專利名稱：結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
CT 結(jié)腸造影(computed tomography colonography, CTC)是將多排螺旋 CT 技術(shù)和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件結(jié)合，對全結(jié)腸薄層掃描后的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行二維和三維重建，顯示較大范圍內(nèi)的結(jié)腸結(jié)構(gòu)性病變的技術(shù)。由CT設(shè)備掃描得到的CTC圖像序列一般需要進(jìn)行三維后處理分析，生成便于醫(yī)生觀察和診斷的圖像。常用的后處理方法包括虛擬結(jié)腸鏡、多平面重建、表面遮蓋顯示和透明顯示等，這些后處理方法都需要一定的計(jì)算時(shí)間。目前普遍采用的縮短后處理時(shí)間的解決方法是，由用戶指定選中的圖像序列為 CTC圖像序列，然后手工啟動(dòng)相應(yīng)三維后處理分析。但這種處理方式必然造成用戶要經(jīng)歷一定的等待時(shí)間，降低了工作效率。采用現(xiàn)有技術(shù)中的手工指定CTC序列的方式，只有在用戶進(jìn)行人為指定以后，才能啟動(dòng)CTC相關(guān)三維后處理工作。雖然縮短了后處理時(shí)間，但延長了用戶等待時(shí)間，降低了工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的手工指定CTC序列的方式，延長了用戶等待時(shí)間，工作效率較低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，包括以下步驟圖像接收裝置接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并將該圖像序列發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置；體數(shù)據(jù)重建裝置對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置；體數(shù)據(jù)分類裝置根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記， 并將標(biāo)記后的圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置；體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別。進(jìn)一步地，還包括當(dāng)體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)三維后處理裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，體數(shù)據(jù)重建裝置對圖像序列進(jìn)行識(shí)別包括判斷圖像序列中的每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向是否相同；當(dāng)每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向相同時(shí)，判斷圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差是否相同；當(dāng)圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差相同時(shí)，生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記包括根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的亨斯菲爾德單位HU值的不同，將三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，形成多個(gè)三維體數(shù)據(jù)集合；對每個(gè)三維數(shù)據(jù)體集合對應(yīng)的圖像像素按照不同的預(yù)設(shè)值進(jìn)行標(biāo)記。
進(jìn)一步地，對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記包括根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的亨斯菲爾德單位HU值的不同，將三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，形成第一類數(shù)據(jù)、第二類數(shù)據(jù)以及第三類數(shù)據(jù)；將第一類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第一預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第一像素，將第二類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第二預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第二像素，將第三數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第三預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第三像素；其中，第一類數(shù)據(jù)為空氣數(shù)據(jù)，第二類數(shù)據(jù)為殘留物數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，通過以下步驟對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別當(dāng)?shù)谝幌袼刂邪倪^渡平面像素?cái)?shù)目大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，則確認(rèn)第一像素為結(jié)腸造影序列，其中，過渡平面像素滿足如下條件在預(yù)定方向上的偏移量所對應(yīng)的像素為第二像素。