CN111839555B - 医学成像***及其操作方法、存储介质及处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医学成像***的操作方法、医学成像***以及存储介质和处理器，其中该方法包括扫描一检查对象的关注部位，以获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像；比较多帧初始扫描图像，以识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位；根据多帧初始扫描图像在多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻；组合多帧初始扫描图像，以确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围；以及在第二周期内根据触发时刻和扫描范围，生成关注部位的血管成像图像。
Description
技术领域
本发明涉及医学成像***的操作方法、医学成像***以及存储介质和处理器。
背景技术
医学影像是为了医疗或医学研究目的，对人体或人体某部位，以非入侵的方式获得内部组织影像的技术与处理过程，其已经变成了一种广泛使用的用于所有人体部位的重要的医学诊断技术。在医学影像技术领域，使用X光成像技术的设备被称为X光成像设备。随着计算机技术的发展，可以将普通X光成像设备同电子计算机结合，使得X光信息由模拟转换为数字信息，从而得到数字图像。这种影像技术称为数字X光成像技术。
此外，还可采用称为血管造影的医学影像技术来观察血管分布的情形，例如动脉、静脉或者心房室。血管造影可专门用于诊断血管疾病，有时也会在手术前用于确定血管的结构。血管造影的影像可以是静止的，例如用来检查特定的区域；还可以是动态的影像，例如以每秒三十张的动态呈现，同时也可以观察血液流经血管的速度。血管造影可通过电视摄影或者录像的方式将血管腔的显影过程拍摄下来，从显影的结果可以看到血液流动顺序以及血管充盈情况，从而了解血管的生理和解剖的变化。由此形成了血管造影与计算机技术结合的医学检查方法。
发明内容
本发明提供了医学成像***的操作方法以及医学成像***。例如，该医学成像***是采用了X光、CT或者磁共振成像技术来对血管进行成像的***。本发明还提供了涉及该操作方法的存储介质和处理器。
根据本发明的一方面，本发明提供了医学成像***的操作方法，该方法包括：扫描一检查对象的关注部位，以获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像；比较多帧初始扫描图像，以识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位；根据多帧初始扫描图像在多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻；组合多帧初始扫描图像，以确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围；以及在第二周期内根据触发时刻和扫描范围，生成关注部位的血管成像图像。根据本发明的方法尤其简化了血管成像的工作流程，尤其能够在预扫描阶段以全自动计算的方式确定用于正式扫描的参数，使得该工作流程变得简单和自动化，无需人工操作的介入。而且，采用该技术的检查过程会变得省时和高效，不会因为涉及复杂的人工操作而造成费时和效率低下的问题。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像包括：在检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取多帧初始扫描图像。对多帧初始扫描图像的获取根据检查对象的心动周期的不同阶段来触发，例如通过心电图来触发，从而使得获取的初始扫描图像与检查对象的心脏脉动相关联，进而与检查对象的关注部位的血液流速相关联。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位包括：将在心动周期的第一阶段获取的初始扫描图像作为参考图像；计算在所心动周期的其他阶段获取的初始扫描图像与参考图像的差异，以生成多帧差异图像；以及将多帧差异图像相加，以识别多个血管定位。由于在不同阶段的扫描图像上器官或组织外的背景噪声(一般都假定是均值为0的高斯噪声)被视为随机分布的值，因此两个扫描图像的相减(例如将在心动周期其他阶段获取的扫描图像与参考图像相减)只会产生随机噪声，但图像相加不会造成高期望值。这同样适用于静态组织，即使在心动周期的不同阶段获取的扫描图像上这些静态组织会反映高信号强度，但是将在心动周期的其他阶段获取的扫描图像与参考图像相减，获得的差异图像只会有类似噪声的结果。从而，在相加差异图像而获得的差异水平图像上，所有与血管相关的信号会变得非常明显，而且根据动脉血管和静脉血管的血液流速的差异，也能够非常轻易地在图像上分辨动脉和静脉，因为动脉信号差异的和会比静脉血管信号差异的和大很多。