專(zhuān)利名稱(chēng)：具有醫(yī)學(xué)圖像測(cè)量功能的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種醫(yī)學(xué)圖像處理裝置，該醫(yī)學(xué)圖像處理裝置用于對(duì)由一醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備，例如一X射線(xiàn)診斷裝置，獲取的醫(yī)學(xué)圖像上的一個(gè)預(yù)定部分進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明還涉及一種測(cè)量由該醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備獲取的醫(yī)學(xué)圖像上的預(yù)定部分的方法。
背景技術(shù)：
自二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的改進(jìn)，醫(yī)學(xué)圖像診斷已經(jīng)快速發(fā)展起來(lái)。醫(yī)學(xué)圖像診斷由，例如，X射線(xiàn)診斷裝置，磁共振成像裝置(MRI)，X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層(CT)裝置，或類(lèi)似裝置來(lái)完成?，F(xiàn)在，這種診斷在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中起著非常重要的作用。由如上所述的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備獲取的醫(yī)學(xué)圖像，通常由醫(yī)生或其同類(lèi)人員在對(duì)他或她的醫(yī)學(xué)圖像診斷中進(jìn)行觀察和解釋。此外，醫(yī)學(xué)圖像也可以用于作為診斷的一部分，以測(cè)量患者身體的一個(gè)預(yù)定部分，如一個(gè)器官或一段骨骼。在作為骨骼診斷的一個(gè)實(shí)例的脊柱側(cè)凸診斷中，根據(jù)X射線(xiàn)診斷裝置獲取的透射圖像，來(lái)計(jì)算脊柱的一彎曲尺度。當(dāng)脊髓的生成快于它周?chē)慕M織時(shí)，就可能發(fā)生脊柱側(cè)凸。脊柱側(cè)凸往往特別容易出現(xiàn)于青少年中，因此需要對(duì)這些青少年進(jìn)行一月一次的跟蹤觀察。
圖1是一幅表示本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)所述的在一脊柱側(cè)凸診斷中彎曲尺度的測(cè)量技術(shù)的實(shí)例的示意圖。圖1(A)表示在一患者或被檢查對(duì)象(在此后簡(jiǎn)稱(chēng)為樣本)的射線(xiàn)照片(圖像)上的柯布氏角(Cobb angle)測(cè)量以計(jì)算彎曲角度。圖2(B)表示一樣本的射線(xiàn)照片(圖像)上的‘豎向定線(xiàn)’距離的測(cè)量，該測(cè)量用來(lái)計(jì)算沿脊柱的一表示直線(xiàn)的偏離量，該表示直線(xiàn)是一個(gè)沿樣本的本體軸線(xiàn)的假想的理想的健康的筆直脊柱(在此后簡(jiǎn)稱(chēng)為中線(xiàn))。因此，可通過(guò)判斷該中線(xiàn)來(lái)指示樣本本體軸線(xiàn)的中心。該彎曲尺度，例如柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離，表示脊柱的彎曲的程度?？虏际辖呛汀Q向定線(xiàn)’距離的基礎(chǔ)已建立起來(lái)，而且其測(cè)量方法在已有技術(shù)中是公知的。
柯布氏角的計(jì)算中，在如圖1(A)所示，操作者，如醫(yī)生或放射學(xué)技術(shù)人員，觀察一幅在顯示器上顯示的X射線(xiàn)透射圖像(在此后簡(jiǎn)稱(chēng)為圖像)。操作者然后靠視覺(jué)確定(或用他或她的感覺(jué)確定)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，如點(diǎn)1至3，這些點(diǎn)是脊柱4的最少?gòu)澢c(diǎn)(只要是操作者認(rèn)為的)?；陲@示的圖像，在相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間，各相鄰兩個(gè)最少?gòu)澢c(diǎn)具有脊柱4的一個(gè)最大彎曲點(diǎn)。在確定的點(diǎn)1至3上，操作者用例如鼠標(biāo)手工繪制分別與切線(xiàn)8-10垂直的垂線(xiàn)5至垂線(xiàn)7。具體的，操作者確定點(diǎn)1，并在點(diǎn)1上繪制切線(xiàn)8。然后，操作者繪制與切線(xiàn)8垂直的垂線(xiàn)5。類(lèi)似的，操作者繪制與在確定的點(diǎn)2上繪制的切線(xiàn)9垂直的垂線(xiàn)6。然后，操作者繪制與在確定的點(diǎn)3上繪制的切線(xiàn)10垂直的垂線(xiàn)7。一個(gè)與顯示器相連的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置計(jì)算出由垂線(xiàn)5至7形成的α角和β角。換而言之，垂線(xiàn)5和6相交成α角，類(lèi)似地垂線(xiàn)6和7相交成β角。計(jì)算出的α角和β角顯示在顯示器上。
在如圖1(B)所示的‘豎向定線(xiàn)’的距離計(jì)算中，操作者觀察顯示在顯示器上的圖像并沿脊柱4繪制一條中線(xiàn)11。中線(xiàn)11是由操作者根據(jù)顯示圖像利用視覺(jué)推測(cè)并確定的。中線(xiàn)11與脊柱4相交于交點(diǎn)12至14。然后，操作者由視覺(jué)確定脊柱4的點(diǎn)15和16，點(diǎn)15和16都是當(dāng)垂線(xiàn)從點(diǎn)15和16垂到中線(xiàn)11時(shí)，在交點(diǎn)12至14的每?jī)上噜徑稽c(diǎn)之間離中線(xiàn)11最遠(yuǎn)的點(diǎn)(只要操作者認(rèn)為的)。更具體的，操作者在交點(diǎn)12和13之間確定點(diǎn)15。然后操作者在交點(diǎn)13和14之間確定點(diǎn)16。當(dāng)垂線(xiàn)從點(diǎn)15垂到中線(xiàn)11時(shí)，醫(yī)學(xué)圖像處理裝置計(jì)算點(diǎn)15和中線(xiàn)11之間的距離17。類(lèi)似的，當(dāng)線(xiàn)從點(diǎn)16垂到中線(xiàn)11時(shí)，醫(yī)學(xué)圖像處理裝置計(jì)算點(diǎn)16和中線(xiàn)11之間的距離18。計(jì)算出的距離17和18顯示在顯示器上。
在現(xiàn)有技術(shù)中，脊柱側(cè)凸采用作為彎曲尺度的指標(biāo)的計(jì)算出的角度和/或距離來(lái)進(jìn)行診斷。常規(guī)采用基于點(diǎn)和線(xiàn)來(lái)獲取柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離，來(lái)對(duì)脊柱側(cè)凸進(jìn)行診斷，這些點(diǎn)和線(xiàn)的選擇和繪制是根據(jù)操作者的感覺(jué)而確定的。
具體的，在柯布氏角的計(jì)算中，顯示器顯示的圖像中的脊柱4上的點(diǎn)1至3是基于操作者的感覺(jué)，靠他或她用眼睛觀察圖像來(lái)選擇的。另外，切線(xiàn)8至10和垂線(xiàn)5至7是基于操作者用他或她的眼睛觀察圖像來(lái)繪制的。類(lèi)似的，在‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算中，中線(xiàn)11是基于操作者的感覺(jué)，靠用他或她的眼睛觀察圖像來(lái)繪制的。進(jìn)一步，點(diǎn)15和16是基于操作者的感覺(jué)，靠用他或她的眼睛觀察圖像來(lái)選擇的。
因此，所選擇的點(diǎn)和/或繪制的線(xiàn)是非常主觀的，因而計(jì)算出的結(jié)果在不同的操作者之間有可能不同。另外，即使由同一操作者操作時(shí)，如果該操作者對(duì)他或她選擇和/或繪制的判斷沒(méi)有一個(gè)清楚的標(biāo)準(zhǔn)，也可能出現(xiàn)不同的結(jié)果。特別的，如上所述，脊柱側(cè)凸病例可能需要對(duì)脊柱彎曲尺度每月一次跟蹤觀察。因此，必須保持再現(xiàn)性而且再現(xiàn)性對(duì)脊柱側(cè)凸的診斷是一個(gè)非常重要的因素。
在人類(lèi)系統(tǒng)中導(dǎo)致再現(xiàn)性困難(或計(jì)算精度的降低)的因素之一如下所述。與顯示在顯示器上的整個(gè)圖像相比，針對(duì)一個(gè)非常小的區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。此外，脊柱的彎曲狀態(tài)通常是微小的，而且有時(shí)可能超出了人類(lèi)的辨別力。因此，測(cè)量結(jié)果的精度在有些情況下不可能保證。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其提供了一種用于處理由醫(yī)學(xué)設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置。該裝置包括一個(gè)接口，用于獲取醫(yī)學(xué)圖像；一個(gè)處理器，用于沿由該接口獲取的醫(yī)學(xué)圖像中的一個(gè)樣本的一弓形部分確定一平滑線(xiàn)；以及一個(gè)計(jì)算裝置，用于根據(jù)由處理器確定的平滑線(xiàn)，計(jì)算弓形部分的彎曲尺度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，其提供一種測(cè)量由醫(yī)學(xué)設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像中一個(gè)預(yù)定部分的方法。該方法的步驟包括沿由該接口獲取的醫(yī)學(xué)圖像中的一個(gè)樣本的弓形部分確定一平滑線(xiàn)，以及根據(jù)該平滑線(xiàn)，自動(dòng)計(jì)算弓形部分的彎曲尺度。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，其提供一個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在該產(chǎn)品上儲(chǔ)存一個(gè)用于測(cè)量由醫(yī)學(xué)設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像的中一個(gè)預(yù)定部分的程序。該計(jì)算機(jī)程序具有指令，這些指令執(zhí)行時(shí)，其運(yùn)行的步驟包括沿醫(yī)學(xué)圖像中的一個(gè)樣本的成弓形部分確定一平滑線(xiàn)，以及基于該平滑線(xiàn)自動(dòng)計(jì)算成弓形部分的彎曲尺度。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，其提供一種處理由醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的圖像的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置。該裝置包括一個(gè)接口，用于獲取醫(yī)學(xué)圖像；一個(gè)第一處理器，用于通過(guò)圖形識(shí)別處理來(lái)提取醫(yī)學(xué)圖像中脊柱的每塊椎骨的輪廓，并根據(jù)每塊椎骨的提取的輪廓，獲得脊柱的每塊椎骨相對(duì)于水平線(xiàn)的坡度；以及一個(gè)第二處理器，用于根據(jù)第一處理器獲得的每塊椎骨的坡度，計(jì)算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號(hào)的脊柱的第一椎骨和具有負(fù)坡度符號(hào)的脊柱的第二椎骨之間的最大角度。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，其提供一種測(cè)量由醫(yī)學(xué)設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像中一個(gè)預(yù)定部分的方法。