介入治疗中的图像呈现方法、系统、成像系统和存储介质与流程

1.本发明涉及医疗领域，特别是一种介入治疗中的图像呈现方法及系统、成像系统和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.介入治疗也被称为放射手术，是放射学图像引导的微创手术程序，其可以尽量减少风险、减少侵入性医疗技术的创伤。可用于血管成形术和导管输送支架等。通常使用x射线、ct、超声、mri和其他成像方式，使用针和导管，而不是通过切口进入人体内进行手术治疗。
3.例如心脏介入手术中的支架安放手术通常需要在x射线图像或ct图像的引导下利用导管和导丝将支架运送至有血管堵塞的位置，然后扩张支架并释放支架。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种介入治疗中的图像呈现方法，另一方面提出了一种介入治疗中的图像呈现系统、成像系统和计算机可读存储介质，用以提高图像呈现的智能性、灵活性和清晰度。
5.本发明实施例中提出的一种介入治疗中的图像呈现方法，包括：获取x射线设备采集的当前图像；确定所述当前图像中的关注区域；将所述关注区域的图像从所述当前图像中分割出来；从所述关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标；所述用户感兴趣目标为预先确定的应用于介入治疗中的介入耗材、介入设备或人体组织目标；从预先设定的针对各类用户感兴趣目标的个性化图像处理算法中获取针对识别出的用户感兴趣目标的个性化图像处理算法；利用所获取的个性化图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
6.在一个实施方式中，该方法进一步包括：根据预先存储的用户感兴趣目标与显影材料之间的对应关系确定所述用户感兴趣目标的显影材料，并根据所述显影材料确定当前的曝光参数；控制所述x射线设备利用所述曝光参数进行成像。
7.在一个实施方式中，该方法进一步包括：提供用户一人机交互的第一服务界面，接收到用户通过所述第一服务界面输入的对用户感兴趣目标的显影材料的变更，并返回执行根据所述显影材料确定当前的曝光参数的操作。
8.在一个实施方式中，所述确定当前图像中的关注区域包括：将所述当前图像中的设定区域确定为关注区域；或者包括：获取用户在所述当前图像中手动选择的区域，将所获取的区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到关注区域。
9.在一个实施方式中，该方法进一步包括：提供用户一人机交互的第二服务界面，并接收用户通过所述第二服务界面输入的关注区域配置信息，根据所述配置信息得到所述设定区域。
10.在一个实施方式中，所述从关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标包括：将所述关注区域的图像与预先确定的各用户感兴趣目标的模板进行匹配，根据匹配结果得到所
述关注区域的图像中的用户感兴趣目标。
11.在一个实施方式中，所述根据匹配结果得到所述关注区域的图像中的用户感兴趣目标包括：将匹配度满足设定要求的模板所对应的用户感兴趣目标作为所述关注区域内的候选用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量为1，则将所述候选用户感兴趣目标确定为识别出的用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量大于1，则将所述候选用户感兴趣目标中对成像要求最高的目标确定为识别出的用户感兴趣目标。
12.在一个实施方式中，该方法进一步包括：若从所述关注区域的图像中未识别出用户感兴趣目标，则利用一预先设定的通用图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
13.在一个实施方式中，该方法进一步包括：接收到用户对关注区域的变更，将变更后的关注区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到更新后的关注区域，并返回执行将所述关注区域的图像从所述当前图像中分割出来的操作。
14.本发明实施例中提供的一种介入治疗中的图像呈现系统，包括：第一获取单元，用于获取x射线设备采集的当前图像；第一确定单元，用于确定所述当前图像中的关注区域；分割单元，用于将所述关注区域的图像从所述当前图像中分割出来：识别单元，用于从所述关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标；所述用户感兴趣目标为预先确定的应用于介入治疗中的介入耗材、介入设备或人体组织目标；第二获取单元，用于从预先设定的针对各类用户感兴趣目标的个性化图像处理算法中获取针对识别出的用户感兴趣目标的个性化图像处理算法；和处理单元，用于利用所获取的个性化图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
