專利名稱：圖像處理方法、圖像處理裝置、圖像系統(tǒng)以及程序編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理方法、圖像處理裝置、圖像系統(tǒng)以及程序編碼。
背景技術(shù)：
作為管腔構(gòu)造典型的冠狀動脈的拍攝以確認(rèn)其狹窄或其他異常段的存在為目的。 血管造影法是提供對比度被提高了的血管等的平面圖像的血管圖像化所涉及的一般拍攝方法。根據(jù)其拍攝對象來決定標(biāo)準(zhǔn)拍攝面。即使是該標(biāo)準(zhǔn)拍攝面，也很難適當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)冠狀動脈等的三維構(gòu)造。使用導(dǎo)管的血管造影法在將拍攝對象限定為一段的事例中較為適宜。例如，用來決定狹窄是否存在于冠狀動脈的一段。該方法在對患者實施的治療中也被使用。例如，在冠狀動脈內(nèi)設(shè)置支架的處理中被使用。血管造影法一般地被應(yīng)用于配備有C型臂的X射線拍攝裝置。檢測器相對于X射線源被配置在隔著被檢體而相對的位置。將導(dǎo)管插入到關(guān)心區(qū)域，并在其位置注入造影劑。 移動X射線源與檢測器，從各個方位進(jìn)行拍攝。存在造影劑的血管在圖像上被強(qiáng)調(diào)。使用導(dǎo)管的血管造影法為了觀察冠狀動脈構(gòu)造而被廣泛使用。特別是為了確認(rèn)冠狀動脈構(gòu)造中狹窄的存在而被廣泛使用。為了確認(rèn)特定的冠狀動脈構(gòu)造中狹窄的存在至少需要2個正交圖像。被培訓(xùn)過的放射線專業(yè)醫(yī)生或心臟病專業(yè)醫(yī)生需要根據(jù)至少2個正交圖像來確認(rèn)其他異常部位的技能。冠狀動脈具有樹狀構(gòu)造那樣的復(fù)雜構(gòu)造，美國心臟協(xié)會將其標(biāo)準(zhǔn)分割為15或17 段。大多數(shù)情況是按照這些標(biāo)準(zhǔn)段也在使用導(dǎo)管的血管造影法中決定拍攝面。有關(guān)各段，使用導(dǎo)管的血管造影法對其每一段將X射線源與檢測器配置在標(biāo)準(zhǔn)方位，從而取得來自各標(biāo)準(zhǔn)化后的方位的圖像(標(biāo)準(zhǔn)圖像)。典型而言，對于各血管，從6個或 7個方位進(jìn)行拍攝。放射線專業(yè)醫(yī)生或心臟病專業(yè)醫(yī)生被培訓(xùn)使用這些標(biāo)準(zhǔn)方位的圖像來確認(rèn)狹窄或其他異常部位的存在。冠狀動脈的基于使用導(dǎo)管的血管造影法的標(biāo)準(zhǔn)方位提供對平均患者最有效的圖像。但是，人體構(gòu)造針對每一患者都不同，對某一患者而言，心臟動脈構(gòu)造大幅地偏離平均值，放射線專業(yè)醫(yī)生或心臟病專業(yè)醫(yī)生會在標(biāo)準(zhǔn)圖像中確認(rèn)后，指示拍攝方位的變更。需要對各患者搜尋最適合方位等所花費(fèi)的時間。若考慮冠狀動脈構(gòu)造中的多個各段、各段需要的基于血管造影法的多個導(dǎo)管、對各患者在不同的方位重復(fù)拍攝的可能性時，則冠狀動脈構(gòu)造的檢查中使用的使用導(dǎo)管的血管造影法要求龐大的拍攝次數(shù)，因此需要大量時間，隨之也不可避免地增大費(fèi)用。并且，使用導(dǎo)管的血管造影法由于在血管內(nèi)插入導(dǎo)管，因此根據(jù)患者的不同引起并發(fā)病的危險性不
5為零。并且，使用導(dǎo)管的血管造影法只用來取得冠狀動脈的管腔或冠狀動脈以外的血管的管腔的信息，一般不用來檢測管腔壁的厚度。X射線計算機(jī)斷層拍攝法(CT)、磁共振成像法(MRI)、三維(錐束)血管造影法等拍攝法可進(jìn)行三維表現(xiàn)人體構(gòu)造的三維圖像處理。技師或解讀醫(yī)師可在拍攝后一邊任意變更方位或截面的位置一邊準(zhǔn)確顯示個體組織。CT或MRI測定相比傳統(tǒng)的基于導(dǎo)管的血管造影法測定一般拍攝時間短，且拍攝花費(fèi)的成本低。對確認(rèn)血管的體構(gòu)造或各部的厚度、以及管腔壁的各種特征也有用。根據(jù)那種三維技術(shù)來生成構(gòu)成三維體像素排列的三維體數(shù)據(jù)。在CT數(shù)據(jù)集時，各體素表示X射線衰減的程度。三維圖像處理技術(shù)與體數(shù)據(jù)的生成技術(shù)的發(fā)展同步也得到了發(fā)展。截面轉(zhuǎn)換 (MPR)技術(shù)用來根據(jù)三維體數(shù)據(jù)集生成二維圖像。從三維體數(shù)據(jù)中任意選擇截面，并顯示其截面上的體素值分布。厚片(slab)MI5R是具有比1個體素大的厚度的MI5R面的技術(shù)的一種。并且，將具有厚度的厚片內(nèi)的體素數(shù)據(jù)作為對象。針對厚片內(nèi)的對象體素的繪制技術(shù)作為最大投影(MIP)或直接三維繪制(DVR)被周知。在使用三維圖像處理技術(shù)的冠狀動脈圖像化時，目前，有2個主要方法，生成正交多截面圖像，并通過其截面圖像的顯示檢查冠狀動脈的體構(gòu)造。該方法中存在冠狀動脈計算機(jī)斷層算法(CCTA)測定或心臟磁共振醫(yī)用繪制法法(CMR)測定。上述2種方法對于通過二維圖像來表現(xiàn)由于冠狀動脈的彎曲而復(fù)雜構(gòu)造的困難性，采用不同的方法。在前者方法中，二維圖像由冠狀動脈構(gòu)造中的被選擇的段的厚片Mra來取得。并且，平面二維圖像用來沿其長度檢查屬于冠狀動脈的段。通常，被觀察的冠狀動脈的段、MPR 的厚片的方位以及厚片的厚度在對于成像工具或繪制工具的操作中自動選擇。