CN102479390A - 图像处理方法、图像处理装置、图像系统以及程序编码 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于在根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据来生成厚片图像时优化其厚片厚度。本图像处理方法根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据来提取与管腔构造的轴方向相关的一段相对应的段区域，并以包含该段区域的方式来决定厚片的厚度。根据三维体数据通过绘制来生成与具有决定的厚度的厚片有关的图像。

Description

图像处理方法、图像处理装置、图像系统以及程序编码

相关申请的交叉引用

本申请基于2010年11月30日提交的在先的美国专利申请No.12/956,757并要求其优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及图像处理方法、图像处理装置、图像系统以及程序编码。

背景技术

作为管腔构造典型的冠状动脉的拍摄以确认其狭窄或其他异常段的存在为目的。血管造影法是提供对比度被提高了的血管等的平面图像的血管图像化所涉及的一般拍摄方法。根据其拍摄对象来决定标准拍摄面。即使是该标准拍摄面，也很难适当地表现冠状动脉等的三维构造。

使用导管的血管造影法在将拍摄对象限定为一段的事例中较为适宜。例如，用来决定狭窄是否存在于冠状动脉的一段。该方法在对患者实施的治疗中也被使用。例如，在冠状动脉内设置支架的处理中被使用。

血管造影法一般地被应用于配备有C型臂的X射线拍摄装置。检测器相对于X射线源被配置在隔着被检体而相对的位置。将导管插入到关心区域，并在其位置注入造影剂。移动X射线源与检测器，从各个方位进行拍摄。存在造影剂的血管在图像上被强调。

使用导管的血管造影法为了观察冠状动脉构造而被广泛使用。特别是为了确认冠状动脉构造中狭窄的存在而被广泛使用。为了确认特定的冠状动脉构造中狭窄的存在至少需要2个正交图像。被培训过的放射线专业医生或心脏病专业医生需要根据至少2个正交图像来确认其他异常部位的技能。

冠状动脉具有树状构造那样的复杂构造，美国心脏协会将其标准分割为15或17段。大多数情况是按照这些标准段也在使用导管的血管造影法中决定拍摄面。

有关各段，使用导管的血管造影法对其每一段将X射线源与检测器配置在标准方位，从而取得来自各标准化后的方位的图像(标准图像)。典型而言，对于各血管，从6个或7个方位进行拍摄。放射线专业医生或心脏病专业医生被培训使用这些标准方位的图像来确认狭窄或其他异常部位的存在。

冠状动脉的基于使用导管的血管造影法的标准方位提供对平均患者最有效的图像。但是，人体构造针对每一患者都不同，对某一患者而言，心脏动脉构造大幅地偏离平均值，放射线专业医生或心脏病专业医生会在标准图像中确认后，指示拍摄方位的变更。需要对各患者搜寻最适合方位等所花费的时间。

若考虑冠状动脉构造中的多个各段、各段需要的基于血管造影法的多个导管、对各患者在不同的方位重复拍摄的可能性时，则冠状动脉构造的检查中使用的使用导管的血管造影法要求庞大的拍摄次数，因此需要大量时间，随之也不可避免地增大费用。并且，使用导管的血管造影法由于在血管内插入导管，因此根据患者的不同引起并发病的危险性不为零。并且，使用导管的血管造影法只用来取得冠状动脉的管腔或冠状动脉以外的血管的管腔的信息，一般不用来检测管腔壁的厚度。

X射线计算机断层拍摄法(CT)、磁共振成像法(MRI)、三维(锥束)血管造影法等拍摄法可进行三维表现人体构造的三维图像处理。技师或解读医师可在拍摄后一边任意变更方位或截面的位置一边准确显示个体组织。CT或MRI测定相比传统的基于导管的血管造影法测定一般拍摄时间短，且拍摄花费的成本低。对确认血管的体构造或各部的厚度、以及管腔壁的各种特征也有用。

根据那种三维技术来生成构成三维体像素排列的三维体数据。在CT数据集时，各体素表示X射线衰减的程度。

三维图像处理技术与体数据的生成技术的发展同步也得到了发展。截面转换(MPR)技术用来根据三维体数据集生成二维图像。从三维体数据中任意选择截面，并显示其截面上的体素值分布。厚片(slab)MPR是具有比1个体素大的厚度的MPR面的技术的一种。并且，将具有厚度的厚片内的体素数据作为对象。针对厚片内的对象体素的绘制技术作为最大投影(MIP)或直接三维绘制(DVR)被周知。

