為用戶顯示第一繪制投影和第二繪制投影之間的過渡的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】為用戶顯示第一繪制投影和第二繪制投影之間的過渡的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求于2012年11月23日提交的美國臨時專利申請N0.61/729，472的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其說明書并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及成像。更確切地，本發(fā)明涉及為用戶顯示第一繪制投影和第二繪制投影之間的過渡的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著可視化技術(shù)的進(jìn)步，醫(yī)療成像解決方案已經(jīng)為醫(yī)療專業(yè)人員提供了更先進(jìn)的視覺支持以用于提高診斷的目的。掃描圖像采集技術(shù)已經(jīng)發(fā)展，從而導(dǎo)致為給定檢查產(chǎn)生的不斷增加的數(shù)據(jù)量。
[0005]醫(yī)療成像解決方案已經(jīng)實(shí)施了各種圖形用戶界面(⑶I)來支持醫(yī)療專業(yè)人員來查看越來越大的圖像數(shù)據(jù)(其包括以圖像的形式繪制或融合到圖像中的任何數(shù)據(jù))，以支持成像數(shù)據(jù)的檢查。這些解決方案的目的是為增強(qiáng)最終診斷提供相關(guān)性和組合分析。
[0006]數(shù)據(jù)檢查的一種形式是薄切片(其是由掃描儀提供的原始信息)、厚切片(其是投射到給定平面中的多個薄切片的信息)的形式的2D和3D信息和上述任何的3D重建的分析。
[0007]圖形用戶界面已經(jīng)由多個視口延長為多個視圖的占位符、圖像數(shù)據(jù)的繪制投影，雖然有2D薄切片、2D厚切片，和3D重建。
[0008]為支持醫(yī)療專業(yè)人員在整個這些⑶I視口中關(guān)聯(lián)信息的一些解決方案重點(diǎn)在于將非臨床信息覆蓋到每個視口以使人類認(rèn)知地關(guān)聯(lián)所關(guān)注的區(qū)域。遺憾的是許多限制仍然存在于現(xiàn)有技術(shù)中。
[0009]例如，目前的現(xiàn)有技術(shù)的方法的第一限制在于，非臨床信息引入顯示給醫(yī)療專業(yè)人員的臨床信息會最終妨礙繪制信息的臨床相關(guān)方面。
[0010]目前的現(xiàn)有技術(shù)方法的第二限制在于，有大量的醫(yī)療專業(yè)人員所需的非診斷導(dǎo)向的認(rèn)知過程來使用這樣的重疊進(jìn)行這樣的解剖關(guān)系。
[0011]目前的現(xiàn)有技術(shù)的方法的第三限制在于，它們在給定⑶I內(nèi)使用多個視口，而用戶可與其交互并只在給定時間專注于獨(dú)特視圖。因此，如果檢查和診斷需要圖像數(shù)據(jù)的不同的繪制投影圖像，則用戶必須改變其對不同視圖位置的視覺焦點(diǎn)，因此會失去視覺連貫性一段時間。此外，僅僅對于為醫(yī)療專業(yè)人員提供以不同格式檢查醫(yī)療成像信息的裝置，還有可視化空間的浪費(fèi)。
[0012]目前的現(xiàn)有技術(shù)的方法的第四限制在于，由于先前限制的組合，在改變可視化范例時，盡管2D薄切片解剖平面，例如從軸向投影到冠矢投影，醫(yī)療專業(yè)人員被展示“突如其來”格式化的信息，而沒有連貫關(guān)系。這需要操作者關(guān)聯(lián)先前格式化與當(dāng)前格式化的大量認(rèn)知努力。
[0013]在涉及3D重建時出現(xiàn)目前的現(xiàn)有技術(shù)的方法的第五限制。大部分時候，如果不是不可能，則難以簡單地通過在給定平面查看來預(yù)測將在3D重建期間出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)的種類，即使呈現(xiàn)了它的多個視覺表示。因此，存在3D表示和2D顯示之間的斷開，即再次需要關(guān)聯(lián)兩條信息的認(rèn)知努力。
[0014]另一個限制(然而從根本上是不同的)是以下事實(shí):在檢查過程中，操作者被引導(dǎo)至不同圖像操作(諸如縮放、縮小，和平移)，混合2D和3D信息，但不能回到在位置和狀態(tài)方面開始的進(jìn)程的位置。這是個很大限制，這會迫使操作者始終懷疑他/她是否看到了完整的圖像數(shù)據(jù)。
[0015]圖1示出例如3個典型解剖平面:徑向、軸向和冠部以及其3D疊加。如圖1中所示，在每個圖像中的線的交點(diǎn)處呈現(xiàn)所關(guān)注的點(diǎn)。3D表示的中央處的交點(diǎn)被完全遮蔽且因此臨床上不相關(guān)。應(yīng)認(rèn)識到，在本實(shí)施例中，操作者將必須依次看到每個解剖平面以便獲得期望的信息。
[0016]在圖2中，示出牙移植的檢查的表示。為了獲得深度結(jié)構(gòu)的臨床相關(guān)信息，創(chuàng)建了包括剖面圖的四個不同視圖。只能通過依次檢查圖像進(jìn)行診斷。
[0017]在圖3中，所關(guān)注的區(qū)域是彩色線的交點(diǎn)。技術(shù)人員應(yīng)理解，對于復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，這種視覺上解相關(guān)信息難以處理，并且它需要有經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知過程。
[0018]在圖5中，為了提供每個相關(guān)的解剖平面連同其重建而進(jìn)行圖形用戶界面的選擇。藍(lán)色箭頭在對應(yīng)于3D攝像機(jī)中心的2D解剖平面上重疊，以便幫助操作者保持聚焦?？紤]到每個圖像被同步到3D的事實(shí)，在3D中移動一步將觸發(fā)新2D圖像的繪制，所有圖像移動一次。這在考慮可視化分析的人的能力時顯然是不方便的。
