Калибромер для измерения объектов изображения

Авторы патента:


Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения
Калибромер для измерения объектов изображения

 

A61B6 - Приборы для радиодиагностики, например комбинированные с оборудованием для радиотерапии (рентгеноконтрастные препараты A61K 49/04; препараты, содержащие радиоактивные вещества A61K 51/00; радиотерапия как таковая A61N 5/00; приборы для измерения интенсивности излучения, применяемые в ядерной медицине, например измерение радиоактивности живого организма G01T 1/161; аппараты для получения рентгеновских снимков G03B 42/02; способы фотографирования в рентгеновских лучах G03C 5/16; облучающие приборы G21K; рентгеновские приборы и их схемы H05G 1/00)

Владельцы патента RU 2491637:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Изобретение относится к средствам измерения структур медицинских изображений. Техническим результатом является повышение точности определения точек на поверхности структуры измеряемого объекта на медицинском изображении. Способ содержит этап (710) формирования изображения; этап (720) размещения калибромера (21) в пространстве данных изображения; этап (730) масштабирования для выбора масштаба калибромера (21) с помощью коэффициента масштабирования в пространстве указанных данных; этап (740) перемещения калибромера (21) в пространстве указанных данных и этап (750) формирования калибромера (21) для его визуализации на изображении; при этом объект измеряют на основе коэффициента масштабирования. 5 н. и 5 з.п. ф-лы; 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области медицинской визуализации, конкретнее, к измерению структур, изучаемых на медицинских изображениях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В клинической практике используются данные изображений, требующие анализа и интерпретации. На основе интерпретации данных изображения врач может поставить диагноз и предложить пациенту соответствующее лечение. Надлежащая интерпретация изображения, рассчитанного по данным изображения, часто требует измерения объектов, характеризующих анатомические и патологические структуры, представленные на изображении. Для этой цели врачу требуется инструмент, позволяющий оценить, например, диаметр кровеносного сосуда или размер опухоли. В большинстве приложений для измерения объекта пользователь определяет две точки в трехмерном пространстве данных изображения, называемые далее 3D-точками, и создается прикладная программа для расчета расстояния между этими 3D-точками. Отрезок прямой, соединяющий установленные точки, может быть выведен на экран.

К сожалению, не всегда имеется возможность точно определить две точки на поверхности измеряемой структуры, например, такой как кровеносный сосуд. Это связано с тем, что поверхность, на которой следует выбрать точку, обычно перпендикулярна плоскости обзора. На Фигуре 1 представлена проблема, возникающая при использовании способа предшествующего уровня техники. Задача заключается в измерении диаметра кровеносного сосуда 11. Две точки, соединенные отрезком 12 прямой, были выбраны на двух противоположных краях воспроизведенного изображения кровеносного сосуда. Диаметр сосуда 11 обычно оказывается заниженным, как показано на сегменте 13 сосуда в увеличенном изображении.

Для решения этой проблемы в современных приложениях пользователь должен сделать так, чтобы края воспроизведенного изображения кровеносного сосуда были ясно видны. Это достигается позиционированием кровеносного сосуда на изображении, чтобы сделать видимым первый край, и определением первой точки. Затем пользователь репозиционирует сосуд, чтобы сделать видимым второй край, и определяет вторую точку. По альтернативному варианту пользователь может увеличить изображение сосуда, выбрать две точки, а затем уменьшить изображение сосуда до его начальных размеров. К сожалению, эти операции требуют от пользователя дополнительных действий для измерения кровеносного сосуда. Другая проблема заключается в том, что изображенный отрезок прямой может располагаться неперпендикулярно оси сосуда, как это требуется.

Для измерения объектов, представленных на двумерных изображениях, может быть использован экранный калибромер. Реализация такого калибромера предложена в режиме on-line компанией Inico на сайте http://www.inico.com/caliper/index.aspx от 12 июля 2007 г. Однако этот калибромер заслоняет вид структур, представленных на изображении.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительно создать систему, требующую меньшего диалога с пользователем без ущерба для точности измерений.

Для решения этой задачи в аспекте изобретения обеспечивается интерфейс пользователя для измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом интерфейс пользователя содержит:

- блок формирования изображения для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран;

- блок размещения для размещения калибромера в пространстве данных изображения;

- блок масштабирования для выбора масштаба калибромера с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения;

- блок перемещения для перемещения калибромера в пространстве данных изображения; и

- блок формирования калибромера для визуализации калибромера на изображении;

при этом калибромер содержит узел для измерения объекта, причем объект измеряют на основе коэффициента масштабирования.

