用于图像处理的系统的制作方法

1.本发明涉及用于图像处理的系统、用于图像处理的计算机实施的方法、计算机程序和成像设备。


背景技术：

2.通常，医学成像系统用于导管实验室中的经皮冠状动脉介入(pci)，以处置心脏狭窄。通常，导管在进入部位被插入到血管系统中，它沿着大血管推进到需要处置的血管结构。造影剂经由导管注入，并且cathlab x射线装备记录血管造影序列，所述血管造影序列示出当填充有造影剂时的血管。通常，诊断和介入规划基于这样的诊断性血管造影。在介入期间，柔性的、部分或完全不透射线的导丝被推进到受影响的血管结构(例如冠状动脉的狭窄、神经血管动脉瘤或动静脉畸形)。荧光透视低剂量x射线尖端将导丝可视化，并允许介入医师在推进导丝时进行手眼协调。当定位后，导丝用作递送介入设备(例如用于扩张和支架递送的球囊、用于动脉瘤凝固的可拆卸线圈)的导轨。
3.在放射学领域中，诊断成像系统的自动定位是一个复杂的主题，因为不仅必须评估患者的位置，而且此外医学图像数据的图像质量必须足够。此外，介入期间的医学成像通常是手动执行的，因为其是非常复杂的过程。通常，为了辅助医学人员，提供了多个用于定位医学成像设备的指南。


技术实现要素：

4.利用本发明的实施例，提供了一种改进的用于图像处理的系统。
5.本发明由独立权利要求限定。本发明的另外的实施例和优点被并入在从属权利要求和描述中。
6.技术术语按常识使用。如果将特定含义被传达给某些术语，则以下将在使用该术语的背景下给出术语的定义。
7.根据本发明的第一方面，一种用于成像处理的系统包括识别单元和合规(compliance)单元。识别单元用于接收介入焦点。例如，接收到的介入焦点可以指示(或反映或指定)在图像数据中描绘(或绘制、或显示、或表示、或勾画、或勾勒)哪个介入，并反映哪个解剖区域正在经历对图像数据的介入。识别单元被配置用于在生成图像数据时确定指示成像设备的取向的取向参数。合规单元包括和/或被配置用于接收特定于接收到的介入焦点的取向参数的预定义阈值。此外，合规单元被配置用于比较确定的取向参数和预定义阈值。此外，合规单元被配置用于基于比较计算成像设备的取向的优化的取向参数。此外，合规单元被配置用于基于计算的优化的取向参数生成指示成像设备的取向的信号。
8.该实施例的优点是可以在介入期间改进成像设备的定位。通过为这种动态过程提供解决方案，可以改进介入期间成像设备的可用性。在实施例中，使用预定义指南以便在介入期间增加成像设备的可用性，因为系统能够将介入的当前情况与预定义指南进行比较。
9.换言之，用于图像处理的系统被配置用于处理医学图像数据。该系统可以包括或
conference of the ieee engineering in medicine and biology society，2016年卷，第2423-2426页，2016年8月)中已描述的。
22.基于检测到的介入类型，可以由系统检索指南，该指南例如包括针对在介入的某些步骤处的成像设备的优选取向的一个或多个指南位置参数。任选地，定位指南还可以包括与优选取向的可允许偏差的阈值。备选地，阈值。
23.通过将成像设备的当前取向参数与对应于确定的介入焦点的指南位置参数进行比较，可以由系统输出开发提示和/或统计数据。
24.介入焦点可以指介入步骤和/或一系列(特别是连续的)介入步骤。介入步骤可以由成像设备随时间进行成像。特别地，可以随时间采集多幅图像，从而表示介入步骤和/或介入步骤的序列。
25.例如，在冠状动脉支架植入流程(pci)期间，可能有若干步骤，例如：通过股骨的进入、导管至冠状动脉树口的导航、冠状动脉树(血管造影)的评估、一个或若干分支的布线、到狭窄和狭窄通过的导航、支架定位、支架递送和介入焦点内的介入的步骤的许多其他示例。可以对介入步骤中的每个进行成像，并且可以在图像中的每幅内确定介入焦点和/或可以计算优化的取向参数。此外，识别单元可以被配置用于确定和/或接收介入的类型，和/或用于识别和/或确定介入焦点，其中，介入焦点可以至少部分地指向介入的步骤和/或介入的步骤的序列。此外，合规单元可以任选地被配置用于为接收到的介入焦点的介入的每个步骤计算优化的取向参数。例如，识别单元能够确定介入焦点，例如，全局介入(pci)和介入步骤(例如支架植入)。此外，识别单元可以被配置用于识别解剖元素的类型。此外，合规单元可以被配置用于基于介入焦点内的解剖元素的类型和/或介入的步骤来计算优化的取向参数。例如，识别单元可以识别被支架置入的mid rca段，从而识别解剖元素和介入的步骤。
