CN110675481A - 影像交互联动方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

影像交互联动方法、装置及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种影像交互联动方法、装置及可读存储介质，通过获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，并对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，从而根据第二坐标在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置。如此，能够根据曲面重建影像自动在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置，实现曲面重建影像与多平面重建图像的交互联动，进而提高影像的对比观察效率。

Description

影像交互联动方法、装置及可读存储介质
技术领域
本申请涉及医学影像处理领域，具体而言，涉及一种影像交互联动方法、装置及可读存储介质。
背景技术
CT血管造影(CTA，CT Angiography)是将CT增强技术与薄层、大范围、快速扫描技术相结合，通过合理的后处理，清晰显示全身各部位血管细节，具有无创和操作简便的特点，对于血管变异、血管疾病以及显示病变和血管关系有重要价值。
在CT血管造影过程中通常设计曲面重建(Curved Planar Reformation，CPR)和多平面重建(Multi-Planar-Reformatting，MPR)。具体来说，曲面重建可以选择三维体数据中的任意表面，并且沿选择的表面自三维图像重建二维图像。因此，关于管状结构(例如诸如大肠和血管)的内壁的形态学，能够在显示屏上在管状结构的纵向上显示管状结构的横截面。多平面重建可以将扫描范围内所有的轴位图像叠加起来再对某些标线标定的重组线所指定的组织进行轴截面、矢状面、冠状面等图像重组，以便于全面观察检查结果。
在实际应用场景中，常常需要同时对比曲面重建影像与多平面重建图像中的主动脉管腔的中心位置，但是由于实际影像序列数量较多，如果逐个翻页对多张对比曲面重建影像与多平面重建图像进行对比观察，将导致整个诊断过程变得极为繁琐。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种影像交互联动方法、装置及可读存储介质，能够根据曲面重建影像自动在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置，实现曲面重建影像与多平面重建图像的交互联动，进而提高影像的对比观察效率。
根据本申请的一方面，提供一种影像交互联动方法，应用于图像处理设备，所述方法包括：
获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从所述目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，所述标准垂直面影像序列为曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列；
对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标；
根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置。
在一种可能的实施方式中，所述标准垂直面影像序列通过以下步骤获得：
获取原始影像序列；
从所述原始影像序列中提取曲面重建影像序列；
从所述曲面重建影像序列中提取曲面重建影像垂直于血管截面的影像序列作为所述标准垂直面影像序列。
在一种可能的实施方式中，所述对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
根据第一变换矩阵对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标，所述第一变换矩阵为所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的变换矩阵；
根据第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，所述第二变换矩阵为所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，所述根据第一变换矩阵对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
从医学数字成像和通信DICOM影像字段中获取所述目标标准垂直面影像的第一原点坐标字段、第一方位向量字段以及第一像素间距字段；
根据所述第一像素间距字段将所述血管截面中心点在原始第一序列中的像素坐标转换为在所述标准垂直面坐标系中的第一坐标；
根据所述第一原点坐标字段和所述第一方位向量字段构建所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的第一变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵对所述第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一原点坐标字段和所述第一方位向量字段构建所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的第一变换矩阵的步骤，包括：
根据所述第一方位向量字段中的各个三维坐标分量构建所述第一变换矩阵的旋转分量，所述第一方位向量字段包括所述标准垂直面坐标系的每条坐标轴分别与所述患者坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据所述第一原点坐标字段中的各个坐标分量构建所述第一变换矩阵的位移分量；
