[0002] 本中请要求以下专利申请的优先权：2011年2月28日提交的标题为“Method and System for Interactive Control of Window/Level Parameters of Multi-Image Displays”的美国临时申请序号61/447,667号，所述申请的公开内容是以引用的方式全部并入本文。2010年6月23日提交的标题为“Mechanism for Dynamically Propagating Real-Time Alterations of Medical Images”的共同拥有的美国专利申请序号12/821,977；2010年6月23日提交的标题为“Mechanism for Advanced Structure Generation and Editing”的美国专利申请序号12/821,985号；以及2010年10月27日提交的标题为“Visualization of Deformations Using Color Overlays”的美国专利中请序号12/925,663，特此以引用的方式全部并入本专利申请。
技术领域
[0003] 本
发明总体上涉及医学成像处理，并且更具体地说涉及当同时或以掺叠视图(blended view)显示图像时对多个图像的视窗/级别(window/level)调整进行交互控制。
背景技术
[0004] 医学图像
扫描仪，如x射线、计算机
断层(CT)、锥束计算机断层(CBCT)、
磁共振成像(MRI)、
正电子发射断层(PET)、或超声，通常获取在非常高的动态范围内的原始强度值。例如，数种可商购获得的
计算机断层扫描仪能够
覆盖约4,000种不同强度的范围。这种高动态范围通常太大以至不适合大多数显示装置。因此，切合实际的是将高动态范围映射到较小的强度间隔，如典型的计算机显示器的256个不同的灰度值。这可以通过设置两个参数：范围的宽度(也称为“视窗”)和范围的中心(也称为“级别”)通过从完整的输入强度范围中选出感兴趣的连续范围来完成。然后，为了显示图像，将在此范围内的所有输入强度连续地映射到输出强度的完整范围。将低于和高于此范围的输入强度映射到最小输出强度和最大输出强度。这种映射技术不仅用来解决上述显示装置的技术限制，还将人眼对区分所有输入强度不足够敏感作为因素计入。选择小的强度视窗允许提高所感兴趣的特定范围内的图像
对比度，而同时掩蔽可能不包含相关信息的所有其它强度。来自于所描述的映射技术的输出不局限于灰度值。所述强度视窗也可以建立输入值与用户定义的
色彩表(color map)之间的映射。
[0005] 在选择合适的视窗和级别参数方面，数种不同的方法是可能的。已经开发了不同
算法用于基于图像内容、显示属性以及所需的情况来自动确定这些值。然而，大多数显示系统另外包括用于手动地、例如(对于自动算法不能够产生目标结果的情况)通过键入数字或通过移动滑
块来设置这些值的工具。
[0006] 因此，需要具有一种用于简化在两个或更多个用于医学图像应用和仪器的图像的同时显示中的手动视窗/级别调整的系统和方法。
发明内容
[0007] 本发明是针对一种用于交互控制同时显示的具有高动态范围的多个图像的方法、系统以及制品，针对所述多个图像编程
软件自动化过程来降低管理和查看所述多个图像的后视窗/级别调整的复杂性。医学图像控制引擎被配置为提供数种同步功能的能
力，所述引擎包括输入模块、掺叠因子(blending factor)同步模块、视窗/级别同步模块、显示模块以及图像
存储器。在掺叠视图中的两个图像的视窗/级别调整的第一情景中，其中两个图像被显示为半透明的重叠(overlay)，掺叠因子同步模块被配置为将一个图像的视窗/级别控制的激活与影响这两个图像的透明掺叠因子进行自动相关联。在放射疗法中，这样的视图例如用于患者
定位。在每个
治疗部分(fraction)的开始，将患者安置在治疗机器处并获取CBCT。此图像与已用于治疗计划的初始CT一起以掺叠视图来显示。然后，使用这两个图像之间的偏差来校正患者的
位置以符合治疗计划。在两个或更多个图像的视窗/级别调整的同步化的第二情景中，视窗/级别同步模块被配置为当用户对一个图像的视窗/级别控制进行调整时自动改变所有剩余的图像的视窗/级别参数，以使得具有更新的视窗/级别参数的所有图像同时、或大致同时来显示。在放射疗法的实例中，这可以用来并排显示所有的定位CBCT，以用于将
肿瘤随着治疗时间的进展
可视化。
[0008] 在本发明的第一个方面中，医学图像控制引擎被配置为响应于有意的动作而自动调整未受影响的图像的透明度，以与受影响的图像的视窗/级别控制进行交互。所述受影响的图像变得完全不透明，而所述未受影响的图像变得完全透明，以使得所述受影响的图象能够透过所述未受影响的图像。在两个图像的掺叠视图中，一个图像的透明度与另一个图像的透明度逆相关，以使得当一个图像完全不透明时，另一个图像完全透明。将受影响的图像的视窗/级别控制的激活与透明度掺叠因子的移动相关联，以使得与受影响的图像的视窗/级别控制的交互致使透明度掺叠因子一直在一个方向上滑动。如果用户选择调整第一图像的视窗/级别参数，那么第一图像变得完全不透明，因为对于第一图像来说透明度掺叠因子为0％，而第二图像变得完全透明，因为对于第二图像来说透明度掺叠因子为100％。如果用户选择调整第二图像的视窗/级别参数，那么第二图像变得完全不透明，因为对于第二图像来说透明度掺叠因子为0％，而第一图像变得完全透明，因为对于第一图像来说透明度掺叠因子为100％。只要用户在与第一图像的视窗/级别控制或第二图像的视窗/级别控制进行交互，所述透明度状态就被保持。在用户完成与同特定图像相关的视窗/级别控制的交互后，所述透明度掺叠因子的程度就重置为其原始值。
[0009] 在本发明的第二个方面中，医学图像控制引擎被配置为提供多个图像的视窗/级别参数的同步交互式
修改。当用户在与同特定的图像相关的视窗/级别控制进行交互时，视窗/级别同步模块不仅调整此图像的视窗/级别参数，而且还将所述改变传播到所有其它图像。因此，所有的图像视图和视窗/级别参数均自动更新。如果系统显示N个图像，那么当调整所述N个图像中的一个(