該方法的步驟包括通過(guò)圖形識(shí)別處理來(lái)提取醫(yī)學(xué)圖像中脊柱的每塊椎骨的輪廓，并根據(jù)提取出的每塊椎骨的輪廓，獲得脊柱的每塊椎骨相對(duì)于水平線(xiàn)的坡度，以及根據(jù)第一處理器獲得的每塊椎骨的坡度，計(jì)算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號(hào)的脊柱的第一椎骨和具有負(fù)坡度符號(hào)的脊柱的第二椎骨之間的最大角度。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，其提供X射線(xiàn)診斷裝置，該裝置包括一個(gè)發(fā)生器，一個(gè)檢測(cè)器，一個(gè)機(jī)械裝置，一個(gè)合成器，一個(gè)處理器和一個(gè)計(jì)算裝置。發(fā)生器用于產(chǎn)生X射線(xiàn)。檢測(cè)器用于檢測(cè)由于對(duì)樣本進(jìn)行X射線(xiàn)照射從一樣本透射的透射X射線(xiàn)。機(jī)械裝置用于移動(dòng)發(fā)生器和檢測(cè)器，從而根據(jù)檢測(cè)到的透射X射線(xiàn)獲得樣本的一成弓形部分的多幅圖像。合成器用于合成多幅圖像并輸出一個(gè)作為成弓形部分的圖像的合成圖像。處理器用于確定沿成弓形部分圖像中成弓形部分的平滑線(xiàn)。計(jì)算裝置用于根據(jù)該平滑線(xiàn)，計(jì)算該弓形部分的彎曲尺度。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，其提供一種測(cè)量由一X射線(xiàn)診斷裝置生成的醫(yī)學(xué)圖像中一個(gè)預(yù)定部分的方法。該方法的步驟包括由發(fā)生器產(chǎn)生X射線(xiàn)，利用檢測(cè)器檢測(cè)由于對(duì)樣本進(jìn)行X射線(xiàn)照射從一樣本透射的透射X射線(xiàn)；移動(dòng)發(fā)生器和檢測(cè)器，從而根據(jù)檢測(cè)到的透射X射線(xiàn)，獲得樣本的一成弓形部分的多幅圖像，合成多幅圖像，輸出一個(gè)作為成弓形部分的圖像的合成圖像，確定成弓形部分圖像中沿成弓形部分的平滑線(xiàn)，根據(jù)該平滑線(xiàn)計(jì)算該弓形部分的彎曲尺度。


本發(fā)明實(shí)施例的更完全的說(shuō)明以及它的很多優(yōu)點(diǎn)都將很容易地從參照下述附圖的詳細(xì)說(shuō)明中獲得，其中圖1是一幅表示根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)所述的在一脊柱側(cè)凸診斷中彎曲尺度的測(cè)量技術(shù)的實(shí)例的示意圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的包含一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像處理器的一X射線(xiàn)診斷裝置示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的一醫(yī)學(xué)圖像處理器的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的從一個(gè)樣本的脊柱上獲取圖像的過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的合成多幅椎骨圖像以產(chǎn)生一個(gè)合成脊柱圖像的過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
圖7是表示一手工脊柱線(xiàn)的實(shí)例和根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的顯示在顯示器上的合成脊柱圖像中繪制的一平滑脊柱線(xiàn)的實(shí)例的示意圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的關(guān)于柯布氏角的繪圖數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所述的自動(dòng)脊柱線(xiàn)繪圖過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所述的自動(dòng)脊柱線(xiàn)繪圖過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖14是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的圖像顯示圖的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的從不同方向示出的合成脊柱圖像的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例將參照所附附圖進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將說(shuō)明一X射線(xiàn)診斷裝置，其包括一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像處理器，該診斷裝置可以精確計(jì)算作為彎曲尺度的由脊柱的弓形導(dǎo)致的脊柱弓形角和從中線(xiàn)的偏移距離。本發(fā)明實(shí)施例將利用脊柱側(cè)凸測(cè)量的例子進(jìn)行說(shuō)明。但是本發(fā)明的實(shí)施例可以不僅限于脊柱側(cè)凸，還可以用于以下病例，如駝背，脊柱前彎癥，弓形腿，以及任何其它可適用的骨骼缺陷。
(第一實(shí)施例)。
圖2是表示一種根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的包含一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像處理器的X射線(xiàn)診斷裝置示例性結(jié)構(gòu)的框圖。一X射線(xiàn)診斷裝置20可以包括一個(gè)射線(xiàn)照相設(shè)備21，一個(gè)高壓發(fā)生器22，一個(gè)機(jī)械控制器23，一個(gè)系統(tǒng)控制器24，一個(gè)控制臺(tái)25，和一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像處理器26。射線(xiàn)照相設(shè)備21執(zhí)行對(duì)樣本P的X射線(xiàn)射線(xiàn)照相。高壓發(fā)生器22產(chǎn)生射線(xiàn)照相設(shè)備21放射X射線(xiàn)所需的高壓。機(jī)械控制器23根據(jù)從控制臺(tái)25發(fā)出的指示信號(hào)，控制射線(xiàn)照相設(shè)備21的機(jī)械部分。系統(tǒng)控制器24對(duì)X射線(xiàn)診斷裝置20實(shí)行全面控制，X射線(xiàn)診斷裝置20具體包括射線(xiàn)照相設(shè)備21，高壓發(fā)生器22，和機(jī)械控制器23?？刂婆_(tái)25為該X射線(xiàn)診斷裝置的不同組成部分提供指示信號(hào)。醫(yī)學(xué)圖像處理器26分析并處理由射線(xiàn)照相設(shè)備21獲取的圖像。
射線(xiàn)照相設(shè)備21可以分成三個(gè)部分。這三個(gè)部分可以稱(chēng)為X射線(xiàn)發(fā)生部分，X射線(xiàn)檢測(cè)部分，以及分別移動(dòng)X射線(xiàn)發(fā)生部分和X射線(xiàn)檢測(cè)部分的機(jī)械裝置部分。
射線(xiàn)照相設(shè)備21的X射線(xiàn)發(fā)生部分可以包括一個(gè)X射線(xiàn)管211和一個(gè)瞄準(zhǔn)儀212。X射線(xiàn)管211對(duì)樣本P輻射(或產(chǎn)生)一X射線(xiàn)。瞄準(zhǔn)儀212校準(zhǔn)從X射線(xiàn)管211輻射的X射線(xiàn)。具體的，X射線(xiàn)管211包括一個(gè)真空球管。在該真空球管中，電子被高壓發(fā)生器22提供的高壓加速并撞擊到鎢靶上。因此，X射線(xiàn)就從真空球管中產(chǎn)生出來(lái)。瞄準(zhǔn)儀212位于X射線(xiàn)球管211和樣本P之間。瞄準(zhǔn)儀212使從X射線(xiàn)球管211放射出的X射線(xiàn)變窄為預(yù)定的圖像接收尺寸，從而提供一個(gè)清晰的圖像。
射線(xiàn)設(shè)備21的X射線(xiàn)檢測(cè)部分可以包括一個(gè)X射線(xiàn)影像增強(qiáng)器(在此后簡(jiǎn)稱(chēng)為I.I.)213和一個(gè)X射線(xiàn)電視照相機(jī)214。從X射線(xiàn)管211放射出的X射線(xiàn)通過(guò)瞄準(zhǔn)儀212輻射到樣本P，并作為透射X射線(xiàn)從樣本P傳輸出來(lái)。I.I.213接收該透射X射線(xiàn)并將該透射X射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為光學(xué)圖像。電視照相機(jī)214將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)(或視頻信號(hào))。該電子信號(hào)輸出到醫(yī)學(xué)圖像處理器26。X射線(xiàn)發(fā)生部分和X射線(xiàn)檢測(cè)部分連接并承載于支架215上。X射線(xiàn)發(fā)生部分，X射線(xiàn)檢測(cè)部分，和支架215在下文中統(tǒng)稱(chēng)為射線(xiàn)照相系統(tǒng)。
機(jī)械部分可以包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置216和一個(gè)機(jī)械位置檢測(cè)器217。機(jī)械部分由可以在射線(xiàn)照相設(shè)備21以外提供的機(jī)械控制器23來(lái)控制。運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置216使射線(xiàn)照相系統(tǒng)沿樣本P的本體軸線(xiàn)移動(dòng)。機(jī)械位置檢測(cè)器217通過(guò)計(jì)算從運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置216上提供的一個(gè)編碼器輸出的脈沖數(shù)來(lái)檢測(cè)射線(xiàn)照相系統(tǒng)的位置。此外，機(jī)械位置檢測(cè)器217向一個(gè)外部設(shè)備輸出檢測(cè)信息，而且還驅(qū)動(dòng)高壓發(fā)生器22以使X射線(xiàn)管211放射出X射線(xiàn)。
射線(xiàn)照相設(shè)備21還進(jìn)一步包括一個(gè)床218。床218通常是一個(gè)在射線(xiàn)照相過(guò)程中支撐樣本P的桌子。床218可以由允許X射線(xiàn)容易地透射過(guò)床218的材料制成。通常，射線(xiàn)照相是在樣本P處于直立位置時(shí)實(shí)行的，這樣在脊柱側(cè)凸診斷中可對(duì)樣本P施加一個(gè)重力。因此，床218可以如圖2所示用作樣本P的擱腳板。
高壓發(fā)生器22產(chǎn)生提供給X射線(xiàn)管211的高壓，該高壓施加在X射線(xiàn)管211的陽(yáng)極和陰極之間以加速熱電子。熱電子從X射線(xiàn)管211的陰極產(chǎn)生。高壓發(fā)生器22通過(guò)一倒相系統(tǒng)具有很大功率，例如80KW至100KW。高壓發(fā)生器22還可以包括一個(gè)用于向醫(yī)學(xué)圖像處理器26發(fā)送有關(guān)獲取數(shù)據(jù)的時(shí)序的接口。
機(jī)械控制器23根據(jù)控制臺(tái)25通過(guò)系統(tǒng)控制器24發(fā)出的指示信號(hào)，控制運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置216。機(jī)械控制器23可以控制射線(xiàn)照相系統(tǒng)沿樣本P的本體軸線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)速度和/或運(yùn)動(dòng)方向。
系統(tǒng)控制器24對(duì)X射線(xiàn)診斷裝置20實(shí)行全面控制，包括根據(jù)控制臺(tái)25發(fā)出的指示信號(hào)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)獲取的控制和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制。系統(tǒng)控制器24還包括對(duì)將獲取的圖像傳輸?shù)结t(yī)學(xué)圖像處理器26的控制。