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻包括：确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的多个血管区域；根据多个血管区域中的每个血管区域内的平均信号强度，从多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像；确定目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻；以及根据扫描时刻，计算触发时刻。触发时刻的计算是基于血管区域内的平均信号强度，而不是基于在血管定位上的点的信号强度，这尤其提高了触发时刻的计算过程的稳定性，从而确保了在操作成像***时***的可靠性。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的血管区域包括：以每个血管定位为中心并且以预定像素数量为半径，确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的圆形的多个血管区域。通过血管定位在初始扫描图像上的定位点可划定与该定位点相关的血管范围，该血管范围在该实施例中具有易于分辨和后续处理的圆形形状。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，从多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像包括：确定多帧初始扫描图像中的在相同血管定位处包括具有最大平均信号强度的血管区域的初始扫描图像；以及将确定的初始扫描图像确定为目标扫描图像。初始扫描图像的血管区域具有最大的平均信号强度代表了在生成该初始扫描图像时心脏的血液峰刚好到达扫描的部位，此时在扫描部位的血液流速是非常快的。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，确定目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻包括：确定目标扫描图像在多帧初始扫描图像中的帧序号；以及根据帧序号和预定频率，计算目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻。因此，能够确定出该目标扫描图像相对于多帧初始扫描图像的扫描时刻，换而言之，确定了该目标扫描图像相对于参考图像的延迟时间，即在第一周期内从触发扫描以生成第一张图像至生成该目标图像之间的持续时间。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，计算触发时刻包括：计算针对每个血管定位所选择的目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻的平均值；以及将平均值确定为触发时刻。因此，触发时刻并不是由针对某一个特定的血管定位的目标扫描图像的扫描时刻来确定的，而是由识别出的多个血管定位的每个血管定位所对应的扫描时刻来确定的，这进一步提高了***的稳定性。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围包括：组合关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像；确定第一掩膜图像的第一中心线和第二掩膜图像的第二中心线；通过将第一中心线和第二中心线分别与预定视野对准，第一掩膜图像和第二掩膜图像分别与预定视野对准；以及将第一掩膜图像上对准的预定视野与第二掩膜图像上对准的预定视野对准，以确定扫描范围。通过将关注部位的两个位置的横断面所获得的扫描图像对准，实现对待正式扫描的关注部位在三维空间上的定位和对在该三维空间上的扫描范围进行确定。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，生成第一掩膜图像和第二掩膜图像包括：使用高斯滤波器处理第一多帧初始扫描图像和第二多帧初始扫描图像；将处理的第一多帧初始扫描图像和处理的第二多帧初始扫描图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；以及将第一合成图像和第二合成图像中不含组织的空白区域作为背景噪声参考，分割第一合成图像和第二合成图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像。生成掩膜图像方便确定关注部位在扫描图像中的中心线，以便不同位置处扫描出的图像中的关注部位横截面之间的对准。