Фразу «калибромер содержит узел» следует понимать так, что узел является различимым компонентом калибромера. Узел может представлять собой окружность - простейший узел. Калибромер может представлять собой окружность, диск, ограниченный окружностью, или сферический сегмент заданной кривизны, ограниченный окружностью. Введение в математическую теорию узлов можно найти в статье, опубликованной по адресу: http://en.wikipedia.org/wiki/Knot (mathematics) от 12 июля 2007г. Калибромер может также содержать узел для измерения объекта или иного структурного или функционального элемента, например, калибромер может содержать окружность, отрезок прямой, оба конца которого лежат на окружности, и/или ось вращения, перпендикулярную плоскости окружности и пересекающую эту плоскость в некоторой точке внутри окружности. В другом варианте осуществления калибромер может содержать две концентрические окружности различных радиусов.

Калибромер, содержащий узел, определяющий форму калибромера, представляет собой опорный объект известной геометрии и известного размера. Глядя на данные изображений и на калибромер, визуализированный на изображении, пользователь может легко расположить калибромер в пространстве данных изображения и отрегулировать размер калибромера для соответствия размеру измеряемого объекта. В отличие от способов предшествующего уровня техники, основанных на выборе двух точек и измерении расстояния между ними, нет необходимости в изменении вида данных изображения для того чтобы осуществить размещение и/или отрегулировать размер калибромера. Таким образом, калибромер по изобретению обычно снижает объем производимых вручную действий, необходимых для измерения объекта. Предпочтительно калибромер по изобретению может повысить зрительный опыт пользователя.

В одном варианте осуществления интерфейс пользователя дополнительно содержит блок вращения для вращения калибромера в пространстве данных изображения. Блок вращения обеспечивает вращение калибромера, например, как эллипса. Вращение может определяться как плоское вращение в плоскости обзора с одной степенью свободы в качестве параметра, например, азимутальным углом, или трехмерное вращение в пространстве данных изображения, с тремя степенями свободы в качестве параметров, например, тремя эйлеровыми углами. Дополнительные степени свободы обеспечивают лучшее позиционирование калибромера относительно изучаемого объекта.

В одном варианте осуществления интерфейса пользователя узел представляет собой незаузленный узел. Незаузленный узел представляет собой окружность, непрерывно вложенную в трехмерное (3D) пространство данных изображения, моделируемое, например, трехмерным евклидовым пространством. В число примеров незаузленных узлов входят окружность, ребро квадрата и эллипс, но не только они. Калибромером, содержащим незаузленный узел, легко манипулировать и его положение в пространстве данных изображения легко воспринимается пользователем.

В одном варианте осуществления интерфейса пользователя узел является по существу плоским. Плоскими узлами, например, окружностью легче манипулировать и их легче понять пользователю, чем неплоские узлы.

В одном варианте осуществления интерфейса пользователя данные изображений и калибромер отображаются с использованием способа перспективного проецирования. В способе перспективного проецирования размер и/или форма калибромера зависят от положения калибромера в 3D-пространстве данных изображения для соответствия структурам, визуализированным на изображении, рассчитанном по данным изображения.

В одном варианте осуществления интерфейса пользователя узел представляет собой окружность. Предпочтительно окружность изотропна в отношении вращения в плоскости окружности вокруг центра. Таким образом, перенос является вполне достаточным для размещения окружности в требуемом месте, если плоскость окружности и плоскость обзора по существу параллельны.

В одном варианте осуществления интерфейс пользователя используется для измерения диаметра кровеносного сосуда. Измерение диаметров сосуда с помощью калибромера по изобретению проще, чем с использованием калибромера предшествующего уровня техники.

В дополнительном аспекте изобретения интерфейс пользователя по изобретению входит в состав устройства сбора изображений.

В дополнительном аспекте изобретения интерфейс пользователя по изобретению входит в состав рабочей станции.

В дополнительном аспекте изобретения обеспечивается способ измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом способ содержит:

- этап формирования изображения для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран;

- этап размещения для размещения калибромера в пространстве данных изображения;

- этап масштабирования для выбора масштаба калибромера с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения;

- этап перемещения для перемещения калибромера в пространстве данных изображения; и

- этап формирования калибромера для визуализации калибромера на изображении;

при этом калибромер содержит узел для измерения объекта, причем объект измеряют на основе коэффициента масштабирования.