那種Mra技術(shù)通常以相同方位以及厚度生成圖像，在這一點(diǎn)上確保了一定的可靠性，但是從固定冠狀動脈構(gòu)造那樣的彎曲的復(fù)雜構(gòu)造的觀點(diǎn)出發(fā)停留在提供在固定方向觀察到的圖像。該技術(shù)對于操作者而言，為了適當(dāng)?shù)卣J(rèn)識冠狀動脈構(gòu)造，選擇適當(dāng)?shù)姆轿慌c厚度花費(fèi)大量的時間。另外，通過手動操作，可攝像各種圖像。后者方法是彎曲Mra法，對于彎曲面重建圖像。提取血管的中心線。并且，通過與其血管中心線正交的方向相關(guān)的繪制來生成。另外，沿血管中心線的彎曲面的圖像適合把握血管整體的概觀。但是，解讀醫(yī)師對彎曲圖像的可靠性比平面圖像的低。并且，在彎曲Mra處理中，要求操作者選擇或指定以厚片的厚度為首的各種參數(shù)。選擇那種參數(shù)與確認(rèn)血管截面圖像使解讀作業(yè)效率低。冠狀動脈具備原本彎曲的構(gòu)造，并沿其構(gòu)造大幅地改變平面方位，根據(jù)使用了基于CT、MRI或血管造影法的錐束導(dǎo)管的三維數(shù)據(jù)集取得并解讀與彎曲構(gòu)造對應(yīng)的二維圖像。使用上述所述的傳統(tǒng)或現(xiàn)代方法的一方取得并解讀二維圖像所花費(fèi)的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于解釋使用傳統(tǒng)的基于導(dǎo)管的血管造影法取得的圖像所需要的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)生成厚片圖像時優(yōu)化其厚片厚度。
在本實施方式中，根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)提取與管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段對應(yīng)的段區(qū)域，并以包含該段區(qū)域的方式來決定厚片的厚度。根據(jù)三維體數(shù)據(jù)通過繪制來生成與具有決定的厚度的厚片有關(guān)的圖像。在下面的描述中將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，部分內(nèi)容可以從說明書的描述中變得明顯，或者通過實施本發(fā)明可以明確上述內(nèi)容。通過下文中詳細(xì)指出的手段和組合可以實現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明效果能夠優(yōu)化用于根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)生成厚片圖像的厚片厚度。


結(jié)合在這里并構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實施方式，并且與上述的概要說明以及下面的對優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述一同用來說明本發(fā)明的原理。圖1示出了與本實施方式相關(guān)的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)。圖2示出了表現(xiàn)與本實施方式相關(guān)的圖像處理方法的處理流程的流程圖。圖3為示出了冠狀動脈的一段。圖4示出了表示基于圖2的工序22的處理的冠狀動脈的一段的中心線的折線。圖5示出了圖4的折線的進(jìn)一步的圖示與MPR平面。圖6示出了圖4的折線的進(jìn)一步的圖示與MPR平面。圖7示出了圖4的折線的進(jìn)一步的圖示與MPR平面。圖8示出了表示適合2個MI5R平面或厚片的冠狀動脈的段的中心線的折線。圖9示出了表示適合2個MI5R平面或厚片的冠狀動脈的段的中心線的折線。圖10示出了表示適合2個MI5R平面或厚片的冠狀動脈的段的中心線的折線。圖11示出了顯示冠狀動脈部分的圖像的顯示器。圖12示出了冠狀動脈的所謂樹狀構(gòu)造的圖解。圖13示出了進(jìn)一步表現(xiàn)按照本實施方式的圖像化方法的流程圖。圖14為進(jìn)一步表現(xiàn)按照本實施方式的圖像裝置的圖式圖解。符號說明2...圖像處理部、4...顯示部、6...數(shù)據(jù)存儲部、8...輸入操作部、10...中央處理裝置、12...繪制模塊、14...控制模塊、16...追蹤模塊、18. . . MPR模塊
具體實施例方式在本實施方式中，根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)提取與管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段對應(yīng)的段區(qū)域，并以包含該段區(qū)域的方式?jīng)Q定厚片厚度。根據(jù)三維體數(shù)據(jù)通過繪制來生成與具有決定的厚度的厚片有關(guān)的圖像。以下，一邊參照附圖一邊說明與本實施方式相關(guān)的圖像顯示方法。根據(jù)本實施方式，在生成管腔構(gòu)造的一段的圖像的方法中，以至少包含根據(jù)被檢體的三維體數(shù)據(jù)而提取出的與管腔構(gòu)造的一段的長軸方向有關(guān)的一段的方式來決定用于圖像化的厚片方位與厚度。并且針對以所決定的方位與厚度定義的厚片根據(jù)三維體數(shù)據(jù)通過繪制生成其圖像。圖1示出了與本實施方式相關(guān)的圖像處理裝置。與本實施方式相關(guān)的圖像處理裝置具備顯示部4、數(shù)據(jù)存儲部6、計算機(jī)鍵盤或鼠標(biāo)等輸入操作部8、以與其各部連接的個人計算機(jī)或工作站為典型例子的圖像處理部2。圖像處理部2構(gòu)成裝載并執(zhí)行多種軟件模塊或其他軟件要素的中央處理裝置 IO(CPU)。