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，第一掩膜图像和第二掩膜图像分别包括两个关于中心轴线布置的、包含组织的组织区域，其中确定第一掩膜图像的第一中心线和第二掩膜图像的第二中心线包括：根据第一掩膜图像的第一组织区域和第二组织区域的坐标平均值，计算第一组织区域的第一中心和第二组织区域的第二中心；根据第二掩膜图像的第三组织区域和第四组织区域的坐标平均值，计算第三组织区域的第三中心和第四组织区域的第四中心；根据第一中心与第二中心的连线以及中心轴线，确定第一掩膜图像的中心线；以及根据第三中心与第四中心的连线以及中心轴线，确定第二掩膜图像的中心线。这使得容易通过自动化计算的方式来确定掩膜图像中心线，进而方便后续步骤中多个掩膜图像之间的对准。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，生成关注部位的血管成像图像包括：生成关注部位在心动周期的第一阶段的第一成像图像；生成关注部位在触发时刻的第二成像图像；以及将第一成像图像与第二成像图像相减，生成关注部位的血管成像图像。在两个成像图像相减时，扫描图像上关注部位中的静态组织信号被抵消，因此在相减后的图像中能够轻易地识别出血管。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，多帧初始扫描图像是二维FLASH电影图像。在利用磁共振技术的情况下，利用FLASH序列获得关注部位的二维横断面电影，这便于在后续步骤中通过处理电影图像来识别血管定位和在正式扫描中的临床定位。
根据本发明的操作医学成像***的方法的示例性实施例，血管是动脉血管。根据本发明的方法尤其能够获得动脉血管的成像图像，例如外周动脉血管成像图像。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了医学成像***，其包括：扫描装置，用于扫描一检查对象的关注部位，以获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像；血管定位识别装置，用于比较多帧初始扫描图像，以识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位；触发时刻计算装置，用于根据多帧初始扫描图像在多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻；扫描范围确定装置，用于组合多帧初始扫描图像，以确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围；以及图像生成装置，用于在第二周期内根据触发时刻和扫描范围，生成关注部位的血管成像图像。根据本发明的医学成像***尤其能够执行简化了的血管成像的工作流程，尤其能够在预扫描阶段以全自动计算的方式确定用于正式扫描的参数，使得该工作流程变得简单和自动化，无需人工操作的介入。
根据本发明的医学成像***的示例性实施例，扫描装置还用于：在检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取多帧初始扫描图像。对多帧初始扫描图像的获取根据检查对象的心动周期的不同阶段来触发，例如通过心电图来触发。
根据本发明的医学成像***的示例性实施例，血管定位识别装置还用于：将在心动周期的第一阶段获取的初始扫描图像作为参考图像；计算在所心动周期的其他阶段获取的初始扫描图像与参考图像的差异，以生成多帧差异图像；以及将多帧差异图像相加，以识别多个血管定位。在相加差异图像而获得的差异水平图像上，所有与血管相关的信号会变得非常明显，而且根据动脉血管和静脉血管的血液流速的差异，也能够非常轻易地在图像上分辨动脉和静脉。
根据本发明的医学成像***的示例性实施例，触发时刻计算装置还用于：确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的多个血管区域；根据多个血管区域中的每个血管区域内的平均信号强度，从多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像；确定目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻；以及根据扫描时刻，计算触发时刻。基于血管区域内的平均信号强度，而不是基于在血管定位上的点的信号强度来计算触发时刻，这确保了在操作成像***时***的可靠性。
根据本发明的医学成像***的示例性实施例，触发时刻计算装置还用于：以每个血管定位为中心并且以预定像素数量为半径，确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的圆形的多个血管区域。通过血管定位在初始扫描图像上的定位点可划定与该定位点相关的血管范围，该血管范围在该实施例中具有易于分辨和后续处理的圆形形状。
根据本发明的医学成像***的示例性实施例，触发时刻计算装置还用于：确定多帧初始扫描图像中的在相同血管定位处包括具有最大平均信号强度的血管区域的初始扫描图像；以及将确定的初始扫描图像确定为目标扫描图像。初始扫描图像的血管区域具有最大的平均信号强度代表了在生成该初始扫描图像时心脏的血液峰刚好到达扫描的部位。