在使用三维图像处理技术的冠状动脉图像化时，目前，有2个主要方法，生成正交多截面图像，并通过其截面图像的显示检查冠状动脉的体构造。该方法中存在冠状动脉计算机断层算法(CCTA)测定或心脏磁共振医用绘制法法(CMR)测定。

上述2种方法对于通过二维图像来表现由于冠状动脉的弯曲而复杂构造的困难性，采用不同的方法。

在前者方法中，二维图像由冠状动脉构造中的被选择的段的厚片MPR来取得。并且，平面二维图像用来沿其长度检查属于冠状动脉的段。通常，被观察的冠状动脉的段、MPR的厚片的方位以及厚片的厚度在对于成像工具或绘制工具的操作中自动选择。

那种MPR技术通常以相同方位以及厚度生成图像，在这一点上确保了一定的可靠性，但是从固定冠状动脉构造那样的弯曲的复杂构造的观点出发停留在提供在固定方向观察到的图像。该技术对于操作者而言，为了适当地认识冠状动脉构造，选择适当的方位与厚度花费大量的时间。另外，通过手动操作，可摄像各种图像。

后者方法是弯曲MPR法，对于弯曲面重建图像。提取血管的中心线。并且，通过与其血管中心线正交的方向相关的绘制来生成。

另外，沿血管中心线的弯曲面的图像适合把握血管整体的概观。但是，解读医师对弯曲图像的可靠性比平面图像的低。并且，在弯曲MPR处理中，要求操作者选择或指定以厚片的厚度为首的各种参数。选择那种参数与确认血管截面图像使解读作业效率低。

冠状动脉具备原本弯曲的构造，并沿其构造大幅地改变平面方位，根据使用了基于CT、MRI或血管造影法的锥束导管的三维数据集取得并解读与弯曲构造对应的二维图像。使用上述所述的传统或现代方法的一方取得并解读二维图像所花费的时间远远长于解释使用传统的基于导管的血管造影法取得的图像所需要的时间。

发明内容

本发明的目的在于在根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据生成厚片图像时优化其厚片厚度。

在本实施方式中，根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据提取与管腔构造的轴方向相关的一段对应的段区域，并以包含该段区域的方式来决定厚片的厚度。根据三维体数据通过绘制来生成与具有决定的厚度的厚片有关的图像。

在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点，部分内容可以从说明书的描述中变得明显，或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合可以实现和得到本发明的目的和优点。

发明效果

能够优化用于根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据生成厚片图像的厚片厚度。

附图说明

结合在这里并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且与上述的概要说明以及下面的对优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。

图1示出了与本实施方式相关的图像处理装置的结构。

图2示出了表现与本实施方式相关的图像处理方法的处理流程的流程图。

图3为示出了冠状动脉的一段。

图4示出了表示基于图2的工序22的处理的冠状动脉的一段的中心线的折线。

图5示出了图4的折线的进一步的图示与MPR平面。

图6示出了图4的折线的进一步的图示与MPR平面。

图7示出了图4的折线的进一步的图示与MPR平面。

图8示出了表示适合2个MPR平面或厚片的冠状动脉的段的中心线的折线。

图9示出了表示适合2个MPR平面或厚片的冠状动脉的段的中心线的折线。

图10示出了表示适合2个MPR平面或厚片的冠状动脉的段的中心线的折线。

图11示出了显示冠状动脉部分的图像的显示器。

图12示出了冠状动脉的所谓树状构造的图解。

图13示出了进一步表现按照本实施方式的图像化方法的流程图。

图14为进一步表现按照本实施方式的图像装置的图式图解。

符号说明

2...图像处理部、4...显示部、6...数据存储部、8...输入操作部、10...中央处理装置、12...绘制模块、14...控制模块、16...追踪模块、18...MPR模块

具体实施方式

在本实施方式中，根据与被检体内的管腔构造有关的三维体数据提取与管腔构造的轴方向相关的一段对应的段区域，并以包含该段区域的方式决定厚片厚度。根据三维体数据通过绘制来生成与具有决定的厚度的厚片有关的图像。

以下，一边参照附图一边说明与本实施方式相关的图像显示方法。

根据本实施方式，在生成管腔构造的一段的图像的方法中，以至少包含根据被检体的三维体数据而提取出的与管腔构造的一段的长轴方向有关的一段的方式来决定用于图像化的厚片方位与厚度。并且针对以所决定的方位与厚度定义的厚片根据三维体数据通过绘制生成其图像。

