CN112022176A - 图像处理装置、图像处理方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像处理装置、图像处理方法及计算机可读存储介质。一种图像处理装置包括:提取单元,被配置为针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;计算单元,被配置为计算关注区域的特征量;以及显示控制单元,被配置为使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,显示控制单元使表示与所显示的帧图像对应的位置的索引显示在所述曲线图上。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理装置、图像处理方法及非瞬态计算机可读存储介质,并且更具体地涉及允许从通过运动图像捕获所获得的一系列帧中容易地选择所需范围的技术。
背景技术
常规地,使用放射线成像装置的放射线成像系统已经商业化,该放射线成像装置用来自放射线生成装置的放射线照射被摄体、对示出透过被摄体的放射线的强度分布的放射线图像进行数字化、对数字化的放射线图像执行图像处理、并生成清晰的放射线图像。
固态图像传感器二维地排列在矩阵中的FPD(平板检测器)被称为放射线检测器。FPD不仅可以执行静止图像捕获,还可以通过使用图像数据读取/擦除操作的快速响应性根据FPD的读取/擦除定时连续地从放射线源发射放射线脉冲以在1秒的时段内执行多个成像操作,来执行被摄体的运动的运动图像捕获。从成像获得的一系列多个帧图像可以顺序地显示在检查装置的监视器上,使得放射线照相师可以识别出被摄体的一系列运动。在检查完成之后,这一系列多个帧图像可以经由医院内部网络传送到被称为PACS(图片存档和通信系统)的医学图像管理系统,使得从运动图像捕获获得的一系列帧图像可以在PACS上被分析以生成诊断支持信息,并且所生成的诊断支持信息被提供给医生以用于早期诊断。
在这种情况下,由于运动图像由多个帧图像形成,因此每次成像操作生成的信息量将增加,并且医生在PACS上用于做出诊断的信息量也将增加。相反,日本专利特许公开No.2018-110637公开了通过从被摄体的一系列帧图像中提取一些关注的帧图像(例如,与单个呼吸周期对应的帧图像)并且仅传送已提取的范围的一些关注的帧图像来减少放射线成像系统的信息量。
但是,在日本专利特许公开No.2018-110637中公开的技术中,在运动图像的回放时难以在显示的帧图像中区分所捕获的被摄体的状态。即,有问题的是难以容易地掌握被摄体的状态与运动图像中要回放的每个帧图像之间的对应关系。
考虑到上述问题,本发明提供了一种技术,该技术允许容易地掌握被摄体的状态与要回放的每个帧图像之间的对应关系。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种图像处理装置,包括:提取单元,被配置为针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;计算单元,被配置为计算关注区域的特征量;以及显示控制单元,被配置为使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,显示控制单元使表示与所显示的帧图像对应的位置的索引显示在所述曲线图上。
根据本发明的另一方面,提供了一种图像处理装置,包括:图像获得单元,被配置为获得被摄体的一系列帧图像;获得单元,被配置为获得指示被摄体的状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及显示控制单元,被配置为基于所述生成时刻信息来使显示单元将所述状态数据显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,显示控制单元使表示与所显示的帧图像对应的位置的索引显示在所述曲线图上。
根据本发明的另一方面,提供了一种图像处理方法,包括:针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;计算关注区域的特征量;以及进行控制以使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
根据本发明的另一方面,提供了一种图像处理方法,包括:获得被摄体的一系列帧图像;获得指示被摄体的状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及进行控制以基于所述生成时刻信息使显示单元将所述状态数据显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
根据本发明的另一方面,提供了一种存储程序的非瞬态计算机可读存储介质,所述程序使计算机执行包括以下的图像处理方法:针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;计算关注区域的特征量;以及进行控制以使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
根据本发明的另一方面,提供了一种存储程序的非瞬态计算机可读存储介质,所述程序使计算机执行包括以下的图像处理方法:获得被摄体的一系列帧图像;获得指示被摄体的状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及进行控制以基于所述生成时刻信息使显示单元将所述状态数据显示为时间序列的曲线图,其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
通过对示例性实施例的以下描述(参考附图),本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是示出了根据实施例的放射线成像系统的布置的视图;
