基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療診斷領(lǐng)域，尤其涉及一種基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描系 統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，可通過計算機(jī)斷層掃描（ComputerTomography,CT)技術(shù)對身體各部位進(jìn)行 疾病診斷，以腰椎間盤為例，在對單個椎間盤進(jìn)行軸向掃描之前，通常先對整個腰椎進(jìn)行掃 描以獲取如圖1所示的定位像，基于該定位像來確定并調(diào)整軸向掃描時的掃描參數(shù)，例如， 掃描位置、掃描角度、掃描范圍和顯示野等，根據(jù)調(diào)整好的掃描參數(shù)來進(jìn)行軸向掃描，可得 到各個椎間盤的診斷圖像。例如，調(diào)整圖1所示的五個長條形部分的位置、寬度、角度等可 分別針對其中的五個椎間盤確定出不同的掃描位置、掃描角度和掃描范圍。
[0003] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中需要人工手動的方式調(diào)整掃描參數(shù)，這種方式存在以下問題：
[0004]首先，手動調(diào)整上述掃描參數(shù)，不同操作者能達(dá)到的準(zhǔn)確率參差不齊，操作不熟練 會造成掃描參數(shù)準(zhǔn)確率相對較低，影響診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0005] 其次，盡管一些經(jīng)驗豐富的操作者會準(zhǔn)確地調(diào)整掃描參數(shù)，但是所需的時間依然 比較長，從臨床試驗可知，對于每個椎間盤，操作者至少要進(jìn)行5-6步的鼠標(biāo)操作（例如點(diǎn) 擊、拖動等）才能完成參數(shù)調(diào)整，因此對于5個椎間盤，要進(jìn)行25-30步的鼠標(biāo)操作，使得操 作較為繁瑣，花費(fèi)時間也長，對于經(jīng)驗較淺的操作者，要花費(fèi)更多的時間，降低了工作效率。
[0006] 因此，需要提供一種新的醫(yī)療掃描系統(tǒng)和方法，能夠基于定位像自動確定掃描參 數(shù)，降低調(diào)整掃描參數(shù)的時間并提升準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的示例性實施例提供了一種基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描系統(tǒng)，包 括：掃描對象描述模塊、調(diào)整模塊、主成分分析模塊、期望形狀獲取模塊和掃描參數(shù)設(shè)置模 塊。掃描對象描述模塊在初始定位像上設(shè)置多個用于描述掃描對象的形狀的控制點(diǎn)；調(diào)整 模塊通過對描述掃描對象形狀的控制點(diǎn)進(jìn)行線性變換使掃描對象的形狀與預(yù)先存儲的平 均形狀對齊；主成分分析模塊通過主成分分析算法提取對齊后的掃描對象的形狀的主成 分；期望形狀獲取模塊對該主成分賦予多個權(quán)重參數(shù)，通過以下公式獲取多個新形狀，并從 獲取的多個新形狀中確定代價函數(shù)值最大的新形狀作為期望形狀：
[0008] S，= S +Pgbnew
[0009] 其中，s'用于描述上述新形狀，§用于描述平均形狀，Ps表示主成分，bn"表示主成 分的權(quán)重參數(shù)；掃描參數(shù)設(shè)置模塊根據(jù)該期望形狀設(shè)置掃描參數(shù)。
[0010] 本發(fā)明的示例性實施例還提供了一種基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描方法。 該方法包括以下步驟：
[0011] 在初始定位像上設(shè)置多個用于描述掃描對象的形狀的控制點(diǎn)；
[0012] 通過對描述掃描對象形狀的控制點(diǎn)進(jìn)行線性變換使掃描對象的形狀與預(yù)先存儲 的平均形狀對齊；
[0013] 通過主成分分析算法提取對齊后的掃描對象的形狀的主成分；
[0014] 對主成分賦予多個權(quán)重參數(shù)，通過以下公式獲取多個新形狀，并從獲取的多個新 形狀中確定代價函數(shù)值最大的新形狀作為期望形狀：
[0015] s' =S+Psbnew
[0016] 其中，s'用于描述上述新形狀，§用于描述平均形狀，Ps表示主成分，bn"表示主成 分的權(quán)重參數(shù)；
[0017] 根據(jù)該期望形狀設(shè)置掃描參數(shù)。
[0018] 通過下面的詳細(xì)描述、附圖以及權(quán)利要求，其他特征和方面會變得清楚。
【附圖說明】
[0019] 通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在 附圖中：
[0020] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中基于定位像手動調(diào)整掃描參數(shù)的示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明一個實施例提供的基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)框圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明一個實施例提供的初始定位像；
[0023] 圖4為利用多個控制點(diǎn)描述圖3所示的初始定位像中掃描對象的形狀的示意圖；
[0024] 圖5為圖4中的多個控制點(diǎn)形成的掃描對象形狀的示意圖；