軟件模塊包含用于通過繪制來生成對于顯示部4的顯示用生成的圖像數(shù)據(jù)的繪制模塊12。軟件模塊具備用于按照經(jīng)由輸入操作部8輸入的操作者的指示執(zhí)行圖像處理， 并且，選擇性地執(zhí)行并控制各種圖像處理過程的操作者的指示與控制模塊14。還準(zhǔn)備與段選擇、提取、追蹤有關(guān)的模塊16、ΜΗ 校正模塊18，通過這些模塊執(zhí)行的處理下面詳細(xì)說明。圖像處理部2構(gòu)成RAM驅(qū)動器、ROM驅(qū)動器、數(shù)據(jù)總線、包含各種設(shè)備驅(qū)動器的操作系統(tǒng)、用于與各種周邊裝置連接的硬件驅(qū)動器。數(shù)據(jù)存儲部6保存通過將包含患者的冠狀動脈構(gòu)造的區(qū)域作為對象的CT掃描取得的、表示被檢體內(nèi)部的形態(tài)構(gòu)造的體數(shù)據(jù)集(三維數(shù)據(jù)集)7。體數(shù)據(jù)集例如在CT掃描儀 (X射線計算機(jī)斷層拍攝裝置)中生成，并經(jīng)由服務(wù)器發(fā)送至圖像處理部2。數(shù)據(jù)存儲部6典型地構(gòu)成保存并提供與多數(shù)患者有關(guān)的大量的體數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)的圖像保管通信系統(tǒng)(PACS)。 發(fā)送來的體數(shù)據(jù)集被保存在圖像處理部2的存儲器內(nèi)。圖2示出了圖像處理部2的圖像處理步驟。在最初的工序20中，包含作為處理對象而選擇的與特定患者有關(guān)的冠狀動脈構(gòu)造的體數(shù)據(jù)集7從數(shù)據(jù)存儲部6供給到圖像處理部2內(nèi)。體數(shù)據(jù)集也可以從CT掃描儀直接供給到圖像處理部2內(nèi)。圖像處理部2也可以是構(gòu)成CT掃描儀的一部分。在下一處理工序22中，對包含被設(shè)為對象的冠狀動脈構(gòu)造的體數(shù)據(jù)集7進(jìn)行處理，從而生成表示冠狀動脈構(gòu)造的折線樹狀模型(中心線構(gòu)造模型)。折線樹狀模型被分割成多段。從多段中自動地或通過操作者的手動選擇一段。冠狀動脈的各段在中心線上具有單位長度。血管的中心線(折線)通過使用各種方法，被自動、半自動或手動提取。關(guān)于為了提取血管的中心線而被充分知曉的方法的概要，記述在Medical Image Analysis, 13 (2009) 701-714中。在手動方法中，通過連結(jié)操作者指定的血管上的多個點(diǎn)來確定血管中心線。在半自動方法中，在操作者在血管上指定的開始地點(diǎn)與結(jié)束地點(diǎn)之間自動追蹤。并且，用于自動方法的追蹤算法根據(jù)CT值來提取血管并計算其軌跡。另外，冠狀動脈構(gòu)造整體通過由多個結(jié)合的折線組成的折線樹狀模型來表示。各折線在三維空間內(nèi)由點(diǎn)的匯集形成，各點(diǎn)表示沿血管中心線的點(diǎn)。各折線自動或自動標(biāo)簽化，Circulation,Vol. 51，January-June 1975，AHA 會報告中的“患者的冠狀動脈病評價報告系統(tǒng)”中記述的AHA15段模型或在沿其長度選擇的點(diǎn)上冠狀動脈的折線樹狀模型沿其長軸方向被分割的段按照修正AHA17模型那樣的標(biāo)準(zhǔn)冠狀動脈構(gòu)造被標(biāo)簽化。標(biāo)簽化是使用美國專利申請編號12/236，789記述的方法來進(jìn)行的。在下一處理工序24中，根據(jù)折線樹狀選擇作為處理對象的一段。例如通過圖像處理部2生成多個基于MPR(截面轉(zhuǎn)換處理)的截面圖像，并顯示其截面圖像，參照其顯示的截面圖像選擇一段。在操作中的某一模式中，折線樹狀模型的表現(xiàn)通過顯示裝置來顯示?；蛘?，某一段通過操作者操作鍵盤或鼠標(biāo)手動選擇。
在下一處理工序26中，計算所選擇的段的血管直徑。血管直徑通過與所選擇的段對應(yīng)的動脈部分的內(nèi)徑與外徑來決定。血管直徑通常根據(jù)所選擇的段的血管的截面上的正交方向長度來決定。血管直徑通過自動、半自動或手動方法來決定。根據(jù)體數(shù)據(jù)集生成與正交于血管中心線的多個切片有關(guān)的多個圖像。在各切片上的正交2方向上計算段的與外環(huán)或內(nèi)環(huán) (動脈的管腔壁或外腔壁)有關(guān)的長度(外徑或內(nèi)徑)。根據(jù)正交2方向的長度將長的一方確定為血管直徑。圖3例示了包含與管腔34、厚度36、38對應(yīng)的外壁的冠狀動脈的截面構(gòu)造。在下一處理工序28中，從作為對象庫而預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)存儲部6中的多個標(biāo)準(zhǔn) Mra平面(Mra模塊)中選擇與該處理對象的動脈部分關(guān)聯(lián)的特定的標(biāo)準(zhǔn)厚片作為初始厚片。標(biāo)準(zhǔn)厚片初期不具有厚度，但該厚片的方位與厚度如后面所述按照實際的動脈的行進(jìn)方向以及直徑被優(yōu)化。另外，所謂厚片的方位，規(guī)定為與相對于其平面的垂線平行的方向。 各標(biāo)準(zhǔn)厚片具有與連結(jié)在基于導(dǎo)管的血管造影法中一般使用的拍攝的χ射線源的χ射線焦點(diǎn)與檢測器的中心點(diǎn)的拍攝中心線平行的方向(方位)。按照對象段的部位從對象庫中選擇特定的標(biāo)準(zhǔn)厚片。圖4示出了表示通過處理工序22自動或手動決定的血管中心線的折線的一段。此時，選擇的段為冠狀動脈構(gòu)造中的左前方下部(LAD)。折線使用折線上離散點(diǎn)的坐標(biāo)集來規(guī)定。血管中心線通過三維圖4所示的矢狀、冠狀、縱切這3軸坐標(biāo)系來定義。