图2是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的硬件布置的框图;
图3是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的功能布置的框图;
图4是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的显示/操作装置的GUI的图;
图5是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的范围指定分析窗口的视图;
图6是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的范围添加窗口的视图;
图7是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的回放范围设置窗口的视图;
图8是示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置所执行的处理的过程的流程图;
图9A至9C是根据第一实施例的肺野(lung field)区域的特征量计算的说明图;
图10A和10B是各自示出了根据第一实施例的放射线成像控制装置的曲线图(graph)显示的示例的视图;
图11是根据第一实施例的DICOM数据结构的示例;
图12是示出了根据第二实施例的放射线成像控制装置的硬件布置的框图;
图13是示出了根据第二实施例的放射线成像控制装置的功能布置的框图;
图14是由根据第二实施例的放射线成像控制装置所执行的处理的过程的流程图;
图15是示出了根据第三实施例的放射线成像控制装置的功能布置的框图;
图16是示出了根据第三实施例的放射线成像控制装置的显示/操作装置的GUI的图;
图17A至17C是示出了根据第三实施例的缩略图显示的视图;以及
图18是示出了根据第四实施例的放射线成像控制装置的显示/操作装置的GUI的视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述实施例。注意,以下实施例并非旨在限制要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征,但是并不限制要求所有这种特征的发明,并且可以适当地组合多个这种特征。此外,在附图中,为相同或相似的配置赋予相同的附图标记,并且省略其冗余描述。
(第一实施例)
<放射线成像系统的布置>
图1是示出了根据第一实施例的放射线成像系统的布置的示例的视图。在放射线成像系统中,附图标记101表示放射线生成装置;102表示放射线控制装置;103表示放射线成像控制装置;104表示放射线成像装置;以及105表示显示/操作装置。此外,附图标记106表示医院内部网络;107表示光圈;以及108表示图像服务器。
放射线生成装置101连接到放射线控制装置102,并且可以在由放射线控制装置102设置的预定成像条件下生成放射线。放射线控制装置102设置放射线生成装置101的成像条件并控制放射线生成装置101的操作。
放射线成像控制装置103控制放射线成像装置104的操作,并且充当对放射线成像装置104所捕获的图像执行图像处理的图像处理装置。放射线成像装置104通过检测透过被摄体的放射线来获得运动图像。除了由放射线成像控制装置103进行显示控制之外,显示/操作装置105还可以由用户操作,以显示系统的状态和获得的图像。
医院内部网络106连接到图像服务器108。从放射线成像控制装置103输出的被捕获的图像可以经由网络106传送到图像服务器108。放射科医生将使用被称为PACS(图片存档和通信系统)的医学图像管理系统从图像服务器108读出图像并做出诊断。光圈107是用于定义从放射线生成装置101发射的放射线的照射范围的光圈。
图像服务器108是包括控制单元、存储单元、操作单元、显示单元、通信单元等的计算机。在图像服务器108的存储单元中设有图像DB(数据库)。图像DB存储从放射线成像控制装置103传送来的图像数据。
<硬件布置>
图2是包括根据实施例的放射线成像控制装置103的硬件布置的示例的框图。放射线成像控制装置103还充当图像处理装置。放射线成像控制装置103连接到放射线控制装置102、放射线成像装置104和显示/操作装置105。
放射线控制装置102经由电缆连接到放射线生成装置101,并且控制由放射线生成装置101发射的放射线。放射线生成装置101由例如放射线管实现,并用放射线照射被摄体(例如,患者的具体部位)。
显示/操作装置105提供用于整体地操作在放射线成像控制装置103中执行的处理操作的GUI(图形用户界面),并且显示获得的图像。显示/操作装置105的显示单元例如由监视器(诸如液晶显示器等)来实现,并且显示单元向操作者(放射线照相师、医生等)显示各种信息。显示/操作装置105的操作单元由例如定点设备(诸如鼠标)、键盘(包括光标键、数字输入键和各种功能键)、操作按钮等来实现,并且将来自操作者的各种指令输入到放射线成像控制装置103。注意,也可以使用集成了显示单元和操作单元的触摸面板。
此外,放射线成像控制装置103经由电缆连接到放射线成像装置104,并且经由电缆在它们之间交换电源电压、图像信号、控制信号等。放射线成像装置104充当检测透过被摄体的放射线并基于被摄体获得放射线图像的图像捕获装置。即,当放射线生成装置101和放射线成像装置104协同操作时,实现放射线成像。注意,放射线成像装置104被安装在竖直或仰卧的成像台上。
放射线成像控制装置103由RAM(随机存取存储器)15、ROM(只读存储器)16、LAN I/F 17、CPU(中央处理单元)18、内部存储单元19、系统总线20等形成。
内部存储单元19由非易失性半导体存储器、硬盘等形成,并且存储程序21。RAM 15存储要由CPU 18执行的程序21、程序21执行处理所需的参数或者诸如处理结果等之类的数据。ROM 16被用作CPU 18的主存储设备。响应于显示/操作装置105的操作,CPU 18读出存储在内部存储单元19中的程序21,将程序加载到RAM 15中,并根据加载的程序执行根据本实施例的每个处理单元的操作。