26.根据实施例，合规单元被配置用于计算取向参数与预定义阈值之间的偏差，并且其中，合规单元被配置用于计算优化的取向参数，使得偏差最小化。
27.本实施例的优点在于，通过最小化偏差，可以改进图像数据的成像质量，因为医学成像设备的取向可以增强医学图像的采集。
28.换言之，合规单元可以被配置用于计算、检测和/或评估实际取向参数和指南位置参数之间相对于预定义阈值的偏差、增量和/或散布。此外，合规单元可以被配置用于计算、生成和/或输出优化的取向参数，使得偏差被最小化、变小和/或减小。在示例中，系统计算优化的取向参数，其从而促使主治医师修正医学成像设备的取向，从而例如增加图像质量。
29.根据实施例，合规单元被配置用于基于优化的取向参数生成命令信号或控制信号。例如，命令信号可以包括指示用户调节将最小化偏差的成像设备的命令。备选地或额外地，可以将控制信号供应给适当编程的控制单元，该适当编程的控制单元被配置为自动改变成像设备的取向，使得偏差将被最小化。优选地，这种自动改变在用户提供输入或对指示设备的当前取向相对于指南位置的偏差超过阈值的信号的响应之后实现。
30.本实施例的优点可以在于，在命令信号的帮助下，用户准确地知道如何解读医学成像设备的取向的变化，从而增加了医学成像设备的可用性并支持介入。
31.换言之，合规单元被配置用于基于优化的取向参数和/或从优化的取向参数产生来生成或相应分配命令信号和/或命令数据元素。此外，命令信号可以包括和/或可以具有指示或相应引导用户(特别是医学成像设备的用户)调节和/或改变成像设备的取向的命令
或相应提示，这将最小化或相应降低偏差。在示例中，系统为医学成像设备和/或系统的用户输出信号，该信号指示医学成像设备的取向的变化，这可以导致偏差减少并因此导致由医学成像设备采集的图像的图像质量的增加。
32.根据实施例，取向参数和/或优化的取向参数是成像设备和/或成像设备的操作台的几何参数和/或角度参数。
33.换言之，取向参数指示医学成像设备的位置。此外，取向参数可以指示成像设备的角度。此外，改进的取向参数可以指示医学成像设备的几何位置和/或参数的变化，并且还可以指示成像设备的角度和/或取向的变化。此外，改进的取向参数可以包括可以由医学成像设备包括的操作台的位置和/或位置的变化。根据实施例，识别单元被配置用于基于图像数据确定介入焦点。此外，识别单元被配置用于基于图像数据识别介入设备，例如，医学介入工具，其用于介入和介入的解剖区域中。此外，介入焦点的确定还基于识别的设备和识别的解剖区域。
34.该实施例可以具有以下优点：在设备和医学区域(特别是相对于解剖区域的设备)的识别的帮助下，可以进一步改进介入焦点的确定。
35.换言之，识别单元被配置用于基于图像数据和/或通过评价图像数据以确定介入焦点来计算或相应确定介入焦点。此外，识别单元被配置用于基于图像数据和/或通过评价图像数据识别和/或检测设备，特别是在介入中使用的手术仪器，以及解剖区域或者相应地身体内正在经历介入的介入的区域。此外，介入焦点的确定还基于和/或包含识别的设备和识别的解剖区域。在示例中，识别单元被配置用于基于图像数据或医学图像自动确定介入焦点，并且从而可以识别医学图像内的设备和解剖区域。还可以通过包含识别的设备和识别的解剖区域来改进介入焦点的确定。
36.根据实施例，识别单元被配置用于识别在介入中使用并且在医学图像数据中描绘的设备的位置和/或取向。此外，介入焦点的确定还基于设备的位置和/或取向。
37.该实施例可以具有可以通过对设备的位置和/或取向的识别进一步改进介入焦点的确定的优点。
38.换言之，识别单元被配置用于基于医学图像数据来识别或相应检测用于介入中的设备的位置、在医学图像内的位置和/或设备的取向或者相应地设备在经历本发明的身体中的取向。此外，介入焦点的确定还基于相应地包含设备的位置和/或取向。
39.根据实施例，识别单元被配置用于识别在图像数据和/或报告和日志数据元素中描绘的解剖区域内的解剖元素。此外，识别单元被配置用于确定图像数据和/或报告和日志数据元素中的解剖元素的位置和/或取向。此外，介入焦点的确定还基于图像数据中解剖元素的位置和/或取向。
40.本实施例的优点在于，借助于对解剖元素的识别，可以改进介入焦点的确定，因为识别单元能够识别正在经历本发明的解剖元素的类型或种类。