选定的图像)的视窗/级别参数时，所述系统对未选定的图像(总计N-1个图像)执行N-l同步机制。所述同步机制可以使用多种多样的技术来实施，例如，广义映射法；传递法(pass-through method)以及直方图均衡化法。
[0010] 概括地说，一种用于调整多个图像的计算机实施的方法包括：将第一图像和第二图像以掺叠视图显示在显示器上，所述第一图像与第一视窗/级别参数相关联并且所述第二图像与第二视窗/级别参数相关；调整第一图像的第一视窗/级别参数，从而致使透明度掺叠因子改变为第一值；并且基于对第一视窗/级别参数和透明度掺叠因子的调整，在显示器上以掺叠视图显示第一图像和第二图像。
[0011] 本发明提供了一种在用户调整一个图像的视窗/级别时来有效地使两个医学图像的显示自动化、而不需要手动调整透明度掺叠因子的方法。
[0012] 在下面的详细描述中公开了本发明的结构和方法。此概述并不旨在限定本发明。本发明由
权利要求书限定。结合以下描述、随附权利要求以及
附图，本发明的这些和其它实施方案、特征、方面以及优点将得以更好地理解。
附图说明
[0013] 将相对于具体的实施方案对本发明进行描述，并且将参考附图，其中：
[0014] 图1是图解出根据本发明的用于调整多个图像显示的视窗/级别参数的示例性交互式
计算机系统的第一系统实施方案的方
框图。
[0015] 图2是图解出根据本发明的示例性多图像控制引擎的方框图。
[0016] 图3是图解出根据本发明的掺叠视图中的、没有任何视窗/级别调整的图像的视窗/级别调整平台的屏幕截图。
[0017] 图4A是图解出根据本发明的具有视窗/级别和掺叠因子控制的掺叠图像视图的直观图；图4B是图解出根据本发明的具有设定为零的掺叠因子的掺叠图像视图的直观图；并且图4C是图解出根据本发明的具有设定为一的掺叠因子的掺叠图像视图的直观图。
[0018] 图5是图解出根据本发明相对于图3在掺叠图像显示上的第一图像的视窗/级别调整的屏幕截图。
[0019] 图6是图解出根据本发明相对于图3在掺叠图像显示上的第二图像的视窗/级别调整的屏幕截图。
[0020] 图7是图解出根据本发明的用于在掺叠视图中执行视窗/级别调整的示例性方法的
流程图。
[0021] 图8是图解出根据本发明的用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的方法的流程图。
[0022] 图9A是图解出根据本发明的用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的广义映射法的第一实施方案的方框图；图9B是图解出根据本发明的用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的传递法的第二实施方案的方框图；并且图9C是图解出根据本发明的用于执行如图8中所描述的多个图像的同步视窗/级别调整的直方图均衡化法的第三实施方案的方框图。
[0023] 图10是图解出根据本发明的用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的示例性直方图均衡化方法的流程图。
[0024] 图11是图解出根据本发明的可由
云客户端
访问的用于医师查看和调整多个图像显示的视窗/级别参数的云计算环境的第二系统实施方案的方框图。
具体实施方式
[0025] 参考图1至图11，提供了本发明的结构实施方案和方法的描述。应理解的是，无意将本发明局限于具体公开的实施方案，而是本发明可以使用其它特征、要素、方法以及实施方案来实践。在不同实施方案中，相同的元件通常用相同的参考标号来引用。
[0026] 图1是图解出用于调整多个图像显示的视窗/级别参数的示例性交互式计算机系统的方框图，本发明的系统实施方案可以按此示例性交互式计算机系统来实施。计算机系统10包括用于处理信息的处理器12，并且处理器12被联结到总线14或其它用于发送和接收信息的通信介质。处理器12可为图1的处理器12的实例，或用于执行本文所描述的各种功能的另一处理器。在一些情况下，计算机系统10可以用于将处理器12实施为芯片系统集成
电路。计算机系统10还包括主存储器16，如
随机存取存储器(RAM)或联结到总线14的用于存储信息和有待由处理器12执行的指令的其它动态存储装置。主存储器16还可以用于在处理器12执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统10进一步包括
只读存储器(ROM)18或联结到总线14的用于为处理器12存储静态信息和指令的其它静态存储装置。提供了数据存储装置20，如磁盘(例如，
硬盘驱动器)、光盘或快闪存储器，并将其联结到总线14用于存储信息和指令。计算机系统10(例如，桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机(tablet))可以在使用Microsoft公司的 、Apple公司的
MacOS或iOS、Linux、UNIX和/或Google公司的Android的任何
操作系统平台上运行。
[0027] 计算机系统10可以经由总线14联结到显示器22，如用于将信息显示给用户的扁平面板。包括字母数字输入、笔输入或
手指触摸屏输入、以及其它键，的输入装置24被联结到总线14，用于将信息和命令选择传达给处理器12。另外一种类型的用户输入装置是
光标控制26，如
鼠标(有线或无线)、
轨迹球、激光远程鼠标控制或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传达给处理器12并用于控制光标在显示器22上的移动。这种输入装置通常具有在两个轴、即第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)上的两个
自由度，所述两个自由度允许所述装置在平面内
指定位置。
