CN110993067A - 医学影像标注系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医学影像标注系统。所述医学影像标注系统包括图像获取模块、显示模块以及标注模块，利用图像获取模块得到三维医学图像后，可利用显示模块在显示界面的不同区域分别显示三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像，利用标注模块可以获得用户在显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将位面标注位置对应到三维医学图像中获得三维标注位置，显示模块可以在显示界面内的各个位面上显示三维标注位置对应于各位面的位置信息。利用该系统实现了对三维医学图像中的具体位置的标注，便捷且标注效率高，另外基于位面标注位置的图像数据可得到对应的体素，便于获得三维标注位置的详细图像信息。

Description

医学影像标注系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种医学影像标注系统。

背景技术

在医学上，人体内产生的病兆基本上都是三维方式存在的。但是一般放射检查后得到的影像显示为二维图像，一套二维图像中的每张图像通常分属于不同深度的生理剖面。随着人工智能技术的发展，在医学诊断领域，利用经过训练的神经网络模型对医学图像进行分析评估成为一种重要的辅助诊断方法。而神经网络模型的训练需要大量的人工标注过的医学图像作为训练数据，医学图像需要由经验丰富的医生来标注才能确保标注信息的正确性。现有的医学图像标注方法通常是医生对二维图像进行标注，需要医生对扫描部位的各个层面的图像依次进行标注，非常繁琐。虽然通过组合一套二维图像可以获得三维的医学图像(或立体模型)，但是，显示器通常为二维平面，在显示出的三维医学图像上，直接标注其中的特定位置的难度较大，进而也较难从三维医学图像中得到指定位置的体素信息。

发明内容

为了便于对三维医学图像进行标注，本发明提供了一种医学影像标注系统。

本发明提供的医学影像标注系统包括图像获取模块、显示模块以及标注模块，所述图像获取模块用于获取三维医学图像，所述显示模块用于在显示界面的不同区域分别显示所述三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像，所述标注模块用于获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置，所述显示模块还用于在所述显示界面内的各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息。

可选的，所述显示模块包括图像选择单元以及十字线单元，所述图像选择单元用于从各个位面的所有二维图像中选择一张用于在所述显示界面的相应区域显示，所述十字线单元包括能够在所述显示界面内移动的十字线，所述十字线的交点用来确定所述位面标注位置。

可选的，所述显示界面内设置有与所述三个位面所在的区域一一对应的三个所述十字线，所述三个十字线在各自位面的二维图像中的位置体现了所述三维医学图像中的同一位置的信息。

可选的，所述三个十字线分两行设置，且同一行上的两个所述十字线共用一条横线，不同行上的两个所述十字线共用一条竖线。

可选的，所述标注模块包括位面联动单元，所述位面联动单元用于根据任一所述十字线的移动，将相关位面的二维图像切换为与移动后的所述十字线的横线和/或纵线位置一致的二维图像。

可选的，所述标注模块包括图像数据提取单元和阈值分割单元，所述图像数据提取单元用于在获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置后，获取所述三维医学图像在所述位面标注位置的图像数据；所述阈值分割单元用于基于所述位面标注位置的图像数据，加减一设定值以得到图像分割阈值，以所述位面标注位置为中心且以所述图像分割阈值为图像分割边界的图像数据，从标注的所述二维图像分割得到与所述位面标注位置对应的体素。

可选的，所述图像数据为CT值或者像素灰度值。

可选的，所述显示模块还用于在所述位面标注位置标记一六面体，所述六面体完全包围分割得到的全部所述体素。

可选的，所述六面体的两个维度位于相应的所述二维图像的平面内，所述两个维度以外的另一维度垂直于所述二维图像。

可选的，所述六面体的各个维度上的长度可调。

可选的，所述显示模块还用于在所述显示界面内显示所述三维医学图像的立体模型。

可选的，所述医学影像标注系统还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述二维图像、所述位面标注位置以及所述三维标注位置的信息。

