CN106780720A - 医学图像显示方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种医学图像显示方法及装置，所述医学图像显示方法包括获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；基于扫描数据重建多个时相的第一图像；接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；基于第一显示参数对第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；接收用户基于第一分割图像设定的第二显示参数；基于第二显示参数重建多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；基于第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。基于本发明的医学图像显示方法可根据医生的评估需求，自动重建受检者多个时相的数据及三维MPR图像，避免用户手动重建并调整多时相图像的繁复工作量。

Description

医学图像显示方法及装置
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种医学图像显示方法及装置。
背景技术
经导管的主动脉瓣植入术(transcatheter aortic valve implantation，TAVI)是近年来发展出的一种全新的微创瓣膜置换手术。进行TAVI之前需要对患者的主动脉瓣环和瓣膜情况以及其他心血管结构进行准确的术前评估，之后按照评估的结果选择置换的人工瓣膜以及手术方案。
多排螺旋CT(multidetector-row CT，MDCT)作为TAVI术前评估的重要成像手段，主要利用MDCT成像具有较高的时间分辨率和空间分辨率，能够清晰显示主动脉及其他心血管结构，并能够重建出三维多平面重建(multi-planar reformation，MPR)图像的特性。
基于MDCT成像后的图像的尺寸评估对象的评估结果作为选择置换的修复体的尺寸提供选择依据，若修复体的尺寸选择不当，修复体与患者的原生态器官或组织尺寸不匹配，将阻碍手术的顺利进行，并可能导致手术后并发症。例如，评估对象为主动脉瓣环时，由于主动脉瓣环会随着患者心脏的搏动不断变化，用于评估瓣环尺寸的评估指标随心动周期的变化趋势不同，这就要求在心动周期的不同时相分别评估患者的瓣环尺寸，以了解瓣环尺寸的变化情况，最终评估瓣环尺寸。
现有的瓣环尺寸评估主要由工作人员针对心动周期中收缩期的图像来进行瓣环尺寸的评估，但是由于不同患者之间的个体差异，针对特定患者，具体应该采用哪个时相的图像并无明确的参考依据。此外，对瓣环尺寸的评估包含多个不同的评估指标，不同评估指标随心动周期的变化趋势不同，选择单一时相进行评估无法完善的评估不同的指标。因此，需要工作人员手动重建不同时相的体数据及MPR图像，并测量相应的评估指标，从而确定瓣环尺寸，该方法无疑大大增加工作人员的工作量，延长TAVI术前评估所需时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医学图像显示方法及装置，以解决使用现有的医学图像显示方法及装置重建每个时相的体数据及MPR图像均依赖工作人员，导致增加工作人员的工作量，延长了TAVI术前评估所需时间的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种医学图像显示方法，所述医学图像显示方法包括：
获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；
基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；
接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；
基于所述第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；
接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数；
基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；
基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述第一显示参数包括：尺寸评估对象所需的体数据范围及尺寸评估对象所需的三维多平面重建图像的重建角度。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述尺寸评估对象为瓣环和/或主动脉根部。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述尺寸评估对象为瓣环或主动脉根部时，尺寸评估对象所需的体数据范围包括：升主动脉、窦管交界、主动脉窦及冠状窦口、瓣环平面及左心室流出道。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述尺寸评估对象为瓣环和主动脉根部时，尺寸评估对象所需的三维多平面重建图像的重建角度为：与瓣环平面平行的斜轴位平面，以及包含左右冠状窦口的斜矢状位平面和斜冠状位平面。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述瓣环的尺寸评估指标包括：瓣环短径、瓣环长径、瓣环平均直径、瓣环面积、基于瓣环面积的面积平均直径、瓣环周长、基于瓣环周长的周长平均直径。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述主动脉根部的尺寸评估指标包括：主动脉窦平均直径、窦管交界处的平均直径、升主动脉处的平均直径、左右冠状窦口到瓣环所在平面的距离。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，所述第二显示参数包括：时相范围及三维多平面重建图像的重建角度。
可选的，在所述的医学图像显示方法中，采用MDCT获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据。
本发明还提供一种医学图像显示装置，所述医学图像显示装置包括：
扫描数据获取模块，用于获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；
第一图像重建模块，用于基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；
第一分割图像获取模块，用于接收用户基于所述第一图像设定的第一显示参数，并基于第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；
