CN111743555B - 用于实时调整指示符位置的方法、存储介质和医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于实时调整指示符位置的方法、存储介质和医疗设备。在一实施方式中，用于实时调整指示符位置的方法用于一医疗设备，包括：采集一待测对象的可见光图像；在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；在所述目标区域设置指示符。本发明能够针对不同厚度的待测对象，实时调整指示符的位置，从而能够更加精确、高效地辅助医疗设备的操作人员进行患者摆位，提高检查的便利性和效率。

Description

用于实时调整指示符位置的方法、存储介质和医疗设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是一种用于实时调整指示符位置的方法、计算机存储介质和医疗设备。

背景技术

在利用医疗设备(如X光机)进行各种检查时，如何准确地完成患者的摆位始终是业界关注的问题。已经提出利用投影并结合摄像头实时采集可见光图像等方式来辅助操作人员对患者进行摆位的方案。

参见图1，图1示意性图示了目前结合采集可见光图像和投影方式进行辅助摆位的X光机的示例。以胸片架为例，如图1所示，在医疗设备完成配准的情况下，投影区域与X光机的探测器表面区域重合。此时，通过投影区域的十字图案所指示的X-射线的中心位置与摄像头采集的可见光图像的中心位置重合。其中，在可见光图像上显示的三个指示符P11、P12、P13的位置可以辅助操作人员的操作，这些指示符通常以可见光图像的中心位置为基准显示。然而，在对患者进行检查时，由于患者身体具有一定厚度，会导致可见光图像的中心位置与投影区域的十字投影图案所指示的X-射线的中心位置发生偏离，此时指示符的位置也会发生偏移。

因此，需要提供一种实时调整指示符位置的方案，以实现更加精确、高效地辅助摆位。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提出了一种用于实时调整指示符位置的方法，另一方面提出了一种计算机存储介质，再一方面提出了一种医疗设备。

根据一实施方式，用于实时调整指示符位置的方法用于一医疗设备，包括：采集一待测对象的可见光图像；在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；在所述目标区域设置指示符。

其中，所述预设模板为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像。

其中，在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域的步骤包括：在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与所述预设模板的形状和尺寸一致；在所述感兴趣区域上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据所述预设模板的图案预先设定；将每个选框区域与所述预设模板做卷积，根据卷积结果确定与所述预设模板匹配的目标区域。

其中，所述预设模板包括一第一模板和一第二模板，其中所述第一模板的图案为横条形或竖条形，所述第二模板的图案为十字形。

其中，所述第一模板和所述第二模板具有相同的形状和尺寸。

其中，在所述感兴趣区域上找到与预设模板匹配的目标区域的步骤包括：在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一第一选框，该第一选框的形状和尺寸与所述第一模板的形状和尺寸一致；当所述第一模板的图案为横条形时：在所述感兴趣区域上竖向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；将每个第一选框区域与所述第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；在所述第一匹配区域上横向移动所述第一选框，将横向移动过程中的每个第一选框区域与所述第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域；当所述第一模板的图案为竖条形时：在所述感兴趣区域上横向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；将每个第一选框区域与所述第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；在所述第一匹配区域上竖向移动所述第一选框，将竖向移动过程中的每个第一选框区域与所述第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域。

其中，所述预设模板为一具有十字图案的模板。

根据一实施方式，计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令能够被运行来实现如前所述的任一方法。

根据一实施方式，医疗设备能够实时调整指示符位置，包括：一摄像装置，所述摄像装置用于采集一待测对象的可见光图像；一处理装置，所述处理装置被配置用于：在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；在所述目标区域设置指示符。

其中，所述预设模板为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像。

其中，所述处理装置被进一步配置用于：在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与所述预设模板的形状和尺寸一致；在所述感兴趣区域上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据所述预设模板的图案预先设定；将每个选框区域与所述预设模板做卷积，根据卷积结果确定与所述预设模板匹配的目标区域。

本发明能够针对不同厚度的待测对象，实时调整指示符的位置，从而能够更加精确、高效地辅助医疗设备的操作人员进行患者摆位，提高检查的便利性和效率。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：