В дополнительном аспекте изобретения обеспечивается компьютерный программный продукт, загружаемый компьютерными средствами, при этом компьютерный программный продукт содержит инструкции для измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом компьютерные средства содержат блок обработки данных и запоминающее устройство, причем компьютерный программный продукт, будучи загруженным, обеспечивает упомянутый блок обработки данных возможностью выполнения следующих задач:

- визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран;

- размещения калибромера в пространстве данных изображения;

- выбора масштаба калибромера с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения;

- перемещения калибромера в пространстве данных изображения; и

- визуализации калибромера на изображении;

при этом калибромер содержит узел для измерения объекта, причем объект измеряется на основе коэффициента масштабирования.

Специалистам в данной области техники ясно, что два или более из вышеупомянутых вариантов осуществления, путей реализации и/или аспектов изобретения могут быть объединены любым целесообразным способ.

Модификации и изменения в устройстве сбора изображений, рабочей станции, способе и/или компьютерном программном продукте, которые соответствуют описанным модификациям и изменениям интерфейса пользователя, могут быть выполнены специалистом на основе настоящего описания.

Специалистам ясно, что интерфейс пользователя может применяться для анализа описаний, содержащих многомерные данные изображений, например, двумерных, трехмерных или четырехмерных изображений, собранные по различным технологиям сбора, таким как, но не только, стандартная рентгеновская визуализация, компьютерная томография (CT), магнитно-резонансная визуализация (MRI), ультразвук (US), позитронно-эмиссионная томография (PET), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT), цифровая томографическая реконструкция и ядерная медицина (NM).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения станут ясны из путей реализации и вариантов осуществления, приведенных далее и описанных со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

на Фиг. 1 представлена проблема, связанная с калибромером предшествующего уровня техники;

на Фиг. 2 показан вариант осуществления калибромера по изобретению;

на Фиг. 3 схематично показана блок-схема для примера варианта осуществления интерфейса пользователя;

на Фиг. 4 показаны многократные измерения одного объекта;

на Фиг. 5 показано использование калибромера для измерения диаметра основания полипа толстой кишки;

на Фиг. 6 схематично показана реализация круглого калибромера в перспективной и параллельной проекции;

на Фиг. 7 показана блок-схема алгоритма в примере реализации способа;

на Фиг. 8 схематично показан пример варианта осуществления устройства сбора изображений; и

на Фиг. 9 схематично показан пример варианта осуществления рабочей станции.

На Фигурах схожие элементы имеют одинаковые номера позиций.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

на Фиг. 2 показан вариант осуществления калибромера по изобретению. Здесь калибромер 21 представляет собой узел - окружность в плоскости. Калибромер 21 используется для измерения диаметра кровеносного сосуда 22. После расположения калибромера отображается длина 23 диаметра окружности.

В одном варианте осуществления интерфейса пользователя размер калибромера 21 регулируется путем вращения колеса мыши. Имеются две скорости изменения размера калибромера 21. Если пользователь осуществляет нажим и вращает колесо мыши, то скорость будет высокой. Размер калибромера 21 изменяется пошагово на 4 мм. Если пользователь вращает колесо мыши без нажима на него, скорость будет низкой и размер калибромера 21 изменяется пошагово на 0,5 мм. В других вариантах осуществления может быть реализован тот же способ масштабирования с другими скоростями. В процессе масштабирования центр окружности не перемещается.

В качестве альтернативы, в одном варианте осуществления пользователь может выбрать любую точку на экране и принять ее за центр масштабирования. Если выбранная точка находится не в центре окружности, вращение колеса мыши приведет к масштабированию окружности. Центр окружности перемещается вдоль линии, соединяющей выбранную точку с центром окружности. Отношение расстояния между центром отмасштабированной окружности и выбранной точкой к расстоянию между центром окружности до проведения масштабирования и выбранной точкой равно коэффициенту масштабирования.

Для перемещения окружности в горизонтальном направлении пользователь использует операцию «перетаскивания», проводимую с мышью: пользователь помещает указатель мыши внутри окружности, нажимает кнопку мыши и перемещает мышь при нажатой кнопке мыши. Указатель мыши перемещается по экрану и «перетаскивает» окружность. Когда пользователь отпускает кнопку мыши, окружность «падает», т.е. освобождается, в ее текущем местоположении. Калибромер 21 обеспечивает более точные измерения при меньшем объеме выполняемых вручную действий.

В одном варианте осуществления интерфейс 300 пользователя содержит кнопку «подключения калибромера». После того как пользователь нажал на кнопку и активировал калибромер, калибромер «закрепляется» на указателе мыши. Когда пользователь перемещает мышь, соответственно перемещаются указатель мыши и калибромер. Пользователь может освободить калибромер в желаемом местоположении путем нажатия на кнопку мыши.

