用于使用医学图像提供血管分析信息的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2013年12月16日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0156434 号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002] 与这里公开的内容一致的设备和方法涉及一种提供医学图像分析的方法，更具体 地讲，涉及一种在从各种类型的诊断装置中的至少一种诊断装置获得的医学图像中分析血 管信息并提供分析结果的方法以及使用该方法的设备。
【背景技术】
[0003] 从医学图像设备（诸如，X射线、CT、MRI或超声波装置）获得的医学图像在各种 领域中用于诊断目的并且还在医学治疗的执行中被频繁使用。目标对象和相应方法可用于 执行诊断或治疗的目的。由于骨头和血管分布于人体的大部分器官中，因此经常在医学图 像中检查骨头和血管。具体地，在解剖学方面，血管是大多数标志物中的一种，这是因为血 管在作为活体的功能作用的中心的同时在人体之间或器官之间以各种模式工作。
[0004] 当获得了用于诊断和治疗的医学图像时，直接和间接使用血管的这种解剖信息。 例如，血管的向量信息用于通过利用多普勒效应（PW-多普勒）来测量血流速率。此外，当 执行用于治疗与血管相关的疾病的血管介入时请求与血管直径、血管向量和血管位置相关 的信息。当前，根据医学从业者的经验性知识或直觉决策获得上述信息。然而，相关信息测 量方法可在观察者自身或观察者之间产生误差，导致诊断花费较长时间，并且难以建立系 统诊断。
[0005] 同时，当通过使用超声波装置测量血流速率时，除了测量血管之外，必需去除由于 频率变化而产生的混叠区域（aliasing area)并设置感兴趣区域（ROI)。"混叠"指示这样 的区域：在图像显示装置通过使用超声波显示血管时由于血管的阻塞部分而被表示得与周 围的血流动区域不同的区域。"混叠"是多普勒频谱的带宽由于频率变化而改变的这样的一 种现象并表示在医学图像上的与周围血流动区域不同的区域中。
[0006] 用于去除混叠的现有技术中的一个现有技术是使基线移位。在多普勒频谱区域中 执行该方法，该方法具有不能直接从医学图像去除混叠的缺点。如果可确定混叠区域并将 混叠区域恢复为血管区域，则可能需要复杂的图像处理和较长的处理时间。
[0007] 此外，当设置ROI时，用户使用现有技术直接指定ROI。人为被动设置使再现性劣 化，并具有诊断时间较长的缺点。每当用户设置ROI时，结果可根据用户偏好或误差而不 同。
[0008] 可存在可用于测量血管信息的方法。一种方法是利用图像处理检测血管的外部边 缘并利用检测的外部边缘估计血管，另一方法是通过对在由超声波产生的C模式图像中表 示的血流分量进行拟合来估计血管的向量。这些现有方法可能存在问题。首先，关于用于 检测外部边缘的方法，通常使用超声波的B-模式图像；B-模式图像可具有较低的SNR(信 号相对于噪声或信噪比）、较低的图像清晰度和在确定检测的外部边缘分量之中的血管分 量时的模糊性。其次，用于在C-模式图像中使用血管分量的拟合方法可具有以下问题：当 构成C-模式图像的血流信号（颜色信息）不足时，在错误方向上估计血管的向量。最后， 用于测量血管信息的所有现有方法是在考虑ROI中存在一个血管的情况下被开发的。因 此，当存在多个血管时，现有方法具有以下缺点：由于将一个血管与各个血管进行区分并选 择性地识别所述一个血管，因此不能测量信息。
[0009] 此外，当治疗涉及到血管介入的使用时，应用血管造影术，从而医学从业者在利用 眼睛直接观看血管造影图像的同时进行治疗。医学从业者在实时观看二维图像的同时将导 管移动到病变部位。因此，由于上述处理，从而治疗时间根据医学从业者的经验和技能而不 同。增加医学治疗时间会导致放射暴露的增加和对比剂的额外注入。关于用于为血管介入 提供信息的技术，传统方法仅用于提供导管的位置。
[0010] 此外，当在不同类型的医学图像装置之间执行双峰性图像配准（registration) 时，诸如血管的分叉点和交叉点的指示物被用作考察血管的标志物。这些指示物不足的图 像可具有血管不能作为用于配准的指示物的问题。
【发明内容】
