计算机断层扫描切片图像的生成系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种计算机断层扫描切片图像的生成系统及方法，该系统包括MIP图像生成模块、感兴趣区域确定模块、角度设定模块、曲线确定模块、匹配模块、切片生成模块。MIP图像生成模块生成重建图像的最大密度投影图像；感兴趣区域确定模块在原始切片中确定图像范围，并将最大密度投影图像在图像范围内的部分确定为感兴趣区域；角度设定模块多次旋转感兴趣区域至多个特定角度；曲线确定模块针对多个特定角度生成感兴趣区域的多个二维投影曲线；匹配模块根据多个二维投影曲线的特征选择与待诊断部位匹配的二维投影曲线；切片生成模块根据匹配曲线的特征及对应的特定角度确定切片位置范围及角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗诊断领域，尤其涉及一种计算机断层扫描切片图像的生成系统及方法。
技术介绍
目前，可通过计算机断层扫描(Computer Tomography,CT)技术对身体各部位进行疾病诊断，以腰椎间盘为例，为了获取清晰的椎间盘图像，在对椎间盘进行轴向扫描之前，通常先对整个腰椎进行扫描以获取定位像，然后在该定位像上针对单个椎间盘设置扫描参数，包括扫描范围、扫描角度等，根据设置好的扫描参数来进行轴向扫描。针对螺旋扫描，操作者需要设置后重建的角度、范围等以能够从三维图像中确定出椎间盘。上述这种需要预先设置扫描参数或者后重建参数的方式存在由于参数设置不当造成的一系列问题。例如，对于轴向扫描，在进行定位扫描后，操作者需要进行很复杂的输入操作来设定轴向扫描的参数，这些操作所需时间较长，在这期间，患者很难保持定位扫描时的姿势，尤其对于老人和小孩，很容易由于体位变化而造成实际扫描时的位置、角度、范围等于设定的参数不一致。在螺旋扫描的后重建过程中进行参数设置，也会出现由于待诊断部位的形状、位置等特征或者扫描机器本身的机械原因而无法获得满意的图像。下面举例介绍几种扫描获得图像不满足临床需求的情况：例如，在设置位置参数时，可能出现椎间盘的位置在Z轴的位移而使得获取椎间盘图像并没有恰好处于两个相邻的椎骨之间，而获得如图1a-1e所示的图像。图13a示出了椎间盘的矢状图像，由于位置参数设置不当，使得在椎间盘的较上方进行轴向扫描而获得图13b-13e的切片图像。临床诊断要求，中间的切片最好只具有软组织特征而不含椎骨组织特征，而两侧的切片含有椎骨组织特征，这样有利于对比中间的切片图像与两侧的切片图像之间的差异来诊断是否发生椎间盘病变。但是图13c、图13d所示图像作为中间切 片图像，含有较多的椎骨组织特征，而与图13b、图13e所示的两侧的切片图像之间的对比度较小，不利于临床诊断。再如，如图14a-14e所示，由于在图14a中设定了不当的角度参数，使得图14c中获得的中间的切片图像包含上侧椎骨的较下边缘，图14d中获得的中间的切片图像包含下侧椎骨的较上边缘，同样不利于进行临床比对。另外，很多患者脊柱都发生了侧凸病变，如图15所示，在冠状位出现由于脊柱弯曲而形成的角度，由于扫描设备最多只支持向头侧或足侧的倾斜，而不支持其它方向的倾斜，使得在进行轴向扫描时，无法获得满意的图像。并且，即使设置了恰当的位置、角度参数，如果设置的切片厚度参数不合适，也不能满足临床需要，例如，如果在图16a所示的图像中选择了不恰当的厚度参数，造成图16b-16e中的切片图像中，没有一张是只含有软组织特征的，不满足临床诊断的需求。对于操作者来说，很难在后续纠正由于上述各种情况造成的图像问题，使得图像不能满足临床诊断的需要，因此往往需要重新进行扫描，不仅影响工作效率，还增加了患者的扫描剂量。因此，需要提供一种新的计算机断层扫描切片图像的生成系统及方法，能够准确地设置参数，以获取满足临床需求的切片图像。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供了一种计算机断层扫描切片图像的生成系统，包括MIP图像生成模块、感兴趣区域确定模块、角度设定模块、曲线确定模块、匹配模块、切片生成模块。MIP图像生成模块，用于生成重建的三维图像的矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像；感兴趣区域确定模块，用于在重建的三维图像的原始切片中确定图像范围，并将矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像在图像范围内的部分分别确定为第一感兴趣区域和第二感兴趣区域；角度设定模块，用于多次旋转第一感兴趣区域至多个第一特定角度，并多次旋转第二感兴趣区域至多个第二特定角度；曲线确定模块，用于针对多个第一特定角度生成第一感兴趣区域的多个第一二维投影曲线，并针对多个第二特定角度生成第二感兴趣区域的多个第二二维投影曲线，每个第一二维投影曲线表示第一感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值，每个第二二维投影曲线表示第二感兴趣区域沿其所 在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值；匹配模块，用于分别根据多个第一二维投影曲线和多个第二二维投影曲线的特征选择与待诊断部位匹配的第一二维投影曲线和第二二维曲线作为第一匹配曲线和第二匹配曲线；切片生成模块，用于根据第一匹配曲线的特征以及与第一匹配曲线对应的第一特定角度，并根据第二匹配曲线的特征以及与第二匹配曲线对应的第二特定角度，确定切片位置范围及切片角度并根据确定的切片位置范围和切片角度在重建的三维图像中生成切片。