LAN I/F 17是充当与LAN(局域网)的接口的通信单元。LAN I/F与连接到已经在医院中构建的网络106的图像服务器108交换数据。
<功能布置>
图3是示出了根据本实施例的放射线成像控制装置103的功能布置的示例的框图。放射线成像控制装置包括图像获得单元201、关注区域提取单元202、特征量计算单元203、特征量分析单元204、输出图像生成单元205、图像输出单元206、曲线图显示控制单元207以及帧回放和点显示控制单元208。放射线成像控制装置还包括回放范围输入单元209、帧图像保持单元220、特征量保持单元221、回放范围保持单元222以及输出图像保持单元223。
图像获得单元201获得由放射线成像装置104内部的放射线检测单元(未示出)检测的一系列放射线帧图像,并将获得的一系列图像存储在帧图像保持单元220中。注意,可以在放射线成像装置104中或图像获得单元201中执行帧图像中的与设备相关的偏移量校正、由于位置关系而产生的阴影的校正、由于系统引起的校正等。
关注区域提取单元202通过对肺野区域、心脏区域、肺血管区域和心血管区域等中的至少一个具体的关注部位(区域)执行图像处理来提取关注区域。在这种情况下将描述如下示例:在该示例中,将提取肺野区域作为关注部位。例如,通过生成其中帧图像的边缘已经被增强的图像,并从浓度的空间方向上的差分图像中追溯边缘,可以提取肺野区域。
特征量计算单元203计算提取出的关注部位(关注区域)的面积、关注部位的平均像素值、关注部位的长度、关注部位的浓度等的特征量。在这个示例中,像素计数将被获得作为与肺野区域的面积对应的量,并被使得与帧编号对应,并被存储在特征量保持单元221中。
对于在运动图像捕获操作中获得的一系列帧图像中的所有帧图像的特征量,特征量分析单元204基于时间序列中的特征量的改变量的周期性和振幅来分析肺野的运动的特征,确定要回放的时间范围,并将该范围存储在回放范围保持单元222中。
曲线图显示控制单元207在显示/操作装置105上显示表明帧编号与从特征量保持单元221获得的特征量之间的关系的曲线图。
帧回放和点显示控制单元208从回放范围保持单元222获得要回放的每个帧范围的信息,从帧图像保持单元220获得对应的帧图像,并在显示/操作装置105上显示获得的帧图像。此外,帧回放和点显示控制单元通过使用索引来执行曲线图上的对应帧编号的位置的点显示。帧回放和点显示控制单元208根据帧速率执行处理,以使回放范围循环。注意,回放范围保持单元222可以保持多个回放范围。在显示/操作装置105具有仅显示一个回放范围的回放的GUI的情况下,将提供指示要显示的回放范围的标志。
显示/操作装置105可以显示关注区域的特征量的曲线图,回放回放范围的帧图像的运动图像,并根据用户的操作在曲线图上改变回放范围。回放范围输入单元209根据用户的操作获得在显示/操作装置105上输入的回放范围的信息,并且更新在回放范围保持单元222中保持的信息。在回放范围输入单元209中,除了回放范围的信息之外,还可以同时输入与显示回放范围的切换相关的信息,并且这些信息被保持在回放范围保持单元222中。帧回放和点显示控制单元208基于回放范围保持单元222中保持的信息来控制显示/操作装置105,使得将执行帧图像的运动图像回放和每个对应的帧图像在曲线图上的点显示。
在已经确认了回放范围并且放射线照相师按下了“检查结束”按钮(未示出)之后,输出图像生成单元205将从帧图像保持单元220读出回放范围的每个帧图像,并将帧图像输出到输出图像保持单元223。图像输出单元206将经由医院内部网络106向图像服务器108输出帧图像。
<显示/操作装置的GUI的示例>
接下来,图4示出了要在显示/操作装置105上显示的GUI的示例。附图标记501表示患者信息显示区域;502表示方案显示区域;503表示系统状态显示区域;以及504表示消息显示区域。此外,附图标记505表示帧图像回放区域;以及510表示用于对回放图像执行各种处理的处理区域。曲线图显示区域506是用于特征量的时间序列曲线图的区域。附图标记507和508各自表示曲线图上的帧图像回放范围。在这个示例中,帧图像回放范围507处于被选择状态,并且示出了在帧图像回放区域505中循环回放的帧图像的回放范围。另一方面,虽然帧图像回放范围508没有被选择并且没有在帧图像回放区域505中回放,但是它可以通过例如触摸并选择曲线图上的对应区域来回放。另外,在通过按下作为回放操作按钮509之一的暂停按钮而设置的暂停状态下,可以通过触摸操作来扩大/缩小和运动帧图像回放范围507。此外,可以通过操作移动按钮517来确认不能适配到曲线图显示区域506中的曲线图。放大/缩小按钮518是用于在水平方向上放大或缩小曲线图的按钮。
另外,回放操作按钮509由一组按钮形成,从左侧起,这组按钮用于移动到第一帧、执行反向回放、暂停、执行回放并移动到最后一帧。注意,回放帧位置519是指示与正在帧图像回放区域505中回放的帧图像对应的回放帧位置的索引。
在处理区域510中,可以通过回放范围设置选项卡51、图像处理选项卡52和注释设置选项卡53来切换处理区域的显示内容,并且在这种情况下示出了回放范围设置选项卡51被选择的状态。在回放范围设置选项卡51被选择的状态下的处理区域510大体上分为三个区域,并且从顶部起分为用于设置分析目标部位的区域、用于设置自动回放范围的区域以及用于设置手动回放范围的区域。下拉列表511被设置为使得可以选择关注部位。用于返回到初始分析结果的按钮512是使回放范围返回到初始分析结果的按钮。范围指定分析按钮513是用于显示范围指定分析设置窗口的按钮,范围指定分析设置窗口被用于在曲线图上设置分析范围。
在这种情况下,图5是示出了范围指定分析设置窗口的示例的视图,并且分析可以在设置了指定范围之后执行。可以按下图4的范围指定分析按钮513以调用范围指定分析设置窗口528。