第二分割图像获取模块，用于接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数，基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对所述第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；
时相位置显示模块，用于基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
在本发明所提供的医学图像显示方法及装置中，所述医学图像显示方法包括获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；基于所述第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数；基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。基于本发明的医学图像显示方法可以根据医生的评估需求，自动重建出受检者多个时相的数据及三维MPR图像，向用户提供更丰富的信息的同时，避免用户手动重建并调整多时相图像的繁复工作量。
附图说明
图1是本发明一实施例的医学图像显示方法的流程图；
图2是本发明另一实施例的医学图像显示装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的医学图像显示方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
请参考图1，其为本实施例中医学图像显示方法的流程图，所述医学图像显示方法及装置主要包括如下步骤：
首先，执行步骤S10，获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；
优选的，利用MDCT进行扫描以获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据。具体的，利用MDCT进行扫描采集数据的方式包括但不局限于以下两种方式：MDCT采用心电图(EGC)门控的回顾式螺旋采集方式进行数据的采集或者MDCT采用心电图触发的门控采集方式进行数据的采集。
接着，执行步骤S11，基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；
接着，执行步骤S12，接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；其中，所述第一显示参数包括：尺寸评估对象所需的体数据范围及尺寸评估对象所需的三维多平面重建(multi-planar reformation，MPR)图像的重建角度。
接着，执行步骤S13，基于所述第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；
接着，执行步骤S14，接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数；
接着，执行步骤S15，基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；
接着，执行步骤S16，基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
所述尺寸评估对象包括但不局限于瓣环和/或主动脉根部，具体根据用户的需求而定，下面以尺寸评估对象为瓣环和主动脉根部为例，对医学图像显示方法进行阐述。
所述体数据范围内的体数据为主动脉瓣植入术所需的解剖结构的数据，通常TAVI术前的CT扫描需要覆盖较大的解剖结构范围，一般包含：主动脉根部、主动脉、髂动脉及股总动脉，以便医生完整评估患者的主动脉及外周血管情况，其中针对瓣环和主动脉根部的尺寸相关参数的评估只需要利用包含主动脉根部的较小范围内的CT图像数据，以便缩小图像处理的范围。本实施例中，所述尺寸评估对象为瓣环或主动脉根部时，体数据范围包括：升主动脉、窦管交界、主动脉窦及冠状窦口、瓣环平面及左心室流出道。
设定三维多平面重建图像的重建角度的原则：针对瓣环的尺寸和主动脉根部的尺寸相关参数的测量和评估需要在不同角度的多平面重建图像上进行，一般来说，医生需要在主动脉瓣环斜轴位平面，即瓣环平面上评估瓣环尺寸参数，并在与瓣环平面平行的其他斜轴位平面上评估主动脉窦、窦管交界以及升主动脉处的尺寸参数，以及在斜矢状位和斜冠状位平面上评估左右冠状窦口与瓣环平面的距离。本实施例中，设定的所需的三维多平面重建图像的重建角度为：与瓣环平面平行的斜轴位平面，以及包含左右冠状窦口的斜矢状位平面和斜冠状位平面。
以图表形式统计各个评估指标随时相变化的趋势，并针对不同评估指标标记出瓣环尺寸最大的时相位置，为人工瓣膜的尺寸选择提供全面的信息。所述瓣环的尺寸评估指标包括：瓣环短径DS、瓣环长径DL、瓣环平均直径D＝(DL+DS)/2、瓣环面积A、基于瓣环面积的面积平均直径DA＝2×sqrt(A/π)、瓣环周长C、基于瓣环周长的周长平均直径DC＝C/π。
本实施例中，所述主动脉根部的尺寸评估指标包括：主动脉窦平均直径、窦管交界处的平均直径、升主动脉处的平均直径、左右冠状窦口到瓣环所在平面的距离。
进行分割的具体包括如下步骤：
步骤1：平滑滤波
对多个时相的体数据范围内的断层图像进行平滑滤波，以抑制图像噪声；
步骤2：边缘检测
采用边缘检测算子(例如Sobel算子)对步骤1中经过平滑滤波处理的断层图像进行边缘检测；
步骤3：升主动脉分割
对进行过边缘检测的断层图像的每个断层图像的升主动脉分割结果；根据设定的三维多平面重建图像的重建角度将所有断层图像的升主动脉分割结果映射到三维多平面重建图像中。
具体的，由于扫描过程中为患者静脉注射了造影剂，在所述体数据范围内的断层图像中，主动脉表现为接近圆形的高对比度目标，因此，可以采用基于霍夫变换的圆形目标检测算法，得到图像中圆形目标的中心坐标和直径。
因此，首先对所述体数据范围内的第一层图像执行基于霍夫变换的圆形目标检测。由于图像中可能存在其他类圆形结构(例如心房、心室等)，需要在霍夫变换圆形目标检测结果的基础上，结合升主动脉的直径范围(通常为20mm-35mm)，以及在图像中的位置关系(升主动脉通常位于整体心脏区域的左侧)从霍夫变换的检测结果中确定升主动脉的中心坐标和直径，并得到一个大致覆盖该层图像中升主动脉的圆形区域。
将获得到圆形区域进行形态学膨胀获得背景区域种子点；将获得的圆形区域进行形态学腐蚀获得目标区域种子点；将背景区域种子点和目标区域种子点作为输入，使用随机游走算法得到所述体数据范围内的第一层图像中升主动脉分割结果。
虽然升主动脉的走向为沿人体轴向的方向，但是在CT图像中，不同断层图像中升主动脉的位置和形状会有变化。因此，在使用随机游走算法分割断层图像中的升主动脉的过程中，需要逐层更新背景和目标区域种子点，即在当前一层图像中的升主动脉分割完成后，对分割结果进行形态学膨胀和腐蚀操作，并将其作为下一层图像中升主动脉分割的背景和目标区域种子点，然后使用随机游走算法得到下一层图像中升主动脉的分割结果。重复上述步骤，直至获得所述体数据范围内所有断层图像中的升主动脉的分割结果，最后根据设定的MPR图像的重建角度，将断层图像的分割结果映射到三维多平面重建图像(MPR图像)中。