根据所述旋转分量和所述位移分量得到所述第一变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，所述根据第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
从DICOM影像字段中获取原始影像序列中最后一张原始影像的第二原点坐标字段和第二方位向量字段；
根据所述第二原点坐标字段和所述第二方位向量字段构建所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的第二变换矩阵；
根据所述第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述第二原点坐标字段和所述第二方位向量字段构建所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的第二变换矩阵的步骤，包括：
根据所述第二方位向量字段中的各个三维坐标分量构建所述第二变换矩阵的旋转分量，所述第二方位向量字段包括所述患者坐标系的每条坐标轴分别与所述多平面重建坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据所述第二原点坐标字段中的各个坐标分量构建所述第二变换矩阵的位移分量；
根据所述旋转分量和所述位移分量得到所述第二变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，所述多平面重建影像包括多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像中的至少一种，所述根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置的步骤，包括：
根据所述第二坐标确定所述血管截面中心点在所述多平面重建影像中的空间位置，并在该空间位置处显示一定位标记。
根据本申请的另一方面，提供一种影像交互联动装置，应用于图像处理设备，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从所述目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，所述标准垂直面影像序列为曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列；
坐标变换模块，用于对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标；
联动定位模块，用于根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置。
根据本申请的另一方面，提供一种图像处理设备，所述图像处理设备包括机器可读存储介质及处理器，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述处理器在执行所述机器可执行指令时，该图像处理设备实现前述的影像交互联动方法。
根据本申请的另一方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被执行时实现前述的影像交互联动方法。
基于上述任一方面，本申请通过获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，并对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，从而根据第二坐标在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置。如此，能够根据曲面重建影像自动在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置，实现曲面重建影像与多平面重建图像的交互联动，进而提高影像的对比观察效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的影像交互联动方法的流程示意图；
图2示出了图1中所示的步骤S120的子步骤流程示意图；
图3示出了本申请实施例所提供的患者坐标系的示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的像素间距的示意图；
图5示出了本申请实施例所提供的空间坐标变换的示意图；
图6示出了本申请实施例所提供的坐标转换的示意图；
图7示出了图2中所示的步骤S121的子步骤流程示意图；
图8示出了图2中所示的步骤S122的子步骤流程示意图；
图9示出了本申请实施例所提供的一种影像显示示意图；
图10示出了本申请实施例所提供的影像交互联动装置的功能模块示意图；
图11示出了本申请实施例所提供的用于实现上述影像交互联动方法的图像处理设备的结构示意框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
主动脉夹层，是指各种原因导致的主动脉内膜出现破口，在动脉血压压力的作用下，血液可经这一破口进入主动脉壁，并在主动脉壁内纵向扩展，从而使主动脉产生新的血流腔(以下称为假腔)，因此这一疾病被形象地称为“夹层”。主动脉夹层通常好发于胸主动脉，可以累及胸主动脉全长，也可以合并累及至腹主动脉，甚至更远至股动脉。主动脉夹层是一种灾难性疾病，假腔可压迫或离断重要分支血管导致器官缺血，也可以发生破裂导致大出血，严重威胁患者生命。
针对主动脉夹层有多种不同的分型方法，目前临床上应用的比较多的是DeBakey分型和Stanford分型。
其中，DeBakey分型依据夹层始发位置和夹层累及范围将主动脉夹层分为以下三种类型：
I型：夹层起源于升主动脉并向远端延伸，至少累及主动脉弓，多数累及至降主动脉；
II型：夹层起源于并局限于升主动脉；
III型：夹层起源于降主动脉，并向远端进展，局限于胸主动脉段的夹层被定义为IIIa型，而累及腹主动脉段的夹层被定义为IIIb型。