图1示出了与本实施方式相关的图像处理装置。与本实施方式相关的图像处理装置具备显示部4、数据存储部6、计算机键盘或鼠标等输入操作部8、以与其各部连接的个人计算机或工作站为典型例子的图像处理部2。

图像处理部2构成装载并执行多种软件模块或其他软件要素的中央处理装置10(CPU)。软件模块包含用于通过绘制来生成对于显示部4的显示用生成的图像数据的绘制模块12。软件模块具备用于按照经由输入操作部8输入的操作者的指示执行图像处理，并且，选择性地执行并控制各种图像处理过程的操作者的指示与控制模块14。还准备与段选择、提取、追踪有关的模块16、MPR校正模块18，通过这些模块执行的处理下面详细说明。

图像处理部2构成RAM驱动器、ROM驱动器、数据总线、包含各种设备驱动器的操作系统、用于与各种周边装置连接的硬件驱动器。

数据存储部6保存通过将包含患者的冠状动脉构造的区域作为对象的CT扫描取得的、表示被检体内部的形态构造的体数据集(三维数据集)7。体数据集例如在CT扫描仪(X射线计算机断层拍摄装置)中生成，并经由服务器发送至图像处理部2。数据存储部6典型地构成保存并提供与多数患者有关的大量的体数据集数据的图像保管通信系统(PACS)。发送来的体数据集被保存在图像处理部2的存储器内。

图2示出了图像处理部2的图像处理步骤。在最初的工序20中，包含作为处理对象而选择的与特定患者有关的冠状动脉构造的体数据集7从数据存储部6供给到图像处理部2内。体数据集也可以从CT扫描仪直接供给到图像处理部2内。图像处理部2也可以是构成CT扫描仪的一部分。

在下一处理工序22中，对包含被设为对象的冠状动脉构造的体数据集7进行处理，从而生成表示冠状动脉构造的折线树状模型(中心线构造模型)。折线树状模型被分割成多段。从多段中自动地或通过操作者的手动选择一段。

冠状动脉的各段在中心线上具有单位长度。血管的中心线(折线)通过使用各种方法，被自动、半自动或手动提取。

关于为了提取血管的中心线而被充分知晓的方法的概要，记述在Medical Image Analysis，13(2009)701-714中。在手动方法中，通过连结操作者指定的血管上的多个点来确定血管中心线。在半自动方法中，在操作者在血管上指定的开始地点与结束地点之间自动追踪。并且，用于自动方法的追踪算法根据CT值来提取血管并计算其轨迹。另外，冠状动脉构造整体通过由多个结合的折线组成的折线树状模型来表示。各折线在三维空间内由点的汇集形成，各点表示沿血管中心线的点。

各折线自动或自动标签化，Circulation，Vol.51，January-June1975，AHA会报告中的“患者的冠状动脉病评价报告系统”中记述的AHA15段模型或在沿其长度选择的点上冠状动脉的折线树状模型沿其长轴方向被分割的段按照修正AHA17模型那样的标准冠状动脉构造被标签化。标签化是使用美国专利申请编号12/236,789记述的方法来进行的。

在下一处理工序24中，根据折线树状选择作为处理对象的一段。例如通过图像处理部2生成多个基于MPR(截面转换处理)的截面图像，并显示其截面图像，参照其显示的截面图像选择一段。在操作中的某一模式中，折线树状模型的表现通过显示装置来显示。或者，某一段通过操作者操作键盘或鼠标手动选择。

在下一处理工序26中，计算所选择的段的血管直径。血管直径通过与所选择的段对应的动脉部分的内径与外径来决定。血管直径通常根据所选择的段的血管的截面上的正交方向长度来决定。

血管直径通过自动、半自动或手动方法来决定。根据体数据集生成与正交于血管中心线的多个切片有关的多个图像。在各切片上的正交2方向上计算段的与外环或内环(动脉的管腔壁或外腔壁)有关的长度(外径或内径)。根据正交2方向的长度将长的一方确定为血管直径。图3例示了包含与管腔34、厚度36、38对应的外壁的冠状动脉的截面构造。

