CN111513738B - 血管造影方法、装置、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种血管造影方法、装置、设备及系统，属于血管造影技术领域。该血管造影方法应用于血管造影系统，所述血管造影系统还包括扫描设备；所述方法包括：在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像；根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈；响应于所述造影剂达到最大充盈，控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，以获取所述目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
Description
技术领域
本公开涉及血管造影技术领域，尤其涉及一种血管造影方法、装置、设备及系统。
背景技术
数字剪影血管造影(Digital subtraction angiography，DSA)技术广泛应用于血管性疾病的诊断和治疗。通过DSA技术能够获取目标对象的血管造影图像。
相关技术中，采用步进扫描方式获取大范围血管图像(例如下肢血管图像)。具体来说，设备操作人员根据造影剂在血管中的流势判断是否完成采集区域的图像采集，并且手动控制目标对象与扫描设备相对移动，以对目标对象的下一采集区域进行图像采集。
相关技术中依赖人工控制目标对象与扫描设备相对移动的方式具有流程复杂、失误率高的缺陷，易造成无效造影剂注射和无效X射线曝光。
发明内容
本公开提供一种血管造影图像获取方法及装置，以解决相关技术中的技术缺陷。
第一方面，本公开实施例提供了一种血管造影方法，所述方法应用于血管造影系统，所述系统还包括扫描设备；所述方法包括：
在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像；
根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈；
响应于所述造影剂达到最大充盈，控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，以获取所述目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
在一个实施例中，所述根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈，包括：
在所述采集区域的血管造影图像中确定出与所述下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域；
在所述采集区域的血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的位置；
在所述位置位于所述重叠区域内的情况下，确定所述造影剂达到所述最大充盈。
在一个实施例中，所述控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，包括：
获取至少两帧所述采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧所述采集区域的血管造影图像获取所述造影剂在所述采集区域内的流速；
基于所述流速控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
在一个实施例中，所述获取至少两帧所述采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧所述采集区域的血管造影图像获取所述造影剂在所述采集区域内的流速，包括：
在所述采集区域以设定时间间隔先后获取第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像；
在所述第一帧血管造影图中确定所述造影剂轨迹边缘的第一位置，并在所述第帧二血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的第二位置；
根据所述第一位置、所述第二位置、以及所述设定时间间隔获取所述流速。
在一个实施例中，所述基于所述流速控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，包括：
以大于或者等于所述流速的速度控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
在一个实施例中，所述获取目标对象一个采集区域的血管造影图像，包括：
获取所述目标对象在所述采集区域的扫描图像；
根据所述扫描图像和预先获取的所述采集区域的蒙版图像获取所述采集区域的预处理血管造影图像；
以设定阈值对所述预处理血管造影图像进行图像阈值处理得到所述采集区域的血管造影图像。
第二方面，本公开实施例还提供了一种血管造影装置，所述装置应用于血管造影系统，所述系统还包括扫描设备；所述装置包括：
获取模块，用于在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像；
确定模块，用于根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈；以及
控制模块，用于响应于所述造影剂达到最大充盈，控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，以获取所述目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
在一个实施例中，所述确定模块包括：
第一确定单元，用于在所述采集区域的血管造影图像中确定出与所述下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域；
第二确定单元，用于在所述采集区域的血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的位置；以及
第三确定单元，用于在所述位置位于所述重叠区域内的情况下，确定所述造影剂达到所述最大充盈。
在一个实施例中，所述控制模块包括：
第一获取单元，用于获取至少两帧所述采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧所述采集区域的血管造影图像获取所述造影剂在所述采集区域内的流速；以及