而Stanford分型依据夹层是否累及升主动脉，而不考虑夹层起源，包括以下两种类型：
A型：升主动脉受累及，无论主动脉弓及降主动脉是否受累及；
B型：升主动脉未受夹层累及，夹层仅累及降主动脉和/或主动脉弓。
基于此，目前通常采用CT血管造影获取全身各部位血管细节，对于血管变异、血管疾病(如前述主动脉夹层)以及显示病变和血管关系有重要价值。
然而在同时对比曲面重建影像与多平面重建图像中的主动脉管腔的中心位置的过程中，往往由于实际影像序列数量较多，如果逐个翻页对多张对比曲面重建影像与多平面重建图像进行对比观察，将导致整个诊断过程变得极为繁琐。
基于此，为了解决上述技术问题，图1示出了本申请实施例提供的影像交互联动方法的流程示意图，应当理解，在其它实施例中，本实施例的影像交互联动方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该影像交互联动方法的详细步骤介绍如下。
步骤S110，获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点。
步骤S120，对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
步骤S130，根据第二坐标在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置。
本实施例中，标准垂直面影像序列可以是指曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列。其中，曲面重建影像可以是指沿兴趣器官(例如主动脉)划一条曲线，将沿曲线的体积元资料进行重组后获得的图像，曲面重建影像可以将扭曲、缩短和重叠的血管伸展拉直，展示在同一平面上。
在此基础上，当用户从标准垂直面影像序列中选择(例如通过鼠标滑动选择，或者通过输入设备的按键选择等)任意一个目标标准垂直面影像时，为了提高影像的对比观察效率，本实施例在从目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点后，对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，从而根据第二坐标在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置。
如此，能够根据曲面重建影像自动在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置，实现曲面重建影像与多平面重建图像的交互联动，进而提高影像的对比观察效率。
在一种可能的实施方式中，针对步骤S110，考虑到最初获取的图像序列通常为CTA设备采集到的原始影像序列，因此为了准确获得标准垂直面影像序列，在获取原始影像序列后，可以从原始影像序列中提取曲面重建影像序列，并从曲面重建影像序列中提取曲面重建影像垂直于血管截面的影像序列作为标准垂直面影像序列。
在一种可能的实施方式中，针对步骤S120，考虑到在坐标变换的过程中，由标准垂直面坐标系变换到多平面重建坐标系的过程中，涉及到较复杂的坐标变换流程和较大的计算量，因此本实施例引入了患者坐标系的中间表示，请结合参阅图2，步骤S120可以包括子步骤S121和子步骤S122，具体描述如下。
子步骤S121，根据第一变换矩阵对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标。
子步骤S122，根据第二变换矩阵对第三坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
本实施例中，第一变换矩阵可以为标准垂直面坐标系到患者坐标系的变换矩阵，第二变换矩阵可以为患者坐标系到多平面重建坐标系的变换矩阵。其中，患者坐标系通常是由CTA设备定义的，方位确定规则通常是：以人体为基准，x轴正向从右指向左，y轴正向从前指向后，z轴正向从下指向上。
呈上，由于患者坐标系通常是由CTA设备定义的，通过引入患者坐标系的中间表示，首先根据第一变换矩阵对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标后，再根据第二变换矩阵对第三坐标进行坐标变换，以得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。如此，能够降低坐标变换流程的复杂度，并有效减少相关计算量。
在上述基础上，为了便于本领域技术人员很容易理解本实施例的坐标变换过程，下面结合图3、图4和图5对本实施例的坐标变换过程的基本概念进行阐述，应当理解以下阐述仅为示例，不应理解为对本实施例的坐标变换过程的限制。
首先，下面结合图3对各种影像(例如原始影像、标准垂直面影像等)的影像字段进行示例性说明，影像字段通常可以包括原点坐标字段Image Position、方位向量字段ImageOrientation以及像素间距字段Pixel Spacing。
原点坐标字段可以表示影像原点(例如位于左上角的点)在患者坐标系中的世界坐标，方位向量字段可以表示影像的x坐标轴(例如沿影像原点出发水平向右的坐标轴)与图像y坐标轴(例如沿影像原点出发竖直向下的坐标轴)在患者坐标系中的方向向量。例如图3所示，xyz为患者坐标系，以人体为基准，x轴正向从右指向左；y轴正向从前指向后，z轴正向从下指向上。图3中的圆点为影像原点，其在xyz系中的坐标构成原点坐标字段。方位向量字段由一个六元组构成，每一个元素的含义均为两坐标轴夹角的余弦值，具体构成可以如下：
(cos<x′，x>，cos<x′，y>，cos<x′，z>，cos<y′，x>，cos<y′，y>，cos<y′，z>)
或者，从另一个角度看，该方位向量字段也可以看作是影像x轴和影像y轴在患者坐标系中的坐标。
像素间距字段的物理意义可以是指影上相邻两像素中心点间代表的实际物理距离，以mm计，可以参见图4所示。