附图标记521是消息显示区域。可以设置由曲线图显示区域506上的点线指示的分析范围522。在输入区域523中设置提取周期(在图5所示的示例中为一个周期),在输入区域524中设置回放开始点(在图5所示的示例中为从最大值开始),并且当按下分析开始按钮525时开始分析。分析结果的回放范围由实线指示。可以以类似于图4的方式通过触摸操作来执行所分析的回放范围的扩展、缩小和移动。当确认回放范围时,可以按下“OK”按钮527以返回到图4的屏幕,并且所设置的回放范围将被添加到曲线图显示区域506。注意,可以按下“取消”按钮526来取消设置并返回到图4的屏幕。
此外,可以通过如图5中所示的那样使用范围添加按钮514、范围删除按钮515和指定设置按钮516来执行用于手动分析的设置。范围添加窗口(图6)响应于按下范围添加按钮514而打开,并且可以在这个窗口中进行设置。此外,范围指定窗口(图7)响应于按下指定设置按钮516而打开,并且可以在这个窗口中进行设置。
在触摸并选择要删除的回放范围之后,可以按下范围删除按钮515以删除回放范围。
接下来,图6示出了响应于按下范围添加按钮514而打开的回放范围添加窗口530的GUI的示例。附图标记531是消息显示区域。当在通过触摸操作指定并确认回放范围之后按下“OK”按钮527时,屏幕返回到图4的屏幕。随后,所设置的回放范围被添加到曲线图显示区域506。注意,可以通过按下“取消”按钮526来取消设置,并且屏幕将返回到图4的屏幕。
此外,图7是响应于按下指定设置按钮516而打开的回放范围设置窗口540的GUI的示例。附图标记541是位置指定方法输入区域,并且这个输入区域接受关于是通过使用单个点还是通过使用开始点和结束点这两个点来指定位置的设置。
在由单个点指定的情况下,用于进一步设置指定位置的输入区域542将接受关于将开始点、中点和结束点中的哪一个设置为这单个点的设置。指定范围输入区域543将接受回放范围的指定。随后,当在确认之后按下“OK”按钮545时,屏幕返回到图4的屏幕。注意,可以按下“取消”按钮544来取消设置并返回到图4的屏幕。
<成像过程>
将描述当图3中所示的放射线成像系统要根据检查顺序来捕获放射线图像时执行的处理的过程。
首先,基于检查请求单或经由网络来自RIS(放射学信息系统)(未示出)的检查请求,将患者信息和检查信息输入到放射线成像控制装置103。患者信息包括诸如患者的姓名、患者ID等的信息,并且检查信息包括定义要对患者执行的成像的内容的成像信息。在这个示例中,包括用于执行呼吸运动的成像的成像信息作为检查信息。
输入的患者信息和成像信息被显示在显示/操作装置105上。放射线照相师查看在显示/操作装置105上显示的患者信息,并将对应的患者叫到成像室中。放射线照相师按下“成像开始”按钮(未示出)以使放射线成像装置104准备成像,并对患者进行定位,使得可以正确地执行成像。当放射线控制装置102和放射线成像装置104的成像准备已经完成时,放射线照相师踩上脚踏开关(未示出)以执行对患者的呼吸的运动成像捕获。此时,可以经由护士呼叫系统来输出指令,以通过要求患者首先正常呼吸然后接下来深呼吸来导航患者的呼吸状态。
当放射线照相师踩上脚踏开关时,从放射线生成装置101连续地执行放射线照射,并且透过被摄体的放射线由放射线成像装置104检测并作为图像数据由放射线成像控制装置103获得。由于放射线成像装置104以诸如20FPS的预定间隔获得图像数据作为单帧,因此可以获得运动图像。当完成了对期望呼吸状态的成像时,放射线照相师将他/她的脚从脚踏开关上松开,以结束成像操作。
<处理(肺野面积的曲线图显示)>
将参考图8描述在成像完成之后由放射线成像控制装置103执行的图像处理。
在步骤S1000中,图像获得单元201获得由放射线成像装置104获得的所有帧图像。在步骤S1001中,关注区域提取单元202从所有帧图像中提取每个肺野区域。在步骤S1002中,特征量计算单元203计算与每个提取的肺野区域的面积对应的像素计数。
在图9A中,附图标记800表示所有帧图像,并且符号F#1等指示写在每个帧图像上方的帧编号。此外,图9B概念性地示出了帧图像801和形成帧图像801的像素8010。图9C示出了肺野区域的像素计数802。注意,长度803是在肺野区域在纵向方向上的长度。例如,在通过对获得的帧图像801执行图像处理来执行边缘增强而增强肺野的轮廓后,可以通过生成浓度的空间方向上的差分图像来提取肺野的轮廓。随后,可以计算提取的肺野区域的像素计数802以获得与肺野的面积成比例的特征量。
在步骤S1003中,特征量计算单元203计算所有帧图像中的每个帧图像的特征量(肺野像素计数),并将该特征量与对应的帧编号或成像时刻相关联地存储。在步骤S1004中,曲线图显示控制单元207在图4的曲线图显示区域506上显示关于每个帧编号的特征量的曲线图。
在步骤S1005中,特征量分析单元204执行在曲线图显示区域506中显示的曲线图的周期和振幅的分析。关于周期,可以通过FFT(快速傅立叶变换)获得频率,或者可以计算振幅的最大间隔和最小间隔。结果,提取出表示正常呼吸和深呼吸的两种类型的波形,并且通过使用回放开始点的设置值和提取周期的设置值来针对每种波形自动提取回放范围。注意,可以通过使用与用于回放开始点的输入区域524相同的GUI来设置回放开始点的设置值,并且可以通过使用与图5中所示的用于提取周期的输入区域523相同的GUI来设置提取周期。
在步骤S1006中,帧回放和点显示控制单元208在曲线图显示区域506上叠加并显示通过分析提取出的每个回放区域。在步骤S1007中,帧回放和点显示控制单元208与曲线图同步地回放与回放范围对应的运动图像。更具体而言,属于所设置的回放范围的每个运动帧图像被显示在帧图像回放区域505中(作为运动图像被回放),并且指示与正在帧图像回放区域505中回放的帧图像对应的回放帧位置519的索引被显示在曲线图显示区域506中。结果,可以容易地掌握被摄体的状态与被回放为运动图像的每个帧图像之间的对应关系。放射线照相师可以通过确认回放帧位置519来改变/校正回放范围。指示回放帧位置519的索引例如位于回放范围中包括的位置处。当回放范围的设置完成时,放射线照相师按下“成像结束”按钮(未示出)以结束成像操作。
