用于使用醫(yī)學(xué)圖像提供血管分析信息的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2013年12月16日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2013-0156434 號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開通過引用全部包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 與這里公開的內(nèi)容一致的設(shè)備和方法涉及一種提供醫(yī)學(xué)圖像分析的方法，更具體 地講，涉及一種在從各種類型的診斷裝置中的至少一種診斷裝置獲得的醫(yī)學(xué)圖像中分析血 管信息并提供分析結(jié)果的方法以及使用該方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003] 從醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備（諸如，X射線、CT、MRI或超聲波裝置）獲得的醫(yī)學(xué)圖像在各種 領(lǐng)域中用于診斷目的并且還在醫(yī)學(xué)治療的執(zhí)行中被頻繁使用。目標(biāo)對象和相應(yīng)方法可用于 執(zhí)行診斷或治療的目的。由于骨頭和血管分布于人體的大部分器官中，因此經(jīng)常在醫(yī)學(xué)圖 像中檢查骨頭和血管。具體地，在解剖學(xué)方面，血管是大多數(shù)標(biāo)志物中的一種，這是因?yàn)檠?管在作為活體的功能作用的中心的同時(shí)在人體之間或器官之間以各種模式工作。
[0004] 當(dāng)獲得了用于診斷和治療的醫(yī)學(xué)圖像時(shí)，直接和間接使用血管的這種解剖信息。 例如，血管的向量信息用于通過利用多普勒效應(yīng)（PW-多普勒）來測量血流速率。此外，當(dāng) 執(zhí)行用于治療與血管相關(guān)的疾病的血管介入時(shí)請求與血管直徑、血管向量和血管位置相關(guān) 的信息。當(dāng)前，根據(jù)醫(yī)學(xué)從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)性知識或直覺決策獲得上述信息。然而，相關(guān)信息測 量方法可在觀察者自身或觀察者之間產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致診斷花費(fèi)較長時(shí)間，并且難以建立系 統(tǒng)診斷。
[0005] 同時(shí)，當(dāng)通過使用超聲波裝置測量血流速率時(shí)，除了測量血管之外，必需去除由于 頻率變化而產(chǎn)生的混疊區(qū)域（aliasing area)并設(shè)置感興趣區(qū)域（ROI)。"混疊"指示這樣 的區(qū)域：在圖像顯示裝置通過使用超聲波顯示血管時(shí)由于血管的阻塞部分而被表示得與周 圍的血流動(dòng)區(qū)域不同的區(qū)域。"混疊"是多普勒頻譜的帶寬由于頻率變化而改變的這樣的一 種現(xiàn)象并表示在醫(yī)學(xué)圖像上的與周圍血流動(dòng)區(qū)域不同的區(qū)域中。
[0006] 用于去除混疊的現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)是使基線移位。在多普勒頻譜區(qū)域中 執(zhí)行該方法，該方法具有不能直接從醫(yī)學(xué)圖像去除混疊的缺點(diǎn)。如果可確定混疊區(qū)域并將 混疊區(qū)域恢復(fù)為血管區(qū)域，則可能需要復(fù)雜的圖像處理和較長的處理時(shí)間。
[0007] 此外，當(dāng)設(shè)置ROI時(shí)，用戶使用現(xiàn)有技術(shù)直接指定ROI。人為被動(dòng)設(shè)置使再現(xiàn)性劣 化，并具有診斷時(shí)間較長的缺點(diǎn)。每當(dāng)用戶設(shè)置ROI時(shí)，結(jié)果可根據(jù)用戶偏好或誤差而不 同。
[0008] 可存在可用于測量血管信息的方法。一種方法是利用圖像處理檢測血管的外部邊 緣并利用檢測的外部邊緣估計(jì)血管，另一方法是通過對在由超聲波產(chǎn)生的C模式圖像中表 示的血流分量進(jìn)行擬合來估計(jì)血管的向量。這些現(xiàn)有方法可能存在問題。首先，關(guān)于用于 檢測外部邊緣的方法，通常使用超聲波的B-模式圖像；B-模式圖像可具有較低的SNR(信 號相對于噪聲或信噪比）、較低的圖像清晰度和在確定檢測的外部邊緣分量之中的血管分 量時(shí)的模糊性。其次，用于在C-模式圖像中使用血管分量的擬合方法可具有以下問題：當(dāng) 構(gòu)成C-模式圖像的血流信號（顏色信息）不足時(shí)，在錯(cuò)誤方向上估計(jì)血管的向量。最后， 用于測量血管信息的所有現(xiàn)有方法是在考慮ROI中存在一個(gè)血管的情況下被開發(fā)的。因 此，當(dāng)存在多個(gè)血管時(shí)，現(xiàn)有方法具有以下缺點(diǎn)：由于將一個(gè)血管與各個(gè)血管進(jìn)行區(qū)分并選 擇性地識別所述一個(gè)血管，因此不能測量信息。