Специалист поймет, что существует множество возможных вариантов осуществления калибромера 21. Например, форма калибромера 21 может быть иной, например, узел, содержащийся в калибромере, может быть ребром квадрата, эллипсом, неплоской замкнутой кривой, топологически эквивалентной окружности, или трилистным узлом. В одном варианте осуществления узел определяется на основе ввода пользователя. Кроме того, калибромер 21 может представлять собой поверхность, заключенную в узел. Такую поверхность можно определить, например, как совокупность всех отрезков, первый конец которых принадлежит одной определенной точке узла, а второй конец принадлежит другой точке узла. По альтернативному варианту узел может быть отображен на поверхности путем взаимно-однозначного непрерывного отображения, инверсный образ которого также непрерывен. Часть поверхности, заключенной в отображенном узле, может представлять собой калибромер. Все эти варианты осуществления являются демонстрацией изобретения, и их не следует толковать как ограничивающие объем притязаний формулы изобретения.

На Фиг. 3 схематично показана блок-схема для примера варианта осуществления интерфейса 300 пользователя для измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом интерфейс пользователя содержит:

- блок 310 изображения для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран;

- блок 320 размещения для размещения калибромера 21 в пространстве данных изображения;

- блок 330 масштабирования для выбора масштаба калибромера 21 с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения;

- блок 340 перемещения для перемещения калибромера 21 в пространстве данных изображения; и

- блок 350 калибромера для визуализации калибромера на изображении;

при этом калибромер 21 содержит узел для измерения объекта, причем объект измеряется на основе коэффициента масштабирования.

Пример варианта осуществления интерфейса 300 пользователя дополнительно содержит следующие блоки:

- блок 345 вращения для вращения калибромера 21 в пространстве данных изображения; и

- блок 370 памяти для хранения данных.

В одном варианте осуществления интерфейса 300 пользователя имеется три входных соединителя 381, 382 и 383 для поступающих данных. Первый входной соединитель 381 выполнен с возможностью приема данных, поступающих от средства хранения данных, такого как, но не только, жесткий диск, магнитная лента, флэш-память или оптический диск. Второй входной соединитель 382 выполнен с возможностью приема данных, поступающих с устройства ввода пользователя, такого как, но не только, мышь или сенсорный экран. Третий входной соединитель 383 выполнен с возможностью приема данных, поступающих с устройства ввода пользователя, такого как клавишная панель. Входные соединители 381, 382 и 383 соединены с блоком 380 управления вводом данных.

В одном варианте осуществления интерфейса 300 пользователя имеется два выходных соединителя 391 и 392 для исходящих данных. Первый выходной соединитель 391 выполнен с возможностью вывода данных на средство хранения данных, такое как жесткий диск, магнитная лента, флэш-память или оптический диск. Второй выходной соединитель 392 выполнен с возможностью вывода данных на устройство отображения. Выходные соединители 391 и 392 осуществляют прием соответствующих данных через блок 390 управления выводом данных.

Специалистам ясно, что существует много способов присоединения устройств ввода данных к входным соединителям 381, 382 и 383, а также устройств вывода данных к выходным соединителям 391 и 392 интерфейса 300 пользователя. Такие способы содержат проводное и беспроводное соединение, но не ограничены этим, локальную сеть передачи данных (LAN) и широкомасштабную сеть (WAN), Интернет, цифровую телефонную сеть и аналоговую телефонную сеть.

В одном варианте осуществления интерфейса 300 пользователя интерфейс 300 пользователя содержит блок 370 памяти. Интерфейс 300 пользователя выполнен с возможностью приема входных данных от внешних устройств через любой из входных соединителей 381, 382 и 383 и хранения полученных входных данных в блоке 370 памяти. Загрузка входных данных в блок 370 памяти обеспечивает быстрый доступ к соответствующей части данных блокам интерфейса 300 пользователя. Входные данные могут содержать, например, данные изображений. Блок 370 памяти может быть выполнен с использованием таких устройств как микросхема памяти с произвольной выборкой (RAM), микросхема постоянной памяти (ROM), и/или накопитель на жестком диске и жесткий диск. Блок 370 памяти может быть дополнительно выполнен с возможностью хранения выходных данных. Выходные данные могут содержать, например, данные для отображения калибромера 21. Блок 370 памяти может быть также выполнен с возможностью приема данных от блоков интерфейса 300 пользователя и доставки данных в блоки интерфейса 300 пользователя, содержащего блок 310 изображения, блок 320 размещения, блок 330 масштабирования, блок 340 перемещения, блок 345 вращения, а также блок 350 калибромера, через шину 375 памяти. Блок 370 памяти дополнительно выполнен с возможностью сделать выходные данные доступными для внешних устройств через любой из внешних соединителей 391 и 392. Хранение данных из блоков интерфейса 300 пользователя в блоке 370 памяти может предпочтительно повысить рабочие характеристики блоков интерфейса 300 пользователя, также как и скорость передачи выходных данных от блоков интерфейса 300 пользователя на внешние устройства.