在步骤S1008中,由输出图像生成单元205生成回放范围的每个运动帧图像。随后,图像输出单元206将回放范围的每个运动帧图像传送到图像服务器108。结果,医生可以从图像服务器108读出仅属于回放范围的帧图像以执行放射线照相解读。
如上所述,在本实施例中,将针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域,并且将计算出的特征量显示为时间序列的曲线图。随后,当要将这一系列帧图像至少部分地回放为运动图像时,将显示指示与所显示的帧图像对应的曲线图位置的索引。
结果,可以容易地掌握被摄体的状态(例如,呼气状态或吸气状态)与被回放为运动图像的每个帧图像之间的对应关系。因此,在例如肺野区域是正被回放为运动图像的当前显示的帧图像的关注区域的情况下,变得有可能容易地掌握帧图像与哪个吸气或呼气定时对应。
此外,在本实施例中,布置为使得每个回放范围将被叠加在曲线图上并且回放范围可以基于用户操作来改变。因此,已经看到被摄体的状态(例如,呼气状态或吸气状态)与被回放为运动图像的每个帧图像之间的对应关系的用户可以容易地改变运动图像的回放范围,以使范围更适合诊断。
注意,虽然在示出肺野的尺寸的改变的曲线图的示例中示出了并在曲线图显示区域506中显示了正常呼吸状态,但是将在发生呼吸不规律性的情况下示出如图10A的曲线图显示区域550中所显示的曲线图。因此,以这种方式形成在呼吸振幅上叠加有大频率的不规律性的曲线图。放射线照相师可以例如校正包括不规律性的范围作为回放范围,以获得更适合诊断的回放范围的运动图像。
此外,当执行FFT时,峰将出现在三种类型的频率中,并且正常呼吸周期、深呼吸周期以及已发生呼吸不规律性的范围可以被自动设置为回放范围。注意,稍后将描述图10A的曲线图显示区域551。
<除肺野面积以外的面积的曲线图显示>
虽然图8的流程图描述了通过对肺野区域的像素计数进行计数来生成肺野区域的面积的改变的曲线图的示例,但是可以计算肺野的纵向方向上的长度作为特征量。在这种情况下,图9C中所示的长度803将与肺野的纵向方向上的长度对应,并且与长度803对应的像素计数将是特征量。同样在这种情况下,可以通过在曲线图上显示与每个帧编号对应的长度的像素计数作为特征量、由特征量分析单元204分析曲线图的周期和振幅并在曲线图上设置和示出回放范围来执行运动图像回放。
可替代地,在图9B中,除了肺野之外,还可以提取心脏区域以计算与心脏的面积成比例的量,并且可以以类似的方式执行曲线图显示、曲线图分析和回放范围的设置。在这种情况下,可以将心脏区域用作确定肺野的运动的回放范围的参考,或者可以确定回放范围以观察心脏的运动。
在前一种情况下,以如图10A中所示的曲线图显示区域550和曲线图显示区域551的方式垂直布置肺野区域的曲线图和心脏区域的曲线图。在这种情况下,通过使用肺区域图的分析结果来设置回放范围。
另一方面,在后一种情况下,通过如图10B的曲线图显示区域552中所示的那样改变各个曲线图的颜色并使曲线图重叠,来显示肺野区域的曲线图和心脏区域的曲线图。可以通过观察心脏的运动来设置更合适的肺野回放范围。
例如,虽然存在心动周期间隔长的体育运动员,但是不包括一个心动周期的回放范围可能不是适合诊断的回放范围。因此,通过基于用户的操作将回放范围扩大到至少包括一个心动周期,可以提取出更适合诊断的回放范围的运动图像。在这种情况下,肺野区域的呼吸循环中可以包括多个循环。
由于后一种情况用于观察心脏的运动,因此将每个帧图像的心脏区域修整为局部图像。修整可以根据来自操作员的指示执行,或者修整尺寸可以基于从心脏区域提取出的结果的最大区域来自动确定。对修整后的区域执行回放范围的循环回放。
此外,可以基于左肺野和右肺野的运动的差异来设置回放区域。一般而言,左肺的运动量大于右肺的运动量,并且运动量倾向于与该运动成比例。但是,如果存在与这种运动不对应的位置,那么该位置将通过回放操作来确认。因此,左肺区域的曲线图和右肺区域的曲线图可以垂直显示,或者通过改变颜色并重叠相应的曲线图来显示。
此外,可以提取肺野中的血流量作为特征量以生成曲线图。由于肺野中的血流量与像素浓度(像素值)具有比例关系,因此将提取可以在其中观察到肺野中的血流量的区域,并且可以基于这个区域的平均像素值来生成并显示示出血流量的增加/减少的曲线图。可以通过对准并显示肺野区域的曲线图和血流量的增加/减少的曲线图来设置更合适的回放范围。
可以布置为使得可以通过使用图4的下拉列表511来切换这些曲线图。另外,虽然在图4的示例中示出了曲线图可以通过使用下拉列表511来切换和显示,但是回放范围可以通过使用选项卡来切换。此外,可以提供多个帧图像回放区域505以同时回放多个运动帧图像。
<手动回放范围设置>
在本实施例中,通过使用特征量分析单元204的分析结果来设置回放范围的初始值,并且回放这个回放范围的运动图像。但是,本发明不限于此。可以仅由显示/操作装置105首先显示曲线图显示区域506的曲线图,而不由特征量分析单元204执行分析,并且可以在曲线图显示区域506中确认回放范围之后在帧图像回放区域505中执行运动图像帧的回放。
<时间序列数据输出>
在本实施例中,在步骤S1008中,将回放范围的帧图像传送到图像服务器。此时,帧图像作为具有基于DICOM(医学数字成像通信)标准的数据结构的文件被传送。如图11中所示,DICOM图像文件主要由图像数据区域703、标题部分的空白区域701和附加信息区域702构成。
