CN104146766B - 扫描装置、扫描方法和医学图像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扫描装置、扫描方法和医学图像设备。扫描装置包括：第一扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；第一确定单元，用于确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向；第二扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的垂直于缝隙在至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；第二确定单元，用于根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及第三扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的轴状面方向的至少一个切片图像。

Description

扫描装置、扫描方法和医学图像设备
技术领域
本发明涉及信息处理领域，具体涉及扫描装置、扫描方法和医学图像设备。
背景技术
在对腿部进行扫描以观察特定部位时，往往需要进行定位扫描。目前存在多种进行定位扫描的方法。已知一种基于三维(3D)数据的技术，在该技术中，通过3D成像设备以预定扫描定向获得腿部的3D图像，从所生成的图像中确定膝关节的近似位置，从该近似位置限定感兴趣体积并分割感兴趣体积以获得膝关节之上的股骨的图像，检测股骨后髁线(posterior condyleline，简称PCL)并对腿部进行定位扫描。
但是基于3D数据的技术往往需要很长的扫描时间来获得3D数据，并且基于3D数据的分割对噪声、分割阈值和图像质量、扫描参数等等非常敏感。
因此，需要一种能够解决上述问题的技术。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明的一个主要目的在于，提供一种能够快速高效地定位腿部的扫描方向的扫描装置、扫描方法和医学图像设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种扫描装置，该扫描装置包括：第一扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；第一确定单元，用于确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向；第二扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的垂直于缝隙在至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；第二确定单元，用于根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及第三扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的轴状面方向的至少一个切片图像。
根据本发明的另一个方面，提供了一种医学图像设备，该医学图像设备包括上述的扫描装置。
根据本发明的再一个方面，提供了一种扫描方法，该扫描方法包括：控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向；控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的垂直于缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的所述轴状面方向的至少一个切片图像。
另外，本发明的实施例还提供了用于实现上述方法的计算机程序。
此外，本发明的实施例还提供了至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述方法的计算机程序代码。
通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
图1是示出根据本发明的一个实施例的扫描装置的示例性配置的框图；
图2是示出根据本发明的另一个实施例的扫描装置的示例性配置的框图；
图3是示出图1和图2中的第一确定单元的一种示例性配置的框图；
图4是示出图3中的第一切片图像选择子单元的一种示例性配置的框图；
图5是示出图1和图2中的第二确定单元的一种示例性配置的框图；
图6是示出图5中的延伸方向确定子单元的一种示例性配置的框图；
图7是示出图2中的第三确定单元的一种示例性配置的框图；
图8是示出根据本发明的实施例的医学图像设备的示例性配置的框图；
图9是示出根据本发明的一个实施例的扫描方法的流程图；
图10是示出根据本发明的另一个实施例的扫描方法的流程图；
图11是示出图9和图10中的步骤S920的一种示例性过程的流程图；
图12是示出图9和图10中的步骤S940的一种示例性过程的流程图；
图13是示出图10中的步骤S960的一种示例性过程的流程图；以及
图14是示出可以用于实施本发明的扫描装置和方法的计算设备的示例性结构图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
图1是示出根据本发明的一个实施例的扫描装置100的示例性配置的框图。
如图1所示，扫描装置100包括第一扫描控制单元110、第一确定单元120、第二扫描控制单元130、第二确定单元140和第三扫描控制单元150。
第一扫描控制单元110可以控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像。例如，对腿部进行盲扫，以获得接近冠状面方向的至少一个第一切片图像。
第一确定单元120可以确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向。在第一扫描控制单元110的控制下获得的至少一个第一切片图像中，包含有股骨与胫骨之间的缝隙的信息。第一确定单元120根据关于股骨与胫骨之间的缝隙的信息来确定该缝隙在第一切片图像上的方向。
第二扫描控制单元130可以控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的垂直于上述缝隙的方向(即，缝隙在至少一个第一切片图像上的方向)的至少一个第二切片图像。可以理解到，垂直于上述缝隙的方向的至少一个第二切片图像也是接近矢状面方向的切片图像。
第二确定单元140可以根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向。换句话说，第二确定单元140根据第二切片图像所包含的信息来确定轴状面方向。
第三扫描控制单元150可以根据第二确定单元140所确定的轴状面方向来控制对腿部执行的扫描操作，从而获得腿部的轴状面方向的至少一个切片图像。
在获得了轴状面方向的切片图像的情况下，例如，可以根据需要对轴状面方向的切片图像进行分析、合成等等操作。
