本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的人類骨架的可視化方法。提供了一種可視化方法，其允許展開(kāi)來(lái)自醫(yī)學(xué)圖像掃描的人類骨架并且提供用于與圖像掃描和來(lái)自這樣的掃描的整個(gè)身體骨骼讀取交互的增加的效率。也就是說(shuō)，實(shí)現(xiàn)用于改進(jìn)的可視化和診斷能力的完整從頭到腳展開(kāi)的骨架視圖（2D展開(kāi)視圖）。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利說(shuō)明】本申請(qǐng)要求享有2014年6月27日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.62/018，083的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
本專利技術(shù)一般涉及醫(yī)學(xué)成像，并且更具體地涉及可視化、展開(kāi)(unfold)和分析來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的人類骨架。
技術(shù)介紹
最新的全身圖像掃描系統(tǒng)通常在從諸如計(jì)算機(jī)斷層照相(CT)、磁共振(MR)、正電子發(fā)射斷層照相-計(jì)算機(jī)斷層照相(PET/CT)、單光子發(fā)射-計(jì)算機(jī)斷層照相(SPECT/CT)和PET/MRI (僅舉幾例)之類的醫(yī)學(xué)掃描來(lái)診斷各種醫(yī)學(xué)病癥中利用。許多時(shí)候，在從這樣的醫(yī)學(xué)掃描進(jìn)行診斷評(píng)估期間要求患者骨骼評(píng)價(jià)，考慮到當(dāng)前臨床實(shí)踐要求以順序的方式讀取多平面再現(xiàn)(MPR)平面，所述醫(yī)學(xué)掃描可能是耗時(shí)的任務(wù)。另外，由于人類骨骼形狀的固有復(fù)雜性和相關(guān)聯(lián)的扭曲幾何形狀并且由于骨骼強(qiáng)度(包括骨髓)跨具有不同骨骼異常(例如癌癥轉(zhuǎn)移、單純骨折和來(lái)自急癥/外傷的復(fù)雜骨折)的個(gè)體患者而變化，從這樣的醫(yī)學(xué)掃描進(jìn)行骨骼評(píng)價(jià)可能是易于出錯(cuò)的。當(dāng)功能成像模態(tài)(例如PET/CT或SPECT/CT或PET/MRI)被用于在試圖發(fā)現(xiàn)位于遍及人體的所謂“熱點(diǎn)”中獲取整個(gè)身體掃描時(shí)該復(fù)雜性加劇。除了由人類骨骼的性質(zhì)和相關(guān)聯(lián)的骨架結(jié)構(gòu)引入的復(fù)雜性之外，對(duì)于用戶(例如醫(yī)學(xué)技術(shù)人員或醫(yī)師)而言，與來(lái)自前述系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)掃描交互也可能是非直觀的。另外，在導(dǎo)航醫(yī)學(xué)圖像體積自身、標(biāo)記來(lái)自圖像掃描的發(fā)現(xiàn)和/或繪制骨骼中心線中可能出現(xiàn)困難。例如，所生成的醫(yī)學(xué)掃描可以是提供大量數(shù)據(jù)的3D CT體積，所述大量數(shù)據(jù)對(duì)于這樣的醫(yī)學(xué)專業(yè)人員以高效方式進(jìn)行可視化、檢查并且執(zhí)行各種診斷操作是困難且繁瑣的。針對(duì)改進(jìn)例如3D醫(yī)學(xué)圖像體積中的CT體積中的肋骨的可視化并且將肋骨輪廓(rib cage)展開(kāi)成2D圖像的現(xiàn)有技術(shù)在D.Liu等人的公開(kāi)于2013年3月21日的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi) N0.2013/0070996/^61 thod and System for Up-Vector Detect1n for Ribsin Computed Tomography(以下稱為 “Liu”)和 A.Kiraly 等人的授權(quán)于 2009年 12 月 I 日的美國(guó)專利 N0.7，627，159，“2D Visualizat1n for Rib Analysis”,(以下稱為“Kiraly”)中描述，其每一個(gè)出于全部目的通過(guò)引用并入本文。這些技術(shù)允許將3D肋骨輪廓圖像展開(kāi)成2D圖像以改進(jìn)檢查時(shí)間并且減少解釋肋骨的CT數(shù)據(jù)中的歧義性。存在對(duì)于展開(kāi)和可視化來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的完整人類骨架并且與用于完整人體骨骼讀取的圖像掃描交互的改進(jìn)的技術(shù)的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