DICOM图像文件的附加信息区域702由数据元素的集合体形成,并且每个数据元素包括标准标签(组号和元素号)以及对应的标签信息(数据长度和数据)。标签信息是与图像数据相关的各种属性信息,诸如患者信息、成像条件信息、图像信息、显示信息等。患者信息包括用于指定患者的个人信息,诸如患者的姓名、患者ID、出生日期等。成像条件信息包括图像类型(诸如第一获得的图像、第二获得的图像等)、成像部位、与成像状态相关的信息(诸如成像时的放射线电流值和电压值等)。图像信息包括指示检查ID、医疗诊断装置的类型等的信息。显示信息包括诸如图像的对比度、对准次序、布置以及图像的序列号(图像的组ID)等的信息。每个DICOM图像文件的文件代码等可以被包括作为其它信息。此外,除了标准标签之外,还有可能设置只能由特定装置解读的私有标签。
回放范围的帧图像被包括在图像数据区域703中,附带有附加信息区域702和空白区域700,并且作为DICOM图像文件被传送。
此时,通过在附加信息区域702的私有标签中包括时间序列特征量数据以使得可以将数据显示在PACS一侧,医生将能够基于示出运动状态的曲线图做出诊断。结果,它将允许医生更准确地做出诊断。
(第二实施例)
第一实施例描述了如下示例:在该示例中,基于一系列帧图像来计算关注区域(诸如肺野、心脏、肺野的血流量等)的特征量,将计算出的特征量显示在曲线图上,并且将与正被回放为运动图像的帧图像对应的位置显示为曲线图上的点。相反,第二实施例将不描述在曲线图上显示关注区域的特征量的示例,而是将描述在曲线图上显示从被摄体的实际测量获得的状态数据的示例。
由于根据本实施例的放射线成像系统的布置与第一实施例的图1中所示的布置相同,因此将省略其描述。
<硬件布置>
图12是包括根据第二实施例的放射线成像控制装置的硬件布置的示例的框图。除了图2中所示的布置之外,在运动图像捕获期间测量被摄体的状态数据的肺活量计109也连接到放射线成像控制装置103。除此之外的部件与图2的部件相似。肺活量计109是用于检查肺的呼吸功能的测量设备,并且是测量呼出和吸入的空气的速度和容量的测量设备。通过将测量时刻和流速加载到放射线成像控制装置103中并将这些信息按时间序列布置,可以生成与肺野的面积成比例的曲线图。注意,虽然可以从肺活量计109实时获得状态数据,但是如果要使用不能实时传输数据的设备类型,那么可以通过稍后统一接收状态数据来执行与每个帧图像的关联。
<功能布置>
图13是包括根据第二实施例的放射线成像控制装置的功能布置的示例的框图。这个布置与图3中所示的放射线成像控制装置103的布置的不同之处在于包括了状态数据获得单元230、帧编号关联单元231和状态数据保持单元232,以代替关注区域提取单元202、特征量计算单元203和特征量保持单元224。以下将主要描述不同点。
由肺活量计109测得的状态数据从状态数据获得单元230被加载到放射线成像控制装置103中,并且状态数据和每个帧编号通过帧编号关联单元231彼此关联。作为示例,帧编号关联单元231将具有与放射线成像装置104中的帧图像获得时刻接近的状态数据生成时刻的状态数据与对应的帧编号相关联。可替代地,可以执行线性插值来计算帧图像获得时刻的状态数据。已经与对应的帧编号相关联的状态数据由状态数据保持单元232保持。在这种情况下,由于从肺活量计109获得的状态数据是呼吸流速,因此可以通过获得初始容量和直到状态数据获得时刻的积分值来获得肺的容量。随后,可以通过按时间序列布置积分值来生成表示肺野的尺寸的曲线图。特征量分析单元204将以与第一实施例相同的方式计算曲线图的周期和振幅以获得回放范围,并且回放范围保持单元222将保持所生成的回放范围。
<处理>
接下来将参考图14描述放射线成像控制装置103在成像完成之后执行的图像处理。与图8相同的处理用相同的步骤号表示,并且将省略其详细描述。
在步骤S2001中,状态数据获得单元230获得由肺活量计109测得的状态数据。在步骤S2002中,在通过将从肺活量计109获得的状态数据转换成表示肺野的面积的特征量而获得生成数据之后,帧编号关联单元231基于状态数据生成时刻和帧图像生成时刻来使转换后的生成数据(特征量)的每个集合与对应的帧编号相关联。
在步骤S2003中,状态数据保持单元232保持每个帧图像的帧编号和特征量。在步骤S2004中,曲线图显示控制单元207在图4中所示的曲线图显示区域506中显示关于每个帧编号的特征量的曲线图。
在步骤S2005中,特征量分析单元204分析在曲线图显示区域506中显示的曲线图的周期和振幅。分析方法与第一实施例中使用的分析方法相同,并且自动提取回放范围作为结果。注意,将通过使用与用于回放开始点的输入区域524相同的GUI来设置回放开始点的设置值,并且可以通过使用与用于图5所示的提取周期的输入区域523相同的GUI来设置提取周期。后续处理与第一实施例相同。
如上所述,由肺活量计测得的状态数据可以用于获得与第一实施例相同的效果。此外,代替肺活量计,测量吸气和呼气中包括的二氧化碳的二氧化碳监测设备可以用作用于测量被摄体的状态的设备。可以理解呼吸周期,因为二氧化碳监测设备将测量二氧化碳的浓度。可替代地,心电图仪可以用于检查心脏的搏动。
(第三实施例)
第三实施例将描述可以通过将每个帧图像的缩略图图像与曲线图一起显示来更容易地确定回放范围的适合性的示例。
由于根据本实施例的放射线成像系统的布置与第一实施例的图1所示的布置相同,因此将省略其描述。此外,由于根据本实施例的硬件布置与第一实施例的图2中所示的相同,因此将省略其描述。
<功能布置>
图15是包括根据第三实施例的放射线成像控制装置的功能布置的示例的框图。这个布置与图3中所示的放射线成像控制装置103的布置的不同之处在于包括了缩略图生成单元242、帧图像和缩略图保持单元243以及曲线图/缩略图显示控制单元234,以代替帧图像保持单元220和曲线图显示控制单元207。以下将主要描述不同点。
图像获得单元201获得由放射线成像装置104中的放射线检测单元(未示出)检测到的一系列放射线帧图像。图像获得单元201将这一系列放射线帧图像输出到缩略图生成单元242。