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根据本发明的医学成像***的示例性实施例，扫描范围确定装置还用于：组合关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像；确定第一掩膜图像的第一中心线和第二掩膜图像的第二中心线；通过将第一中心线和第二中心线分别与预定视野对准，第一掩膜图像和第二掩膜图像分别与预定视野对准；以及将第一掩膜图像上对准的预定视野与第二掩膜图像上对准的预定视野对准，以确定扫描范围。通过将关注部位的两个位置的横断面所获得的扫描图像对准，实现对待正式扫描的关注部位在三维空间上的定位和对在该三维空间上的扫描范围进行确定。
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根据本发明的医学成像***的示例性实施例，图像生成装置还用于：生成关注部位在心动周期的第一阶段的第一成像图像；生成关注部位在触发时刻的第二成像图像；以及将第一成像图像与第二成像图像相减，生成关注部位的血管成像图像。在两个成像图像相减时，扫描图像上关注部位中的静态组织信号被抵消，因此在相减后的图像中能够轻易地识别出具有动态信号的血管。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了存储介质，存储介质包括存储的程序，其中在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上所描述的方法。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了处理器，处理器用于运行程序，其中程序运行时执行以上所描述的方法。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：
图1示出根据本发明的实施例的医学成像***的操作流程示意图。
图2示出根据本发明的示例性实施例的用于计算触发医学成像***扫描的触发时刻的方法的流程示意图。
图3示出根据本发明的示例性实施例的用于确定关注部位的扫描范围的方法的流程示意图。
图4A-4C示出实施根据图2所描述的示例性流程获得的成像图像示意图。
图5示出实施根据图3所描述的示例性流程获得的成像图像示意图。
图6示出根据本发明的实施例的医学成像***的结构示意图。
附图标记说明：
100：医学成像***
101：扫描装置
103：血管定位识别装置
105：触发时刻计算装置
107：扫描范围确定装置
109：图像生成装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他方案，都应当属于本发明的保护范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含一系列单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
图1示出根据本发明的实施例的医学成像***的操作流程示意图。根据本发明实施例的医学成像***操作方法包括：
步骤S101，扫描一检查对象的关注部位，以获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像。例如，在该实施例中，在使用磁共振MR技术的情况下，利用FLASH脉冲序列来获取检查对象关注部位的二维横断面电影。
步骤S103，比较多帧初始扫描图像，以识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位。从关注部位的二维横断面电影中能够获取关于关注部位的横断面上多个血管的位置信息，尤其能够获得关于横断面上多个动脉血管的位置信息。
步骤S105，根据多帧初始扫描图像在多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻。根据在第一周期内获取的预扫描图像，能够确定在第二周期，即在后续周期中用于触发扫描的触发时刻，其中尤其取决于扫描图像上血管定位处的信号强度来确定该触发时刻。
步骤S107，组合多帧初始扫描图像，以确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围。根据在第一周期的预扫描阶段获得的扫描图像来确定在后续周期的正式临床检查时所使用的扫描范围。
步骤S109，在第二周期内根据触发时刻和扫描范围，生成关注部位的血管成像图像。该血管成像图像尤其是在正式临床检查时生成的图像，在该图像中显示了关于关注部位的动脉血管的三维成像。其中，为了生成生成关注部位的血管成像图像，需要先生成关注部位在心动周期的第一阶段的第一成像图像，随后生成关注部位在触发时刻的第二成像图像。从而，通过将第一成像图像与第二成像图像相减，生成关注部位的血管成像图像。
图2示出根据本发明的示例性实施例的用于计算触发医学成像***扫描的触发时刻的方法的流程示意图。根据本发明示例性实施例的触发时刻计算方法包括：