控制臺(tái)25包括各種開(kāi)關(guān)和按鍵，一個(gè)鍵盤(pán)，和一個(gè)顯示板?？刂婆_(tái)25可以由一個(gè)操作者，如醫(yī)生或放射學(xué)技術(shù)人員操作。操作者的操作包括射線(xiàn)照相條件的設(shè)定和機(jī)械部分運(yùn)動(dòng)的設(shè)定?；谶@些操作的指示信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)控制器24送到X射線(xiàn)診斷裝置20的各單元或組成部分。
醫(yī)學(xué)圖像處理器26可以包括一個(gè)圖像分析器261，一個(gè)鼠標(biāo)262，和一個(gè)顯示器263。圖像分析器261合成(或合并)射線(xiàn)照相系統(tǒng)中獲取的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)并基于合成圖像數(shù)據(jù)計(jì)算柯布氏角，‘豎向定線(xiàn)’距離，和/或類(lèi)似數(shù)值。鼠標(biāo)與圖像分析器261連接并由操作者操作，從而向圖像分析器261輸入圖像計(jì)算所需的信息。顯示器263顯示合成的圖像和計(jì)算結(jié)果。醫(yī)學(xué)圖像處理器26的詳細(xì)內(nèi)容將參照?qǐng)D3進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例和隨后的實(shí)施例，醫(yī)學(xué)圖像處理器26將作為X射線(xiàn)診斷裝置20的一部分進(jìn)行說(shuō)明。但是本發(fā)明的實(shí)施例并不僅限于這一種圖像處理器的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，醫(yī)學(xué)圖像處理器可以作為一個(gè)獨(dú)立的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置進(jìn)行應(yīng)用。例如，該獨(dú)立的醫(yī)學(xué)圖像處理器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備，如X射線(xiàn)診斷設(shè)備相連。另外，該醫(yī)學(xué)圖像處理裝置可位于遠(yuǎn)離一不具有醫(yī)學(xué)圖像處理器26的X射線(xiàn)診斷裝置的地點(diǎn)。該遠(yuǎn)離的地點(diǎn)可能是，例如，不同的房間，不同的樓層，不同的醫(yī)院，醫(yī)生家，或任何其它醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。另外，醫(yī)學(xué)圖像處理器26或其處理功能部件也可以安裝在一個(gè)用于說(shuō)明醫(yī)學(xué)圖像的工作站或任何其它具有或不具有特殊用途的功能部件的計(jì)算機(jī)化設(shè)備上。無(wú)論哪種情況，該醫(yī)學(xué)圖像處理器或醫(yī)學(xué)圖像處理裝置可以對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取的圖像或從一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中以離線(xiàn)數(shù)據(jù)形式獲取的圖像進(jìn)行處理。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的醫(yī)學(xué)圖像處理器26的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。圖3還示出了與醫(yī)學(xué)圖像處理器26(X射線(xiàn)診斷裝置20)相連的外部設(shè)備，如一圖像工作站和一個(gè)激光成像器。
圖像分析器261可以包括一個(gè)存儲(chǔ)器部分，一個(gè)計(jì)算部分，和一個(gè)接口部分。
圖像分析器261的存儲(chǔ)器部分可以包括一個(gè)圖像存儲(chǔ)器2611，一個(gè)圖像位置信息存儲(chǔ)器2612，一個(gè)合成圖像存儲(chǔ)器2613，一個(gè)圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614，一個(gè)計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615，和一個(gè)硬盤(pán)2616。圖像存儲(chǔ)器2611存儲(chǔ)樣本P的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)。圖像位置信息存儲(chǔ)器2612存儲(chǔ)圖像存儲(chǔ)器2611中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)的位置信息。換而言之，當(dāng)已獲得各圖像數(shù)據(jù)時(shí)，圖像位置信息存儲(chǔ)器2612存儲(chǔ)關(guān)于樣本位置的信息。合成圖像存儲(chǔ)器2613存儲(chǔ)合成圖像數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)(或?qū)盈B圖數(shù)據(jù))。計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615存儲(chǔ)柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算結(jié)果。硬盤(pán)2626存儲(chǔ)信息或數(shù)據(jù)，如合成圖像數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。
圖像分析器261的計(jì)算部分可以包括一個(gè)圖像合成器2617和一個(gè)CPU(中央處理單元)2618。圖像合成器2617根據(jù)存儲(chǔ)在圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中的位置信息合成存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器2611中的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，并將合成的圖像數(shù)據(jù)輸出到合成圖像存儲(chǔ)器2613。CPU2618根據(jù)合成圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算柯布氏角和/或‘豎向定線(xiàn)’距離，并將計(jì)算結(jié)果輸出到計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615。
圖像分析器261的接口部分可以包括一個(gè)顯示接口2619，一個(gè)操作輸入接口2620，和一個(gè)通訊接口2621。顯示接口2619用于在顯示器263上顯示合成的圖像、圖形數(shù)據(jù)、計(jì)算的結(jié)果、和/或類(lèi)似數(shù)據(jù)。顯示接口2619還可將合成的圖像數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)疊加或合成，或與計(jì)算的結(jié)果疊加或合成。操作輸入接口2620用于與例如鼠標(biāo)262連接。通信接口2621與一個(gè)外部設(shè)備30，例如一工作站31和一激光成像器32相連。
顯示器263通過(guò)顯示接口2620顯示存儲(chǔ)在合成圖像存儲(chǔ)器2613，圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614，計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615，和/或硬盤(pán)2616中的數(shù)據(jù)和信息。
鼠標(biāo)262可以用作一個(gè)輸入裝置，交互地響應(yīng)顯示在顯示器263上的各種菜單。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，鼠標(biāo)262還可以用于對(duì)作為合成圖像的一部分而顯示的脊柱進(jìn)行手工繪制輪廓，以及設(shè)定圖形識(shí)別范圍。繪制輪廓和圖形識(shí)別將在以后說(shuō)明。
在下列說(shuō)明中，將更具體地進(jìn)一步說(shuō)明圖像分析器261的組成部分。
圖像存儲(chǔ)器2611可以是一個(gè)用于當(dāng)射線(xiàn)照相系統(tǒng)沿樣本P的本體軸線(xiàn)移動(dòng)所拍的射線(xiàn)照片的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。圖像數(shù)據(jù)可以以在X射線(xiàn)電視照相機(jī)214中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電子(或視頻)信號(hào)的形式存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器2611中。當(dāng)已獲取多個(gè)圖像中的每一個(gè)后，圖像位置信息存儲(chǔ)器2612存儲(chǔ)由機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217檢測(cè)到的第一個(gè)射線(xiàn)照相系統(tǒng)的位置。換而言之，多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的每一個(gè)位置信息都存儲(chǔ)在圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中。
圖像合成器2617根據(jù)圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中存儲(chǔ)的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的位置信息，合成(或合并)存儲(chǔ)于圖像存儲(chǔ)器2611中多個(gè)圖像數(shù)據(jù)以生成合成圖像數(shù)據(jù)。合成的圖像數(shù)據(jù)輸出并存儲(chǔ)在合成圖像存儲(chǔ)器2613中。而且，圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614存儲(chǔ)作為圖形數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)面或繪圖信息(包括直線(xiàn)，曲線(xiàn)，符號(hào)等)，這些信息是基于鼠標(biāo)262的繪圖指令或CPU2618中的計(jì)算結(jié)果而提供的。該計(jì)算結(jié)果被存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中。
CPU2618是一個(gè)主要計(jì)算單元，該單元根據(jù)操作者對(duì)顯示在顯示器263中并存儲(chǔ)于圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中的合成后的圖像提供的結(jié)構(gòu)或繪圖信息，設(shè)定并確定其脊柱線(xiàn)。而后，CPU2618根據(jù)操作者對(duì)顯示在顯示器263中并存儲(chǔ)于圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中的合成后的圖像的提供的結(jié)構(gòu)或繪圖信息，計(jì)算柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離。
硬盤(pán)2616是一個(gè)用于在合成圖像存儲(chǔ)器2613中存儲(chǔ)的合成圖像數(shù)據(jù)的裝置，用于處理存儲(chǔ)在圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中的圖像位置信息，存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中的結(jié)構(gòu)或繪圖信息(圖形數(shù)據(jù))，以及存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中的計(jì)算結(jié)果。