15.在一个实施方式中，进一步包括：第二确定单元，用于根据预先存储的用户感兴趣目标与显影材料之间的对应关系确定所述用户感兴趣目标的显影材料，并根据所述显影材料确定当前的曝光参数；和控制单元，控制所述x射线设备利用所述曝光参数进行成像。
16.在一个实施方式中，进一步包括：第一人机交互单元，用于提供用户一人机交互的第一服务界面，接收到用户通过所述第一服务界面输入的对用户感兴趣目标的显影材料的变更；所述第二确定单元根据变更后的显影材料确定当前的曝光参数。
17.在一个实施方式中，所述第二确定单元将所述当前图像中的设定区域确定为关注区域；或者，获取用户在所述当前图像中手动选择的区域，将所获取的区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到关注区域。
18.在一个实施方式中，进一步包括：第二人机交互单元，用于提供用户一人机交互的第二服务界面，并接收用户通过所述第二服务界面输入的关注区域配置信息；所述第一确定单元根据所述配置信息得到所述设定区域。
19.在一个实施方式中，所述识别单元将所述关注区域的图像与预先确定的各用户感兴趣目标的模板进行匹配，根据匹配结果得到所述关注区域的图像中的用户感兴趣目标。
20.在一个实施方式中，所述识别单元将匹配度满足设定要求的模板所对应的用户感兴趣目标作为所述关注区域内的候选用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量为1，则将所述候选用户感兴趣目标确定为识别出的用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量大于1，则将所述候选用户感兴趣目标中对成像要求最高的目标确定为识别出的用户感兴趣目标。
21.在一个实施方式中，若所述识别单元未能从所述关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标，则所述第二获取单元获取一预先设定的通用图像处理算法提供给所述处理单元，所述处理单元利用所述通用图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
22.在一个实施方式中，所述第一确定单元接收到用户对关注区域的变更，将变更后的关注区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到更新后的关注区域。
23.本发明实施例中提出的另一种介入治疗中的图像呈现系统，包括：至少一个存储器和至少一个处理器，其中，所述至少一个存储器用于存储计算机程序；所述至少一个处理器用于调用所述至少一个存储器中存储的计算机程序，执行如上任一实施方式中所述的介入治疗中的图像呈现方法。
24.本发明实施例中提出的一种成像系统，包括x射线设备和如上任一实施方式中所述的介入治疗中的图像呈现系统。
25.本发明实施例中提出的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如上任一实施方式中所述的介入治疗中的图像呈现方法。
26.从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中获取用户的关注区域，并以用户的关注区域中的用户感兴趣目标的成像要求为标准对整幅图像进行图像处理，因此可保证用户关注区域的图像的清晰度，并提高图像呈现的智能性、灵活性。
27.进一步地，通过以用户的关注区域中的用户感兴趣目标的显影材料为标准进行曝光参数确定，从而可使得呈现的图像既能保证关注区域的图像质量，还能最大可能的降低辐射剂量。
附图说明
28.下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
29.图1为本发明实施例中介入治疗中的图像呈现方法的示例性流程图。
30.图2为本发明实施例中一种介入治疗中的图像呈现系统的示例性结构图。
31.图3为本发明实施例中又一种介入治疗中的图像呈现系统的示例性结构图。
32.其中，附图标记如下：
[0033][0034]
具体实施方式
[0035]
本发明实施例中，考虑到在利用x射线图像或ct图像等图像进行引导时，用户可能更关心图像中的某一部分区域，也即关注区域，但目前的图像呈现技术中都是将整幅图像作为一个整体进行考虑的，例如，采用一套统一的图像处理算法对所有图像进行降噪、边缘锐化及增强对比度等的处理。其并不能识别用户对哪些区域感兴趣，因此也无法对用户关注区域的图像的清晰度进行保证。为此，本发明实施例中，考虑获取用户的关注区域，并以用户的关注区域为标准对整幅图像进行图像处理。进一步地，还可以以用户的关注区域为标准进行成像，以使得呈现的图像既能保证关注区域的图像质量，还能最大可能的降低辐射剂量。
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
[0037]
图1为本发明实施例中介入治疗中的图像呈现方法的示例性流程图。如图1所示，
该方法可包括如下步骤：
