CN111513739B - 血管造影机的控制方法及装置、电子设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本说明书提供一种血管造影机的控制方法及装置、电子设备、存储介质，所述方法包括：获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成；确定所述医学图像中血管瘤的位置信息；根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度；控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。从而实现了最佳投照角度的自动计算，降低了医护人员的工作量，且减少了人为的误差，提高了效率以及准确度。
Description
技术领域
本说明书涉及医疗技术领域，尤其涉及血管造影机的控制方法及装置、电子设备、存储介质。
背景技术
数字减影血管造影机(DSA)，是基于X射线的实时成像设备，可以帮助医护人员实时观察到病变部位以及介入器械在人体中的位置。在颅内血管瘤栓塞术中，医护人员需要根据血管瘤和载瘤血管的相对位置，选取合适的X射线投照角度进行手术的实时引导。
目前，医护人员通常根据经验和观察，手动旋转DSA的C臂完成的X射线投照角度的调整，该方式不仅效率低，而且准确度低，容易造成因X射线投照角度不理想引起的误诊、漏诊。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了血管造影机的控制方法及装置、电子设备、存储介质。
根据本说明书实施例的第一方面，提供一种血管造影机的控制方法，所述血管造影机包含机架组件，所述机架组件上设有X射线装置和探测器；
所述控制方法包括：
获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息；
根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度；
控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，包括：
从所述医学图像中分割出血管和血管瘤所在的感兴趣区域；
对所述感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取所述血管和血管瘤的中心线；
根据所述中心线的交叉点将所述中心线分割成若干中心线分支；
将所述若干中心线分支中只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支；
将所述若干中心线分支中与所述血管瘤的中心线分支连接的中心线分支确定为载瘤血管的中心线分支，所述载瘤血管的中心线分支位置表征所述载瘤血管位置信息。
可选地，所述位置信息还包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，还包括：
使用圆柱形的可变性模型对所述载瘤血管的中心线分支进行建模，得到与所述载瘤血管的中心线分支对应的血管壁面位置；
根据所述血管壁面位置从所述感兴趣区域中确定所述瘤颈位置信息。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度，包括：
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将所述直线的方向向量确定为所述X射线装置的目标投照方向的方向向量；
根据所述目标投照方向确定所述目标投照角度。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息和所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度，包括：
拟合所述瘤颈位置信息包含的空间坐标，得到所述血管瘤的瘤颈所在平面；
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将与所述瘤颈所在平面的法向量垂直且与所述直线的方向向量垂直的方向确定为所述X射线装置的目标投照方向；
根据所述目标投照方向确定所述目标投照角度。
根据本说明书实施例的第二方面，提供一种血管造影机的控制装置，所述血管造影机包含机架组件，所述机架组件上设有X射线装置和探测器；
所述控制装置包括：
获取模块，用于获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成；
确定模块，用于确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，并根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度；