[0011] 本总体发明构思提供一种自动设置感兴趣区域（ROI)来提供血管分析信息的方 法，以及被配置为通过使用超声波提供血管分析信息以显示人体的图像的设备。
[0012] 本总体发明构思还提供一种即使在存在一个或更多个血管时也可精确检测关于 ROI的血管的直径的提供血管分析信息的方法，以及被配置为提供血管分析信息的设备。
[0013] 本总体发明构思还提供一种可在血管图像中更精确地检测混叠区域并对混叠区 域进行插值的提供血管分析信息的方法及其设备。
[0014] 本总体发明构思的其它特征和用途将在下面的描述中部分地阐明，并且部分的将 通过描述而变得明显，或者可通过本总体发明构思的实施来了解。
[0015] 可通过提供一种提供血管分析信息的方法来实现本总体发明构思的前述和/或 其它特征和用途，所述方法包括：将超声信号发射到与血管对应的身体部位上并感测反射 的超声信号；通过使用感测的超声信号来产生颜色模式图像；基于产生的颜色模式图像的 一个或更多个像素值确定血管的直径。确定血管的直径可包括：通过比较产生的颜色模式 图像中的与在和血管交叉的一个或更多个虚拟线上的像素值相关的一个或更多个属性值， 将血流区域的最短距离确定为血管的直径。
[0016] 所述方法还可包括：发射和感测超声波；产生颜色模式图像；基于产生的颜色模 式图像的一个或更多个像素值确定血管的角度。
[0017] 所述方法还可包括基于在与确定的直径交叉的一条或更多条虚拟线上的一个或 更多个像素值确定血管的角度。
[0018] 确定血管的角度可包括：根据相对于水平面的相应滑动角，将在与确定的直径交 叉的多条虚拟线上的一个或更多个像素值相加；基于与多条虚拟线相关的滑动角和相加的 像素值中的最小值确定血管的角度。
[0019] 所述方法还可包括：发射并感测超声信号；产生颜色模式图像；确立关于产生的 颜色模式图像的一个或更多个部分的R0I。此外，所述方法还可包括：检测一个或更多个像 素值在ROI的血流区域的预设像素值之外的混叠区域；基于ROI图像的一个或更多个像素 值确定血管的直径；基于在与确定的直径交叉的一条或更多条虚拟线上的一个或更多个像 素值确定血管的角度。
[0020] 确立ROI可包括：在产生的颜色模式图像的先前确立的位置上确立ROI ;当在产生 的颜色模式图像中，ROI的中心坐标在血流的中心坐标的预设范围之外时，调整R0I，使得 ROI的中心坐标接近血流的中心坐标。
[0021] 此外，可对针对产生的颜色模式图像的一个或更多个部分确立的ROI执行所述方 法，当完成关于ROI的图像处理时，基于血管的确定的角度可将ROI重新确立为下一 ROI或 新的ROI。
[0022] 此外，检测混叠区域可包括：通过进一步考虑产生的颜色模式图像的直方图来检 测混叠区域。
[0023] 此外，检测混叠区域可包括：根据产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值，在 产生的颜色模式图像的每个部分中执行标记操作；基于产生的颜色模式图像的一个或更多 个像素值，针对标记的部分执行聚类操作；基于聚类操作的结果确定混叠区域；对确定的 混叠区域进行插值。
[0024] 确定混叠区域可包括：当在一个标记的部分中存在多于两个的聚类区域时，将标 记的部分确定为混叠区域。
[0025] 可通过提供包含作为用于执行上述或以下方法的程序的计算机可读代码的计算 机可读介质来实现本总体发明构思的前述和/或其它特征和用途。
[0026] 可通过提供一种用于提供血管分析信息的设备来实现本总体发明构思的前述和/ 或其它特征和用途，所述设备包括：显示器；超声发射器和接收器，被配置为将超声信号发 射到对象上并感测反射的超声信号；控制器，被配置为通过使用反射的超声信号产生颜色 模式图像，并基于产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值确定血管的直径。
[0027] 控制器可通过比较产生的颜色模式图像中的与和血管交叉的一条或更多条虚拟 线上的一个或更多个像素值相关的一个或更多个属性值，将血流区域的最短距离确定为血 管的直径。
[0028] 控制器可基于与确定的直径交叉的一个或更多条虚拟线的一个或更多个像素值 确定血管的角度。