在前述描述的基础上，下面进一步结合图5对计算机图形学领域中空间坐标变换的基本原理进行介绍。空间坐标变换主要是指建立空间点或向量在不同坐标系之间坐标映射法则的过程，是根据坐标系之间的关联关系，从一个坐标系中已知坐标，推导出另一坐标系中未知坐标的过程。这一过程可以抽象成为如下数学问题：
已知：
1、空间坐标系O1x1y1z1，空间坐标系O2x2y2z2；
2、α1、α2、α3为x2分别与x1、y1、z1的夹角，β1、β2、β3为y2分别与x1、y1、z1的夹角，γ1、γ2、γ3为z2分别与x1、y1、z1的夹角，d1、d2、d3为O2在O1x1y1z1系中的坐标；
3、P点在O2系中的坐标为(x2，y2，z2)。
那么空间坐标变换的结果是求解：P点在O1系中的坐标为(x，y，z)。
详细计算过程可以分为以下4个步骤：
i.将相关坐标全部齐次化，构建相应的齐次坐标，并且转置为列向量。齐次化的规则是，对于点坐标，末位补1构成四元数；对于向量坐标，末位补0构成四元数；
(cosα1，cosα2，cosα3)→(cosα1，cosα2，cosα3，0)T
(cosβ1，cosβ2，cosβ3)→(cosβ1，cosβ2，cosβ3，0)T
(cosγ1，cosγ2，cosγ3)→(cosγ1，cosγ2，cosγ3，0)T
(d1，d2，d3)→(d1，d2，d3，1)T
ii.构建由O1x1y1z1，到O2x2y2z2的变换矩阵；
Figure BDA0002216484590000111
iii.将P在O2系的已知坐标(x2，y2，z2)，转换为齐次坐标P2＝(x2，y2，z2，1)T；
iv.计算转换后的坐标
P1＝T·P2
Figure BDA0002216484590000121
其中x、y、z即为待求解的坐标分量。
另外，上述问题的逆过程也是成立的，即已知P点在O1系中的坐标为(x1，y1，z1)，对于P点在O2系中的坐标为(x，y，z)也是可以求解的，只要对变换矩阵求逆即可。
P2＝T-1·P1
在上述坐标变换的基础上，下面结合参阅图6和图7对子步骤S121的一种可能的实施方式进行示例性陈述。例如，针对子步骤S121，可以包括子步骤S1211、子步骤S1212、子步骤S1213以及子步骤S1214，具体描述如下。
子步骤S1211，从医学数字成像和通信DICOM(Digital Imaging andCommunications in Medicine)影像字段中获取目标标准垂直面影像的第一原点坐标字段、第一方位向量字段以及第一像素间距字段。
子步骤S1212，根据第一像素间距字段将血管截面中心点在原始第一序列中的像素坐标转换为在标准垂直面坐标系中的第一坐标。
子步骤S1213，根据第一原点坐标字段和第一方位向量字段构建标准垂直面坐标系到患者坐标系的第一变换矩阵。
子步骤S1214，根据第一变换矩阵对第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标。
如图6所示，图6中可包括患者坐标系O0x0y0z0、多平面重建MPR坐标系O1x1y1z1以及标准垂直面坐标系O2x2y2z2。
首先，为了便于血管截面中心点P与DICOM信息中与坐标有关的字段保持量纲统一，可以根据目标标准垂直面影像的第一像素间距字段将P点位于O2x2y2z2中的像素坐标变换为在O2x2y2z2中的第一坐标。随后，构建由O2x2y2z2到O0x0y0z0的第一变换矩阵T2。
在一种可能的实施方式中，该第一变换矩阵T2可以由旋转分量[M2]3×3和位移分量
Figure BDA0002216484590000131
构成。例如，首先可以根据第一方位向量字段中的各个三维坐标分量构建第一变换矩阵的旋转分量[M2]3×3，旋转分量[M2]3×3为一个三阶方阵，前两列分别由第一方位向量字段的前后两个三维坐标分量构成，最后一列由上述坐标分量的外积构成。由于第一方位向量字段中存储的坐标分量均已归一化，因此旋转分量[M2]3×3中三个列向量均为单位向量且两两正交，构成一组基。第一方位向量字段包括标准垂直面坐标系的每条坐标轴分别与患者坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值。
接着，根据第一原点坐标字段中的各个坐标分量构建第一变换矩阵的位移分量。即，位移分量
Figure BDA0002216484590000132
则由第一原点坐标字段的三个坐标分量构成。如此，根据旋转分量[M2]3×3和位移分量
Figure BDA0002216484590000133
得到第一变换矩阵T2，
Figure BDA0002216484590000134
由此，可以根据第一变换矩阵T2对P点在O2x2y2z2中的第一坐标进行坐标变换，得到P点在O0x0y0z0中的第三坐标。
相应地，下面结合参阅图6和图8对子步骤S122的一种可能的实施方式进行示例性陈述。例如，针对子步骤S122，可以包括子步骤S1221、子步骤S1222、以及子步骤S1223，具体描述如下。
子步骤S1221，从DICOM影像字段中获取原始影像序列中最后一张原始影像的第二原点坐标字段和第二方位向量字段。
子步骤S1222，根据第二原点坐标字段和第二方位向量字段构建患者坐标系到多平面重建坐标系的第二变换矩阵。
子步骤S1223，根据第二变换矩阵对第三坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
本实施例中构建第二变换矩阵的方式与前述构建第一变换矩阵的方式类似，主要区别在于，在构建第二变换矩阵时是获取的是原始影像序列中最后一张原始影像的第二原点坐标字段和第二方位向量字段。
在一种可能的实施方式中，该第二变换矩阵T1可以由旋转分量[M1]3×3和位移分量
Figure BDA0002216484590000141
