CN108514425B - 一种造影剂跟踪扫描的方法和装置 - Google Patents

一种造影剂跟踪扫描的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种造影剂跟踪扫描的方法和装置，其中方法包括：在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。本公开使得血管造影剂跟踪更加精确。

Description

一种造影剂跟踪扫描的方法和装置
技术领域
本公开涉及医疗成像技术，特别涉及一种造影剂跟踪扫描的方法和装置。
背景技术
造影剂跟踪扫描(Bolus Tracking)是计算机断层成像技术中用来更清楚地显示血管的技术。其中，造影剂(又称对比剂，contrast media)，是介入放射学操作中最常使用的药物之一，是为增强影像观察效果而注入(或服用)到人体组织或器官的化学制品，目前在临床上主要用于血管成像和多种疾病的诊断。
在目前的CT(Computer Tomography，X线计算机断层)系统中，以在血管成像中利用造影剂跟踪扫描技术为例，一般会将造影剂注入病人体内，并绘制一个ROI(感兴趣区)，该ROI区域可以是依据所监测血管的形状确定的一个包围该血管的圆形区域。在图像采集前，可以周期性的执行多次造影剂跟踪扫描，以检测ROI区域的造影剂的浓度值(即ROI区域的CT值)是否达到常规检查扫描所需的目标浓度值。如果造影剂浓度值达到目标浓度值，则结束跟踪扫描，立刻启动开始常规的检查扫描。但是，如果血管在扫描过程中有位置变化，则可能出现所监视的ROI区域不能完全包含血管的现象，使得对血管的跟踪扫描准确度较差，导致对血管的跟踪扫描失败。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种造影剂跟踪扫描的方法和装置，以提高造影剂跟踪扫描的准确性。
具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：
第一方面，提供一种造影剂跟踪扫描的方法，所述方法包括：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
第二方面，提供一种造影剂跟踪扫描的装置，所述装置包括：
区域确定模块，用于在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测处理模块，用于监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则所述区域确定模块执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
第三方面，提供一种造影剂跟踪扫描的设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行指令时实现以下步骤：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行造影剂跟踪扫描的方法，该方法包括：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
本公开提供的造影剂跟踪扫描的方法和装置，通过在预定的监视区域外根据区域连续获取外血管区域，能够得到目标血管区域；并且每一次跟踪扫描时都重新确定该目标血管区域，从而该方法能够准确的对监视的目标血管区域进行跟踪监测，而不会受限制于监视区域的范围，使得血管造影剂跟踪更加精确。
附图说明
图1是本公开一示例性实施例示出的一种造影剂跟踪扫描的方法；
图2是本公开一示例性实施例示出的一种造影剂跟踪扫描的方法；
图3是本公开一示例性实施例示出的一种跟踪图像示意图；
图4是本公开一示例性实施例示出的一种血管位置状态示意图；
图5是本公开一示例性实施例示出的一种造影剂跟踪扫描的装置。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在血管成像中，可以使用造影剂跟踪扫描技术，以使得增强血管的影像观察效果。本公开的例子提供了一种造影剂跟踪扫描的方法，以使得对要监测的血管的跟踪更加准确。图1提供了一个例子中的造影剂跟踪扫描的方法，包括：
在步骤101中，在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域。
其中，监视区域可以是由用户(例如，执行造影剂跟踪扫描的人员)在定位层图像(Locator)上选择的一块包围所监视的血管的区域，该监视区域可以比所监视的血管要稍大一些。所监视的血管可以称为目标血管区域。
在图像采集前，可以周期性的执行多次造影剂跟踪扫描。本步骤中，在其中一次跟踪扫描中，可以在跟踪层(Tracker)扫描跟踪层图像，并识别所述跟踪层图像中位于上述的监视区域内部的血管区域。可以将这个位于监视区域的区域内部的血管区域称为“内血管区域”。
内血管区域的识别可以依据造影剂浓度值的变化。如果是血管区域，那么在造影剂注入血管后，造影剂浓度值在跟踪层图像相比于定位层图像将发生明显提升。通过将跟踪层图像和定位层图像中的上述监视区域进行比较，该监视区域内发生了造影剂浓度值明显提升的区域部分，可以确定为内血管区域。
其中，在定位目标血管区域的过程中，也可能发生由于受检用户的身体轻微移动等原因，造成原本在监视区域的目标血管区域的一部分移出了监视区域，即会出现目标血管区域的一部分在监视区域内，另一部分在监视区域外，那么本步骤中得到的内血管区域相当于是先在监视区域内确定血管区域。
在步骤102中，根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续。
仍以上述的例子来说，由于受检用户的身体轻微移动等原因，造成原本在监视区域的目标血管区域的一部分移出了监视区域。那么，在步骤101中得到内血管区域后，可以依据区域连续原则，得到该目标血管区域的位于监视区域之外的区域部分。这部分位于监视区域外的区域可以称为外血管区域。