進(jìn)一步地，結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法還包括三維后處理裝置對標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和結(jié)腸造影序列發(fā)送至存儲(chǔ)裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)，包括圖像接收裝置，用于接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置；體數(shù)據(jù)重建裝置，與圖像接收裝置連接，用于對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置；體數(shù)據(jù)分類裝置，與體數(shù)據(jù)重建裝置連接，用于根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對三維體數(shù)據(jù)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置；體數(shù)據(jù)判定裝置，與體數(shù)據(jù)分類裝置連接，用于對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別。進(jìn)一步地，系統(tǒng)還包括三維后處理裝置，與體數(shù)據(jù)判定裝置連接，其中，當(dāng)體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)，觸發(fā)三維后處理裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)裝置，與三維后處理裝置連接，用于在三維后處理裝置對標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和結(jié)腸造影序列進(jìn)行存儲(chǔ)。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，對于接收到的圖像序列能夠根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對三維體數(shù)據(jù)行分類，并進(jìn)行識(shí)別。識(shí)別過程可以由體數(shù)據(jù)分類裝置進(jìn)行處理， 無需人工干預(yù)，能夠在用戶調(diào)閱圖像之前指定完成CTC序列的工作，避免或縮短了用戶等待時(shí)間，提高了工作效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的手工指定CTC序列的方式，延長了用戶等待時(shí)間，工作效率較低的問題。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法的流程圖；圖2示出了實(shí)際獲取的層面體數(shù)據(jù)的圖像；圖3示出了對圖2中的圖像分割后的圖像；圖4示出了圖3的局部放大示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法的流程圖；以及
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。在實(shí)施本發(fā)明中的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法之前，首先要獲取結(jié)腸造影掃描圖像。一般情況下，可以按照如下方式獲取結(jié)腸造影掃描圖像患者在進(jìn)行CTC檢查前，需要進(jìn)行腸道準(zhǔn)備。腸道準(zhǔn)備的目的是對結(jié)腸內(nèi)的殘留物進(jìn)行標(biāo)記，使得殘留物在CT掃描圖像中獲得較高的HU值。腸道準(zhǔn)備的主要方式為流質(zhì)飲食或少渣飲食，同時(shí)口服CT造影劑。在CT掃描前，還需要對患者經(jīng)直腸導(dǎo)管注入空氣，目的是使結(jié)腸達(dá)到充盈狀態(tài)， 避免腸道折疊和坍塌。采用上述方法獲得的CT圖像中，結(jié)腸內(nèi)部包含兩類物質(zhì)空氣和殘留物。其中，空氣的HU值較低，一般低于-800 ；殘留物的HU值較高，一般大于500。需要說明的是，臨床上還采用另外一種腸道準(zhǔn)備方法。該方法與上述方法的主要區(qū)別在于，不是口服CT造影劑，而是口服輕微瀉劑，達(dá)到清空腸道內(nèi)殘留物的目的。該方法的缺陷在于，很難完全清除結(jié)腸內(nèi)的殘留物。無法清除的少量殘留物，直接影響CTC檢查中醫(yī)生判斷是否存在結(jié)腸小息肉。本發(fā)明所采用結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，只適用于口服CT造影劑的腸道準(zhǔn)備方式，不適用于口服輕微瀉劑的腸道準(zhǔn)備方式。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法的流程圖。如圖1所示， 結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，包括以下步驟S10,圖像接收裝置接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建