[0038]
步骤101，获取x射线设备采集的当前图像。
[0039]
其中，当前图像是用于引导介入手术的当前实时图像，可以是医用血管造影x射线机采集的x射线图像，其可以是初始阶段根据初始扫描参数或默认扫描参数得到的图像，例如，默认将满足设定导丝材料的成像需求所对应的扫描参数作为默认扫描参数时，则当前图像为初始图像时，其可以是利用该默认扫描参数得到的图像；或者也可以是根据前一次确定的扫描参数得到的图像。其中，扫描参数包括曝光参数。
[0040]
步骤102，确定当前图像中的关注区域。
[0041]
通常情况下，一幅图像中可能包括不只一种目标物体，如可能同时包括导丝、导管和支架等。因此需要确定关注区域，以便更精准的确定用户感兴趣目标。
[0042]
具体确定关注区域时，可由系统进行自动选择，例如，可在图像中设定一固定区域，如图像正中间的区域等，然后将当前图像中的设定区域确定为关注区域。本发明实施例中，该设定区域可以是默认的初始区域，或者也可以是检查或治疗开始前或过程中用户设置的。例如，该方法可进一步包括：提供用户一人机交互的服务界面，并接收用户通过所述服务界面输入的关注区域配置信息，根据所述配置信息得到所述设定区域。
[0043]
或者也可以由用户在所述当前图像中手动选择关注区域，然后获取用户手动选择的区域，考虑到用户手动选择的区域有可能不规则，因此为了方便后续的图像处理，可预先确定一标准化尺寸，之后将所获取的区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理后得到关注区域。具体实现时，标准化尺寸可以设置不只一个，例如设置大、中、小三个标准化尺寸，根据用户手动选择的区域的大小按照最接近的标准化尺寸进行标准化处理，得到关注区域。
[0044]
步骤103，将所述关注区域的图像从所述当前图像中分割出来。
[0045]
本步骤中，从所述当前图像中提取出关注区域的图像进行后续的分析处理。
[0046]
步骤104，从所述关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标；所述用户感兴趣目标为预先确定的介入治疗中的介入耗材、介入设备或人体组织目标，如导管、导丝、支架、弹簧圈、碘油、血管等。
[0047]
本步骤中，具体实现时，可有多种实现方式，例如，可预先确定各用户感兴趣目标的模板，如导丝类介入耗材的模板、导管类介入耗材的模板、支架类介入设备的模板、弹簧圈类介入设备的模板、碘油类介入耗材的模板等，然后将所述关注区域的图像与预先确定的各用户感兴趣目标的模板进行匹配，之后根据匹配结果得到所述关注区域的图像中的用户感兴趣目标，例如将匹配度满足设定要求的模板所对应的用户感兴趣目标作为关注区域的图像中的候选用户感兴趣目标。
[0048]
若得到的候选用户感兴趣目标的数量为1，则直接将所述候选用户感兴趣目标确定为识别出的用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量大于1，则可将所述候选用户感兴趣目标中对成像要求最高(例如，在x射线成像中，图像信噪比相对最差的)的候选用户感兴趣目标确定为识别出的用户感兴趣目标。
[0049]
此外，考虑到用户感兴趣目标有可能识别失败，即关注区域的图像与所有模板的匹配度均未能达到设定要求，本实施例中，可预先设置一个默认目标材料，如导丝等，则本步骤中，若用户感兴趣目标识别失败，则可将预先设置的默认目标材料作为识别出的用户
感兴趣目标。或者，本实施例中，也可不设置默认目标材料，则本步骤中，若用户感兴趣目标识别失败，则可返回指示识别失败的消息。
[0050]
步骤105，从预先设定的针对各用户感兴趣目标的个性化图像处理算法中获取针对识别出的用户感兴趣目标的个性化图像处理算法。
[0051]
本实施例中，考虑到不同用户感兴趣目标的图像处理侧重点可不相同，例如，导丝可能采用稍简单一些的个性化图像处理算法即可，例如进行边缘锐化和对比度增强处理等。碘油的话因为需要具有层次感，可能就需要进行一些渲染效果等。因此本实施例中可预先设定针对各类不同用户感兴趣目标进行不同的图像处理，并预先设置相应的个性化图像处理算法。相应地，本步骤中，只需从中获取针对识别出的用户感兴趣目标的个性化图像处理算法即可。
[0052]
步骤106，利用所获取的个性化图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
[0053]
本步骤中，采用针对关注区域识别出的用户感兴趣目标的图像处理算法对当前图像进行处理，然后将处理后的图像呈现出来。这样便可以以用户的关注区域为标准对整幅图像进行图像处理，保证了用户关注区域的用户感兴趣目标的呈现清晰度。
[0054]