顯示接口2619從合成圖像存儲(chǔ)器2613，圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614，計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615和/或硬盤(pán)2616中讀出數(shù)據(jù)。而后，顯示接口2619將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電視格式的數(shù)據(jù)，從而在顯示器263上顯示該數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)顯示在顯示器263上時(shí)，在預(yù)定的第一階段，只有合成圖像可以通過(guò)顯示接口2619顯示在顯示器263上。在預(yù)定的第二階段，顯示接口2619將合成后的圖像與圖形數(shù)據(jù)合成。換而言之，顯示接口2619將合成圖像與圖形數(shù)據(jù)層疊。與圖形數(shù)據(jù)層疊的合成圖像顯示在顯示器263上。類(lèi)似的，在預(yù)定的第三階段，顯示接口2619進(jìn)一步將計(jì)算結(jié)果層疊在已經(jīng)與圖形數(shù)據(jù)層疊的合成圖像上。這種層疊有計(jì)算結(jié)果的合成圖像顯示在顯示器263上。
操作輸入接口2620接收來(lái)自輸入裝置(如鼠標(biāo)262)的信息從而為醫(yī)學(xué)圖像處理器26提供信息。通訊接口2621從合成圖像存儲(chǔ)器2613，圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614，計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615和/或硬盤(pán)2616中讀出數(shù)據(jù)。而后，通訊接口2621將讀出的數(shù)據(jù)連接傳送到外部設(shè)備30，如工作站31和激光成像器32。工作站31可以是一個(gè)通常為了圖像診斷的目的而解釋圖像的計(jì)算機(jī)化設(shè)備。激光成像器32可以用于在膠片上表現(xiàn)圖像。
下面，將參照?qǐng)D2至5，采用獲取一脊柱合成圖像作為本發(fā)明的第一實(shí)施例來(lái)對(duì)X射線(xiàn)診斷裝置中的操作過(guò)程進(jìn)行解釋說(shuō)明。眾所周知，人類(lèi)脊柱通常包括頸椎，胸椎，腰椎，骶椎和尾椎。頸椎包括七塊椎骨。胸椎包括十二塊椎骨。腰椎包括五塊椎骨。骶椎包括五塊椎骨。尾椎包括三到五塊椎骨，這些尾椎骨形成一個(gè)尾骨。每塊椎骨通過(guò)椎間盤(pán)與它相鄰的椎骨相連。因此，眾所周知，脊柱可以彎曲。但是，當(dāng)脊柱由于疾病或在異常情況下生長(zhǎng)而發(fā)生障礙時(shí)，脊柱的形狀有時(shí)可以變得不規(guī)則。對(duì)這種不規(guī)則應(yīng)該進(jìn)行正確的診斷和治療。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的獲取一個(gè)樣本的脊柱的圖像的過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的合成多幅椎骨圖像以產(chǎn)生一個(gè)合成脊柱圖像的過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
在下面的步驟中，可以通過(guò)移動(dòng)射線(xiàn)照相系統(tǒng)在第一頸椎和股骨頭之間的范圍內(nèi)進(jìn)行射線(xiàn)照相。因而，就能夠獲取整個(gè)脊柱的椎骨圖像。
1.射線(xiàn)照相和多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)在射線(xiàn)照相之前，操作者通過(guò)控制臺(tái)25設(shè)定射線(xiàn)照相的條件。例如，當(dāng)將以ΔX間隔在位置X1，X2，，……，和XN上進(jìn)行射線(xiàn)照相時(shí)，這N個(gè)點(diǎn)由控制臺(tái)25設(shè)置。這N個(gè)點(diǎn)的信息可以通過(guò)系統(tǒng)控制器24和機(jī)械控制器23發(fā)送到機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217。然后該信息可以存儲(chǔ)到由機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217中提供的存儲(chǔ)器中(步驟S0)。響應(yīng)于該信息，機(jī)械控制器23控制射線(xiàn)照相系統(tǒng)移動(dòng)到一個(gè)初始位置X1，射線(xiàn)照相由該初始位置開(kāi)始(步驟S1)。初始位置X1可以鄰近第一頸椎。
當(dāng)控制臺(tái)25發(fā)出一個(gè)射線(xiàn)照相初始指令并發(fā)送給系統(tǒng)控制器24時(shí)，機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217在初始位置X1產(chǎn)生初始脈沖。響應(yīng)于該初始脈沖，高壓發(fā)生器22被驅(qū)動(dòng)。然后，高壓發(fā)生器22的輸出驅(qū)動(dòng)X射線(xiàn)管211，相應(yīng)的，X射線(xiàn)脈沖從X射線(xiàn)管211中放射出并對(duì)樣本P曝光。該初始曝光發(fā)生在位于第一頸椎附近的初始位置。從樣本P透射出透射X射線(xiàn)被I.I.213接收并形成一個(gè)初始椎骨圖像，而后由X射線(xiàn)電視照相機(jī)214轉(zhuǎn)換成數(shù)字化電子信號(hào)(步驟S2)。來(lái)自X射線(xiàn)電視照相機(jī)214的該數(shù)字化電子信號(hào)被送入醫(yī)學(xué)圖像處理器26的圖像分析器261中，并作為初始椎骨圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器2611中(步驟S3)。此外，在發(fā)送初始椎骨圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，從X射線(xiàn)電視照相機(jī)214向圖像存儲(chǔ)器2611發(fā)送寫(xiě)入初始椎骨圖像數(shù)據(jù)的指令。
在初始椎骨圖像數(shù)據(jù)存入圖像器2611的幾乎同時(shí)，機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217輸出代表射線(xiàn)照相系統(tǒng)的初始位置X1的信號(hào)。該信號(hào)被發(fā)送到圖像分析器261并存儲(chǔ)在圖像分析器261的圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中(步驟S4和S5)。
當(dāng)在初始位置X1處完成了射線(xiàn)照相時(shí)，機(jī)械控制器23為運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置216的一個(gè)伺服馬達(dá)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。而后，射線(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)始以一個(gè)恒定的速度沿樣本P的本體軸線(xiàn)移動(dòng)(步驟S6)。從射線(xiàn)照相系統(tǒng)中的編碼器輸出的脈沖被發(fā)送到機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217。機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217的計(jì)數(shù)器計(jì)算從編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)。當(dāng)射線(xiàn)照相系統(tǒng)已移動(dòng)了一個(gè)距離ΔX時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸出對(duì)應(yīng)于代表第二位置X2的數(shù)據(jù)。然后，機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217向高壓發(fā)生器22發(fā)脈沖(步驟S7)。按照與初始位置X1的情況類(lèi)似的方式，射線(xiàn)照相系統(tǒng)在第二位置X2射線(xiàn)照相。而后，獲取第二椎骨圖像數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)器2611中。機(jī)械裝置位置檢測(cè)器217同樣也輸出代表射線(xiàn)照相系統(tǒng)的第二位置X2的信號(hào)。該信號(hào)被存儲(chǔ)在圖像位置信息存儲(chǔ)器2612中。
在第二位置X2上進(jìn)行射線(xiàn)照相之后，按照與上述說(shuō)明類(lèi)似的方式重復(fù)進(jìn)行射線(xiàn)照相，直到射線(xiàn)照相系統(tǒng)的最終位置XN(步驟S8)。結(jié)果，射線(xiàn)照相系統(tǒng)以恒定速度沿樣本P的本體軸線(xiàn)，從第一頸椎位置(初始位置X1)移動(dòng)到股骨頭位置(最終位置XN)。依照射線(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，每當(dāng)由射線(xiàn)照相系統(tǒng)中的編碼器的輸出脈沖指示的綜合數(shù)值對(duì)應(yīng)于代表位置X1，X2，……，和XN的每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，射線(xiàn)照相系統(tǒng)就進(jìn)行射線(xiàn)照相。獲取的圖像數(shù)據(jù)(從初始椎骨圖像數(shù)據(jù)到最終椎骨圖像數(shù)據(jù))被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器2611中。位置信息(代表初始位置X1到最終位置XN的信號(hào))被存儲(chǔ)到圖像位置信息存儲(chǔ)器2612。獲取的圖像數(shù)據(jù)和/或位置信息也可以存儲(chǔ)到硬盤(pán)2616上。當(dāng)已經(jīng)獲取位置X1到XN上的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，終止射線(xiàn)照相(步驟S9)。
2.合成脊柱圖像的生成和存儲(chǔ)當(dāng)已經(jīng)在N個(gè)位置完成射線(xiàn)照相并終止了射線(xiàn)照相時(shí)，操作者可以使用鼠標(biāo)262并選擇一個(gè)顯示在顯示器263上的命令圖標(biāo)，該圖標(biāo)指示生成一合成脊柱圖像(步驟S10)。響應(yīng)于該命令選擇，將椎骨圖像數(shù)據(jù)(從初始椎骨圖像數(shù)據(jù)到最終椎骨圖像數(shù)據(jù))從圖像存儲(chǔ)器2611讀出到圖像合成器2617(步驟S11)。然后，(可選擇在步驟S11之前)將初始位置X1到最終位置XN的位置信息從圖像位置信息存儲(chǔ)器2612讀出到圖像合成器2617(步驟S12)。
在圖像合成器2617中，在CPU2618的控制下，按照位置信息將椎骨圖像數(shù)據(jù)一個(gè)接著一個(gè)地合并在一起。例如，在初始位置X1獲取的初始椎骨圖像數(shù)據(jù)后緊跟著在第二位置X2獲取的第二椎骨圖像數(shù)據(jù)。在第二位置X2獲取的第二椎骨圖像數(shù)據(jù)后緊跟著在第三位置X3獲取的第三椎骨圖像數(shù)據(jù)。按照類(lèi)似的方式，將全部椎骨圖像順序從頭到尾合并直到最終的椎骨圖像數(shù)據(jù)XN(步驟S13)。將從初始到最終椎骨圖像數(shù)據(jù)合并得到的圖像數(shù)據(jù)結(jié)果作為合成脊柱圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到合成圖像存儲(chǔ)器2613中。具體的，各椎骨圖像數(shù)據(jù)按照各寫(xiě)入初始地址順序?qū)懭牒铣蓤D像存儲(chǔ)器2613中，該寫(xiě)入初始地址是由將每個(gè)位置信息(即每個(gè)射線(xiàn)照相系統(tǒng)的移動(dòng)距離)轉(zhuǎn)換成合成圖像存儲(chǔ)器2613的像素?cái)?shù)而獲得的(步驟S14)。合成脊柱圖像數(shù)據(jù)可以在顯示接口2619中格式化并作為一合成脊柱圖像顯示在顯示器263上(步驟15)。