直ο圖像接收裝置負(fù)責(zé)接收來自醫(yī)療影像設(shè)備的各種醫(yī)療影像。該裝置可以與多種醫(yī)療影響設(shè)備連接，如可以與CT、MR、PT、CR、DR等多種醫(yī)療影像設(shè)備。該裝置通過 DICOM(Digitallmaging and Communications in Medicine，數(shù)字影像和通信標(biāo)準(zhǔn))協(xié)議接收來自上述影像設(shè)備的圖像，當(dāng)接收到新的圖像后，圖像接收裝置將圖像以序列為單位發(fā)送至識(shí)別裝置。其中，“序列”(kries)是根據(jù)DICOM協(xié)議規(guī)定的圖像分組方法。一個(gè)圖像序列內(nèi)包含了一系列圖像以及這一系列圖像對應(yīng)的標(biāo)識(shí)信息，且這些圖像來自同一臺(tái)掃描設(shè)備對同一患者的同一次檢查。序列內(nèi)圖像在空間(掃描位置)或時(shí)間(掃描時(shí)間)上相互關(guān)聯(lián)， 具有相同的空間參考坐標(biāo)系或時(shí)間坐標(biāo)系。按照DICOM協(xié)議傳輸?shù)膱D像都包含了一個(gè)“序列實(shí)例唯一標(biāo)識(shí)(Series Instance UID) ”，用于標(biāo)識(shí)圖像所隸屬的序列。圖像接收裝置根據(jù)圖像的序列實(shí)例唯一標(biāo)識(shí)，將接收到的圖像劃分為不同序列。然后以序列為單位，將圖像序列發(fā)送至識(shí)別裝置。S20，體數(shù)據(jù)重建裝置對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置。
具體地，體數(shù)據(jù)重建裝置對圖像序列進(jìn)行識(shí)別包括判斷圖像序列中的每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向是否相同；當(dāng)每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向相同時(shí)，判斷圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差是否相同；當(dāng)圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差相同時(shí)，生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。即在體數(shù)據(jù)重建裝置中主要用于對整個(gè)圖像序列進(jìn)行掃描，判斷該序列是否能夠重建出三維體數(shù)據(jù)。如果可以，則生成三維體數(shù)據(jù)；如果不可以，則終止分析，判定該序列不是CTC序列。在對圖像序列進(jìn)行識(shí)別之前，首先進(jìn)行序列成像模式篩選。根據(jù)DICOM信息中的成像模式(Modality)能夠判斷出序列是否為CT序列。在本實(shí)施例中，只保留CT序列，不處理其他模式的序列。掃描方向信息，是由DICOM信息中的圖像方向(Image Orientation)定義的。本實(shí)施例中，定義為6個(gè)余弦值[θ ρ θ2，θ3，θ4，θ5，θ6]為每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向。這6個(gè)余弦值依次為掃描圖像第一行與X、Y、Z軸夾角的余弦值，掃描圖像第一列與 X、Y、Z軸夾角的余弦值。在本實(shí)施例中，采用以下方式判斷圖像序列中的每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向是否相同；比較序列內(nèi)所有圖像的方向信息，即[θ^ θ2，θ3，θ4，θ5，θ6]。如果方向一致， 則繼續(xù)；否則，則判定序列不是CTC序列，并終止識(shí)別過程。當(dāng)圖像序列的掃描方向相同時(shí)，根據(jù)圖像序列的掃描方向信息對圖像序列中的圖像進(jìn)行排序。掃描順序由DICOM信息中的序列實(shí)例唯一標(biāo)識(shí)(SIUID)進(jìn)行確定。按照SIUID 序號由小至大的順序進(jìn)行排序，并從1開始順序編號。則這個(gè)圖像序列可以表示為S = (S1, S2, . . . , Si, . . . , SJ , (1)其中，Si表示排序后的第i幅圖像，K表示序列中包含的圖像總數(shù)，符號{}表示由括號內(nèi)元素構(gòu)成的集合，S表示整個(gè)序列。當(dāng)每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向相同時(shí)，判斷圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差是否相同；當(dāng)圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差相同時(shí)，生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。然后，判斷圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差是否相同。圖像的掃描位置由DICOM信息中的圖像位置(Image Position)定義。圖像位置采用圖像左上角第一個(gè)像素的三維坐標(biāo)表示，形式為[X，y，ζ]。則圖像Si的掃描位置可以表示為P(Si) = [xi; Yi, Zi], i = 1，2，· · ·，K，(2)則序列內(nèi)的圖像必須滿足如下條件，才能構(gòu)成三維體數(shù)據(jù)P (Si+1) -P (Si) = P (S2) -P (S1)，對于任意 0 ^ i < K, (3)即，序列內(nèi)任意相鄰兩幅圖像的成像位置差都相同。結(jié)合序列內(nèi)圖像都具有相同的掃描方向，則可以得出，序列內(nèi)的圖像在相同掃描方向上等間距排列。當(dāng)排序后的圖像序列的掃描位置是相同時(shí)，生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。序列S中包含了一組二維圖像，將二維圖像按照空間關(guān)系重新排列，就可以形成下面的三維矩陣，也就是三維體數(shù)據(jù)。