构成。例如，首先可以根据第二方位向量字段中的各个三维坐标分量构建第二变换矩阵的旋转分量构建第二变换矩阵的旋转分量[M1]3×3，旋转分量[M1]3×3为一个三阶方阵，前两列分别由第二方位向量字段的前后两个三维坐标分量构成，最后一列由上述坐标分量的外积构成。同样地，由于第二方位向量字段中存储的坐标分量均已归一化，因此旋转分量[M1]3×3中三个列向量均为单位向量且两两正交，构成一组基。第二方位向量字段包括患者坐标系的每条坐标轴分别与多平面重建坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值。
接着，根据第二原点坐标字段中的各个坐标分量构建第二变换矩阵T1的位移分量
Figure BDA0002216484590000142
即，位移分量
Figure BDA0002216484590000143
则由第二原点坐标字段的三个坐标分量构成。如此，根据旋转分量[M1]3×3和位移分量
Figure BDA0002216484590000144
得到第二变换矩阵T1，第二变换矩阵T1与第一变换矩阵T2不同的是，需要的是由O0x0y0z0到O1x1y1z1的变换，故需要对组合后的矩阵求逆，即
Figure BDA0002216484590000145
由此，可以根据第二变换矩阵T1对P点在O0x0y0z0中的第三坐标进行坐标变换，得到P点在O1x1y1z1中的第二坐标。
基于上述步骤，可以将P点在O2x2y2z2中的第一坐标变换为在O1x1y1z1中的第二坐标。
在上述基础上，针对步骤S130，多平面重建影像可以包括多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像中的至少一种。例如，请进一步结合参阅图9，为一种影像显示示意图，该影像可分为六个部分，左侧四个子窗口从左到右、从上到下依次是标准垂直面影像序列、多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像。右侧两个子窗口从左到右分别是拉直面影像序列、三维重建影像视图(用于中心线展示和当前标准垂直面定位)。
在确定血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标的基础上，可以根据第二坐标确定血管截面中心点在多平面重建影像中的空间位置，并在该空间位置处显示一定位标记。
以图9为例，在左侧四个子窗口中，当鼠标在左上角的标准垂直面影像序列上使用滚轮翻页以确定目标标准垂直面影像时，多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像会自动跟随联动定位到当前血管截面中心点所在空间位置。由此，实现曲面重建影像与多平面重建图像的交互联动，进而提高影像的对比观察效率。
基于同一发明构思，请参阅图10，示出了本申请实施例提供的影像交互联动装置200的功能模块示意图，本实施例可以根据上述方法实施例对影像交互联动装置200进行功能模块的划分。例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。比如，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图10示出的影像交互联动装置200只是一种装置示意图。其中，影像交互联动装置200可以包括获取模块210、坐标变换模块220以及联动定位模块230，下面分别对该影像交互联动装置200的各个功能模块的功能进行详细阐述。
获取模块210，用于获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，标准垂直面影像序列为曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列。可以理解，该获取模块210可以用于执行上述步骤S110，关于该获取模块210的详细实现方式可以参照上述对步骤S110有关的内容。
坐标变换模块220，用于对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。可以理解，该坐标变换模块220可以用于执行上述步骤S120，关于该坐标变换模块220的详细实现方式可以参照上述对步骤S120有关的内容。
联动定位模块230，用于根据第二坐标在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置。可以理解，该联动定位模块230可以用于执行上述步骤S130，关于该联动定位模块230的详细实现方式可以参照上述对步骤S130有关的内容。
在一种可能的实施方式中，标准垂直面影像序列可以通过以下方式获得：
获取原始影像序列；
从原始影像序列中提取曲面重建影像序列；
从曲面重建影像序列中提取曲面重建影像垂直于血管截面的影像序列作为标准垂直面影像序列。
在一种可能的实施方式中，坐标变换模块220可以通过以下方式对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标：
根据第一变换矩阵对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标，第一变换矩阵为标准垂直面坐标系到患者坐标系的变换矩阵；
根据第二变换矩阵对第三坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，第二变换矩阵为患者坐标系到多平面重建坐标系的变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，坐标变换模块220可以通过以下方式对血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第二坐标：
从医学数字成像和通信DICOM影像字段中获取目标标准垂直面影像的第一原点坐标字段、第一方位向量字段以及第一像素间距字段；
根据第一像素间距字段将血管截面中心点在原始第一序列中的像素坐标转换为在标准垂直面坐标系中的第一坐标；
根据第一原点坐标字段和第一方位向量字段构建标准垂直面坐标系到患者坐标系的第一变换矩阵；