控制单元，用于基于所述流速控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
在一个实施例中，所述第一获取单元包括：
第一获取子单元，用于在所述当前采集区域以设定时间间隔先后获取第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像；
确定子单元，用于在所述第一帧血管造影图中确定所述造影剂轨迹边缘的第一位置，并在所述第二帧血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的第二位置；以及
第二获取子单元，用于根据所述第一位置、所述第二位置、以及所述设定时间间隔获取所述流速。
在一个实施例中，所述控制单元具体用于：以大于或者等于所述流速的速度控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
在一个实施例中，所述获取模块包括：
第二获取单元，用于获取所述目标对象所述采集区域的扫描图像；
第三获取单元，用于根据所述扫描图像和预先获取的所述采集区域的蒙版图像获取所述采集区域的预处理血管造影图像；以及
处理单元，用于以设定阈值对所述预处理血管造影图像进行图像阈值处理得到所述采集区域的血管造影图像。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，所述设备包括：
存储器，存储有可执行指令；以及
处理器，被配置为执行所述存储器中可执行指令以实现上述第一方面提供的血管造影方法。
第四方面，本公开实施例提供了一种血管造影系统，所述设备包括：
扫描设备；以及
如权利要求所述的电子设备。
第五方面，本公开实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现上述第一方面提供的方法。
本公开所提供的血管造影方法、装置、设备及系统至少具有以下有益效果：
本公开实施例提供的血管造影方法基于图像识别跟踪造影剂在采集区域内的流势，并根据造影剂在采集区域内达到最大充盈触发扫描设备或目标对象相对移动，实现对目标对象的下一采集区域的扫描。以此方式，有效减少了设备操作人员的操作流程。并且，基于图像识别控制扫描设备或目标对象移动有效提高了设备移动的响应速度，避免人工误判造成的造影剂无效注射和X射线无效曝光。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的血管造影系统的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的血管造影方法的流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的血管造影方法部分流程图；
图4是根据另一示例性实施例示出的血管造影方法部分流程图；
图5是根据另一示例性实施例示出的血管造影方法部分流程图；
图6-1和图6-2是根据一示例性实施例示出的同一采集区域的不同血管造影图像示意图；
图7是根据另一示例性实施例示出的血管造影方法部分流程图；
图8是根据一示例性实施例示出的血管造影装置的框图；
图9是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的框图；
图10是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的框图；
图11是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的框图；
图12是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的框图。
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例并不代表与本公开相一致的所有实施例。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。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本公开说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
在介绍本公开实施例提供的血管造影方法之前，首先阐述适用该方法的血管造影系统。图1是根据一示例性实施例示出的血管造影系统的结构图。
如图1所示，血管造影系统包括扫描设备100和治疗床200。其中，扫描设备100包括发射器110和接收器120，发射器110用于输出X射线，接收器120用于接收发射器110输出的X射线。治疗床200位于发射器110和接收器120之间，并且治疗床200与扫描设备100可沿治疗床200的纵向X1相对移动。示例地，治疗床200固定，扫描设备100沿纵向X1移动；或者，扫描设备100固定，治疗床200(例如导管床)沿纵向X1移动。
该血管造影系统在使用时，将目标对象300固定在治疗床200上。发射器110输出的X射线穿过目标对象300后被接收器120接收。接收器120基于接收到的X射线输出图像，该图像显示目标对象300体内的生理结构特征。
并且，血管造影系统还包括硬件执行端，例如，微处理器(Microcontroller Unit，MCU)、控制器等。本公开实施例提供的血管造影方法和装置应用于血管造影系统的硬件执行端。
基于上述血管造影系统，本公开实施例提供了一种血管造影方法，该方法应用于血管造影系统，系统还包括扫描设备。图2是根据一示例性实施例示出的血管造影方法流程示意图。如图2所示，该方法包括：
步骤201、在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像。
步进扫描过程在目标对象上划分出多个采集区域，在本公开实施例中，“一个采集区域”或“采集区域”为当前正在扫描的区域，“下一个采集区域”为基于步进步长确定的与当前正在采集区域相邻的区域。
图3是根据一示例性实施例示出的步骤201的流程图。在一个实施例中，如图3所示，步骤201具体包括：
步骤2011、获取目标对象在采集区域的扫描图像。
在获取扫描图像之前，先向目标对象的血管中注射造影剂。也即，扫描图像为目标对象体内注射造影剂之后获取的图像。造影剂的密度与血管周围的生理结构的密度不同，通过造影剂提高扫描图像中血管与其他结构的对比度。
步骤2012、根据扫描图像和预先获取的采集区域的蒙版图像获取采集区域的预处理血管造影图像。