V (x, y, ζ) = Sz (χ, y), 1 ^ x ^ W, 1 ^ y ^ H, 1 ^ ζ ^ K, (4)其中，V(x，y，z)表示三維矩陣中第ζ個(gè)層面的第y行、第χ列的像素的值，該值等于序列中第ζ幅圖像Sz中第y行、第χ列的像素的值。W，H分別表示圖像的寬度和高度，都以像素為單位。K仍然表示序列的圖像總數(shù)，也就是三維矩陣的層數(shù)。S30，體數(shù)據(jù)分類裝置根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對三維體數(shù)據(jù)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置。具體地，對三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類包括根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的亨斯菲爾德單位HU值，將體數(shù)據(jù)分為第一類數(shù)據(jù)、第二類數(shù)據(jù)以及第三數(shù)據(jù)，其中，第一類數(shù)據(jù)為空氣數(shù)據(jù)，第二類數(shù)據(jù)為殘留物數(shù)據(jù)，第三數(shù)據(jù)為體數(shù)據(jù)中除空氣數(shù)據(jù)以及殘留物數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)。下面結(jié)合圖2以及圖3說明對體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類及標(biāo)記的方式。在通過式(4)重建得到的三維體數(shù)據(jù)V中，每個(gè)像素的值對應(yīng)不同人體部位的HU 值。根據(jù)CT成像原理，人體不同組織具有不同的HU值分布范圍。根據(jù)試驗(yàn)測定，空氣在CT圖像中的HU值范圍約為[-1000，-800]；經(jīng)口服對比劑增強(qiáng)后的結(jié)腸內(nèi)殘留物HU值范圍約為[500，1700]?？梢圆捎萌缦鹿綄w數(shù)據(jù)V中包含的所有像素進(jìn)行分類，并將分類后的體數(shù)據(jù)標(biāo)記為CoC(x，y，z) = LA，如果-1000 < V (x，y，ζ) ^ -800, (5)C (χ, y, ζ) = Lk，如果 500 ( V (χ, y, ζ) ( 1700， (6)C(x，y，ζ) = 0，其他。(7)其中，La代表“空氣”標(biāo)記；LK代表“殘留物”標(biāo)記。La和Lk可以是任意整數(shù)，但取值不能相同。標(biāo)記值為0代表其他，即體數(shù)據(jù)中除空氣數(shù)據(jù)以及殘留物數(shù)據(jù)之外的第三類數(shù)據(jù)。按照公式(5 7)，所有像素被分成3類第一類數(shù)據(jù)、第二類數(shù)據(jù)以及第三類數(shù)據(jù)。需要說明的是，公式(5)中空氣的HU值范圍、公式(6)中殘留物的HU值范圍在不同的實(shí)施例中，可以進(jìn)行調(diào)整或更改，不影響本發(fā)明的普遍性。只需滿足空氣HU值范圍和殘留物HU值范圍沒有重合即可。即通過不同的HU值范圍，能夠?qū)⒖諝夂蜌埩粑锓指畛鰜?。并且允許殘留物中包含骨骼。根據(jù)分類結(jié)果，標(biāo)記將第一類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第一預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第一類像素，將第二數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第二預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第二類像素，將第三類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第三預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第三類像素。作為示例，圖2示出了實(shí)際獲取的層面體數(shù)據(jù)的圖像。圖3示出了對圖2中的圖像分割后的圖像。其中，采用不同的灰度值表示不同的標(biāo)記值。需要指出的是，由于骨骼的 HU值范圍同樣近似為[500，1700]。由于結(jié)腸內(nèi)殘留物和骨骼具有相同的HU值范圍，所以無法直接利用HU值差異將殘留物和骨骼區(qū)分，可以從圖3中看到，分割得到的殘留物中(白色區(qū)域)同時(shí)包括骨骼。