專利名稱：具有醫學圖像測量功能的醫學圖像處理裝置的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種醫學圖像處理裝置，該醫學圖像處理裝置用于對由一醫學圖像設備，例如一X射線診斷裝置，獲取的醫學圖像上的一個預定部分進行測量。本發明還涉及一種測量由該醫學圖像設備獲取的醫學圖像上的預定部分的方法。
背景技術：
自二十世紀七十年代以來，隨著計算機的改進，醫學圖像診斷已經快速發展起來。醫學圖像診斷由，例如，X射線診斷裝置，磁共振成像裝置(MRI)，X射線計算機斷層(CT)裝置，或類似裝置來完成。現在，這種診斷在醫學實踐中起著非常重要的作用。由如上所述的醫學圖像設備獲取的醫學圖像，通常由醫生或其同類人員在對他或她的醫學圖像診斷中進行觀察和解釋。此外，醫學圖像也可以用于作為診斷的一部分，以測量患者身體的一個預定部分，如一個器官或一段骨骼。在作為骨骼診斷的一個實例的脊柱側凸診斷中，根據X射線診斷裝置獲取的透射圖像，來計算脊柱的一彎曲尺度。當脊髓的生成快于它周圍的組織時，就可能發生脊柱側凸。脊柱側凸往往特別容易出現于青少年中，因此需要對這些青少年進行一月一次的跟蹤觀察。
圖1是一幅表示本發明的現有技術所述的在一脊柱側凸診斷中彎曲尺度的測量技術的實例的示意圖。圖1(A)表示在一患者或被檢查對象(在此后簡稱為樣本)的射線照片(圖像)上的柯布氏角(Cobb angle)測量以計算彎曲角度。圖2(B)表示一樣本的射線照片(圖像)上的‘豎向定線’距離的測量，該測量用來計算沿脊柱的一表示直線的偏離量，該表示直線是一個沿樣本的本體軸線的假想的理想的健康的筆直脊柱(在此后簡稱為中線)。因此，可通過判斷該中線來指示樣本本體軸線的中心。該彎曲尺度，例如柯布氏角和‘豎向定線’距離，表示脊柱的彎曲的程度。柯布氏角和‘豎向定線’距離的基礎已建立起來，而且其測量方法在已有技術中是公知的。
柯布氏角的計算中，在如圖1(A)所示，操作者，如醫生或放射學技術人員，觀察一幅在顯示器上顯示的X射線透射圖像(在此后簡稱為圖像)。操作者然后靠視覺確定(或用他或她的感覺確定)一個或多個點，如點1至3，這些點是脊柱4的最少彎曲點(只要是操作者認為的)。基于顯示的圖像，在相鄰的兩個點之間，各相鄰兩個最少彎曲點具有脊柱4的一個最大彎曲點。在確定的點1至3上，操作者用例如鼠標手工繪制分別與切線8-10垂直的垂線5至垂線7。具體的，操作者確定點1，并在點1上繪制切線8。然后，操作者繪制與切線8垂直的垂線5。類似的，操作者繪制與在確定的點2上繪制的切線9垂直的垂線6。然后，操作者繪制與在確定的點3上繪制的切線10垂直的垂線7。一個與顯示器相連的醫學圖像處理裝置計算出由垂線5至7形成的α角和β角。換而言之，垂線5和6相交成α角，類似地垂線6和7相交成β角。計算出的α角和β角顯示在顯示器上。
在如圖1(B)所示的‘豎向定線’的距離計算中，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11。中線11是由操作者根據顯示圖像利用視覺推測并確定的。中線11與脊柱4相交于交點12至14。然后，操作者由視覺確定脊柱4的點15和16，點15和16都是當垂線從點15和16垂到中線11時，在交點12至14的每兩相鄰交點之間離中線11最遠的點(只要操作者認為的)。更具體的，操作者在交點12和13之間確定點15。然后操作者在交點13和14之間確定點16。當垂線從點15垂到中線11時，醫學圖像處理裝置計算點15和中線11之間的距離17。類似的，當線從點16垂到中線11時，醫學圖像處理裝置計算點16和中線11之間的距離18。計算出的距離17和18顯示在顯示器上。
在現有技術中，脊柱側凸采用作為彎曲尺度的指標的計算出的角度和/或距離來進行診斷。常規采用基于點和線來獲取柯布氏角和‘豎向定線’距離，來對脊柱側凸進行診斷，這些點和線的選擇和繪制是根據操作者的感覺而確定的。
具體的，在柯布氏角的計算中，顯示器顯示的圖像中的脊柱4上的點1至3是基于操作者的感覺，靠他或她用眼睛觀察圖像來選擇的。另外，切線8至10和垂線5至7是基于操作者用他或她的眼睛觀察圖像來繪制的。類似的，在‘豎向定線’距離計算中，中線11是基于操作者的感覺，靠用他或她的眼睛觀察圖像來繪制的。進一步，點15和16是基于操作者的感覺，靠用他或她的眼睛觀察圖像來選擇的。
因此，所選擇的點和/或繪制的線是非常主觀的，因而計算出的結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，如果該操作者對他或她選擇和/或繪制的判斷沒有一個清楚的標準，也可能出現不同的結果。特別的，如上所述，脊柱側凸病例可能需要對脊柱彎曲尺度每月一次跟蹤觀察。因此，必須保持再現性而且再現性對脊柱側凸的診斷是一個非常重要的因素。
在人類系統中導致再現性困難(或計算精度的降低)的因素之一如下所述。與顯示在顯示器上的整個圖像相比，針對一個非常小的區域進行計算。此外，脊柱的彎曲狀態通常是微小的，而且有時可能超出了人類的辨別力。因此，測量結果的精度在有些情況下不可能保證。

發明內容
根據本發明的第一方面，其提供了一種用于處理由醫學設備生成的醫學圖像的醫學圖像處理裝置。該裝置包括一個接口，用于獲取醫學圖像；一個處理器，用于沿由該接口獲取的醫學圖像中的一個樣本的一弓形部分確定一平滑線；以及一個計算裝置，用于根據由處理器確定的平滑線，計算弓形部分的彎曲尺度。
根據本發明的第二方面，其提供一種測量由醫學設備生成的醫學圖像中一個預定部分的方法。該方法的步驟包括沿由該接口獲取的醫學圖像中的一個樣本的弓形部分確定一平滑線，以及根據該平滑線，自動計算弓形部分的彎曲尺度。
根據本發明的第三方面，其提供一個計算機程序產品，在該產品上儲存一個用于測量由醫學設備生成的醫學圖像的中一個預定部分的程序。該計算機程序具有指令，這些指令執行時，其運行的步驟包括沿醫學圖像中的一個樣本的成弓形部分確定一平滑線，以及基于該平滑線自動計算成弓形部分的彎曲尺度。
根據本發明的第四方面，其提供一種處理由醫學圖像設備生成的圖像的醫學圖像處理裝置。該裝置包括一個接口，用于獲取醫學圖像；一個第一處理器，用于通過圖形識別處理來提取醫學圖像中脊柱的每塊椎骨的輪廓，并根據每塊椎骨的提取的輪廓，獲得脊柱的每塊椎骨相對于水平線的坡度；以及一個第二處理器，用于根據第一處理器獲得的每塊椎骨的坡度，計算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號的脊柱的第一椎骨和具有負坡度符號的脊柱的第二椎骨之間的最大角度。
根據本發明的第五方面，其提供一種測量由醫學設備生成的醫學圖像中一個預定部分的方法。該方法的步驟包括通過圖形識別處理來提取醫學圖像中脊柱的每塊椎骨的輪廓，并根據提取出的每塊椎骨的輪廓，獲得脊柱的每塊椎骨相對于水平線的坡度，以及根據第一處理器獲得的每塊椎骨的坡度，計算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號的脊柱的第一椎骨和具有負坡度符號的脊柱的第二椎骨之間的最大角度。