步骤4：冠状窦口识别
在包含左右冠状窦口的斜矢状位和斜冠状位的三维多平面重建图像中，根据所述升主动脉的分割结果和CT值范围识别冠状窦口的位置。由于冠状窦口为冠状动脉在主动脉窦上的开口处，而冠状动脉同样被造影剂所充盈，冠状动脉的CT值与主动脉的CT值接近。因此，在包含左右冠状窦口的斜矢状位和斜冠状位MPR图像中，以升主动脉的分割结果和CT值范围分别为种子点和阈值范围进行区域生长，在升主动脉两侧首先生长出位置即为冠状窦口位置。
实施例二
请参考图2，其为本实施例中医学图像显示装置的结构示意图。如图2所示，所述医学图像显示装置包括：扫描数据获取模块、第一图像重建模块、第一分割图像获取模块、第二分割图像获取模块及时相位置显示模块；扫描数据获取模块，用于获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；所述第一图像重建模块用于基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；所述第一分割图像获取模块用于接收用户基于所述第一图像设定的第一显示参数，并基于第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；所述第二分割图像获取模块用于接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数，基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对所述第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；所述时相位置显示模块用于基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
综上，在本发明所提供的医学图像显示方法及装置中，所述医学图像显示方法包括获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；基于所述第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数；基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。基于本发明的医学图像显示方法可以根据医生的评估需求，自动重建出受检者多个时相的数据及三维MPR图像，避免用户手动重建并调整多时相图像的繁复工作量，同时可以为评估提供更加全面丰富的信息，例如医生可以参考完整心动周期的数据来了解关心的解剖结构在整个心动周期的变化情况。此外，在实际应用中，需要用户(医生)评估的参数有多种，不同的参数可能会对应不同的最佳评估时相，本发明提供的方案可方便地适用于用户对各种类型的参数进行评估。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种医学图像显示方法，其特征在于，包括：
获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；
基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；
接收用户基于第一图像设定的第一显示参数；
基于所述第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；
接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数；
基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；
基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
2.如权利要求1所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述第一显示参数包括：尺寸评估对象所需的体数据范围及尺寸评估对象所需的三维多平面重建图像的重建角度。
3.如权利要求1所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述尺寸评估对象为瓣环和/或主动脉根部。
4.如权利要求3所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述尺寸评估对象为瓣环或主动脉根部时，尺寸评估对象所需的体数据范围包括：升主动脉、窦管交界、主动脉窦及冠状窦口、瓣环平面及左心室流出道。
5.如权利要求3所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述尺寸评估对象为瓣环和主动脉根部时，尺寸评估对象所需的三维多平面重建图像的重建角度为：与瓣环平面平行的斜轴位平面，以及包含左右冠状窦口的斜矢状位平面和斜冠状位平面。
6.如权利要求3所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述瓣环的尺寸评估指标包括：瓣环短径、瓣环长径、瓣环平均直径、瓣环面积、基于瓣环面积的面积平均直径、瓣环周长、基于瓣环周长的周长平均直径。
7.如权利要求3所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述主动脉根部的尺寸评估指标包括：主动脉窦平均直径、窦管交界处的平均直径、升主动脉处的平均直径、左右冠状窦口到瓣环所在平面的距离。
8.如权利要求1所述的医学图像显示方法，其特征在于，所述第二显示参数包括：时相范围及三维多平面重建图像的重建角度。
9.如权利要求1所述的医学图像显示方法，其特征在于，采用MDCT获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据。
10.一种医学图像显示装置，其特征在于，包括：
扫描数据获取模块，用于获得受检者心动周期内多个时相的扫描数据；
第一图像重建模块，用于基于所述扫描数据重建所述多个时相的第一图像；
第一分割图像获取模块，用于接收用户基于所述第一图像设定的第一显示参数，并基于第一显示参数对所述第一图像进行分割并显示分割后的第一分割图像；
第二分割图像获取模块，用于接收用户基于所述第一分割图像设定的第二显示参数，基于所述第二显示参数重建所述多个时相的第二图像，并对所述第二图像进行分割以获取分割后的第二分割图像；
时相位置显示模块，用于基于所述第二分割图像统计图像特征，并突出显示符合特定特征的图像对应的时相位置。
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