[0028] 根据本文所描述的实施方案，计算机系统10可以用于执行各种功能(例如，计算)。根据一个实施方案，所述用途由计算机系统10响应于处理器12执行包含在主存储器16中的一个或多个指令的一个或多个序列来提供。所述指令可以从另一计算机可读介质(如存储装置20)读入到主存储器16中。包含在主存储器16中的指令序列的执行致使处理器12执行本文所描述的方法步骤。也可以采用成处理安排的一个或多个处理器来执行包含在主存储器16中的指令序列。在替代实施方案中，可以使用硬接线电路来代替或组合软件指令来实施本发明。因此，本发明的实施方案并不局限于
硬件电路与软件的任何特定组合。
[0029] 如本文所用的术语“计算机可读介质”指参与提供指令给处理器12以用于执行的任何介质。计算机可读介质的常见形式包括(但不限于)，非易失性介质、易失性介质、传输介质、
软盘、柔性盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其它
磁性介质、CD-ROM、DVD、蓝光光盘、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其它具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式磁带、如下文中所描述的载波或计算机可以读取的任何其它介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，如存储装置20。易失性介质包括动态存储器，如主存储器16。传输介质包括同轴
电缆、
铜线以及光纤。传输介质也可以采用
声波或光波的形式，如在
无线电波和红外数据通信期间所产生的那些声波或光波。
[0030] 在将一个或多个指令的一个或多个序列携载给处理器12以用于执行中可能涉及各种形式的计算机可读介质。例如，指令最初可能携载在远程计算机的磁盘上。所述远程计算机可以将所述指令加载到其动态存储器中，并在通信链路28上发送所述指令。计算机系统10包括通信
接口30，以用于接收通信链路28上的数据。总线14将所述数据携载到主存储器16，处理器12从所述主存储器提取和执行所述指令。可以任选地将由主存储器16接收到的指令在由处理器12执行之前或之后存储在存储装置20上。
[0031] 联结到总线14的
通信接口30提供了与网络链路28的双向数据通信联结，所述网络链路连接到通信网络32。例如，通信接口30可以按多种方式来实施，如综合业务数字网络(ISDN)、提供与兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡、无线局域网(WLAN)和广域网(WAN)、蓝牙以及蜂窝
数据网络(例如3G、4G)。在无线链路中，通信接口30发送和接收携载表示各种类型的信息的数据流的电
信号、电磁信号或
光信号。
[0032] 通信链路28通常通过一个或多个网络提供与其它装置的数据通信。例如，通信链路28可以通过通信网络32提供与医疗设备34的连接，所述医疗设备如x射线扫描仪、
CT扫描仪、CBCT的扫描仪、MRI扫描仪、PET扫描仪、超声扫描仪或图像存档，如PACS系统。在通信链路28上传输的图像数据流可以包括
电信号、电磁信号或光信号。携载数据到计算机系统10和从其携载数据的通过各种网络的信号和在通信链路28上并通过通信接口30的信号是传输信息的载波的示例性形式。计算机系统10可以通过网络32、通信链路28以及通信接口30发送消息和接收数据，包括图像文件和程序代码。
[0033] 或者，图像文件可以通过便携式存储装置如USB快闪驱动器手动传输，以用于加载到计算机系统10的存储装置20或主存储器16中，而不必经由网络32和通信链路28将所述图像文件传输到通信接口30。
[0034] 图2是图解出示例性的医学图像控制引擎36的方框图，所述医学图像控制引擎包括掺叠因子同步模块38和视窗/级别同步模块40。医学图像控制引擎36还包括输入模块42和显示模块50，其中输入模块42包括图像选择部件44、视窗/级别输入部件46以及掺叠因子输入部件48，并且显示模块50包括视窗/级别部件52、图像显示部件54，以及图像存储器56。在标准的图像显示中，用户使用图像选择部件44来选择图像。然后，将所选定的图像从图像存储器56加载并传输到视窗/级别模块部件52。视窗/级别部件52被配置为使用来自视窗/级别输入46的参数而将原始
像素强度转换为显示强度。然后，图像显示部件54将所转换的强度显示在显示器22上。在一个实施方案中，医学图像控制引擎36驻留在可由处理器12执行的RAM存储器16中。在另一个实施方案中，以软件或硬件实施的医学图像控制引擎36被存储或设计在
非易失性存储器18中，以用于由处理器12加载和执行。
[0035] 任选地，用户可以同时显示多个图像。在所述情况下，存在视窗/级别输入部件46、视窗/级别部件52以及图像显示56的多个例子。如果用户选择以掺叠视图来显示多个图像，那么掺叠因子输入部件48可以被配置为调整图像的透明度。
[0036] 掺叠因子同步模块38和视窗/级别同步模块40被配置在存储器16上用于通过模拟一个或多个用户输入来操作。如果用户调整一个特定的控制，那么输入模块42中的其它控制自动调整，这随后导致显示模块50中的更新。
[0037] 在描述为掺叠视图的掺叠因子同步的一个实施方案中，掺叠因子同步模块38被配置在存储器16上，以每当用户操纵视窗/级别输入控制时就进行检测。一发生这种情况，掺叠因子同步模块38被配置在存储器16上来调整掺叠输入控制来以掺叠视图完全显示一个单一的图像。当用户停止使用视窗/级别输入46时，掺叠因子控制被再次重置到其先前的(或原始的)状态。
[0038] 在描述为多图像显示的视窗/级别同步的另一个实施方案中，用户可以激活视窗/级别同步模块40。视窗/级别同步模块40被配置为接收多个视窗/级别输入46中的一个中所进行的手动更改。视窗/级别同步模块40被配置为对应地将所有其它视窗/级别输入46调整为相关联的值，其中所有图像都用对应的
亮度和对比度来显示。取决于算法，视窗/级别同步模块40可能需要从其它模块获得数据。例如，直方图均衡化程序依赖于来自视窗/级别应用程序部件52的所转换的图像强度。更广义的算法可能需要更多的数据，如来自图像存储器56的图像元数据。另一方面，简单的传递算法不依赖于除输入视窗/级别参数之外的任何数据。