控制模块，用于控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块用于：
从所述医学图像中分割出血管和血管瘤所在的感兴趣区域；
对所述感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取所述血管和血管瘤的中心线；
根据所述中心线的交叉点将所述中心线分割成若干中心线分支；
将所述若干中心线分支中只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支；
将所述若干中心线分支中与所述血管瘤的中心线分支连接的中心线分支确定为载瘤血管的中心线分支，所述载瘤血管的中心线分支位置表征所述载瘤血管位置信息。
可选地，所述位置信息还包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块还用于：
使用圆柱形的可变性模型对所述载瘤血管的中心线分支进行建模，得到与所述载瘤血管的中心线分支对应的血管壁面位置；
根据所述血管壁面位置从所述感兴趣区域中确定所述瘤颈位置信息。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度时，所述确定模块用于：
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将所述直线的方向向量确定为所述X射线装置的目标投照方向的方向向量；
根据所述方向向量确定所述目标投照角度。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息和所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度时，所述确定模块用于：
拟合所述瘤颈位置信息包含的空间坐标，得到所述血管瘤的瘤颈所在平面；
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将与所述瘤颈所在平面的法向量垂直且与所述直线的方向向量垂直的方向确定为所述X射线装置的目标投照方向；
根据所述目标投照方向的方向向量确定所述目标投照角度。
根据本说明书实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的血管造影机的控制方法。
根据本说明书实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的血管造影机的控制方法的步骤。
本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本说明书实施例中，基于DSA设备生成的受检体的医学图像，可以自动识别X射线装置的最佳投照角度，并控制C臂旋转，以使X射线装置以最佳投照角度对受检体进行扫描，进而根据探测器采集的X射线信号生成图像，辅助医护人员进行栓塞手术，该定量计算最佳投照角度的方式，优化了手术流程，降低了医护人员的工作量，且减少了人为的误差，提高了效率以及准确度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
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，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1a是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管造影机的结构示意图。
图1b是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管瘤与载瘤血管以一个最佳显示角度显示的示意图。
图1c是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管瘤与载瘤血管以另一个最佳显示角度显示的示意图。
图2是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管造影机的控制方法的流程图。
图3是本说明书根据一示例性实施例示出的一种基底动脉顶部的动脉瘤的示意图。
图4a是本说明书根据一示例性实施例示出的图2中步骤202的具体流程图。
图4b为本说明书根据一示例性实施例示出的包含血管瘤和血管的感兴趣区域的示意图。
图4c是本说明书根据一示例性实施例示出的一种C型臂的角度定义的示意图。
图5是本说明书根据一示例性实施例示出的另一种血管造影机的控制方法的流程图。
图6是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管造影机的控制装置的模块示意图。