在生成合成脊柱圖像數(shù)據(jù)結(jié)束后(步驟16)，醫(yī)學(xué)圖像處理器26等候柯布氏角或者‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算指令(步驟S17)。如果由于操作者選擇了顯示在顯示器263上的柯布氏角計(jì)算的命令圖標(biāo)而發(fā)出柯布氏角計(jì)算的指令，則程序?qū)凑請(qǐng)D6所示的流程圖執(zhí)行?；蛘?，如果操作者選擇了顯示在顯示器263上的‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算的命令光標(biāo)而發(fā)出‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算的指令，則程序?qū)凑請(qǐng)D10所示的流程圖執(zhí)行。
3.柯布氏角的計(jì)算柯布氏角的計(jì)算過(guò)程將參照?qǐng)D6說(shuō)明。圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
當(dāng)操作者使用鼠標(biāo)262選擇了顯示在顯示器263上柯布氏角計(jì)算的命令圖標(biāo)時(shí)，則根據(jù)操作者的選擇，指令進(jìn)行柯布氏角計(jì)算。醫(yī)學(xué)圖像處理器26準(zhǔn)備開(kāi)始柯布氏角計(jì)算過(guò)程(步驟S20)。
首先，由操作者沿顯示在合成脊柱圖像上的脊柱繪制一條脊柱線(xiàn)。操作者可以基于他或她的感覺(jué)沿脊柱的中心試著手工繪制脊柱線(xiàn)。上面提到的脊柱線(xiàn)在此后簡(jiǎn)稱(chēng)為手工脊柱線(xiàn)。為了繪制手工脊柱線(xiàn)，操作者可以使用鼠標(biāo)262并將鼠標(biāo)262的光標(biāo)置于顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的第一頸椎的中心位置附近。當(dāng)操作者已確定了光標(biāo)位置后，操作者可以點(diǎn)擊光標(biāo)位置并將光標(biāo)拖曳直到股骨頭附近的一個(gè)位置，并試著保持脊柱的中心(步驟S21)。該手工脊柱線(xiàn)(繪制的軌跡)存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中，也同時(shí)存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中。此外，在顯示接口2619中手工脊線(xiàn)與合成圖像數(shù)據(jù)層疊。因此，該手工脊柱線(xiàn)與合成脊柱圖像一起實(shí)時(shí)顯示在顯示器263上。
當(dāng)操作者已完成了對(duì)顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的脊柱進(jìn)行的手工脊柱的繪制時(shí)，他或她可以用鼠標(biāo)262發(fā)出繪制完成的指令。這樣，指示該完成的信號(hào)通過(guò)鼠標(biāo)262提供給CPU2618(步驟S22)。根據(jù)鼠標(biāo)262發(fā)出的該信號(hào)，CPU2618對(duì)手工脊柱線(xiàn)進(jìn)行插值和平滑處理。該插值和平滑處理可以由常規(guī)技術(shù)完成。從而，就可以獲得一條平滑脊柱線(xiàn)(步驟S23)。
圖7是表示一手工脊柱線(xiàn)的實(shí)例和根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的從顯示器263上顯示的在合成脊柱圖像中提取的一平滑脊柱線(xiàn)的實(shí)例的示意圖。圖7(A)表示由操作者繪制的手工脊柱線(xiàn)的實(shí)例。圖7(B)表示已在CPU2618中進(jìn)行插值和平滑處理的平滑脊柱線(xiàn)的實(shí)例。在平滑處理中可以平衡消除由手工操作引起的誤差。平滑脊柱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614和計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中(步驟S24)。此外，平滑脊柱線(xiàn)顯示在顯示器263上。在顯示器263上，由于CPU2618的處理，手工脊柱線(xiàn)可由平滑脊柱線(xiàn)代替?；蛘?，手工脊柱線(xiàn)和平滑脊柱線(xiàn)可以并排顯示。
當(dāng)插值和平滑處理完成后，CPU2618根據(jù)存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614和計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中的平滑脊柱線(xiàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算柯布氏角。在柯布氏角計(jì)算中，CPU2618計(jì)算垂直于平滑脊柱線(xiàn)上預(yù)定點(diǎn)處切線(xiàn)的垂線(xiàn)相對(duì)于水平線(xiàn)的坡度(gradient)(或角度)。從而，CPU2618獲得具有最大坡度(角度)的垂線(xiàn)。
柯布氏角計(jì)算將參照?qǐng)D8進(jìn)行更具體的說(shuō)明。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算的一個(gè)實(shí)例的示意圖。CPU2618計(jì)算平滑脊柱線(xiàn)上的預(yù)定點(diǎn)處的一次微分，并獲得在預(yù)定點(diǎn)處的切線(xiàn)(步驟S25)。根據(jù)，例如顯示器263的分辨率或包括在平滑脊柱線(xiàn)數(shù)據(jù)中的信息，在平滑脊柱線(xiàn)上以預(yù)定間隔確定該預(yù)定點(diǎn)。然后，CPU2618分別獲取垂直于各切線(xiàn)的垂線(xiàn)。當(dāng)獲取了垂線(xiàn)時(shí)，CPU2618計(jì)算垂線(xiàn)的坡度。換而言之，CPU2618計(jì)算水平線(xiàn)和該垂線(xiàn)之間的角度。坡度(和/或角度)可以存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中(步驟S26)。
當(dāng)已獲取了全部垂線(xiàn)的坡度時(shí)，CPU2618按照坡度符號(hào)將平滑脊柱線(xiàn)分成兩個(gè)或更多區(qū)域。如圖8所示，在沿Y軸的y坐標(biāo)Y2上面的坡度符號(hào)為正號(hào)。因此，平滑脊柱線(xiàn)80的這部分可以劃分為區(qū)域1。在坐標(biāo)(X2，Y2)和(X1，Y1)，該坡度變?yōu)閰^(qū)域(0)。另外，在y坐標(biāo)Y2和Y1之間的坡度符號(hào)為負(fù)號(hào)。因此，平滑脊柱線(xiàn)80的這部分可以劃分為區(qū)域2。類(lèi)似的，由于在y坐標(biāo)Y1下面的坡度符號(hào)又是正的，平滑脊柱線(xiàn)80的這部分可以劃分為區(qū)域3(步驟S27)。
在區(qū)域確定之后，CPU2618在垂直于平滑脊柱線(xiàn)80上預(yù)定點(diǎn)處切線(xiàn)的垂線(xiàn)中選定一條屬于區(qū)域1的垂線(xiàn)。這條選定的垂線(xiàn)可以是在區(qū)域1中具有最大坡度的一條垂線(xiàn)。在圖8中，例如，選定了垂線(xiàn)81。垂線(xiàn)81垂直于在平滑脊柱線(xiàn)80上切點(diǎn)a1處的切線(xiàn)82。垂線(xiàn)81相對(duì)于水平線(xiàn)83產(chǎn)生一個(gè)角θ1。在切點(diǎn)(X2，Y2)處，垂直于切線(xiàn)84的垂線(xiàn)(未畫(huà)出)的坡度如上面提到的變?yōu)榱?。?duì)于區(qū)域2，CPU2618也在垂直于平滑脊柱線(xiàn)80上預(yù)定點(diǎn)處切線(xiàn)的垂線(xiàn)中選定一條屬于區(qū)域2的垂線(xiàn)。這條選定的垂線(xiàn)可以是在區(qū)域2中具有最大坡度的一條垂線(xiàn)。再次在圖8中，例如，選定了垂線(xiàn)85。垂線(xiàn)85垂直于在平滑脊柱線(xiàn)80上切點(diǎn)a2處的切線(xiàn)86。垂線(xiàn)85相對(duì)于水平線(xiàn)87產(chǎn)生一個(gè)角θ2。在切點(diǎn)(X1，Y1)處，垂直于切線(xiàn)88的垂線(xiàn)(未畫(huà)出)的坡度如上面提到的變?yōu)榱恪８M(jìn)一步的，在區(qū)域3中，CPU2618仍在垂直于平滑脊柱線(xiàn)80上預(yù)定點(diǎn)處的切線(xiàn)的垂線(xiàn)中選定一條屬于區(qū)域3的垂線(xiàn)。這條選定的垂線(xiàn)可以是在區(qū)域3中具有最大坡度的一條垂線(xiàn)。還在圖8中，例如，選定了垂線(xiàn)89。垂線(xiàn)89垂直于在平滑脊柱線(xiàn)80上切點(diǎn)a3處的切線(xiàn)90。垂線(xiàn)89相對(duì)于水平線(xiàn)91產(chǎn)生一個(gè)角θ3(步驟S28)。
通過(guò)這些角θ1到θ3，CPU2618計(jì)算柯布氏角。第一柯布氏角α通過(guò)將角θ1的絕對(duì)角和角θ2的絕對(duì)角的相加獲得。類(lèi)似的，第二柯布氏角β通過(guò)將角θ2的絕對(duì)角和角θ3的絕對(duì)角的相加獲得(步驟S29)。這些柯布氏角數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中。同樣的，包括圖9所示的角α和β的圖形數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中(步驟S30)。除存儲(chǔ)之外，在顯示接口2619中，步驟S30中存儲(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)可以層疊在平滑圖形數(shù)據(jù)上。從而，帶有柯布氏角信息的平滑脊柱圖像可以顯示在顯示器263上。包括垂線(xiàn)的柯布氏角和坡度在內(nèi)的關(guān)于柯布氏角計(jì)算的信息可以作為計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤(pán)2626以及計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中(步驟S31)。
4.‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算過(guò)程將參照?qǐng)D10進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
如圖5的步驟S17所說(shuō)明的，當(dāng)醫(yī)學(xué)圖像處理器26等候計(jì)算指令時(shí)，如果操作者使用鼠標(biāo)262選擇顯示在顯示器263上‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算的命令圖標(biāo)時(shí)，則根據(jù)操作者的選擇，指令進(jìn)行‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算。醫(yī)學(xué)圖像處理器26準(zhǔn)備開(kāi)始‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算過(guò)程(步驟S40)。
首先，CPU2618校準(zhǔn)顯示器263中顯示的合成脊柱圖像的一個(gè)像素和樣本P的脊柱的實(shí)際距離之間的關(guān)系。例如，根據(jù)由操作者在控制臺(tái)25上的操作，通?？梢栽谏渚€(xiàn)照相之前設(shè)定射線(xiàn)照相條件。當(dāng)射線(xiàn)條件設(shè)定后，可將基于X射線(xiàn)管211、樣本P和I.I.213之間的物理相互作用而確定的圖像放大率與其它條件一起設(shè)定。圖像的放大率可以理解為圖像的每單位長(zhǎng)度的像素?cái)?shù)。因此，顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像的每單位長(zhǎng)度的像素?cái)?shù)可以通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)在合成圖像存儲(chǔ)器2613中的合成脊柱圖像數(shù)據(jù)的放大或縮小率進(jìn)行修正而獲得。因而，可以確定顯示器263中的長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度之間的轉(zhuǎn)換率(步驟S41)。
