註解(標註)圖像52和54。註解可按如下步驟實現使用輸入設備22在主圖像50上指定一點58，如圖3所示，輸入或選擇要在所指定的點58顯示的適當的標記(符號)60。標記60出現在所顯示的主圖像50上，並在計算機14中與主圖像50相關聯，這樣當以後重現主圖像時，標記60將出現在所顯示的主圖像50上。在計算機14中，標記60與主圖像的關聯可通過任何適當的方式實現，如資料庫連接、指針、數據結構、對象以及直接修改主圖像50。
一臺或多臺計算機14中的存儲單元16包含指令，用於使計算機14實現用於標註副圖像54的方法。哪幅副圖像54將獲得標記60的決定基於主圖像50與每幅副圖像54之間的空間關係。由於主圖像50和副圖像54所在平面互相正交(垂直)，副圖像54與主圖像50平面相交於交線62，如圖4所示。主圖像50上每個點58到主圖像平面上的各交線62位置的距離可用如下表達式計算ax0+by0+ca2+b2----(1)]]>其中ax0+by0+c是交線62，且(x0，y0)是主圖像50上的點58。
這樣，圖5所示的在副圖像54上的標記60是圖3所示的主圖像50上標記60的映像。
加到副圖像54上的標記60在計算機14中與副圖像54相關聯，這樣當以後重現副圖像54時，標記60將出現在所顯示的副圖像54上。計算機14中標記60與副圖像54之間的關聯可以通過任何適當的方式實現，如資料庫連接、指針、數據結構、對象以及對副圖像54的直接修改。
加到副圖像54上的標記60與加到主圖像50上的標記60可以是相同情況(instance)(如，相同情況的標記對象、資料庫元素、數據結構等中)。在該實施例中，在一幅圖像50或54中對標記60所做的任何改變在另一圖像50或54中也生效。這種改變可以包括，如刪除標記60、改變標記60的文本、或移動加標記60的點58。或者，加到副圖像54上的標記60可以與加到主圖像50上的標註60不同。在該實施例中，每個標記60的情況在計算機14中進行關聯，使得在一幅圖像50或54中對標記60所做的改變在另一幅圖像50或54中也生效。每幅圖像50和54中標記60之間的關聯可以採用任何適當的方式實現，如資料庫連接、指針、數據結構、以及對象。
圖6是說明標註副圖像54的方法的實施例的流程圖。流程開始後，方法100從方框102開始，其中從輸入設備22輸入主圖像50上的點58和所需要的標記60。方法100繼續至方框104，其中在計算機14中將標記60與主圖像50上的點58相關聯。標記60也可以與主圖像50一起顯示在顯示器20上。在方框106，計算從主圖像50上的點58到交線62的距離，該交線由主圖像50與第一個圖像系列56中的第一幅副圖像54相交而成。該計算可使用上面的表達式(1)進行。然後，方法100繼續到方框108，其中判斷副圖像54是否是系列56中最後一幅。若否，則在方框110選取系列56中的下一幅副圖像54，在方框106方法100針對該圖像重複上述計算過程。在方框108，如果確定副圖像54是系列56中的最後一幅，方法100繼續到方框112，其中確定與主圖像50的交線62到主圖像50上的點58最近的副圖像54，並使標記60與該副圖像54關聯。如上所述，該標記60與在方框104加到主圖像50上的標記可以是相同的標記，也可以是不同的標記。然後方法100繼續到方框114，其中判斷系列56是否待標註的最後一個系列。若否，在方框116選擇下一系列56，方法100繼續從方框106到112的過程，以標註下一系列56。如果在方框114，已標註了最後的圖像系列56，則方法100結束。
這裡所描述的方法和系統在標註正交圖像方面節省時間和工作。進行標註的人只需要標註主圖像，而每個系列中相應的副圖像則被自動標註。這裡所描述的方法和系統也確保標記將一致地加到每幅圖像上。
本發明可以以計算機實現的處理和用於實踐這些處理的裝置的形式具體實現。本發明也可以以包含指令的電腦程式代碼的形式實現，該代碼由具體的介質，如軟盤、CD-ROM、硬碟、或其它任何計算機可讀存儲介質所負載，其中，當電腦程式代碼被裝載進入計算機並被執行時，該計算機就成為實現本發明的裝置。本發明也可以以計算機代碼的形式實現，例如，無論是存儲在存儲介質中，裝載進和/或由計算機執行，或通過傳輸介質，如電線或電纜、光纖、或藉助電磁輻射傳輸，其中，當電腦程式代碼被裝載進計算機並被其執行時，計算機成為用於實現本發明的裝置。當在通用微處理器上具體實現時，電腦程式代碼段配置該微處理器以產生特定的邏輯電路。
儘管參考本發明的優選實施例具體地展示和描述了本發明，但是本領域一般技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以進行各種改變，也可以對其元素進行等價替換。另外，在不脫離其實質範圍的情況下，可以對本發明所講述的內容作許多修改以適應特定的環境或材料。因此，意圖是本發明並不限於作為設計用來執行本發明的最優模式的特定實施例，而是本發明應包括落入所附權利要求範圍內的所有實施例。此外，術語「第一」、「第二」、「主」、「副」等並不代表任何順序或重要性，更恰當的說，這些術語「第一」、「第二」、「主」、「副」等用於使元素之間彼此區分。
權利要求
1.一種標註正交圖像的方法，該方法包括識別從第一平面獲取的主圖像(50)；識別從與第一平面正交的平面獲取的多幅副圖像(54)；使標記(60)與主圖像(50)上的點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及使該標記與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