本发明提供的医学影像标注系统，包括图像获取模块、显示模块以及标注模块，利用所述图像获取模块可以得到三维医学图像，利用所述显示模块可以在显示界面的不同区域分别显示所述三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像，利用所述标注模块可以获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置，利用所述显示模块可以在所述显示界面内的各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息。从而，利用该系统实现了对三维医学图像中的具体位置的标注，便捷且标注效率高，可以大大节省用户的时间。

附图说明

图1是本发明实施例的医学影像标注系统的方框示意图。

图2是冠状位、矢状位、横断位的示意图。

图3A是本发明实施例的医学影像标注系统的显示界面的图像。

图3B是本发明实施例的医学影像标注系统的显示界面的图像。

附图标记说明：

100-医学影像标注系统；110-图像获取模块；120-显示模块；121-图像选择单元；122-十字线单元；130-标注模块；131-位面联动单元；132-图像数据提取单元；133-阈值分割单元；140-存储模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的医学影像标注系统作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1是本发明实施例的医学影像标注系统的方框示意图。参照图1，本发明一实施例中的医学影像标注系统100包括以下几个模块：图像获取模块110、显示模块120以及标注模块130。此外，为了对图像以及标注信息进行存储，所述医学影像标注系统100还可以包括存储模块140。以下对各个模块作进一步详细描述。

图像获取模块110用于获取三维医学图像。所述三维医学图像可以直接通过影像设备采集得到，也可以根据影像设备输出的二维图像进行再处理得到。所述影像设备例如是计算机断层扫描(CT)设备、正电子断层扫描设备(PET-CT)或者核磁共振(MRI)成像设备等。所述三维医学图像可以存储在医院的PACS(影像归档和通信)系统或者上述存储模块140中。作为一个示例，所述三维医学图像根据一组二维的CT图像组合而成，通过将不同层面的二维图像代表的位置信息以及对应的CT值整合为一个三维模型而得到所述三维医学图像。在另一实施例中，三维医学图像也可以根据一组二维的MRI图像得到。

由于三维医学图像是立体的，直接对其上的某一位置进行标注的难度较高。为了克服该问题，本实施例中，利用医学上的冠状位、矢状位、横断位三个位面，将所述三维医学图像从这三个位面的角度进行显示并进行标注。图2是冠状位、矢状位、横断位的示意图。参照图2，上述显示模块120用于在显示界面的不同区域分别显示图像获取模块110提取的三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像。而上述标注模块130用于获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置，并且，所述显示模块120还用于在所述显示界面内的各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息。所述显示模块120可以包括一显示器，所述显示界面指的是可以显示二维图像的交互界面，所述显示界面通过显示器显示，该显示器可以连接至计算机系统，所述计算机系统可以通过有线或无线方式与PACS系统连接，所述计算机系统可以设置有图像处理器、中央处理器以及存储介质等组件。

上述医学影像标注系统100通过显示模块120从三个位面分别显示要查看并标注的三维医学图像在各个位面的二维图像，并通过标注模块130在获得用户在显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置。在二维图像上标注更为便捷，且基于三个位面的二维图像之间的关联，用户仅在一个二维图像上进行标注即可利用标注模块130得到三个位面内的标注位置信息，即获得了三维标注位置，利用该系统实现了对三维医学图像中的具体位置的标注，便捷且标注效率高，可以大大节省用户的时间。此外，显示模块120可以在所述显示界面内的各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息，标注位置既直观又准确，便于用户作进一步分析。

上述显示模块120在显示界面的不同区域分别显示的所述三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像均可以包括两张以上。对于同一位面的二维图像，为了精确地在其中一张二维图像上进行标注，参照图1，本实施例中的显示模块120进一步可以包括图像选择单元121，所述图像选择单元121用于从各个位面的所有二维图像中选择一张用于在所述显示界面的相应区域显示。例如，图像选择单元121可以包括设置在显示界面的交互按钮，用户可以通过点击所述交互按钮或者利用鼠标的滚轮控制所述图像选择单元121从每个位面的所有二维图像中选择一张用于在所述显示界面的相应区域显示。