实际上，在解剖学中为了更好地研究人体，虚构出三个面，分别为冠状面、矢状面和轴状面。冠状面是沿前后方向将人体分为前后两部分的断面。矢状面是沿左右方向将人体分为左右两部分的断面。轴状面是沿上下方向将人体分为上下两部分的断面。但是，取决于所关注的特定人体部位，或者取决于特定的解剖结构，想要获得的冠状面、矢状面和轴状面不一定是严格地通过上述定义得到的断面，而可以是与特定解剖结构呈特定位置关系的、与整个人体的冠状面、矢状面和轴状面类似的断面，即过特定解剖结构，其相互之间的位置关系类似于整个人体的冠状面、矢状面和轴状面相互之间的位置关系的三个断面。换句话说，特定解剖结构的冠状面、矢状面和轴状面相互之间未必垂直(而只是在某种程度上接近垂直)，它们也未必平行于整个人体的冠状面、矢状面和轴状面。本发明的目的之一就是根据腿部的特定解剖结构获得特定的(也就是膝部的)轴状面、矢状面和冠状面中的至少一个。例如，在本发明的一个特定实施例中，可以将与最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的面的方向确定为轴状面方向。例如，在本发明的一个特定实施例中，可以根据轴状面方向的切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定冠状面方向和矢状面方向。另外，在本文中提到的轴状面方向(或矢状面方向、冠状面方向)的切片图像，其含义是与轴状面(或矢状面、冠状面)平行的切片的图像。至于第一扫描控制单元获得第一切片图像时所利用的冠状面方向，由于在最初扫描时并不知晓特定腿部结构所特有的确切的冠状面方向，所以第一扫描控制单元只能控制扫描操作以获得腿部的接近冠状面方向的第一切片图像，也就是说，第一切片图像是“盲扫描”的结果。例如，在盲扫描的过程中，用户可以根据整个人体的冠状面方向来大致确定所述“接近冠状面方向”，但不限于此。
图2是示出根据本发明的另一个实施例的扫描装置100’的示例性配置的框图。
如图2所示，扫描装置100’包括第一扫描控制单元110、第一确定单元120、第二扫描控制单元130、第二确定单元140、第三扫描控制单元150、第三确定单元160和第四扫描控制单元170。换句话说，图2所示的扫描装置100’除了包括图1所示的扫描装置100的各个部件之外，还包括第三确定单元160和第四扫描控制单元170。
已参照图1给出了关于第一扫描控制单元110、第一确定单元120、第二扫描控制单元130、第二确定单元140、第三扫描控制单元150的详细描述，在此不再赘述。
第三确定单元160可以根据在第三扫描控制单元150的控制下获得的轴状面方向的至少一个切片图像来确定冠状面方向和/或矢状面方向。换句话说，根据需要，第三确定单元160可以只确定冠状面方向，或只确定矢状面方向，或者同时确定冠状面方向和矢状面方向。
第四扫描控制单元170可以控制对腿部执行的扫描操作，从而利用第三确定单元160确定的冠状面方向来获得冠状面方向的至少一个切片图像，和/或利用第三确定单元160确定的矢状面方向来获得矢状面方向的至少一个切片图像。
在获得了轴状面方向的切片图像、矢状面方向的切片图像和冠状面方向的切片图像的情况下，例如，可以根据需要对轴状面方向的切片图像、矢状面方向的切片图像和冠状面方向的切片图像进行分析、合成等等操作。
通过对二维的切片图像进行处理，而非对三维的图像进行处理能够缩短处理时间，并且在图像质量不高的情况下，也能够准确地确定扫描方向。
图3是示出图1和图2中的第一确定单元120的一种示例性配置的框图。
如图3所示，第一确定单元120包括边缘图像转换子单元120-2、第一切片图像选择子单元120-4和缝隙方向确定子单元120-6。
边缘图像转换子单元120-2可以将至少一个第一切片图像转换为边缘图像。此处，可以通过任意适当的方法将第一切片图像转换为边缘图像，例如，Sobel算子、Roberts算子、Prewitt算子和坎尼(Canny)边缘检测器等等均可以检测出图像的边缘。
例如，可以通过坎尼边缘检测器检测第一切片图像中的边缘。在一个示例中，可以通过坎尼边缘检测器检测第一切片图像中的与腿的延伸方向接近垂直的方向上的边缘。换句话说，不检测那些与腿的延伸方向接近平行的边缘。其中，可以通过任意适当的方法来确定腿的延伸方向。稍后将参照图4描述确定腿的延伸方向的一种示例。
在本发明的一个示例中，在将第一切片图像转换为边缘图像之前，可以根据膝关节的大体特征来提取第一切片图像中的膝关节部分的图像。例如，第一切片图像中的膝关节部分的亮度可能高于第一切片图像中的其他部分的亮度，那么根据亮度可以大致提取膝关节部分的图像。然后，可以通过例如坎尼边缘检测器检测膝关节部分的图像中与腿的延伸方向接近垂直的方向上的边缘，即，将膝关节部分的图像转换为边缘图像。
第一切片图像选择子单元120-4可以根据边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。由于在股骨与胫骨之间的缝隙部位往往有一些与缝隙基本平行的边缘分布，因而，这样的边缘分布能够反映股骨与胫骨之间的缝隙的清晰程度。换句话说，这样的边缘分布越多，则股骨与胫骨之间的缝隙往往越清晰。
缝隙方向确定子单元120-6可以确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。例如，缝隙方向确定子单元120-6还可以包括边缘拟合模块(在图3中未示出)，边缘拟合模块可以将所选择的第一切片图像上的与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘上的各个点拟合成表示股骨与胫骨之间的缝隙的直线，该直线即代表缝隙的方向。由于与腿部延伸方向接近垂直的方向也是股骨与胫骨之间的缝隙的延伸方向，因此，与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘包含有股骨与胫骨之间的缝隙的延伸方向的信息，因此通过对上述边缘上的各个点进行拟合，能够得到代表该缝隙的方向的直线。
图4是示出图3中的第一切片图像选择子单元120-4的一种示例性配置的框图。
如图4所示，第一切片图像选择子单元120-4包括腿边界确定模块120-4a、腿方向确定模块120-4b、边缘确定模块120-4c和第一切片图像选择模块120-4d。
腿边界确定模块120-4a可以确定腿部两侧的边界。在第一切片图像中可能同时包含腿部的信息和背景的信息。由于腿部和背景有着明显的灰度差异，可以通过设置设当的阈值来区分腿部和背景，区分出的腿部的两边的边界即为腿部两侧的边界。
但是容易理解到，可以通过任意适当的其他方法来获得腿部两侧的边界，而不限于上述方法。
腿方向确定模块120-4b可以根据腿部两侧的边界来确定腿部的延伸方向。例如，可以根据腿部两侧的边界来绘制中线，中线的延伸方向即为腿部的延伸方向。
边缘确定模块120-4c可以确定与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布，这是因为与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布可以反映股骨和胫骨之间的缝隙的大致走向。
如果与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布越多，则表示股骨与胫骨之间的缝隙越清晰。第一切片图像选择模块120-4d可以选择与腿部的延伸方向接近垂直的方向上边缘分布最高的第一切片图像作为股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。