在下一处理工序28中，从作为对象库而预先存储在数据存储部6中的多个标准MPR平面(MPR模块)中选择与该处理对象的动脉部分关联的特定的标准厚片作为初始厚片。标准厚片初期不具有厚度，但该厚片的方位与厚度如后面所述按照实际的动脉的行进方向以及直径被优化。另外，所谓厚片的方位，规定为与相对于其平面的垂线平行的方向。各标准厚片具有与连结在基于导管的血管造影法中一般使用的拍摄的X射线源的X射线焦点与检测器的中心点的拍摄中心线平行的方向(方位)。按照对象段的部位从对象库中选择特定的标准厚片。

图4示出了表示通过处理工序22自动或手动决定的血管中心线的折线的一段。此时，选择的段为冠状动脉构造中的左前方下部(LAD)。折线使用折线上离散点的坐标集来规定。血管中心线通过三维图4所示的矢状、冠状、纵切这3轴坐标系来定义。

图5示出了图4所示的LAD段的血管中心线40。黑圆点表示为了计算折线而选择出的血管中心线40上的点列。图5示出了从与LAD段有关的对象库中选择的、不具有厚度的初始厚片(平面)42，其方位在LAD段中与基于导管的血管造影法测定中使用的拍摄方向一致。初始厚片42以被检体的体轴为基准使首尾对应于前后，具有左前面倾斜(LAO)30°的方位。

对于动脉构造的标准厚片的方位例如为30°-60°LAO；LAO&RAO；30°LAO、20°cranial；20°LAO、30°LAO、20°-30°cranial；20°RAO、0°-15°caudal；30°LAO、30°cranial；30°RAO、15°caudal；30°RAO、15°cranial；30°；30°RAO、15°-20°caudal。标准厚片的例子记述在“CoronaryAnatomy，Variants and Lesion Characteristics″Vetrovec，January2003，The Society forCardiovascular Angiography and Interventions(http://www.scai.org/Education/Slides.aspx)。

图6表示按照该动脉部分选择出的MPR厚片42。在图6中，用虚线表示与选择出的动脉的内壁(或外壁)有关的管腔边缘44、46。

图5或图6所示的选择的MPR厚片42在初期没有厚度。LAD动脉部分中弯曲的中心线40对于在MPR厚片42在2点交叉。管腔边缘44、46的大段隔着所选择的MPR厚片位于两侧。在按照没有厚度的MPR厚片生成LAD动脉部分的图像时，动脉部分的段离选择的MPR平面存有距离，无法映出到图像上，因此几乎无法取得与动脉部分有关的信息。

在处理工序30中，决定MPR厚片42的方位与位置以及厚度。该处理如图7所示根据与血管中心线40上的多个离散点(用图5的黑圆点表示)有关的坐标集、在血管中心线40上的多个点的各个上与正交于厚片42的方向有关的动脉部分的厚度进行。

MPR厚片42的方位、位置、厚度的决定使用例如最小平方法。以使血管中心线40上的均等间隔的多个离散点各个与，MPR厚片42之间的距离的平方和最小化的方式来决定MPR厚片42的方位、位置以及厚度。距离的平方和无限地接近零时或至少在预先决定的允许界限的范围内，这表示MPR厚片42的方位、位置以及厚度得到了优化。血管中心线40上的点与MPR厚片42的投影之间的距离通过图7图示。

在图4-图7所示的工序内，MPR厚片具有10mm的厚度，向左前方倾斜32°，在头部侧优化为35°(左前方倾斜30°(LAO)与对于从对象库中读出的最初的平面向头部侧倾斜30°的量)而产生。

在上述3个段的1种调整过程中，MPR厚片平面的位置与方位以及MPR厚片的厚度同时被调整。了解到在其变化中，位置、方位以及厚度发生改变，MPR厚片为其厚度最小化的制约源，实质上横跨整体长度包含动脉部分的管腔或(外面壁)。

另外，对象血管部分也可以包含分支部。针对分支部中分支的血管部分的整体，设定血管中心线40上的多个离散点。根据多个离散点，通过上述方法以包含在分支部中分支的血管部分整体的方式决定厚片的位置、方位、厚度。

作为1种进一步的过程，受到MPR平面的位置与方位未变化到预先决定的量以上的进一步调整的制约。例如，受到从对象库读出的MPR平面的位置或方位起，不变化到5％或10％的调整的制约。由此，放射线专业医生、心脏病专业医生或其他使用者观察的图像与使用基于导管的血管造影法取得的图像的种类非常良好地相一致。