根據本發明的第六方面，其提供X射線診斷裝置，該裝置包括一個發生器，一個檢測器，一個機械裝置，一個合成器，一個處理器和一個計算裝置。發生器用于產生X射線。檢測器用于檢測由于對樣本進行X射線照射從一樣本透射的透射X射線。機械裝置用于移動發生器和檢測器，從而根據檢測到的透射X射線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。計算裝置用于根據該平滑線，計算該弓形部分的彎曲尺度。
根據本發明的第七方面，其提供一種測量由一X射線診斷裝置生成的醫學圖像中一個預定部分的方法。該方法的步驟包括由發生器產生X射線，利用檢測器檢測由于對樣本進行X射線照射從一樣本透射的透射X射線；移動發生器和檢測器，從而根據檢測到的透射X射線，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，根據該平滑線計算該弓形部分的彎曲尺度。


本發明實施例的更完全的說明以及它的很多優點都將很容易地從參照下述附圖的詳細說明中獲得，其中圖1是一幅表示根據本發明的現有技術所述的在一脊柱側凸診斷中彎曲尺度的測量技術的實例的示意圖。
圖2是表示根據本發明第一實施例所述的包含一個醫學圖像處理器的一X射線診斷裝置示例性結構的框圖。
圖3是表示根據本發明第一實施例所述的一醫學圖像處理器的示例性結構的框圖。
圖4是表示根據本發明第一實施例所述的從一個樣本的脊柱上獲取圖像的過程的一個實例的流程圖。
圖5是表示根據本發明第一實施例所述的合成多幅椎骨圖像以產生一個合成脊柱圖像的過程的一個實例的流程圖。
圖6是表示根據本發明第一實施例所述的柯布氏角計算過程的一個實例的流程圖。
圖7是表示一手工脊柱線的實例和根據本發明第一實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的實例的示意圖。
圖8是表示根據本發明第一實施例所述的柯布氏角計算的一個實例的示意圖。
圖9是表示根據本發明第一實施例所述的關于柯布氏角的繪圖數據的一個實例的示意圖。
圖10是表示根據本發明第一實施例所述的‘豎向定線’距離計算過程的一個實例的流程圖。
圖11是表示根據本發明第一實施例所述的‘豎向定線’距離計算的一個實例的示意圖。
圖12是表示根據本發明第二實施例所述的自動脊柱線繪圖過程的一個實例的流程圖。
圖13是表示根據本發明第二實施例所述的自動脊柱線繪圖過程的一個實例的示意圖。
圖14是表示根據本發明第三實施例所述的柯布氏角計算的另一個實例的示意圖。
圖15是表示根據本發明實施例所述的圖像顯示圖的一個實例的示意圖。
圖16是表示根據本發明實施例所述的從不同方向示出的合成脊柱圖像的一個實例的示意圖。
具體實施例方式
本發明的實施例將參照所附附圖進行說明。在本發明的實施例中，將說明一X射線診斷裝置，其包括一個醫學圖像處理器，該診斷裝置可以精確計算作為彎曲尺度的由脊柱的弓形導致的脊柱弓形角和從中線的偏移距離。本發明實施例將利用脊柱側凸測量的例子進行說明。但是本發明的實施例可以不僅限于脊柱側凸，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。
(第一實施例)。
圖2是表示一種根據本發明第一實施例所述的包含一個醫學圖像處理器的X射線診斷裝置示例性結構的框圖。一X射線診斷裝置20可以包括一個射線照相設備21，一個高壓發生器22，一個機械控制器23，一個系統控制器24，一個控制臺25，和一個醫學圖像處理器26。射線照相設備21執行對樣本P的X射線射線照相。高壓發生器22產生射線照相設備21放射X射線所需的高壓。機械控制器23根據從控制臺25發出的指示信號，控制射線照相設備21的機械部分。系統控制器24對X射線診斷裝置20實行全面控制，X射線診斷裝置20具體包括射線照相設備21，高壓發生器22，和機械控制器23。控制臺25為該X射線診斷裝置的不同組成部分提供指示信號。醫學圖像處理器26分析并處理由射線照相設備21獲取的圖像。
射線照相設備21可以分成三個部分。這三個部分可以稱為X射線發生部分，X射線檢測部分，以及分別移動X射線發生部分和X射線檢測部分的機械裝置部分。
射線照相設備21的X射線發生部分可以包括一個X射線管211和一個瞄準儀212。X射線管211對樣本P輻射(或產生)一X射線。瞄準儀212校準從X射線管211輻射的X射線。具體的，X射線管211包括一個真空球管。在該真空球管中，電子被高壓發生器22提供的高壓加速并撞擊到鎢靶上。因此，X射線就從真空球管中產生出來。瞄準儀212位于X射線球管211和樣本P之間。瞄準儀212使從X射線球管211放射出的X射線變窄為預定的圖像接收尺寸，從而提供一個清晰的圖像。
射線設備21的X射線檢測部分可以包括一個X射線影像增強器(在此后簡稱為I.I.)213和一個X射線電視照相機214。從X射線管211放射出的X射線通過瞄準儀212輻射到樣本P，并作為透射X射線從樣本P傳輸出來。I.I.213接收該透射X射線并將該透射X射線轉換為光學圖像。電視照相機214將光學圖像轉換為電子信號(或視頻信號)。該電子信號輸出到醫學圖像處理器26。X射線發生部分和X射線檢測部分連接并承載于支架215上。X射線發生部分，X射線檢測部分，和支架215在下文中統稱為射線照相系統。
機械部分可以包括一個運動機械裝置216和一個機械位置檢測器217。機械部分由可以在射線照相設備21以外提供的機械控制器23來控制。運動機械裝置216使射線照相系統沿樣本P的本體軸線移動。機械位置檢測器217通過計算從運動機械裝置216上提供的一個編碼器輸出的脈沖數來檢測射線照相系統的位置。此外，機械位置檢測器217向一個外部設備輸出檢測信息，而且還驅動高壓發生器22以使X射線管211放射出X射線。
射線照相設備21還進一步包括一個床218。床218通常是一個在射線照相過程中支撐樣本P的桌子。床218可以由允許X射線容易地透射過床218的材料制成。通常，射線照相是在樣本P處于直立位置時實行的，這樣在脊柱側凸診斷中可對樣本P施加一個重力。因此，床218可以如圖2所示用作樣本P的擱腳板。
高壓發生器22產生提供給X射線管211的高壓，該高壓施加在X射線管211的陽極和陰極之間以加速熱電子。熱電子從X射線管211的陰極產生。高壓發生器22通過一倒相系統具有很大功率，例如80KW至100KW。高壓發生器22還可以包括一個用于向醫學圖像處理器26發送有關獲取數據的時序的接口。
機械控制器23根據控制臺25通過系統控制器24發出的指示信號，控制運動機械裝置216。機械控制器23可以控制射線照相系統沿樣本P的本體軸線的運動速度和/或運動方向。
系統控制器24對X射線診斷裝置20實行全面控制，包括根據控制臺25發出的指示信號，對圖像數據獲取的控制和機械運動的控制。系統控制器24還包括對將獲取的圖像傳輸到醫學圖像處理器26的控制。
控制臺25包括各種開關和按鍵，一個鍵盤，和一個顯示板。控制臺25可以由一個操作者，如醫生或放射學技術人員操作。操作者的操作包括射線照相條件的設定和機械部分運動的設定。基于這些操作的指示信號通過系統控制器24送到X射線診斷裝置20的各單元或組成部分。