步骤S201，在检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取检查对象的关注部位的横断面在第一周期内的不同时刻的多帧初始扫描图像。例如，根据检查对象的ECG心电图来触发对关注部位的横断面的扫描。
步骤S203，将在心动周期的第一阶段获取的初始扫描图像作为参考图像,计算在心动周期的其他阶段获取的初始扫描图像与参考图像的差异，以生成多帧差异图像。随后，将多帧差异图像相加，以识别多个血管定位。在差异图上，只有血管变化的信号，而静态组织在差异图上的表现与噪声一样，可近似看做均值为0的噪声。在心动周期的第一阶段，此时刚刚接收到ECG的触发信号，根据该信号触发对关注部位横断面的扫描。此后，还获取在心动周期的其他阶段时候的关注部位横断面的扫描图像，用于与参考图像进行比较，即获取图像之间的差异。将获取的差异图像相加后，会获得差异水平图像，在其上能够明显检测或观察到动脉血管的位置。
步骤S205，确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的多个血管区域，根据多个血管区域中的每个血管区域内的平均信号强度，从多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像，并且确定目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻。从而，根据扫描时刻，计算触发时刻。为了确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的多个血管区域，以每个血管定位为中心并且以预定像素数量为半径，确定在每帧初始扫描图像上的与多个血管定位相关的圆形的多个血管区域。为了选择目标扫描图像，先确定多帧初始扫描图像中的在相同血管定位处包括具有最大平均信号强度的血管区域的初始扫描图像，随后将确定的初始扫描图像确定为目标扫描图像。
步骤S207，确定目标扫描图像在多帧初始扫描图像中的帧序号；以及根据帧序号和预定频率，计算目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻。在选择合适的目标扫描图像后，为了确定该目标扫描图像相对于第一周期内获取的参考图像的延迟，需要确定目标扫描图像在第一周期获取的多帧初始扫描图像中的序号，即确定该目标扫描图像在多帧初始扫描图像中是第几帧图像。
步骤S209，计算针对每个血管定位所选择的目标扫描图像在第一周期内的扫描时刻的平均值；以及将平均值确定为触发时刻。确定出与每个血管定位相关的目标扫描图像。例如，根据横断面的二维扫描图像能够确定出三个动脉血管定位，那么针对这三个动脉血管定位，分别确定出适合的三张目标扫描图像，随后确定这三张目标扫描图像各自的扫描时刻，最后计算这三个扫描时刻的平均值。
图3示出根据本发明的示例性实施例的用于确定关注部位的扫描范围的方法的流程示意图。根据本发明示例性实施例的扫描范围确定方法包括：
步骤S301，在检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取检查对象的关注部位不同位置的横断面在第一周期内的不同时刻的多帧初始扫描图像。换言之，在该步骤中，获取关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像。
步骤S303，组合关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像。例如，先使用高斯滤波器处理第一多帧初始扫描图像和第二多帧初始扫描图像，随后将处理的第一多帧初始扫描图像和处理的第二多帧初始扫描图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像。最后，将第一合成图像和第二合成图像中不含组织的空白区域作为背景噪声参考，分割第一合成图像和第二合成图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像。
步骤S305，确定第一掩膜图像的第一中心线和第二掩膜图像的第二中心线。例如，第一掩膜图像和第二掩膜图像分别包括两个关于中心轴线布置的、包含组织的组织区域。先根据第一掩膜图像的第一组织区域和第二组织区域的坐标平均值，计算第一组织区域的第一中心和第二组织区域的第二中心，并且根据第二掩膜图像的第三组织区域和第四组织区域的坐标平均值，计算第三组织区域的第三中心和第四组织区域的第四中心。随后，根据第一中心与第二中心的连线以及中心轴线，确定第一掩膜图像的中心线，并且根据第三中心与第四中心的连线以及中心轴线，确定第二掩膜图像的中心线。
步骤S307，通过将第一中心线和第二中心线分别与预定视野对准，第一掩膜图像和第二掩膜图像分别与预定视野对准，并且将第一掩膜图像上对准的预定视野与第二掩膜图像上对准的预定视野对准，以确定扫描范围。