在处理工序32的方法中，按照被优化的MPR厚片根据体数据生成图像并显示在显示器上。完整显示冠状动脉的与选择出的段对应的动脉部分。在操作者选择出的点上通过动脉部分的截面切片也通过众所周知的方法来显示。

基于图2的实施方式的方法重要的是为了使用标准化方法读入个人的冠状动脉，通过自动计算最适合的显示器环境，从而减少取得冠状部分的最适合倾斜的MPR视野的时间。其方法是使用弯曲构造的基本弯曲模型对所选择的段定向并表示最适合的MPR厚片的厚度与MPR平面。但是，图2所示的方法通过使用平面MRP作为向使用者显示结果的方法，从而同时提供对于对特定的患者的人体构造被优化的显示平面，因此使用者可以拥有自信。

并且，其方法是对于特定的血管采用标准显示平面作为初始状态，但通过改变其显示表面的方位，来提供为了观察特定的患者的人体构造而被优化的MPR厚片，从而提供为了观察特定的患者的人体构造而被优化的MPR厚片，提供适应特定的患者的人体构造的图像数据的显示。

在图1的实施方式中，了解到通过使用从对象库中读出的MPR平面作为调整过程相关的开始点，或者，通过与临床业务中依然使用的标准心脏导管投影角对应，从而早些得到较好的调整。并且，作为显示器上显示的结果而生成的图像与基于通常基于平均患者的人体构造的心脏血管造影法测定的导管不同，对于特定的患者的人体构造被优化，但是作为显示器上显示的结果而生成的图像与通过使用基于放射线专业医生或心脏病专业医生看惯的心脏血管造影法技术的导管而取得的图像的种类充分一致。

并不限定于图2的处理步骤，例如折线树状模型的决定、与调整有关的动脉部分的选择、所选择的动脉部分的厚度(内部直径或外部直径中的哪一个)的决定也可以事先进行，供给至图像处理部2。并且，通过数据存储部6下载的数据包含基于动脉的中心线的冠状动脉树状中的1个或1个以上的被预先计算的并且被选择性地标签化的折线模型、表示段的直径的直径数据、以及确定调整的动脉部分的选择性动脉标签。作为其他方法，通过处理装置进行的方法与选择出的动脉部分的最初的MPR平面的选择一起在处理工序28中开始。

关于图2在上述的方法中，对冠状动脉部分调整一个MPR厚片的厚度。但是，冠状动脉部分被分割成2个以上的不同的段，各段被调整为各自不同的MPR厚片。在那种实施方式中，使用者选择是否将冠状动脉部分调整为单一MPR厚片或多重MPR厚片。使用者也可以选择性地选择冠状动脉部分的区域间的边界的位置。在其他实施方式中，处理装置自动决定针对预先决定的阈值或范围外的单一MPR厚片或平面调整的质量将冠状动脉分割成2个以上。

例如，在一个实施方式中，如果横跨段的长度整体的单一MPR厚片的调整提供比预先决定的阈值的厚度大的MPR厚片的厚度，则自动决定调整为将冠状动脉分割成2个的MPR厚片。如果单一MPR厚片的调整产生有关比预先决定的阈值的量大的冠状动脉中心线而具有平均或最大距离的被调整的MPR平面，则自动决定自动调整为将冠状动脉部分分割成2个的MPR厚片。

如图8所示，对于分割冠状动脉的段的2个段部分分别调整2个MPR平面(无厚度的MPR厚片)50、52。2个段部分根据切换点A被分割。如图8所示，一方的MPR厚片50的方位与位置根据一方的段部分被优化。另一方的MPR厚片52的方位与位置根据另一方的段部分被优化。各MPR厚片50、52的优化方法如上所述。

从图8可知，在无厚度的状态下方位以及位置被优化的MPR厚片50、52的交叉点位于血管中心线的外侧。对于MPR平面(无厚度的MPR)50、52根据与各段部分对应的动脉直径决定厚度。图9示出了动脉部分的管腔边缘54、56。各MPR厚片50、52的厚度等价设定为管腔边缘54、56之间的最大距离(最大直径)。管腔边缘54、56之间的距离被测量为与正交于三维空间中的MPR厚片的方向有关的距离。例如最大距离为5mm。如图10所示，MPR厚片50、52分别被给予由虚线60、62与64、66所示的厚度。图10中也示出了存在一方MPR厚片50与另一方MPR厚片52之间的变更的三维空间中的切换点68。