醫學圖像處理器26可以包括一個圖像分析器261，一個鼠標262，和一個顯示器263。圖像分析器261合成(或合并)射線照相系統中獲取的多個圖像數據并基于合成圖像數據計算柯布氏角，‘豎向定線’距離，和/或類似數值。鼠標與圖像分析器261連接并由操作者操作，從而向圖像分析器261輸入圖像計算所需的信息。顯示器263顯示合成的圖像和計算結果。醫學圖像處理器26的詳細內容將參照圖3進行說明。
根據本發明的第一實施例和隨后的實施例，醫學圖像處理器26將作為X射線診斷裝置20的一部分進行說明。但是本發明的實施例并不僅限于這一種圖像處理器的應用。根據本發明實施例，醫學圖像處理器可以作為一個獨立的醫學圖像處理裝置進行應用。例如，該獨立的醫學圖像處理器可以通過網絡與一個或多個醫學圖像設備，如X射線診斷設備相連。另外，該醫學圖像處理裝置可位于遠離一不具有醫學圖像處理器26的X射線診斷裝置的地點。該遠離的地點可能是，例如，不同的房間，不同的樓層，不同的醫院，醫生家，或任何其它醫學實驗室。另外，醫學圖像處理器26或其處理功能部件也可以安裝在一個用于說明醫學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算機化設備上。無論哪種情況，該醫學圖像處理器或醫學圖像處理裝置可以對通過網絡獲取的圖像或從一個存儲介質中以離線數據形式獲取的圖像進行處理。
圖3是表示根據本發明第一實施例所述的醫學圖像處理器26的示例性結構的框圖。圖3還示出了與醫學圖像處理器26(X射線診斷裝置20)相連的外部設備，如一圖像工作站和一個激光成像器。
圖像分析器261可以包括一個存儲器部分，一個計算部分，和一個接口部分。
圖像分析器261的存儲器部分可以包括一個圖像存儲器2611，一個圖像位置信息存儲器2612，一個合成圖像存儲器2613，一個圖形數據存儲器2614，一個計算結果存儲器2615，和一個硬盤2616。圖像存儲器2611存儲樣本P的多個圖像數據。圖像位置信息存儲器2612存儲圖像存儲器2611中存儲的圖像數據的位置信息。換而言之，當已獲得各圖像數據時，圖像位置信息存儲器2612存儲關于樣本位置的信息。合成圖像存儲器2613存儲合成圖像數據。圖形數據存儲器2614存儲圖形數據(或層疊圖數據)。計算結果存儲器2615存儲柯布氏角和‘豎向定線’距離的計算結果。硬盤2626存儲信息或數據，如合成圖像數據，圖形數據和計算結果。
圖像分析器261的計算部分可以包括一個圖像合成器2617和一個CPU(中央處理單元)2618。圖像合成器2617根據存儲在圖像位置信息存儲器2612中的位置信息合成存儲在圖像存儲器2611中的多個圖像數據，并將合成的圖像數據輸出到合成圖像存儲器2613。CPU2618根據合成圖像數據，計算柯布氏角和/或‘豎向定線’距離，并將計算結果輸出到計算結果存儲器2615。
圖像分析器261的接口部分可以包括一個顯示接口2619，一個操作輸入接口2620，和一個通訊接口2621。顯示接口2619用于在顯示器263上顯示合成的圖像、圖形數據、計算的結果、和/或類似數據。顯示接口2619還可將合成的圖像數據與圖形數據疊加或合成，或與計算的結果疊加或合成。操作輸入接口2620用于與例如鼠標262連接。通信接口2621與一個外部設備30，例如一工作站31和一激光成像器32相連。
顯示器263通過顯示接口2620顯示存儲在合成圖像存儲器2613，圖形數據存儲器2614，計算結果存儲器2615，和/或硬盤2616中的數據和信息。
鼠標262可以用作一個輸入裝置，交互地響應顯示在顯示器263上的各種菜單。此外，根據本發明實施例，鼠標262還可以用于對作為合成圖像的一部分而顯示的脊柱進行手工繪制輪廓，以及設定圖形識別范圍。繪制輪廓和圖形識別將在以后說明。
在下列說明中，將更具體地進一步說明圖像分析器261的組成部分。
圖像存儲器2611可以是一個用于當射線照相系統沿樣本P的本體軸線移動所拍的射線照片的多個圖像數據的半導體存儲器。圖像數據可以以在X射線電視照相機214中轉換成數字信號的電子(或視頻)信號的形式存儲在圖像存儲器2611中。當已獲取多個圖像中的每一個后，圖像位置信息存儲器2612存儲由機械裝置位置檢測器217檢測到的第一個射線照相系統的位置。換而言之，多個圖像數據的每一個位置信息都存儲在圖像位置信息存儲器2612中。
圖像合成器2617根據圖像位置信息存儲器2612中存儲的多個圖像數據的位置信息，合成(或合并)存儲于圖像存儲器2611中多個圖像數據以生成合成圖像數據。合成的圖像數據輸出并存儲在合成圖像存儲器2613中。而且，圖形數據存儲器2614存儲作為圖形數據的結構面或繪圖信息(包括直線，曲線，符號等)，這些信息是基于鼠標262的繪圖指令或CPU2618中的計算結果而提供的。該計算結果被存儲在計算結果存儲器2615中。
CPU2618是一個主要計算單元，該單元根據操作者對顯示在顯示器263中并存儲于圖形數據存儲器2614中的合成后的圖像提供的結構或繪圖信息，設定并確定其脊柱線。而后，CPU2618根據操作者對顯示在顯示器263中并存儲于圖形數據存儲器2614中的合成后的圖像的提供的結構或繪圖信息，計算柯布氏角和‘豎向定線’距離。
硬盤2616是一個用于在合成圖像存儲器2613中存儲的合成圖像數據的裝置，用于處理存儲在圖像位置信息存儲器2612中的圖像位置信息，存儲在圖形數據存儲器2614中的結構或繪圖信息(圖形數據)，以及存儲在計算結果存儲器2615中的計算結果。
顯示接口2619從合成圖像存儲器2613，圖形數據存儲器2614，計算結果存儲器2615和/或硬盤2616中讀出數據。而后，顯示接口2619將讀出的數據轉換成電視格式的數據，從而在顯示器263上顯示該數據。當數據顯示在顯示器263上時，在預定的第一階段，只有合成圖像可以通過顯示接口2619顯示在顯示器263上。在預定的第二階段，顯示接口2619將合成后的圖像與圖形數據合成。換而言之，顯示接口2619將合成圖像與圖形數據層疊。與圖形數據層疊的合成圖像顯示在顯示器263上。類似的，在預定的第三階段，顯示接口2619進一步將計算結果層疊在已經與圖形數據層疊的合成圖像上。這種層疊有計算結果的合成圖像顯示在顯示器263上。
操作輸入接口2620接收來自輸入裝置(如鼠標262)的信息從而為醫學圖像處理器26提供信息。通訊接口2621從合成圖像存儲器2613，圖形數據存儲器2614，計算結果存儲器2615和/或硬盤2616中讀出數據。而后，通訊接口2621將讀出的數據連接傳送到外部設備30，如工作站31和激光成像器32。工作站31可以是一個通常為了圖像診斷的目的而解釋圖像的計算機化設備。激光成像器32可以用于在膠片上表現圖像。
