專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)ct圖像的感興趣區(qū)域與ct定位片的融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像 與CT定位片的融合方法。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT, Computed Tomography)是用X線束對(duì)人體的 某一部分按一定厚度的層面進(jìn)行掃描，當(dāng)X線射向人體組織時(shí)，部分射線 被組織吸收，部分射線穿過人體被檢測(cè)器接收，產(chǎn)生信號(hào)。因?yàn)槿梭w各種 組織的疏密程度不同，X線的穿透能力不同，所以檢測(cè)器接收到的射線就 有了差異。將所接收的這種有差異的射線信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息后由計(jì)算 機(jī)進(jìn)行處理，輸出到顯示的熒光屏上顯示出圖像，這種圖像被稱為橫斷面 圖像。
CT定位片是在進(jìn)行主要的斷層掃描檢查之前獲得的初步影像。通常， 在CT檢查中，定位片是用來繪制即將獲取的斷層掃描影像的位置。
CT定位片除了用來標(biāo)記斷層掃描范圍、位置外，也非常清楚地顯示 了掃描部位在前后位或側(cè)位的投影圖像，尤其是定位片圖像中骨骼信息清 楚，醫(yī)生可以從該圖像中對(duì)感興趣區(qū)域有直觀的定位。不過也并不是所有 的組織在定位片上都能夠清晰地顯示，比如腹部非增強(qiáng)掃描時(shí)腎臟的位 置。
由于在CT斷層序列掃描時(shí)可以獲得掃描部位的三維數(shù)據(jù)信息，因此 可以較好地對(duì)感興趣的組織進(jìn)行提取，但提取到的信息僅在CT斷層掃描 圖像上顯示，并不能給醫(yī)生一個(gè)直觀的位置感覺。如果能把提取到的感興 趣區(qū)域同時(shí)融合到CT定位片圖像上，就產(chǎn)生了一個(gè)非常有價(jià)值的新的影 像，為醫(yī)生的診斷提供了更加豐富的信息。但是，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有相應(yīng) 的解決方案
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT
定位片的融合方法，可將提取到的感興趣區(qū)域融合到CT定位片圖像上，
為醫(yī)生的診斷提供了更加豐富的信息。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT
定位片的融合方法，包括
獲取CT定位片所在平面的位置信息；
獲取CT斷層掃描圖像所在平面的位置信息及三維數(shù)據(jù)；
基于所述斷層掃描圖像的三維數(shù)據(jù)得到感興趣區(qū)域的位置信息；
利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興趣區(qū)域投影到CT定位片
平面；
利用所述投影得到的圖像與所述CT定位片進(jìn)行融合。 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT
定位片融合的裝置，包括
CT定位片信息獲取單元，用于獲取CT定位片所在平面的位置信息； CT斷層掃描圖像獲取單元，獲取CT斷層掃描圖像所在平面的位置信
息及三維數(shù)據(jù)；
區(qū)域位置信息計(jì)算單元，基于所述CT斷層掃描的三維數(shù)據(jù)得到感興趣 區(qū)域的位置信息；
投影信息處理單元，利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興趣區(qū) 域投影到定位片平面；
圖像融合單元，利用所述投影得到的圖像與所述CT定位片進(jìn)行融合。
所述感興趣區(qū)域?yàn)橄Ｍ^察的區(qū)域，包括某個(gè)組織或器官的空間范 圍。 '