在步骤103中，将内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域。
在步骤104中，判断目标血管区域的造影剂浓度值是否达到目标浓度值。
若判断结果是已经达到，则执行步骤105。
否则，若判断结果是尚未达到，则返回执行步骤101，以在下一次造影剂跟踪扫描中重新确定目标血管区域。
在步骤105中，启动常规扫描。当浓度值达到目标浓度值时，就可以启动对所监视的目标血管区域的正常扫描。由于通过造影剂跟踪监测，该目标血管区域的造影剂浓度值已经符合浓度要求，因此对该区域的正常扫描获得血管影像也会比较清楚，具有较好的图像效果。
本例子的造影剂跟踪扫描的方法，一方面，并没有将血管监测的范围限制在监视区域内，而是也在监视区域外寻找血管区域，从而能够不受到监视区域的制约，完整的获取目标血管区域；另一方面，在一次跟踪扫描的造影剂浓度未达到时，下一次跟踪扫描重新定位目标血管区域，这种每次跟踪扫描都重新定位的动态跟踪方式，结合上述的在监视区域外定位血管区域的方法，能够保证目标血管区域定位的更加精准，即使由于患者的身体移动导致目标血管区域的一部分移出了监视区域，也能够跟踪定位到完整的目标血管区域，血管造影剂跟踪更加精确，进而能够获得更好的图像扫描效果。
如下以一个例子，详细描述如何进行造影剂跟踪扫描。图2示例了一个例子中的造影剂跟踪扫描的方法，该方法可以包括：
在步骤201中，获取目标血管区域在监视区域内的内血管区域。
本例子中，可以将要监视的血管称为目标血管区域。
参见图3的示意，图3是一个定位层图像(Locator)，用户可以在该定位层图像上选择一块区域作为监视区域31。该监视区域31可以是一块涵盖目标血管区域32的区域，比目标血管区域32稍大一些。并且，图3的示意中，目标血管区域32被完全包围在监视区域31内。
本步骤中，在扫描跟踪层(Tracker)时，可以比较定位层图像的上述监视区域31与当前正在跟踪的跟踪层图像中的监视区域31，判断该监视区域31中的哪些区域部分的造影剂浓度值(CT值)发生了快速升高。比如，图3中示意的目标血管区域32中的造影剂浓度值相比较监视区域31中的其他区域部分，发生了明显的提升，因为造影剂注入血管后，将会使得血管内的造影剂浓度值快速升高。如果确定某个区域的造影剂浓度值在跟踪层图像相比于定位层图像发生了明显提升，则可以确定该区域是目标血管区域。
由上述可知，在监视区域寻找目标血管区域的原则，可以是在跟踪层图像相较定位层图像的造影剂浓度值发生了提升变化，即浓度值明显升高，所述提升变化符合跟踪条件，该跟踪条件可以是该目标血管区域的造影剂浓度值比监视区域中其他区域的造影剂浓度值变化更为明显，或者说造影剂浓度值更高。
此外，如果血管在扫描过程中有位置变化，可能会出现所监视区域不能完全包含血管的现象。请参见图4的示意，目标血管区域32的一部分移出了监视区域31，那么本步骤中要获取的内血管区域33可以是图4中打斜剖线的区域。该内血管区域33的获取方式也同样采用“在跟踪层图像相较定位层图像的造影剂浓度值发生了提升变化，且提升变化符合跟踪条件”。只是这种情况下获取到的内血管区域33是目标血管区域31的一部分，而图3中情况下获取到的是完整的目标血管区域31。
在另一个例子中，如果在监视区域中发现了多个发生了造影剂浓度值的提升变化的区域，则选择面积最大的内血管区域。举例来说，以图3的示意，假设在监视区域31中发现了区域32、区域34等多个区域，这些区域的造影剂浓度值都在由定位层图像向跟踪层图像的转换中发生了明显提升，且浓度值都很高，那么可以选择面积最大的区域作为参与后续处理的区域，即作为目标血管区域的位于监视区域内的内血管区域，例如，内血管区域33。
在步骤202中，以所述内血管区域为基础，根据区域连续原则，获取所述目标血管区域。
以图4所示为例，在获取到内血管区域33的基础上，可以根据该内血管区域33获取到完整的目标血管区域32，获取的方式即遵循区域连续原则，与内血管区域33连续的且同样发生所述提升变化的区域，还有图4中移出监视区域31外的未打斜剖线的区域，“在监视区域内打斜剖线的内血管区域33”以及“移出了监视区域且未打斜剖线、并与内血管区域33连续的区域”这两个区域构成了完整的目标血管区域32。其中，“移出了监视区域且未打斜剖线、并与内血管区域33连续的区域”可以称为外血管区域，监视区域内的内血管区域以及监视区域外的外血管区域的整体可以确定为目标血管区域。
所述的区域连续原则，可以指的是，若两个区域的像素相邻接，并且，这两个区域的造影剂浓度值同样也发生了明显的提升变化，则可以认为这两个区域是一个连续的整体的区域。比如，上述的内血管区域33和外血管区域，这两个区域是相连的整体。其中，所述的同样发生了明显的提升变化，这种提升变化的程度可以根据本领域在造影剂跟踪时的常规方法执行，例如，可以设定一个提升范围，造影剂浓度值的提升数值在该提升范围内，则可以认为发生了明显的提升变化。并且，内血管区域和外血管区域的造影剂浓度值可以基本相同，或者有允许范围内的稍许差异也是可以的。
在步骤203中，监测所述目标血管区域的造影剂浓度值。
例如，本步骤计算的造影剂浓度值，可以是目标血管区域32中的CT值的平均值。
在步骤204中，判断所述造影剂浓度值是否达到目标浓度值。
本步骤可以将目标血管区域的造影剂浓度值与用户设定的阈值进行比较，该阈值即目标浓度值，判断目标血管区域的造影剂浓度值是否达到(可以是大于或等于)目标浓度值。若是，则继续执行步骤205；否则，返回执行步骤201，重新执行一次步骤201至步骤204的流程，即再次在监视区域获取目标血管区域，并判断目标血管区域的造影剂浓度值是否达到目标浓度值。
在步骤205中，启动常规扫描。
本例子的造影剂跟踪扫描的方法，通过根据区域连续的原则，来动态跟踪获取完整的目标血管区域，使得即使目标血管区域部分移出了监视区域，也能够自动查找到血管区域，并且在每次跟踪扫描时都重新定位目标血管区域，结合上述的监视区域外的外血管区域定位，实现了实时的动态跟踪目标血管区域，从而实现更精准的血管跟踪，提高了造影剂跟踪扫描的准确性，最大限制的避免跟踪失败，也提高了最终扫描得到的图像的质量。