图3A和图3B均是本发明实施例的医学影像标注系统的显示界面的图像。参照图3A和图3B，本实施例中，以肺部CT重建得到的三维医学图像为例，利用显示模块120，在显示界面内的左上区域Ⅰ设置了冠状位二维图像，右上区域Ⅱ设置了矢状位二维图像，左下区域Ⅲ设置了横断位二维图像。这三个区域的二维图像均属于同一三维医学图像，可以从任一二维图像中选择对应于另外两个位面的二维图像的截面位置，并将三个二维图像均显示在显示界面中。此外，为了便于演示通过标注模块130获得的三维标注位置在立体模型中的位置，本实施例中，所述显示模块120还用于在所述显示界面内显示所述三维医学图像的立体模型或者虚拟图像，如图3A中的右下区域Ⅳ所示。所述显示界面还可以包括其它区域，例如用来显示各个位面名称、二维图像名称、标注位置信息等等。虽然附图中所述显示界面以黑白显示，应当理解，显示界面内的图像、标记、线条也可以根据需要设置为彩色。

参照图1，所述显示模块120还可以包括十字线单元122，所述十字线单元122包括能够在所述显示界面内移动的十字线，所述十字线便于用来确定用户选择的位面标注位置。例如，用户在显示界面的任一位面的二维图像上进行位面标注时，可以拖动要标注的位面对应的十字线至要标注的位置，使所述十字线的中心位于要标注的位置。用户也可以利用所述十字线在要标注的位置选择一个范围。

为了便于用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上设置位面标注位置，参照图3A和图3B，优选方案中，所述显示界面内设置有与所述三个位面所在的区域一一对应的三个所述十字线(图3A和图3B中的横纵交叉线)，所述三个十字线在各自位面的二维图像中的位置体现了所述三维医学图像中的同一位置的信息。即，可以通过三个位面上的十字线的位置，精确确定三维医学图像中的一个三维标注位置。在一实施例中，十字线的数量可以不限定为三个，对于同一位面的区域，也可以设置两个以上的可移动的十字线，以确定两个以上的位面标注位置。在一实施例中，也可以在设置三维医学图像的立体模型的区域设置十字线(图3B)。

进一步的，参照图3A，通过显示界面内各个位面的区域设定，可以对应的使分别确定三个位面内二维图像的三个十字线分两行设置，且同一行上的两个所述十字线共用一条横线，不同行上的两个所述十字线共用一条竖线。这样，在移动任一位面上的十字线以选择位面标注位置时，其它位面对应的十字线随之发生移动。由于三个十字线的位置分别对应三维医学图像中的同一点，因而可以通过改变任一位面中十字线的位置，同时实现对另外两个位面中的十字线的位置改变，从而方便获得三个位面的标注位置。

本实施例中，上述标注模块130用于获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置。具体的，所述标注模块130可以根据用户指定的位面标注位置在所在二维图像中的相对位置，得到该位面标注位置对应的三维医学图像中的三维标注位置在标注位面中的具体位置，并且，结合该位面标注位置所在二维图像在另外两个位面中的截面位置信息，即可以获得该位面标注位置对应的三维标注位置在另外两个位面中的具体位置信息，从而实现将该位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置的目的。所述三维标注位置具体可以包括其在三个位面中的位置信息，因此，用来表示所述三维标注位置的三个位面中的位置信息可以通过显示模块120显示在显示界面的各个位面的二维图像中，从而用户可以直接观察显示界面，能够直观地获得三维医学图像中三维标注位置的信息。并且，利用上述标注模块130，不需要用户一个位面一个位面地去比较并标注三维标注位置在每个位面的对应位置，用户仅需在任意一个位面中进行标注即可得到该位置在全部位面的位置信息，标注效率高，且标注过程避免了人为误差，准确率高。