[0009] 此外，當(dāng)治療涉及到血管介入的使用時(shí)，應(yīng)用血管造影術(shù)，從而醫(yī)學(xué)從業(yè)者在利用 眼睛直接觀看血管造影圖像的同時(shí)進(jìn)行治療。醫(yī)學(xué)從業(yè)者在實(shí)時(shí)觀看二維圖像的同時(shí)將導(dǎo) 管移動(dòng)到病變部位。因此，由于上述處理，從而治療時(shí)間根據(jù)醫(yī)學(xué)從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)和技能而不 同。增加醫(yī)學(xué)治療時(shí)間會導(dǎo)致放射暴露的增加和對比劑的額外注入。關(guān)于用于為血管介入 提供信息的技術(shù)，傳統(tǒng)方法僅用于提供導(dǎo)管的位置。
[0010] 此外，當(dāng)在不同類型的醫(yī)學(xué)圖像裝置之間執(zhí)行雙峰性圖像配準(zhǔn)（registration) 時(shí)，諸如血管的分叉點(diǎn)和交叉點(diǎn)的指示物被用作考察血管的標(biāo)志物。這些指示物不足的圖 像可具有血管不能作為用于配準(zhǔn)的指示物的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本總體發(fā)明構(gòu)思提供一種自動(dòng)設(shè)置感興趣區(qū)域（ROI)來提供血管分析信息的方 法，以及被配置為通過使用超聲波提供血管分析信息以顯示人體的圖像的設(shè)備。
[0012] 本總體發(fā)明構(gòu)思還提供一種即使在存在一個(gè)或更多個(gè)血管時(shí)也可精確檢測關(guān)于 ROI的血管的直徑的提供血管分析信息的方法，以及被配置為提供血管分析信息的設(shè)備。
[0013] 本總體發(fā)明構(gòu)思還提供一種可在血管圖像中更精確地檢測混疊區(qū)域并對混疊區(qū) 域進(jìn)行插值的提供血管分析信息的方法及其設(shè)備。
[0014] 本總體發(fā)明構(gòu)思的其它特征和用途將在下面的描述中部分地闡明，并且部分的將 通過描述而變得明顯，或者可通過本總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施來了解。
[0015] 可通過提供一種提供血管分析信息的方法來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/或 其它特征和用途，所述方法包括：將超聲信號發(fā)射到與血管對應(yīng)的身體部位上并感測反射 的超聲信號；通過使用感測的超聲信號來產(chǎn)生顏色模式圖像；基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的 一個(gè)或更多個(gè)像素值確定血管的直徑。確定血管的直徑可包括：通過比較產(chǎn)生的顏色模式 圖像中的與在和血管交叉的一個(gè)或更多個(gè)虛擬線上的像素值相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)屬性值， 將血流區(qū)域的最短距離確定為血管的直徑。
[0016] 所述方法還可包括：發(fā)射和感測超聲波；產(chǎn)生顏色模式圖像；基于產(chǎn)生的顏色模 式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值確定血管的角度。
[0017] 所述方法還可包括基于在與確定的直徑交叉的一條或更多條虛擬線上的一個(gè)或 更多個(gè)像素值確定血管的角度。
[0018] 確定血管的角度可包括：根據(jù)相對于水平面的相應(yīng)滑動(dòng)角，將在與確定的直徑交 叉的多條虛擬線上的一個(gè)或更多個(gè)像素值相加；基于與多條虛擬線相關(guān)的滑動(dòng)角和相加的 像素值中的最小值確定血管的角度。
[0019] 所述方法還可包括：發(fā)射并感測超聲信號；產(chǎn)生顏色模式圖像；確立關(guān)于產(chǎn)生的 顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)部分的R0I。此外，所述方法還可包括：檢測一個(gè)或更多個(gè)像 素值在ROI的血流區(qū)域的預(yù)設(shè)像素值之外的混疊區(qū)域；基于ROI圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素 值確定血管的直徑；基于在與確定的直徑交叉的一條或更多條虛擬線上的一個(gè)或更多個(gè)像 素值確定血管的角度。