本专利技术的示例性实施例提供了一种计算机断层扫描切片图像的生成方法，包括：生成重建的三维图像的矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像；在重建的三维图像的原始切片中确定图像范围，并将矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像在图像范围内的部分分别确定为第一感兴趣区域和第二感兴趣区域；多次旋转第一感兴趣区域至多个第一特定角度，并多次旋转第二感兴趣区域至多个第二特定角度；针对多个第一特定角度生成第一感兴趣区域的多个第一二维投影曲线，并针对多个第二特定角度生成第二感兴趣区域的多个第二二维投影曲线，每个第一二维投影曲线表示第一感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值，每个第二二维投影曲线表示第二感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值；分别根据多个第一二维投影曲线和多个第二二维投影曲线的特征选择与待诊断部位匹配的第一二维投影曲线和第二二维曲线作为第一匹配曲线和第二匹配曲线；以及根据第一匹配曲线的特征以及与第一匹配曲线对应的第一特定角度，并根据第二匹配曲线的特征以及与第二匹配曲线对应的第二特定角度，确定切片位置范围及切片角度并根据确定的切片位置范围和切片角度在重建的三维图像中生成切片。通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明通过结合附图对于本专利技术的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1为本专利技术一个实施例提供的计算机断层扫描切片图像的生成系统的框图；图2为本专利技术的一个实施例中在原始切片中确定图像范围的示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的计算机断层扫描切片图像的生成系统的框图；图4示出了本专利技术一个实施例中获取的轴向最大密度投影图像的二维投影曲线；图5示出了本专利技术一个实施例中获取的矢状最大密度投影图像；图5a为对图5所示的矢状最大密度投影图像进行二值化处理后的图像；图6为本专利技术一个实施例中获取的矢状最大密度投影图像的二维投影曲线；图7示出了本专利技术一个实施例中获取的冠状最大密度投影图像；图7a为对图7所示的冠状最大密度投影图像进行二值化处理后的图像；图8示出了本专利技术一个实施例中获取的一个第一二维投影曲线；图9示出了本专利技术一个实施例中获取的一个第二二维投影曲线；图10a-10d为根据本专利技术的实施例获取的切片图像；图11为本专利技术一个实施例提供的计算机断层扫描切片图像的生成方法的流程图；图12示出了图11中的步骤S112中确定图像范围的流程图；图13a示出了现有技术中在椎间盘的矢状图像中设置位置参数的示意图；图13b-13e示出了现有技术中根据在图13a中设置的位置参数进行轴向扫描获得的切片图像；图13a示出了现有技术中在椎间盘的矢状图像中设置参数的示意图；图13b-13e示出了现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，包括：MIP图像生成模块，用于生成重建的三维图像的矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像；感兴趣区域确定模块，用于在所述重建的三维图像的原始切片中确定图像范围，并将所述矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像在所述图像范围内的部分分别确定为第一感兴趣区域和第二感兴趣区域；角度设定模块，用于多次旋转所述第一感兴趣区域至多个第一特定角度，并多次旋转所述第二感兴趣区域至多个第二特定角度；曲线确定模块，用于针对所述多个第一特定角度生成所述第一感兴趣区域的多个第一二维投影曲线，并针对所述多个第二特定角度生成所述第二感兴趣区域的多个第二二维投影曲线，每个第一二维投影曲线表示所述第一感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值，每个第二二维投影曲线表示所述第二感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值；匹配模块，用于分别根据所述多个第一二维投影曲线和多个第二二维投影曲线的特征选择与待诊断部位匹配的第一二维投影曲线和第二二维曲线作为第一匹配曲线和第二匹配曲线；以及切片生成模块，用于根据所述第一匹配曲线的特征以及与所述第一匹配曲线对应的第一特定角度，并根据所述第二匹配曲线的特征以及与所述第二匹配曲线对应的第二特定角度，确定切片位置范围及切片角度并根据确定的所述切片位置范围和切片角度在所述重建的三维图像中生成切片。...