蒙版图像为在向目标对象血管注射造影剂之前获取的图像。蒙版图像显示了目标对象体内血管、骨骼等多种生理结构的形态和特征。对于同一个采集区域，扫描图像中血管图像的亮度更高，其他生理结构(例如骨骼等)的图像与蒙版图像中相同。因此，通过扫描图像与蒙版图像相减得到预处理血管造影图像。该血管造影图像能够初步反映出目标对象的血管结构。
步骤2013、以设定阈值对预处理血管造影图像进行图像阈值处理得到采集区域的血管造影图像。
图像阈值处理为基于图像灰度对图像不同区域进行划分的处理方式，通过图像阈值处理使得预处理图像中血管结构的边缘更为清晰，得到血管造影图像。
继续参见图2，在步骤201之后执行步骤202，具体如下：
步骤202、根据血管造影图像确定预先注射进到目标对象血管中的造影剂达到最大充盈。
注射进目标对象血管中的造影剂随着血液流通。步骤202中最大充盈是指：造影剂充满采集区域内的血管。反映到造影图像上，最大充盈是指造影剂轨迹的边缘达到造影图像的指定位置。
图4是根据一示例性实施例示出的步骤202的流程图。在一个实施例中，如图4所示，步骤202具体包括：
步骤2021、在采集区域的血管造影图像中确定出与下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域。
步进采集过程中，通过多个采集区域的图像拼接得到完整的血管造影图像。为了保证相邻两个采集区域的图像的连续性，相邻两个采集区域的血管造影图像之间具有重叠区域。该重叠区域基于扫描设备中放射器、接收器、以及治疗床三者间的相对位置确定。在步骤2021中，具体在血管中造影图像中确定重叠区域边缘的像素坐标。
步骤2022、在采集区域的血管造影图像中确定造影剂轨迹边缘的位置。
由于血管造影图像中造影剂轨迹的灰度连续，因此基于血管造影图像的灰度能够确定出造影剂轨迹的边缘在图像中的像素坐标。
步骤2023、在造影剂轨迹的边缘位置位于重叠区域内的情况下，确定造影剂达到最大充盈。也即，当造影剂轨迹的边缘在图像中的像素坐标位于重叠区域的范围，判断造影剂达到最大充盈。
继续参照图2，在步骤202之后执行步骤203，具体如下：
步骤203、响应于造影剂达到最大充盈，控制扫描设备与目标对象相对移动，以获取目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
图5是根据一示例性实施例示出的步骤202的流程图。在一个实施例中，如图5所示，步骤203中控制扫描设备与目标对象相对移动，包括：
步骤2031、获取至少两帧采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧采集区域的血管造影图像获取造影剂在采集区域内的流速。
图6-1和图6-2是根据一示例性实施例示出的同一采集区域的不同血管造影图像。图7是根据一示例性实施例示出的步骤2031的流程图。在一个实施例中，步骤2031通过以下方式实现：
步骤701、以设定时间间隔先后获取采集区域的第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像。
示例地，以设定帧率获取采集区域的第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像。此时，根据设定帧率以及获取第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像的序号，确定设定时间间隔。
步骤702、在第一帧血管造影图中确定造影剂轨迹边缘的第一位置，并在第二帧血管造影图像中确定造影剂轨迹边缘的第二位置。
由于第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像是先后获取的，因此，两帧血管造影图像中造影剂轨迹边缘位置不同。如图6-1所示，在第一帧血管造影图中确定造影剂轨迹边缘601的第一像素坐标。如图6-2所示，在第二帧血管造影图像中确定造影剂轨迹边缘602的第二像素坐标。
步骤703、根据第一位置、第二位置、以及设定时间间隔获取造影剂流速。
通过第一位置和第二位置的像素坐标能够获取造影剂在设定时间间隔中流动的距离。因此，根据该距离和设定时间间隔能够获取造影剂的平均流速。
继续参见图5，在步骤2031之后执行步骤2032，具体如下：
步骤2032、基于造影剂流速控制扫描设备与目标对象相对移动。
示例地，以与造影剂流速相同的速度控制扫描设备与目标对象相对移动。此时，可选用较小的步进步长，实现类似连续采集的效果。在这样的情况下，血管造影系统跟踪造影剂并控制扫描设备或治疗床同步移动。
示例地，以大于造影剂流速的速度控制扫描设备与目标对象相对移动。此时，可选用较大的步进步长，扫描设备与目标对象快速相对移动，以获取目标对象下一采集区域的血管造影图像。
此外，可选固定扫描设备，驱动治疗床实现相对移动；或者，可选固定治疗床，驱动扫描设备实现相对移动。
本公开实施例提供的血管造影方法基于图像识别自动跟踪造影剂在采集区域内的流势，并根据造影剂的流逝触发扫描设备或目标对象相对移动，实现下一采集区域的扫描。以此方式，在整体扫描过程中有效减少了设备操作人员的操作流程。并且，基于图像识别控制扫描设备或目标对象移动有效提高了设备移动的响应速度，避免人工误判造成的造影剂无效注射和X射线无效曝光。
第二方面，本公开实施例还提供了一种血管造影装置，装置应用于血管造影系统，系统还包括扫描设备。图8是根据一示例性实施例示出的血管造影装置框图。如图8所示，该装置包括：
获取模块801，用于在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像。
确定模块802，用于根据血管造影图像确定预先注射进到目标对象血管中的造影剂达到最大充盈。以及
控制模块803，用于响应于造影剂达到最大充盈，控制扫描设备与目标对象相对移动，以获取目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
在一个实施例中，图9是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的局部框图。如图9所示，确定模块802包括：
第一确定单元8021，用于在采集区域的血管造影图像中确定出与下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域。
第二确定单元8022，用于在采集区域的血管造影图像中确定造影剂轨迹边缘的位置。以及
第三确定单元8023，用于在位置位于重叠区域内的情况下，确定造影剂达到最大充盈。
在一个实施例中，图10是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的局部框图。如图10所示，控制模块803包括：
