TWI834115B - 骨骼影像處理與顯示方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係有一種骨骼影像處理與顯示方法，應用於一受測人體中之至少一骨骼，其包含下列步驟：對該受測人體中之該骨骼進行拍攝而得出一平面影像；對該平面影像進行一干擾影像處理，用以產生出該平面影像中由非骨骼物體所造成的一干擾影像以及壓抑該干擾影像之一骨骼影像；以及因應一第一控制指令與一第二控制指令而對應顯示一第一合成影像與一第二合成影像，該第一合成影像係根據該第一控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第二合成影像係根據該第二控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第一合成影像中的該干擾影像與該骨骼影像的混色組合與該第二合成影像該干擾影像與該骨骼影像的混色組合不同。
Description
本案係為一種骨骼影像處理與顯示方法，尤指應用於受測人體的骨骼影像處理與顯示方法。
對於疾病的診斷與治療，醫生已高度依賴醫學圖像，例如 X 光影像來進行分析與判斷。然而，這些醫學圖像中包含的影像數據係混合有骨骼、軟組織（例如肌肉、韌帶等）。而為了診斷不同病症時的需求，有時醫生希望可以有將注意力集中在骨骼或是軟組織上的不同選擇，所以需要有加強骨骼影像強度或是軟組織影像強度的不同影像顯示需求。例如，在不同的疾病診斷分析中，影像中去除軟組織的程度應該也應該有所不同。
但目前的相關技術手段並無法提供此類的解決方案，而如何解決上述傳統設備與技術手段所造成之困擾，係為發展本案技術手段之主要目的。本發明主要係有關於一種骨骼影像處理與顯示方法，應用於一受測人體中之至少一骨骼，其包含下列步驟：對該受測人體中之該骨骼進行拍攝而得出一平面影像；對該平面影像進行一干擾影像處理，用以產生出該平面影像中由非骨骼物體所造成的一干擾影像以及壓抑該干擾影像之一骨骼影像；以及因應一第一控制指令與一第二控制指令而對應顯示一第一合成影像與一第二合成影像，該第一合成影像係根據該第一控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第二合成影像係根據該第二控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第一合成影像中的該干擾影像與該骨骼影像的混色組合與該第二合成影像該干擾影像與該骨骼影像的混色組合不同。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中對該受測人體中之該骨骼進行拍攝所得出之該平面影像為一X光平面影像，而對該X光平面影像所進行之該干擾影像處理為一干擾影像分離處理，用以分離出該平面影像中由非骨骼物體所造成的該干擾影像以及消除該干擾影像後之該骨骼影像。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令之內容包含一第一伽瑪校正（Gamma correction）處理，該第一合成影像係根據該第一伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第一混色疊合運算來完成，該第二控制指令之內容包含一第二伽瑪校正處理，該第二合成影像係根據該第二伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第二混色疊合運算來完成。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中對應該第一混色疊合運算之一第一透明度參數與對應該第二混色疊合運算中之一第二透明度參數不同。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令與該第二控制指令皆由一指標移動的軌跡所定義，該第一伽瑪校正處理與該第二伽瑪校正處理係由該指標移動的一第一軌跡來定義，而該第一透明度參數與該第二透明度參數則由該指標移動的一第二軌跡來定義，該第一軌跡與該第二軌跡不平行。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一軌跡為該指標的一水平移動軌跡，而該第二軌跡為該指標的一垂直移動軌跡。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含有一混色組合預設值，該混色組合預設值根據該患者的性別、年齡或體重資料來進行調整。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含有一混色組合預設值，該混色組合預設值根據該平面影像中所採集到的骨骼特徵或疾病診斷內容來自動進行調整。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含有一混色組合預設值，該混色組合預設值根據該平面影像中包含有整體亮度與分辨率的影像特徵、包含有模態型號、曝光時間的模態屬性或包含有站立或躺下的拍攝型態來自動進行調整。
根據上述構想，本案所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中為得出該平面影像而對該受測人體中之該骨骼所進行之拍攝，其為一單一能量的X光照射。
為了能對本發明之上述構想有更清楚的理解，下文特舉出多個實施例，並配合對應圖式詳細說明如下。
