[发明专利]使用深度加权彩色化的体绘制方法和装置

说明书

本实施例通常涉及医疗系统，并且更具体地涉及使用深度加权彩色化 的体绘制方法和装置。

Levoy在20世纪80年代后期提出了体绘制的概念，这可直接从3D对 象（即，数的3D矩阵）创建类3D（3D-like）图像。早先的方法要求首先 将3D体转换成一组离散和量子化表面（例如，移动立方体算法）。Levoy 采用眼睛/视网膜如何看视觉世界的光物理模型，其中，该模型描述了一种 方法，通过该方法光线投射线（与图像平面的单个象素相对应）以由相对 于正在被可视化的3D对象的观察者位置决定的方式与体积相交叉。分配给 象素的值包含复合运算，这沿着光线投射线整合所插值的样本。这样的方 法典型地用于几乎所有3D医学成像应用。

自Levoy里程碑式的论文之后，已经书写了许多描述用于增强视觉深 度提示（即，用于帮助观察者确定结构相对于观察者有多远或多近）的各 种方法的文章。尽管没有穷尽，下述列表突出了一些用于传达深度感知的 较流行的技术：前景遮挡（例如，近处的结构遮掩远处的结构）、立体观察 （例如，典型地需要复杂的观察方法）、透视（例如，较远的结构较小）、 对象识别（例如，椅子）、旋转（例如，人工运动）、散焦（例如，针对远 处的结构）、深度阴影（例如，较远的结构较暗/有阴影）以及梯度照明。

当（a）使用标准2-D监视器和LCD显示器；（b）缺乏用于支持重度 分割的显示的对比度分辨率（例如，在半透明结构和不透明结构之间进行 区分）；（c）3D对象不易于识别（例如，内部解剖结构）；（e）体积含有噪 声；或（f）结构是静态的时，这种技术也不起作用。

因此，在本领域内需要克服所述问题的改进的方法和系统。具体地， 当使用体绘制时，需要一种用于区分结构深度的改进的方法。

根据第一方面，公开了一种体绘制方法，包括以下步骤：

获得表示沿着各个光线投射线的一个或多个不透明结构的第一复合平 面的数据；

根据所述第一复合平面来计算第二复合平面的数据，其中，所述第二 复合平面的所述数据指示沿着所述光线投射线的所述一个或多个不透明结 构的均方根（RMS）深度；

根据所述第二复合平面的所述数据生成深度加权图像；

根据所述RMS深度来确定在两个不同彩色化调色板之间的深度加权 颜色值；以及

将所述第二复合平面的所述数据应用到所述第一复合平面以生成深度 加权彩色化的体绘制图像。

根据第二方面，公开了一种用于体绘制的装置，包括：

显示器；

耦连到所述显示器的计算机/控制单元，其中，所述计算机/控制单元向 所述显示器提供用于绘制屏幕视图的数据；以及

耦连到所述计算机/控制单元的设备，用于向所述计算机/控制单元提供 输入，其中，响应于所述输入，所述计算机/控制单元执行根据第一方面所 述的体绘制方法。根据第三方面，公开了一种用于体绘制的装置，包括：

用于获得表示沿着各光线投射线的一个或多个不透明结构的第一复合 平面的数据的模块；

用于根据所述第一复合平面来计算第二复合平面的数据的模块，其中， 所述第二复合平面的所述数据指示沿着所述光线投射线的所述一个或多个 不透明结构的均方根深度；

用于根据所述第二复合平面的所述数据生成深度加权图像的模块；

用于根据沿着所述光线投射线的所述一个或多个不透明结构的深度度 量来确定两个不同彩色化调色板之间的深度加权颜色值的模块；以及

用于将所述第二复合平面的所述数据应用到所述第一复合平面以生成 深度加权彩色化的体绘制图像的模块。

图1是如本领域已知的三维（3D）超声图像的二维（2D）屏幕视图；

图2是根据本公开的一个实施例使用深度加权彩色化的体绘制方法的 流程图；

图3是根据本公开的一实施例使用深度加权彩色化的体绘制方法和系 统中使用的并指示相对结构深度的深度图的示例的2D屏幕视图；

图4是根据本公开的一实施例使用深度加权彩色化的体绘制方法和系 统中使用的2D彩色化查找表（LUT）的示例的2D屏幕快照视图；

图5是利用根据本公开的一个实施例使用深度加权彩色化的体绘制方 法和系统而获得的深度彩色化体绘制的示例的2D屏幕快照视图；