本發(fā)明利用CT定位片的影像特點(diǎn)，以及CT定位片與CT斷層掃描 影像之間的關(guān)聯(lián)，創(chuàng)造出一種新的融合影像，將提取到的感興趣區(qū)域融合 到CT定位片圖像上產(chǎn)生一個(gè)非常有價(jià)值的新的影^^，使得醫(yī)生可以在該 影像上觀察到感興趣區(qū)域在前后位或側(cè)位投影上的位置信息，為醫(yī)生的診 斷提供了更加豐富的信息，在某種程度上替代了 X光片的用途，拓展了 CT定位片的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的融合方法流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中建立的表示斷層及定位片圖像的位置信息的三 維坐標(biāo)系示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例中從三維體數(shù)據(jù)中提取到的感興趣區(qū)域在每個(gè)斷 層圖像上的位置示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例中投影原理示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)融合的裝置構(gòu)成示意圖6 (a)和(b)分別為融合前后的效果圖。
具體實(shí)施例方式
目前，對(duì)于多種疾病，基于CT設(shè)備的檢查方式越來越普及。為了本 發(fā)明的內(nèi)容是利用CT定位片和CT斷層掃描的關(guān)系，將在斷層序列掃描 影像中提取到的感興趣區(qū)域，融合顯示在CT定位片影像上，豐富CT定 位片的影像內(nèi)容，使得CT定位片不僅僅可以作為斷層掃描位置參考，同 時(shí)醫(yī)生可以在定位片影像上觀察其感興趣區(qū)域在前后位或側(cè)位投影上，相 對(duì)人體其它組織(如骨骼)的位置信息，給臨床診斷提供更多的幫助。
為了使得本發(fā)明的原理、特性更加清楚，下面接收具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域 與CT定位片的融合方法，包括如下步驟 SOl，獲取定位片所在平面的位置信息；
首先，在讀入的定位片圖像上，可以獲得定位片(scout)的空間位置 信息，比如DICOM信息中的頂點(diǎn)(左上角點(diǎn))A。(jc,。,少,。，z,。)及表示平面 空間^立置的兩個(gè)方向向量和KS2 。
S02,獲取斷層圖像所在平面的位置信息并獲得斷層圖像的三維數(shù)據(jù)； 具體地，可以從讀入的斷層序列圖像(image)上獲得每層圖像的空 間位置信息，比如，醫(yī)學(xué)數(shù)字影像和通訊DICOM信息中每個(gè)斷層圖像的 頂點(diǎn)(左上角點(diǎn))尸,。(x,。,x。，z,。)及表示該斷層平面空間位置的兩個(gè)方向向 量^和K,如圖2所示，根據(jù)斷層圖像的上述位置信息可生成三維數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中以垂直方式進(jìn)行斷層掃描，將斷層圖像的兩個(gè)方向向量M
和J^作為三維坐標(biāo)系的x和y方向，以垂直于該平面的方向作為z方向。 S03，基于所述斷層圖像的三維數(shù)據(jù)得到感興趣區(qū)域的位置信息； 所述感興趣區(qū)域?yàn)獒t(yī)生希望觀察的區(qū)域(如某個(gè)組織或器官)，即醫(yī)
生感興趣的區(qū)域。
如圖3所示，/2， ...，/ 圖像即構(gòu)成了三維體數(shù)據(jù)。在確定感興趣 區(qū)域(如某個(gè)組織或器官)后，利用圖像處理方法在三維體數(shù)據(jù)中提取感 興趣區(qū)域(如，某個(gè)組織或器官)，并對(duì)提取到的感興趣區(qū)域進(jìn)行位置標(biāo) 記，也就是說得到感興趣區(qū)域的三維數(shù)據(jù)。
提取感興趣區(qū)域可采用多種方法，如閾值分割、邊緣提取、連通區(qū)域 分析、形態(tài)學(xué)方法等。
在此以閾值分割為例。假定三維數(shù)據(jù)體的三個(gè)維度的尺寸分別為Nx， Ny， Nz,通常Nx=Ny為斷層圖像上兩個(gè)方向的像素個(gè)數(shù)，Nz為斷層圖 像的層數(shù)。以此構(gòu)建的三維數(shù)據(jù)體中的任何一點(diǎn)均可以用坐標(biāo)戶(/J,"來表 示，其中，B/《A^， i《y^jvz?；陂撝档姆指罘椒词菍?duì)于 給定的閾值T,遍歷三維數(shù)據(jù)體中的所有點(diǎn)乂, A:), 1 2 K 7V義，1《/《iV，，
is;t2ivz,判斷每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖像值ra/"e(/jj)是否滿足給定的闊值條件，比 如(j', a) ^ r ),如滿足，則記錄該點(diǎn)為提取到的感興趣點(diǎn)，并記錄 其位置信息(/,y,Q。