在本发明的一个示例中，第二确定单元140可以根据至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定轴状面方向。优选地，第二确定单元140可以将至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为轴状面方向。由于胫骨的延伸方向能够反映腿部的延伸方向，因而根据胫骨的延伸方向能够确定轴状面方向。
图5是示出图1和图2中的第二确定单元140的一种示例性配置的框图。
如图5所示，第二确定单元140包括胫骨识别子单元140-2、中点标记子单元140-4、延伸方向确定子单元140-6和轴状面方向确定子单元140-8
胫骨识别子单元140-2可以在至少一个第二切片图像中识别胫骨。在本发明的一个示例中，可以通过适当处理将第二切片图像转换为能够明显地区分第二切片图像中的各个组织的图像，并将转换后得到的图像与胫骨模板比较以识别每个第二切片图像中的胫骨。
在本发明的另一个示例中，可以根据逻辑分析来识别胫骨。例如，由于胫骨的长宽比与其他组织的长宽比不同，因而可以根据第二切片图像中的各个组织的长宽比来识别胫骨。
中点标记子单元140-4可以在识别出的胫骨的延伸方向上，以预定间隔标记出胫骨的横向上的多个中点。
延伸方向确定子单元140-6可以根据中点标记子单元140-4标记出的多个中点来确定最长和/或最直的胫骨的延伸方向。由于标记子单元140-4标记出的多个中点包含了胫骨的长度和笔直程度的信息，因此，通过对中点进行适当的处理能够获得胫骨的长度和笔直程度的信息。
轴状面方向确定子单元140-8可以将与最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的方向确定为轴状面方向。
图6是示出图5中的延伸方向确定子单元140-6的一种示例性配置的框图。
如图6所示，延伸方向确定子单元140-6可以包括线性拟合模块140-6a、第一胫骨形态确定模块140-6b、第二胫骨形态确定模块140-6c和选择模块140-6d。
线性拟合模块140-6a可以对中点标记子单元140-4标记出的多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线。
第一胫骨形态确定模块140-6b可以根据满足拟合直线的中点的个数来确定胫骨的长度。例如，落在拟合直线上的中点的个数越多，胫骨越长。或者，与拟合直线的距离低于预定阈值的中点的个数越多，胫骨越长。因此，满足拟合直线的中点的个数能够反映胫骨的长度。
第二胫骨形态确定模块140-6c可以根据中点标记子单元140-4标记出的多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定胫骨的笔直程度。例如，多个中点与拟合直线的距离越短，则表示胫骨越直。上述中点个数除了反映胫骨长度外，也能反映胫骨的笔直程度。
选择模块140-6d可以根据胫骨的长度和笔直程度来从至少一个第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。换句话说，选择模块可以综合胫骨图像的长度和笔直长度来从第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。例如，可以在多个具有较长的胫骨图像的第二切片图像中选择具有最直的胫骨图像的第二切片图像。或者，可以在多个具有较直的胫骨图像的第二切片图像中选择具有最长的胫骨图像的第二切片图像。
但是，容易理解到，除了包括线性拟合模块140-6a和选择模块140-6d之外，延伸方向确定子单元140-6可以只包括第一胫骨形态确定模块140-6b和第二胫骨形态确定模块140-6c之一。
在延伸方向确定子单元140-6只包括线性拟合模块140-6a、第一胫骨形态确定模块140-6b和选择模块140-6d的情况下，选择模块140-6d可以根据第一胫骨形态确定模块140-6b确定的各个第二切片图像中的胫骨长度，从至少一个第二切片图像中选择具有最长胫骨图像的第二切片图像。
在延伸方向确定子单元140-6只包括线性拟合模块140-6a、第二胫骨形态确定模块140-6c和选择模块140-6d的情况下，选择模块140-6d可以根据第二胫骨形态确定模块140-6c确定的胫骨笔直程度来从至少一个第二切片图像中选择具有最直胫骨图像的第二切片图像。
在本发明的一个示例中，图2中所示的第三确定单元160可以根据轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定冠状面方向和/或矢状面方向。股骨横断面为“M”形，与该“M”形下端相切的直线被称为股骨后髁线。由于冠状面方向和矢状面方向与股骨后髁线具有特定的位置关系，因而根据股骨后髁线能够确定冠状面方向和矢状面方向。
图7是示出图2中的第三确定单元160的一种示例性配置的框图。
如图7所示，第三确定单元160包括轮廓图像转换子单元160-2、识别子单元160-4、股骨后髁线确定子单元160-6和扫描方向确定子单元160-8
轮廓图像转换子单元160-2可以将轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像。优选地，轮廓图像转换子单元160-2基于图论(Graph Theory)将轴状面方向的至少一个切片图像划分为多个部分，并将经划分的图像转换为轮廓图像。具体而言，可以将轴状面方向的切片图像表示成图(graph)，图包括边和顶点。边可以表示一个像素的位置以及该像素与相邻像素之间的关系。顶点表示一个像素与相邻像素的对比度。按照顶点从低到高的顺序来对图进行排序。按照顶点从低到高的顺序来合并相邻像素，从而获得轴状面方向的切片图像中的每个部位。如果顶点高于预定阈值，则停止合并。可以根据经验来设定此处的阈值。通过上述处理，可以将轴状面方向的切片图像划分为多个部分。
此外，可以使用任意适当的方法将经划分的图像转换为轮廓图像，例如，通过先验知识法、数学形态法、基于梯度的方法、水平集方法、活动轮廓模型方法、以及神经动力学方法等等均能将图像转换为轮廓图像。
识别子单元160-4可以将轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
优选地，识别子单元160-4可以基于形状上下文(Shape Context)来将轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
在进行形状匹配时，通常比较两个对象之间的相似度来判断这两个对象的形状是否匹配。形状上下文能够很好地描述对象的特征。形状上下文能够衡量两个对象的边界轮廓信息之间的相似度。
具体地，如果一个图像中有n个点，则某点Pi与其余n-1个点均存在位置关系，这样产生了n-1个向量。这n-1个向量所描述的信息决定了目标的形状特征。如果n越大，信息量越大，描述就越准确。通过这种方式来描述待比较的两个对象，并比较描述后的对象之间的相似度，能够判断出这两个对象是否匹配。
当然，不限于使用基于形状上下文的方法，可以使用例如基于曲率的轮廓匹配算法、基于道格拉斯-普克的轮廓匹配算法以及任意其他适当的方法来比较轮廓图像与股骨横断面模板。
股骨后髁线确定子单元160-6可以根据与股骨横断面模板最相似的股骨横断面来确定股骨后髁线。具体而言，在与模板最相似的股骨横断面中呈现的“M”形的下方检测切线，该切线就是股骨后髁线。
扫描方向确定子单元160-8可以将平行于股骨后髁线且与轴状面垂直的面确定为冠状面和/或将平行于与股骨后髁线呈预定角度的线且与轴状面垂直的面确定为矢状面。