Согласно альтернативному варианту интерфейс 300 пользователя может не содержать блока 370 памяти и шины 375 памяти. Входные данные, используемые интерфейсом 300 пользователя, могут подаваться, по меньшей мере, одним внешним устройством, таким как внешняя память или процессор, соединенным с блоками интерфейса 300 пользователя. Точно также, выходные данные, выработанные интерфейсом 300 пользователя, могут подаваться, по меньшей мере, на одно внешнее устройство, такое как внешняя память или процессор, соединенное с блоками интерфейса 300 пользователя. Блоки интерфейса 300 пользователя могут быть выполнены с возможностью приема данных друг от друга через внутренние соединители или по шине данных.

Блок 310 изображения интерфейса 300 пользователя выполнен для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран. Задачи, которые должен выполнить блок 310 изображения, включают в себя, например, определение окна просмотра для выведения изображения. Специалисту известны обычные функции, которые могут быть реализованы в вариантах осуществления блока 310 изображения.

Существует множество способов расчета вида 3D области пространства данных изображения. Вид может быть рассчитан с использованием, например, проекции максимальной интенсивности (MIP), проекции изоповерхности (ISP), а также прямой объемной визуализации (DVR). В MIP находят 3D-местоположение максимальной интенсивности вдоль проекционного луча. Луч проводят из плоскости обзора. Для найденного значения максимальной интенсивности вдоль луча можно установить значение интенсивности пикселя на плоскости обзора. В ISP проекционные лучи обрываются при пересечении представляющей интерес изоповерхности. Изоповерхность определяется как множество уровня функции интенсивности, т.е. как множество всех вокселов с одинаковым значением интенсивности. Дополнительную информацию по вопросам MIP и ISP можно найти в книге Barthold Lichtenbelt, Randy Crane, Shaz Naqvi, «Introduction to volume rendering», Hewlett-Packard Professional Books, Prentice Hall; Bk&CD-Rom edition (1998). В DVR посредством функции преобразования визуально воспроизводимая характеристика, такая как светонепроницаемость, ставится в соответствие значениям интенсивности, содержащимся в данных изображения. Реализация DVR описана в статье T. He et al, «Generation of Transfer Function with Stochastic Search Techniques», Proceedings of IEEE Visualization, pp. 227-234, 1996.

Объекты, такие как изоповерхности, могут быть идентифицированы в данных изображения и могут быть использованы для определения объектов в системах координат модели графического процессора. Графический конвейер графического процессора может быть использован для вычисления вида объектов, содержащихся в системах координат модели. Графический конвейер описан в книге J.D. Foley et al, «Computer graphics: Principles and practice», 2-nd Ed., Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, USA, 1996.

Специалисту ясно, что существует много способов, которые могут быть использованы для вычисления вида 3D области пространства данных изображения из данных изображения. Выбор способа вычисления вида 3D области пространства данных изображения не ограничивает объем притязаний формулы изобретения.

Блок 320 размещения интерфейса 300 пользователя выполнен для размещения калибромера 21 в пространстве данных изображения. Калибромер размещается в заданном местоположении пространства данных изображения или в месторасположении, определенном пользователем. При необходимости блок 320 размещения может быть выполнен с возможностью приема ввода пользователя для определения калибромера 21 из множества калибромеров для размещения.

Блок 330 масштабирования интерфейса 300 пользователя выполнен для выбора масштаба калибромера 21 с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения. Блок 330 масштабирования может быть выполнен с возможностью приема ввода пользователя с устройства ввода пользователя, например, такого как клавишная панель, мышь или шаровой манипулятор, и расчета размера калибромера 21 на основе этого ввода пользователя. Масштабирование калибромера 21 может быть изотропным и анизотропным. Например, масштабирование калибромера 21, определяемого окружностью, показанной на Фиг. 2, изотропно. Масштабирование калибромера 21, содержащего эллипс, может быть анизотропным и может осуществляться в направлении оси эллипса. Масштабирование трехмерного калибромера 21 может осуществляться во множестве направлений. При необходимости может быть определено множество коэффициентов масштабирования, например, по одному коэффициенту масштабирования для каждого направления масштабирования. При необходимости способ масштабирования может избираться и определяться пользователем.