在步驟S41的校準(zhǔn)之后，按照與柯布氏角計(jì)算情形類(lèi)似的方式來(lái)確定合成脊柞圖像中脊柱的一脊柱線(xiàn)。存儲(chǔ)于合成圖像存儲(chǔ)器2613中的合成脊柱圖像通過(guò)顯示接口2619顯示在顯示器263上。操作者可以使用鼠標(biāo)262并將鼠標(biāo)262的光標(biāo)放置在顯示在顯示器263中的合成脊柱圖像中第一頸椎一中心位置的周?chē)?。?dāng)操作者已確定光標(biāo)位置后，操作者可以點(diǎn)擊該光標(biāo)位置并拖曳光標(biāo)直到股骨頭周?chē)囊粋€(gè)位置，并試著保持脊柱的中心(圖6中的步驟S21)。當(dāng)操作者完成了對(duì)顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的脊柱進(jìn)行的手工脊柱的繪制(圖6中的步驟S22)時(shí)，CPU2618對(duì)手工脊柱線(xiàn)進(jìn)行插值和平滑處理。從而，就可以獲得一條平滑脊柱線(xiàn)(圖6中的步驟S23)。平滑脊柱線(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614和計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中(圖6中的步驟S24)。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算的一個(gè)實(shí)例的示意圖。當(dāng)平滑脊柱線(xiàn)數(shù)據(jù)被獲取并層疊在合成脊柱圖像數(shù)據(jù)上時(shí)，可以在顯示器263上顯示一平滑脊柱圖像。通過(guò)參照該平滑圖像，操作者可以試著為平滑脊柱圖像中的一平滑脊柱線(xiàn)111繪制一條中線(xiàn)110。操作者觀察顯示在顯示器263上的平滑脊柱圖像，通過(guò)操縱鼠標(biāo)262指定中線(xiàn)110中一個(gè)原點(diǎn)112。雖然也可以在位于脊柱底部的尾骨處設(shè)定原點(diǎn)，但由于腸胃脹氣很可能很難清楚地識(shí)別出尾骨(尾椎骨)。因此，在這種情況下，原點(diǎn)可以被設(shè)定在連接左股骨頭和右股骨頭的線(xiàn)段的一個(gè)中點(diǎn)處。當(dāng)原點(diǎn)112已被指定(或確定)時(shí)，CPU2618自動(dòng)從原點(diǎn)112繪制一條豎直線(xiàn)(即中線(xiàn)110)。中線(xiàn)110和原點(diǎn)112可以層疊在平滑脊柱圖像上并顯示在顯示器263上(步驟42)。一旦確定了原點(diǎn)112而且繪制出中線(xiàn)110，操作者就可以在中線(xiàn)110上指定一個(gè)終點(diǎn)113，它明確確定了計(jì)算中的中線(xiàn)的范圍(步驟S43)。對(duì)于這一指定，操作者也可以使用鼠標(biāo)262。
CPU2618然后計(jì)算中線(xiàn)110和平滑脊柱線(xiàn)111在原點(diǎn)112(該點(diǎn)為另一個(gè)交點(diǎn)(X0，Y1))和終點(diǎn)113之間的交點(diǎn)(X0，Y3)和(X0，Y2)。這樣，在交點(diǎn)(X0，Y1)(即原點(diǎn)112)和交點(diǎn)(X0，Y2)之間的一個(gè)范圍可以歸類(lèi)為一個(gè)區(qū)域6。在交點(diǎn)(X0，Y2)和(X0，Y3)之間的另一個(gè)范圍可以歸類(lèi)為區(qū)域5。進(jìn)一步的，在交點(diǎn)(X0，Y3)和終點(diǎn)113之間的一個(gè)范圍歸類(lèi)為區(qū)域4(步驟S44)。在圖11(B)所示的一個(gè)實(shí)例中，‘豎向定線(xiàn)’距離在區(qū)域5和6內(nèi)計(jì)算。當(dāng)垂直線(xiàn)段從平滑脊柱線(xiàn)111垂落到中線(xiàn)110時(shí)，‘豎向定線(xiàn)’距離可以定義成垂直線(xiàn)段中的一個(gè)最長(zhǎng)垂直線(xiàn)段的距離。在圖11(B)中，垂直線(xiàn)段114可以是區(qū)域6中的最長(zhǎng)的。在區(qū)域5中，垂直線(xiàn)段115可以是最長(zhǎng)的(步驟S45)。這些垂直線(xiàn)段114和115可以顯示或可以不顯示在顯示器263上。垂直線(xiàn)段114和116的距離被轉(zhuǎn)換成實(shí)際距離(步驟S46)。上述計(jì)算的結(jié)果可以存儲(chǔ)到計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中，也可以以層疊在平滑脊柱圖像上的方式顯示在顯示器263上(步驟S47)。進(jìn)一步的，包括中線(xiàn)110、原點(diǎn)112。終點(diǎn)113和垂直線(xiàn)段114和115中的一個(gè)或多個(gè)的繪制信息可以作為圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中。除上述存儲(chǔ)外，也可以在硬盤(pán)2616中存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果，該計(jì)算結(jié)果包括像素，轉(zhuǎn)換的距離，垂直線(xiàn)段114和115的距離，垂直線(xiàn)段114和115在平滑脊柱線(xiàn)111上的垂落位置，原點(diǎn)112和終點(diǎn)113(步驟S48)。
作為X射線(xiàn)診斷裝置20的一個(gè)附加特征，存儲(chǔ)在硬盤(pán)2616中的數(shù)據(jù)，包括平滑脊柱圖像數(shù)據(jù)和其附帶數(shù)據(jù)如圖形數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，可以通過(guò)傳送到工作站31和/或激光成像器32來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)移(步驟S49)。將要轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)中也可以只是平滑脊柱圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲(chǔ)(和轉(zhuǎn)移)已完成后，‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算可以終止(步驟S50)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離的計(jì)算中人為系統(tǒng)(操作者)的引入與現(xiàn)有技術(shù)相比可以減少。這可以提高計(jì)算精度和計(jì)算結(jié)果的再現(xiàn)性。而且，這還可以使獲取柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離所需的時(shí)間減少。
雖然本發(fā)明的第一實(shí)施例具有上述示例性的優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明的第一實(shí)施例還包括在計(jì)算過(guò)程的確定脊柱線(xiàn)的處理中，由操作者使用鼠標(biāo)262進(jìn)行的手工操作。這樣的計(jì)算還依賴(lài)于操作者的經(jīng)驗(yàn)和熟練，從而存在當(dāng)無(wú)經(jīng)驗(yàn)的或不熟練的操作者進(jìn)行計(jì)算時(shí)計(jì)算精度惡化的可能性。在下面的說(shuō)明中，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例將作為本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，該實(shí)施例可以減少本發(fā)明第一實(shí)施例中該惡化的可能性。
(第二實(shí)施例)本發(fā)明的第二實(shí)施例將參照?qǐng)D12和13進(jìn)行說(shuō)明。圖12是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所述的自動(dòng)脊柱線(xiàn)繪圖過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的流程圖。圖13是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所述的自動(dòng)脊柱線(xiàn)繪圖過(guò)程的一個(gè)實(shí)例的示意圖。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，存儲(chǔ)在合成圖像存儲(chǔ)器2613中的合成脊柱圖像通過(guò)顯示接口2619顯示在顯示器263上。在合成脊柱圖像中，為合成脊柱圖像中脊柱的每一塊椎骨確定一個(gè)代表性的點(diǎn)。每個(gè)確定的代表性的點(diǎn)可以由線(xiàn)段順序連接起來(lái)。通過(guò)平滑該連接的線(xiàn)段，就可以獲得自動(dòng)繪制的脊柱線(xiàn)。作為一個(gè)確定代表性的點(diǎn)的示例方法，顯示在顯示器263中的合成脊柱圖像中脊柱的每個(gè)脊椎由圖13所示的圖形識(shí)別技術(shù)將其輪廓識(shí)別成一個(gè)方框。
通常，具有許多種圖形識(shí)別技術(shù)。常用的圖形識(shí)別技術(shù)之一可以如下所述對(duì)一目標(biāo)圖像做一微分處理；在目標(biāo)圖像中，對(duì)具有最大值的邊界描繪出脊背線(xiàn)；而后，就可獲得目標(biāo)的形狀的信息。在另一個(gè)常用的圖形識(shí)別技術(shù)中，一原始圖像被二進(jìn)制化，然后描繪出其二進(jìn)制化的邊界。
當(dāng)操作者用鼠標(biāo)262選擇顯示在顯示器263上的柯布氏角計(jì)算命令圖標(biāo)或‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算時(shí)，則發(fā)出響應(yīng)操作者的選擇的計(jì)算指令。醫(yī)學(xué)圖像處理器26準(zhǔn)備開(kāi)始所選擇計(jì)算的過(guò)程(步驟S60)。
在為下面柯布氏角或‘豎向定線(xiàn)’距離的實(shí)際計(jì)算做準(zhǔn)備時(shí)，首先，合成脊柱圖像中脊柱的每塊所選的椎骨由下面步驟61到63中的圖形識(shí)別提取出來(lái)。為有效進(jìn)行圖形識(shí)別，如圖13(A)所示，一個(gè)包括兩塊或更多脊柱的椎骨的區(qū)域130可以被指定為圖形識(shí)別的目標(biāo)。該指定可以由用鼠標(biāo)262在該椎骨周?chē)Ξ?huà)來(lái)完成(步驟S61)。當(dāng)圖形識(shí)別區(qū)域已被指定時(shí)，如圖13(B)所示在合成脊柱圖像的指定區(qū)域作出柱狀圖。根據(jù)該柱狀圖，設(shè)定一個(gè)預(yù)定的閾值131并將其提供給亮度信號(hào)，從而排除低于閾值131的信號(hào)。相應(yīng)的，如圖13(C)所示，在指定的區(qū)域130中作出一幅二進(jìn)制圖像。CPU2618隨后對(duì)二進(jìn)制圖像上進(jìn)行二次微分，并提取二進(jìn)制圖像的邊界(即椎骨的邊界)。根據(jù)或參照CPU2618中的椎骨形狀的基線(xiàn)數(shù)據(jù)，可以修正該提取的邊界的斷面。通過(guò)以上步驟S61到S63，在指定區(qū)域130中的每塊椎骨可以識(shí)別為如圖13(D)所示的一個(gè)方框。
當(dāng)指定區(qū)域130中的椎骨圖形識(shí)別為一多個(gè)方框的集合后，在CPU2618中計(jì)算出每個(gè)方框(椎骨)的中心。該中心可以確定為一個(gè)對(duì)角線(xiàn)交點(diǎn)(步驟S64)。每?jī)蓚€(gè)相鄰的方框(椎骨)的中心連接成一條線(xiàn)段?；蛘?，在精度允許的范圍內(nèi)連接每?jī)蓚€(gè)鄰近的方框(椎骨)的中心。換而言之，例如，每一個(gè)或兩個(gè)方框(椎骨)的中心可以連接成一線(xiàn)段。相應(yīng)的，如圖13(E)所示，方框的中心(指定區(qū)域中的椎骨)連接成一條線(xiàn)132。CPU2618插值并且還平滑線(xiàn)132。從而，就可以獲得一條自動(dòng)平滑脊柱線(xiàn)(步驟S65)。平滑脊柱線(xiàn)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中。關(guān)于自動(dòng)平滑脊柱線(xiàn)的計(jì)算信息可以存儲(chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615中。