雖然在本實(shí)施例中僅示出了將三維體數(shù)據(jù)分為三類的情況，但是也可以依據(jù)具體情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的亨斯菲爾德單位HU值的不同，將三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，形成多個(gè)三維體數(shù)據(jù)集合；并且對每個(gè)三維數(shù)據(jù)體集合對應(yīng)的圖像像素按照不同的預(yù)設(shè)值進(jìn)行標(biāo)記。具體的分類方式與本實(shí)施例中示出的處理方式相似，在此不再贅述。S40，體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別。需要指出的是，由于骨骼的HU值范圍同樣近似為[500，1700]。由于結(jié)腸內(nèi)殘留物和骨骼具有相同的HU值范圍，所以無法直接利用HU值差異將殘留物和骨骼區(qū)分。因此，需要對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別，判斷是否為結(jié)腸造影序列。具體地，CTC序列判定裝置負(fù)責(zé)接收體數(shù)據(jù)分類裝置產(chǎn)生的標(biāo)記體數(shù)據(jù)，然后判定該數(shù)據(jù)是否來自CTC序列。判定的基本思想是，檢測標(biāo)記體數(shù)據(jù)中是否存在空氣-殘留物過渡平面(以下簡稱過渡平面)。具體地，通過以下步驟對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別進(jìn)一步地，通過以下步驟對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別當(dāng)?shù)谝幌袼刂邪倪^渡平面像素?cái)?shù)目大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，則確認(rèn)第一像素為結(jié)腸造影序列，其中，過渡平面像素滿足如下條件在預(yù)定方向上的偏移量對應(yīng)像素為第二像素。即判斷La標(biāo)記以及La標(biāo)記中是否包含過渡平面像素。通常，在結(jié)腸內(nèi)部包含兩類物質(zhì)空氣和殘留物，殘留物一般為液態(tài)。由于在重力的作用下，空氣將位于結(jié)腸腔內(nèi)的上方位置；殘留物將位于結(jié)腸腔內(nèi)的下方位置。并且，在空氣和殘留物之間存在一個(gè)近似平整的過渡平面。因此，可以通過判斷第一像素中是否包含過渡平面像素來判斷標(biāo)識(shí)出的第一像素形成的區(qū)域是否為結(jié)腸造影序列。如圖2和圖3所給出的是患者采用仰臥位掃描得到的圖像所示，圖像中Y軸方向從下向上，對應(yīng)從患者背部到腹部方向?？梢钥闯?，空氣相對殘留物處于上方。在臨床檢查中，還會(huì)采用俯臥位進(jìn)行掃描。同時(shí)，某些CT設(shè)備存儲(chǔ)圖像時(shí)設(shè)定Y軸方向不同。都有可能造成圖像中空氣相對殘留物處于下方。因此，需要分別假定空氣相對殘留物處于上方和下方兩種情況進(jìn)行處理。圖4給出了圖3中的局部放大示意圖?？梢钥吹皆诳諝夂蜌埩粑飬^(qū)域之間，還存在著一定寬度的縫隙。此類縫隙的出現(xiàn)是由于CT成像中的部分容積效應(yīng)。縫隙內(nèi)像素的 HU值介于空氣和殘留物之間，所以被分割為了其他(即背景)。縫隙的寬度一般為2 5 個(gè)像素，不同CT設(shè)備和掃描設(shè)置有所差異。因此，在本實(shí)施例中，采用如下公式提取過渡平面像素C (X，y, z) = La,并且 C (x, y+dy, ζ) = Le (8)公式(8)表示，過渡平面內(nèi)的像素必須滿足的條件為，首先該像素標(biāo)記為空氣，并且，該像素按照一定的Y方向偏移量dy所對應(yīng)的上方(或下方)像素的標(biāo)記為殘留物。Y 方向偏移量dy的值可以正或負(fù)整數(shù)，如果取值為負(fù)數(shù)，則對應(yīng)空氣在殘留物的下方；如果取值為正數(shù)，則對應(yīng)空氣在殘留物的上方。當(dāng)?shù)谝幌袼匾约暗诙袼刂邪笥陬A(yù)設(shè)的閾值的過渡平面像素時(shí)，則確認(rèn)標(biāo)記后的圖像像素為結(jié)腸造影序列。即判斷由序列圖像重建得到的體數(shù)據(jù)中，是否存在足夠數(shù)量的過渡平面像素。具體判定過程為首先假定dy為一個(gè)負(fù)整數(shù)，統(tǒng)計(jì)標(biāo)記體數(shù)據(jù)C中所有滿足公式 (8)的像素總數(shù)，假定為Nmg ；然后假定dy為一個(gè)正整數(shù)，統(tǒng)計(jì)C中所有滿足公式(8)的像素總數(shù)，假定為 。3。令Nmax等于Nme和二者中較大的值。如果Nmax大于預(yù)先設(shè)定的判定閾值Nth則判定圖像序列為CTC序列；否則，則判定圖像序列不是CTC序列。判定閾值Nth可以由用戶自行設(shè)定。通常采用的經(jīng)驗(yàn)取值為50 80個(gè)像素。通過Nth來限定過渡平面像素的數(shù)量必要大于一定的值，目的是為了避免骨骼像素的干擾。如前所述，標(biāo)記數(shù)據(jù)C中存在著被標(biāo)記為殘留物的骨骼像素。在某些情況下，空氣的正上方或正下方有可能正好是骨骼像素。但這種情況發(fā)生的概率很低。通過設(shè)定Nth 能夠避免此類誤判。通過采用本實(shí)施例中的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，對于接收到的圖像序列，能夠根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對體數(shù)據(jù)行分類，并進(jìn)行識(shí)別。因此，識(shí)別過程無需人工干預(yù)，能夠在用戶調(diào)閱圖像之前指定完成CTC序列的工作，避免或縮短了用戶等待時(shí)間，提高了工作效率。