图7是本说明书根据一示例实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
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说明书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、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附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。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
颅内血管瘤是血管壁薄弱局部形成的膨起(球状隆起)，内充满血液，一旦发生破裂出血，可导致死亡风险。目前，治疗颅内血管瘤的手术方式最常见有两种，一种是传统的开颅夹闭术，另一种为介入栓塞术。介入栓塞术是目前较为流行的先进治疗方法，其先行采用造影剂造影，以明确病灶的供血主干血管，然后在数字减影血管造影机(DSA)引导下，使微导管进入头颈部的血管，直至位于血管瘤鼓出的部位，通过微导管往血管瘤中填栓塞物，把血管瘤填充起来，防止再出血。
DSA设备是基于X射线的实时成像设备，可以帮助医护人员实时观察到病变部位以及介入器械(例如微导管)在人体中的位置。参见图1a，DSA设备包括机架组件11、扫描床12和运动控制系统(图中未示出)，机架组件11一般为C型臂，C型臂的一端是用于发射X射线的X射线装置111，另一端是探测器，C型臂可以在运动控制系统的驱动下以某个点为圆心旋转，从而满足医护人员从不同角度拍摄图像的需求。扫描床12可以带动受检体至X射线发射装置与X射线接受装置之间进行扫描。受检体被注射碘或者二氧化碳造影剂，受检体血管中的造影剂的X射线衰减与人体组织有差异，从而能够在成像设备上显示出人体血管的形态图像。
在进行血管瘤栓塞术的过程中，医护人员需要根据血管瘤和载瘤血管的相对位置，选取一个合适的X射线装置的投照角度，以生成血管瘤及其载瘤血管以最佳显示角度显示的医学图像，图1b示出了血管瘤与载瘤血管以最佳显示角度显示的示意图，在该显示角度下，医护人员可以引导介入器材的放置，能够既安全地栓塞血管瘤，又最好的保护载瘤血管的畅通工作。X射线装置在该投照角度发出的X线方向(投照方向)与血管瘤的瘤颈所在平面的法向量垂直，且与载瘤血管所在直线的方向垂直。
在进行血管瘤栓塞术的过程中，医护人员还需要选取另一个合适的X射线装置的投照角度，以生成血管瘤以另一个最佳显示角度显示的医学图像，图1c示出了血管瘤以另一个最佳显示角度显示的示意图，在该显示角度下，医护人员可以依据该医学图像判断栓塞物是否突出到血管中，避免栓塞物突出到血管中影响载瘤血管的血流，也能够注意到栓塞物是否全部都在血管瘤内部，没有戳破瘤壁。X射线装置在该投照角度发出的X线方向(投照方向)与载瘤血管所在直线的方向平行。
通过这两个最佳投照角度，医护人员可360°确认是否有栓塞物突出血管瘤表面，填充是否满意，有无过度填充或填充不够致密的情况。
X射线装置的投照角度由C型臂的旋转角度确定，目前，C型臂的旋转角度通常根据医护人员的经验和观察确定，也即医护人员一边观察显示设备上实时生成的医学图像(包含血管瘤和载瘤血管的相对位置)，一边手动旋转C型臂。可以理解地，X射线装置设于C型臂的一端，随着C型臂的旋转角度的变化，X射线装置的投照角度相对应的会发生变化，显示设备上实时生成的医学图像中血管瘤和载瘤血管的相对位置也会发生变化。因此医护人员通过手动不断地调整C型臂的角度，可使血管瘤与载瘤血管以医护人员想要的显示角度进行显示。然而，该手动调节投照角度的方式，一方面非常不便利、效率较低；另一方面，投照角度取决于医护人员的个人经验和判断，比较主观，精确度无法得到保障，容易造成因X射线投照角度不理想引起的误诊、漏诊。
基于上述问题，本说明书实施例提供一种血管造影机的控制方法，能够根据DSA设备获取的医学图像，确定医学图像中血管瘤的位置信息，并根据该位置信息自动计算出目标投照角度，并通过控制C型臂的运动，使X射线装置以目标投照角度对受检体进行扫描并获取医学图像，辅助医护人员制定最佳的血管瘤栓塞方案并进行手术，减轻医护人员的工作量以及人为造成的误差。
接下来以与血管瘤的瘤颈所在平面的法向量垂直，且与载瘤血管所在直线的方向垂直的投照方向对应的投照角度作为目标投照角度，对本说明书实施例进行详细说明。
如图2所示，图2是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管造影机的控制方法的流程图，包括以下步骤：
步骤201、获取医学图像。
