CN117942090A - 图像采集方法及***、成像***及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例中公开了一种图像采集方法及***、成像***及存储介质。其中，方法包括：基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域；确定位于当前感兴趣区域内的一标志物，并采集多个样本图像；从多个样本图像中检测标志物的位置，并根据标志物的位置变化计算得到标志物的运动速度；基于预先确定的运动速度与脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应该运动速度的脉冲宽度；根据该脉冲宽度优化当前器官检查协议；在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变的情况下，指示X射线设备利用优化后的当前器官检查协议进行图像采集；否则，返回执行基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域的操作。本发明实施例中的技术方案能够提高图像质量。

Description

图像采集方法及***、成像***及存储介质

技术领域

本发明涉及医疗领域，特别是一种图像采集方法及***、成像***及计算机可读存储介质。

背景技术

在图像采集中，针对不同的患者或同一患者不同的投影角以及不同的感兴趣区域(ROI，Region of Interesting)等进行成像时，图像质量可能会有不同的表现。究其原因，应该是受患者心率、呼吸频率等影响而使得有些图像采集出现拖尾等现象。

特别是在介入治疗过程中，图像采集是一个连续的过程，当出现图像拖尾等现象时，会导致医生无法识别出导丝等介入治疗辅助工具，此外分辨率和实时性也会非常差。其中，介入治疗也被称为放射手术，是放射学图像引导的微创手术程序，其可以尽量减少风险、减少侵入性医疗技术的创伤。可用于血管成形术和导管输送支架等。通常使用X射线、CT、超声、MRI和其他成像方式，使用针和导管，而不是通过切口进入人体内进行手术治疗。例如心脏介入手术中的支架安放手术通常需要在X射线图像或CT图像的引导下利用导管和导丝将支架运送至有血管堵塞的位置，然后利用球囊扩张支架并释放支架。

为此，本领域内的技术人员还在致力于寻找合适的图像采集解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种图像采集方法，另一方面提出了一种图像采集***、成像***及计算机可读存储介质，用以提高图像采集质量。

本发明实施例中提出的图像采集方法，包括：基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域；确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像；从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度；基于一预先确定的运动速度与曝光参数中脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度；根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议；在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变的情况下，利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集；否则，返回执行所述基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域的操作。

在一个实施方式中，所述根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议包括：基于一预先确定的脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，确定对应所述脉冲宽度的曝光参数；利用新确定的曝光参数对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

在一个实施方式中，所述得到优化后的当前器官检查协议之前，进一步包括：利用所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

在一个实施方式中，所述标志物为设置在血管内的标志点或标志段，或者为血管分支点。

本发明实施例中提出的图像采集***，包括：第一单元，用于基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域；第二单元，用于确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像；第三单元，用于从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度；第四单元，用于基于一预先确定的运动速度与脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度；第五单元，用于根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议；第六单元，用于在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变的情况下，指示X射线设备利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集；否则，通知所述第一单元执行所述基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域的操作。

在一个实施方式中，所述第五单元基于一预先确定的脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，确定对应所述脉冲宽度的其他曝光参数，利用新确定的曝光参数对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

在一个实施方式中，所述第五单元在得到优化后的当前器官检查协议之前，进一步利用所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

在一个实施方式中，所述标志物为设置在血管内的标志点或标志段，或者为血管分支点。

本发明实施例中提出的图像采集***，包括：至少一个存储器和至少一个处理器，其中：所述至少一个存储器用于存储计算机程序；所述至少一个处理器用于调用所述至少一个存储器中存储的计算机程序，执行如上任一实施方式中所述的图像采集方法。

本发明实施例中提出的一种成像***，包括X射线设备和如上任一实施方式中所述的图像采集***。

在一个实施方式中，所述X射线设备包括：医用血管造影X射线机。

本发明实施例中提出的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如上任一实施方式中所述的图像采集方法。

从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中，在每次感兴趣区域或投影角发生改变时，采集多个样本图像，并基于采集的样本图像进行运行检测，得到当前运动速度，并根据当前运动速度确定对应的脉冲宽度，然后基于确定的脉冲宽度对器官检查协议进行优化，之后基于优化的器官检查协议采集图像，避免了运动速度和脉冲宽度不匹配时产生的拖尾现象，提高了图像质量。

此外，进行运动检测时，可基于感兴趣区域内的一标志物进行。特别是针对介入治疗等在血管中放置有标志点的情况，运动检测可基于该标志点进行，实现较方便。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明实施例中图像采集方法的示例性流程图。

