[发明专利]3D图像导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学3D成像，更特别地，它涉及用来通过之前由图像采集设备获得的医学3D图像进行导航的方法。

背景技术

以无创方式检查患者内部的需求带来如MR、CT或PET的多种体积扫描物理治疗设备的发明。这些扫描仪产生在叠加在研究中的主体上的精细体积网格上测量的身体属性的大体积数据集。

为了容易地可视地检查该体积数据集，已经发明了体积渲染方法来直接以3D表示显示所述体积。那些方法包括直接体积渲染、最大强度投影（MIP）、最小强度投影（MinIP）、平均强度投影、数字放射成像重建（DRR）、双对比钡剂造影仿真（DCBE）等等。这些体积渲染方法使检查者能够以3D显示、旋转、放大且摇摄（pan）体积数据集。

这种体积成像提供了增强的解剖学细节的可视化，并且方便了医师的观察，并且给他更好的进入患者体内的结构的内部视图。

也经常在通过被计算且可视化的体积数据集对2D切片图像（分段）执行多维图像的检查。可以计算在空间以6维的切片。用于计算这样的切片的技术是例如多平面重组（MPR）技术。

为了给医师最佳的进入患者体内的结构的可能的洞察力，医师通过3D体积进行导航并且评估上述切片图像。对于用户与显示的3D图像的交互作用而目前可得的导航工具是相当复杂的。

为了探究3D数据，例如，3D鼠标可以用作导航工具。然而，这些设备是昂贵的且需要大量的努力来学习与所述设备一起工作，因为用户界面不是完全直观的。

在文章‘Explore in 3D: a new virtual image navigation tool’, Michael Teisler, 1 August 2006, SPIE newsroom, DOI: 10.117/2.1200607.0222中已经意识到这个问题。

为了克服这个问题，在该文章中已经提出了解决方案，其基于模仿超声检查的思想，在所述超声检查中，患者身体的切片图像是用手持式3D鼠标生成的。全体积数据集的3D视图与任意定位的切片图像和可选的切割平面一起在显示设备上示出。在第二显示设备上，2D视图与作为2D图像的一个选定切片图像一起示出。取代传统的2D鼠标，手持式3D鼠标用作用户的交互设备。3D鼠标在空间中的位置和方向用来定义切片图像的或整个虚拟体积的位置和方向。

即使利用上述导航方法，导航仍是特别地困难，因为用户必须一方面在空间中操纵3D鼠标且必须另一方面跟随并评估该操纵在显示屏幕上的效果，并且这些显示经常将在不同的平面和方向上。因为被观察的“对象”明显不同于被操纵的“对象”，所以需要在鼠标在空间中的移动与该移动的所显示的结果之间的精神和身体的协调，并且通常是高要求的。

由此本发明的目标是提供一种克服上述缺点的用来通过之前获得的3D图像进行导航的导航方法。

 

发明内容

上文提及的方面是通过具有在权利要求1中陈述的具体特征的方法来实现的。

本发明的优选实施例的具体特征在从属权利要求中陈述。

本发明的方法优于现有技术，因为在现有技术中，导航设备，即3D鼠标在空间中的位置和方向与在显示设备上显示的切片不一致。用户仍需要许多努力来协调鼠标操纵与在显示设备上所看到的内容。

本发明的导航方法直观得多。用本发明的平板操纵，用户看着对象，好像他真的在切割它。虚拟切割操作的结果立即在平板电脑上看到（作为切片图像），借助所述平板电脑，他执行虚拟切割操作。这种形式的操纵不需要3D设备在空间中的移动与切片在显示屏幕上的显示的协调和解释。

虚拟切割平面和执行切片图像的显示所在的平面是相同的，所述虚拟切割平面由定位导航设备（例如平板电脑）所在的平面的位置和方向定义。不需要用来协调导航工具的操纵与操纵（切片图像的显示）效果的努力。

导航工具用作切割通过3D体积的虚拟手术刀平面。用户在平板电脑的屏幕上看到的图像是当他在他利用的位置和方向处对虚拟3D对象切片时他所得到的图像。因此，用户不需要额外的眼手协调努力以将“设想的”移动转化为“需要的”移动。

从以下的描述和相关联的附图中，本发明的进一步的优点和实施例将变得显而易见。

附图说明

图1示出了系统的实施例，借助所述系统可以实施本发明的导航方法。

具体实施方式

图1示出了系统，在所述系统中可以实施本发明的方法。