為了解決上述的問題，本案係發展出一種骨骼影像處理與顯示方法，其步驟流程示意圖請參見圖1之所示，其主要可應用於一受測人體中之至少一骨骼，其主要包含下列步驟：對該受測人體中之該骨骼進行拍攝而得出一平面影像(步驟11)；對該平面影像進行一干擾影像處理，用以產生出該平面影像中由非骨骼物體(例如肌肉、韌帶等軟組織或衣物)所造成的一干擾影像以及壓抑該干擾影像之一骨骼影像(步驟12)；以及因應一第一控制指令與一第二控制指令而對應顯示一第一合成影像與一第二合成影像，而其中該第一合成影像係根據該第一控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第二合成影像係根據該第二控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第一合成影像中的該干擾影像與該骨骼影像的混色組合與該第二合成影像該干擾影像與該骨骼影像的混色組合不同(步驟13)。
而上述對該受測人體中之該骨骼進行拍攝可以是單一能量的X光照射，而所得出之該平面影像可以是常見的X光平面影像(如圖2A之所示)，而對該X光平面影像所進行之該干擾影像處理可以是一種干擾影像分離處理，其目的是用以分離出該平面影像2中由非骨骼物體所造成的該干擾影像20(如圖2B之所示)以及消除該干擾影像後之該骨骼影像21(如圖2C之所示)。本案的干擾影像分離處理可由不同階段的各種影像處理步驟所組成，用以提供最佳的影像顯示結果，例如是現存的影像處理方法(例如影像去背演算法)，用以自動將非骨骼物體所產生的影像予以剔除，並可以將非骨骼物體分離出成為一干擾影像，進而產生畫面較乾淨的骨骼影像以及該干擾影像。而且此一干擾影像去除方法也可以利用人工智慧技術來進行訓練，用以增加其準確度。
而上述控制方法需要實時反應生效，使用者才能立刻看到干擾影像去除的效果，方便使用者進行診斷和下一步的透明度參數調整。舉例來說：當干擾影像去除功能被啟用時，醫生可以按住滑鼠的左鍵並上下垂直移動來調整透明度參數級別。此外，醫生可以按住滑鼠左鍵左右水平移動來調整圖像增強參數(例如伽瑪校正參數)。通過這種方式，可以實時完成透明度參數以及圖像增強參數的調整。
詳言之，步驟13中之該第一控制指令之內容可以包含一第一伽瑪校正（Gamma correction）處理，而該第一合成影像係根據該第一伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第一混色疊合運算來完成，至於該第二控制指令之內容則可包含一第二伽瑪校正處理，該第二合成影像係根據該第二伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第二混色疊合運算來完成。
更甚者，在上述的步驟中，對應於該第一混色疊合運算之一第一透明度參數與對應該第二混色疊合運算中之一第二透明度參數不同。而且，該第一控制指令與該第二控制指令可由一指標移動的軌跡來進行內容調整，例如，該第一伽瑪校正處理與該第二伽瑪校正處理係由該指標移動的一第一軌跡來定義，而該第一透明度參數與該第二透明度參數則由該指標移動的一第二軌跡來定義，而該第一軌跡與該第二軌跡不平行。例如圖3之所示，該第一軌跡31為該指標30的一水平移動軌跡，而該第二軌跡32為該指標30的一垂直移動軌跡。於是，透過指標30的水平移動，便可以控制伽瑪校正參數的大小，而指標30的垂直移動，便可調整透明度參數的大小。
請參見圖4A與圖4B，其係在不同混色疊合的條件下的合成影像示意圖，其中圖4A係為25% 干擾影像 + 100% 骨骼影像之混色疊合條件下的合成影像示意圖，圖4B則為50%干擾影像 + 100% 骨骼影像之混色疊合條件下的另一合成影像示意圖。由圖可以看出，兩者呈現不同的影像細節，可提供使用者根據不同需求來呈現。另外，本案也可以提供其它不同的控制行為，例如按住滑鼠左鍵並順時針/逆時針旋轉、按住 ctrl + 按住滑鼠左鍵並向上/向下或向左/向右移動等等。
如此一來，使用者透過滑鼠或觸控面板來控制指標30的移動軌跡，便可以調整該合成影像的整體明亮度以及該骨骼影像與該干擾影像的混合比例，進而產生出加強骨骼影像強度或是軟組織影像強度的不同影像來進行顯示，以滿足使用者在不同情況下的各種需求。而且，因為患者的性別、年齡或體重資料可能會直接影響影像顯示的需求，所以上述該等控制指令中還可包含有一混色組合預設值，該混色組合預設值可以根據該患者的性別、年齡或體重資料來完成自動調整。更甚者，該混色組合預設值還可以根據該平面影像中所採集到的骨骼特徵（例如脛骨大小、股骨大小）或疾病診斷（如關節間隙狹窄、骨贅等的診斷）來自動進行調整。另外，上述之混色組合預設值還可以根據該平面影像中之影像特徵（如整體亮度、分辨率）、模態屬性（如X光機的模態型號、曝光時間）或拍攝型態（如站立或躺下）來自動進行調整。如此一來，將可以更有助於系統自動先顯示出一個效果比較好的合成影像。
詳言之， 由於每個醫生的觀看X光影像的偏好不同，而本案便可以為醫生提供了一種骨骼影像處理與顯示方法的方法。在不同的疾病分析中，干擾影像去除程度應該也應該有所不同。因此，醫生應該有辦法調整干擾影像去除參數來改變圖像的顯示效果。而且除了干擾影像去除之外，本案還具有圖像增強功能。本案使得圖像增強參數可以調整，讓醫生可根據患者、疾病和醫學圖像輸出的不同情況來進行選擇。另外，醫學影像的拍攝程序會因患者的情況而異（有些人可能無法使用某種姿勢，即標準姿勢）。拍攝過程會根據放射技師或放射科醫師的培訓、專業和細心程度而有所不同。我們應該有辦法讓醫生根據這些變化來調整干擾影像去除參數。