依照各種實(shí)施例，提供了一種可視化方法，其允許展開(kāi)來(lái)自醫(yī)學(xué)圖像掃描的人體骨架并且提供用于與圖像掃描和來(lái)自這樣的掃描的整個(gè)身體骨骼讀取交互的增加的效率。也就是說(shuō)，依照各種實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)用于改進(jìn)的可視化和診斷能力的完整從頭到腳展開(kāi)的骨架視圖(2D展開(kāi)視圖)。依照實(shí)施例，考慮3D醫(yī)學(xué)掃描，自動(dòng)圖像分段被用于將來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的人類骨架(具有多個(gè)骨骼)的圖像體積分段成對(duì)應(yīng)于對(duì)醫(yī)學(xué)掃描特定的整體骨架(即特定于被診斷的患者的骨架)的3D網(wǎng)格或二元掩模(mask)。圖像體積可以是整體骨架自身或定義骨架的多個(gè)骨骼中的每一個(gè)骨骼的單獨(dú)的圖像體積。可替換地，圖像分段可以產(chǎn)生具有骨架的每一不同骨骼一個(gè)掩模或其中每一個(gè)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)于不同骨骼的多標(biāo)簽掩模的多個(gè)3D網(wǎng)格。在將來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的骨架分段之后，依照實(shí)施例，使用一個(gè)或多個(gè)患者特定的翹曲(warping)函數(shù)來(lái)完成骨骼展開(kāi)。特別地，將分段骨架劃分成包括骨架的不同部分的各種組。說(shuō)明性地，將第一組定義成包括脊椎、肋骨和骨盆，第二組針對(duì)左臂和左手，第三組針對(duì)右臂和右手，第四組針對(duì)左腿和左腳，第五組針對(duì)右腿和右腳，并且第六組針對(duì)頭部/顱骨。對(duì)于每一個(gè)所標(biāo)識(shí)的組，翹曲函數(shù)被應(yīng)用于展開(kāi)和拉直單獨(dú)的骨骼和相應(yīng)骨架特征。例如，計(jì)算將拉直脊椎、使肋骨變平并且使骨盆變平的翹曲函數(shù)。另外，將針對(duì)每一個(gè)上肢和下肢(例如由以上標(biāo)識(shí)的第二、第三、第四和第五組定義的)計(jì)算單獨(dú)的翹曲函數(shù)，其將使選擇的四肢的相應(yīng)骨骼適應(yīng)于一個(gè)圖像平面。這樣，依照實(shí)施例，生成所檢查的骨架的整體展開(kāi)骨骼結(jié)構(gòu)的2D平面視圖。依照另外的實(shí)施例，還生成患者的整體骨架體結(jié)構(gòu)的3D再現(xiàn)視圖。有利地，依照各種實(shí)施例，單獨(dú)的骨骼和相關(guān)聯(lián)的完整骨架體的所生成的展開(kāi)視圖可以用于更高效地可視化圖像、分析患者(及其主體醫(yī)學(xué)掃描)和診斷醫(yī)學(xué)情況。例如，依照實(shí)施例，用戶可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)展開(kāi)視圖中的單獨(dú)的骨骼或者選擇特定骨骼以查看來(lái)與展開(kāi)的骨架圖像交互，并且圖像系統(tǒng)將直接移動(dòng)可以被顯示給用戶的對(duì)應(yīng)3D圖像視圖中的(一個(gè)或多個(gè))對(duì)應(yīng)位置。用戶還可以移動(dòng)骨架圖像的各種部分以仿真四肢的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，例如以幫助總體診斷。通過(guò)參考以下【具體實(shí)施方式】和附圖，實(shí)施例的這些和其它優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。