图1示意性图示了目前结合采集可见光图像和投影方式进行辅助摆位的X光机的示例。

图2为根据本发明一实施方式的用于实时调整指示符位置的方法的示意性流程图。

图3为根据本发明一实施方式的可见光图像上的感兴趣区域的示意图。

图4A、图4B和图4C分别示出根据本发明一实施方式的预设模板的示意图。

图5A和图5B分别为根据本发明的利用两个模板的一实施方式的示意图。

图6A和图6B为根据本发明的利用两个模板的一实施方式的示意图。

图7为根据本发明一实施方式的医疗设备的示意图。

其中，附图标记如下：

P11、P12、P13 指示符

200 用于实时调整指示符位置的方法

210、220、230、240 步骤

ROI 感兴趣区域

410、420、430 模板

K51、K61 第一选框

Q51、Q61 第一匹配区域

700 医疗设备

710 摄像装置

720 处理装置

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一”、“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“指示符”是指在可见光图像上，以可见光图像的中心位置为基准显示的用于指示位置的标记，用于辅助医疗设备的操作人员进行相关操作。

首先，参见图2，图2为根据本发明一实施方式的用于实时调整指示符位置的方法的示意性流程图。在如图2所示的实施方式中，图示说明用于实时调整指示符位置的方法200。方法200用于一医疗设备(未示出)。该方法200包括：

步骤210：采集一待测对象的可见光图像；

步骤220：在可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；

步骤230：在感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；

步骤240：在目标区域设置指示符。

对医疗设备进行配准，使可见光图像的中心与X-射线的中心重合。采集一待测对象的可见光图像，例如，以胸片架为例，当待测对象位于胸片架前准备进行检查时，采集可见光图像(步骤S210)。

接下来，结合参见图3，图3为根据本发明一实施方式的可见光图像上的感兴趣区域的示意图。在可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域ROI(步骤220)。在如图3所示的实施方式中，感兴趣区域ROI上所示的十字图案区域即为十字投影图案。

为提高处理速度和精度，所确定的感兴趣区域远远小于原始可见光图像。以医疗设备为X光机为例，感兴趣区域位于医疗设备的X-射线中心。本文中确定感兴趣区域的“预设规则”是指预先根据待测对象的厚度范围，预估由于待测对象的厚度会导致的误差范围，从而选定适当的感兴趣区域。在实施方式中，可以采集大量待测对象的厚度值来预估误差范围，从而使所选定的感兴趣区域的范围能够适用于各种体型的待测对象。本领域的技术人员可以应用多种图像处理方式完成对感兴趣区域的提取，这一内容并不是本发明的重点改进所在，在此不进行赘述。

可选地，为减少后续的图像处理时间，可以预先设定多个感兴趣区域分别对应不同体型的待测对象。如将待测对象划分为胖、适中、瘦三种体型，分别设置对应的感兴趣区域范围，从而可以根据具体待测对象的体型情况选择设置合适的感兴趣区域。

然后，在感兴趣区域ROI上确定与预设模板匹配的目标区域(步骤230)。在实施方式中，预设模板可以为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像。参见图4A、图4B和图4C，图4A、图4B和图4C分别示出根据本发明一实施方式的预设模板的示意图。如图所示的预设模板虽然以矩形进行举例说明，然而本领域的技术人员可以根据实际需要设置预设模板的形状和大小。

容易理解的是，为提高图像处理速度，可选地，可以将感兴趣区域ROI的形状和预设模板的形状设置为同种类型的形状，如同为矩形等，本发明不以此为限。

接下来，在目标区域设置指示符(步骤240)。实践中，本领域的技术人员可以根据实际需要，在目标区域上设置各种形状和大小的指示符，并且指示符的数量及其具体布置位置不限，以便于辅助医疗设备的操作人员，本发明在此方面不受限制。

在实施方式中，步骤230可以包括：

在感兴趣区域ROI上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与预设模板的形状和尺寸一致；

在感兴趣区域ROI上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据预设模板的图案预先设定；

将每个选框区域与预设模板做卷积，根据卷积结果确定与预设模板匹配的目标区域。

其中，当模板与图像上的对应区域匹配时，卷积后得到的卷积值最大。换言之，可以通过卷积运算后得到的卷积值大小来确定目标区域。

优选地，在模板匹配过程中，可以先对感兴趣区域中所选取的选框区域(与模板的形状和尺寸一致)进行直方图均值化，以提高后续图像处理(如卷积)的精度和效率。

实践中，本领域的技术人员可以根据实际需要选择模板的数量、大小、形状，本发明不以此为限。如下，为描述方便，以模板和感兴趣区域均为矩形为例进行描述。

首先，参见图5A和图5B，图5A和5B分别为根据本发明的利用两个模板的一实施方式的示意图。在如图5A所示的实施方式中，预设模板包括一第一模板410和一第二模板420，其中第一模板410的图案为横条形，第二模板420的图案为十字形。其中，第一模板410和第二模板420具有相同的形状和尺寸。