图4A-4C示出实施根据图2所描述的示例性流程获得的成像图像示意图。在图4A中示出了将关于腿部横断面的二维电影图像的多帧初始扫描图像处理后获得的差异水平图像，在该图像上能够明显检测或者观察到多个代表动脉血管位置的亮点。而且，在图4A中的左侧和右侧的两个区域中，以亮点代表的动脉血管定位为圆心以4或5个像素为半径画出圆周，该圆周代表动脉血管切面。在图4B中，将确定的动脉血管切面映射到原初始扫描图像上，以确定在这些切面范围内的信号强度平均值。在图4C中，针对每个动脉血管定位，根据与该定位相关的切面范围的信号强度平均值和与之对应的每帧扫描图像的扫描时刻，确定信号变化曲线。如图4C所示的信号曲线图，横轴表示多帧扫描图像的扫描时刻，即相对于预扫描阶段的第一周期内的首次扫描的延迟时间，纵轴表示针对其中一个血管定位在对应的扫描时刻的信号强度。随后，将每个变化曲线的最大值所对应的扫描图像确定为与当前动脉血管定位对应的目标扫描图像。进而根据针对所有血管定位选择的目标扫描图像的对应触发时刻的平均值确定用于在第二周期触发扫描的触发时刻。
图5示出实施根据图3所描述的示例性流程获得的成像图像示意图。在图5的(a)中，使用高斯滤波器处理在预扫描阶段获取的腿部的第一位置处横断面的二维FLASH电影图像的多帧扫描图像。将过滤后的电影图像相加后，构建组合图像，再使用图像中左上角或右下角的区域作为噪声，计算与腿部第一位置的横断面对应的掩膜图像，如图5的(b)所示。在图5的(c)中，例如由于检查对象的双腿以物理的方式间隔开(例如由PA线圈间隔开)，能够轻易地在掩膜图像中分开双腿的图像。在该图中，由虚线将左腿和右腿的掩膜图像分开。由此，通过计算掩膜图像中左侧和右侧腿部图像的坐标平均值，以确定与左腿掩膜图像对应的中心以及与右腿掩膜图像对应的中心。在图5的(d)-(e)中，连接每条腿的掩膜图像的中心，其中中心的连线与(d)中的虚线垂直，从而确定掩膜图像的由虚线和中心连线构成的中心线，进而将由长方形状的框所代表的预定视野与确定的中心线对准。通过重复(a)-(e)，以类似的方式处理在预扫描阶段获取的腿部的第二位置的横断面的二维FLASH电影图像。随后，在图5的(f)中，将与腿部的两个位置对应的经过对准的掩膜图像进行对准，从而确定如图示出的三维空间上的长方体的扫描范围。
图6示出根据本发明的实施例的医学成像***的结构示意图。在本发明的实施例中，如图6所示，医学成像***100包括：扫描装置101，用于扫描一检查对象的关注部位，以获取关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像；血管定位识别装置103，用于比较多帧初始扫描图像，以识别多帧初始扫描图像上的多个血管定位；触发时刻计算装置105，用于根据多帧初始扫描图像在多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发医学成像***扫描的触发时刻；扫描范围确定装置107，用于组合多帧初始扫描图像，以确定用于操作医学成像***在第二周期内扫描关注部位的扫描范围；以及图像生成装置109，用于在第二周期内根据触发时刻和扫描范围，生成关注部位的血管成像图像。图6中所描述的医学成像***100及其内部的装置执行如图1、图2和图3所示的医学成像***的操作方法，此处不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合，可以是电性或其它的形式。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (26)
1.医学成像***的操作方法，其特征在于，所述方法包括：
扫描一检查对象的关注部位，以获取所述关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像，包括：在所述检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取所述多帧初始扫描图像；
比较所述多帧初始扫描图像，以识别所述多帧初始扫描图像上的多个血管定位；
根据所述多帧初始扫描图像在所述多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发所述医学成像***扫描的触发时刻；
组合所述多帧初始扫描图像，以确定用于操作所述医学成像***在所述第二周期内扫描所述关注部位的扫描范围；以及
在所述第二周期内根据所述触发时刻和所述扫描范围，生成所述关注部位的血管成像图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别所述多帧初始扫描图像上的多个血管定位包括：
将在所述心动周期的第一阶段获取的初始扫描图像作为参考图像；
计算在所述心动周期的其他阶段获取的初始扫描图像与所述参考图像的差异，以生成多帧差异图像；以及
将所述多帧差异图像相加，以识别所述多个血管定位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算用于在第二周期内触发所述医学成像***扫描的触发时刻包括：
确定在每帧初始扫描图像上的与所述多个血管定位相关的多个血管区域；