Блок 340 перемещения выполнен для перемещения калибромера 21 в пространстве данных изображения. Блок 340 перемещения может быть выполнен с возможностью приема ввода пользователя с устройства ввода пользователя, например, такого как клавишная панель, мышь или шаровой манипулятор, и расчета перемещенного местоположения калибромера 21 на основе этого ввода пользователя. В одном варианте осуществления векторы перемещения по существу параллельны плоскости обзора. В другом варианте осуществления реализуются перемещения во всех направлениях в пространстве данных изображения. При необходимости пользователь может также увеличить или уменьшить изображение калибромера 21, если используется технология перспективного проецирования блоком 310 изображения для расчета вида области пространства данных изображения.

Блок 350 калибромера интерфейса 300 пользователя выполнен для визуализации калибромера 21 на изображении. Блок 350 калибромера выполнен с возможностью получения данных от блока 320 размещения, блока 330 масштабирования, а также блока 340 перемещения. На основе этих данных блок 350 калибромера дополнительно выполнен с возможностью расчета изображения калибромера 21 в пространстве данных изображения для визуализации калибромера 21 на изображении. При необходимости блок 350 калибромера может являться составной частью блока 310 изображения или может получать данные из блока 310 изображения для определения того как следует расположить калибромер в 3D области пространства данных изображения. Например, блок 350 калибромера может получать данные о значении глубины пикселя, расположенного в центре окружности, для расчета размера калибромера на этой глубине в перспективной проекции.

В одном варианте осуществления интерфейс 300 пользователя содержит блок 345 вращения для вращения калибромера 21 в пространстве данных изображения. Блок 345 может использовать произвольное число осей вращения. Для каждого вращения ось вращения и/или угол определяются пользователем, и данные ввода пользователя, определяющие ось вращения и/или угол, поступают в блок 345 вращения. Ось вращения может представлять собой одну из трех декартовых осей системы отсчета в пространстве данных изображения. Согласно альтернативному варианту ось вращения может являться осью калибромера. Блок 350 калибромера может быть выполнен с возможностью получения данных от блока 345 вращения. На основе этих данных блок 350 калибромера может быть дополнительно выполнен с возможностью расчета изображения вращаемого калибромера 21 в пространстве данных изображения для визуализации калибромера 21 на изображении.

На Фиг. 4 показаны многократные измерения одного объекта - позвоночника 41. Используя калибромер 21, пользователь может легко измерить различные параметры позвонков 41.

На Фиг. 5 показано использование калибромера для измерения диаметра основания полипа толстой кишки. Визуализация калибромера выполнена на проекции 51 развернутого куба с существенной перспективной деформацией. На Фиг. 5 показано, что реализация калибромера должным образом описывает изображения с перспективными проекциями. Размер частей 21-1 и 21-2 калибромера будет неодинаковым на разной глубине. Соответственно должна деформироваться форма круглого калибромера. Таким образом, проекция калибромера в перспективе будет некруглой. Эта особенность весьма полезна для тех, кто использует виртуальную колоноскопию.

На Фиг. 6 схематично показана реализация круглого калибромера в перспективной и параллельной проекции. Например, при заданном 2D-местоположении в плоскости обзора, обычно местоположении указателя мыши, блоком 310 изображения определяется 3D-местоположение Р в пространстве данных изображения. 2D-местоположение представляет центр окружности изображения 22 круглого калибромера 21. В случае перспективной проекции, показанной на верхнем изображении 61, действительный радиус окружности 22 для вывода на экран определяется на основе 3D-местоположения Р, а именно на основе расстояния между 3D-местоположением Р и точкой VP положения наблюдателя. В случае ортографической проекции радиус действительной окружности 21 идентичен радиусу выведенной на экран окружности 22, безотносительно 3D-местоположения Р.

Специалистам ясно, что возможны также другие варианты осуществления интерфейса 300 пользователя. Существует возможность в частности переопределить блоки интерфейса 300 пользователя и перераспределить их функции. Хотя описанные варианты осуществления применяются к медицинским изображениям, возможны также иные приложения интерфейса 300 пользователя, не связанные с медициной.

Специалисты также поймут, что интерфейс 300 пользователя, описанный в настоящем документе, может быть полезным инструментом для оказания помощи врачу во многих аспектах работы.