根据第一变换矩阵对第一坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标。
在一种可能的实施方式中，坐标变换模块220可以通过以下方式构建标准垂直面坐标系到患者坐标系的第一变换矩阵：
根据第一方位向量字段中的各个三维坐标分量构建第一变换矩阵的旋转分量，第一方位向量字段包括标准垂直面坐标系的每条坐标轴分别与患者坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据第一原点坐标字段中的各个坐标分量构建第一变换矩阵的位移分量；
根据旋转分量和位移分量得到第一变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，坐标变换模块220可以通过以下方式对第三坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标：
从DICOM影像字段中获取原始影像序列中最后一张原始影像的第二原点坐标字段和第二方位向量字段；
根据第二原点坐标字段和第二方位向量字段构建患者坐标系到多平面重建坐标系的第二变换矩阵；
根据第二变换矩阵对第三坐标进行坐标变换，得到血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
在一种可能的实施方式中，坐标变换模块220可以通过以下方式构建患者坐标系到多平面重建坐标系的第二变换矩阵：
根据第二方位向量字段中的各个三维坐标分量构建第二变换矩阵的旋转分量，第二方位向量字段包括患者坐标系的每条坐标轴分别与多平面重建坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据第二原点坐标字段中的各个坐标分量构建第二变换矩阵的位移分量；
根据旋转分量和位移分量得到第二变换矩阵。
在一种可能的实施方式中，多平面重建影像可以包括多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像中的至少一种，联动定位模块230可以通过以下方式在多平面重建影像中联动定位血管截面中心点的空间位置：
根据第二坐标确定血管截面中心点在多平面重建影像中的空间位置，并在该空间位置处显示一定位标记。
基于同一发明构思，请参阅图11，示出了本申请实施例提供的用于执行上述影像交互联动方法的图像处理设备100的结构示意框图，该图像处理设备100可以包括机器可读存储介质120和处理器130。
本实施例中，机器可读存储介质120与处理器130均位于图像处理设备100中且二者分离设置。然而，应当理解的是，机器可读存储介质120也可以是独立于图像处理设备100之外，且可以由处理器130通过总线接口来访问。可替换地，机器可读存储介质120也可以集成到处理器130中，例如，可以是高速缓存和/或通用寄存器。
处理器130是该图像处理设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个图像处理设备100的各个部分，通过运行或执行存储在机器可读存储介质120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在机器可读存储介质120内的数据，执行该图像处理设备100的各种功能和处理数据，从而对图像处理设备100进行整体监控。可选地，处理器130可包括一个或多个处理核心；例如，处理器130可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。
其中，处理器130可以是一个通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制上述实施例提供的影像交互联动方法的程序执行的集成电路。
机器可读存储介质120可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmabler-Only MEMory，EEPROM)、只读光盘(Compactdisc Read-Only MEMory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。机器可读存储介质120可以是独立存在，通过通信总线与处理器130相连接。机器可读存储介质120也可以和处理器集成在一起。其中，机器可读存储介质120用于存储执行本申请方案的机器可执行指令。处理器130用于执行机器可读存储介质120中存储的机器可执行指令，以实现前述方法实施例提供的影像交互联动方法。
由于本申请实施例提供的图像处理设备100是上述图像处理设备100执行的方法实施例的另一种实现形式，且图像处理设备100可用于执行上述方法实施例提供的影像交互联动方法，因此其所能获得的技术效果可参考上述方法实施例，在此不再赘述。
进一步地，本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的可读存储介质，计算机可执行指令在被执行时可以用于实现上述方法实施例提供的影像交互联动方法。
当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的影像交互联动方法中的相关操作。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种影像交互联动方法，其特征在于，应用于图像处理设备，所述方法包括：
获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从所述目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，所述标准垂直面影像序列为曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列；
对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标；