其中，医学图像由X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成。医护人员可以通过对受检体的初步诊断确定受检体的一个大致扫描区域，例如，需要获得受检体的头部的医学图像，则对受检体的头部(目标对象)进行扫描；需要获得颈部的医学图像，则对受检体的颈部(目标对象)进行扫描。初始投照角度可以是任意角度，在该初始投照角度下对目标对象进行扫描，根据探测器采集到的X射线信号能重建出针对目标对象的三维的医学图像或投影得到针对目标对象的二维的医学图像，用于后续的投照角度的计算。
在另一个实施例中，医学图像也可以通过对目标对象的CT图像进行配准得到，具体的：通过CT设备扫描目标对象得到CT图像，通过DSA设备扫描目标对象得到DSA图像，将DSA图像作为标准配准图像对CT图像进行图像配准，将经过图像配准的CT图像作为用于后续投照角度计算的医学图像。
步骤202、确定医学图像中血管瘤的载瘤血管位置信息和血管瘤的瘤颈位置信息。
载瘤血管为形成有血管瘤的一段血管，瘤颈是血管瘤在载瘤血管上的开口，真实情况应该是一个曲面，但是可以近似看成一个平面。以图3示出的基底动脉顶部的动脉瘤为例，图中在基底动脉顶部的膨起也即动脉瘤，承载动脉瘤的一段动脉也即载瘤动脉，动脉瘤与载瘤动脉的交接位置也即瘤颈。从图中可以看出，确定了载瘤血管的位置可以大致确定血管瘤所在区域，确定了瘤颈的位置可以确定血管瘤的朝向。
本实施例中，目标投照角度对应的投照方向与血管瘤的瘤颈所在平面的法向量垂直，且与载瘤血管所在直线的方向垂直，计算该目标投照角度需要血管瘤所在的载瘤血管位置信息及血管瘤的瘤颈位置信息两个参数，下面对确定这两个参数的具体实现过程进行说明，参见图4a，包括以下步骤：
步骤202-1、对医学图像中的感兴趣区域进行分割。
其中，图像分割也即从医学图像中分割出包含血管瘤和载瘤血管的区域(感兴趣区域)。具体的，医护人员可以在医学图像中的动脉瘤处手动标注一个标注点，并以该标注点为中心确定一个立方体(VOI)，该立方体中包含血管瘤、血管以及其他组织，需要在VOI内分割出包含血管瘤和血管、但不包含其他组织的区域，可以但不限于采用阈值分割算法、深度学习、区域生长等方法实现，具体分割过程此处不再赘述。
图4b为本说明书根据一示例性实施例示出的包含血管瘤和血管的感兴趣区域的分割结果，从图中可以看出，感兴趣区域中包含很多血管分支，需要执行以下步骤，以从多根血管分支中确定形成有血管瘤的载瘤血管。
步骤202-2、对感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取血管和血管瘤的中心线。
血管可以看成是空心柱，通过对感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理可以提取血管和血管瘤的中心线，使用中心线表征对应的血管。参见图4b，图中的虚线表示对血管和血管瘤进行骨骼化处理后的结果，也即虚线表征对应血管的中心线。
步骤202-3、根据中心线的交叉点将中心线分割成若干中心线分支。
由于血管包含很多血管分支，相对应的，提取的中心线也会有很多分支，中心线分支与中心线分支的连接处为分支的交叉点。以图4b示出的血管及对应的中心线为例，图中的中心线包含3个交叉点，分别为A1、A2和A3，根据该交叉点可以将中心线分为分支L1～L7。
确定了中心线分支之后，可以以中心线分支所在的直线位置表征对应血管分支的位置，中心线分支的方向向量表征对应血管分支的延伸方向。
步骤202-4、将若干分支中只有一个交叉点的分支确定为血管瘤的中心线分支。
参见图4b，从图中可以看出，正常的血管提取的中心线有两个交叉点，而血管瘤提取的中心线L4只有一个交叉点，因此可以将只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支。可以理解的，图4b是血管的部分示意图，截断的血管还有延伸部分，相对应的，中心线分支L1、L2、L6和L7也还有延长部分，可以认为L1、L2、L6、L7有两个交叉点，一个与其它血管相连，一个位于VOI的边界上，只是图中未示出，不能因图中仅示出了中心线分支L1、L2、L6和L7的一个交叉点，就认为其对应的是血管瘤，而不是正常的血管。
步骤202-5、将若干中心线分支中与血管瘤的中心线分支连接的分支确定为载瘤血管的中心线分支。
还是以图4b为例，与血管瘤的中心线分支L4连接的中心线分支为L3和L5，因此可以将中心线分支L3和L5合并后对应的血管确定为载瘤血管，载瘤血管的位置信息可以通过中心线分支L3和L5上的空间坐标表征。
经过步骤202-1～步骤202-5即确定了载瘤血管的位置信息，步骤202-1确定了血管瘤与血管的整体区域，进而可通过下述步骤确定血管瘤的瘤颈位置信息。
步骤202-6、使用圆柱形的可变性模型对载瘤血管的中心线分支进行建模，确定载瘤血管的血管壁面位置，并根据所述血管壁面位置从所述分割区域中确定瘤颈位置信息。