41.换言之，识别单元被配置用于识别或相应检测图像数据和/或指示数据库中存储的介入的报告和日志数据元素中的解剖区域内的解剖元素、身体部分和/或器官。此外，识别单元被配置用于确定和/或计算图像数据和/或报告和日志数据元素中的位置，特别是医学图像中的位置和/或解剖元素的取向，特别是在经历介入的身体内的解剖元素的取向。此外，介入焦点的确定还基于或相应包含图像数据中的解剖元素的位置和/或取向。
42.在示例中，识别单元被配置用于识别解剖区域内的解剖元素。例如，识别单元可以集中在骨骼(脊柱)、隔膜和/或冠状动脉上。基于图像中这些或其他解剖特征的位置和取向，还可以改进介入焦点的确定。
43.额外地或备选地，识别单元被配置为识别图像内的介入设备。例如，识别单元可以集中在导丝尖端、球囊和/或支架上，分析图像的序列中的这样的元素的存在和动态行为。基于此，还可以改进介入焦点的确定。作为说明性示例，包裹支架的球囊展开无歧义地指示支架植入发生在球囊位置处。
44.根据实施例，识别单元被配置用于通过介入的荧光透视图像数据的配准将设备与解剖区域相关联。
45.该实施例可以具有以下优点，设备的位置和解剖区域的取向可以相关联，并且因此可以进一步改进介入的可用性。
46.换言之，识别单元被配置用于将设备与荧光透视图像数据内的解剖区域相关、相互关联和/或链接。设备与解剖区域之间的相关性可以用于设备的导航。此外，相关性可以用于关于血管造影数据的定位和递送以便可视化血管和腔。在示例中，该设备被引入人体中，特别是在解剖区域中。为了能够进一步确定介入焦点，设备与解剖区域的相关性通过荧光透视(同上)的配准来执行。
47.根据实施例，该系统还包括决策单元。决策单元被配置为统计地评价预定义阈值与取向参数之间的比较的结果。
48.该实施例可以具有以下优点：在决策单元的帮助下，可以将预定义阈值和取向参数之间的比较与其他介入和/或其他处置医师进行比较，使得可以进一步改进介入的可靠性。
49.换言之，决策单元和/或决策逻辑被配置为统计地评价和/或编译预定义阈值与取向参数之间的比较的结果的统计和/或通过将预定义阈值与取向参数进行比较的结果的统计。
50.根据实施例，决策单元被配置用于贯穿介入流程动态地调整介入焦点。
51.该实施例的优点可以是，在决策单元的帮助下，可以识别一个介入流程内的介入的变化，并且介入焦点可以例如适于新的介入亚型和/或新的解剖元素，例如从肝脏到胃的元素切换。
52.换言之，决策单元被配置用于贯穿介入流程基于接收到的图像数据和/或图像焦点来动态地调整或者相应基于事件改变介入焦点。
53.根据实施例，该系统包括人工智能(ai)模块。此外，ai模块被配置用于基于图像数据识别介入的类型。
54.本实施例的优点能够在于，借助于ai模块，可以基于在几秒钟内的图像数据或相应医学图像确定介入的类型。
55.换言之，该系统可以相应地包括能够包含ai模块、ai逻辑和/或ai接口。此外，ai模块可以被配置用于基于图像数据和/或基于记录信息来识别、评估和/或计算介入和/或手术或相应医学流程的类型。
56.根据实施例，合规单元被配置用于基于所确定的介入的类型来调整预定义阈值。
57.该实施例可以具有以下优点：基于所确定的介入的类型，可以调节预定义阈值，使
得可以进一步改进介入的可用性和可靠性。
58.换言之，合规单元被配置用于基于和/或根据所确定的介入的类型来调整、拟合和/或定制预定义阈值或相应边界值。
59.本发明的第二方面是一种计算机实施的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
[0060]-接收表示介入的图像数据；
[0061]-基于图像数据识别介入中使用的介入设备和介入的解剖区域，
[0062]-基于所识别的设备和所识别的解剖区域确定介入焦点，
[0063]-在生成图像数据时确定指示成像设备的取向的取向参数，
[0064]-接收与介入的类型相对应的指南，
[0065]-基于指南来确定与介入焦点对应的指南位置参数，
[0066]-比较所确定的指南位置参数和接收到的取向参数d，
[0067]-计算指南位置参数和取向参数之间的偏差，并且，
[0068]-如果计算的偏差超过预定义阈值，则生成指示定位差异的信号。
[0069]
此外，接收到的介入焦点可以指示(或指定或反映)在图像数据中描绘了哪个介入并且反映了哪个解剖区域正在经历在图像数据中描绘的介入。