此时，在感兴趣区域ROI上找到与预设模板匹配的目标区域的过程按照如下方式进行：

在感兴趣区域ROI上的一预设位置选取一第一选框K51，该第一选框K51的形状和尺寸与第一模板410的形状和尺寸一致。在感兴趣区域ROI上竖向移动该第一选框K51，以框选出不同的第一选框区域。将每个第一选框区域与第一模板410做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域Q1(参见图5B)。在第一匹配区域Q51上横向移动第一选框K51，将横向移动过程中的每个第一选框区域与第二模板420做卷积，根据卷积结果确定目标区域。

下面参见图6A和图6B，图6A和图6B为根据本发明的利用两个模板的一实施方式的示意图。在如图6所示的实施方式中，预设模板包括一第一模板430和一第二模板420，其中第一模板430的图案为竖条形，第二模板420的图案为十字形。其中，第一模板430和第二模板420具有相同的形状和尺寸。

此时，在感兴趣区域ROI上找到与预设模板匹配的目标区域的过程按照如下方式进行：

在感兴趣区域ROI上横向移动一第一选框K61，以框选出不同的第一选框区域。将每个第一选框区域与第一模板430做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域Q61。在第一匹配区域Q61上竖向移动第一选框K61，将竖向移动过程中的每个第一选框区域与第二模板420做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域。

在变化实施方式中，若模板的大小不一，则需要分别设置不同大小的选框来对应不同大小的模板。

在上面举例说明的实施方式中，为补偿由于待测对象厚度导致的可见光图像的中心位置与投影区域中十字图案所指示的X-射线的中心位置所发生的偏离，可以在可见光图像上先确定对应投影区域的十字图案的横轴位置，再确定纵轴位置，或者先确定纵轴位置，再确定横轴位置，从而最终确定十字图案的位置。容易理解的是，在可见光图像上所确定的十字图案的横轴和纵轴的交叉位置即为校准后的可见光图像的中心位置，从而基于该校准后的中心位置设置指示符。可选地，还可以仅利用一个具有十字图案的模板420。在这种情形下，需要利用该模板遍历感兴趣区域ROI的所有区域来确定目标区域。换言之，此时需要同时考虑十字图案的横轴位置和纵轴位置，其原理与上述实施方式类似，在此不进行赘述。

在上面举例描述的各实施方式中，为优化图像处理、提高运算速度，可以利用数种图像处理方法对采集到的可见光图像进行图像预处理，然后再进行后续图像处理(如模板匹配等)。例如，可以利用高斯滤波器来消除随机噪声并使轮廓平滑。对于带有干扰信息的图像，例如条纹信息(如待测对象身着条纹衫)，可以使用傅里叶变换和低通滤波器来去除干扰。

本发明还提供一种能够实时调整指示符位置的医疗设备，该医疗设备例如可以为各种X光机或其他类型的医疗设备，不以此为限。

下面结合图7进行示意性描述，对与前述各实施方式类似的内容进行省略或仅进行简略描述。参见图7，图7为根据本发明一实施方式的医疗设备的示意图。如图7所示，医疗设备700能够实时调整指示符位置，医疗设备700包括一摄像装置710和一处理装置720。以X光机为例，摄像装置710可以被安装在X光机的球管前端的束光器上，用于采集一待测对象的可见光图像。

处理装置720可以被配置用于：在可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；在感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；在目标区域设置指示符。

在实施方式中，预设模板可以为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像。

在实施方式中，处理装置720可以被进一步配置用于：在感兴趣区域上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与预设模板的形状和尺寸一致；在感兴趣区域上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据预设模板的图案预先设定；将每个选框区域与预设模板做卷积，根据卷积结果确定与预设模板匹配的目标区域。