[0039] 本领域的普通技术人员将容易理解，对于本文所描述的部件应用程序和模块存在多种可能的组合。例如，掺叠因子同步模块和视窗/级别同步模块也可以独立于图像存储器56作为独立的应用程序而发挥作用。虽然医学图像控制引擎36被描述为包括多种部件(例如，输入模块42、掺叠因子同步模块38、视窗/级别同步模块40、显示模块50以及图像存储器56)，但更少或更多的部件可以构成医学图像控制引擎36并且仍然落入各种实施方案的范围内。
[0040] 图3是图解出掺叠视图64中的没有任何视窗/级别调整的图像60、62(也称为“第一医学图像”或“图像A”和“第二医学影像”或“图像B”)的视窗/级别调整平台的屏幕截图58。图像60、62的一个实施方案指由医疗装备34所捕获的医学图像。本发明并不局限于医学图像，而是其它图像也是可应用的，如照片。医学图像的实例是由朝有待成像的患者发射出
辐射的CT扫描仪所捕捉，CT扫描被用于多种医疗领域中，如放射学、心脏病学以及肿瘤学，以诊断病状和
疾病，而且还用来制作
放射治疗计划。
[0041] 在掺叠视图中，同时存在两个图像60、62，示出了两个图像60、62均半透明地重叠在彼此之上。在此图解中，使用CT扫描仪来捕捉第一医学图像60和第二医学图像62。部分由于患者在
工作台上的取向和位置以及CT扫描仪的
采样几何形状，第一医学图像60和第二医学图像62往往不是精确地彼此对齐的，此处的情况便是如此。通过观察医学图像60、62的边缘，第一医学图像60具有在第二医学图像的上方延伸的向北的几何边界，以及在西南方向和向东方向上的部分。
[0042] 透明度可以连续地在值0(其中第一医学图像60完全不透明而第二医学图像62完全透明)与值1(其中第一医学图像60完全透明而第二医学图像62完全不透明)之间进行选择。透明度滑块66(也称为“透明度掺叠因子”或“掺叠因子”)具有指示透明度的
指针68。当指针68完全朝向透明度滑块66的左端移动时，示出第一医学图像60而未示出第二医学图像62。图4A中示出了利用与本发明相同的原理但具有图像字符内容而非来自患者的图像的样本图解。字母A76表示第一医学图像60而字母B78表示第二医学图像62。字母A76完全不透明而字母B78完全透明。当指针68完全朝向透明度滑块66的右端移动时，示出第二医学图像62而未示出第一医学图像62。在图4B中的样本图解中，字母B78完全不透明而字母A76完全透明。如果指针68被置于透明度滑块66的具有值0.5的中间处，那么第一医学图像60与第二医学图像62两者均以相同的50％的透明度来示出。
如图4C中所图解，示出了字母A76与字母B78，但字母A76和B78中的每个都是50％透明且50％不透明的。
[0043] 可以单独选择用于第一医学图像60和第二医学图像62的视窗/级别参数。为了提供这种功能：
用户界面必须包括两个控制70、72用于这一目的，第一视窗/级别控制70调整第一医学图像60的视窗/级别并且第二视窗/级别控制72调整第二医学图像62的视窗/级别。第一视窗/级别控制70被关联到透明度滑块66并且与透明度滑块66具有对应的函数关系。当鼠标光标74移动第一医学图像60的第一视窗/级别控制70时，透明度滑块66被自动按比例地调整，使得受影响的图像(即，第一医学图像60)变得完全不透明并且未受影响的图像(即，第二医学图像62)变得完全透明。类似地，第二视窗/级别控制72被关联到透明度滑块66并且与透明度滑块66具有对应的函数关系。当鼠标光标74移动第二医学图像62的第二视窗/级别控制72时，透明度滑块66被自动按比例地调整，使得受影响的图像(即，第二医学图像62)变得完全不透明并且未受影响的图像(即，第一医学图像60)变得完全透明。
[0044] 术语“自动调整”广义地解释为包括(但不局限于)以下定义中的任一个：一旦由视窗/级别控制所初始化，则所述图像的透明度功能由机器执行，而不需要手动执行所述功能；以一旦开始，基本上或完全无需人工辅助的方式。
[0045] 在确定视窗/级别交互的开始动作和结束动作中各种实施方案都是可能的。在一个实施方案中，使用鼠标光标74(也称为“鼠标指针74”)来与基于鼠标指针74的位置的视窗/级别参数进行交互。鼠标指针74一进入第一视窗/级别控制区域70或第二视窗/级别控制区域72的范围，透明度掺叠因子66就被按比例调整。鼠标指针74一离开第一视窗/级别控制区域70或第二视窗/级别控制区域72的范围，透明度掺叠因子66就被重置为其原始值(或预定值)。调整和重置透明度掺叠因子66的过程可以通过两种方式完成：可以在动画过渡阶段瞬间地或更缓慢地来改变所述因子。后者使得用户更容易了解完整的概念。
[0046] 图5是图解出相对于图3具有第一医学图像60的视窗/级别调整的复合掺叠视图82的屏幕截图80。鼠标光标74指向第一视窗/级别控制70的自动致使指针68一直向左移动以产生0％的透明度因子66的位置。因此，复合掺叠视图82示出将完全不透明的第一医学图像60和将完全透明的第二医学图像62。将鼠标光标74指向第一视窗/级别控制70影响第一医学图像62，但不影响第二医学影像62。随着将鼠标光标74放置到第一视窗/级别控制区域70来改变所述视窗/级别值的动作，掺叠因子同步模块38自动调整透明度滑块66上的指针68来显示将第一医学图像60示出为完全不透明而第二医学图像62为完全透明的掺叠视图82。鼠标光标74旨在作为用于调整视窗/级别控制70、72的输入装置的实例。其它形式的输入装置也可与本发明一起进行操作，如字母数字
键盘，其中字母数字键可以指示平行于鼠标光标74的用于改变分别与第一医学图像60和第二医学图像62相关的视窗/级别控制70、72的参数的指针移动的各种功能。
[0047] 图6是图解出相对于图3具有第二医学图像62的视窗/级别调整的复合掺叠视图86的屏幕截图84。鼠标光标74指向第二视窗/级别控制72的自动致使指针68一直向右移动以产生100％的透明度因子66的位置。因此，复合掺叠视图86示出将完全不透明的第二医学图像62和将完全透明的第一医学图像60。将鼠标光标74指向第二视窗/级别控制72影响第二医学图像62，但不影响第一医学影像60。随着将鼠标光标74放置到第二视窗/级别控制区域72以改变所述视窗/级别值的动作，掺叠因子同步模块38自动调整透明度滑块66上的指针68来显示将第二医学图像62示出为完全不透明而第一医学图像60为完全透明的掺叠视图86。