S04,將確定的感興趣區(qū)域垂直投影到定位片平面； 在前述步驟SOl和步驟S02中，已經(jīng)描述如何獲取定位片以及所有斷 層圖像的三維空間位置信息，同時(shí)，在讀取定位片及斷層圖像時(shí)，還可以 獲得兩種圖像的像素分辨率。定位片的分辨率記為Ax,，A^,斷層圖像的平 面分辨率記為Ax,,層間分辨率記為Az,。這樣就可以將上步驟中提取到的
三維感興趣區(qū)域垂直投影到定位片平面上。參照?qǐng)D4，具體方法如下
設(shè)尸oint^(m,w,/)是某斷層圖像上提取到的感興趣區(qū)域中的任意一點(diǎn)， 其中m,n分別表示該點(diǎn)在斷層圖像上x方向和y方向的像素位置；1表示 該斷層圖像在z方向的位置(即第幾層)。那么，根據(jù)已知的斷層圖像頂 點(diǎn)坐標(biāo)(x,。,乂。a。)及其在三個(gè)方向的分辨率，可以得到該點(diǎn)在實(shí)際空間的坐標(biāo)位置尸ointv。,(X,K,z,),即
;=So + "
將該點(diǎn)沿垂直于定位片方向進(jìn)行投影，得到與定位片平面的一個(gè)交點(diǎn)
尸oint'(x二,乂,z;)，然后再根據(jù)定位片的頂點(diǎn)坐標(biāo)(x,。,凡。,^。)及其平面分辨 率Ax,，Ay,,可以對(duì)應(yīng)到定位片上的像素位置尸oint，w(/,力，具體方法如下
設(shè)在定位片上得到的投影點(diǎn)尸oint'(x;,乂，z;)與定位片頂點(diǎn) PSQ (x,。,凡。,z,。)所構(gòu)成的向量為ra。，則該向量與定位片方向向量的夾角 汐為
"ar畫(7S《。)
因此，交點(diǎn)尸oint'(x;,乂,z;)對(duì)應(yīng)到定位片上的像素位置i， j可如下計(jì)算
''=-x、。)2+(x - y,。)2+(z: _z、o)2)x c。se/A^.
乂 = V<X - A.o)2- Ao)2 +(z: -~。)2) xsin夕/Ay, S05,利用所述投影得到的圖像與所述定位片進(jìn)行融合。
用得到的投影圖像，與定位片進(jìn)行融合。融合方法可以根據(jù)需求而定， 取相應(yīng)的^象素值相加，或者也可以用其它的融合方法。
假設(shè)P(/， A:)是斷層圖像上提取到的感興趣區(qū)域中的 一點(diǎn)，設(shè)其圖像值 為Fa/^p。設(shè)其在定位片上對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)為P'(m,"),且對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像值為 Fa/we .，則可以i殳定融合后的圖傳 fi為Fa/we + Fa/we .。
如圖5所示， 一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT定位片 融合的裝置500,包括
定位片信息獲取單元510，用于獲取定位片所在平面的位置信息；
斷層圖像獲取單元520,獲取斷層圖像所在平面的位置信息及三維數(shù)
據(jù)；區(qū)域位置信息計(jì)算單元530,基于所述斷層圖像的三維數(shù)據(jù)得到感興 趣區(qū)域的位置信息；
投影信息處理單元540，利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興 趣區(qū)域投影到定位片平面；
圖像融合單元550，利用所述投影得到的圖像與所述定位片進(jìn)行融合。
所述感興趣區(qū)域?yàn)獒t(yī)生希望觀察的區(qū)域，包括某個(gè)組織或器官的空間 范圍。
根據(jù)本發(fā)明將CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT定位片的融合前 后的效果圖，如圖6 (a)和6 (b)所示。