圖5示出了圖4所示的LAD段的血管中心線40。黑圓點(diǎn)表示為了計算折線而選擇出的血管中心線40上的點(diǎn)列。圖5示出了從與LAD段有關(guān)的對象庫中選擇的、不具有厚度的初始厚片(平面)42，其方位在LAD段中與基于導(dǎo)管的血管造影法測定中使用的拍攝方向一致。初始厚片42以被檢體的體軸為基準(zhǔn)使首尾對應(yīng)于前后，具有左前面傾斜(LAO) 30° 的方位。對于動脈構(gòu)造的標(biāo)準(zhǔn)厚片的方位例如為30 ° -60 ° LAO ；LA0&RA0 ； 30° LAO、 20 ° cranial ；20 ° LA0、30 ° LA0、20 ° -30 ° cranial ；20 ° RA0、0 ° -15 ° caudal ； 30° LA0、30° cranial ;30° RA0、15° caudal ;30° RA0、15° cranial ;30° ；30° RAO、 15° -20° caudal。標(biāo)準(zhǔn)厚片的例子記述在“Coronary Anatomy, Variants and Lesion Characteristics " Vetrovec, January 2003, The Society forCardiοvascular Angiography and Interventions(http://www. scai.org/Education/Slides.aspx)。圖6表示按照該動脈部分選擇出的MPR厚片42。在圖6中，用虛線表示與選擇出的動脈的內(nèi)壁(或外壁)有關(guān)的管腔邊緣44、46。圖5或圖6所示的選擇的MPR厚片42在初期沒有厚度。LAD動脈部分中彎曲的中心線40對于在MPR厚片42在2點(diǎn)交叉。管腔邊緣44、46的大段隔著所選擇的MPR厚片位于兩側(cè)。在按照沒有厚度的MPR厚片生成LAD動脈部分的圖像時，動脈部分的段離選擇的 Mra平面存有距離，無法映出到圖像上，因此幾乎無法取得與動脈部分有關(guān)的信息。在處理工序30中，決定MPR厚片42的方位與位置以及厚度。該處理如圖7所示根據(jù)與血管中心線40上的多個離散點(diǎn)(用圖5的黑圓點(diǎn)表示)有關(guān)的坐標(biāo)集、在血管中心線40上的多個點(diǎn)的各個上與正交于厚片42的方向有關(guān)的動脈部分的厚度進(jìn)行。MPR厚片42的方位、位置、厚度的決定使用例如最小平方法。以使血管中心線40上的均等間隔的多個離散點(diǎn)各個與，MI5R厚片42之間的距離的平方和最小化的方式來決定 Mra厚片42的方位、位置以及厚度。距離的平方和無限地接近零時或至少在預(yù)先決定的允許界限的范圍內(nèi)，這表示MPR厚片42的方位、位置以及厚度得到了優(yōu)化。血管中心線40上的點(diǎn)與MPR厚片42的投影之間的距離通過圖7圖示。在圖4-圖7所示的工序內(nèi)，MI3R厚片具有IOmm的厚度，向左前方傾斜32°，在頭部側(cè)優(yōu)化為35° (左前方傾斜30° (LAO)與對于從對象庫中讀出的最初的平面向頭部側(cè)傾斜30°的量)而產(chǎn)生。在上述3個段的1種調(diào)整過程中，Mra厚片平面的位置與方位以及Mra厚片的厚度同時被調(diào)整。了解到在其變化中，位置、方位以及厚度發(fā)生改變，Mra厚片為其厚度最小化的制約源，實質(zhì)上橫跨整體長度包含動脈部分的管腔或(外面壁)。另外，對象血管部分也可以包含分支部。針對分支部中分支的血管部分的整體，設(shè)定血管中心線40上的多個離散點(diǎn)。根據(jù)多個離散點(diǎn)，通過上述方法以包含在分支部中分支的血管部分整體的方式?jīng)Q定厚片的位置、方位、厚度。作為1種進(jìn)一步的過程，受到Mra平面的位置與方位未變化到預(yù)先決定的量以上的進(jìn)一步調(diào)整的制約。例如，受到從對象庫讀出的Mra平面的位置或方位起，不變化到5% 或10%的調(diào)整的制約。由此，放射線專業(yè)醫(yī)生、心臟病專業(yè)醫(yī)生或其他使用者觀察的圖像與使用基于導(dǎo)管的血管造影法取得的圖像的種類非常良好地相一致。在處理工序32的方法中，按照被優(yōu)化的Mra厚片根據(jù)體數(shù)據(jù)生成圖像并顯示在顯示器上。完整顯示冠狀動脈的與選擇出的段對應(yīng)的動脈部分。在操作者選擇出的點(diǎn)上通過動脈部分的截面切片也通過眾所周知的方法來顯示。基于圖2的實施方式的方法重要的是為了使用標(biāo)準(zhǔn)化方法讀入個人的冠狀動脈， 通過自動計算最適合的顯示器環(huán)境，從而減少取得冠狀部分的最適合傾斜的Mra視野的時間。其方法是使用彎曲構(gòu)造的基本彎曲模型對所選擇的段定向并表示最適合的Mra厚片的厚度與Mra平面。但是，圖2所示的方法通過使用平面MRP作為向使用者顯示結(jié)果的方法，從而同時提供對于對特定的患者的人體構(gòu)造被優(yōu)化的顯示平面，因此使用者可以擁有自信。并且，其方法是對于特定的血管采用標(biāo)準(zhǔn)顯示平面作為初始狀態(tài)，但通過改變其顯示表面的方位，來提供為了觀察特定的患者的人體構(gòu)造而被優(yōu)化的Mra厚片，從而提供為了觀察特定的患者的人體構(gòu)造而被優(yōu)化的Mra厚片，提供適應(yīng)特定的患者的人體構(gòu)造的圖像數(shù)據(jù)的顯示。在圖1的實施方式中，了解到通過使用從對象庫中讀出的Mra平面作為調(diào)整過程相關(guān)的開始點(diǎn)，或者，通過與臨床業(yè)務(wù)中依然使用的標(biāo)準(zhǔn)心臟導(dǎo)管投影角對應(yīng)，從而早些得到較好的調(diào)整。