[0048] 在所图解的实施方案中，通过形象地将第一视窗/级别控制70显示为图像60、62的左侧上的第一滑块并且将第二视窗/级别控制72显示为图像60、62的右侧上的第二滑块来实施第一视窗/级别控制70和第二视窗/级别控制72。用于调整视窗/级别的第一视窗/级别控制70和第二的视窗/级别控制72不必是滑块。在一些实施方案中，其它合适的控制，如数字输入或拨号可以用来充当视窗/级别控制。在一些实施方案中，视窗/级别控制可以仅仅是表示显示器22上的某些部分的所
鉴别的区或特定区域(用户可选择的切割区域或子区域)，如显示器11上的图像60、62的左侧区域(或不同的象限)，和显示器22上的图像60、62的没有任何额外的视觉指示的右侧区域。显示器22上的这些所鉴别的区域可以是不可见的(也称为视觉上不可见)，但用户能够在显示器22上的特定所鉴别的区或区域内移动鼠标光标74，以通过(例如)点击鼠标光标74来激活与所鉴别的特定区相关的视窗/级别控制，以用于如本发明中所描述进行透明度或不透明度调整。用户可以通过(例如)在所述区内按下并按住一个鼠标按钮并以
水平运动或垂直运动来移动鼠标来改变视窗/级别参数。
[0049] 本发明涵盖将另外的功能特征与透明度调整相组合。一个实例是将缩放功能与透明度功能相组合，并且将所述缩放/透明度(也称为缩放+透明度)组合应用到特定区域或子区域。所述组合的缩放/透明度功能的实施可以按多种方法来进行。在一种方法中，当用户在医学影像(第一医学图像60或第二医学图像62)的特
定子区域(或特定区域)内移动鼠标光标74来激活与所述医学图像的特定子区域相关的视窗/级别控制时，所述医学图像的特定子区域变得更加完全透明并且缩放因子同时增大，从而产生所述医学图像的更高的透明度和特写视图。为将其叙述为方法概念，掺叠因子同步模块38被配置为对第一医学图像60或第二医学图像62上的特定子区域执行缩放/透明度功能。
[0050] 图7是图解出用于在掺叠视图中执行视窗/级别调整的示例性方法的流程图88。在步骤90中，用户察看第一医学图像60和第二医学图像62并将透明掺叠因子66调整为所述用户优选的值。在步骤92中，处理器12用用户定义的掺叠因子来更新显示器22，如用图像字符内容所图解出的，其中字母A对应于第一医学图像60而字母B对应于第二医学图像62。基于用户定义的掺叠因子，显示器22以掺叠视图显示字母A与字母B。在步骤94a中，用户开始通过移动鼠标光标74到第一视窗/级别控制区域70中来调整与第一医学图像60相关的第一视窗/级别参数。在与步骤94a同时(或大致同时)发生的步骤94b中，响应于将鼠标光标74置于第一视窗/级别控制区域70的边界内(或在附近)，掺叠因子同步模块38自动将透明度掺叠因子66设置为零。在显示器22中，第一医学图像60变得完全可见，而第二医学图像不可见，这用只示出字母A而没有字母B来说明。
[0051] 在步骤96，用户继续通过在第一视窗/级别控制区域70的边界内移动鼠标光标74来调整第一医学图像60的第一视窗/级别参数。在步骤98中，计算机系统10的处理器
12用更新的与第一医学图像60相关的视窗/级别参数来更新显示器22。在步骤100中，用户完成调整第一医学图像60的第一视窗/级别参数。处理器12将透明度掺叠因子66重置为其初始值，从而使得字母A和字母B均展示在显示器22中。
[0052] 在完成调整第一医学图像60后，用户继续调整第二医学图像62。在步骤104a中，用户开始通过移动鼠标光标74到第二视窗/级别控制区域72中来调整与第二医学图像62相关的第二视窗/级别参数。在与步骤104b同时(或大致同时)发生的步骤104b中，响应于将鼠标光标74置于第二视窗/级别控制区域72的边界内(或在附近)，掺叠因子同步模块38自动将透明度掺叠因子66设置为一。在显示器22上，第二医学图像62变得完全可见，而第一医学图像不可见，这用只示出字母B而没有字母A来说明。
[0053] 在步骤106中，用户继续通过在第二视窗/级别控制区域72的边界内移动鼠标光标74来调整第二医学图像62的第二视窗/级别参数。在步骤108中，计算机系统10的处理器12用第二医学图像62的更新的视窗/级别参数来更新显示器22。在步骤110中，用户完成调整第二医学图像62的第二视窗/级别参数。处理器12将透明度掺叠因子66重置为其初始值，从而使得字母A和字母B展示在显示器22中。
[0054] 方法流程88中的顺序旨在说明一个实施方案，其包括以下步骤：其中系统10更新用户定义的掺叠因子，系统10调整第一医学图像60的第一视窗/级别参数，并且系统10调整第二医学图像62的第二视窗/级别参数。这三个顺序可被改变为替代的方法流程。例如，一个替代的方法流程是系统10更新用户定义的掺叠因子，系统10调整第二医学图像62的第二视窗/级别参数，并且系统10调整第一医学图像60的第一视窗/级别参数。另一个替代的方法流程是将其中系统10更新用户定义的掺叠因子的方法步骤置于以下两个顺序之间：系统10调整第一医学图像60的第一视窗/级别参数与系统10调整第二医学图像62的第二视窗/级别参数。
[0055] 在一些实施方案中，医学图像控制引擎36包括被配置为独立地改变两个医学图像60、62中的每一个的透明度的调节模块，而不是利用其中第一图像60和第二图像62的透明度和不透明度可以特征为同步的掺叠因子同步模块38。与透明度掺叠因子的移动相关联的第一图像的视窗/级别控制的激活不再致使第二图像的逆相关。第一图像与第二图像实际上不同步，其中调整模块被配置为独立地调整每个图像的透明度(或不透明的程度)。