下面，將參照圖2至5，采用獲取一脊柱合成圖像作為本發明的第一實施例來對X射線診斷裝置中的操作過程進行解釋說明。眾所周知，人類脊柱通常包括頸椎，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尾骨。每塊椎骨通過椎間盤與它相鄰的椎骨相連。因此，眾所周知，脊柱可以彎曲。但是，當脊柱由于疾病或在異常情況下生長而發生障礙時，脊柱的形狀有時可以變得不規則。對這種不規則應該進行正確的診斷和治療。
圖4是表示根據本發明第一實施例所述的獲取一個樣本的脊柱的圖像的過程的一個實例的流程圖。圖5是表示根據本發明第一實施例所述的合成多幅椎骨圖像以產生一個合成脊柱圖像的過程的一個實例的流程圖。
在下面的步驟中，可以通過移動射線照相系統在第一頸椎和股骨頭之間的范圍內進行射線照相。因而，就能夠獲取整個脊柱的椎骨圖像。
1.射線照相和多個圖像數據的存儲在射線照相之前，操作者通過控制臺25設定射線照相的條件。例如，當將以ΔX間隔在位置X1，X2，，……，和XN上進行射線照相時，這N個點由控制臺25設置。這N個點的信息可以通過系統控制器24和機械控制器23發送到機械裝置位置檢測器217。然后該信息可以存儲到由機械裝置位置檢測器217中提供的存儲器中(步驟S0)。響應于該信息，機械控制器23控制射線照相系統移動到一個初始位置X1，射線照相由該初始位置開始(步驟S1)。初始位置X1可以鄰近第一頸椎。
當控制臺25發出一個射線照相初始指令并發送給系統控制器24時，機械裝置位置檢測器217在初始位置X1產生初始脈沖。響應于該初始脈沖，高壓發生器22被驅動。然后，高壓發生器22的輸出驅動X射線管211，相應的，X射線脈沖從X射線管211中放射出并對樣本P曝光。該初始曝光發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射線被I.I.213接收并形成一個初始椎骨圖像，而后由X射線電視照相機214轉換成數字化電子信號(步驟S2)。來自X射線電視照相機214的該數字化電子信號被送入醫學圖像處理器26的圖像分析器261中，并作為初始椎骨圖像數據存儲在圖像存儲器2611中(步驟S3)。此外，在發送初始椎骨圖像數據的同時，從X射線電視照相機214向圖像存儲器2611發送寫入初始椎骨圖像數據的指令。
在初始椎骨圖像數據存入圖像器2611的幾乎同時，機械裝置位置檢測器217輸出代表射線照相系統的初始位置X1的信號。該信號被發送到圖像分析器261并存儲在圖像分析器261的圖像位置信息存儲器2612中(步驟S4和S5)。
當在初始位置X1處完成了射線照相時，機械控制器23為運動機械裝置216的一個伺服馬達提供驅動信號。而后，射線系統開始以一個恒定的速度沿樣本P的本體軸線移動(步驟S6)。從射線照相系統中的編碼器輸出的脈沖被發送到機械裝置位置檢測器217。機械裝置位置檢測器217的計數器計算從編碼器輸出的脈沖個數。當射線照相系統已移動了一個距離ΔX時，計數器的輸出對應于代表第二位置X2的數據。然后，機械裝置位置檢測器217向高壓發生器22發脈沖(步驟S7)。按照與初始位置X1的情況類似的方式，射線照相系統在第二位置X2射線照相。而后，獲取第二椎骨圖像數據并將其存儲到圖像存儲器2611中。機械裝置位置檢測器217同樣也輸出代表射線照相系統的第二位置X2的信號。該信號被存儲在圖像位置信息存儲器2612中。
在第二位置X2上進行射線照相之后，按照與上述說明類似的方式重復進行射線照相，直到射線照相系統的最終位置XN(步驟S8)。結果，射線照相系統以恒定速度沿樣本P的本體軸線，從第一頸椎位置(初始位置X1)移動到股骨頭位置(最終位置XN)。依照射線系統的運動，每當由射線照相系統中的編碼器的輸出脈沖指示的綜合數值對應于代表位置X1，X2，……，和XN的每個數據時，射線照相系統就進行射線照相。獲取的圖像數據(從初始椎骨圖像數據到最終椎骨圖像數據)被存儲在圖像存儲器2611中。位置信息(代表初始位置X1到最終位置XN的信號)被存儲到圖像位置信息存儲器2612。獲取的圖像數據和/或位置信息也可以存儲到硬盤2616上。當已經獲取位置X1到XN上的圖像數據時，終止射線照相(步驟S9)。
2.合成脊柱圖像的生成和存儲當已經在N個位置完成射線照相并終止了射線照相時，操作者可以使用鼠標262并選擇一個顯示在顯示器263上的命令圖標，該圖標指示生成一合成脊柱圖像(步驟S10)。響應于該命令選擇，將椎骨圖像數據(從初始椎骨圖像數據到最終椎骨圖像數據)從圖像存儲器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據一個接著一個地合并在一起。例如，在初始位置X1獲取的初始椎骨圖像數據后緊跟著在第二位置X2獲取的第二椎骨圖像數據。在第二位置X2獲取的第二椎骨圖像數據后緊跟著在第三位置X3獲取的第三椎骨圖像數據。按照類似的方式，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據XN(步驟S13)。將從初始到最終椎骨圖像數據合并得到的圖像數據結果作為合成脊柱圖像數據存儲到合成圖像存儲器2613中。具體的，各椎骨圖像數據按照各寫入初始地址順序寫入合成圖像存儲器2613中，該寫入初始地址是由將每個位置信息(即每個射線照相系統的移動距離)轉換成合成圖像存儲器2613的像素數而獲得的(步驟S14)。合成脊柱圖像數據可以在顯示接口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據結束后(步驟16)，醫學圖像處理器26等候柯布氏角或者‘豎向定線’距離的計算指令(步驟S17)。如果由于操作者選擇了顯示在顯示器263上的柯布氏角計算的命令圖標而發出柯布氏角計算的指令，則程序將按照圖6所示的流程圖執行。或者，如果操作者選擇了顯示在顯示器263上的‘豎向定線’距離計算的命令光標而發出‘豎向定線’距離計算的指令，則程序將按照圖10所示的流程圖執行。
3.柯布氏角的計算柯布氏角的計算過程將參照圖6說明。圖6是表示根據本發明第一實施例所述的柯布氏角計算過程的一個實例的流程圖。
當操作者使用鼠標262選擇了顯示在顯示器263上柯布氏角計算的命令圖標時，則根據操作者的選擇，指令進行柯布氏角計算。醫學圖像處理器26準備開始柯布氏角計算過程(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。操作者可以基于他或她的感覺沿脊柱的中心試著手工繪制脊柱線。上面提到的脊柱線在此后簡稱為手工脊柱線。為了繪制手工脊柱線，操作者可以使用鼠標262并將鼠標262的光標置于顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的第一頸椎的中心位置附近。當操作者已確定了光標位置后，操作者可以點擊光標位置并將光標拖曳直到股骨頭附近的一個位置，并試著保持脊柱的中心(步驟S21)。該手工脊柱線(繪制的軌跡)存儲在圖形數據存儲器2614中，也同時存儲在計算結果存儲器2615中。此外，在顯示接口2619中手工脊線與合成圖像數據層疊。因此，該手工脊柱線與合成脊柱圖像一起實時顯示在顯示器263上。