进一步的，参照图1，所述标注模块130可包括位面联动单元131，所述位面联动单元131用于根据任一所述十字线的移动，将与所述十字线位置相关的位面的二维图像切换为与移动后的所述十字线的横线和/或纵线位置一致的二维图像。例如，如图3A所示，当移动左上区域Ⅰ冠状位面的十字线的横线时，该横线对应的冠状位面的横向垂面在变化，因而对应的左下区域Ⅲ横断位面的二维图像则会随着该横线的移动而发生变化，而当移动左上区域Ⅰ冠状位面的十字线的纵线时，该纵线对应的冠状位面的纵向垂面在变化，因而对应的右上区域Ⅱ矢状位面的二维图像会随着该纵线的移动而发生变化。利用所述位面联动单元131，便于显示单元120在显示界面内的各个位面上显示所述三维医学图像中的同一三维标注位置对应于各位面的位置信息。

为了便于用户了解所述三维医学图像中的三维标注位置处的图像块的信息，获取位面标注位置的体素，本实施例中，所述标注模块130还可包括图像数据提取单元132以及阈值分割单元133。所述图像数据提取单元132用于在获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置后，获取所述三维医学图像在所述位面标注位置的图像数据。所述阈值分割单元133用于基于所述位面标注位置的图像数据，加减一设定值以得到图像分割阈值，以所述位面标注位置为中心且以所述图像分割阈值为图像分割边界，从标注的所述二维图像分割得到与所述位面标注位置对应的体素。作为示例，用户(通常为医生)要在肺部CT的三维医学图像中标注肺结节，利用本实施例的医学影像标注系统，首先，可以提取该三维医学图像，在显示界面上显示各个位面的相应层的二维图像，三个位面的相应层的二维图像中的十字线交点指代同一三维标注位置；然后，用户点击某一位面二维图像中的某个疑似结节位置进行标注，标注模块130获取到该疑似结节位置的图像数据，所述图像数据可以是该位置中心点的CT值或者二维图像中对应像素的灰度值，进而，标注模块130可以以该位置中心点的图像数据为基准，加减一定范围得到一个阈值，称为图像分割阈值，所述图像分割阈值体现了在标注位置要分割的区域的边界的图像数据，利用阈值分割单元133，以该图像分割阈值对标注的二维图像进行体素分割，分割出的体素体现了位面标注位置的信息。

由于生物体中的实际病灶信息通常是三维的，优选方案中，在获得三维标注位置对应于各位面的位置信息的情况下，可以从各个位面的二维图像均分割得到对应位面的二维图像的体素，集合各个位面的体素信息可以得到三维标注位置的体素。为了直观地显示出位面标注位置以及体素的信息，本实施例中，显示模块120还用于在位面标注位置标记一六面体(例如在图3A左上区域中的方形内设置)，所述六面体完全包围所在位面分割得到的全部体素。但不限于此，在另一实施例中，位面标注位置也可以通过二维图形如多边形、圆形、椭圆形等形状标记。同一二维图像中可以在不同位置进行多次标记，多次标记的图形均可以显示在对应的二维图像中，其位置信息均可以保存到存储模块140。对于六面体标记，可以通过保存其斜对角线上两端点在设定坐标系中的坐标进行保存。所述显示模块120还可以包括图像放大单元，所述图像放大单元用于在获得所述六面体后，放大标注的所述二维图像中被所述六面体覆盖的区域的体素并在所述显示界面显示。

本实施例中，为了节约用户的标注时间，用户可以仅在所述显示界面内任一位面的二维图像上设置位面标注位置，标注模块130在获得所述位面标注位置后，将所述位面标注位置对应到三维医学图像中并获得三维标注位置。另外，阈值分割单元133从标注的所述二维图像分割得到与所述位面标注位置对应的体素后，利用上述六面体完全包围分割得到的全部所述体素并选定图像块，对于所述位面标注位置在另外两个位面的对应标注位置的阈值切割范围，可以根据上述六面体的相应边长来调整。