根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置。
2.根据权利要求1所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述标准垂直面影像序列通过以下步骤获得：
获取原始影像序列；
从所述原始影像序列中提取曲面重建影像序列；
从所述曲面重建影像序列中提取曲面重建影像垂直于血管截面的影像序列作为所述标准垂直面影像序列。
3.根据权利要求1所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
根据第一变换矩阵对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标，所述第一变换矩阵为所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的变换矩阵；
根据第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标，所述第二变换矩阵为所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的变换矩阵。
4.根据权利要求3所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述根据第一变换矩阵对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
从医学数字成像和通信DICOM影像字段中获取所述目标标准垂直面影像的第一原点坐标字段、第一方位向量字段以及第一像素间距字段；
根据所述第一像素间距字段将所述血管截面中心点在原始第一序列中的像素坐标转换为在所述标准垂直面坐标系中的第一坐标；
根据所述第一原点坐标字段和所述第一方位向量字段构建所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的第一变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵对所述第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在患者坐标系中的第三坐标。
5.根据权利要求4所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述根据所述第一原点坐标字段和所述第一方位向量字段构建所述标准垂直面坐标系到所述患者坐标系的第一变换矩阵的步骤，包括：
根据所述第一方位向量字段中的各个三维坐标分量构建所述第一变换矩阵的旋转分量，所述第一方位向量字段包括所述标准垂直面坐标系的每条坐标轴分别与所述患者坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据所述第一原点坐标字段中的各个坐标分量构建所述第一变换矩阵的位移分量；
根据所述旋转分量和所述位移分量得到所述第一变换矩阵。
6.根据权利要求3所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述根据第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标的步骤，包括：
从DICOM影像字段中获取原始影像序列中最后一张原始影像的第二原点坐标字段和第二方位向量字段；
根据所述第二原点坐标字段和所述第二方位向量字段构建所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的第二变换矩阵；
根据所述第二变换矩阵对所述第三坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标。
7.根据权利要求6所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述根据所述第二原点坐标字段和所述第二方位向量字段构建所述患者坐标系到所述多平面重建坐标系的第二变换矩阵的步骤，包括：
根据所述第二方位向量字段中的各个三维坐标分量构建所述第二变换矩阵的旋转分量，所述第二方位向量字段包括所述患者坐标系的每条坐标轴分别与所述多平面重建坐标系的每条坐标轴之间夹角的余弦值；
根据所述第二原点坐标字段中的各个坐标分量构建所述第二变换矩阵的位移分量；
根据所述旋转分量和所述位移分量得到所述第二变换矩阵。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的影像交互联动方法，其特征在于，所述多平面重建影像包括多平面重建轴截面影像、多平面重建矢状面影像和多平面重建冠状面影像中的至少一种，所述根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置的步骤，包括：
根据所述第二坐标确定所述血管截面中心点在所述多平面重建影像中的空间位置，并在该空间位置处显示一定位标记。
9.一种影像交互联动装置，其特征在于，应用于图像处理设备，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前从标准垂直面影像序列中选择的目标标准垂直面影像，并从所述目标标准垂直面影像中获取血管截面中心点，所述标准垂直面影像序列为曲面重建影像中垂直于血管截面的影像序列；
坐标变换模块，用于对所述血管截面中心点在标准垂直面坐标系中的第一坐标进行坐标变换，得到所述血管截面中心点在多平面重建坐标系中的第二坐标；
联动定位模块，用于根据所述第二坐标在多平面重建影像中联动定位所述血管截面中心点的空间位置。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令被执行时实现权利要求1-8中任意一项所述的影像交互联动方法。
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