其中，瘤颈位置信息可以通过瘤颈位置处的空间坐标表征，血管壁面与血管瘤的相接位置即为瘤颈位置。
还是以图4b为例，若分支L3和L5为载瘤动脉对应的中心线分支后，则对中心线分支L3和L5进行建模，得到对应的血管壁面，血管瘤与载瘤血管的整体区域根据图像分割确定了，载瘤血管的血管壁面也确定了，血管壁面与血管瘤的相接位置即为瘤颈位置。
步骤203、根据载瘤血管位置信息和血管瘤的瘤颈位置信息确定X射线装置的目标投照角度。
其中，目标投照角度也即医护人员想要的X射线装置的投照角度，这里为与血管瘤的瘤颈所在平面的法向量垂直，且与载瘤血管所在直线的方向垂直的投照方向对应的最佳投照角度，下面计算最佳投照角度的计算过程：
首先，需要确定载瘤血管所在的直线以及瘤颈所在的平面。
下面以图4b中的中心线分支L3和L5为例，对确定载瘤血管所在的直线的过程进行说明：
在一个实施例中，在中心线L3和L5上选取若干空间坐标，可以但不限于采用最小二乘法拟合选取的空间坐标，即可得到一条拟合直线表征载瘤血管所在的直线，该直线的方向向量也即载瘤血管的延伸方向，表示为
在另一个实施例中，载瘤血管所在的直线还可以通过半自动的方法确定，如手动在载瘤血管对应的中心线分支上标记两个空间坐标，将该两个空间坐标所在直线的方向向量确定为载瘤血管所在直线的方向向量。
下面对确定瘤颈所在平面的过程进行说明：
在一个实施例中，从步骤202-6确定的瘤颈位置上选取若干空间坐标(可以选取瘤颈位置上的全部空间坐标，也可以选取瘤颈位置上的部分空间坐标)，可以但不限于采用最小二乘法拟合选取的空间坐标，即可得到一个表征瘤颈位置的平面，假设瘤颈所在平面表示为Ax+By+Cz+D＝0，该平面的法向量为：
在另一个实施例中，瘤颈所在平面还可以通过半自动的方法确定，如手动在瘤颈位置上标记三个空间坐标，并根据平面方程确定瘤颈所在平面。
然后，根据载瘤血管所在的直线的方向向量以及瘤颈所在的平面的法向量确定投照方向的方向向量。
假设最佳投照方向用向量表示为由于最佳投照方向与瘤颈平面的法向量/>和载瘤动脉所在直线方向/>均垂直，则有：
求解上述方程，即可得到：
从而，
确定了XX射线的投照方向之后，需要将XX射线的投照方向转换为C型臂的姿态。C型臂的角度定义参见图4c，受检体仰卧在扫描床上，以脚朝向X方向的受检体为中心建一个球面。X射线装置沿球面纬度方向运动，在受检体的左侧时称为左前斜(LAO)，在受检体的右侧时称为右前斜(RAO)；X射线装置沿球面经度方向运动，在受检体的头侧时称为头位(CRA)，在受检体的脚侧时称为足位(CAU)。根据倾斜位(LAO/RAO)和头足位(CRA/CRA)两个角度，就可以唯一定义一个X射线装置的投照角度。
若通过以下公式即可确定与最佳投照方向对应的X射线装置的投照角度：
LAO/RAO：当θ>0，为LAO；当θ<0，为RAO。
CRA/CAU：当φ>0，为CRA；当φ<0，为CAU。
LAO/RAO、CRA/CAU的角度值即为目标投照角度。
步骤204、控制机架组件运动，以使X射线装置从初始投照角度切换至目标投照角度并对目标对象进行扫描。
将步骤203计算得到的LAO/RAO、CRA/CAU的角度值(目标投照角度)发送给运动控制系统，运动控制系统驱动机架组件运动，使X射线装置从初始投照角度切换至目标投照角度，并对目标对象进行扫描，获得的血管瘤与血管瘤所在的载瘤血管以最佳显示角度显示的医学图像，辅助医护人员进行血管瘤栓塞手术，对血管瘤进行填充。
接下来以与载瘤血管所在直线的方向平行的投照方向对应的投照角度作为目标投照角度，对本说明书实施例进行详细说明。
如图5所示，图5是本说明书根据一示例性实施例示出的另一种血管造影机的控制方法的流程图，包括以下步骤：
步骤501、获取医学图像。
其中，医学图像由X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成。医护人员可以通过对受检体的初步诊断确定受检体的一个大致扫描区域，例如，需要获得受检体的头部的医学图像，则对受检体的头部(目标对象)进行扫描；需要获得颈部的医学图像，则对受检体的颈部(目标对象)进行扫描。初始投照角度可以是任意角度，在该初始投照角度下对目标对象进行扫描，根据探测器采集到的X射线信号能重建出针对目标对象的三维的医学图像或投影得到针对目标对象的二维的医学图像，用于后续的投照角度的计算。
步骤502、确定医学图像中血管瘤的载瘤血管位置信息。
载瘤血管为形成有血管瘤的一段血管，以图3示出的基底动脉顶部的动脉瘤为例，图中在基底动脉顶部的膨起也即动脉瘤，承载动脉瘤的一段动脉也即载瘤动脉，动脉瘤与载瘤动脉的交接位置也即瘤颈。从图中可以看出，确定了载瘤血管的位置可以大致确定血管瘤所在区域。
本实施例中，目标投照角度对应的投照方向与载瘤血管所在直线的方向平行，计算该目标投照角度需要血管瘤的载瘤血管位置信息，具体计算过程参见步骤202-1～步骤202-5，此处不再赘述。