[0056] 图8是图解出用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的方法的流程图，在这种情况下，所述多个图像可以是两个或更多个图像。将如图3中的屏幕截图58所示的视窗/级别调整平台的第二方面应用于用于多个图像的视窗/级别参数的同步交互修改的方法--例如，第一医学图像60从CT扫描仪获得，并且第二医学图像62从CBCT扫描仪获得。同步视窗/级别调整的方法可应用于同时显示多个医学图像的任何系统。此方法并不局限于掺叠视图，而是也可以使用单独的图像视图，例如，用于在显示器22的不同区域上的每个图像。每个图像视图提供了其自身的用于设置对应的图像的视窗/级别参数的控制，或两个控制，如果所述图像以掺叠视图来呈现。每当用户与视窗/级别控制70、72中的一个进行交互时，通过使用同步机制，不仅对应的单个图像的参数发生变化，而且所有其它图像的参数也发生变化。所有图像视图和视窗/级别控制被相应地自动更新。同步机制将用户当前正在调整的图像的视窗/级别参数作为输入，并计算第二图像的应自动更新的视窗/级别参数作为输出。如果系统10显示n个图像，那么需要n-1个这种同步机制来同步更新所有图像。
[0057] 在步骤114中，用户决定是否调整第一图像60或第二图像62的视窗/级别参数。如果用户选择调整第一图像60的视窗/级别参数，那么用户在步骤116中调整第一图像60的第一视窗/级别参数。响应于对第一视窗/级别参数的调整，在步骤118中，视窗/级别同步模块40被配置为自动计算第二图像62的视窗/级别。在步骤120中，视窗/级别同步模块40被配置成不仅用第一图像60的更新的视窗/级别来更新显示器，而且还将在同一显示器或另一个显示器上自动传播第二图像62的更新的视窗/级别参数。当用户调整一个图像的视窗/级别时，视窗/级别同步模块40自动计算其它图像的视窗/级别调整，并且使所有图像的视窗/级别调整同步化。然后，计算机系统10的处理器12基于各自的视窗/级别调整同时显示所有图像。
[0058] 如果用户选择调整第二图像62的视窗/级别参数，那么在步骤122中，用户调整第二图像62的第二视窗/级别参数。响应于对第二视窗/级别参数的调整，在步骤124中，视窗/级别同步模块40被配置为自动计算第一图像60的视窗/级别。在步骤126中，视窗/级别同步模块40被配置成不仅用第二图像62的更新的视窗/级别来更新显示器，而且还在同一显示器或另一显示器上自动传播第一图像60的更新的视窗/级别参数。当用户调整一个图像的视窗/级别时，视窗/级别同步模块40自动计算其它图像的视窗/级别调整，并且使所有图像的视窗/级别调整同步。然后，计算机系统10的处理器12基于各自的视窗/级别调整同时显示所有图像。这种同步机制可以按不同方式来操作，这取决于与输入和输出图像参数相对应的图像类型，下面关于图9A至图9C进一步描述所述不同方式。
[0059] 图9A是图解出用于执行如图8中所描述的多个图像的同步视窗/级别调整的广义映射法的第一实施方案的方框图。一般来说，所述同步机制可以使用输入参数与输出参数之间的任何可能的映射。这可以通过使用数学表达式或查找表来实施，所述数学表达式或查找表中一些可以根据经验来建构。用所述映射，使具有不同模态和/或使用不同的色彩表来显示的两个图像的视窗/级别值同步变得有可能。数学函数或算法模块128接收包含与第一图像60相关的视窗/级别参数的输入130，处理第一图像60的视窗/级别参数，并生成包含第二图像62的第二视窗/级别参数的输出132。其它任选的可以馈入数学函数或算法模块128的数据输入134包括第一图像60的像素数据、第二图像62的像素数据、第一图像60的元数据、第二图像62的元数据以及显示特性，如在显示器22上显示的监测校准数据。如图8中所示，数学函数或算法模块128被执行作为步骤118或步骤124的一部分。
[0060] 图9B是图解出用于执行如图8中所描述的多个图像的同步视窗/级别调整的传递法的第二实施方案的方框图。所述机制复制输入值并将其直接传递到输出端，从而产生具有与输入130相同的数据的输出136，所述传递法在输入图像和输出图像由相同的、校准的扫描仪获取的情况下最为合适，因为在这种情况下相同的视窗/级别参数产生非常相似的视觉外观。
[0061] 图9C是图解出用于执行如图8中所描述的多个图像的同步视窗/级别调整的直方图均衡化法的第三实施方案的方框图。如果两个图像60、62具有相同模态，但由来自不同制造商的扫描仪所生成，那么传递机制可能产生不能令人满意的结果，其中相同的视窗/级别参数可能在显示器上产生不同的视觉对比。这主要由扫描仪校准程序中的偏差和获取中的散射伪影所致。后者在一个图像由诊断CT扫描仪所获取而另一个由锥束CT扫描仪所获取的情况下尤其可见。在所述情况下，直方图均衡化法可以产生视觉上更为相似的结果。直方图均衡化算法模块138是试图使所显示的两个图像的视觉外观尽可能地相匹配的
优化算法。直方图均衡化算法模块138被配置为不仅考虑包含与第一图像60相关的视窗/级别参数的输入130，而且还考虑包含第一图像60的像素数据和第二图像60的像素数据的输入140。直方图均衡化算法模块138基于集合输入130、134生成包含第二图像62的视窗/级别参数的输出142。
[0062] 图10是图解出用于执行多个图像的同步视窗/级别调整的示例性直方图均衡化方法的流程图。在步骤130中，输入模块42中的视窗/级别输入部件46被配置为接收第一图像60的视窗/级别。在初始化步骤中，处理器12首先将输入视窗/级别参数应用于对应的输入图像的所有像素强度值来计算显示强度值。在步骤144中，处理器12初始化第二图像62的视窗/级别参数。在平行步骤146、148中，处理器12将与第一图像相关的视窗/级别参数应用于第一图像60，并将与第二图像相关的视窗/级别参数应用于第二图像62。然后，将所有所得的值累积在直方图中，所述直方图针对每个可能的显示强度对具有此值的图像像素的数量的进行计数。在初始化之后，视窗/级别同步模块40被配置为基于直方图均衡化算法138启动优化循环。所述循环的每次
迭代选择被施加到对应的输出图像以计算其显示强度值的直方图的一组输出视窗/级别参数。在步骤150中，处理器12计算第一图像60的显示强度的直方图，并且在步骤152中，计算第二图像62的显示强度的直方图。在步骤154中，处理器12使用相似度函数来比较第一图像60的第一直方图与第二图像
62的第二直方图。例如，合适的相似度函数是修改的标准化互相关。在步骤156中，处理器