换句话说，根据需要，扫描方向确定子单元160-8可以只将平行于股骨后髁线且与轴状面垂直的面确定为冠状面，或者只将平行于与股骨后髁线呈预定角度的线且与轴状面垂直的面确定为矢状面，或者同时执行上述两个操作。
例如，可以基于生理特征，针对左腿和右腿设置不同的预定角度。
图8是示出根据本发明的实施例的医学图像设备800的示例性配置的框图。
为了不模糊本发明的精神和范围，在图8中省略了医学图像设备800的其他可能部件。医学图像设备800可以包括扫描装置810。扫描装置810可以是扫描装置100或100’。医学图像设备800例如是X射线成像诊断装置、超声波(UL)诊断成像装置、计算机断层扫描(CT)装置、磁共振成像(MRI)诊断成像装置、或者正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography，PET)装置等，而没有限制。
将上述扫描装置设置在医学图像设备中时可使用的具体手段或方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
在上文描述实施方式中的扫描装置的过程中，显然还公开了一些处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论过的某些细节的情况下给出这些方法的概述，但是，应当注意，虽然是在描述扫描装置的过程中公开了这些方法，然而，这些方法并不一定采用上述这些部件，或者并不一定由这些部件来执行。例如，可以部分地或者完全地用硬件和/或固件来实现扫描装置的实施方式，而以下讨论的扫描方法也可以完全用计算机可执行的程序来实现，虽然这些方法也可以采用扫描装置的硬件和/或固件。
图9是示出根据本发明的一个实施例的扫描方法900的流程图。
如图9所示，在步骤S910中，控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像。例如，可以由参照图1和2来描述的第一扫描控制单元110来执行步骤S910。
在步骤S920中，确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向。例如，可以由参照图1和2描述的第一确定单元120来执行步骤S920。
在步骤S930中，控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的垂直于缝隙的方向(即，缝隙在至少一个第一切片图像上的方向)的至少一个第二切片图像。例如，可以由参照图1和2描述的第二扫描控制单元130来执行步骤S930。
在步骤S940中，根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向。例如，可以由参照图1和图2描述的第二确定单元140来执行步骤S940。
在步骤S950中，控制对腿部执行的扫描操作来获得腿部的轴状面方向的至少一个切片图像。例如，可以由参照图1和图2描述的第三扫描控制单元150来执行步骤S950。
图10是示出根据本发明的另一个实施例的扫描方法900’的流程图。
图10中的扫描方法900’的步骤S910至S950与图9中的扫描方法900的步骤S910至S950类似，在此不再赘述。
在步骤S960中，根据轴状面方向的至少一个切片图像来确定冠状面方向和/或矢状面方向。例如，可以由参照图2描述的第三确定单元160来执行步骤S960。
在步骤S970中，控制对腿部执行的扫描操作以获得冠状面方向的至少一个切片图像和/或获得矢状面方向的至少一个切片图像。例如，可以由参照图2描述的第四扫描控制单元170来执行步骤S970。
图11是示出图9和图10中的步骤S920(即，确定股骨与胫骨之间的缝隙在至少一个第一切片图像上的方向)的一种示例性过程的流程图。
如图11所示，在步骤S922中，将至少一个第一切片图像转换为边缘图像。例如，可以由参照图3描述的边缘图像转换子单元120-2来执行步骤S922。
在步骤S924中，根据边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。例如，可以由参照图3描述的第一切片图像选择子单元120-4来执行步骤S924。
具体地，首先确定腿部两侧的边界。然后，根据腿部两侧的边界确定腿部的延伸方向。然后，确定与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布。最后，选择与腿部的延伸方向接近垂直的方向上边缘分布最高的第一切片图像作为股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。
在步骤S926中，确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。例如，可以由参照图3描述的缝隙方向确定子单元120-6来执行步骤S926。
具体地，将所选择的第一切片图像上的与腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘上的各个点拟合成表示股骨与胫骨之间的缝隙的直线，该直线即代表缝隙的方向。
在图9和图10所示的步骤S940(即，根据至少一个第二切片图像来确定轴状面方向)中，可以根据至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定轴状面方向。优选地，将至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为轴状面方向。
图12是示出图9和图10中的步骤S940的一种示例性过程的流程图。
如图12所示，在步骤S942中，在至少一个第二切片图像中识别胫骨。例如，可以由参照图5描述的胫骨识别子单元140-2来执行步骤S942。
在步骤S944中，在胫骨的延伸方向上，以预定间隔标记出胫骨的横向上的多个中点。可以由参照图5描述的中点标记子单元140-2来执行步骤S944。
在步骤S946中，根据多个中点来确定最长和/或最直的胫骨的延伸方向。可以由参照图5描述的延伸方向确定子单元140-6来执行步骤S946。
在步骤S948中，将与最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的方向确定为轴状面方向。可以由参照图5描述的轴状面方向确定子单元140-8来执行步骤S948。
在一个示例中，对多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线，根据满足拟合直线的中点的个数来确定胫骨的长度，并从至少一个第二切片图像中选择具有最长的胫骨图像的第二切片图像。
在另一个示例中，对多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线，根据多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定胫骨的笔直程度，根据胫骨的笔直程度来从至少一个第二切片图像中选择具有最直胫骨图像的第二切片图像。
在又一个示例中，对多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线，根据满足拟合直线的中点的个数来确定胫骨的长度，根据多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定胫骨的笔直程度，根据胫骨的长度和笔直程度来从至少一个第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。