步骤503、根据载瘤血管位置信息确定X射线装置的目标投照角度。
其中，目标投照角度也即医护人员想要的X射线装置的投照角度，这里为与载瘤血管所在直线的方向平行的投照方向对应的最佳投照角度，下面计算最佳投照角度的计算过程：
首先，需要确定载瘤血管所在的直线。
下面以图4b中的中心线分支L5为例，对确定载瘤血管所在的直线的过程进行说明：
在一个实施例中，在中心线L5上选取若干空间坐标，可以但不限于采用最小二乘法拟合选取的空间坐标，即可得到一条拟合直线表征载瘤血管所在的直线，该直线的方向向量也即载瘤血管的延伸方向，同时为X射线的投照方向，表示为
在另一个实施例中，载瘤血管所在的直线还可以通过半自动的方法确定，如手动在载瘤血管对应的中心线分支上标记两个空间坐标，将该两个空间坐标所在直线的方向向量确定为载瘤血管所在直线的方向向量，也即X射线的投照方向。
然后，根据载瘤血管所在的直线的方向向量确定目标投照角度。
确定了X射线的投照方向之后，需要将X射线的投照方向转换为C型臂的姿态。C型臂的角度定义参见图4c，受检体仰卧在扫描床上，以脚朝向X方向的受检体为中心建一个球面。X射线装置沿球面纬度方向运动，在受检体的左侧时称为左前斜(LAO)，在受检体的右侧时称为右前斜(RAO)；X射线装置沿球面经度方向运动，在受检体的头侧时称为头位(CRA)，在受检体的脚侧时称为足位(CAU)。根据倾斜位(LAO/RAO)和头足位(CRA/CRA)两个角度，就可以唯一定义一个X射线装置的投照角度，通过以下公式即可确定X射线装置的投照角度：
LAO/RAO：
CRA/CAU：
步骤504、控制机架组件运动，以使X射线装置从初始投照角度切换至目标投照角度并对目标对象进行扫描。
将步骤503计算得到的LAO/RAO、CRA/CAU的角度值(目标投照角度)发送给运动控制系统，运动控制系统驱动机架组件运动，使X射线装置从初始投照角度切换至目标投照角度，并对目标对象进行扫描，获得的图像中血管瘤以另一最佳显示角度显示，辅助医护人员观察栓塞物的填充效果。
可以理解的，在整个血管瘤栓塞术的过程中，医护人员需要一边进行栓塞物填充，一边观看栓塞效果，因此需要来回切换上述两个最佳投照角度，比如医护人员可能在第一个最佳投照角度下进行栓塞到一定阶段，然后切换至第二个最佳投照角度下观察栓塞效果，如果发现某个角度下栓塞不够致密，则需要切换回第一个最佳工作角度下继续填充栓塞物，之后还需切换至第二个最佳投照角度继续观察。
在一个实施例中，可以在DSA设备上设置按键，通过触发按键实现第一个最佳投照角度与第二最佳投照角度的切换。也可以在显示设备上设置控件，通过触发控件实现第一个最佳投照角度与第二最佳投照角度的切换。以方便医护人员根据实际需求来回切换上述两个最佳投照角度。
与前述血管造影机的控制方法的实施例相对应，本说明书还提供了血管造影机的控制装置的实施例。
图6是本说明书根据一示例性实施例示出的一种血管造影机的控制装置的模块示意图，该控制装置包括：获取模块61、确定模块62、控制模块63。
获取模块61，用于获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成；
确定模块62，用于确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，并根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度；
控制模块63，用于控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块用于：
从所述医学图像中分割出血管和血管瘤所在的感兴趣区域；
对所述感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取所述血管和血管瘤的中心线；
根据所述中心线的交叉点将所述中心线分割成若干中心线分支；
将所述若干中心线分支中只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支；
将所述若干中心线分支中与所述血管瘤的中心线分支连接的中心线分支确定为载瘤血管的中心线分支，所述载瘤血管的中心线分支位置表征所述载瘤血管位置信息。
可选地，所述位置信息还包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块还用于：
使用圆柱形的可变性模型对所述载瘤血管的中心线分支进行建模，得到与所述载瘤血管的中心线分支对应的血管壁面位置；
根据所述血管壁面位置从所述感兴趣区域中确定所述瘤颈位置信息。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度时，所述确定模块用于：