12确定与第一图像60相关的第一直方图和与第二图像62相关的第二直方图是否足够相似。如果处理器12确定第一直方图与第二直方图不足够相似，那么通过在步骤158中调整第二图像62的视窗/级别参数来重复优化循环138，直到此函数在两个直方图之间产生最大相似性。一些合适的微型优化技术包括Brule Force、Downhill-Simplex以及Gradient Descent。当处理器12确定第一直方图与第二直方图足够相似时，处理器12生成包含第二图像62的视窗/级别的输出160。
[0063] 本发明的不同实施方案中所描述的交互地调整掺叠视图中的多个图像的视窗/级别参数并且同步地调整多个图像的视窗/级别参数的能力，可以帮助内科医师、肿瘤科医师以及心脏科医师来诊断患者和为其设计治疗计划。放射肿瘤医师可以分析两个医学图像，其中第一图像由CT扫描仪在患者发展肿瘤前拍摄，并将其与由CT扫描仪在患者已经发展肿瘤后所拍摄的第二图像进行比较，以分析肿瘤的进展。
[0064] 所说明的实施方案中的第一图像60和第二图像62优选地是第一医学图像和第二医学图像。或者，第一图像60和第二图像62的不同形式，包括二维(2D)或三维(3D)图像，或2D或3D视频，可以被应用于本发明中所描述的所有实施方案。应注意，直方图均衡化必须在整个N维的图像或视频上，而不仅仅在当前可见的部分上进行全局计算。换另外一种方式来说，样本像素在整个图像
频谱上均匀地进行选择。对于大型数据集上的
加速，直方图均衡化可以使用确定的或随机的像素子集，只要其均匀地分布在所述整个数据集上即可。
[0065] 在使用三维图像或视频的一些实施方案中，显示的可以是一个或多个2D切片视图或3D体
渲染或两者的组合。所述方法的实施方案可以应用于对于每个像素存储一个以上强度值(例如，RGB三色)的多通道图像/视频。在一些实施方案中，所述输出不必使用灰度强度，其中所述方法还可以使用不同彩色表。所述方法可以应用于任何高动态范围图像或视频，其不必来自医学领域，如来自摄影领域。
[0066] 在一些实施方案中，第一医学图像60和第二医学图像62中的一个包括专家病例。例如，专家病例是一种疾病匹配的专家病例，其具有为放射治疗提供不同的CT图像外形的一组目标体积轮廓。可以通过用户界面从专家病例供应第一医学图像60，所述专家病例提供了专家轮廓，并且所述专家轮廓与包括患者图像的第二医学图像62相重叠。关于涉及选择基于疾病匹配的专家病例的一组目标体积轮廓的方法的一些、大部分或所有功能的另外信息，参见由本申请的受让人所拥有并通过引用并入本文(如同在本文中完全阐述一般)的标题为“Reducing Variation in Radiation Treatment Therapy Planning”的美国专利号7,995,813。
[0067] 图11是图解出可由云客户端164访问的用于医师查看和调整多个图像显示的视窗/级别参数的云计算环境162的第二系统实施方案的方框图。云计算机166运行云操作系统176，所述云计算机可以包括其它另外的云计算机，用于数据通信。云客户端164通过网络30无线地或经由有线连接与云计算机166进行通信。云客户端164被宽泛地定义为包括(但不限于)桌上型计算机、移动装置、笔记本式计算机、智能电视以及智能
汽车等。多种移动装置可应用于本发明，包括具有处理器、存储器、屏幕，具有无线局域网(WLAN)和广域网(WAN)连接能力的
移动电话；智能电话，如iPhone；平板计算机，如iPad；以及基于浏览器的笔记本式计算机，如Chromebooks。所述移动装置被配置有完整或部分的操作系统(OS)软件，所述操作
系统软件提供了用于运行基本和高级的软件应用程序的平台。充当云客户端164的移动装置通过网页浏览器访问云计算机166。
[0068] 在本实施方案中，云计算机166(也称为web/HTTP
服务器)包括处理器168、验证模块170、医学图像的虚拟存储器172、用于执行云操作系统176的RAM174、虚拟客户端178以及医学图像控制引擎36。云操作系统176可以实施为所安装的自动化计算机的模块并运行在一个云计算机上。在一些实施方案中，云操作系统176可以包括若干子模块以用于提供其预期的功能特征，所述子模块如虚拟客户端178、医学图像控制引擎36以及虚拟存储器172。
[0069] 在一个替代实施方案中，认证模块170可以实施为认证服务器。认证模块170被配置为认证和授权
许可，对于访问与虚拟存储器180中特定的患者相关的一个或多个医学图像，云客户端164是否是授权的用户。认证服务器30可以采用多种认证协议来对用户进行认证，如传输层安全(TLS)或安全套接层(SSL)，其是为网络(如Internet)上的通信提供安全性的加密协议。
[0070] 医学图像，包括第一医学图像60和第二医学图像62，可以存储在云计算环境162中的云计算机166的虚拟存储器180中。云客户端162，如智能电话或平板计算机，能够通过网络30访问云计算机166中的虚拟存储器180并将医学图像显示在云客户端162的显示器上。医师将可以从远程位置在手持装置上查看和调整所述医学图像。
[0071] 在一个实施方案中，云计算机166是基于浏览器的操作系统，其通过涉及提供动态可扩展的并且往往虚拟化的资源作为互联网上的服务的基于互联网的计算网络进行通信，如可从加利福尼亚州的丘珀蒂诺(Cupertino)的Apple公司获得的 、可从华盛顿的西雅图的Amaxonxom公司获得的Amazon Web Services(IaaS)和Elastic Compute Cloud(EC2)、可从加利福尼亚州的芒廷维尤(Mountain View)的Google公司获得的SaaS和PaaS、可从华盛顿州的雷德蒙德(Redmond)的Microsoft公司获得的Microsoft Azure ServicePlatform(Paas)、可从加利福尼亚州的红木城(Redwood City)的Oracle公司获得的Sun Open Cloud Platform以及其它云计算服务提供商。
[0072] 网络浏览器是由云计算机166或网页服务器提供的提取、呈现并且遍历