當操作者已完成了對顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的脊柱進行的手工脊柱的繪制時，他或她可以用鼠標262發出繪制完成的指令。這樣，指示該完成的信號通過鼠標262提供給CPU2618(步驟S22)。根據鼠標262發出的該信號，CPU2618對手工脊柱線進行插值和平滑處理。該插值和平滑處理可以由常規技術完成。從而，就可以獲得一條平滑脊柱線(步驟S23)。
圖7是表示一手工脊柱線的實例和根據本發明第一實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的實例的示意圖。圖7(A)表示由操作者繪制的手工脊柱線的實例。圖7(B)表示已在CPU2618中進行插值和平滑處理的平滑脊柱線的實例。在平滑處理中可以平衡消除由手工操作引起的誤差。平滑脊柱數據存儲在圖形數據存儲器2614和計算結果存儲器2615中(步驟S24)。此外，平滑脊柱線顯示在顯示器263上。在顯示器263上，由于CPU2618的處理，手工脊柱線可由平滑脊柱線代替。或者，手工脊柱線和平滑脊柱線可以并排顯示。
當插值和平滑處理完成后，CPU2618根據存儲在圖形數據存儲器2614和計算結果存儲器2615中的平滑脊柱線數據，自動計算柯布氏角。在柯布氏角計算中，CPU2618計算垂直于平滑脊柱線上預定點處切線的垂線相對于水平線的坡度(gradient)(或角度)。從而，CPU2618獲得具有最大坡度(角度)的垂線。
柯布氏角計算將參照圖8進行更具體的說明。圖8是表示根據本發明第一實施例所述的柯布氏角計算的一個實例的示意圖。CPU2618計算平滑脊柱線上的預定點處的一次微分，并獲得在預定點處的切線(步驟S25)。根據，例如顯示器263的分辨率或包括在平滑脊柱線數據中的信息，在平滑脊柱線上以預定間隔確定該預定點。然后，CPU2618分別獲取垂直于各切線的垂線。當獲取了垂線時，CPU2618計算垂線的坡度。換而言之，CPU2618計算水平線和該垂線之間的角度。坡度(和/或角度)可以存儲在計算結果存儲器2615中(步驟S26)。
當已獲取了全部垂線的坡度時，CPU2618按照坡度符號將平滑脊柱線分成兩個或更多區域。如圖8所示，在沿Y軸的y坐標Y2上面的坡度符號為正號。因此，平滑脊柱線80的這部分可以劃分為區域1。在坐標(X2，Y2)和(X1，Y1)，該坡度變為區域(0)。另外，在y坐標Y2和Y1之間的坡度符號為負號。因此，平滑脊柱線80的這部分可以劃分為區域2。類似的，由于在y坐標Y1下面的坡度符號又是正的，平滑脊柱線80的這部分可以劃分為區域3(步驟S27)。
在區域確定之后，CPU2618在垂直于平滑脊柱線80上預定點處切線的垂線中選定一條屬于區域1的垂線。這條選定的垂線可以是在區域1中具有最大坡度的一條垂線。在圖8中，例如，選定了垂線81。垂線81垂直于在平滑脊柱線80上切點a1處的切線82。垂線81相對于水平線83產生一個角θ1。在切點(X2，Y2)處，垂直于切線84的垂線(未畫出)的坡度如上面提到的變為零。對于區域2，CPU2618也在垂直于平滑脊柱線80上預定點處切線的垂線中選定一條屬于區域2的垂線。這條選定的垂線可以是在區域2中具有最大坡度的一條垂線。再次在圖8中，例如，選定了垂線85。垂線85垂直于在平滑脊柱線80上切點a2處的切線86。垂線85相對于水平線87產生一個角θ2。在切點(X1，Y1)處，垂直于切線88的垂線(未畫出)的坡度如上面提到的變為零。更進一步的，在區域3中，CPU2618仍在垂直于平滑脊柱線80上預定點處的切線的垂線中選定一條屬于區域3的垂線。這條選定的垂線可以是在區域3中具有最大坡度的一條垂線。還在圖8中，例如，選定了垂線89。垂線89垂直于在平滑脊柱線80上切點a3處的切線90。垂線89相對于水平線91產生一個角θ3(步驟S28)。
通過這些角θ1到θ3，CPU2618計算柯布氏角。第一柯布氏角α通過將角θ1的絕對角和角θ2的絕對角的相加獲得。類似的，第二柯布氏角β通過將角θ2的絕對角和角θ3的絕對角的相加獲得(步驟S29)。這些柯布氏角數據可以存儲在計算結果存儲器2615中。同樣的，包括圖9所示的角α和β的圖形數據可以存儲在圖形數據存儲器2614中(步驟S30)。除存儲之外，在顯示接口2619中，步驟S30中存儲的圖形數據可以層疊在平滑圖形數據上。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。包括垂線的柯布氏角和坡度在內的關于柯布氏角計算的信息可以作為計算結果數據存儲到硬盤2626以及計算結果存儲器2615中(步驟S31)。
4.‘豎向定線’距離的計算‘豎向定線’距離的計算過程將參照圖10進行說明。圖10是表示根據本發明第一實施例所述的‘豎向定線’距離計算過程的一個實例的流程圖。
如圖5的步驟S17所說明的，當醫學圖像處理器26等候計算指令時，如果操作者使用鼠標262選擇顯示在顯示器263上‘豎向定線’距離計算的命令圖標時，則根據操作者的選擇，指令進行‘豎向定線’距離計算。醫學圖像處理器26準備開始‘豎向定線’距離計算過程(步驟S40)。
首先，CPU2618校準顯示器263中顯示的合成脊柱圖像的一個像素和樣本P的脊柱的實際距離之間的關系。例如，根據由操作者在控制臺25上的操作，通常可以在射線照相之前設定射線照相條件。當射線條件設定后，可將基于X射線管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定。圖像的放大率可以理解為圖像的每單位長度的像素數。因此，顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像的每單位長度的像素數可以通過對存儲在合成圖像存儲器2613中的合成脊柱圖像數據的放大或縮小率進行修正而獲得。因而，可以確定顯示器263中的長度和實際長度之間的轉換率(步驟S41)。
在步驟S41的校準之后，按照與柯布氏角計算情形類似的方式來確定合成脊柞圖像中脊柱的一脊柱線。存儲于合成圖像存儲器2613中的合成脊柱圖像通過顯示接口2619顯示在顯示器263上。操作者可以使用鼠標262并將鼠標262的光標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圍。當操作者已確定光標位置后，操作者可以點擊該光標位置并拖曳光標直到股骨頭周圍的一個位置，并試著保持脊柱的中心(圖6中的步驟S21)。當操作者完成了對顯示在顯示器263上的合成脊柱圖像中的脊柱進行的手工脊柱的繪制(圖6中的步驟S22)時，CPU2618對手工脊柱線進行插值和平滑處理。從而，就可以獲得一條平滑脊柱線(圖6中的步驟S23)。平滑脊柱線數據存儲在圖形數據存儲器2614和計算結果存儲器2615中(圖6中的步驟S24)。