[0020] 確立ROI可包括：在產(chǎn)生的顏色模式圖像的先前確立的位置上確立ROI ;當(dāng)在產(chǎn)生 的顏色模式圖像中，ROI的中心坐標(biāo)在血流的中心坐標(biāo)的預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整R0I，使得 ROI的中心坐標(biāo)接近血流的中心坐標(biāo)。
[0021] 此外，可對針對產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)部分確立的ROI執(zhí)行所述方 法，當(dāng)完成關(guān)于ROI的圖像處理時(shí)，基于血管的確定的角度可將ROI重新確立為下一 ROI或 新的ROI。
[0022] 此外，檢測混疊區(qū)域可包括：通過進(jìn)一步考慮產(chǎn)生的顏色模式圖像的直方圖來檢 測混疊區(qū)域。
[0023] 此外，檢測混疊區(qū)域可包括：根據(jù)產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值，在 產(chǎn)生的顏色模式圖像的每個(gè)部分中執(zhí)行標(biāo)記操作；基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多 個(gè)像素值，針對標(biāo)記的部分執(zhí)行聚類操作；基于聚類操作的結(jié)果確定混疊區(qū)域；對確定的 混疊區(qū)域進(jìn)行插值。
[0024] 確定混疊區(qū)域可包括：當(dāng)在一個(gè)標(biāo)記的部分中存在多于兩個(gè)的聚類區(qū)域時(shí)，將標(biāo) 記的部分確定為混疊區(qū)域。
[0025] 可通過提供包含作為用于執(zhí)行上述或以下方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀代碼的計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它特征和用途。
[0026] 可通過提供一種用于提供血管分析信息的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/ 或其它特征和用途，所述設(shè)備包括：顯示器；超聲發(fā)射器和接收器，被配置為將超聲信號發(fā) 射到對象上并感測反射的超聲信號；控制器，被配置為通過使用反射的超聲信號產(chǎn)生顏色 模式圖像，并基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值確定血管的直徑。
[0027] 控制器可通過比較產(chǎn)生的顏色模式圖像中的與和血管交叉的一條或更多條虛擬 線上的一個(gè)或更多個(gè)像素值相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)屬性值，將血流區(qū)域的最短距離確定為血 管的直徑。
[0028] 控制器可基于與確定的直徑交叉的一個(gè)或更多條虛擬線的一個(gè)或更多個(gè)像素值 確定血管的角度。
[0029] 控制器可根據(jù)相對于水平面的相應(yīng)滑動(dòng)角，將在與確定的直徑交叉的多條虛擬線 上的一個(gè)或更多個(gè)像素值相加；基于關(guān)于多條虛擬線的滑動(dòng)角和相加的像素值中的最小值 確定血管的角度。
[0030] 控制器可確立具有關(guān)于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)部分中的血管的中 心的圖像的R0I，并針對ROI執(zhí)行圖像處理。
[0031] 控制器可在產(chǎn)生的顏色模式圖像的先前確立的位置上確立R0I，并且當(dāng)在產(chǎn)生的 顏色模式圖像中，ROI的中心坐標(biāo)在血流的中心坐標(biāo)的預(yù)設(shè)范圍之外時(shí)，調(diào)整R0I，使得ROI 的中心坐標(biāo)接近血流的中心坐標(biāo)。
[0032] 控制器可針對在產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)部分上確立的ROI進(jìn)行操 作，并且當(dāng)完成關(guān)于ROI的圖像處理時(shí)，基于血管的確定的角度重新確立R0I。
[0033] 控制器可基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值區(qū)分血流區(qū)域，并檢測 像素值在被區(qū)分的血流區(qū)域的預(yù)設(shè)像素值之外的混疊區(qū)域。