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法還包括S50，當(dāng)體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)， 觸發(fā)三維后處理裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行分析。具體地，如果判定標(biāo)記體數(shù)據(jù)C來自CTC序列，則判定裝置自動(dòng)觸發(fā)CTC三維后處理裝置執(zhí)行相關(guān)后處理功能。S60，三維后處理裝置對標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和結(jié)腸造影序列發(fā)送至存儲(chǔ)裝置。具體地，CTC三維后處理裝置可以由用戶自行配置，自動(dòng)執(zhí)行與CTC序列相關(guān)的各類后處理功能，如虛擬結(jié)腸鏡，多平面重建，遮蓋顯示或透明顯示等。假定此類后處理工作是全自動(dòng)的，則該裝置自動(dòng)完成全部處理過程，并將處理結(jié)果和結(jié)腸造影序列存儲(chǔ)至存儲(chǔ)裝置。用戶調(diào)閱時(shí)，可以直接看到處理結(jié)果和結(jié)腸造影序列，避免了等待時(shí)間。對于不能全自動(dòng)的后處理工作，三維后處理裝置可以配置為自動(dòng)執(zhí)行必要的預(yù)處理功能，如體數(shù)據(jù)重建、圖像去噪、圖像分割等。并將預(yù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)裝置。當(dāng)用戶給出必要操作指令后，直接利用預(yù)處理數(shù)據(jù)完成后續(xù)處理，縮短了等待時(shí)間。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法的流程圖。如圖5 所示，包括S201，圖像接收。具體地，步驟S201主要利用圖像接收裝置完成圖1中示出的步驟SlO中的流程。S202，體數(shù)據(jù)重建。S203，判斷是否為體數(shù)據(jù)，是則轉(zhuǎn)至步驟S204，否則轉(zhuǎn)至步驟S209。具體地，步驟S202與步驟S03主要利用體數(shù)據(jù)重建裝置完成圖1中示出的步驟 S20中的流程。S204，體數(shù)據(jù)分類。具體地，步驟S204主要利用體數(shù)據(jù)分類裝置完成圖1中示出的步驟S30中的流程。S205，CTC 序列判定。S206，判斷是否是CTC序列，是則轉(zhuǎn)至步驟S207，否則轉(zhuǎn)至步驟S209。具體地，步驟S205與步驟S06主要利用體數(shù)據(jù)判定裝置完成圖1中示出的步驟 S40中的流程。
S207, CTC三維后處理。具體地，步驟S207主要利用三維后處理裝置完成圖1中示出的步驟S50中的流程。S208，CTC后處理結(jié)果存儲(chǔ)。具體地，步驟S208主要利用存儲(chǔ)裝置完成圖1中示出的步驟S60中的流程。S209，結(jié)束。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)的原理示意圖。結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)包括圖像接收裝置10、體數(shù)據(jù)重建裝置20、體數(shù)據(jù)分類裝置30以及體數(shù)據(jù)判定裝置40。其中，圖像接收裝置10用于將接收到的結(jié)腸造影掃描圖像形成圖像序列發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置20 ；體數(shù)據(jù)重建裝置20與圖像接收裝置10連接，用于對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置30 ；體數(shù)據(jù)分類裝置30與體數(shù)據(jù)重建裝置20連接，用于根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對體數(shù)據(jù)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置30 ；體數(shù)據(jù)判定裝置40與體數(shù)據(jù)分類裝置30連接，用于對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括三維后處理裝置50，與體數(shù)據(jù)判定裝置40 連接，其中，當(dāng)體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)，觸發(fā)三維后處理裝置50對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行分析。進(jìn)一步地，本實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)裝置60，與三維后處理裝置50連接，用于在三維后處理裝置對標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和結(jié)腸造影序列進(jìn)行存儲(chǔ)。其基本工作流程為1)圖像接收裝置10負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)來自醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的掃描圖像，并將圖像以序列為單位發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置20。