【技术特征摘要】
1.一种计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，包括：MIP图像生成模块，用于生成重建的三维图像的矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像；感兴趣区域确定模块，用于在所述重建的三维图像的原始切片中确定图像范围，并将所述矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像在所述图像范围内的部分分别确定为第一感兴趣区域和第二感兴趣区域；角度设定模块，用于多次旋转所述第一感兴趣区域至多个第一特定角度，并多次旋转所述第二感兴趣区域至多个第二特定角度；曲线确定模块，用于针对所述多个第一特定角度生成所述第一感兴趣区域的多个第一二维投影曲线，并针对所述多个第二特定角度生成所述第二感兴趣区域的多个第二二维投影曲线，每个第一二维投影曲线表示所述第一感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值，每个第二二维投影曲线表示所述第二感兴趣区域沿其所在图像的纵轴分布的各列像素的最大CT值；匹配模块，用于分别根据所述多个第一二维投影曲线和多个第二二维投影曲线的特征选择与待诊断部位匹配的第一二维投影曲线和第二二维曲线作为第一匹配曲线和第二匹配曲线；以及切片生成模块，用于根据所述第一匹配曲线的特征以及与所述第一匹配曲线对应的第一特定角度，并根据所述第二匹配曲线的特征以及与所述第二匹配曲线对应的第二特定角度，确定切片位置范围及切片角度并根据确定的所述切片位置范围和切片角度在所述重建的三维图像中生成切片。2.根据权利要求1所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，每个第一二维投影曲线和每个第二二维投影曲线的特征包括距离最远的两个波峰之间的最低点以及分别分布在所述最低点两侧的两个特征点；所述两个特征点为距离所述最低点最近的两个波峰，或者曲线斜率发生变化并且该变化大于预设值的点；所述匹配模块针对每个第一二维投影曲线和每个第二二维投影曲线，将所述两个特征点以直线连接，并计算所述最低点和直线之间的距离作为曲线深度；所述匹配模块还用于在所述第一二维投影曲线中选择曲线深度最大的一个作为所述第一匹配曲线，并在所述第二二维投影曲线中选择曲线深度最大的一个作为所述第二匹配曲线。3.根据权利要求1所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，所述感兴趣区域确定模块在所述重建的三维图像的原始切片中确定的图像范围包括冠状图像范围和矢状图像范围，所述MIP图像生成模块还用于生成所述重建的三维图像的轴向最大密度投影图像，所述感兴趣区域确定模块包括曲线确定单元和范围确定单元；所述曲线确定单元用于形成所述轴向最大密度投影图像的二维投影曲线，来表示沿所述轴向最大密度投影图像的横轴分布的各列像素的最大CT值；所述范围确定单元用于根据所述轴向最大密度投影图像的二维投影曲线的特征在所述原始切片的横轴确定图像范围作为所述冠状图像范围，所述MIP图像生成模块是在所述冠状图像范围内对所述重建的三维图像进行矢状最大密度投影以生成所述矢状最大密度投影图像的；所述曲线确定单元还用于生成所述矢状最大密度投影图像的二维投影曲线，来表示所述矢状最大密度投影图像沿其横轴分布的各列像素的最大CT值；所述范围确定单元还用于在所述原始切片的横轴上选择与所述矢状最大密度投影图像的二维投影曲线的特定部分对应的图像范围作为所述矢状图像范围；所述MIP图像生成模块是以与所述第一匹配曲线对应的第一特定角度、在所述冠状图像范围和矢状图像范围内对所述重建的三维图像进行冠状最大密度投影以生成所述冠状最大密度投影图像的。4.根据权利要求3所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，所述范围确定单元用于在所述轴向最大密度投影图像的二维投影曲线中选取曲线值高于第一预设阈值的部分作为第一曲线范围，并在所述原始切片的横轴上选择与所述第一曲线范围对应的图像范围作为所述冠状图像范围。5.根据权利要求4所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，所述范围确定单元还用于对所述第一曲线范围内的曲线进行加权并选择加权后曲线的曲线值大于第二预设阈值的部分作为第二曲线范围，并在所述原始切片的横轴上选择与所述第二曲线范围对应的图像范围作为所述冠状
\t图像范围。6.根据权利要求3所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，还包括二值化处理模块，用于对所述矢状最大密度投影图像和冠状最大密度投影图像进行二值化处理，所述曲线确定单元用于生成经二值化处理后的矢状最大密度投影图像中的第一感兴趣区域的多个第一二维投影曲线；还用于生成经二值化处理后的冠状最大密度投影图像中的第二感兴趣区域的多个第二二维投影曲线。7.根据权利要求2所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，所述切片生成模块在所述第一匹配曲线的两个特征点之间选择一个区域或在所述第二匹配曲线的两个特征点之间选择一个区域，并将所述重建的三维图像中的与选择的区域相对应的部分确定为所述切片位置范围。8.根据权利要求7所述的计算机断层扫描切片图像的生成系统，其特征在于，切片生成模块还包括：用于调整切片厚度的厚度调整单元。9.一种计算机断层扫描切片图像的生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，吴洁，谢强，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US