[0019]在圖6中，示出了類似應(yīng)用的另一圖形用戶界面。在這種圖形用戶界面中，動力線被覆蓋在2D圖像上以與3D重建視圖關(guān)聯(lián)。
[0020]在圖7中，獲得了 2個3D信息的相關(guān)性的另一類型的信息疊加?？汕宄乜吹剑@樣的顏色和覆蓋改變診斷所關(guān)注的給定區(qū)域并引入提供給操作者的最終視覺信息上的非臨床信息的能力。
[0021]圖8示出其中軸向解剖平面在3D視圖上由紅色粗線表示的另一實(shí)例，其中引入3D視圖上的非臨床信息以用于在關(guān)聯(lián)信息時支持操作者的唯一目。
[0022]圖9示出用于功能信息的另一現(xiàn)有技術(shù)的圖形用戶界面。
[0023]圖10示出用于來自超聲裝置的數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)的圖形用戶界面的另一實(shí)例，其也示出一些上面公開的限制。
[0024]因此，需要克服上面確定的缺點(diǎn)中的至少一個的方法。
[0025]通過瀏覽下面的本發(fā)明的公開內(nèi)容、附圖和【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的特征將顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]根據(jù)一個方面，公開了用于為用戶顯示第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影和第二圖像數(shù)據(jù)的最終繪制投影之間的過渡的一種方法，所述方法包括獲得所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)，所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)的每個通過掃描結(jié)構(gòu)的對應(yīng)的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生；在給定窗口中顯示對應(yīng)于所述第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影的第一視圖；獲得來自用戶的輸入，所述輸入表示所述第二圖像數(shù)據(jù)的一部分的所述最終繪制投影并在給定窗口中按順序顯示多個視圖，每個視圖對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)中的至少一個的不同的繪制投影，其中，多個繪制投影被限定為進(jìn)行第一繪制投影和最終繪制投影的部分之間的過渡，另外其中，過渡允許所述結(jié)構(gòu)的信息從所述第一圖像數(shù)據(jù)到所述第二圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)性的順序顯示，另外其中，所述第一繪制投影和所述最終繪制投影中的至少一個根據(jù)不同空間布置限定，并且所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)由不同的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生。
[0027]根據(jù)另一方面，有一種用于為用戶顯示第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影和第二圖像數(shù)據(jù)的最終繪制投影之間的過渡的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括顯示設(shè)備；中央處理單元；存儲器，其包括數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫用于存儲第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)以及應(yīng)用，所述應(yīng)用用于為用戶顯示第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影和第二圖像數(shù)據(jù)的最終繪制投影之間的過渡，應(yīng)用包括用于獲得所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)的指令，所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)的每個由掃描結(jié)構(gòu)的對應(yīng)的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生；用于在給定窗口中顯示對應(yīng)于所述第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影的第一視圖的指令；用于獲得來自用戶的輸入的指令，所述輸入表示所述第二圖像數(shù)據(jù)的一部分的所述最終繪制投影；用于在給定窗口中按順序顯示多個視圖的指令，每個視圖對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)中的至少一個的不同的繪制投影，其中，多個繪制投影被限定為進(jìn)行第一繪制投影和最終繪制投影之間的過渡，另外其中，過渡允許從所述第一圖像數(shù)據(jù)到所述第二圖像數(shù)據(jù)的所述部分的所述結(jié)構(gòu)的一連串信息的順序顯示，另外其中，所述第一繪制投影和所述最終繪制投影中的至少一個根據(jù)不同空間布置限定，并且所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)由不同的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生。