第一获取单元8031，用于获取至少两帧采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧采集区域的血管造影图像获取造影剂在采集区域内的流速。以及控制单元8032，用于基于流速控制扫描设备与目标对象相对移动。
在一个实施例中，图11是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的局部框图。如图11所示，第一获取单元8031包括：
第一获取子单元1101，用于在当前采集区域以设定时间间隔先后获取第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像。
确定子单元1102，用于在第一帧血管造影图中确定造影剂轨迹边缘的第一位置，并在第二帧血管造影图像中确定造影剂轨迹边缘的第二位置。以及
第二获取子单元1103，用于根据第一位置、第二位置、以及设定时间间隔获取流速。
在一个实施例中，控制单元8032具体用于：以大于或者等于流速的速度控制扫描设备与目标对象相对移动。
在一个实施例中，图12是根据另一示例性实施例示出的血管造影装置的局部框图。如图12所示，获取模块801包括：
第二获取单元8011，用于获取目标对象采集区域的扫描图像。
第三获取单元8012，用于根据扫描图像和预先获取的采集区域的蒙版图像获取采集区域的预处理血管造影图像。以及
处理单元8013，用于以设定阈值对预处理血管造影图像进行图像阈值处理得到采集区域的血管造影图像。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，设备包括：存储器以及处理器。其中，存储器存储有可执行指令，处理器被配置为执行存储器中可执行指令以实现上述提供的血管造影方法的步骤。
第四方面，本公开实施例提供了一种血管造影系统，该系统包括：图1所示的扫描设备以及上述提供的电子设备。
第五方面，本公开实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，其特征在于，可执行指令被处理器执行时实现上述第一方面提供的血管造影方法的步骤。可选地，该可存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由上述权利要求指出。
Claims (9)
1.一种血管造影方法，其特征在于，所述方法应用于血管造影系统，所述血管造影系统还包括扫描设备；所述方法包括：
在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像；
根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈，包括：在所述采集区域的血管造影图像中确定出与下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域，在所述采集区域的血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的位置，在所述位置位于所述重叠区域内的情况下，确定所述造影剂达到所述最大充盈；
响应于所述造影剂达到最大充盈，控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，以获取所述目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，包括：
获取至少两帧所述采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧所述采集区域的血管造影图像获取所述造影剂在所述采集区域内的流速；
基于所述流速控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取至少两帧所述采集区域的血管造影图像，并根据至少两帧所述采集区域的血管造影图像获取所述造影剂在所述采集区域内的流速，包括：
在所述采集区域以设定时间间隔先后获取第一帧血管造影图像和第二帧血管造影图像；
在所述第一帧血管造影图中确定所述造影剂轨迹边缘的第一位置，并在所述第二帧血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的第二位置；
根据所述第一位置、所述第二位置、以及所述设定时间间隔获取所述流速。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述流速控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，包括：
以大于或者等于所述流速的速度控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标对象一个采集区域的血管造影图像，包括：
获取所述目标对象在所述采集区域的扫描图像；
根据所述扫描图像和预先获取的所述采集区域的蒙版图像获取所述采集区域的预处理血管造影图像；
以设定阈值对所述预处理血管造影图像进行图像阈值处理得到所述采集区域的血管造影图像。
6.一种血管造影装置，其特征在于，所述装置应用于血管造影系统，所述血管造影系统还包括扫描设备；所述装置包括：
获取模块，用于在步进扫描过程中，获取目标对象一个采集区域的血管造影图像；
确定模块，用于根据所述血管造影图像确定预先注射进到所述目标对象血管中的造影剂达到最大充盈；其中，所述确定模块具体用于：在所述采集区域的血管造影图像中确定出与下一个采集区域的血管造影图像的重叠区域，在所述采集区域的血管造影图像中确定所述造影剂轨迹边缘的位置，在所述位置位于所述重叠区域内的情况下，确定所述造影剂达到所述最大充盈；以及
控制模块，用于响应于所述造影剂达到最大充盈，控制所述扫描设备与所述目标对象相对移动，以获取所述目标对象的下一个采集区域的血管造影图像。
7.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，存储有可执行指令；以及
处理器，被配置为执行所述存储器中可执行指令以实现权利要求1~5中任一项所述的方法。
8.一种血管造影系统，其特征在于，所述设备包括：
扫描设备；以及
如权利要求7所述的电子设备。
9.一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被处理器执行时实现权利要求1~5中任一项所述的方法。
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