在步驟S64中，方框(椎骨)的中心已被確定為對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)。該中心也可以是該方框的重心。進(jìn)一步的，在步驟S61中圖形識(shí)別區(qū)域的指定也可以由操作者使用鼠標(biāo)262手工繪制一手工初步的脊柱線(xiàn)來(lái)完成。在這種情況下，其上面已繪制手工脊柱線(xiàn)的椎骨可以被認(rèn)作圖形識(shí)別的目標(biāo)。
當(dāng)獲得了自動(dòng)平滑脊柱線(xiàn)時(shí)，可以根據(jù)自動(dòng)平滑脊柱線(xiàn)執(zhí)行所指定的柯布氏角計(jì)算或‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算之一?？虏际辖怯?jì)算和‘豎向定線(xiàn)’計(jì)算可以以與本發(fā)明第一實(shí)施例所作的說(shuō)明類(lèi)似的方式實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例，脊柱線(xiàn)由圖形識(shí)別技術(shù)確定。換而言之，脊柱線(xiàn)在CPU2618中自動(dòng)計(jì)算。因此，有可能減少操作者之間的結(jié)果差異和在后續(xù)脊柱觀察中的再現(xiàn)性問(wèn)題。結(jié)果，就可能提高計(jì)算精度。此外，由于不需要操作者的手工脊柱線(xiàn)的繪制時(shí)間，還可能進(jìn)一步減少獲取柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離所需的時(shí)間。操作者可以從本發(fā)明第一實(shí)施例中所需的手工脊柱線(xiàn)的手工繪制工作中解脫出來(lái)。
在本發(fā)明第二實(shí)施例中，自動(dòng)平滑脊線(xiàn)已經(jīng)獲得并用于柯布氏角計(jì)算和‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算中。然而關(guān)于柯布氏角計(jì)算，只要合成脊柱圖像中的每塊椎骨在圖形識(shí)別中被識(shí)別，則該計(jì)算可以不需要任何類(lèi)型的脊柱線(xiàn)。
(第三實(shí)施例)本發(fā)明第三實(shí)施例將參照?qǐng)D14進(jìn)行說(shuō)明。圖14是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所述的柯布氏角計(jì)算的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。在本發(fā)明第三實(shí)施例中，本發(fā)明第二實(shí)施例中所說(shuō)明的柯布氏角計(jì)算的效率可以得到提高。該改進(jìn)的計(jì)算也是基于合成脊柱圖像的指定區(qū)域中椎骨的輪廓以與本發(fā)明第二實(shí)施例類(lèi)似的方式被提取作為圖像識(shí)別中多個(gè)方框的集合的條件。
對(duì)于每個(gè)提取出的方框，CPU2618沿每個(gè)方框的一個(gè)頂邊延伸部分繪制一條線(xiàn)段(在此之后簡(jiǎn)稱(chēng)為延長(zhǎng)線(xiàn))。繪制之后，CPU2618計(jì)算所繪制的延長(zhǎng)線(xiàn)相對(duì)于水平線(xiàn)的坡度(或水平線(xiàn)和所繪制延長(zhǎng)線(xiàn)之間的角度)。根據(jù)所計(jì)算坡度的符號(hào)，CPU2618將方框(椎骨)分割成兩個(gè)或更多區(qū)域。區(qū)域確定后，CPU2618在每個(gè)區(qū)域中選擇具有每個(gè)區(qū)域中最大坡度(角度)的一條延長(zhǎng)線(xiàn)。然后，CPU2618計(jì)算在第一區(qū)域中選擇的一延長(zhǎng)線(xiàn)與在鄰近于第一區(qū)域的第二區(qū)域中選擇的一延長(zhǎng)線(xiàn)之間的角度。該計(jì)算的角度可以作為柯布氏角。在該計(jì)算中，CPU2618可以?xún)H將水平線(xiàn)和在第一區(qū)域中選擇的延長(zhǎng)線(xiàn)之間的角度與水平線(xiàn)和在第二區(qū)域中選擇的延長(zhǎng)線(xiàn)之間的角度相加。
例如，在圖14(A)中，沿方框(椎骨)141的頂邊繪制一條延長(zhǎng)線(xiàn)并在區(qū)域7中選擇一條具有最大坡度(角度γ1)的延長(zhǎng)線(xiàn)140。類(lèi)似的，沿方框(椎骨)143的頂邊繪制一條延長(zhǎng)線(xiàn)并在區(qū)域8中選擇一條具有最大坡度(角度γ2)的延長(zhǎng)線(xiàn)143。CPU2618將角γ1與γ2相加，從而獲得一個(gè)角γ作為柯布氏角。
可以包括有坡度、角度、包括選定的延長(zhǎng)線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)等的計(jì)算結(jié)果，可以存儲(chǔ)在計(jì)算權(quán)利存儲(chǔ)器2615中。進(jìn)一步的，如圖14(A)所示的圖形數(shù)據(jù)也可以與上述計(jì)算結(jié)果一起存儲(chǔ)到圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中。存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中的帶有計(jì)算結(jié)果的圖形數(shù)據(jù)在顯示接器2619疊加在存儲(chǔ)在合成圖像存儲(chǔ)器2613中的合成脊柱圖像數(shù)據(jù)上。相應(yīng)的，在顯示器263上顯示具有柯布氏角的合成脊柱圖像。這樣，該計(jì)算和/或已存儲(chǔ)或?qū)⒁鎯?chǔ)在計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)器2615和/或圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2614中獲取的數(shù)據(jù)也可以作為附帶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤(pán)2616上。
圖14(A)表示沿一個(gè)方框(椎骨)的頂邊繪制延長(zhǎng)線(xiàn)的一個(gè)實(shí)例。但是，延長(zhǎng)線(xiàn)不僅限于這樣一個(gè)實(shí)例。延長(zhǎng)線(xiàn)還可以沿一個(gè)方框(椎骨)的底邊繪制。此外，當(dāng)方框的頂邊與方框的底邊不平行時(shí)，可以使用方框的頂邊的坡度(角度)和底邊的坡度(角度)之間的平均坡度作為該方框的延長(zhǎng)線(xiàn)的坡度(角度)。更進(jìn)一步的，臺(tái)圖14(B)所示，區(qū)域7中的一延長(zhǎng)線(xiàn)144可以被確定為通過(guò)方框左邊中點(diǎn)145和方框右邊中點(diǎn)146的一條線(xiàn)。類(lèi)似的，在區(qū)域8中，延長(zhǎng)線(xiàn)147可以被確定為通過(guò)方框左邊中點(diǎn)148和方框右邊中點(diǎn)149的一條線(xiàn)。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的圖像顯示圖的一個(gè)實(shí)例的示意圖。在本發(fā)明的實(shí)施例中，顯示在顯示器263中的合成脊柱圖像可以不僅限于如圖15(A)所示的從樣本P的前面(例如圖16(A))或后面顯示的合成脊柱圖像。如圖15(B)所示，當(dāng)獲得從樣本P的右側(cè)或左側(cè)(如圖16(B))顯示的合成脊柱圖像時(shí)，這樣一種合成脊柱圖像也可以顯示在顯示器263上。進(jìn)一步的，如果這兩種合成脊柱圖像都已被獲取，則這兩種圖像可以如圖15(C)所并排顯示?？蛇x擇的，這些圖像的每一幅可以被切換獨(dú)立顯示。
根據(jù)上面的說(shuō)明，合成脊柱圖像是以由X射線(xiàn)診斷裝置獲得的圖像為基礎(chǔ)的。本發(fā)明的實(shí)施例可以不僅限于此，而且還可以適用于由其它醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備獲得的圖像，例如，X射線(xiàn)CT裝置和MRI裝置。進(jìn)一步的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)(平滑)脊柱線(xiàn)的確定和/或計(jì)算，柯布氏角計(jì)算，和‘豎向定線(xiàn)’距離計(jì)算可以分別獨(dú)立地作為確定或計(jì)算的方法進(jìn)行運(yùn)用。
進(jìn)一步的，在本發(fā)明上述實(shí)施例中，柯布氏角和‘豎向定線(xiàn)’距離是作為彎曲尺度進(jìn)行說(shuō)明的。但是，如果還有可以適用于本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選擇的彎曲尺度，則彎曲尺度可以不僅限于上述彎曲尺度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可以考慮讓床218沿樣本P的本體軸線(xiàn)移動(dòng)，以代替或附加于射線(xiàn)照相系統(tǒng)的移動(dòng)。
此外，當(dāng)在控制臺(tái)25上提供了特定的或非特定的按鈕，從這些按鈕可以發(fā)出指令，以代替或附加于顯示在顯示器262上的命令圖標(biāo)的選擇。
更進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，X射線(xiàn)診斷裝置或醫(yī)學(xué)圖像處理裝置可以具有一個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)，該隨機(jī)存儲(chǔ)器能夠接收和存儲(chǔ)處于臨時(shí)的和/或非易失狀態(tài)作為計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)程序和應(yīng)用軟件。X射線(xiàn)診斷裝置或醫(yī)學(xué)圖像處理裝置可以還具有一個(gè)作為用于讀取和寫(xiě)入硬盤(pán)的控制器的一部分的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)用于讀取和寫(xiě)入磁盤(pán)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，和/或一個(gè)用于讀取和寫(xiě)入光盤(pán)(如CD，CDR，CD-RW，DVD或其它光學(xué)裝置)的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解一個(gè)或更多這樣的存儲(chǔ)器，驅(qū)動(dòng)器和它們各自的媒體都是用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的實(shí)例，當(dāng)執(zhí)行該計(jì)算機(jī)可讀指令時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
因此，一種不包括本發(fā)明實(shí)施例的特征的裝置，只要該裝置配備有讀取和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序的特征，就可以利用上述特征。