圖11是表示根據本發明第一實施例所述的‘豎向定線’距離計算的一個實例的示意圖。當平滑脊柱線數據被獲取并層疊在合成脊柱圖像數據上時，可以在顯示器263上顯示一平滑脊柱圖像。通過參照該平滑圖像，操作者可以試著為平滑脊柱圖像中的一平滑脊柱線111繪制一條中線110。操作者觀察顯示在顯示器263上的平滑脊柱圖像，通過操縱鼠標262指定中線110中一個原點112。雖然也可以在位于脊柱底部的尾骨處設定原點，但由于腸胃脹氣很可能很難清楚地識別出尾骨(尾椎骨)。因此，在這種情況下，原點可以被設定在連接左股骨頭和右股骨頭的線段的一個中點處。當原點112已被指定(或確定)時，CPU2618自動從原點112繪制一條豎直線(即中線110)。中線110和原點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112而且繪制出中線110，操作者就可以在中線110上指定一個終點113，它明確確定了計算中的中線的范圍(步驟S43)。對于這一指定，操作者也可以使用鼠標262。
CPU2618然后計算中線110和平滑脊柱線111在原點112(該點為另一個交點(X0，Y1))和終點113之間的交點(X0，Y3)和(X0，Y2)。這樣，在交點(X0，Y1)(即原點112)和交點(X0，Y2)之間的一個范圍可以歸類為一個區域6。在交點(X0，Y2)和(X0，Y3)之間的另一個范圍可以歸類為區域5。進一步的，在交點(X0，Y3)和終點113之間的一個范圍歸類為區域4(步驟S44)。在圖11(B)所示的一個實例中，‘豎向定線’距離在區域5和6內計算。當垂直線段從平滑脊柱線111垂落到中線110時，‘豎向定線’距離可以定義成垂直線段中的一個最長垂直線段的距離。在圖11(B)中，垂直線段114可以是區域6中的最長的。在區域5中，垂直線段115可以是最長的(步驟S45)。這些垂直線段114和115可以顯示或可以不顯示在顯示器263上。垂直線段114和116的距離被轉換成實際距離(步驟S46)。上述計算的結果可以存儲到計算結果存儲器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)。進一步的，包括中線110、原點112。終點113和垂直線段114和115中的一個或多個的繪制信息可以作為圖形數據存儲到圖形數據存儲器2614中。除上述存儲外，也可以在硬盤2616中存儲計算結果，該計算結果包括像素，轉換的距離，垂直線段114和115的距離，垂直線段114和115在平滑脊柱線111上的垂落位置，原點112和終點113(步驟S48)。
作為X射線診斷裝置20的一個附加特征，存儲在硬盤2616中的數據，包括平滑脊柱圖像數據和其附帶數據如圖形數據和計算結果，可以通過傳送到工作站31和/或激光成像器32來進行轉移(步驟S49)。將要轉移的數據中也可以只是平滑脊柱圖像數據。當存儲(和轉移)已完成后，‘豎向定線’距離的計算可以終止(步驟S50)。
如上所述，根據本發明的第一實施例，在柯布氏角和‘豎向定線’距離的計算中人為系統(操作者)的引入與現有技術相比可以減少。這可以提高計算精度和計算結果的再現性。而且，這還可以使獲取柯布氏角和‘豎向定線’距離所需的時間減少。
雖然本發明的第一實施例具有上述示例性的優點，但本發明的第一實施例還包括在計算過程的確定脊柱線的處理中，由操作者使用鼠標262進行的手工操作。這樣的計算還依賴于操作者的經驗和熟練，從而存在當無經驗的或不熟練的操作者進行計算時計算精度惡化的可能性。在下面的說明中，本發明的另一個實施例將作為本發明的第二實施例進行說明，該實施例可以減少本發明第一實施例中該惡化的可能性。
(第二實施例)本發明的第二實施例將參照圖12和13進行說明。圖12是表示根據本發明第二實施例所述的自動脊柱線繪圖過程的一個實例的流程圖。圖13是表示根據本發明第二實施例所述的自動脊柱線繪圖過程的一個實例的示意圖。在本發明的第二實施例中，存儲在合成圖像存儲器2613中的合成脊柱圖像通過顯示接口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代表性的點。每個確定的代表性的點可以由線段順序連接起來。通過平滑該連接的線段，就可以獲得自動繪制的脊柱線。作為一個確定代表性的點的示例方法，顯示在顯示器263中的合成脊柱圖像中脊柱的每個脊椎由圖13所示的圖形識別技術將其輪廓識別成一個方框。
通常，具有許多種圖形識別技術。常用的圖形識別技術之一可以如下所述對一目標圖像做一微分處理；在目標圖像中，對具有最大值的邊界描繪出脊背線；而后，就可獲得目標的形狀的信息。在另一個常用的圖形識別技術中，一原始圖像被二進制化，然后描繪出其二進制化的邊界。
當操作者用鼠標262選擇顯示在顯示器263上的柯布氏角計算命令圖標或‘豎向定線’距離計算時，則發出響應操作者的選擇的計算指令。醫學圖像處理器26準備開始所選擇計算的過程(步驟S60)。
在為下面柯布氏角或‘豎向定線’距離的實際計算做準備時，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中的圖形識別提取出來。為有效進行圖形識別，如圖13(A)所示，一個包括兩塊或更多脊柱的椎骨的區域130可以被指定為圖形識別的目標。該指定可以由用鼠標262在該椎骨周圍圈畫來完成(步驟S61)。當圖形識別區域已被指定時，如圖13(B)所示在合成脊柱圖像的指定區域作出柱狀圖。根據該柱狀圖，設定一個預定的閾值131并將其提供給亮度信號，從而排除低于閾值131的信號。相應的，如圖13(C)所示，在指定的區域130中作出一幅二進制圖像。CPU2618隨后對二進制圖像上進行二次微分，并提取二進制圖像的邊界(即椎骨的邊界)。根據或參照CPU2618中的椎骨形狀的基線數據，可以修正該提取的邊界的斷面。通過以上步驟S61到S63，在指定區域130中的每塊椎骨可以識別為如圖13(D)所示的一個方框。
當指定區域130中的椎骨圖形識別為一多個方框的集合后，在CPU2618中計算出每個方框(椎骨)的中心。該中心可以確定為一個對角線交點(步驟S64)。每兩個相鄰的方框(椎骨)的中心連接成一條線段。或者，在精度允許的范圍內連接每兩個鄰近的方框(椎骨)的中心。換而言之，例如，每一個或兩個方框(椎骨)的中心可以連接成一線段。相應的，如圖13(E)所示，方框的中心(指定區域中的椎骨)連接成一條線132。CPU2618插值并且還平滑線132。從而，就可以獲得一條自動平滑脊柱線(步驟S65)。平滑脊柱線數據可以存儲在圖形數據存儲器2614中。關于自動平滑脊柱線的計算信息可以存儲在計算結果存儲器2615中。
在步驟S64中，方框(椎骨)的中心已被確定為對角線的交點。該中心也可以是該方框的重心。進一步的，在步驟S61中圖形識別區域的指定也可以由操作者使用鼠標262手工繪制一手工初步的脊柱線來完成。在這種情況下，其上面已繪制手工脊柱線的椎骨可以被認作圖形識別的目標。
當獲得了自動平滑脊柱線時，可以根據自動平滑脊柱線執行所指定的柯布氏角計算或‘豎向定線’距離計算之一。柯布氏角計算和‘豎向定線’計算可以以與本發明第一實施例所作的說明類似的方式實現。