在图10中的步骤S960(即，根据轴状面方向的至少一个切片图像来确定冠状面方向和/或矢状面方向)中，可以根据轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定冠状面方向和/或矢状面方向。
图13是示出图10中的步骤S960的一种示例性过程的流程图。
如图13所示，在步骤S962中，可以将轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像。例如，可以由参照图7描述的轮廓图像转换子单元160-2来执行步骤S962。
例如，优选地，基于图论划分轴状面方向的至少一个切片图像中的各个部分，然后再利用适当的方法将划分后的图像转换为轮廓图像。
在步骤S964中，将轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与股骨横断面模板最相似的股骨横断面。例如，可以由参照图7描述的识别子单元160-4来执行步骤S964。
例如，优选地，基于形状上下文来将轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
在步骤S966中，根据与股骨横断面模板最相似的股骨横断面来确定股骨后髁线。例如，可以由参照图7描述的股骨后髁线确定子单元160-6来执行步骤S966。
在步骤S968中，将平行于股骨后髁线且与轴状面垂直的面确定为冠状面和/或将平行于与股骨后髁线呈预定角度的线且与轴状面垂直的面确定为矢状面。例如，可以由参照图7描述的扫描方向确定子单元160-8来执行步骤S968。
作为一个示例，上述扫描方法的各个步骤以及上述扫描装置的各个组成模块和/或单元可以实施为软件、固件、硬件或其组合。在通过软件或固件实现的情况下，可以从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图14所示的通用计算机1400)安装构成用于实施上述方法的软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。
在图14中，运算处理单元(即CPU)1401根据只读存储器(ROM)1402中存储的程序或从存储部分1408加载到随机存取存储器(RAM)1403的程序执行各种处理。在RAM 1403中，也根据需要存储当CPU 1401执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1401、ROM 1402和RAM 1403经由总线1404彼此链路。输入/输出接口1405也链路到总线1404。
下述部件链路到输入/输出接口1405：输入部分1406(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1407(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分1408(包括硬盘等)、通信部分1409(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1409经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1410也可链路到输入/输出接口1405。可拆卸介质1411比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1410上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1408中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1411安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图14所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1411。可拆卸介质1411的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1402、存储部分1408中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
本发明还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的扫描方法。
相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以用相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在上述实施例和示例中，采用了数字组成的附图标记来表示各个步骤和/或单元。本领域的普通技术人员应理解，这些附图标记只是为了便于叙述和绘图，而并非表示其顺序或任何其他限定。
此外，本发明的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本发明的技术范围构成限制。
尽管上面已经通过对本发明的具体实施例的描述对本发明进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本发明的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本发明的保护范围内。
基于以上的说明，可知公开至少公开了以下技术方案：
附记1.一种扫描装置，包括：
第一扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；
第一确定单元，用于确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向；
第二扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的垂直于所述缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；
第二确定单元，用于根据所述至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及
第三扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的所述轴状面方向的至少一个切片图像。
附记2.根据附记1所述的扫描装置，还包括：
第三确定单元，用于根据所述轴状面方向的至少一个切片图像来确定所述冠状面方向和/或矢状面方向；以及
第四扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述冠状面方向的至少一个切片图像和/或获得所述矢状面方向的至少一个切片图像。
附记3.根据附记1所述的扫描装置，其中，所述第一确定单元包括：
边缘图像转换子单元，用于将所述至少一个第一切片图像转换为边缘图像；
第一切片图像选择子单元，用于根据所述边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像；以及
缝隙方向确定子单元，用于确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。
附记4.根据附记3所述的扫描装置，其中，所述第一切片图像选择子单元包括：