2.如權利要求1所述的方法，其中使用如下表達式進行計算ax0+by0+ca2+b2]]>其中ax0+by0+c是交線(62)，(x0，y0)是點(58)。
3.如權利要求1所述的方法，還包括識別從與第一平面正交的多個平面上獲取的第二組多幅副圖像(54)；計算從點(58)到主圖像(50)與第二組多幅副圖像中的每幅副圖像(54)的交線(62)的距離；以及使標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
4.如權利要求1所述的方法，還包括使標記(60)與主圖像(50)中的第二個點(58)相關聯；計算從第二個點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線(62)的距離；以及使標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
5.一種標註正交圖像的方法，該方法包括識別從第一平面獲取的主圖像(50)；識別從與第一平面正交的平面獲取的多幅副圖像(54)；使第一個標記(60)與主圖像(50)上的點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及使第二個標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
6.如權利要求5所述的方法，其中具體計算使用如下表達式ax0+by0+ca2+b2]]>其中ax0+by0+c是交線(62)，(x0，y0)是點(58)。
7.如權利要求5所述的方法，此外，還包括識別從與第一平面正交的多個平面上獲取的第二組多幅副圖像(54)；計算從點(58)到主圖像(50)與第二組多幅副圖像中每幅副圖像(54)的交線(62)的距離；以及使第二個標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
8.如權利要求5所述的方法，此外，還包括使第一個標記(60)與主圖像(50)中的第二個點(58)相關聯；計算從第二個點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線(62)的距離；以及使第二個標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
9.一種存儲介質，其中編碼有用於標註正交圖像的機器可讀電腦程式代碼，該存儲介質包括用於使計算機(14)實現下述方法的指令，該方法包括識別從第一平面獲取的主圖像(50)；識別從與第一平面正交的平面上獲取的多幅副圖像(54)；使標記(60)與主圖像(50)上的點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及將該標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
10.一種用於獲取目標實體(52)的圖像(50、54)的系統，該系統包括成像設備(12)，設定為提供目標實體(52)的主圖像(50)和多幅副圖像(54)，該主圖像(50)從貫穿目標實體(52)的第一平面獲取，副圖像則從貫穿目標實體(52)的第二平面得到；計算機(14)，設定為接收來自成像設備的主圖像和副圖像(50、54)，該計算機(14)還設定為使標記(60)與主圖像(50)上的點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及將該標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
11.如權利要求10所述的系統，其中，計算機(14)使用如下表達式計算距離ax0+by0+ca2+b2]]>其中ax0+by0+c是交線(62)，(x0，y0)是點(58)。
12.如權利要求10所述的系統，其中，成像設備(12)還設定為提供從與第一平面正交的平面獲取的第二組副圖像(54)；以及其中計算機(14)還設定為計算從點(58)到主圖像(50)與第二組圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及使該標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
13.如權利要求10所述的系統，其中，計算機(14)還設定為使標記(60)與主圖像(50)上的第二個點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線的距離；以及使該標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
全文摘要
一種成像系統(10)採用正交圖像標註方法。該方法包括識別從第一平面獲取的主圖像(50)；識別從與第一平面正交的平面獲取的多幅副圖像(54)；使標記(60)與主圖像(50)上的點(58)相關聯；計算從點(58)到主圖像(50)與多幅圖像中每幅副圖像(54)的交線(62)的距離；以及將標記(60)與多幅副圖像(54)中與主圖像(50)的交線(62)最靠近點(58)的副圖像(54)相關聯。
文檔編號G06T7/60GK1504957SQ20031011794
公開日2004年6月16日 申請日期2003年11月26日 優先權日2002年11月26日
發明者理察·W·I·亞格爾, 穆蘇·V·穆蘇拉傑, 尼爾·D·德索扎, 史蒂文·B·塔維斯, B 塔維斯, D 德索扎, V 穆蘇拉傑, 理察 W I 亞格爾 申請人:Ge醫藥系統信息科技公司