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将所述直线的方向向量确定为所述X射线装置的目标投照方向的方向向量；
根据所述方向向量确定所述目标投照角度。
可选地，所述位置信息包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息和所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度时，所述确定模块用于：
拟合所述瘤颈位置信息包含的空间坐标，得到所述血管瘤的瘤颈所在平面；
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将与所述瘤颈所在平面的法向量垂直且与所述直线的方向向量垂直的方向确定为所述X射线装置的目标投照方向；
根据所述目标投照方向的方向向量确定所述目标投照角度。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
图7是本说明书根据一示例实施例示出的一种电子设备的结构示意图，示出了适于用来实现本发明任一实施例的示例性电子设备70的框图。图7显示的电子设备70仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，电子设备70可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备70的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器71、上述至少一个存储器72、连接不同系统组件(包括存储器72和处理器71)的总线73。
总线73包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器72可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)721和/或高速缓存存储器722，还可以进一步包括只读存储器(ROM)723。
存储器72还可以包括具有一组(至少一个)程序模块724的程序工具725(或实用工具)，这样的程序模块724包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器71通过运行存储在存储器72中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的方法。
电子设备70也可以与一个或多个外部设备74(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口75进行。并且，模型生成的电子设备70还可以通过网络适配器76与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器76通过总线73与模型生成的电子设备70的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备70使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的血管造影机的控制方法的步骤。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种血管造影机的控制方法，其特征在于，所述血管造影机包含机架组件，所述机架组件上设有X射线装置和探测器；
所述控制方法包括：
获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据所述探测器采集到的X射线信号生成；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，所述位置信息包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息和所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度，包括：
拟合所述瘤颈位置信息包含的空间坐标，得到所述血管瘤的瘤颈所在平面；
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将与所述瘤颈所在平面的法向量垂直且与所述直线的方向向量垂直的方向确定为所述X射线装置的目标投照方向；
根据所述目标投照方向确定所述目标投照角度；
控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。
2.如权利要求1所述的血管造影机的控制方法，其特征在于，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，包括：