腿边界确定模块，用于确定所述腿部两侧的边界；
腿方向确定模块，用于根据所述腿部两侧的边界确定所述腿部的延伸方向；
边缘确定模块，用于确定与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布；以及
第一切片图像选择模块，用于选择与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上边缘分布最高的第一切片图像作为所述股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。
附记5.根据附记3所述的扫描装置，其中，所述缝隙方向确定子单元包括边缘拟合模块，用于将所选择的第一切片图像上的与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘上的各个点拟合成表示股骨与胫骨之间的缝隙的直线，该直线即代表所述缝隙的方向。
附记6.根据附记1所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元被配置为根据所述至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定所述轴状面方向。
附记7.根据附记6所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元被配置为将所述至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
附记8.根据附记7所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元包括：
胫骨识别子单元，用于在所述至少一个第二切片图像中识别所述胫骨；
中点标记子单元，用于在所述胫骨的延伸方向上，以预定间隔标记出所述胫骨的横向上的多个中点；
延伸方向确定子单元，用于根据所述多个中点来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向；以及
轴状面方向确定子单元，用于将与所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
附记9.根据附记8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第一胫骨形态确定模块，用于根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；以及
选择模块，用于从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长的胫骨图像的第二切片图像。
附记10.根据附记8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第二胫骨形态确定模块，用于根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
选择模块，用于根据所述胫骨的笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最直的胫骨图像的第二切片图像。
附记11.根据附记8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第一胫骨形态确定模块，用于根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；
第二胫骨形态确定模块，用于根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
选择模块，用于根据所述胫骨的长度和笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。
附记12.根据附记2所述的扫描装置，其中，所述第三确定单元被配置为根据所述轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定所述冠状面方向和/或所述矢状面方向。
附记13.根据附记12所述的扫描装置，其中，所述第三确定单元包括：
轮廓图像转换子单元，用于将所述轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像；
识别子单元，用于将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面；
股骨后髁线确定子单元，用于根据与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面来确定股骨后髁线；以及
扫描方向确定子单元，用于将平行于所述股骨后髁线且与所述轴状面垂直的面确定为冠状面和/或将平行于与所述股骨后髁线呈预定角度的线且与所述轴状面垂直的面确定为矢状面。
附记14.根据附记13所述的扫描装置，其中，所述轮廓图像转换子单元被配置为基于图论将所述轴状面方向的至少一个切片图像划分为多个部分，并将经划分的图像转换为所述轮廓图像。
附记15.根据附记13所述的扫描装置，其中，所述识别子单元被配置为基于形状上下文来将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
附记16.一种医学图像设备，包括根据附记1-15中任一项所述的扫描装置。
附记17.根据附记16所述的医学图像设备，其中，所述医学图像设备是X射线成像诊断装置、超声波诊断成像装置、计算机断层扫描装置、磁共振成像诊断成像装置或者正电子发射断层扫描装置。
附记18.一种扫描方法，包括：
控制对腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；
确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向；
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的垂直于所述缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；
根据所述至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的所述轴状面方向的至少一个切片图像。
附记19.根据附记18所述的扫描方法，还包括：
根据所述轴状面方向的至少一个切片图像来确定所述冠状面方向和/或矢状面方向；以及
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述冠状面方向的至少一个切片图像和/或获得所述矢状面方向的至少一个切片图像。
附记20.根据附记18或19所述的扫描方法，其中，所述确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向包括：
将所述至少一个第一切片图像转换为边缘图像；
根据所述边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像；以及
确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。
附记21.根据附记20所述的扫描方法，其中，所述根据所述边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像包括：