双方的MPR厚片50、52的厚度被设定为相同，或者各MPR厚片50、52的厚度分别单独调整。所有适当的调整过程用来调整为多个MPR厚片。关于各MPR厚片的调整如上述记述，MPR厚片50、52的位置、MPR厚片50、52的方位、以及MPR厚片50、52的厚度同时处理或按顺序处理。2个MPR厚片50、52之间的分离点68的位置可任意变更。

与通过图8乃至图10所示的处理所生成的冠状动脉构造的段有关的图像如图11所示被显示在显示部4上。

在显示部4的3个窗口中显示3个图像。在窗口70中，使用通过分离点68的线连接并显示与对应于图10所示的2个段的2个MPR厚片有关的2个图像。显示最初或第2个段的区域双方，各项的显示方向与对其区域校正的MPR厚片的表面正交。

在通过虚线72所示的点中，与图10所示的三维空间中的点68一致，但在存在从最初的MPR厚片向第2个MPR厚片的使用变更时，显示平面自动改变方位。单一图像内的显示平面的变化在提供段的平面显示的期间内，提供表示段整体对使用者而言可同时可见的2次倾斜的显示。

在第2个与第3个窗口74、76中，对于与显示方向正交的方向上的三维体数据集显示切片。切片根据沿冠状动脉部分的长度的所选择的位置78来取得，并用图11中的虚线表示。操作者在最初的窗口70中，可以选择通过操作者操作鼠标或鼠标定位装置取得的切片的位置78。图8-图11中的实施方式自动具备使使用适合特定的患者的组织的图像平面的冠状动脉构造快速图像化，并将与使用基于导管的血管造影法以前取得情况相似的视野提供给放射线专业医生、心脏病专业医生或其他使用者。

在使用图4-图10的说明中，对被检体的冠状动脉构造的左前方下部(LAD)的图像进行了记述，并按照修正的AHA17的段模型进行了分类。按照其模型的冠状动脉构造如图12所示。使用AHA15段模型或修正的AHA17段模型确定的一段使用已被记述的表现来显示。作为另一方法，冠状动脉构造在使用者所希望的其他方法中被分割，各段使用记述的实施方式被图像化。段与设为诊断对象的解剖学部位之间的对应关系如下，作为对象库而被预先作成并被存储。

段   解剖学记述

A    比第1锐角边缘分支靠前方的右冠状动脉的中央段

B    第1、2锐角边缘分支之间的右冠状动脉的中间段

C    比后侧壁靠前方的右冠状动脉的末梢段

D    右冠状动脉后下行支

E    右主冠状动脉

F    比第1对角支靠前方的右冠状动脉前下行支的中央段

G    第1、第2对角支之间的右冠状动脉前下行支的中间段

H    比第2对角分支靠后方的右冠状动脉前下行支的末梢段

I    第1右对角分支

J    第2右对角分支

K    比第1钝角边缘分支靠前方的右圆旋支动脉的中央段

L    第1钝角边缘分支

M    第1、第钝角边缘分支之间的右圆旋支动脉的中间段

N    第2钝角边缘分支

O    比第2钝角边缘分支靠后方的右旋支动脉的末梢段

P    右后侧壁

Q    支中间壁

通过图1的实施方式，能够对与医学图像相关的三维体数据集上所示的冠状动脉等弯曲构造，逐个地优化视觉化平面(厚片)。根据关于三维空间中的血管的中心线的信息与血管的直径相关的信息优化厚片的方位与厚度。

与冠状动脉有关的体数据使用X射线计算机断层拍摄装置(CT扫描仪)、磁共振映像装置(MRI)、可利用使用导管的血管造影法的C型臂式X射线诊断装置中任一装置来生成。

另外，例如如图4至图12的一部分所述的，由图像处理部2取得的最适合的MPR平面或厚片用来针对C型臂式X射线诊断装置或其他图像化装置的测定设定测定参数。那种方法的步骤被示为图13的流程。图像处理部2如图14所示经由适当的线缆，与C型臂式X射线诊断装置90连接，可进行处理装置2与C型臂式X射线诊断装置90之间的数据交换与信号控制。

在最初的处理工序80的方法中，拍摄面为使用图2-图11所说明的被优化的厚片(或无厚度的厚片(MPR平面))。在下一处理工序82的过程中，与调整的厚片有关的坐标例如由图像处理部2提供给C型臂式X射线诊断装置90。