并且，作為顯示器上顯示的結(jié)果而生成的圖像與基于通?；谄骄颊叩娜梭w構(gòu)造的心臟血管造影法測定的導(dǎo)管不同，對于特定的患者的人體構(gòu)造被優(yōu)化，但是作為顯示器上顯示的結(jié)果而生成的圖像與通過使用基于放射線專業(yè)醫(yī)生或心臟病專業(yè)醫(yī)生看慣的心臟血管造影法技術(shù)的導(dǎo)管而取得的圖像的種類充分一致。并不限定于圖2的處理步驟，例如折線樹狀模型的決定、與調(diào)整有關(guān)的動脈部分的選擇、所選擇的動脈部分的厚度(內(nèi)部直徑或外部直徑中的哪一個)的決定也可以事先進(jìn)行，供給至圖像處理部2。并且，通過數(shù)據(jù)存儲部6下載的數(shù)據(jù)包含基于動脈的中心線的冠狀動脈樹狀中的1個或1個以上的被預(yù)先計算的并且被選擇性地標(biāo)簽化的折線模型、表示段的直徑的直徑數(shù)據(jù)、以及確定調(diào)整的動脈部分的選擇性動脈標(biāo)簽。作為其他方法，通過處理裝置進(jìn)行的方法與選擇出的動脈部分的最初的Mra平面的選擇一起在處理工序28中開始。關(guān)于圖2在上述的方法中，對冠狀動脈部分調(diào)整一個MI5R厚片的厚度。但是，冠狀動脈部分被分割成2個以上的不同的段，各段被調(diào)整為各自不同的Mra厚片。在那種實施方式中，使用者選擇是否將冠狀動脈部分調(diào)整為單一 MPR厚片或多重MPR厚片。使用者也可以選擇性地選擇冠狀動脈部分的區(qū)域間的邊界的位置。在其他實施方式中，處理裝置自動決定針對預(yù)先決定的閾值或范圍外的單一 MPR厚片或平面調(diào)整的質(zhì)量將冠狀動脈分割成2 個以上。例如，在一個實施方式中，如果橫跨段的長度整體的單一 Mra厚片的調(diào)整提供比預(yù)先決定的閾值的厚度大的MPR厚片的厚度，則自動決定調(diào)整為將冠狀動脈分割成2個的 Mra厚片。如果單一Mra厚片的調(diào)整產(chǎn)生有關(guān)比預(yù)先決定的閾值的量大的冠狀動脈中心線而具有平均或最大距離的被調(diào)整的MPR平面，則自動決定自動調(diào)整為將冠狀動脈部分分割成2個的MPR厚片。如圖8所示，對于分割冠狀動脈的段的2個段部分分別調(diào)整2個MPR平面(無厚度的MI3R厚片)50、52。2個段部分根據(jù)切換點(diǎn)A被分割。如圖8所示，一方的MI3R厚片50 的方位與位置根據(jù)一方的段部分被優(yōu)化。另一方的Mra厚片52的方位與位置根據(jù)另一方的段部分被優(yōu)化。各MI5R厚片50、52的優(yōu)化方法如上所述。從圖8可知，在無厚度的狀態(tài)下方位以及位置被優(yōu)化的MPR厚片50、52的交叉點(diǎn)位于血管中心線的外側(cè)。對于MI3R平面(無厚度的MPR) 50、52根據(jù)與各段部分對應(yīng)的動脈直徑?jīng)Q定厚度。圖9示出了動脈部分的管腔邊緣54、56。各MI5R厚片50、52的厚度等價設(shè)定為管腔邊緣54、56之間的最大距離(最大直徑)。管腔邊緣54、56之間的距離被測量為與正交于三維空間中的MI3R厚片的方向有關(guān)的距離。例如最大距離為5mm。如圖10所示， MPR厚片50、52分別被給予由虛線60、62與64、66所示的厚度。圖10中也示出了存在一方 MPR厚片50與另一方MPR厚片52之間的變更的三維空間中的切換點(diǎn)68。雙方的Mra厚片50、52的厚度被設(shè)定為相同，或者各MI3R厚片50、52的厚度分別單獨(dú)調(diào)整。所有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整過程用來調(diào)整為多個Mra厚片。關(guān)于各Mra厚片的調(diào)整如上述記述，MPR厚片50、52的位置、MPR厚片50、52的方位、以及MPR厚片50、52的厚度同時處理或按順序處理。2個MPR厚片50、52之間的分離點(diǎn)68的位置可任意變更。與通過圖8乃至圖10所示的處理所生成的冠狀動脈構(gòu)造的段有關(guān)的圖像如圖11 所示被顯示在顯示部4上。在顯示部4的3個窗口中顯示3個圖像。在窗口 70中，使用通過分離點(diǎn)68的線連接并顯示與對應(yīng)于圖10所示的2個段的2個MPR厚片有關(guān)的2個圖像。顯示最初或第 2個段的區(qū)域雙方，各項的顯示方向與對其區(qū)域校正的MPR厚片的表面正交。在通過虛線72所示的點(diǎn)中，與圖10所示的三維空間中的點(diǎn)68 —致，但在存在從最初的MPR厚片向第2個MPR厚片的使用變更時，顯示平面自動改變方位。單一圖像內(nèi)的顯示平面的變化在提供段的平面顯示的期間內(nèi)，提供表示段整體對使用者而言可同時可見的2次傾斜的顯示。
在第2個與第3個窗口 74、76中，對于與顯示方向正交的方向上的三維體數(shù)據(jù)集顯示切片。切片根據(jù)沿冠狀動脈部分的長度的所選擇的位置78來取得，并用圖11中的虛線表示。操作者在最初的窗口 70中，可以選擇通過操作者操作鼠標(biāo)或鼠標(biāo)定位裝置取得的切片的位置78。圖8-圖11中的實施方式自動具備使使用適合特定的患者的組織的圖像平面的冠狀動脈構(gòu)造快速圖像化，并將與使用基于導(dǎo)管的血管造影法以前取得情況相似的視野提供給放射線專業(yè)醫(yī)生、心臟病專業(yè)醫(yī)生或其他使用者。在使用圖4-圖10的說明中，對被檢體的冠狀動脈構(gòu)造的左前方下部(LAD)的圖像進(jìn)行了記述，并按照修正的AHA17的段模型進(jìn)行了分類。按照其模型的冠狀動脈構(gòu)造如圖12所示。使用AHA15段模型或修正的AHA17段模型確定的一段使用已被記述的表現(xiàn)來顯示。