[0070]
该实施例的优点是可以在介入期间改进成像设备的定位。通过为这种动态过程提供解决方案，可以提高介入期间成像设备的可用性。此外，该实施例可以包括在介入的监督的帮助下可以实施控制因素的优点，这进一步提高了介入的可靠性。此外，由于系统能够将介入的当前情况与预定义指南进行比较，因此可以使用预定义指南以便在介入期间增加成像设备的可用性。
[0071]
换言之，该方法可以包括基于由成像设备(尤其是医学成像设备)采集的介入的图像数据来接收、下载和/或评估介入焦点。此外，该方法可以包括在图像数据的生成期间，尤其是在医学成像设备的帮助下的医学图像的采集期间确定或相应计算指示成像设备的取向的取向参数的步骤。此外，该方法可以包括比较、匹配和/或检查确定的取向参数和预定义阈值的步骤。此外，该方法可以包括以下步骤：计算或相应确定优化的取向参数，特别是用于修正成像设备的取向(特别是医学成像设备的取向)的优化的取向参数。此外，该方法可以包括以下步骤：基于计算的优化的取向参数，特别是用于基于计算的优化的取向参数改变成像设备的取向的信号来生成和/或输出指示成像设备的取向的信号。此外，接收到的介入焦点在图像数据中指定执行哪个介入并且在图像数据中指定由介入处置哪个解剖区域。
[0072]
本发明的第三方面是一种计算机程序，所述计算机程序当在处理器上运行时指示处理器执行如之前和下文所描述的方法。例如，计算机程序可以存储在系统的存储器中。计算机程序可以在单个计算机、多个计算机和/或云计算结构上运行。
[0073]
本发明的第四方面是一种成像设备，特别是医学成像设备，其包括如之前和下文所述的系统和/或在其上存储如之前和下文所述的计算机程序的计算机可读介质。计算机可读介质可以是存储介质，例如usb闪存驱动器、cd、dvd、数据存储设备、服务器、硬盘或其他可以存储如上面描述的计算机程序的介质。
[0074]
此处描述的关于本发明的任何方面的所有公开内容同样适用于本发明的所有其他方面。
[0075]
在下文中，参考附图描述了本发明的示例和实施例。
附图说明
[0076]
图1示出了根据实施例的用于成像处理的系统。
[0077]
图2示出了根据实施例的医学成像设备。
[0078]
图3示出了根据实施例的示意性介入焦点。
[0079]
图4示出了图示根据实施例的方法的流程图。
[0080]
附图标记列表：
[0081]
100-系统
[0082]
102-识别单元
[0083]
104-合规单元
[0084]
106-决策单元
[0085]
108-ai模块
[0086]
110-接口
[0087]
112-记录单元
[0088]
200-介入焦点
[0089]
202-解剖区域
[0090]
204-设备
[0091]
206-位置
[0092]
208
–
取向
[0093]
210-解剖元素
[0094]
212-位置
[0095]
214-取向
[0096]
300-成像设备
[0097]
302-取向
[0098]
304-操作台
[0099]
350-接口
[0100]
400-用户
[0101]
500-方法
[0102]
600-计算机可读介质
[0103]
s1-接收介入焦点
[0104]
s2-确定取向参数
[0105]
s3-比较
[0106]
s4-计算优化的取向参数
[0107]
s5-生成
具体实施方式
[0108]
图1示出了用于成像处理的系统100，其中，系统100包括识别单元102和合规单元104。识别单元102被配置用于确定介入焦点200。所确定的介入焦点200在图像数据中指定
哪个介入被执行并在图像数据中指定哪个解剖区域202由介入进行处置。此外，识别单元102被配置用于在图像数据的生成期间确定指示成像设备300的取向302的取向参数。
[0109]
此外，合规单元104被配置为接收与介入的类型相对应的指南。基于该指南来确定与介入焦点对应的指南位置参数，将该参数与当前取向参数进行比较。计算指南位置参数与取向参数之间的偏差。
[0110]
合规单元104还被配置为接收、确定或存储针对特定于接收到的介入焦点200的取向参数的预定义阈值。此外，合规单元104被配置用于将所计算的偏差与预定义阈值进行比较。
[0111]