图2A-图2C为本发明一个例子中采集的样本图像的示意图。

图2D和图2E分别为本发明一个例子中两个样本图像相减后的标志物的图像的示意图。

图2F为本发明一个例子中相邻两帧图像之间标志物的位移图。

图3为本发明实施例中一种图像采集***的示例性结构图。

图4为本发明实施例中又一种图像采集***的示例性结构图。

其中，附图标记如下：

具体实施方式

本发明实施例中，考虑到产生图像拖尾现象通常是因为患者心跳、呼吸等运动使得血管产生了运动，而运动速度与曝光参数中的脉冲宽度不匹配导致的。为此，本实施例中考虑在每次发生ROI或注射角改变时，基于当前采集的图像进行血管的运动检测及速度计算，并根据计算得到的运动速度调整脉冲宽度等曝光参数，并基于调整后的曝光参数进行新的图像采集。具体实现时，考虑到介入治疗中为了方便在影像中识别运送至血管内的支架或导丝的位置，通常会为所述支架或导丝设置标志(Marker)点或标志段(如导丝头)，针对这种在血管内放置有标志点或标志段的情况下，由于标志点或标志段的影像非常明显，因此在进行运动检测时可通过检测标志点或标志段的位置来检测血管的运动。在不存在标志点或标志段的情况下，则可以采用其他的标志物如血管分支点等的位置来检测运动。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例中图像采集方法的示例性流程图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：

步骤101，基于当前器官检查协议(OGP)采集的图像确定当前感兴趣区域。

步骤102，确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像。

具体实现时，标志物可以为设置在血管内的标志(Marker)点或标志段(如导丝头)，也可以为其他位置容易确定的标志物，如血管分支点等，特别是在进行增强CT的情况下，血管分支点的显影比较明显。

图2A至图2C示出了本申请一个例子中采集的三帧连续样本图像S1、S2和S3的示意图。如图2A至图2C所示，该例子中的标志物采用了标志段，即导丝头。

步骤103，从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度。

本步骤中，可利用帧间差分法来计算标记物的运动速度。进一步地，为了避免图像的边缘(准直器边缘)影响，可首先对样本图像切割，例如可去掉图像边缘只保留设定的中间部分图像。相邻图像中ROI像素的最大亮度差即为标志物。其速度可以通过获取采集频率和相邻图像中ROI像素的最大亮度差对应的位移信息来计算，即运动速度＝相邻两帧图像中标志物的运动位移/相邻两帧图像之间的采集时间。

例如，针对上述三帧连续样本图像，在进行运动速度计算时，可利用图像S1分别减去图像S2和图像S3，从而得到如图2D和图2E所示的标志物图像，其中，图2D所示的标志物图像为图像S1减去图像S2后提取出的图像S2中的标志物的图像，图2E中的标志物图像为图像S1减去图像S3后提取出的图像S3中的标志物的图像，之后将图2D和图2E进行叠加，得到如图2F所示的相邻两帧图像之间标志物的位移图。基于图2F以及一设定坐标系可以计算得到标志物的位移值L。若当前采集频率为15帧/秒，则相邻两帧图像之间的采集时间为秒。之后，便可计算得到对应的运动速度＝15L。

本实施例中，在相邻图像相减提取出标志物的图像之后，为了突出显示所提取的标志物图像，可进一步对所提取的标志物图像进行增强显示。

步骤104，基于一预先确定的运动速度与曝光参数中的脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度。

本实施例中，可预先根据测量值或经验值确定一运动速度与脉冲宽度之间的对应关系表，则本步骤中对应运动速度的脉冲宽度可通过查找所述对应关系表得到。

步骤105，根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议。

本步骤中，可利用所述脉冲宽度对所述当前器官检查协议中的曝光参数中的脉冲宽度参数进行更新。

此外，在有些应用中，器官检查协议中还可进一步包括运动速度参数，此时本步骤中可进一步利用步骤103中得到的所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

考虑到在调整脉冲宽度参数或者脉冲宽度参数和运动速度参数后，器官检查协议中的其他曝光参数也需要进行优化调整，例如适应不同脉冲宽度的高压发生器的电流毫安值等，因此在调整脉冲宽度参数的同时还需要对当前器官检查协议进行优化。具体实现时，可预先设置脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，相应地，在确定脉冲宽度之后，可根据所述脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表确定对应的曝光参数，并利用新确定的曝光参数(包括所述脉冲宽度及其他曝光参数)对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

步骤106，判断当前感兴趣区域或当前投影角是否发生改变，如果是，则返回执行步骤101；否则，执行步骤107。

本步骤中，可通过判断机架是否移动，C臂X射线机的C臂是否运动，病床是否有位置变化，像源距(SID)是否改变，图像可视野(Zoom Size)是否改变等运动信息，来判断感兴趣区域或投影角是否改变。

步骤107，指示X射线设备利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集。

以上对本发明实施例中图像采集方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中图像采集***进行详细描述。本发明实施例中的图像采集***可用于实施本发明实施例中的图像采集方法，对于本发明***实施例中未详细披露的细节可参见本发明方法实施例中的相应描述，此处不再一一赘述。

图3为本发明实施例中图像采集***的示例性结构图。如图3所示，该***可包括：第一单元301、第二单元302、第三单元303、第四单元304、第五单元305和第六单元306。

其中，第一单元301用于基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域。

第二单元302用于确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像。具体实现时，所述标志物可以为设置在血管内的标志点，或者为血管分支点。

第三单元303用于从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度。

第四单元304用于基于一预先确定的运动速度与曝光参数中脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度。