为了实现上述造影剂跟踪扫描的方法，本公开的例子还提供了一种造影剂跟踪扫描的装置，如图5所示，该装置可以包括：区域确定模块51和监测处理模块52。其中，
区域确定模块51，用于在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测处理模块52，用于监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则所述区域确定模块执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
在一个例子中，区域确定模块51，在用于识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域时，包括：比较定位层图像和当前的跟踪层图像中的所述监视区域；若一个区域的造影剂浓度值在所述跟踪层图像相较所述定位层图像发生了符合跟踪条件的提升变化，则将所述区域确定为内血管区域。
在一个例子中，所述监视区域，在定位层图像中包围所述目标血管区域。
在一个例子中，区域确定模块51，在用于识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域时，包括：若所述监视区域中包括多个发生了所述提升变化的区域，则选择面积最大的区域作为所述内血管区域。
本公开的方法的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台图像处理设备执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本例子提供的一种计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行数据处理方法，该方法包括：在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
本公开还提供了一种造影剂跟踪扫描的设备，该设备可以包括：存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行指令时实现以下步骤：在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种造影剂跟踪扫描的方法，其特征在于，所述方法包括：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域，包括：
比较定位层图像和当前的跟踪层图像中的所述监视区域；
若一个区域的造影剂浓度值在所述跟踪层图像相较所述定位层图像发生了符合跟踪条件的提升变化，则将所述区域确定为内血管区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监视区域，在所述定位层图像中包围所述目标血管区域。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域，包括：若所述监视区域中包括多个发生了所述提升变化的区域，则选择面积最大的区域作为所述内血管区域。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，包括：
若在所述监视区域之外，存在一个区域，所述区域与所述内血管区域的像素相邻接，并且，所述区域的造影剂浓度值同样发生了所述提升变化，则将所述区域确定为外血管区域。
6.一种造影剂跟踪扫描的装置，其特征在于，所述装置包括：
区域确定模块，用于在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测处理模块，用于监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则所述区域确定模块执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述区域确定模块，在用于识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域时，包括：比较定位层图像和当前的跟踪层图像中的所述监视区域；若一个区域的造影剂浓度值在所述跟踪层图像相较所述定位层图像发生了符合跟踪条件的提升变化，则将所述区域确定为内血管区域。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述监视区域，在所述定位层图像中包围所述目标血管区域。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述区域确定模块，在用于识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域时，包括：若所述监视区域中包括多个发生了所述提升变化的区域，则选择面积最大的区域作为所述内血管区域。
10.一种造影剂跟踪扫描的设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行指令时实现以下步骤：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
11.一种计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行造影剂跟踪扫描的方法，该方法包括：
在一次造影剂跟踪扫描的跟踪层图像中，识别所述跟踪层图像中预定的监视区域内部的内血管区域；
根据所述内血管区域，获取位于所述监视区域之外的外血管区域，所述外血管区域和所述内血管区域之间符合区域连续；
将所述内血管区域和外血管区域的整体，确定为目标血管区域；
监测所述目标血管区域的造影剂浓度值，若所述造影剂浓度值达到目标浓度值，则启动常规扫描；若所述造影剂浓度值未达到目标浓度值，则执行下一次所述造影剂跟踪扫描以重新确定所述目标血管区域。
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