作為另一方法，冠狀動脈構(gòu)造在使用者所希望的其他方法中被分割，各段使用記述的實施方式被圖像化。段與設(shè)為診斷對象的解剖學(xué)部位之間的對應(yīng)關(guān)系如下，作為對象庫而被預(yù)先作成并被存儲。段解剖學(xué)記述A 比第1銳角邊緣分支靠前方的右冠狀動脈的中央段B 第1、2銳角邊緣分支之間的右冠狀動脈的中間段C 比后側(cè)壁靠前方的右冠狀動脈的末梢段D 右冠狀動脈后下行支E 右主冠狀動脈F 比第1對角支靠前方的右冠狀動脈前下行支的中央段G 第1、第2對角支之間的右冠狀動脈前下行支的中間段H 比第2對角分支靠后方的右冠狀動脈前下行支的末梢段I 第1右對角分支J 第2右對角分支K 比第1鈍角邊緣分支靠前方的右圓旋支動脈的中央段L 第1鈍角邊緣分支M 第1、第鈍角邊緣分支之間的右圓旋支動脈的中間段N 第2鈍角邊緣分支0 比第2鈍角邊緣分支靠后方的右旋支動脈的末梢段P 右后側(cè)壁Q 支中間壁通過圖1的實施方式，能夠?qū)εc醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)的三維體數(shù)據(jù)集上所示的冠狀動脈等彎曲構(gòu)造，逐個地優(yōu)化視覺化平面(厚片)。根據(jù)關(guān)于三維空間中的血管的中心線的信息與血管的直徑相關(guān)的信息優(yōu)化厚片的方位與厚度。與冠狀動脈有關(guān)的體數(shù)據(jù)使用X射線計算機(jī)斷層拍攝裝置(CT掃描儀)、磁共振映像裝置(MRI)、可利用使用導(dǎo)管的血管造影法的C型臂式X射線診斷裝置中任一裝置來生成。另外，例如如圖4至圖12的一部分所述的，由圖像處理部2取得的最適合的MPR 平面或厚片用來針對C型臂式X射線診斷裝置或其他圖像化裝置的測定設(shè)定測定參數(shù)。那種方法的步驟被示為圖13的流程。圖像處理部2如圖14所示經(jīng)由適當(dāng)?shù)木€纜，與C型臂
12式X射線診斷裝置90連接，可進(jìn)行處理裝置2與C型臂式X射線診斷裝置90之間的數(shù)據(jù)交換與信號控制。在最初的處理工序80的方法中，拍攝面為使用圖2-圖11所說明的被優(yōu)化的厚片 (或無厚度的厚片(MH 平面))。在下一處理工序82的過程中，與調(diào)整的厚片有關(guān)的坐標(biāo)例如由圖像處理部2提供給C型臂式X射線診斷裝置90。在下一處理工序84中，C型臂式X射線診斷裝置90以適合被優(yōu)化的模塊的坐標(biāo)的方式自動調(diào)整X射線源與檢測器的方位。在最后的處理工序86中，C型臂式X射線診斷裝置90進(jìn)行X射線拍攝，作為結(jié)果，取得與管腔構(gòu)造的被選擇的段的最適合面有關(guān)的圖像。C型臂式X射線診斷裝置90提供的數(shù)據(jù)的形式與使用的特定的C型臂式X射線診斷裝置90有互換性。例如，通過圖像處理部2，C型臂式X射線診斷裝置90對于與調(diào)整的厚片的方位一致的C型臂的方位直接取得所希望的角度。并且，C型臂式X射線診斷裝置90此時例如再次用來取得患者的X射線透視圖像數(shù)據(jù)等χ射線圖像數(shù)據(jù)。χ射線透視圖像數(shù)據(jù)從圖像裝置90，與表示用于取得圖像數(shù)據(jù)的測定參數(shù)一起被即刻發(fā)送至圖像處理部2。測定數(shù)據(jù)包含表示C型臂式X射線診斷裝置90 的方位的方位數(shù)據(jù)。圖像處理部2繪制X射線透視圖像數(shù)據(jù)。通過顯示器裝置4顯示X射線透視圖像。 圖像處理部2還保有例如CT圖像數(shù)據(jù)等三維體數(shù)據(jù)集，該三維體數(shù)據(jù)集針對同一被檢體來取得，在顯示裝置4中，顯示根據(jù)三維體數(shù)據(jù)集針對厚片通過MPR(截面轉(zhuǎn)換處理)所生成的圖像。與厚片有關(guān)的MPR圖像與X射線透視圖像同時顯示在顯示裝置4上。與厚片有關(guān)的MPR圖像例如為與冠狀動脈部分等管腔構(gòu)造中的被選擇的段有關(guān)的圖像。X射線透視圖像為包含選擇的段的與被檢體有關(guān)的區(qū)域的圖像。圖像處理部2為了選擇與厚片有關(guān)的MPR圖像的方位，使用C型臂式X射線診斷裝置90的方位數(shù)據(jù)。其結(jié)果，與X射線透視圖像上顯示的方位適合。相反，在與被檢體有關(guān)的C型臂式X射線診斷裝置90的方向變化時，圖像處理部2接收更新的方位數(shù)據(jù)，并根據(jù)該方位數(shù)據(jù)改變與厚片有關(guān)的MPR圖像的方位。這樣，顯示裝置4同時顯示方位等價的 X射線透視圖像與MI5R厚片圖像。MI5R厚片圖像的方位隨著與X射線透視圖像有關(guān)的拍攝方位的變化即刻發(fā)生變化。Mra厚片圖像根據(jù)CT圖像等的三維體數(shù)據(jù)集生成，根據(jù)與被檢體有關(guān)的測定而被預(yù)先取得并被記錄。作為另一種方法，與C型臂式X射線診斷裝置90與CT掃描儀并用，從患者處同時取得三維體數(shù)集與X射線透過圖像數(shù)據(jù)。在圖1-圖14中，雖然是和與冠狀動脈構(gòu)造的段有關(guān)圖像化相關(guān)，但并不限定于此，例如，也可以適用于結(jié)腸或結(jié)腸的一段、氣管內(nèi)管、胰臟或膽汁血管或輸尿管等血管。并且，使用最小平方法調(diào)整厚片厚度或方位的過程可以通過其他各種方式來實施。并且，在此記述特定的要素，但在其他各種實施方式中，1個以上的功能可只通過一個要素來實現(xiàn)，或可通過1個要素實現(xiàn)的功能可通過2個以上的功能來實現(xiàn)。在其領(lǐng)域中具有一般技術(shù)技能的人員可充分理解，但實施方式通過軟件來執(zhí)行某一功能，但功能通過硬件 (例如，一個或一個以上的ASICs (應(yīng)用中特有的集成電路)或硬件與軟件的組合可專門安裝。