此外，考虑到用户感兴趣目标有可能识别失败，即关注区域的图像与所有模板的匹配度均未能达到设定要求，本实施例中，可预先设置一个默认目标材料，如导丝等，则本步骤中，若用户感兴趣目标识别失败，则可将预先设置的默认目标材料作为识别出的用户感兴趣目标。或者，本实施例中，也可不设置默认目标材料，则步骤104中，若用户感兴趣目标识别失败，则可返回指示识别失败的消息。相应地，本实施例中，可预先设置一通用图像处理算法，并在步骤104中返回指示识别失败的消息时，利用所述通用图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。其中，通用图像处理算法可包括一些简单的降噪、边缘锐化和对比度增强等处理。
[0055]
本实施例中，在步骤104之后，可进一步包括：根据预先存储的用户感兴趣目标与显影材料之间的对应关系确定所述用户感兴趣目标的显影材料，并根据所述显影材料确定当前的曝光参数，控制所述x射线设备利用所述曝光参数进行图像采集。
[0056]
例如，通常导管类材料为聚酯纤维，导丝类材料为铁，支架类材料为钛合金、镍钛合金等。本实施例中，可预先设置各用户感兴趣目标的材料数据库，并对应每种用户感兴趣目标的显影材料对信噪比的要求对应存储一组曝光参数，在x射线成像中，可按照使得x射线的图像质量和辐射剂量取得平衡的原则即满足成像要求的前提下使得x射线的辐射剂量最低的原则来确定曝光参数。这样，便可以以用户的关注区域为标准进行成像，以使得呈现的图像既能保证关注区域的图像质量，还能最大可能的降低辐射剂量。
[0057]
此外，考虑到步骤104中用户感兴趣目标有可能识别失败，并返回指示识别失败的消息。相应地，本实施例中，可预先设置一组默认曝光参数，则在本步骤104中返回指示识别失败的消息时，可将所述默认曝光参数确定为当前的曝光参数，并利用所述曝光参数进行成像。
[0058]
此外，本发明实施例中，允许用户对系统所确定的用户感兴趣目标的材料进行更正。相应地，该方法可进一步包括：提供用户又一人机交互的服务界面，接收用户通过所述服务界面输入的对用户感兴趣目标的显影材料的变更，并返回执行所述根据显影材料确定
当前的曝光参数的操作。
[0059]
另外，本发明实施例中还允许用户在检查过程中变更关注区域。相应地，该方法进一步包括：接收到用户对关注区域的变更，将变更后的关注区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到更新后的关注区域，并返回执行步骤103。
[0060]
此外，本发明实施例中的个性化图像处理为针对实时呈现图像的图像处理，对应的个性化图像处理算法以不影响图像的显示实时性为原则。
[0061]
以上对本发明实施例中介入治疗中的图像呈现方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中介入治疗中的图像呈现系统进行详细描述。本发明实施例中的介入治疗中的图像呈现系统可用于实施本发明实施例中的介入治疗中的图像呈现方法，对于本发明系统实施例中未详细披露的细节可参见本发明方法实施例中的相应描述，此处不再一一赘述。
[0062]
图2为本发明实施例中介入治疗中的图像呈现系统的示例性结构图。如图2所示，该系统可包括：第一获取单元201、第一确定单元202、分割单元203、识别单元204、第二获取单元205和处理单元206。
[0063]
其中，第一获取单元201用于获取x射线设备采集的当前图像。
[0064]
第一确定单元202用于确定所述当前图像中的关注区域。
[0065]
分割单元203用于将所述关注区域的图像从所述当前图像中分割出来。
[0066]
识别单元204用于从所述关注区域的图像中识别出用户感兴趣目标；所述用户感兴趣目标为预先确定的应用于介入治疗中的介入耗材、介入设备、人体组织目标等。
[0067]
第二获取单元205用于从预先设定的针对各类用户感兴趣目标的个性化图像处理算法中获取针对识别出的用户感兴趣目标的个性化图像处理算法。
[0068]
处理单元206用于利用所获取的个性化图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
[0069]
在一个实施方式中，该系统可进一步包括：第二确定单元207，用于根据预先存储的用户感兴趣目标与显影材料之间的对应关系确定所述用户感兴趣目标的显影材料，并根据所述显影材料确定当前的曝光参数；和控制单元208，用于控制所述x射线设备利用所述曝光参数进行成像。
[0070]
在另一个实施方式中，该系统还可包括：第一人机交互单元209，用于提供用户一人机交互的第一服务界面，接收到用户通过所述第一服务界面输入的对用户感兴趣目标的显影材料的变更。相应地，第二确定单元207可根据变更后的显影材料确定当前的曝光参数。
[0071]
在一个实施方式中，第一确定单元202可将所述当前图像中的设定区域确定为关注区域；或者，获取用户在所述当前图像中手动选择的区域，将所获取的区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到关注区域。
[0072]
此外，该系统可进一步包括：第二人机交互单元210，用于提供用户一人机交互的第二服务界面，并接收用户通过所述第二服务界面输入的关注区域配置信息。相应地，第一确定单元202可根据所述配置信息得到所述设定区域。