[0025] 圖6為本發(fā)明的一個實施例在初始定位像中利用灰度投影法獲取感興趣區(qū)域的 示意圖；
[0026] 圖7為本發(fā)明一個實施例在初始定位像中通過設(shè)置起點(diǎn)和終點(diǎn)來獲取感興趣區(qū) 域的不意圖；
[0027] 圖8為本發(fā)明一個實施例提供的基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描方法的流 程圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下將描述本發(fā)明的【具體實施方式】，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述 過程中，為了進(jìn)行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳 盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工 程項目或者設(shè)計項目的過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商 業(yè)相關(guān)的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施 方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復(fù)雜 并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開 揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一些設(shè)計，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不 應(yīng)當(dāng)理解為本公開的內(nèi)容不充分。
[0029] 除非另作定義，權(quán)利要求書和說明書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā) 明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán) 利要求書中使用的"第一"、"第二"以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而 只是用來區(qū)分不同的組成部分。"一個"或者"一"等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示 存在至少一個。"包括"或者"包含"等類似的詞語意指出現(xiàn)在"包括"或者"包含"前面的 元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在"包括"或者"包含"后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并 不排除其他元件或者物件。"連接"或者"相連"等類似的詞語并非限定于物理的或者機(jī)械 的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。
[0030]圖2為本發(fā)明一個實施例提供的基于定位像確定掃描參數(shù)的醫(yī)療掃描系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)框圖，圖3為本發(fā)明一個實施例提供的初始定位像，該初始定位像中具有掃描對象，例如 腰椎。圖4為利用多個控制點(diǎn)描述圖3所示的定位像中掃描對象的形狀的示意圖；圖5為 圖4中的多個控制點(diǎn)形成的掃描對象形狀的示意圖。
[0031] 如圖2所示，該醫(yī)療掃描系統(tǒng)包括掃描對象描述模塊21、調(diào)整模塊24、主成分分析 模塊25、期望形狀獲取模塊27以及掃描參數(shù)設(shè)置模塊29。
[0032] 如圖4所示，掃描對象描述模塊21用于在初始定位像上設(shè)置多個控制點(diǎn)P，這些控 制點(diǎn)P用于描述掃描對象的形狀。本實施例中，掃描對象為腰椎，掃描對象描述模塊11具 體通過61個控制點(diǎn)P來描述腰椎的形狀，來形成如圖5所示的形狀。
[0033] 本實施例中，可預(yù)先存儲掃描對象的平均形狀，該平均形狀可通過對大量的定位 像的樣本進(jìn)行分析得到，具體地，在各樣本中設(shè)置控制點(diǎn)來描述其中掃描對象的形狀，并對 所有樣本中的形狀進(jìn)行均值計算來獲取該平均形狀。各樣本中的控制點(diǎn)與初始定位像上的 控制點(diǎn)P數(shù)量一致且--對應(yīng)。
[0034] 上述平均形狀具體可通過以下公式（1)被描述：
[0036]上述公式（1)中，N表示定位像的樣本數(shù),Si用于描述第i個樣本中掃描對象的形 狀，1彡i彡N。
[0037] 調(diào)整模塊24通過對上述掃描對象的形狀的控制點(diǎn)進(jìn)行線性變換使掃描對象的形 狀與預(yù)先存儲的平均形狀對齊。具體地，各控制點(diǎn)P在初始定位像中具有固定的坐標(biāo)值，預(yù) 先存儲的平均形狀也通過與控制點(diǎn)P-一對應(yīng)的控制點(diǎn)來描述，該平均形狀的控制點(diǎn)也具 有固定的坐標(biāo)值，該調(diào)整模塊14將描述掃描對象形狀的控制點(diǎn)P進(jìn)行線性變換使其與平均 形狀的控制點(diǎn)對齊，即可實現(xiàn)掃描對象的形狀與平均形狀的對齊。
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