其他本發(fā)明并不限定于上述實施方式那樣，在實施階段，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可使構(gòu)成要素變形并具體化。并且，通過上述實施方式中公開的多個構(gòu)成要素的適宜組合，可形成各種發(fā)明。例如，也可以從實施方式所示的所有構(gòu)成要素中刪除幾個構(gòu)成要素。 并且，也可以適宜組合橫跨不同實施方的式構(gòu)成要素。還有，根據(jù)上述實施方式中公開的適宜多個的構(gòu)成要素的組合，可以形成各種的發(fā)明。例如既可以削除從實施方式中顯示的全部構(gòu)成要素的幾個構(gòu)成要素，又可以適當(dāng)?shù)亟M合不同實施方式內(nèi)的構(gòu)成要素。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其它優(yōu)點(diǎn)和變更方式。因此，本發(fā)明就其更寬的方面而言不限于這里示出和說明的具體細(xì)節(jié)和代表性的實施方式。因此，在不背離由所附的權(quán)利要求書以及其等同物限定的一般發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理方法，其特征在于從與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)，來提取與上述管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段相對應(yīng)的段區(qū)域，以包含上述段區(qū)域的方式?jīng)Q定厚片的厚度，根據(jù)上述三維體數(shù)據(jù)，通過繪制來生成與具有上述厚度的厚片有關(guān)的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 以上述厚片包含上述段區(qū)域的方式來決定上述厚片的方位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 根據(jù)與上述管腔構(gòu)造的一段對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平面來決定上述厚片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理方法，其特征在于 上述標(biāo)準(zhǔn)平面從多個平面的候補(bǔ)平面選擇出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理方法，其特征在于上述標(biāo)準(zhǔn)平面與將冠狀動脈作為對象的使用了導(dǎo)管的造影拍攝面對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理方法，其特征在于在對上述標(biāo)準(zhǔn)平面預(yù)先設(shè)定的限制范圍內(nèi)決定上述厚片的方位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于根據(jù)上述段區(qū)域的軸長，以上述段區(qū)域處于上述厚片內(nèi)的方式來決定上述厚片的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于以上述段區(qū)域處于上述厚片內(nèi)的方式來使上述厚片的厚度最小化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 按照上述段區(qū)域的中心線來決定上述厚片的方位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于以使上述段區(qū)域的邊緣與上述厚片的邊緣之間的距離最小化的方式來決定上述厚片的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于根據(jù)上述段區(qū)域的厚度，以上述段區(qū)域處于上述厚片內(nèi)的方式來決定上述厚片的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，其特征在于上述段區(qū)域的厚度是通過上述管腔構(gòu)造的內(nèi)壁間距離與外壁間距離中的一方來決定的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于以一邊改變上述厚片的厚度與上述厚片的方位或一邊只改變上述厚片的的厚度一邊按照上述段區(qū)域處于上述厚片內(nèi)的方式來決定上述厚片的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于上述管腔構(gòu)造具有分支部，以將包含上述分支部的上述段區(qū)域處于上述厚片內(nèi)的方式來決定上述厚片的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 使用最小平方法來決定上述厚片的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 使多個厚片分別適合于與上述管腔構(gòu)造有關(guān)的多個一段。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理方法，其特征在于上述多個厚片具有不同的方位，同時顯示與上述多個厚片分別對應(yīng)的多個圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于根據(jù)上述三維體數(shù)據(jù)來生成與正交于上述厚片的切片有關(guān)的至少一個截面圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 上述管腔構(gòu)造為冠狀動脈構(gòu)造。