根據本發明第二實施例，脊柱線由圖形識別技術確定。換而言之，脊柱線在CPU2618中自動計算。因此，有可能減少操作者之間的結果差異和在后續脊柱觀察中的再現性問題。結果，就可能提高計算精度。此外，由于不需要操作者的手工脊柱線的繪制時間，還可能進一步減少獲取柯布氏角和‘豎向定線’距離所需的時間。操作者可以從本發明第一實施例中所需的手工脊柱線的手工繪制工作中解脫出來。
在本發明第二實施例中，自動平滑脊線已經獲得并用于柯布氏角計算和‘豎向定線’距離計算中。然而關于柯布氏角計算，只要合成脊柱圖像中的每塊椎骨在圖形識別中被識別，則該計算可以不需要任何類型的脊柱線。
(第三實施例)本發明第三實施例將參照圖14進行說明。圖14是表示根據本發明第三實施例所述的柯布氏角計算的另一個實例的示意圖。在本發明第三實施例中，本發明第二實施例中所說明的柯布氏角計算的效率可以得到提高。該改進的計算也是基于合成脊柱圖像的指定區域中椎骨的輪廓以與本發明第二實施例類似的方式被提取作為圖像識別中多個方框的集合的條件。
對于每個提取出的方框，CPU2618沿每個方框的一個頂邊延伸部分繪制一條線段(在此之后簡稱為延長線)。繪制之后，CPU2618計算所繪制的延長線相對于水平線的坡度(或水平線和所繪制延長線之間的角度)。根據所計算坡度的符號，CPU2618將方框(椎骨)分割成兩個或更多區域。區域確定后，CPU2618在每個區域中選擇具有每個區域中最大坡度(角度)的一條延長線。然后，CPU2618計算在第一區域中選擇的一延長線與在鄰近于第一區域的第二區域中選擇的一延長線之間的角度。該計算的角度可以作為柯布氏角。在該計算中，CPU2618可以僅將水平線和在第一區域中選擇的延長線之間的角度與水平線和在第二區域中選擇的延長線之間的角度相加。
例如，在圖14(A)中，沿方框(椎骨)141的頂邊繪制一條延長線并在區域7中選擇一條具有最大坡度(角度γ1)的延長線140。類似的，沿方框(椎骨)143的頂邊繪制一條延長線并在區域8中選擇一條具有最大坡度(角度γ2)的延長線143。CPU2618將角γ1與γ2相加，從而獲得一個角γ作為柯布氏角。
可以包括有坡度、角度、包括選定的延長線的延長線等的計算結果，可以存儲在計算權利存儲器2615中。進一步的，如圖14(A)所示的圖形數據也可以與上述計算結果一起存儲到圖形數據存儲器2614中。存儲在圖形數據存儲器2614中的帶有計算結果的圖形數據在顯示接器2619疊加在存儲在合成圖像存儲器2613中的合成脊柱圖像數據上。相應的，在顯示器263上顯示具有柯布氏角的合成脊柱圖像。這樣，該計算和/或已存儲或將要存儲在計算結果存儲器2615和/或圖形數據存儲器2614中獲取的數據也可以作為附帶數據存儲到硬盤2616上。
圖14(A)表示沿一個方框(椎骨)的頂邊繪制延長線的一個實例。但是，延長線不僅限于這樣一個實例。延長線還可以沿一個方框(椎骨)的底邊繪制。此外，當方框的頂邊與方框的底邊不平行時，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線的坡度(角度)。更進一步的，臺圖14(B)所示，區域7中的一延長線144可以被確定為通過方框左邊中點145和方框右邊中點146的一條線。類似的，在區域8中，延長線147可以被確定為通過方框左邊中點148和方框右邊中點149的一條線。
圖15是表示根據本發明實施例所述的圖像顯示圖的一個實例的示意圖。在本發明的實施例中，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，當獲得從樣本P的右側或左側(如圖16(B))顯示的合成脊柱圖像時，這樣一種合成脊柱圖像也可以顯示在顯示器263上。進一步的，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。可選擇的，這些圖像的每一幅可以被切換獨立顯示。
根據上面的說明，合成脊柱圖像是以由X射線診斷裝置獲得的圖像為基礎的。本發明的實施例可以不僅限于此，而且還可以適用于由其它醫學圖像設備獲得的圖像，例如，X射線CT裝置和MRI裝置。進一步的，根據本發明實施例的自動(平滑)脊柱線的確定和/或計算，柯布氏角計算，和‘豎向定線’距離計算可以分別獨立地作為確定或計算的方法進行運用。
進一步的，在本發明上述實施例中，柯布氏角和‘豎向定線’距離是作為彎曲尺度進行說明的。但是，如果還有可以適用于本發明實施例的一個可選擇的彎曲尺度，則彎曲尺度可以不僅限于上述彎曲尺度。
在本發明的另一實施例中，可以考慮讓床218沿樣本P的本體軸線移動，以代替或附加于射線照相系統的移動。
此外，當在控制臺25上提供了特定的或非特定的按鈕，從這些按鈕可以發出指令，以代替或附加于顯示在顯示器262上的命令圖標的選擇。
更進一步的，在本發明的實施例中，X射線診斷裝置或醫學圖像處理裝置可以具有一個隨機存儲器(RAM)，該隨機存儲器能夠接收和存儲處于臨時的和/或非易失狀態作為計算機可讀指令的計算機程序和應用軟件。X射線診斷裝置或醫學圖像處理裝置可以還具有一個作為用于讀取和寫入硬盤的控制器的一部分的硬盤驅動器，一個用于讀取和寫入磁盤的磁盤驅動器，和/或一個用于讀取和寫入光盤(如CD，CDR，CD-RW，DVD或其它光學裝置)的光盤驅動器。本領域技術人員將理解一個或更多這樣的存儲器，驅動器和它們各自的媒體都是用于存儲計算機可讀指令的計算機程序產品的實例，當執行該計算機可讀指令時，就可以實現本發明的一個實施例。
因此，一種不包括本發明實施例的特征的裝置，只要該裝置配備有讀取和執行計算機可讀程序的特征，就可以利用上述特征。
上述本發明的實施例僅是為使本發明易于理解而進行說明的實例，其描述不是為了限制本發明。因此，本發明的實施例中披露每個部件和元件可以在本發明的范圍內進行同等意義上的重新設計和修改。而且，這些部件和元件的任何可能的組合，只要具有與根據上述本發明實施例中披露的內容相似的優點，都可以包括在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種處理由醫學圖像設備生成的醫學圖像的醫學圖像處理裝置，該裝置包括一個接口，其被配置用于獲取醫學圖像；一個處理器，其被配置用于沿由該接口獲取的醫學圖像中的一個樣本的成弓形部分確定一平滑線；和一個計算裝置，其被配置用于根據處理器確定的平滑線，計算成弓形部分的彎曲尺度。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中該成弓形部分表示樣本的脊柱。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中該平滑線是一條以脊柱為中心的線。
4.根據權利要求2所述的裝置，其中該處理器還被配置用于通過圖形識別處理提取脊柱的每塊椎骨的輪廓，根據該輪廓獲取每塊椎骨的中心，以及獲取通過每塊椎骨的中心的平滑線。
5.根據權利要求4所述的裝置，進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提取的脊柱的每塊椎骨的輪廓。