[0073]
本发明实施例中，第一人机交互单元209和第二人机交互单元210可以为人机交互模块211的两个具体实现单元。此外，人机交互模块211还可以实现其他人机交互功能。
[0074]
在一个实施方式中，识别单元204可将所述关注区域的图像与预先确定的各用户
感兴趣目标的模板进行匹配，根据匹配结果得到所述关注区域的图像中的用户感兴趣目标。
[0075]
例如，识别单元204可将匹配度满足设定要求的模板所对应的用户感兴趣目标作为所述关注区域内的候选用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量为1，则将所述候选用户感兴趣目标确定为识别出的用户感兴趣目标，若得到的候选用户感兴趣目标的数量大于1，则将所述候选用户感兴趣目标中对成像要求最高的目标确定为识别出的用户感兴趣目标。
[0076]
在一个实施方式中，若识别单元204从所述关注区域的图像中未识别出用户感兴趣目标，则第二获取单元205获取一预先设定的通用图像处理算法提供给所述处理单元，处理单元206可利用所述通用图像处理算法对所述当前图像进行处理后呈现出来。
[0077]
在一个实施方式中，第一确定单元202可在接收到用户对关注区域的变更时，将变更后的关注区域按照设定的标准化尺寸进行标准化处理，得到更新后的关注区域。
[0078]
图3为本发明实施例中又一种介入治疗中的图像呈现系统的结构示意图，如图3所示，该系统可包括：至少一个存储器31、至少一个处理器32、至少一个数据库33和至少一个显示器34。此外，还可以包括一些其它组件，例如通信端口等。这些组件通过总线35进行通信。
[0079]
其中，至少一个存储器31用于存储计算机程序。在一个实施方式中，该计算机程序可以理解为包括图2所示的介入治疗中的成像控制系统的各个模块。此外，至少一个存储器31还可存储操作系统等。操作系统包括但不限于：android操作系统、symbian操作系统、windows操作系统、linux操作系统等等。
[0080]
至少一个数据库33用于存储各个性化图像处理算法、通用图像处理算法，以及用户感兴趣目标与显影材料之间的对应关系以及显影材料与曝光参数之间的对应关系等。
[0081]
至少一个显示器34用于显示x射线设备采集的当前图像以及人机交互信息等。
[0082]
至少一个处理器32用于调用至少一个存储器31中存储的计算机程序，执行本发明实施例中所述的介入治疗中的成像控制方法。处理器32可以为cpu，处理单元/模块，asic，逻辑模块或可编程门阵列等。其可通过所述通信端口进行数据的接收和发送。
[0083]
本发明实施例中还提供一种成像系统，其包括x射线设备如医用血管造影x射线机和上述任一实施方式中的介入治疗中的图像呈现系统。
[0084]
需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。
[0085]
可以理解，上述各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如fpga或asic)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。
[0086]
此外，本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现本发明实施例中所述的介入治疗中的图像呈现方法。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例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。此外，还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。还可以将从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。用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、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。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
[0087]
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中获取用户的关注区域，并以用户的关注区域中的用户感兴趣目标的成像要求为标准对整幅图像进行图像处理，因此可保证用户关注区域的图像的清晰度，并提高图像呈现的智能性、灵活性。
[0088]
进一步地，通过以用户的关注区域中的用户感兴趣目标的显影材料为标准进行曝光参数确定，从而可使得呈现的图像既能保证关注区域的图像质量，还能最大可能的降低辐射剂量。
[0089]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。