[0029] 控制器可根据相对于水平面的相应滑动角，将在与确定的直径交叉的多条虚拟线 上的一个或更多个像素值相加；基于关于多条虚拟线的滑动角和相加的像素值中的最小值 确定血管的角度。
[0030] 控制器可确立具有关于产生的颜色模式图像的一个或更多个部分中的血管的中 心的图像的R0I，并针对ROI执行图像处理。
[0031] 控制器可在产生的颜色模式图像的先前确立的位置上确立R0I，并且当在产生的 颜色模式图像中，ROI的中心坐标在血流的中心坐标的预设范围之外时，调整R0I，使得ROI 的中心坐标接近血流的中心坐标。
[0032] 控制器可针对在产生的颜色模式图像的一个或更多个部分上确立的ROI进行操 作，并且当完成关于ROI的图像处理时，基于血管的确定的角度重新确立R0I。
[0033] 控制器可基于产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值区分血流区域，并检测 像素值在被区分的血流区域的预设像素值之外的混叠区域。
[0034] 控制器可通过进一步考虑产生的颜色模式图像的直方图来检测混叠区域。
[0035] 控制器可根据产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值，对产生的颜色模式 图像的每个部分执行标记操作，基于产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值，针对标 记的部分执行聚类操作；基于聚类操作的结果确定混叠区域；并对确定的混叠区域进行插 值。
[0036] 此外，当在一个标记的部分内存在多于两个的聚类区域时，控制器可将标记的部 分确定为混叠区域。
[0037] 可通过提供用于利用超声波自动确立ROI提供血管分析信息以显示身体图像的 方法或设备，来实现本总体发明构思的前述和/或其它特征和功效。
[0038] 可通过提供用于即使在存在一个或更多个血管时也能精确检测ROI中的血管的 直径和/或角度的用于提供血管分析信息的方法或设备，来实现本总体发明构思的前述和 /或其它特征和功效。
[0039] 可通过提供一种可在血管图像中精确地检测混叠区域并对混叠区域进行插值的 用于提供血管分析信息的方法或设备，来实现本总体发明构思的前述和/或其它特征和功 效。
[0040] 可通过提供包含作为用于执行上述或以下方法的程序的计算机可读代码的非暂 时性计算机可读介质，来实现本总体发明构思的前述和/或其它特征和功效。
[0041] 可通过提供一种用于提供提供血管分析信息的方法的方法或设备来实现本总体 发明构思的前述和/或其它特征和用途，所述方法包括：接收从身体部位反射的信号；根据 接收的信号将颜色模式图像显示在显示器的屏幕上；自动输出根据基于产生的颜色模式图 像的一个或更多个像素值确定的血管的直径。
[0042] 输出血管的直径可包括：将直径显示在显示器的屏幕上的颜色模式图像上。
[0043] 所述方法还可包括：根据在血管的血流上的信息将感兴趣区域自动显示在显示器 的屏幕上。
[0044] 所述方法还可包括：根据与外部导管相应的图像的一部分沿血管产生新的感兴趣 区域。
[0045] 所述方法还可包括：分别利用与显示的感兴趣区域对应的血管的直径和角度中的 至少一个，自动显示一个或更多个感兴趣区域。
[0046] 所述方法还可包括：根据通过与直径相应的区域的虚拟线的像素值，自动显示血 管的至少一个角度。
[0047] 所述方法还可包括：自动显示具有使用邻近区域的血管进行插值的数据的混叠区 域。
[0048] 可通过提供一种用于提供血管分析信息的设备的方法或设备来实现本总体发明 构思的前述和/或其它特征和功效，所述设备包括：接收器，被配置为接收从人体部位反射 的信号；控制器，被配置为根据接收的信号产生颜色模式图像，将颜色模式图像显示在显示 器的屏幕上，基于产生的颜色模式图像的一个或更多个像素值确定血管的直径，并将确定 的直径显示在显示器的屏幕上。
[0049] 控制器可控制显示器将血管的直径显示在显示器的屏幕中包括的图像上。
[0050] 控制器可控制显示器根据关于血管的血流的信息将感兴趣区域自动显示在显示 器的屏幕上。
[0051] 控制器可根据图像的与外部导管相应的部分沿血管自动产生并显示新的感兴趣 区域。
[0052] 控制器可分别利用与显示的感兴趣区域对应的血管的直径和角度，依次显示一个 或更多个感兴趣区域