万维网上的统一资源标识符(URI)的软件应用程序。一种常见类型的URI以超文本传输协议(HTTP)开始并通过HTTP鉴别待提取的资源。网页浏览器可以包括(但不限于)运行在个人计算机操作系统上的浏览器和运行在移动电话平台上的浏览器。第一种类型的网页浏览器可以包括Microsoft的Internet Explorer、Apple的Safari、Google的Chrome、Mozilla的Firefox。第二种类型的网页浏览器可以包括iPhone OS、Google Android、Nokia S60以及Palm WebOS。URI的实例包括网页、图像、视频或其它类型的内容。
[0073] 网络30可以实施为无线网络、有线网络协议或任何合适的通信协议，如3G(第三TM代移动通信)、4G(第四代蜂窝无线标准)、长期演进(LTE)、5G、广域网(WAN)、Wi-Fi (如无线局域网络(WLAN)802.11n)或局域网(LAN)连接(连接到WAN或LAN的互联网络)、以太TM
网、Bluebooth 、高频系统(例如900MHz、2.4GHz以及5.6GHz通信系统)、红外、传输控制协议/互联网协议(“TCP/IP”)(例如，在每个TCP/IP层中所使用的任一个协议)、超文本TM
传输协议(“HTTP”)、BitTorrent 、文件传输协议(“FTP”)、实时传输协议(“RTP”)、实时流媒体协议(“RTSP”)、安全
外壳协议(“SSH”)、任何其它通信协议和其它类型的网络，如卫星、有线网络或光网络机顶盒(STB)等。
[0074] 智能汽车包括具有处理器、存储器、屏幕，具有无线局域网(WLAN)和广域网(WAN)连接能力的车辆，或具有可连接到移动装置(如iPod、iPhone以及iPad)的通信插槽的车辆。
[0075] 智能电视包括具有用于传输和接收移动视频图像(单色或彩色)、静止图像
和声音的通信介质的电视系统。电视系统作为电视机、计算机、娱乐中心以及存储装置来操作。电视系统的通信介质包括电视机、电视节目、电视传输、有线节目、有线传输、卫星节目、卫星传输、互联网节目以及互联网传输。
[0076] 以上描述中的一些部分描述了算法描述和过程方面的实施方案，例如像图1至图11中的描述。尽管在功能上、计算上或逻辑上描述操作(例如，上文所描述的过程)，但应理解所述操作可通过
计算机程序或等效的电路、
微码等来实施。计算机程序通常作为可以存储在有形的计算机可读存储介质(例如，快速驱动磁盘或存储器)上并且例如，如在图1至图11中所描述的可由处理器执行的指令嵌入。此外，也已经证明了有时将这些操作的安排称为模块是便利的，而不失一般性。所描述的操作和其相关的模块可以体现为软件、
固件、硬件或其任意组合。
[0077] 如本文所使用，对“一个实施方案(one embodiment)”或“实施方案(an embodiment)”的任何引用的意思是结合实施方案所描述的特定要素、特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。短语“在一个实施方案中”在本
说明书中的各个地方的出现不必全部指同一实施方案。
[0078] 一些实施方案可以使用表达“联结”和“连接”以及其派生词来描述。应当理解，这些术语并非旨在作为彼此的同义词。例如，一些实施方案可以使用术语“连接”来指示两个或更多个元件彼此处于直接物理
接触或电接触而进行描述。在另一实例中，一些实施方案可以使用术语“联结”来指示两个或更多个元件处于直接物理接触或电接触而进行描述。然而，术语“联结”的意思也可以是两个或更多个元件彼此不直接接触，但仍然与彼此合作或交互。实施方案不局限于此上下文中。
[0079] 如 本文 所 使 用，术 语“包含 (comprises)”、“包 含(comprising)”、“包 括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变化，都旨在涵盖非排他性包括。例如，包括要素列表的过程、方法、物品或设备不必局限于仅仅这些要是，而是可以包括没有明确列出的或所述过程、方法、物品或设备所固有的其它要素。此外，除非明确说明相
反面，否则“或”指“包括性的或”和“非排它性或”。例如，以下中的任何一个都满足条件A或B：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)并且B为真(或存在)、A与B两者皆为真(或存在)。
[0080] 如本文所使用，术语“一个(a)”或“一个(an)”定义为一个或多于一个。如本文所使用，术语“多个”定义为两个或多于两个。如本文所使用，术语“另一”定义为至少第二个或更多个。
[0081] 本发明可以按许多方式来实施，包括作为过程、设备以及系统。在本说明书中，这些实施或本发明可以采用的任何其它形式可以称为技术。一般来说，在本发明的范围内可以改变所公开的设备的连接顺序。
[0082] 已经关于一个可能的实施方案特别详细地描述了本发明。本领域技术人员将理解，本发明可以以其它实施方案来实践。首先，部件的具体命名、术语的大写、属性、数据结构或任何其它编程或结构方面并非强制性的或重要的，并且实施本发明的机制或其特征可以具有不同的名称、形式或协议。此外，系统可以经由硬件和软件的组合(如所描述的)或完全用硬件元件来实施。另外，本文所描述的各种系统部件之间的功能的具体划分仅仅是示例性的，而非强制性的；由单一系统部件所执行的功能可以改为由多个部件来执行，并且由多个部件所执行的功能可以改为由单一部件来执行。
[0083] 本领域的普通技术人员在开发本文所描述的方法和系统中应不需要额外解释，但尽管如此，仍可以在准备这些方法和系统时通过调查相关技术中的标准参照著作找到一些可能有用的指导。
[0084] 根据以上详细描述，可以对本发明作出这些和其它的改变。一般来说，在下面的权利要求书中，所使用的术语不应被解释为将本发明局制于说明书和权利要求中所公开的具体实施方案，而应解释为包括根据下文所阐明的权利要求书来操作的所有方法和系统。因此，本发明并不由所述公开内容来限制，而是其范围完全由以下权利要求书决定。