[0028]根據(jù)另一方面，公開了一種用于存儲計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的非臨時性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)執(zhí)行時所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令使計(jì)算設(shè)備進(jìn)行用于為用戶顯示第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影和第二圖像數(shù)據(jù)的最終繪制投影之間的過渡的方法，所述方法包括獲得所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)，所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)的每個通過掃描結(jié)構(gòu)的對應(yīng)的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生；在給定窗口中顯示對應(yīng)于所述第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影的第一視圖；獲得來自用戶的輸入，所述輸入表示所述第二圖像數(shù)據(jù)的一部分的所述最終繪制投影；在給定窗口中按順序顯示多個視圖，每個視圖對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)中的至少一個的不同的繪制投影，其中，多個繪制投影被限定為進(jìn)行第一繪制投影和最終繪制投影之間的過渡，另外其中，過渡允許從所述第一圖像數(shù)據(jù)到所述第二圖像數(shù)據(jù)的所述部分的所述結(jié)構(gòu)的一連串信息的順序顯示，另外其中，所述第一繪制投影和所述最終繪制投影中的至少一個根據(jù)不同空間布置限定，并且所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二圖像數(shù)據(jù)由不同的3D掃描設(shè)備產(chǎn)生。
[0029]根據(jù)一個實(shí)施例，3D掃描設(shè)備選自由計(jì)算機(jī)化斷層攝影(CT)掃描設(shè)備、體層融合設(shè)備、磁共振成像(MRI)設(shè)備、正電子發(fā)射斷層攝影(PET)設(shè)備和超聲波設(shè)備中的至少一個組成的組。
[0030]根據(jù)一個實(shí)施例，第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影選自由2D薄切片、2D厚切片、2D最大強(qiáng)度投影、3D射線跟蹤、3D面繪制、3D透視投影、3D內(nèi)鏡投影和全局投影組成的組。
[0031]根據(jù)一個實(shí)施例，最終繪制投影選自2D薄切片、2D厚切片、2D最大強(qiáng)度投影、3D射線跟蹤、3D面繪制、3D透視投影、3D內(nèi)鏡投影和全局投影組成的組。
[0032]根據(jù)一個實(shí)施例，第一圖像數(shù)據(jù)由掃描結(jié)構(gòu)的第一 3D掃描設(shè)備產(chǎn)生，并且所述第二圖像數(shù)據(jù)由掃描結(jié)構(gòu)的第二 3D掃描設(shè)備產(chǎn)生。
[0033]根據(jù)一個實(shí)施例，第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)由掃描結(jié)構(gòu)的單個3D掃描設(shè)備產(chǎn)生。
[0034]根據(jù)一個實(shí)施例，第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)是相同的。
[0035]根據(jù)一個實(shí)施例，獲得來自用戶的輸入包括獲得來自鍵盤和鼠標(biāo)中的至少一個的輸入。
[0036]根據(jù)一個實(shí)施例，在給定窗口中顯示對應(yīng)于所述第一圖像數(shù)據(jù)的第一繪制投影的第一視圖在觸摸屏顯示器上進(jìn)行且獲得來自用戶的輸入包括在所述觸摸屏顯示器上檢測手勢。
[0037]根據(jù)一個實(shí)施例，獲得第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)包括從掃描結(jié)構(gòu)的3D掃描設(shè)備接收第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)。
[0038]根據(jù)一個實(shí)施例，獲得第一圖像數(shù)據(jù)的和第二圖像數(shù)據(jù)包括從存儲器檢索第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)。
[0039]根據(jù)一個實(shí)施例，獲得來自用戶的輸入包括獲取第二圖像數(shù)據(jù)的一部分的最終繪制投影的指示和在給定視圖中的關(guān)注區(qū)域上進(jìn)行的縮放的指示，且方法還包括在給定視圖中產(chǎn)生多個縮放的視圖，另外其中，給定窗口中的多個視圖包括所產(chǎn)生的多個縮放的視圖。
[0040]根據(jù)一個實(shí)施例，系統(tǒng)還包括通信端口，能操作地連接到中央處理單元，連接端口用于可操作地將系統(tǒng)連接到掃描結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程3D掃描設(shè)備。
[0041]根據(jù)一個實(shí)施例，通信端口經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能操作地