Блоки интерфейса 300 пользователя могут быть реализованы с использованием процессора. Обычно их функции выполняются под контролем компьютерного программного продукта. В процессе выполнения компьютерный программный продукт обычно загружен в память, такую как RAM, и выполняется из нее. Программа может быть загружена из фоновой памяти, такой как ROM, жесткий диск или запоминающее устройство на магнитном носителе и/или оптическое запоминающее устройстве, либо может быть загружена по сети, такой как Интернет. При необходимости описанное функционирование может быть обеспечено интегральной схемой специализированного применения.

На Фиг. 7 показана блок-схема алгоритма в примере реализации способа 700 измерения объекта, изучаемого на изображении, вычисленном из данных изображения. Осуществление способа 700 начинается с этапа 710 формирования изображения для визуализации данных изображения на изображении. После этапа 710 формирования изображения в способе 700 осуществляется переход к этапу 720 размещения для размещения калибромера 21 в пространстве данных изображения. После этапа 720 размещения в способе 700 осуществляется переход к этапу 750 формирования калибромера для визуализации калибромера 21 на изображении. После этапа формирования калибромера способ 700 позволяет пользователю манипулировать калибромером. Это достигается на этапе 725 манипулирования, содержащем этап 730 масштабирования для выбора масштаба калибромера 21 с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения, этап 740 перемещения для перемещения калибромера 21 в пространстве данных изображения, а также этап 745 вращения для вращения калибромера 21 в пространстве данных изображения. После этапа 725 манипулирования в способе 700 осуществляется переход к этапу 750 формирования калибромера. После этапа 750 формирования калибромера в способе 700 осуществляется возврат к этапу 725 манипулирования для дополнительного манипулирования калибромером в пространстве данных изображения или его прекращение. Калибромер 21 в способе 700 содержит узел для измерения объекта. Объект измеряется на основе коэффициента масштабирования, используемого для масштабирования калибромера.

Специалист может изменить порядок чередования некоторых этапов или выполнить некоторые этапы параллельно, используя модели обработки сообщений, мультипроцессорные системы или множественные процессы, без отхода от идеи настоящего изобретения. При необходимости два или более этапов способа 700 настоящего изобретения могут быть объединены в один этап. При необходимости один этап способа 700 настоящего изобретения может быть разбит на множество этапов.

На Фиг. 8 схематично показан пример варианта осуществления устройства 800 сбора изображений, использующего интерфейс 300 пользователя, при этом упомянутое устройство 800 сбора изображений содержит блок 810 сбора изображений CT, соединенный через внутреннее соединение с интерфейсом 300 пользователя, входной соединитель 801 и выходной соединитель 802. Такая схема предпочтительно увеличивает функциональные возможности устройства 800 сбора изображений, предоставляя упомянутому устройству 800 сбора изображений предпочтительные возможности интерфейса 300 пользователя.

На Фиг. 9 схематично показан пример варианта осуществления рабочей станции 900. Рабочая станция содержит шину 901 второго интерфейса пользователя. Процессор 910, память 920, дисковый адаптер 930 ввода-вывода (I/O) и второй интерфейс 940 пользователя (UI) функционально соединены с шиной 901 второго интерфейса пользователя. Дисковое запоминающее устройство 931 функционально соединено с дисковым (I/O) адаптером 930. Клавишная панель 941, мышь 942 и устройство 943 отображения функционально соединены с UI 940. Интерфейс 300 пользователя по изобретению, реализованный в качестве компьютерной программы, хранится в дисковом запоминающем устройстве 931. Рабочая станция 900 выполнена с возможностью загрузки программы и входных данных в память 920 и выполнения программы на процессоре 910. Пользователь может вводить информацию на рабочую станцию 900 с применением клавишной панели 941 и/или мыши 942. Рабочая станция выполнена с возможностью вывода информации на устройство 943 отображения и/или на диск 931. Специалисту ясно, что существует множество других вариантов осуществления рабочей станции 900, известных на данном уровне техники, и что настоящий вариант осуществления служит цели описания изобретения и его не следует понимать как ограничивающий изобретение рамками лишь этого варианта осуществления.

Следует понимать, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники смогут разработать альтернативные варианты осуществления без отхода от объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые ссылочные знаки, помещенные между скобками, не должны толковаться как ограничивающие формулу изобретения. Термин «содержащий» не исключает наличия элементов или этапов, не приведенных в формуле изобретения или в описании. Использование единственного числа не исключает наличия множества элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратного обеспечения, содержащего ряд отличимых элементов, а также посредством вычислительной машины с хранимой программой. В пунктах формулы изобретения по интерфейсу пользователя, в которых перечисляются отдельные блоки, некоторые из этих блоков могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Использование терминов «первый», «второй», «третий» и т.д. не предполагает упорядоченной последовательности. Эти термины следует понимать как наименования.