在下一处理工序84中，C型臂式X射线诊断装置90以适合被优化的模块的坐标的方式自动调整X射线源与检测器的方位。在最后的处理工序86中，C型臂式X射线诊断装置90进行X射线拍摄，作为结果，取得与管腔构造的被选择的段的最适合面有关的图像。

C型臂式X射线诊断装置90提供的数据的形式与使用的特定的C型臂式X射线诊断装置90有互换性。例如，通过图像处理部2，C型臂式X射线诊断装置90对于与调整的厚片的方位一致的C型臂的方位直接取得所希望的角度。

并且，C型臂式X射线诊断装置90此时例如再次用来取得患者的X射线透视图像数据等X射线图像数据。X射线透视图像数据从图像装置90，与表示用于取得图像数据的测定参数一起被即刻发送至图像处理部2。测定数据包含表示C型臂式X射线诊断装置90的方位的方位数据。

图像处理部2绘制X射线透视图像数据。通过显示器装置4显示X射线透视图像。图像处理部2还保有例如CT图像数据等三维体数据集，该三维体数据集针对同一被检体来取得，在显示装置4中，显示根据三维体数据集针对厚片通过MPR(截面转换处理)所生成的图像。与厚片有关的MPR图像与X射线透视图像同时显示在显示装置4上。与厚片有关的MPR图像例如为与冠状动脉部分等管腔构造中的被选择的段有关的图像。X射线透视图像为包含选择的段的与被检体有关的区域的图像。

图像处理部2为了选择与厚片有关的MPR图像的方位，使用C型臂式X射线诊断装置90的方位数据。其结果，与X射线透视图像上显示的方位适合。相反，在与被检体有关的C型臂式X射线诊断装置90的方向变化时，图像处理部2接收更新的方位数据，并根据该方位数据改变与厚片有关的MPR图像的方位。这样，显示装置4同时显示方位等价的X射线透视图像与MPR厚片图像。MPR厚片图像的方位随着与X射线透视图像有关的拍摄方位的变化即刻发生变化。

MPR厚片图像根据CT图像等的三维体数据集生成，根据与被检体有关的测定而被预先取得并被记录。作为另一种方法，与C型臂式X射线诊断装置90与CT扫描仪并用，从患者处同时取得三维体数集与X射线透过图像数据。

在图1-图14中，虽然是和与冠状动脉构造的段有关图像化相关，但并不限定于此，例如，也可以适用于结肠或结肠的一段、气管内管、胰脏或胆汁血管或输尿管等血管。

并且，使用最小平方法调整厚片厚度或方位的过程可以通过其他各种方式来实施。并且，在此记述特定的要素，但在其他各种实施方式中，1个以上的功能可只通过一个要素来实现，或可通过1个要素实现的功能可通过2个以上的功能来实现。在其领域中具有一般技术技能的人员可充分理解，但实施方式通过软件来执行某一功能，但功能通过硬件(例如，一个或一个以上的ASICs(应用中特有的集成电路)或硬件与软件的组合可专门安装。

其他本发明并不限定于上述实施方式那样，在实施阶段，在不脱离其要旨的范围内可使构成要素变形并具体化。并且，通过上述实施方式中公开的多个构成要素的适宜组合，可形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。并且，也可以适宜组合横跨不同实施方的式构成要素。

还有，根据上述实施方式中公开的适宜多个的构成要素的组合，可以形成各种的发明。例如：既可以削除从实施方式中显示的全部构成要素的几个构成要素，又可以适当地组合不同实施方式内的构成要素。

本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (31)

1.一种图像处理方法，其特征在于：

从与被检体内的管腔构造有关的三维体数据，来提取与上述管腔构造的轴方向相关的一段相对应的段区域，

以包含上述段区域的方式决定厚片的厚度，

根据上述三维体数据，通过绘制来生成与具有上述厚度的厚片有关的图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