2)體數(shù)據(jù)重建裝置20嘗試對圖像序列進(jìn)行三維重建，如嘗試成功，則將體數(shù)據(jù)發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置30。即對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。3)體數(shù)據(jù)分類裝置30根據(jù)不同組織HU值范圍，對體數(shù)據(jù)分類并標(biāo)記；4)體數(shù)據(jù)判定裝置40接收到來自體數(shù)據(jù)分類裝置30的標(biāo)記體數(shù)據(jù)后，負(fù)責(zé)判定標(biāo)記體數(shù)據(jù)是否來自CTC序列，如果是，則自動(dòng)觸發(fā)CTC三維后處理裝置50 ；5) CTC三維后處理裝置50在接收到觸發(fā)指令后，自動(dòng)執(zhí)行用戶設(shè)定的CTC三維后處理工作，并將分析結(jié)果以及結(jié)腸造影序列發(fā)送至存儲(chǔ)裝置60 ；6)存儲(chǔ)裝置60負(fù)責(zé)存儲(chǔ)分析得到的結(jié)果數(shù)據(jù)以及結(jié)腸造影序列。具體的處理過程在結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法中已有詳細(xì)介紹，在此不再詳細(xì)描述。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果采用本發(fā)明公開的技術(shù)，能夠自動(dòng)識(shí)別出圖像序列為CTC序列。從而能夠在用戶調(diào)閱圖像之前，預(yù)先自動(dòng)執(zhí)行三維后處理分析工作，并存儲(chǔ)處理的結(jié)果。當(dāng)用戶調(diào)閱CTC序列時(shí)，可以直接看到三維后處理的結(jié)果。整個(gè)過程無需人工干預(yù)，能夠在用戶調(diào)閱圖像之前完成，避免或縮短了用戶等待時(shí)間。減少了用戶等待時(shí)間。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟圖像接收裝置接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并將該圖像序列發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置；所述體數(shù)據(jù)重建裝置對所述圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成所述圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置；所述體數(shù)據(jù)分類裝置根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對所述三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的所述圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置；所述體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)， 自動(dòng)觸發(fā)三維后處理裝置對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，所述體數(shù)據(jù)重建裝置對所述圖像序列進(jìn)行識(shí)別包括判斷所述圖像序列中的每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向是否相同； 當(dāng)所述每幅結(jié)腸造影掃描圖像的掃描方向相同時(shí)，判斷所述圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差是否相同；當(dāng)所述圖像序列中相鄰的結(jié)腸造影掃描圖像的成像位置差相同時(shí)，生成所述圖像序列的三維體數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，對所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記包括 根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的亨斯菲爾德單位HU值的不同，將所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，形成多個(gè)三維體數(shù)據(jù)集合；對每個(gè)三維數(shù)據(jù)體集合對應(yīng)的圖像像素按照不同的預(yù)設(shè)值進(jìn)行標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，對所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記包括根據(jù)預(yù)設(shè)的人體各組織對應(yīng)的的亨斯菲爾德單位HU值的不同，將所述三維體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，形成第一類數(shù)據(jù)、第二類數(shù)據(jù)以及第三類數(shù)據(jù)；將所述第一類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第一預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