6.根據權利要求2所述的裝置，其中該處理器包括圖形識別裝置，用于對脊柱的每塊椎骨進行圖形識別；線段裝置，用于繪制多條線段，其中每條線段位于由圖形識別裝置識別的兩塊椎骨之間；和平滑裝置，用于平滑由線段裝置繪制的線段從而確定該平滑線。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中該兩塊椎骨彼此相鄰。
8.根據權利要求6所述的裝置，其中圖形識別裝置還被配置用于使該接口獲取的醫學圖像二進制化，對該二進制醫學圖像進行微分，并提取該椎骨的輪廓。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中該成弓形部表示樣本的一條腿。
10.根據權利要求1所述的裝置，其中該醫學圖像設備是一X射線診斷裝置
11.根據權利要求1所述的裝置，其中該裝置包括在該醫學圖像設備中。
12.根據權利要求1所述的裝置，其中該彎曲尺度代表柯布氏角。
13.根據權利要求1所述的裝置，其中該彎曲尺度代表豎向定線距離。
14.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括一個顯示器，其被配置用于顯示具有平滑線和彎曲尺度的該醫學圖像。
15.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括一個顯示器，其被配置用于顯示該醫學圖像；和一個繪制部件，其被配置用于根據顯示在顯示器上的醫學圖像，沿成弓形部分繪制一手工線；以及其中處理器進一步包括平滑裝置，用于平滑繪制部件繪制的手工線從而確定平滑線。
16.根據權利要求1所述的裝置，其中該計算裝置還被配置用于在平滑線上預定點處獲取切線；獲取垂直于切線的垂線相對于水平線的坡度；以及根據該坡度，計算作為彎曲尺度的，在具有一正坡度符號的第一垂線和具有一負坡度符號的第二垂線之間的最大角度。
17.根據權利要求1所述的裝置，其中計算裝置通過進行以下步驟計算彎曲尺度獲取平滑線上預定點處的切線；獲取在水平線和垂直于切線的垂線之間的角度；找出預定點中其角度中一個角度為大體上零度的第一點；找出預定點中其角度中的第一絕對角度最大的第二點；找出預定點中其角度中的第二絕對角度最大的第三點，其中第一點位于沿平滑線上的第二點和第三點之間；將第一絕對角度和第二絕對角度相加以確定一個相加的角度；以及輸出相加的角度作為彎曲尺度。
18.根據權利要求1所述的裝置，其中該計算裝置進一步被配置用于為平滑線繪制一中線，計算該中線與平滑線在平滑線上預定點處之間的距離，以及輸出該計算距離中的最長距離作為彎曲尺度。
19.根據權利要求1所述的裝置，其中計算裝置通過進行以下步驟計算彎曲尺度為平滑線繪制一中線；計算該中線與平滑線在平滑線上的預定點處之間的距離；找出平滑線上該距離中的第一距離為零的第一點；找出平滑線上該距離中的第二距離為零的第二點；找出平滑線上在第一點和第二點之間該距離中的第三距離為最長的第三點；以及輸出第三距離作為彎曲尺度。
20.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括一顯示器，該顯示器被配置用于并排顯示從樣本的第一方向射線照相獲得的第一圖像和從樣本的第二方向射線照相獲得的第二圖像。
21.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括一個顯示器，該顯示器被配置用于單獨顯示從樣本的第一方向射線照相獲得的第一圖像和從樣本的第二方向射線照相獲得的第二圖像中的一個，該第一圖像和第二圖像為醫學圖像的一部分。
22.一種測量由一醫學圖像設備生成的醫學圖像中的一預定部分的方法，該方法包括的步驟有沿該醫學圖像中一樣本的成弓形部分確定一平滑線；以及根據該平滑線，自動計算成弓形部分的彎曲尺度。
23.一種計算機程序產品，其中存儲有用于測量由醫學圖像設備生成的醫學圖像中的一預定部分的計算機程序，該計算機程序具有指令，當該指令執行時，執行的步驟包括沿該醫學圖像中一樣本的成弓形部分確定一平滑線；以及根據該平滑線，自動計算成弓形部分的彎曲尺度。
24.一種處理由醫學圖像設備生成的醫學圖像的醫學圖像處理裝置，該裝置包括一個接口，其被配置用于獲取醫學圖像；一個第一處理器，其被配置用于通過圖形識別處理提取脊柱的每塊椎骨的輪廓并根據提取出的每塊椎骨的輪廓，獲取脊柱的每塊椎骨相對于一水平線的坡度，和；一個第二處理器，其被配置用于根據第一處理器獲取的每塊椎骨坡度，計算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號的脊柱的第一椎骨和具有負坡度符號的脊柱的第二椎骨之間的一個最大角度。
25.如權利要求24所述的裝置，其中，當該輪廓為一通常的四邊形形狀時，第一處理器獲取水平線和延長線之間的角度，每條延長線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方向上具有一最大角度的第一延長線和在相對方向上具有一最大角度的第二延長線，將第一延長線的角度和第二延長線的角度相加；并輸出相加角度作為彎曲尺度。
26.一種測量由醫學圖像設備生成的醫學圖像中的一預定部分的方法，該方法包括的步驟有通過圖形識別處理提取醫學圖像中一脊柱的各椎骨的輪廓；根據提取出的每塊椎骨的輪廓，獲取脊柱的每塊椎骨相對于一水平線的坡度；以及根據第一處理器獲取的每塊椎骨坡度；計算作為彎曲尺度的，在具有正坡度符號的脊柱的第一椎骨和具有負坡度符號的脊柱的第二椎骨之間的一個最大角度。
27.一種X射線診斷裝置，包括一發生器，其被配置用于產生一X射線；一檢測器，其被配置用于檢測由于對樣本進行X射線照射從樣本透射出的透射X射線；一機械裝置，其被配置用于移動該發生器和該檢測器，以根據檢測的透射X射線獲得樣本的一個成弓形部分的多個圖像；一合成器，其被配置用于合成多個圖像，并輸出一個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；一計算裝置，其被配置用于根據該平滑線計算該弓形部分的彎曲尺度。
28.一種測量在由X射線診斷裝置生成的X射線圖像中的一預定部分的方法，該方法包括的步驟有由一發生器產生X射線；由一檢測器檢測由于對樣本進行照射從樣本透射的透射X射線；移動發生器和檢測器，以根據檢測到的透射X射線獲得樣本的一成弓形部分的多個圖像；合成該多個圖像；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；以及根據該平滑線計算該弓形部分的彎曲尺度。
全文摘要
一種醫學圖像處理裝置對由一醫學圖像設備產生的醫學圖像進行處理。該裝置包括一個接口，一個處理器和一個計算裝置。該接口用于獲取醫學圖像。該處理器用于確定沿該接口獲取的醫學圖像中的一個樣本的一弓形部分的一平滑線。計算裝置用于根據由處理器確定的平滑線計算弓形部分的弓形幅度。
文檔編號A61B6/03GK1449721SQ0313600
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月3日 優先權日2002年4月3日
發明者田中豐秋 申請人:株式會社東芝