缩略图生成单元242生成一系列放射线帧图像的缩略图图像。通过稀疏化像素并执行诸如JPEG(联合图像专家组)压缩等之类的图像压缩以减小存储容量来生成每个缩略图图像。由图像获得单元201获得的帧图像和由缩略图生成单元242生成的缩略图图像被保持在帧图像和缩略图保持单元243中。
关注区域提取单元202和特征量计算单元203将以与第一实施例中相同的方式对每个帧图像执行图像处理、特征量计算和特征量分析,并且所获得的结果被保持在特征量保持单元221和回放范围保持单元222中。在这种情况下,可以对由缩略图生成单元242生成的每个缩略图图像而不是每个帧图像执行图像处理、特征量计算和特征量分析,以提高处理速度。
曲线图/缩略图显示控制单元234将从特征量保持单元221获得示出帧编号与特征量之间的关系的曲线图、将所获得的曲线图显示在显示/操作装置105上、从帧图像和缩略图保持单元243获得对应的缩略图图像,并将缩略图图像与曲线图对应地显示。由于足以从每个缩略图图像了解运动图像的概观,因此针对帧速率为10FPS的运动图像,每个缩略图图像可以以例如2FPS(0.5秒间隔)显示。
<缩略图显示的示例>
图16是在显示/操作装置105上显示的GUI的示例,并且在由缩略图560指示的区域中显示一系列缩略图图像。每个缩略图图像是曲线图上的对应点的帧图像的缩略图图像。如果发现呼吸不规律性,那么标记对应的缩略图图像,以使得图像将是醒目的。在这个示例中,通过用具有与其它缩略图图像的框不同颜色的框5600围绕这个缩略图来强调并显示这种缩略图。附图标记1600表示包括呼吸不规律性的回放范围。
图17A至17C是示出缩略图显示的另一个示例的视图。虽然因为区域受限而在缩略图560中以0.5秒的间隔执行显示,但是可以通过整合不必要的范围来以较短的间隔执行缩略图的显示。
图17A中所示的缩略图561是这样的示例:在该示例中,以比缩略图560短的时间间隔(例如,0.25秒间隔)显示回放范围507的缩略图,并且在除帧图像回放范围507以外的每个范围中仅示出开始点的缩略图图像。由于在除回放范围507以外的每个范围中仅显示开始点的图像,因此将示出具有重叠的缩略图的图标。结果,可以更详细地确认回放范围507的缩略图图像。此时,通过显示回放范围507的开始点和结束点之外的大约10%的多余部分,可以在校正回放范围507时将这些多余部分用作参考信息。
此外,图17B中所示的缩略图562是这样的示例:在该示例中,缩短并显示除属于回放范围507、回放范围508和回放范围1600的缩略图之外的缩略图之间的时间间隔。在回放范围507、回放范围508和回放范围1600中的每一个中示出了具有重叠的缩略图图像的图标,以便节省空间。此外,可以按照图17C的缩略图563所示的方式将每个缩略图布置在曲线图上。
如上所述,根据本实施例,由于可以将一系列缩略图图像与曲线图一起显示,因此可以直观地掌握关注区域(肺野等)的周期,并且有可能设置适合诊断的回放范围。
(第四实施例)
虽然在上述每个实施例中已经描述了主要将整个帧图像设置为处理目标的示例,但是第四实施例将描述通过确定和修整帧图像的部分区域而获得的图像被设置为处理目标的示例。由于系统布置和装置布置与第一实施例相同,因此将省略其描述。
在由放射线成像装置104的放射线检测单元(未示出)检测到一系列放射线帧图像并且这一系列图像已经由图像获得单元201加载到放射线成像控制装置103中之后,确定并修整部分区域。随后,将经修整的图像用作帧图像。
修整方法可以是用户使用在显示/操作装置105上显示的捕获图像以通过操作显示/操作装置105来指示和确定修整范围(部分区域)的方法,或者可以是基于关注区域提取单元202的提取结果来自动确定修整范围(部分区域)的方法。
本实施例将描述这样的示例:在该示例中,从通过执行呼吸运动图像捕获而获得的帧图像中切出肺野的运动的帧图像和心脏的运动的帧图像。心脏位于图像右侧的中心部分,并且这个部分将被修整,并且回放范围将被回放为运动图像。
图18示出了在显示/操作装置105上显示的GUI的示例。附图标记901是在其中显示表示心脏的尺寸的曲线图的曲线图显示区域。附图标记902是回放每个经修整的图像的经修整区域回放区域。帧图像回放区域505的回放范围对应于在示出肺野的尺寸的曲线图显示区域506中设置的回放范围。心脏的运动图像的经修整区域回放区域902的回放范围对应于曲线图显示区域901中显示的曲线图上的回放范围。以这种方式,可以布置并显示多个部位,使得可以同时确认多个部位的运动。
此外,可以通过修整部分区域来减少数据量。另外,对于诊断来说,有效的是通过图像输出单元206将一帧图像作为静止图像与经修整的图像一起输出,从而将有可能查看PACS并知道经修整的区域对应于帧图像的哪个区域。在这种情况下,可以设置为使得有可能根据放射科医生的喜好来将诸如最大呼气状态、最大吸气状态、最大呼气状态与最大吸气状态之间的中点之类的特定状态指定为静止图像。
注意,虽然本实施例描述了显示作为两个关注区域的肺野和心脏的特征量的曲线图的示例,但是本发明不限于此。例如,可以生成左肺野区域和右肺野区域的特征量的曲线图,并且可以将这两个曲线图与要回放的帧图像一起布置和显示为运动图像。
如上所述,根据本实施例,可以通过将通过修整帧图像获得的经修整的图像设置为处理目标来减少数据量。此外,可以布置并显示多个部位,使得将容易同时确认多个部位的运动。
根据本发明,可以容易地掌握被摄体的状态与要被回放为运动图像的每个帧图像之间的对应关系。
其它实施例