第一像素，將所述第二類數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第二預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第二像素，將所述第三數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素按照第三預(yù)設(shè)值標(biāo)記為第三像素；其中，第一類數(shù)據(jù)為空氣數(shù)據(jù)，第二類數(shù)據(jù)為殘留物數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，通過以下步驟對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行識(shí)別當(dāng)所述第一像素中包含的過渡平面像素?cái)?shù)目大于預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，則確認(rèn)第一像素為結(jié)腸造影序列，其中，所述過渡平面像素滿足如下條件在預(yù)定方向上的偏移量所對應(yīng)的像素為所述第二像素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法，其特征在于，結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法還包括所述三維后處理裝置對所述標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和所述結(jié)腸造影序列發(fā)送至存儲(chǔ)裝置。
8.一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像接收裝置，用于接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置；所述體數(shù)據(jù)重建裝置，與所述圖像接收裝置連接，用于對所述圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成所述圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置；所述體數(shù)據(jù)分類裝置，與所述體數(shù)據(jù)重建裝置連接，用于根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對所述三維體數(shù)據(jù)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對所述三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的所述圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置；所述體數(shù)據(jù)判定裝置，與所述體數(shù)據(jù)分類裝置連接，用于對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行識(shí)別。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 三維后處理裝置，與所述體數(shù)據(jù)判定裝置連接，其中，當(dāng)所述體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果為結(jié)腸造影序列時(shí)，觸發(fā)三維后處理裝置對標(biāo)記后的所述圖像像素進(jìn)行分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 存儲(chǔ)裝置，與所述三維后處理裝置連接，用于在所述三維后處理裝置對所述標(biāo)記體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將分析結(jié)果和結(jié)腸造影序列進(jìn)行存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法及系統(tǒng)，其中結(jié)腸鏡圖像序列識(shí)別方法包括以下步驟圖像接收裝置接收結(jié)腸造影掃描圖像，生成圖像序列，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)重建裝置；體數(shù)據(jù)重建裝置對圖像序列進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果生成圖像序列的三維體數(shù)據(jù)，并發(fā)送至體數(shù)據(jù)分類裝置；體數(shù)據(jù)分類裝置根據(jù)人體組織的亨斯菲爾德單位HU值對三維體數(shù)據(jù)行分類，根據(jù)分類結(jié)果對三維體數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像像素進(jìn)行標(biāo)記，并將標(biāo)記后的圖像像素發(fā)送至體數(shù)據(jù)判定裝置；體數(shù)據(jù)判定裝置對標(biāo)記后的圖像像素進(jìn)行識(shí)別。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，避免或縮短了用戶等待時(shí)間，提高了工作效率。
文檔編號A61B6/03GK102176229SQ20111002595
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者周永新, 崔彤哲, 郗魁斌, 陳國楨 申請人:海納醫(yī)信(北京)軟件科技有限責(zé)任公司