从所述医学图像中分割出血管和血管瘤所在的感兴趣区域；
对所述感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取所述血管和血管瘤的中心线；
根据所述中心线的交叉点将所述中心线分割成若干中心线分支；
将所述若干中心线分支中只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支；
将所述若干中心线分支中与所述血管瘤的中心线分支连接的中心线分支确定为载瘤血管的中心线分支，所述载瘤血管的中心线分支位置表征所述载瘤血管位置信息。
3.如权利要求2所述的血管造影机的控制方法，其特征在于，所述位置信息还包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息；
确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，还包括：
使用圆柱形的可变性模型对所述载瘤血管的中心线分支进行建模，得到与所述载瘤血管的中心线分支对应的血管壁面位置；
根据所述血管壁面位置从所述感兴趣区域中确定所述瘤颈位置信息。
4.如权利要求1所述的血管造影机的控制方法，其特征在于，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度，包括：
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将所述直线的方向向量确定为所述X射线装置的目标投照方向的方向向量；
根据所述目标投照方向确定所述目标投照角度。
5.一种血管造影机的控制装置，其特征在于，所述血管造影机包含机架组件，所述机架组件上设有X射线装置和探测器；
所述控制装置包括：
获取模块，用于获取医学图像，所述医学图像由所述X射线装置以初始投照角度对目标对象进行扫描，并根据探测器采集到的X射线信号生成；
确定模块，用于确定所述医学图像中血管瘤的位置信息，并根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度；所述位置信息包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息和所述血管瘤的载瘤血管位置信息；所述确定模块用于：拟合所述瘤颈位置信息包含的空间坐标，得到所述血管瘤的瘤颈所在平面；拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；将与所述瘤颈所在平面的法向量垂直且与所述直线的方向向量垂直的方向确定为所述X射线装置的目标投照方向；根据所述目标投照方向的方向向量确定所述目标投照角度；
控制模块，用于控制所述机架组件运动，以使所述X射线装置从所述初始投照角度切换至所述目标投照角度并对所述目标对象进行扫描。
6.如权利要求5所述的血管造影机的控制装置，其特征在于，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块用于：
从所述医学图像中分割出血管和血管瘤所在的感兴趣区域；
对所述感兴趣区域中的血管和血管瘤进行骨骼化处理，以提取所述血管和血管瘤的中心线；
根据所述中心线的交叉点将所述中心线分割成若干中心线分支；
将所述若干中心线分支中只有一个交叉点的中心线分支确定为血管瘤的中心线分支；
将所述若干中心线分支中与所述血管瘤的中心线分支连接的中心线分支确定为载瘤血管的中心线分支，所述载瘤血管的中心线分支位置表征所述载瘤血管位置信息。
7.如权利要求6所述的血管造影机的控制装置，其特征在于，所述位置信息还包含：所述血管瘤的瘤颈位置信息；
在确定所述医学图像中血管瘤的位置信息时，所述确定模块还用于：
使用圆柱形的可变性模型对所述载瘤血管的中心线分支进行建模，得到与所述载瘤血管的中心线分支对应的血管壁面位置；
根据所述血管壁面位置从所述感兴趣区域中确定所述瘤颈位置信息。
8.如权利要求5所述的血管造影机的控制装置，其特征在于，所述位置信息包含：所述血管瘤的载瘤血管位置信息；
在根据所述位置信息确定所述X射线装置的目标投照角度时，所述确定模块用于：
拟合所述载瘤血管位置信息包含的空间坐标，得到用于表征所述载瘤血管的直线；
将所述直线的方向向量确定为所述X射线装置的目标投照方向的方向向量；
根据所述方向向量确定所述目标投照角度。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的血管造影机的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的血管造影机的控制方法的步骤。
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