在实施方式中，模板可以包括一第一模板和一第二模板，其中第一模板的图案为横条形或竖条形，第二模板的图案为十字形。

在实施方式中，第一模板和第二模板具有相同的形状和尺寸。

在实施方式中，处理器720可以被进一步配置用于：在感兴趣区域上的一预设位置选取一第一选框，该第一选框的形状和尺寸与所述第一模板的形状和尺寸一致；当第一模板的图案为横条形时：在感兴趣区域上竖向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；将每个第一选框区域与第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；在第一匹配区域上横向移动第一选框，将横向移动过程中的每个第一选框区域与所述第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域。当所述第一模板的图案为竖条形时：在所述感兴趣区域上横向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；将每个第一选框区域与所述第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；在第一匹配区域上竖向移动所述第一选框，将竖向移动过程中的每个第一选框区域与第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域。

在实施方式中，预设模板可以为一具有十字图案的模板。

此外，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令能够被运行来实现如上所述的任一方法，同时前述方法可以被应用于本发明所公开的任一医疗设备。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施方式中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施方式中任何一项实施方式的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施方式中任意一项实施方式的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等运算单元来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。

本发明涉及一种用于实时调整指示符位置的方法、存储介质和医疗设备。在一实施方式中，用于实时调整指示符位置的方法用于一医疗设备，包括：采集一待测对象的可见光图像；在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；在所述目标区域设置指示符。本发明能够针对不同厚度的待测对象，实时调整指示符的位置，从而能够更加精确、高效地辅助医疗设备的操作人员进行患者摆位，提高检查的便利性和效率。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于实时调整指示符位置的方法，所述方法用于一医疗设备，包括：

采集一待测对象的可见光图像；

在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；

在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；以及

在所述目标区域设置指示符；

其中，所述预设模板为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像；

其中，在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域的步骤包括：

在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与所述预设模板的形状和尺寸一致；

在所述感兴趣区域上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据所述预设模板的图案预先设定；以及

将每个选框区域与所述预设模板做卷积，根据卷积结果确定与所述预设模板匹配的目标区域。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述预设模板为一具有十字图案的模板。

3.一种用于实时调整指示符位置的方法，所述方法用于一医疗设备，包括：

采集一待测对象的可见光图像；

在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；

在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；以及

在所述目标区域设置指示符；

其中，所述预设模板为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像，所述预设模板包括具有相同的形状和尺寸的一第一模板和一第二模板，其中所述第一模板的图案为横条形或竖条形，所述第二模板的图案为十字形；

其中，在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域的步骤包括：

在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一第一选框，该第一选框的形状和尺寸与所述第一模板的形状和尺寸一致；

当所述第一模板的图案为横条形时：

在所述感兴趣区域上竖向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；

将每个第一选框区域与所述第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；

在所述第一匹配区域上横向移动所述第一选框，将横向移动过程中的每个第一选框区域与所述第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域；

当所述第一模板的图案为竖条形时：

在所述感兴趣区域上横向移动该第一选框，以框选出不同的第一选框区域；

将每个第一选框区域与所述第一模板做卷积，根据卷积结果确定一第一匹配区域；

在所述第一匹配区域上竖向移动所述第一选框，将竖向移动过程中的每个第一选框区域与所述第二模板做卷积，根据卷积结果确定所述目标区域。

4.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令能够被运行来实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。

5.一种医疗设备，所述医疗设备能够实时调整指示符位置，包括：

一摄像装置，所述摄像装置用于采集一待测对象的可见光图像；

一处理装置，所述处理装置被配置用于：

在所述可见光图像上根据预设规则确定一感兴趣区域；

在所述感兴趣区域上确定与预设模板匹配的目标区域；以及

在所述目标区域设置指示符；

其中，所述预设模板为具有预设形状和尺寸以及预设图案的二值图像；

其中，所述处理装置被进一步配置用于：

在所述感兴趣区域上的一预设位置选取一选框，该选框的形状和尺寸与所述预设模板的形状和尺寸一致；

在所述感兴趣区域上移动该选框，以框选出不同的选框区域，其中该选框的移动路径根据所述预设模板的图案预先设定；以及

将每个选框区域与所述预设模板做卷积，根据卷积结果确定与所述预设模板匹配的目标区域。