确定所述腿部两侧的边界；
根据所述腿部两侧的边界确定所述腿部的延伸方向；
确定与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布；以及
选择与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上边缘分布最高的第一切片图像作为所述股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。
附记22.根据附记20所述的扫描方法，其中，所述确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向包括：将所选择的第一切片图像上的与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘上的各个点拟合成表示股骨与胫骨之间的缝隙的直线，该直线即代表所述缝隙的方向。
附记23.根据附记18所述的扫描方法，其中，所述根据所述至少一个第二切片图像来确定轴状面方向包括：根据所述至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定所述轴状面方向。
附记24.根据附记23所述的扫描方法，其中，所述根据所述至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定所述轴状面方向包括：将所述至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
附记25.根据附记24所述的扫描方法，其中，所述将所述至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向包括：
在所述至少一个第二切片图像中识别所述胫骨；
在所述胫骨的延伸方向上，以预定间隔标记出所述胫骨的横向上的多个中点；
根据所述多个中点来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向；以及
将与所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
附记26.根据附记25所述的扫描方法，其中，所述根据所述多个中点的空间分布来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向包括：
对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；以及
从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长的胫骨图像的第二切片图像。
附记27.根据附记25所述的扫描方法，其中，所述根据所述多个中点的空间分布来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向包括：
对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
根据所述胫骨的笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最直的胫骨图像的第二切片图像。
附记28.根据附记25所述的扫描方法，其中，所述根据所述多个中点的空间分布来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向包括：
对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；
根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
根据所述胫骨的长度和笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。
附记29.根据附记19所述的扫描方法，其中，所述根据所述轴状面方向的至少一个切片图像来确定所述冠状面方向和/或矢状面方向包括：根据所述轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定所述冠状面方向和/或所述矢状面方向。
附记30.根据附记29所述的扫描方法，其中，所述根据所述轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定所述冠状面方向和/或所述矢状面方向包括：
将所述轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像；
将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面；
根据与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面来确定股骨后髁线；以及
将平行于所述股骨后髁线且与所述轴状面垂直的面确定为冠状面和/或将平行于与所述股骨后髁线呈预定角度的线且与所述轴状面垂直的面确定为矢状面。
附记31.根据附记30所述的扫描方法，其中，所述将所述轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像包括：基于图论将所述轴状面方向的至少一个切片图像划分为多个部分，并将经划分的图像转换为所述轮廓图像。
32.根据附记30所述的扫描方法，其中，所述将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面包括：基于形状上下文来将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
附记33.一种计算机程序，用于实现根据附记18至32中任一项所述的图像处理方法。
附记34.一种计算机可读的记录介质，其上记录有用于实现根据附记18至32中任一项所述的图像处理方法的计算机程序代码。

Claims (20)

1.一种扫描装置，包括：
第一扫描控制单元，用于控制对腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；
第一确定单元，用于确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向；
第二扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的垂直于所述缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；
第二确定单元，用于根据所述至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及
第三扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的所述轴状面方向的至少一个切片图像。
2.根据权利要求1所述的扫描装置，还包括：
第三确定单元，用于根据所述轴状面方向的至少一个切片图像来确定所述冠状面方向和/或矢状面方向；以及
第四扫描控制单元，用于控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述冠状面方向的至少一个切片图像和/或获得所述矢状面方向的至少一个切片图像。