第五单元305用于根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议。具体地，第五单元305可基于一预先确定的脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，确定对应所述脉冲宽度的其他曝光参数，利用新确定的曝光参数(包括所述脉冲宽度和所述其他曝光参数)对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

第六单元306用于判断当前感兴趣区域或当前投影角是否发生改变，并在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变时，指示X射线设备307利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集；否则，指示所述第一单元301基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域。

在一个实施方式中，第五单元305在得到优化后的当前器官检查协议之前，可进一步利用所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

图4为本发明实施例中又一种图像采集***的结构示意图，如图4所示，该***可包括：至少一个存储器41和至少一个处理器42。此外，还可以包括一些其它组件，例如通信端口等。这些组件通过总线43进行通信。

其中，至少一个存储器41用于存储计算机程序。在一个实施方式中，该计算机程序可以理解为包括图3所示的图像采集***的各个模块。此外，至少一个存储器41还可存储操作***等。操作***包括但不限于：Android操作***、Symbian操作***、Windows操作***、Linux操作***等等。

至少一个处理器42用于调用至少一个存储器41中存储的计算机程序，执行本发明实施例中所述的图像采集方法。处理器42可以为CPU，处理单元/模块，ASIC，逻辑模块或可编程门阵列等。其可通过所述通信端口进行数据的接收和发送。

本发明实施例中还提供一种成像***，其包括X射线设备如医用血管造影X射线机和上述任一实施方式中的图像采集***。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

可以理解，上述各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

此外，本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现本发明实施例中所述的图像采集方法。具体地，可以提供配有存储介质的***或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该***或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作***等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到***计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中，在每次感兴趣区域或投影角发生改变时，采集多个样本图像，并基于采集的样本图像进行运行检测，得到当前运动速度，并根据当前运动速度确定对应的脉冲宽度，然后基于确定的脉冲宽度对器官检查协议进行优化，之后基于优化的器官检查协议采集图像，避免了运动速度和脉冲宽度不匹配时产生的拖尾现象，提高了图像质量。

此外，进行运动检测时，可基于感兴趣区域内的一标志物进行。特别是针对介入治疗等在血管中放置有标志点的情况，运动检测可基于该标志点进行，实现较方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (12)

1.图像采集方法，其特征在于，包括：

基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域；

确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像；

从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度；

基于一预先确定的运动速度与曝光参数中脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度；

根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议；

在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变的情况下，利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集；否则，返回执行所述基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域的操作。

2.根据权利要求1中所述的图像采集方法，其特征在于，所述根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议包括：

基于一预先确定的脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，确定对应所述脉冲宽度的其他曝光参数；

利用新确定的曝光参数对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

3.根据权利要求2中所述的图像采集方法，其特征在于，所述得到优化后的当前器官检查协议之前，进一步包括：利用所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像采集方法，其特征在于，所述标志物为预先设置的标志点或标志段，或者为血管分支点。

5.图像采集***，其特征在于，包括：

第一单元(301)，用于基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域；

第二单元(302)，用于确定位于所述当前感兴趣区域内的一标志物，并采集所述感兴趣区域的多个样本图像；

第三单元(303)，用于从所述多个样本图像中检测所述标志物的位置，并根据所述标志物的位置变化计算得到所述标志物的运动速度；

第四单元(304)，用于基于一预先确定的运动速度与曝光参数中脉冲宽度之间的对应关系表，确定对应所述运动速度的脉冲宽度；

第五单元(305)，用于根据所述脉冲宽度优化当前器官检查协议，得到优化后的当前器官检查协议；

第六单元(306)，用于在当前感兴趣区域或当前投影角未发生改变的情况下，指示X射线设备利用优化后的所述当前器官检查协议进行图像采集；否则，指示所述第一单元(301)执行所述基于当前器官检查协议采集的图像确定当前感兴趣区域的操作。

6.根据权利要求5中所述的图像采集***，其特征在于，所述第五单元(305)基于一预先确定的脉冲宽度与其他曝光参数之间的对应关系表，确定对应所述脉冲宽度的其他曝光参数，利用新确定的曝光参数对所述当前器官检查协议中的曝光参数进行更新。

7.根据权利要求6中所述的图像采集***，其特征在于，所述第五单元(305)在得到优化后的当前器官检查协议之前，进一步利用所述运动速度对所述当前器官检查协议中的运动速度参数进行更新。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的图像采集***，其特征在于，所述标志物为设置在血管内的标志点或标志段，或者为血管分支点。

9.图像采集***，其特征在于，包括：至少一个存储器(41)和至少一个处理器(42)，其中：

所述至少一个存储器(41)用于存储计算机程序；

所述至少一个处理器(42)用于调用所述至少一个存储器(41)中存储的计算机程序，执行如权利要求1至4中任一项所述的图像采集方法。

10.一种成像***，其特征在于，包括X射线设备和如权利要求5至9中任一项所述的图像采集***。

11.根据权利要求10所述的成像***，其特征在于，所述X射线设备包括：医用血管造影X射线机。

12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；其特征在于，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如权利要求1至4中任一项所述的图像采集方法。