[发明专利]2D/3D集成式轮廓编辑器

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2004年11月27日提交的美国临时专利申请60/631,201的优先权。所述临时专利申请的公开内容整体在此引用作为参考。

技术领域

本申请涉及3D数据组的交互式显像，更具体而言，涉及通过限定多个2D轮廓对3D数据中的对象进行分割。

背景技术

在多种病理学的分析和显像中，能够从给定组医学图像分割多个解剖对象是一种重要的手段。已经实现多种常规方法来自动执行该过程。关于自动分割已经很好限定和分隔的解剖结构，它们已经通常能够获得良好的结果。然而，通常不能这么容易地对解剖结构进行分割。通常，解剖结构在空间上连接到具有类似特征的其他结构，这使得达到分割精度变得更加困难。在这些情况下，自动分割不能获得准确的结果，因为在自动区分类似相邻结构时存在固有困难。

一种解决上述问题的技术方案为在分割过程中包括用户输入。这例如能够通过让用户手动限定分割区域，或者更准确说，限定期望对象及其周围之间的交界线来实现。这些区域和/或它们的交界线还被称为轮廓。通过输入关于一组医学图像数据的多个2D片段的轮廓信息，可以基于用户指定轮廓的边界线来分割体对象。由于手动描绘是枯燥乏味的，因此可以包括半自动化方法，例如轮廓检测，来使得这种轮廓限定更为便利。虽然手动画轮廓花费的时间比相应的自动过程要多，但是它使得用户可以在分割体对象时具有完全的灵活性和控制性，这种效果利用纯自动过程是无法实现的。

因此，可以获得多种常规轮廓编辑软件包。这些程序试图提供工具来协助用户限定轮廓。通常，用户面前呈现2D界面，在该2D界面中，能够选择和观测体对象的多个片段。然后绘制图像片段本身的轮廓。然而，这种界面受到严重限制，因为在许多情况下用户本身不能基于观测单个片段图像来区分多种解剖结构。在这些情况下，用户需要滚动屏幕观测多个图像片段来获得真实的解剖结构的准确透视图。

一些常规软件通过提供切换模式来克服该限制，该切换模式使得用户可以在2D图像片段视图和3D体对象视图之间切换。其他的方法包括将显示屏幕分割成多个视窗，在不同视窗当中同时示出2D和3D视图。虽然这种范例能够在数据显像当中协助用户，但是它不能提供在限定轮廓的同时作用到3D体对象的无缝衔接方法。为了交互2D或3D，用户仅能够在指定窗口中进行操作。而且，这些软件程序提供的手段主要集中于限定2D轮廓，而并不便于交互作用到3D对象本身。

为了缓解用户限定轮廓的负担，这种常规软件有时还提供多种工具，以基于用户输入自动检测这些轮廓。然而，这些工具通常需要用户设定和调整多个参数来获得准确结果。

因此需要一种在集成式交互3D显像操纵和编辑环境中分割3D对象的2D轮廓的改进方法。

发明内容

本发明提供用于完全集成式轮廓编辑器的系统和方法。在本发明的示例性实施例中，随3D界面提供2D界面，该2D界面使得用户可以在某时限定和编辑数据组的一个图像片段上的轮廓，该3D界面使得用户可以交互作用到整个3D数据组。2D界面和3D界面完全集成，在2D界面中限定或编辑的轮廓同时显示在3D数据组的相应位置中。2D轮廓能够利用多种容易获得的工具来创建和编辑，当用户指示选定的关注区域时，在3D数据组内指示的关注区域使得相关的2D片段被显示在2D界面中。在本发明的示例性实施例中，系统能够基于用户限定的顶部轮廓和底部轮廓而自动产生轮廓，并且能够利用多个数据组重新映射轮廓。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性实施例的单个集成式轮廓编辑环境；

图2示出利用根据本发明的示例性实施例的示例性指点工具而示例性限定指点模式中的轮廓；

图3示出根据本发明的示例性实施例对于图2所示的用户指定的点进行示例性自动轮廓检测功能操作的结果；

图4A-4B示出根据本发明的示例性实施例利用描绘工具编辑示例性现存轮廓；

图5示出根据本发明的示例性实施例在指点模式中编辑示例性轮廓后背；

图6示出根据本发明的示例性实施例的所有可用功能和工具的示例性轮廓编辑器工具和界面的屏幕照片；

图7示出根据本发明的示例性实施例由用户选择3D对象中的关注区域；

图8示出根据本发明的示例性实施例立即存取对应于图7所示的选定区域的片段；

图9示出根据本发明的示例性实施例在示例性集成环境中的4D轮廓的视图；

图10示出根据本发明的示例性实施例；