3.根据权利要求1所述的扫描装置，其中，所述第一确定单元包括：
边缘图像转换子单元，用于将所述至少一个第一切片图像转换为边缘图像；
第一切片图像选择子单元，用于根据所述边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像；以及
缝隙方向确定子单元，用于确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。
4.根据权利要求3所述的扫描装置，其中，所述第一切片图像选择子单元包括：
腿边界确定模块，用于确定所述腿部两侧的边界；
腿方向确定模块，用于根据所述腿部两侧的边界确定所述腿部的延伸方向；
边缘确定模块，用于确定与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘分布；以及
第一切片图像选择模块，用于选择与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上边缘分布最高的第一切片图像作为所述股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像。
5.根据权利要求3所述的扫描装置，其中，所述缝隙方向确定子单元包括边缘拟合模块，用于将所选择的第一切片图像上的与所述腿部的延伸方向接近垂直的方向上的边缘上的各个点拟合成表示股骨与胫骨之间的缝隙的直线，该直线即代表所述缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向。
6.根据权利要求1所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元被配置为根据所述至少一个第二切片图像中的胫骨形态来确定所述轴状面方向。
7.根据权利要求6所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元被配置为将所述至少一个第二切片图像中与最长和/或最直胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
8.根据权利要求7所述的扫描装置，其中，所述第二确定单元包括：
胫骨识别子单元，用于在所述至少一个第二切片图像中识别所述胫骨；
中点标记子单元，用于在所述胫骨的延伸方向上，以预定间隔标记出所述胫骨的横向上的多个中点；
延伸方向确定子单元，用于根据所述多个中点来确定所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向；以及
轴状面方向确定子单元，用于将与所述最长和/或最直的胫骨的延伸方向垂直的方向确定为所述轴状面方向。
9.根据权利要求8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第一胫骨形态确定模块，用于根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；以及
选择模块，用于从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长的胫骨图像的第二切片图像。
10.根据权利要求8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第二胫骨形态确定模块，用于根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
选择模块，用于根据所述胫骨的笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最直的胫骨图像的第二切片图像。
11.根据权利要求8所述的扫描装置，其中，所述延伸方向确定子单元包括：
线性拟合模块，用于对所述多个中点进行线性拟合以得到表示胫骨的延伸方向的拟合直线；
第一胫骨形态确定模块，用于根据满足所述拟合直线的中点的个数来确定所述胫骨的长度；
第二胫骨形态确定模块，用于根据所述多个中点相对于表示胫骨的延伸方向的拟合直线的空间分布来确定所述胫骨的笔直程度；以及
选择模块，用于根据所述胫骨的长度和笔直程度来从所述至少一个第二切片图像中选择具有最长且最直的胫骨图像的第二切片图像。
12.根据权利要求2所述的扫描装置，其中，所述第三确定单元被配置为根据所述轴状面方向的至少一个切片图像中的股骨横断面的股骨后髁线来确定所述冠状面方向和/或所述矢状面方向。
13.根据权利要求12所述的扫描装置，其中，所述第三确定单元包括：
轮廓图像转换子单元，用于将所述轴状面方向的至少一个切片图像转换为轮廓图像；
识别子单元，用于将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面；
股骨后髁线确定子单元，用于根据与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面来确定股骨后髁线；以及
扫描方向确定子单元，用于将平行于所述股骨后髁线且与所述轴状面垂直的面确定为冠状面和/或将平行于与所述股骨后髁线呈预定角度的线且与所述轴状面垂直的面确定为矢状面。
14.根据权利要求13所述的扫描装置，其中，所述轮廓图像转换子单元被配置为基于图论将所述轴状面方向的至少一个切片图像划分为多个部分，并将经划分的图像转换为所述轮廓图像。
15.根据权利要求13所述的扫描装置，其中，所述识别子单元被配置为基于形状上下文来将所述轮廓图像与股骨横断面模板比较以识别与所述股骨横断面模板最相似的股骨横断面。
16.一种医学图像设备，包括根据权利要求1-15中任一项所述的扫描装置。
17.根据权利要求16所述的医学图像设备，其中，所述医学图像设备是X射线成像诊断装置、超声波诊断成像装置、计算机断层扫描装置、磁共振成像诊断成像装置或者正电子发射断层扫描装置。
18.一种扫描方法，包括：
控制对腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的接近冠状面方向的至少一个第一切片图像；
确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向；
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部的垂直于所述缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向的至少一个第二切片图像；
根据所述至少一个第二切片图像来确定轴状面方向；以及
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述腿部所述轴状面方向的的至少一个切片图像。
19.根据权利要求18所述的扫描方法，还包括：
根据所述轴状面方向的至少一个切片图像来确定所述冠状面方向和/或矢状面方向；以及
控制对所述腿部执行的扫描操作来获得所述冠状面方向的至少一个切片图像和/或获得所述矢状面方向的至少一个切片图像。
20.根据权利要求18或19所述的扫描方法，其中，所述确定股骨与胫骨之间的缝隙在所述至少一个第一切片图像上的方向包括：
将所述至少一个第一切片图像转换为边缘图像；
根据所述边缘图像的边缘分布来选择股骨与胫骨之间的缝隙清晰的第一切片图像；以及
确定所选择的第一切片图像中的股骨与胫骨之间的缝隙的方向。
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