以上述厚片包含上述段区域的方式来决定上述厚片的方位。

3.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

根据与上述管腔构造的一段对应的标准平面来决定上述厚片。

4.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于：

上述标准平面从多个平面的候补平面选择出。

5.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于：

上述标准平面与将冠状动脉作为对象的使用了导管的造影拍摄面对应。

6.根据权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于：

在对上述标准平面预先设定的限制范围内决定上述厚片的方位。

7.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

根据上述段区域的轴长，以上述段区域处于上述厚片内的方式来决定上述厚片的厚度。

8.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

以上述段区域处于上述厚片内的方式来使上述厚片的厚度最小化。

9.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

按照上述段区域的中心线来决定上述厚片的方位。

10.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

以使上述段区域的边缘与上述厚片的边缘之间的距离最小化的方式来决定上述厚片的厚度。

11.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

根据上述段区域的厚度，以上述段区域处于上述厚片内的方式来决定上述厚片的厚度。

12.根据权利要求11所述的图像处理方法，其特征在于：

上述段区域的厚度是通过上述管腔构造的内壁间距离与外壁间距离中的一方来决定的。

13.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

以一边改变上述厚片的厚度与上述厚片的方位或一边只改变上述厚片的的厚度一边按照上述段区域处于上述厚片内的方式来决定上述厚片的厚度。

14.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

上述管腔构造具有分支部，以将包含上述分支部的上述段区域处于上述厚片内的方式来决定上述厚片的厚度。

15.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

使用最小平方法来决定上述厚片的厚度。

16.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

使多个厚片分别适合于与上述管腔构造有关的多个一段。

17.根据权利要求16所述的图像处理方法，其特征在于：

上述多个厚片具有不同的方位，同时显示与上述多个厚片分别对应的多个图像。

18.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

根据上述三维体数据来生成与正交于上述厚片的切片有关的至少一个截面图像。

19.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

上述管腔构造为冠状动脉构造。

20.根据权利要求19所述的图像处理方法，其特征在于：

上述一段适合于美国心脏协会分类。

21.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

上述管腔构造为大肠下部、呼吸道、血管、输尿管中的任一个。

22.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于：

上述三维体数据为CT数据、MR数据、血管造影数据中的任一个。

23.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于：

通过按照与上述决定的厚片的方位对应的控制数据控制拍摄装置来对与上述厚片实质相同的面进行拍摄。

24.根据权利要求23所述图像处理方法，其特征在于：

上述拍摄装置为具备C型臂的X射线拍摄装置，上述C型臂的方位被上述控制数据控制。

25.一种图像处理方法，使拍摄面适合于表示与被检体内的管腔构造有关的三维图像中包含的上述管腔构造的一段的图像，

按照上述拍摄面的方位来生成控制数据，

为了通过上述控制数据在拍摄装置中拍摄与上述拍摄面实质相同的面的图像而将上述控制数据提供给拍摄装置。

26.根据权利要求25所述的图像处理方法，其特征在于：

上述三维图像通过CT装置、MR装置、锥束血管造影拍摄装置中的任一个来收集，

上述拍摄装置为具备C型臂的X射线血管造影装置，

上述控制数据为用于控制上述C型臂的方向的数据。

27.一种图像处理装置，其特征在于，包括：

从与被检体内的管腔构造有关的三维体数据，来提取与上述管腔构造的轴方向相关的一段相对应的段区域的模块；

以包含上述段区域的方式来决定厚片的厚度的模块；以及

根据上述三维体数据，通过绘制来生成与具有厚度的厚片有关的图像的模块。

28.一种程序编码，用于使计算机实现从与被检体内的管腔构造有关的三维体数据，来提取与上述管腔构造的轴方向相关的一段相对应的段区域的部件、以包含上述段区域的方式来决定厚片的厚度的部件、根据上述三维体数据，通过绘制来生成与具有上述厚度的厚片有关的图像的部件。

29.一种图像系统，其特征在于，包括：

使拍摄面适合于表示与被检体内的管腔构造有关的三维图像中包含的上述管腔构造的一段的图像的模块；

按照上述拍摄面的方位来生成控制数据的模块；以及

通过上述控制数据控制拍摄装置，拍摄与上述拍摄面实质相同的面的图像的模块。

30.根据权利要求29所述的图像系统，其特征在于：

上述三维图像通过CT装置、MR装置、锥束血管造影拍摄装置中的任一个来收集，

上述拍摄装置为具备C型臂的X射线血管造影装置，

通过上述控制数据控制上述C型臂的方向。

31.一种程序编码，使计算机实现使拍摄面适合于表示与被检体内的管腔构造有关的三维图像中包含的上述管腔构造的一段的图像的部件、按照上述拍摄面的方位来生成控制数据的部件、为了拍摄与上述拍摄面实质相同的面的图像而将上述控制数据发送至拍摄装置的部件。

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