根据所述多个血管区域中的每个血管区域内的平均信号强度，从所述多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像；
确定所述目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻；以及
根据所述扫描时刻，计算所述触发时刻。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定在每帧初始扫描图像上的与所述多个血管定位相关的多个血管区域包括：
以每个所述血管定位为中心并且以预定像素数量为半径，确定在每帧初始扫描图像上的与所述多个血管定位相关的圆形的多个血管区域。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从所述多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像包括：
确定所述多帧初始扫描图像中的在相同血管定位处包括具有最大平均信号强度的血管区域的初始扫描图像；以及
将确定的所述初始扫描图像确定为所述目标扫描图像。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻包括：
确定所述目标扫描图像在所述多帧初始扫描图像中的帧序号；以及
根据所述帧序号和所述预定频率，计算所述目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述触发时刻包括：
计算针对每个所述血管定位所选择的目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻的平均值；以及
将所述平均值确定为所述触发时刻。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于操作所述医学成像***在所述第二周期内扫描所述关注部位的扫描范围包括：
组合所述关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像；
确定所述第一掩膜图像的第一中心线和所述第二掩膜图像的第二中心线；
通过将所述第一中心线和所述第二中心线分别与预定视野对准，所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像分别与所述预定视野对准；以及
将所述第一掩膜图像上对准的预定视野与所述第二掩膜图像上对准的预定视野对准，以确定所述扫描范围。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，生成第一掩膜图像和第二掩膜图像包括：
使用高斯滤波器处理所述第一多帧初始扫描图像和所述第二多帧初始扫描图像；
将处理的所述第一多帧初始扫描图像和处理的所述第二多帧初始扫描图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；以及
将所述第一合成图像和所述第二合成图像中不含组织的空白区域作为背景噪声参考，分割所述第一合成图像和所述第二合成图像，以分别生成所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像分别包括两个关于中心轴线布置的、包含组织的组织区域，其中确定所述第一掩膜图像的第一中心线和所述第二掩膜图像的第二中心线包括：
根据所述第一掩膜图像的第一组织区域和第二组织区域的坐标平均值，计算所述第一组织区域的第一中心和所述第二组织区域的第二中心；
根据所述第二掩膜图像的第三组织区域和第四组织区域的坐标平均值，计算所述第三组织区域的第三中心和所述第四组织区域的第四中心；
根据所述第一中心与所述第二中心的连线以及所述第一掩膜图像的中心轴线，确定所述第一掩膜图像的第一中心线；以及
根据所述第三中心与所述第四中心的连线以及所述第二掩膜图像的中心轴线，确定所述第二掩膜图像的第二中心线。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述关注部位的血管成像图像包括：
生成所述关注部位在所述心动周期的第一阶段的第一成像图像；
生成所述关注部位在所述触发时刻的第二成像图像；以及
将所述第一成像图像与所述第二成像图像相减，生成所述关注部位的所述血管成像图像。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述多帧初始扫描图像是二维FLASH电影图像。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述血管是动脉血管。
14.医学成像***，其特征在于，包括：
扫描装置，用于扫描一检查对象的关注部位，以获取所述关注部位的横断面在第一周期内不同时刻的多帧初始扫描图像，包括：在所述检查对象的心动周期的不同阶段，以预定频率获取所述多帧初始扫描图像；
血管定位识别装置，用于比较所述多帧初始扫描图像，以识别所述多帧初始扫描图像上的多个血管定位；