本發(fā)明利用CT定位片的影像特點(diǎn)，以及CT定位片與斷層序列掃描影 像之間的關(guān)聯(lián)，創(chuàng)造出一種新的融合影像，使得醫(yī)生在該影像上，可以觀 察到感興趣區(qū)域在前后位或側(cè)位投影上的位置信息，在某種程度上替代了 X光片的用途，拓展了CT定位片的應(yīng)用價(jià)值。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù) 范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT定位片的融合方法，其特征在于，包括獲取CT定位片所在平面的位置信息；獲取CT斷層掃描圖像所在平面的位置信息及三維數(shù)據(jù)；基于所述斷層掃描圖像的三維數(shù)據(jù)得到感興趣區(qū)域的位置信息；利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興趣區(qū)域投影到CT定位片平面；利用所述投影得到的圖像與所述CT定位片進(jìn)行融合。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述獲取CT定位片所在平 面的位置信息，具體包括在讀入的定位片圖像上獲得定位片的空間位置信息，比如DICOM信息 中的頂點(diǎn)(左上角點(diǎn))(x《。,乂5。, zs。)及表示平面空間位置的兩個(gè)方向向量 和ra2 。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述獲取CT斷層掃描圖像 所在平面的位置信息及三維數(shù)據(jù)，具體包括根據(jù)所獲得的每層圖像的空間位置信息，以斷層圖像的兩個(gè)方向向量 W,和7/2作為三維坐標(biāo)系的x和y方向，以垂直于該平面的方向作為z方向， 確定所述斷層圖像的三維數(shù)據(jù)。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述將所述感興趣區(qū)域投影 到CT定位片平面，具體包括根據(jù)CT斷層掃描圖像頂點(diǎn)坐標(biāo)(x,。j,。，z,。)及其在三個(gè)方向的分辨率， 得到該點(diǎn)在實(shí)際空間的坐標(biāo)位置尸ointv。,(X,:^,z》，即zr = z力+ / x將該點(diǎn)沿垂直于CT定位片方向進(jìn)行投影，得到與定位片平面的一個(gè)交 ,存、戶oint'(x二,乂,z二)；再根據(jù)定位片的頂點(diǎn)坐標(biāo)(xs。,x5。,zs。)及其平面分辨率A^,Ay,,對(duì)應(yīng)到 定位片上的像素位置尸oinU,力。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述感興趣區(qū)域?yàn)獒t(yī)生希望觀察的區(qū)域，包括某個(gè)組織或器官的空間范圍。
6、 一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT定位片融合的裝置， 其特征在于，包括CT定位片信息獲取單元，用于獲取CT定位片所在平面的位置信息； CT斷層掃描圖像獲取單元，獲取CT斷層掃描圖像所在平面的位置信息 及三維數(shù)據(jù)；區(qū)域位置信息計(jì)算單元，基于所述CT斷層掃描的三維數(shù)據(jù)得到感興趣 區(qū)域的位置信息；投影信息處理單元，利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興趣區(qū)域 投影到定位片平面；圖像融合單元，利用所述投影得到的圖像與所述CT定位片進(jìn)行融合。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述感興趣區(qū)域?yàn)獒t(yī)生希望觀察的區(qū)域，包括某個(gè)組織或器官的空間范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)CT斷層掃描圖像的感興趣區(qū)域與CT定位片的融合方法，包括獲取CT定位片所在平面的位置信息；獲取CT斷層掃描圖像所在平面的位置信息及三維數(shù)據(jù)；基于所述斷層掃描圖像的三維數(shù)據(jù)得到感興趣區(qū)域的位置信息；利用所述感興趣區(qū)域的位置信息將所述感興趣區(qū)域投影到CT定位片平面；利用所述投影得到的圖像與所述CT定位片進(jìn)行融合?？蓪⑻崛〉降母信d趣區(qū)域融合到CT定位片圖像上，為醫(yī)生的診斷提供了更加豐富的信息。在某種程度上替代了X光片的用途，拓展了CT定位片的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101422373SQ200810185830
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者侯欣然, 雁 康, 宏 李, 駿 李, 趙丹俊 申請(qǐng)人:沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司