1. Интерфейс (300) пользователя для измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом интерфейс пользователя содержит: блок (310) изображения для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран; блок (320) размещения для размещения калибромера (21) в пространстве данных изображения, при этом калибромер (21) содержит узел для измерения объекта; блок (330) масштабирования для выбора масштаба калибромера (21) с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения, при этом блок масштабирования выполнен с возможностью приема ввода пользователя с устройства ввода пользователя и расчета размера калибромера на основе этого ввода пользователя; блок (340) перемещения для перемещения калибромера (21) в пространстве данных изображения и блок (350) калибромера для визуализации калибромера (21) на изображении; при этом объект измеряют на основе коэффициента масштабирования.

2. Интерфейс пользователя по п.1, дополнительно содержащий блок (345) вращения для вращения калибромера (21) в пространстве данных изображения.

3. Интерфейс пользователя по п.2, в котором узел представляет собой незаузленный узел и является, по существу, плоским.

4. Интерфейс пользователя по п.3, в котором узел представляет собой окружность.

5. Интерфейс пользователя по п.1, в котором данные изображений и калибромер отображаются с использованием способа перспективного проецирования.

6. Интерфейс пользователя по п.1, предназначенный для измерения диаметра кровеносного сосуда.

7. Устройство (800) сбора изображений, содержащее интерфейс (300) пользователя по п.1.

8. Рабочая станция (900), содержащая интерфейс (300) пользователя по п.1.

9. Способ (700) измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, при этом способ содержит: этап (710) формирования изображения для визуализации данных изображения на изображении для выведения на экран; этап (720) размещения для размещения калибромера (21) в пространстве данных изображения, при этом калибромер (21) содержит узел для измерения объекта; этап (730) масштабирования для выбора масштаба калибромера (21) с помощью коэффициента масштабирования в некотором направлении в пространстве данных изображения, при этом этап масштабирования выполнен с возможностью приема ввода пользователя с устройства ввода пользователя и расчета размера калибромера на основе этого ввода пользователя; этап (740) перемещения для перемещения калибромера (21) в пространстве данных изображения и этап (750) формирования калибромера для визуализации калибромера (21) на изображении; при этом объект измеряют на основе коэффициента масштабирования.

10. Машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраненный на нем компьютерный программный продукт, содержащий инструкции для измерения объекта, изучаемого на изображении, рассчитанном по данным изображения, причем компьютерный программный продукт, будучи загруженным, обеспечивает блок обработки данных возможностью выполнить этапы способа по п.9.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сканирующим системам, в частности к коррекции ошибок в медицинских сканирующих системах. .

Изобретение относится к области распознавания образов, а именно к способам идентификации личности человека с помощью двух и более разнесенных видеокамер с заранее известным их расположением с применением трехмерной реконструкции лица человека.

Изобретение относится к области видеокомпрессии, в частности к области поиска векторов перемещений блоков изображения и способу кодирования векторов перемещений.

Изобретение относится к средствам обработки видеоданных. .

Изобретение относится к средствам обработки изображений. .

Изобретение относится к области формирования видеоизображения. .

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при биомеханических исследованиях, в спорте, в нейрофизиологических исследованиях для проведения ранней диагностики заболеваний различных функциональных систем человека, а также при оценке профессиональной пригодности.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским фильтрам в коллиматоре для регулирования энергии пучка рентгеновских лучей в компьютерных томографических системах.
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для компьютерной томографической ангиографии с компенсацией дыхательного движения. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским устройствам и способам получения рентгеновских изображений. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим системам и способам визуализации с помощью оптической когерентной томографии. .

Изобретение относится к медицине, рентгенологии, стоматологии и предназначено для анализа рентгеновских снимков, как пленочных, так и цифровых, путем идентификации патологического участка по локальному уменьшению плотности костной ткани, проявляющемуся в локальном потемнении снимка.

Изобретение относится к медицине, радионуклидной диагностике в урологии и нефрологии с оценкой состояния паренхимы почек при врожденных и приобретенных заболеваниях почек и мочевыводящих путей.
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и предназначено для оценки эффективности комбинированного органосохраняющего лечения ретинобластомы у детей.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортодонтической стоматологии, и предназначено для диагностики и оценки зубочелюстных аномалий у детей от 6 до 11 лет. .

Изобретение относится к медицине, а именно хирургии и медицинской технике, и может быть использовано при выполнении фистулографии под контролем рентгена или компьютерного томографа для визуализации прямой кишки и анального канала
Наверх