触发时刻计算装置，用于根据所述多帧初始扫描图像在所述多个血管定位处的信号强度，计算用于在第二周期内触发所述医学成像***扫描的触发时刻；
扫描范围确定装置，用于组合所述多帧初始扫描图像，以确定用于操作所述医学成像***在所述第二周期内扫描所述关注部位的扫描范围；以及
图像生成装置，用于在所述第二周期内根据所述触发时刻和所述扫描范围，生成所述关注部位的血管成像图像。
15.根据权利要求14所述的医学成像***，其特征在于，所述血管定位识别装置还用于：
将在所述心动周期的第一阶段获取的初始扫描图像作为参考图像；
计算在所述心动周期的其他阶段获取的初始扫描图像与所述参考图像的差异，以生成多帧差异图像；以及
将所述多帧差异图像相加，以识别所述多个血管定位。
16.根据权利要求14所述的医学成像***，其特征在于，所述触发时刻计算装置还用于：
确定在每帧初始扫描图像上的与所述多个血管定位相关的多个血管区域；
根据所述多个血管区域中的每个血管区域内的平均信号强度，从所述多帧初始扫描图像中选择目标扫描图像；
确定所述目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻；以及
根据所述扫描时刻，计算所述触发时刻。
17.根据权利要求16所述的医学成像***，其特征在于，所述触发时刻计算装置还用于：以每个所述血管定位为中心并且以预定像素数量为半径，确定在每帧初始扫描图像上的与所述多个血管定位相关的圆形的多个血管区域。
18.根据权利要求16所述的医学成像***，其特征在于，所述触发时刻计算装置还用于：
确定所述多帧初始扫描图像中的在相同血管定位处包括具有最大平均信号强度的血管区域的初始扫描图像；以及
将确定的所述初始扫描图像确定为所述目标扫描图像。
19.根据权利要求16所述的医学成像***，其特征在于，所述触发时刻计算装置还用于：
确定所述目标扫描图像在所述多帧初始扫描图像中的帧序号；以及
根据所述帧序号和所述预定频率，计算所述目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻。
20.根据权利要求16所述的医学成像***，其特征在于，所述触发时刻计算装置还用于：
计算针对每个所述血管定位所选择的目标扫描图像在所述第一周期内的扫描时刻的平均值；以及
将所述平均值确定为所述触发时刻。
21.根据权利要求14所述的医学成像***，其特征在于，所述扫描范围确定装置还用于：
组合所述关注部位的第一位置的横断面的第一多帧初始扫描图像以及第二位置的横断面的第二多帧初始扫描图像，以分别生成第一掩膜图像和第二掩膜图像；
确定所述第一掩膜图像的第一中心线和所述第二掩膜图像的第二中心线；
通过将所述第一中心线和所述第二中心线分别与预定视野对准，所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像分别与所述预定视野对准；以及
将所述第一掩膜图像上对准的预定视野与所述第二掩膜图像上对准的预定视野对准，以确定所述扫描范围。
22.根据权利要求21所述的医学成像***，其特征在于，所述扫描范围确定装置还用于：
使用高斯滤波器处理所述第一多帧初始扫描图像和所述第二多帧初始扫描图像；
将处理的所述第一多帧初始扫描图像和处理的所述第二多帧初始扫描图像分别合成为第一合成图像和第二合成图像；以及
将所述第一合成图像和所述第二合成图像中不含组织的空白区域作为背景噪声参考，分割所述第一合成图像和所述第二合成图像，以分别生成所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像。
23.根据权利要求22所述的医学成像***，其特征在于，所述第一掩膜图像和所述第二掩膜图像分别包括两个关于中心轴线布置的、包含组织的组织区域，其中所述扫描范围计算装置还用于：
根据所述第一掩膜图像的第一组织区域和第二组织区域的坐标平均值，计算所述第一组织区域的第一中心和所述第二组织区域的第二中心；
根据所述第二掩膜图像的第三组织区域和第四组织区域的坐标平均值，计算所述第三组织区域的第三中心和所述第四组织区域的第四中心；
根据所述第一中心与所述第二中心的连线以及所述第一掩膜图像的中心轴线，确定所述第一掩膜图像的第一中心线；以及
根据所述第三中心与所述第四中心的连线以及所述第二掩膜图像的中心轴线，确定所述第二掩膜图像的第二中心线。
24.根据权利要求14所述的医学成像***，其特征在于，所述图像生成装置还用于：
生成所述关注部位在所述心动周期的第一阶段的第一成像图像；
生成所述关注部位在所述触发时刻的第二成像图像；以及
将所述第一成像图像与所述第二成像图像相减，生成所述关注部位的所述血管成像图像。
25.存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
26.处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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