上述本發(fā)明的實(shí)施例僅是為使本發(fā)明易于理解而進(jìn)行說(shuō)明的實(shí)例，其描述不是為了限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明的實(shí)施例中披露每個(gè)部件和元件可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行同等意義上的重新設(shè)計(jì)和修改。而且，這些部件和元件的任何可能的組合，只要具有與根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例中披露的內(nèi)容相似的優(yōu)點(diǎn)，都可以包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種處理由醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置，該裝置包括一個(gè)接口，其被配置用于獲取醫(yī)學(xué)圖像；一個(gè)處理器，其被配置用于沿由該接口獲取的醫(yī)學(xué)圖像中的一個(gè)樣本的成弓形部分確定一平滑線(xiàn)；和一個(gè)計(jì)算裝置，其被配置用于根據(jù)處理器確定的平滑線(xiàn)，計(jì)算成弓形部分的彎曲尺度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該成弓形部分表示樣本的脊柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該平滑線(xiàn)是一條以脊柱為中心的線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該處理器還被配置用于通過(guò)圖形識(shí)別處理提取脊柱的每塊椎骨的輪廓，根據(jù)該輪廓獲取每塊椎骨的中心，以及獲取通過(guò)每塊椎骨的中心的平滑線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，進(jìn)一步包括與處理器連接的輸入裝置，該輸入裝置被配置用于為圖形識(shí)別處理指定脊柱的范圍，其中處理器在該輸入裝置指定范圍內(nèi)提取的脊柱的每塊椎骨的輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中該處理器包括圖形識(shí)別裝置，用于對(duì)脊柱的每塊椎骨進(jìn)行圖形識(shí)別；線(xiàn)段裝置，用于繪制多條線(xiàn)段，其中每條線(xiàn)段位于由圖形識(shí)別裝置識(shí)別的兩塊椎骨之間；和平滑裝置，用于平滑由線(xiàn)段裝置繪制的線(xiàn)段從而確定該平滑線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該兩塊椎骨彼此相鄰。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中圖形識(shí)別裝置還被配置用于使該接口獲取的醫(yī)學(xué)圖像二進(jìn)制化，對(duì)該二進(jìn)制醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行微分，并提取該椎骨的輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該成弓形部表示樣本的一條腿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備是一X射線(xiàn)診斷裝置
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該裝置包括在該醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該彎曲尺度代表柯布氏角。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該彎曲尺度代表豎向定線(xiàn)距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)顯示器，其被配置用于顯示具有平滑線(xiàn)和彎曲尺度的該醫(yī)學(xué)圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)顯示器，其被配置用于顯示該醫(yī)學(xué)圖像；和一個(gè)繪制部件，其被配置用于根據(jù)顯示在顯示器上的醫(yī)學(xué)圖像，沿成弓形部分繪制一手工線(xiàn)；以及其中處理器進(jìn)一步包括平滑裝置，用于平滑繪制部件繪制的手工線(xiàn)從而確定平滑線(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該計(jì)算裝置還被配置用于在平滑線(xiàn)上預(yù)定點(diǎn)處獲取切線(xiàn)；獲取垂直于切線(xiàn)的垂線(xiàn)相對(duì)于水平線(xiàn)的坡度；以及根據(jù)該坡度，計(jì)算作為彎曲尺度的，在具有一正坡度符號(hào)的第一垂線(xiàn)和具有一負(fù)坡度符號(hào)的第二垂線(xiàn)之間的最大角度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中計(jì)算裝置通過(guò)進(jìn)行以下步驟計(jì)算彎曲尺度獲取平滑線(xiàn)上預(yù)定點(diǎn)處的切線(xiàn)；獲取在水平線(xiàn)和垂直于切線(xiàn)的垂線(xiàn)之間的角度；找出預(yù)定點(diǎn)中其角度中一個(gè)角度為大體上零度的第一點(diǎn)；找出預(yù)定點(diǎn)中其角度中的第一絕對(duì)角度最大的第二點(diǎn)；找出預(yù)定點(diǎn)中其角度中的第二絕對(duì)角度最大的第三點(diǎn)，其中第一點(diǎn)位于沿平滑線(xiàn)上的第二點(diǎn)和第三點(diǎn)之間；將第一絕對(duì)角度和第二絕對(duì)角度相加以確定一個(gè)相加的角度；以及輸出相加的角度作為彎曲尺度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該計(jì)算裝置進(jìn)一步被配置用于為平滑線(xiàn)繪制一中線(xiàn)，計(jì)算該中線(xiàn)與平滑線(xiàn)在平滑線(xiàn)上預(yù)定點(diǎn)處之間的距離，以及輸出該計(jì)算距離中的最長(zhǎng)距離作為彎曲尺度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中計(jì)算裝置通過(guò)進(jìn)行以下步驟計(jì)算彎曲尺度為平滑線(xiàn)繪制一中線(xiàn)；計(jì)算該中線(xiàn)與平滑線(xiàn)在平滑線(xiàn)上的預(yù)定點(diǎn)處之間的距離；找出平滑線(xiàn)上該距離中的第一距離為零的第一點(diǎn)；找出平滑線(xiàn)上該距離中的第二距離為零的第二點(diǎn)；找出平滑線(xiàn)上在第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間該距離中的第三距離為最長(zhǎng)的第三點(diǎn)；以及輸出第三距離作為彎曲尺度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一顯示器，該顯示器被配置用于并排顯示從樣本的第一方向射線(xiàn)照相獲得的第一圖像和從樣本的第二方向射線(xiàn)照相獲得的第二圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)顯示器，該顯示器被配置用于單獨(dú)顯示從樣本的第一方向射線(xiàn)照相獲得的第一圖像和從樣本的第二方向射線(xiàn)照相獲得的第二圖像中的一個(gè)，該第一圖像和第二圖像為醫(yī)學(xué)圖像的一部分。
22.一種測(cè)量由一醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像中的一預(yù)定部分的方法，該方法包括的步驟有沿該醫(yī)學(xué)圖像中一樣本的成弓形部分確定一平滑線(xiàn)；以及根據(jù)該平滑線(xiàn)，自動(dòng)計(jì)算成弓形部分的彎曲尺度。
23.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中存儲(chǔ)有用于測(cè)量由醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像中的一預(yù)定部分的計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序具有指令，當(dāng)該指令執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行的步驟包括沿該醫(yī)學(xué)圖像中一樣本的成弓形部分確定一平滑線(xiàn)；以及根據(jù)該平滑線(xiàn)，自動(dòng)計(jì)算成弓形部分的彎曲尺度。
24.一種處理由醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像的醫(yī)學(xué)圖像處理裝置，該裝置包括一個(gè)接口，其被配置用于獲取醫(yī)學(xué)圖像；一個(gè)第一處理器，其被配置用于通過(guò)圖形識(shí)別處理提取脊柱的每塊椎骨的輪廓并根據(jù)提取出的每塊椎骨的輪廓，獲取脊柱的每塊椎骨相對(duì)于一水平線(xiàn)的坡度，和；一個(gè)第二處理器，其被配置用于根據(jù)第一處理器獲取的每塊椎骨坡度，計(jì)算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號(hào)的脊柱的第一椎骨和具有負(fù)坡度符號(hào)的脊柱的第二椎骨之間的一個(gè)最大角度。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，當(dāng)該輪廓為一通常的四邊形形狀時(shí)，第一處理器獲取水平線(xiàn)和延長(zhǎng)線(xiàn)之間的角度，每條延長(zhǎng)線(xiàn)與每塊椎骨的輪廓的一相同邊平行；其中第二處理器找出在一個(gè)方向上具有一最大角度的第一延長(zhǎng)線(xiàn)和在相對(duì)方向上具有一最大角度的第二延長(zhǎng)線(xiàn)，將第一延長(zhǎng)線(xiàn)的角度和第二延長(zhǎng)線(xiàn)的角度相加；并輸出相加角度作為彎曲尺度。
26.一種測(cè)量由醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備生成的醫(yī)學(xué)圖像中的一預(yù)定部分的方法，該方法包括的步驟有通過(guò)圖形識(shí)別處理提取醫(yī)學(xué)圖像中一脊柱的各椎骨的輪廓；根據(jù)提取出的每塊椎骨的輪廓，獲取脊柱的每塊椎骨相對(duì)于一水平線(xiàn)的坡度；以及根據(jù)第一處理器獲取的每塊椎骨坡度；計(jì)算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號(hào)的脊柱的第一椎骨和具有負(fù)坡度符號(hào)的脊柱的第二椎骨之間的一個(gè)最大角度。
27.一種X射線(xiàn)診斷裝置，包括一發(fā)生器，其被配置用于產(chǎn)生一X射線(xiàn)；一檢測(cè)器，其被配置用于檢測(cè)由于對(duì)樣本進(jìn)行X射線(xiàn)照射從樣本透射出的透射X射線(xiàn)；一機(jī)械裝置，其被配置用于移動(dòng)該發(fā)生器和該檢測(cè)器，以根據(jù)檢測(cè)的透射X射線(xiàn)獲得樣本的一個(gè)成弓形部分的多個(gè)圖像；一合成器，其被配置用于合成多個(gè)圖像，并輸出一個(gè)合成圖像作為一成弓形部分的圖像；一處理器，其被配置用于確定成弓形部分圖像中沿成弓形部分的一平滑線(xiàn)；一計(jì)算裝置，其被配置用于根據(jù)該平滑線(xiàn)計(jì)算該弓形部分的彎曲尺度。
28.一種測(cè)量在由X射線(xiàn)診斷裝置生成的X射線(xiàn)圖像中的一預(yù)定部分的方法，該方法包括的步驟有由一發(fā)生器產(chǎn)生X射線(xiàn)；由一檢測(cè)器檢測(cè)由于對(duì)樣本進(jìn)行照射從樣本透射的透射X射線(xiàn)；移動(dòng)發(fā)生器和檢測(cè)器，以根據(jù)檢測(cè)到的透射X射線(xiàn)獲得樣本的一成弓形部分的多個(gè)圖像；合成該多個(gè)圖像；輸出一合成圖像作為成弓形部分的圖像；確定成弓形部分圖像中沿成弓形部分的一平滑線(xiàn)；以及根據(jù)該平滑線(xiàn)計(jì)算該弓形部分的彎曲尺度。
全文摘要
一種醫(yī)學(xué)圖像處理裝置對(duì)由一醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行處理。該裝置包括一個(gè)接口，一個(gè)處理器和一個(gè)計(jì)算裝置。該接口用于獲取醫(yī)學(xué)圖像。該處理器用于確定沿該接口獲取的醫(yī)學(xué)圖像中的一個(gè)樣本的一弓形部分的一平滑線(xiàn)。計(jì)算裝置用于根據(jù)由處理器確定的平滑線(xiàn)計(jì)算弓形部分的弓形幅度。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1449721SQ0313600
公開(kāi)日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者田中豐秋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