[0034] 控制器可通過進(jìn)一步考慮產(chǎn)生的顏色模式圖像的直方圖來檢測混疊區(qū)域。
[0035] 控制器可根據(jù)產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值，對產(chǎn)生的顏色模式 圖像的每個(gè)部分執(zhí)行標(biāo)記操作，基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值，針對標(biāo) 記的部分執(zhí)行聚類操作；基于聚類操作的結(jié)果確定混疊區(qū)域；并對確定的混疊區(qū)域進(jìn)行插 值。
[0036] 此外，當(dāng)在一個(gè)標(biāo)記的部分內(nèi)存在多于兩個(gè)的聚類區(qū)域時(shí)，控制器可將標(biāo)記的部 分確定為混疊區(qū)域。
[0037] 可通過提供用于利用超聲波自動(dòng)確立ROI提供血管分析信息以顯示身體圖像的 方法或設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它特征和功效。
[0038] 可通過提供用于即使在存在一個(gè)或更多個(gè)血管時(shí)也能精確檢測ROI中的血管的 直徑和/或角度的用于提供血管分析信息的方法或設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和 /或其它特征和功效。
[0039] 可通過提供一種可在血管圖像中精確地檢測混疊區(qū)域并對混疊區(qū)域進(jìn)行插值的 用于提供血管分析信息的方法或設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它特征和功 效。
[0040] 可通過提供包含作為用于執(zhí)行上述或以下方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀代碼的非暫 時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它特征和功效。
[0041] 可通過提供一種用于提供提供血管分析信息的方法的方法或設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本總體 發(fā)明構(gòu)思的前述和/或其它特征和用途，所述方法包括：接收從身體部位反射的信號；根據(jù) 接收的信號將顏色模式圖像顯示在顯示器的屏幕上；自動(dòng)輸出根據(jù)基于產(chǎn)生的顏色模式圖 像的一個(gè)或更多個(gè)像素值確定的血管的直徑。
[0042] 輸出血管的直徑可包括：將直徑顯示在顯示器的屏幕上的顏色模式圖像上。
[0043] 所述方法還可包括：根據(jù)在血管的血流上的信息將感興趣區(qū)域自動(dòng)顯示在顯示器 的屏幕上。
[0044] 所述方法還可包括：根據(jù)與外部導(dǎo)管相應(yīng)的圖像的一部分沿血管產(chǎn)生新的感興趣 區(qū)域。
[0045] 所述方法還可包括：分別利用與顯示的感興趣區(qū)域?qū)?yīng)的血管的直徑和角度中的 至少一個(gè)，自動(dòng)顯示一個(gè)或更多個(gè)感興趣區(qū)域。
[0046] 所述方法還可包括：根據(jù)通過與直徑相應(yīng)的區(qū)域的虛擬線的像素值，自動(dòng)顯示血 管的至少一個(gè)角度。
[0047] 所述方法還可包括：自動(dòng)顯示具有使用鄰近區(qū)域的血管進(jìn)行插值的數(shù)據(jù)的混疊區(qū) 域。
[0048] 可通過提供一種用于提供血管分析信息的設(shè)備的方法或設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明 構(gòu)思的前述和/或其它特征和功效，所述設(shè)備包括：接收器，被配置為接收從人體部位反射 的信號；控制器，被配置為根據(jù)接收的信號產(chǎn)生顏色模式圖像，將顏色模式圖像顯示在顯示 器的屏幕上，基于產(chǎn)生的顏色模式圖像的一個(gè)或更多個(gè)像素值確定血管的直徑，并將確定 的直徑顯示在顯示器的屏幕上。
[0049] 控制器可控制顯示器將血管的直徑顯示在顯示器的屏幕中包括的圖像上。
[0050] 控制器可控制顯示器根據(jù)關(guān)于血管的血流的信息將感興趣區(qū)域自動(dòng)顯示在顯示 器的屏幕上。
[0051] 控制器可根據(jù)圖像的與外部導(dǎo)管相應(yīng)的部分沿血管自動(dòng)產(chǎn)生并顯示新的感興趣 區(qū)域。
[0052] 控制器可分別利用與顯示的感興趣區(qū)域?qū)?yīng)的血管的直徑和角度，依次顯示一個(gè) 或更多個(gè)感興趣區(qū)域