所述六面体的三个维度例如是两两垂直的，可以设定它的三个两两垂直的面分别与冠状位、矢状位、横断位三个位面平行，以便于使所述六面体的任一个面包围对应位面内的位面标注位置的全部体素。另外，可以设置调节所述六面体的各个维度上的长度(即两两垂直的三个边长)可调，从而便于用于调节要分割的体素在三维医学图像中的立体范围。具体的，可以设置所述六面体中的其中两个维度位于相应的二维图像(显示该六面体的二维图像)的平面内，并设置这两个维度以外的另一维度垂直于所述二维图像。所述另一维度上的长度可以根据位于所述二维图像的平面内的两个维度的长度进行设定。作为一个示例，在根据位面标注位置进行阈值分割得到所在二维图像平面的二维图像块的边长后，可以在对应另外两个位面的方向延伸该边长的一半，即可以得到与相应的位面标注位置和三维标注位置对应的一个六面体。在各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息后，可以通过要查看的任一位面上六面体覆盖的体素的范围，来调整所述六面体的边长，便于用户直观地获取三维标注位置对应的全部体素信息。

本实施例的医学影像标注系统中，通过图像获取模块提取的三维医学图像、三维医学图像在冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像、用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置以及与所述位面标注位置对应的三维标注位置中的部分或全部信息均可以保存在所述医学影像标注系统的存储模块140中，方便调用以及生成报告。

综上所述，利用本实施例的医学影像标注系统，用户可以仅通过在一个位面的二维图像中指定标注位置，就可以获得该位置对应在三个位面中的位置信息，从而可以清楚准确地实现对三维医学图像的标注。此外，利用所述医学影像标注系统，还可以基于位面标注位置的图像数据得到对应的体素，便于获得三维标注位置的详细图像信息。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种医学影像标注系统，其特征在于，包括：

图像获取模块，用于获取三维医学图像；

显示模块，用于在显示界面的不同区域分别显示所述三维医学图像的冠状位、矢状位、横断位三个位面的二维图像；以及

标注模块，用于获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置，将所述位面标注位置对应到所述三维医学图像中获得三维标注位置；以及

所述显示模块还用于在所述显示界面内的各个位面上显示所述三维标注位置对应于各位面的位置信息。

2.如权利要求1所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述显示模块包括：

图像选择单元，用于从各个位面的所有二维图像中选择一张用于在所述显示界面的相应区域显示；以及

十字线单元，包括能够在所述显示界面内移动的十字线，所述十字线的交点用来确定所述位面标注位置。

3.如权利要求2所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述显示界面内设置有与所述三个位面所在的区域一一对应的三个所述十字线，所述三个十字线在各自位面的二维图像中的位置体现了所述三维医学图像中的同一位置的信息。

4.如权利要求3所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述三个十字线分两行设置，且同一行上的两个所述十字线共用一条横线，不同行上的两个所述十字线共用一条竖线。

5.如权利要求4所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述标注模块包括：

位面联动单元，用于根据任一所述十字线的移动，将相关位面的二维图像切换为与移动后的所述十字线的横线和/或纵线位置一致的二维图像。

6.如权利要求1所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述标注模块包括：

图像数据提取单元，用于在获得用户在所述显示界面内任一位面的二维图像上的位面标注位置后，获取所述三维医学图像在所述位面标注位置的图像数据；以及

阈值分割单元，用于基于所述位面标注位置的图像数据，加减一设定值以得到图像分割阈值，以所述位面标注位置为中心且以所述图像分割阈值为图像分割边界的图像数据，从标注的所述二维图像分割得到与所述位面标注位置对应的体素。

7.如权利要求6所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述图像数据为CT值或者像素灰度值。

8.如权利要求6所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述显示模块还用于在所述位面标注位置标记一六面体，所述六面体完全包围分割得到的全部所述体素。

9.如权利要求8所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述六面体的两个维度位于相应的所述二维图像的平面内，所述两个维度以外的另一维度垂直于所述二维图像。

10.如权利要求8所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述六面体的各个维度上的长度可调。

11.如权利要求1至10任一项所述的医学影像标注系统，其特征在于，所述显示模块还用于在所述显示界面内显示所述三维医学图像的立体模型。

12.如权利要求1至10任一项所述的医学影像标注系统，其特征在于，还包括：

存储模块，用于存储所述二维图像、所述位面标注位置以及所述三维标注位置的信息。

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