另外，本案系統還可以支持原始圖像與干擾去除後圖像的多個並排比較。並且可以通過醫療數位影像傳輸協定（DICOM，Digital Imaging and Communications in Medicine）之圖像工具進一步調整原始圖像。例如，醫生可以看到佈局為 2x2 的四張圖像顯示， 第一個顯示為原始(RAW )的圖像、第二個顯示為亮度/對比度增強的圖像，第三個顯示為干擾去除後的顯示圖像，第四個顯示為醫生自行調整完成的圖像。如此一來將可以讓醫生能夠靈活地深入分析。
另外，本案還可以根據系統在圖像上採集的特徵（如脛骨大小、股骨大小）以及相關的疾病診斷（如關節間隙狹窄、骨贅等的OA診斷），系統還可以自動調整去肉參數和調整的比例和圖像增強參數，用於更好的去肉渲染，可以協助醫生進行診斷。
綜上所述，雖然本發明以實施例揭露如上，但並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之技術精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍請求項所界定者為準。
2:平面影像
20:干擾影像
21:骨骼影像
30:指標
31:第一軌跡
32:第二軌跡
圖1，其係本案所發展出來的骨骼影像處理與顯示方法的較佳實施例步驟流程示意圖。
圖2A，其係本案對於該受測人體中之該骨骼進行X光拍攝所得出之X光平面影像示意圖。
圖2B，其係本案對該X光平面影像進行干擾影像處理後所分離出之干擾影像示意圖。
圖2C，其係本案對該X光平面影像進行消除該干擾影像後之該骨骼影像示意圖。
圖3，其係本案系統中關於指標30的第一軌跡與第二軌跡之示意圖。
圖4A與圖4B，其係在不同混色疊合的條件下的合成影像示意圖。
Claims (10)
- 一種骨骼影像處理與顯示方法，應用於一受測人體中之至少一骨骼，其包含下列步驟：對該受測人體中之該骨骼進行拍攝而得出一X光平面影像；對該X光平面影像進行一干擾影像處理，用以產生出該X光平面影像中由非骨骼物體所造成的一干擾影像以及消除該干擾影像之一骨骼影像；以及因應一第一控制指令與一第二控制指令而對應顯示一第一合成影像與一第二合成影像，該第一合成影像係根據該第一控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第二合成影像係根據該第二控制指令之內容、該骨骼影像以及該干擾影像來運算產生，該第一控制指令與該第二控制指令由一指標移動的軌跡來進行內容調整，該第一合成影像中的該干擾影像與該骨骼影像的混色組合與該第二合成影像該干擾影像與該骨骼影像的混色組合不同，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含有一混色組合預設值，利用該混色組合預設值可先自動顯示出一個合成影像。
- 如請求項1所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中對該X光平面影像所進行之該干擾影像處理為一干擾影像分離處理，用以分離出該X光平面影像中由非骨骼物體所造成的該干擾影像以及消除該干擾影像後之該骨骼影像。
- 如請求項2所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令之內容包含一第一伽瑪校正(Gamma correction)處理，該第一合成影像係根據該第一伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第一混色疊合運算來完成，該第二控制指令之內容包含一第二伽瑪校正處理，該第二合成影像係根據該第二伽瑪校正處理來對該骨骼影像進行調整後再與該干擾影像進行一第二混色疊合運算來完成。
- 如請求項3所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中對應該第一混色疊合運算之一第一透明度參數與對應該第二混色疊合運算中之一第二透明度參數不同。
- 如請求項4所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一伽瑪校正處理與該第二伽瑪校正處理係由該指標移動的一第一軌跡來定義，而該第一透明度參數與該第二透明度參數則由該指標移動的一第二軌跡來定義，該第一軌跡與該第二軌跡不平行。
- 如請求項5所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一軌跡為該指標的一水平移動軌跡，而該第二軌跡為該指標的一垂直移動軌跡。
- 如請求項1所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含之該混色組合預設值根據該患者的性別、年齡或體重資料來自動進行調整。
- 如請求項1所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含之該混色組合預設值根據該X光平面影像中所採集到的骨骼特徵或疾病診斷內容來自動進行調整。
- 如請求項1所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中該第一控制指令或該第二控制指令中包含之該混色組合預設值根據該X光平面影像中包含有整體亮度與分辨率的影像特徵、包含有模態型號、曝光時間的模態屬性或包含有站立或躺下的拍攝型態來自動進行調整。
- 如請求項1所述之骨骼影像處理與顯示方法，其中為得出該X光平面影像而對該受測人體中之該骨骼所進行之拍攝，其為一單一能量的X光照射。
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