【附圖說(shuō)明】圖1示出說(shuō)明性完整身體CT醫(yī)學(xué)掃描； 圖2示出依照實(shí)施例的用于展開(kāi)和可視化人類骨架的說(shuō)明性操作的流程圖； 圖3示出依照實(shí)施例的展開(kāi)和可視化來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的人類骨架的說(shuō)明性2D平面圖像； 圖4示出依照實(shí)施例的在圖3中描繪的展開(kāi)的人類骨架的說(shuō)明性3D分裂(rending)視圖； 圖5示出依照實(shí)施例的用于可視化、交互和操縱展開(kāi)的骨架視圖(例如圖3中所示的視圖)的說(shuō)明性操作的流程圖；以及 圖6是能夠?qū)崿F(xiàn)本文中的各種實(shí)施例的示例性計(jì)算機(jī)的高級(jí)框圖。【具體實(shí)施方式】圖1示出可以使用在從諸如CT、MR、PET/CT、SPECT/CT和PET/MRI (僅舉幾例)之類的醫(yī)學(xué)掃描診斷各種醫(yī)學(xué)病癥中利用的任何數(shù)目的公知醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)來(lái)生成的人類的說(shuō)明性完整身體CT醫(yī)學(xué)掃描100。如將被領(lǐng)會(huì)的，醫(yī)學(xué)掃描100被生成和用于檢查人類患者的醫(yī)學(xué)情況，例如在諸如肩部110、上肢120、下肢130或頭部140 (僅舉幾例)之類的區(qū)域中。然而，醫(yī)學(xué)掃描100自身的檢查可能是耗時(shí)、低效且易于出錯(cuò)的。依照各種實(shí)施例，提供允許展開(kāi)來(lái)自3D醫(yī)學(xué)圖像掃描的人類骨架并且提供用于與圖像掃描和來(lái)自這樣的掃描的整個(gè)身體骨骼讀取交互的增加的效率的可視化方法。也就是說(shuō)，依照各種實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了用于改進(jìn)的可視化和診斷能力的完整從頭到腳展開(kāi)的骨架視圖(例如，2D展開(kāi)視圖)。更具體地，圖2示出依照實(shí)施例的用于展開(kāi)和可視化人類骨架的說(shuō)明性操作200的流程圖。依照實(shí)施例，在步驟210處，接收3D醫(yī)學(xué)掃描，例如如圖1中所示的醫(yī)學(xué)掃描100。例如，3D醫(yī)學(xué)掃描可以直接從用于獲取這樣的醫(yī)學(xué)掃描的掃描儀接收或者可以通過(guò)加載先前存儲(chǔ)的3D醫(yī)學(xué)掃描(例如來(lái)自存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)設(shè)備)來(lái)接收。在步驟220處，從3D醫(yī)學(xué)掃描對(duì)人類骨架進(jìn)行分段。說(shuō)明性地，依照實(shí)施例，自動(dòng)圖像分段被用于將來(lái)自醫(yī)學(xué)掃描的人類骨架分段成對(duì)應(yīng)于特定于醫(yī)學(xué)掃描的整體骨架(即特定于被診斷的患者的骨架)的3D網(wǎng)格或二元掩模。可替換地，圖像分段可以產(chǎn)生具有骨架的每一不同骨骼一個(gè)掩模或當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于使具有多個(gè)骨骼的骨架可視化的方法，所述方法包括：從包括骨架的身體的三維（3D）圖像掃描來(lái)對(duì)針對(duì)骨架的圖像體積進(jìn)行分段；基于骨架的對(duì)應(yīng)分段圖像體積而拉直多個(gè)骨骼中的每一個(gè)骨骼；以及基于多個(gè)骨骼中的每一個(gè)骨骼的拉直的對(duì)應(yīng)分段圖像體積而生成二維（2D）圖像。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J克雷特施默，N萊，周少華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西門子公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó);DE
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