此外，在某些实施例中，合规单元104任选地被配置用于计算优化的取向参数以修正成像设备300的取向302。此外，合规单元104可以被配置用于基于所计算的优化的取向参数来生成用于改变成像设备300的取向302的控制信号。
[0112]
该实施例的优点是可以在介入期间改进成像设备300的定位。通过为这种动态过程提供解决方案，可以改进介入期间的成像设备300的可用性。此外，该实施例可以包括在介入的监督的帮助下可以实施控制因子的优点，这进一步增加了介入的可靠性。此外，由于系统能够将介入的当前情况与预定义指南进行比较，因此可以使用预定义指南以便增加成像设备300在介入期间的可用性。
[0113]
如图1中可以看到的，系统100包括识别单元102。识别单元102可以被配置用于确定介入焦点200，例如通过基于医学图像数据来确定介入焦点200。
[0114]
此外，识别单元102被配置为确定指示成像设备300的取向302的取向参数。
[0115]
特别地，识别单元102被配置为基于图像数据来确定介入焦点200。此外，识别单元102被配置用于识别图像数据中的设备204和解剖区域202。此外，识别单元102被配置用于识别医学图像数据内的设备204的位置206和/或取向208。此外，识别单元102被配置用于识别解剖元素210，例如医学图像数据中的冠状动脉。此外，识别单元102被配置为确定在图像数据和/或报告和/或日志数据元素中的解剖元素210的位置212和取向214。
[0116]
此外，在某些实施例中，识别单元102被配置用于在医学图像数据内的荧光透视(同上)的配准的帮助下将设备204与解剖区域202相关联。
[0117]
在某些实施例中，合规单元104被配置用于生成用于改变成像设备300的取向302的控制信号，特别是以便最小化指南位置参数和实际取向参数之间的偏差。此外，合规单元104可以被配置用于生成命令信号。命令信号包括指示用户400相应地调节成像设备300的位置和/或取向的命令。
[0118]
此外，合规单元104被配置用于基于所确定的介入类型来调整预定义阈值。备选地或额外地，预定义阈值可以与指南位置参数一起从指南中获得。
[0119]
此外，系统100包括决策单元106，其被配置为统计地评价预定义阈值与取向参数之间的比较结果。此外，决策单元106被配置用于贯穿介入流程动态地调整介入焦点200。此外，系统100包括人工(ai)模块108。ai模块108被配置用于基于图像数据识别介入的类型。此外，系统100可以包括用户接口110，其被配置用于接收介入的类型或介入焦点200。此外，系统100可以包括记录单元112，其被配置为记录介入，并且特别是介入焦点200的数据和日志，以便创建报告和日志数据元素。
[0120]
图2示出了成像设备300，其包括如前面和下文所描述的系统100。此外，成像设备
300包括计算机可读介质600，在所述计算机可读介质上存储如前面和后文所描述的计算机程序。此外，成像设备可以包括接口元件350，其被配置为与成像设备300的用户400交互。接口元件350可以例如指示成像设备300的取向302的改变。此外，成像设备可以包括操作台304，其中，接口元件350可以输出指示操作台304的取向的改变的信号。
[0121]
图3示出了解剖区域202的介入焦点200。在介入焦点200内，可以识别设备204。设备204可以根据位置206而位于图像数据内。此外，可以在介入焦点200内识别设备的取向208。此外，在介入焦点200和/或解剖区域202内，可以识别解剖元素210。此外，可以评估解剖元素210的位置212。此外，可以在系统100的帮助下评估解剖元素210的取向214。
[0122]
图4示出了图示方法500的流程图。方法500包括从表示介入的图像数据并且特别地基于在所述图像数据中识别的介入设备和/或解剖区域确定介入焦点的步骤s1。此外，方法500包括确定取向参数的步骤s2。此外，方法500包括将根据与介入的类型相对应的指南确定的指南位置参数与所确定的取向参数进行比较的步骤s3。此外，方法500包括计算指南位置参数与取向参数之间的偏差的步骤s4。此外，方法500包括生成s5指示定位差异的信号的步骤。
[0123]
在当涉及单数名词时使用不定冠词或定冠词(例如“一”、“一个”或“所述”)的情况下，这包括名词的复数形式，除非另有明确说明。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或图示的顺序操作。