本发明的(一个或多个)实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(其也可以被更完整地称为“非瞬态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如,一个或多个程序)以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能和/或包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能一个或多个电路(例如,专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机来实现,以及通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能和/或控制一个或多个电路执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能而由系统或装置的计算机执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如,中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)),并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络,以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储装置、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存设备、存储卡等。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现,即,通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置,该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应该理解的是,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释,以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (16)
1.一种图像处理装置,包括:
提取单元,被配置为针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;
计算单元,被配置为计算关注区域的特征量;以及
显示控制单元,被配置为使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,显示控制单元使表示与所显示的帧图像对应的位置的索引显示在曲线图上。
2.如权利要求1所述的图像处理装置,其中关注区域是肺野区域、心脏区域、肺血管区域和心血管区域中的至少一个。
3.如权利要求1所述的图像处理装置,其中特征量是关注区域的面积、关注区域的平均像素值、关注区域的长度和关注区域的浓度中的一个。
4.如权利要求1所述的图像处理装置,还包括:
设置单元,被配置为在曲线图上设置用于将所述一系列帧图像中的至少一些回放为运动图像的至少一个时间回放范围。
5.如权利要求4所述的图像处理装置,其中,设置单元基于用户的操作来设置回放范围。
6.如权利要求4所述的图像处理装置,其中,响应于通过用户的操作从与不少于一个回放范围对应的不少于一个选项卡中选择选项卡,设置单元设置与该选项卡对应的回放范围。
7.如权利要求4所述的图像处理装置,其中,索引被显示在回放范围内的曲线图上。
8.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,显示控制单元使帧图像的缩略图图像按时间序列显示在曲线图上。
9.如权利要求1所述的图像处理装置,还包括:
确定单元,被配置为确定作为帧图像的一部分的区域的部分区域,
其中,该部分区域的帧图像被回放为运动图像。
10.如权利要求9所述的图像处理装置,还包括:
输出单元,被配置为输出帧图像和所述部分区域的帧图像。
11.一种图像处理装置,包括:
图像获得单元,被配置为获得被摄体的一系列帧图像;
获得单元,被配置为获得指示被摄体的状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及
显示控制单元,被配置为基于生成时刻信息来使显示单元将状态数据显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,显示控制单元使表示与所显示的帧图像对应的位置的索引显示在曲线图上。
12.如权利要求11所述的图像处理装置,其中状态数据是肺活量计的数据、心电图的数据和二氧化碳监测设备的数据中的一个。
13.一种图像处理方法,包括:
针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;
计算关注区域的特征量;以及
进行控制以使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
14.一种图像处理方法,包括:
获得被摄体的一系列帧图像;
获得指示被摄体的状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及
进行控制以基于生成时刻信息使显示单元将状态数据显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
15.一种存储程序的非瞬态计算机可读存储介质,所述程序使计算机执行包括以下的图像处理方法:
针对被摄体的一系列帧图像中的每个帧图像提取至少一个关注区域;
计算关注区域的特征量;以及
进行控制以使显示单元将特征量显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
16.一种存储程序的非瞬态计算机可读存储介质,所述程序使计算机执行包括以下的图像处理方法:
获得被摄体的一系列帧图像;
获得指示被摄体状态的状态数据和状态数据的生成时刻信息;以及
进行控制以基于生成时刻信息使显示单元将状态数据显示为时间序列的曲线图,
其中,当所述一系列帧图像中的至少一些要被回放为运动图像时,在所述控制中,在所述曲线图上显示表示与所显示的帧图像对应的位置的索引。
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