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像處理方法，其特征在于 上述一段適合于美國心臟協(xié)會分類。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于 上述管腔構(gòu)造為大腸下部、呼吸道、血管、輸尿管中的任一個。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于上述三維體數(shù)據(jù)為CT數(shù)據(jù)、MR數(shù)據(jù)、血管造影數(shù)據(jù)中的任一個。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理方法，其特征在于通過按照與上述決定的厚片的方位對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)控制拍攝裝置來對與上述厚片實質(zhì)相同的面進(jìn)行拍攝。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述圖像處理方法，其特征在于上述拍攝裝置為具備C型臂的X射線拍攝裝置，上述C型臂的方位被上述控制數(shù)據(jù)控制。
25.一種圖像處理方法，使拍攝面適合于表示與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維圖像中包含的上述管腔構(gòu)造的一段的圖像，按照上述拍攝面的方位來生成控制數(shù)據(jù)，為了通過上述控制數(shù)據(jù)在拍攝裝置中拍攝與上述拍攝面實質(zhì)相同的面的圖像而將上述控制數(shù)據(jù)提供給拍攝裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像處理方法，其特征在于上述三維圖像通過CT裝置、MR裝置、錐束血管造影拍攝裝置中的任一個來收集， 上述拍攝裝置為具備C型臂的X射線血管造影裝置， 上述控制數(shù)據(jù)為用于控制上述C型臂的方向的數(shù)據(jù)。
27.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括從與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)，來提取與上述管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段相對應(yīng)的段區(qū)域的模塊；以包含上述段區(qū)域的方式來決定厚片的厚度的模塊；以及根據(jù)上述三維體數(shù)據(jù)，通過繪制來生成與具有厚度的厚片有關(guān)的圖像的模塊。
28.—種程序編碼，用于使計算機(jī)實現(xiàn)從與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)，來提取與上述管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段相對應(yīng)的段區(qū)域的部件、以包含上述段區(qū)域的方式來決定厚片的厚度的部件、根據(jù)上述三維體數(shù)據(jù)，通過繪制來生成與具有上述厚度的厚片有關(guān)的圖像的部件。
29.一種圖像系統(tǒng)，其特征在于，包括使拍攝面適合于表示與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維圖像中包含的上述管腔構(gòu)造的一段的圖像的模塊；按照上述拍攝面的方位來生成控制數(shù)據(jù)的模塊；以及通過上述控制數(shù)據(jù)控制拍攝裝置，拍攝與上述拍攝面實質(zhì)相同的面的圖像的模塊。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的圖像系統(tǒng)，其特征在于上述三維圖像通過CT裝置、MR裝置、錐束血管造影拍攝裝置中的任一個來收集， 上述拍攝裝置為具備C型臂的X射線血管造影裝置， 通過上述控制數(shù)據(jù)控制上述C型臂的方向。
31.一種程序編碼，使計算機(jī)實現(xiàn)使拍攝面適合于表示與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維圖像中包含的上述管腔構(gòu)造的一段的圖像的部件、按照上述拍攝面的方位來生成控制數(shù)據(jù)的部件、為了拍攝與上述拍攝面實質(zhì)相同的面的圖像而將上述控制數(shù)據(jù)發(fā)送至拍攝裝置的部件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于在根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)來生成厚片圖像時優(yōu)化其厚片厚度。本圖像處理方法根據(jù)與被檢體內(nèi)的管腔構(gòu)造有關(guān)的三維體數(shù)據(jù)來提取與管腔構(gòu)造的軸方向相關(guān)的一段相對應(yīng)的段區(qū)域，并以包含該段區(qū)域的方式來決定厚片的厚度。根據(jù)三維體數(shù)據(jù)通過繪制來生成與具有決定的厚度的厚片有關(guān)的圖像。
文檔編號G06T19/20GK102479390SQ20111026040
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者科林·羅伯茨 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