圖像處理裝置、圖像處理方法和醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N圖像處理裝置，包括：輸入提取單元，被配置為從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為該組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及參數(shù)估計(jì)單元，被配置為基于輸入時(shí)間序列、代表該組織中的各點(diǎn)的血流隨輸入時(shí)間序列的變化的模型以及時(shí)間序列圖像，對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其中參數(shù)包括血液從輸入部分流到該組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】圖像處理裝置、圖像處理方法和醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種圖像處理裝置和圖像處理方法以 及醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 在圖像處理領(lǐng)域中，通過(guò)對(duì)直接獲得的圖像進(jìn)行處理來(lái)得到與檢測(cè)對(duì)象有關(guān)的參 數(shù)是一種重要的應(yīng)用，這往往涉及對(duì)檢測(cè)對(duì)象的準(zhǔn)確建模。具體地，在所獲得的圖像中可能 包括輸入?yún)^(qū)域和對(duì)象區(qū)域，輸入?yún)^(qū)域通過(guò)某種機(jī)制對(duì)對(duì)象區(qū)域產(chǎn)生作用，得到相應(yīng)的輸出 和/或可觀察到的對(duì)象區(qū)域的某種狀態(tài)變化。這相當(dāng)于對(duì)象區(qū)域?qū)斎氲捻憫?yīng)，這種響應(yīng) 反映了對(duì)象區(qū)域的特性。在已知輸入和狀態(tài)變化的情況下，可以通過(guò)構(gòu)造特定的模型來(lái)獲 得反映對(duì)象區(qū)域的所述特性的參數(shù)。
[0003] 例如，在醫(yī)學(xué)圖像的處理中，往往需要對(duì)掃描獲得的一系列圖像進(jìn)行處理，以獲得 相關(guān)組織或器官的生理參數(shù)。以肝臟血流灌注成像為例，通過(guò)在靜脈團(tuán)注對(duì)比劑后對(duì)選定 層面進(jìn)行同層動(dòng)態(tài)掃描，獲得該層內(nèi)每一像素的時(shí)間密度曲線(xiàn)（TDC)，根據(jù)該曲線(xiàn)利用不同 的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出各種灌注參數(shù)比如肝動(dòng)脈灌注量(HAP)、門(mén)靜脈灌注量（HPI)和肝灌注 指數(shù)（HPI)等，并通過(guò)色階賦值形成灌注影像，了解器官及病變的血流灌注特點(diǎn)及血管特 性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本 理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的 關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概 念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行處理以獲得對(duì)檢測(cè)對(duì)象的更準(zhǔn)確 的建模和參數(shù)估計(jì)的圖像處理裝置、圖像處理方法和醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種圖像處理裝置，包括：輸入提取單元，被配置 為從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為所述 組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸入 的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及參數(shù)估計(jì)單元，被配置為基于所述輸入時(shí)間序列、 代表所述組織中的各點(diǎn)的血流隨所述輸入時(shí)間序列的變化的模型以及所述時(shí)間序列圖像， 對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其中所述參數(shù)包括血液從所述輸入部分流到所述組織中的 各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備包括：根據(jù)本發(fā)明的以上方面的圖 像處理裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種圖像處理方法，包括：從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血 流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為所述組織提供血流輸入的主 要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸入的時(shí)間密度序列作為輸 入時(shí)間序列；以及基于所述輸入時(shí)間序列、代表所述組織中的各點(diǎn)的血流隨所述輸入時(shí)間 序列的變化的模型以及所述時(shí)間序列圖像，對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其中所述參數(shù) 包括血液從所述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0009] 另外，本發(fā)明的另一方面還提供了用于實(shí)現(xiàn)上述圖像處理方法的計(jì)算機(jī)程序。
[0010] 此外，本發(fā)明的另一方面還提供了至少計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品， 其上記錄有用于實(shí)現(xiàn)上述圖像處理方法的計(jì)算機(jī)程序代碼。
[0011] 在本發(fā)明的圖像處理方法、圖像處理裝置和醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備中，通過(guò)考慮血液從供 血?jiǎng)用}流到組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)組織的血流的更準(zhǔn)確的建模和各種生理 參數(shù)估計(jì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 本發(fā)明可以通過(guò)參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所 有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的 詳細(xì)說(shuō)明一起包含在本說(shuō)明書(shū)中并且形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，而且用來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本 發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中：
[0013] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0014] 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0015] 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0016] 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的參數(shù)估計(jì)單元的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0017]圖5示出了采用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像處理裝置所獲得的肝臟的灌注 參數(shù)與給定灌注參數(shù)的對(duì)比圖；
[0018]圖6是示出了采用未考慮腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的延遲的圖像處理裝置所獲得的肝 臟的灌注參數(shù)與給定灌注參數(shù)的對(duì)比圖；
[0019]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖；
[0020]圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖；
[0021]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備的示意性框圖；以及 [0022]圖是不出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例/示例的計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的示例性框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中 描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。 應(yīng)當(dāng)注思，為了 楚的目的，附圖和說(shuō)明中省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已 知的部件和處理的表示和描述。
[0024]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一^^實(shí)施例的圖像處理裝置1〇〇的結(jié)構(gòu)包括輸入提取 單元101和參數(shù)估計(jì)單元102。其中，輸入提取單元101被配置為從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌 注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為該組織提供血流輸入的主要血管 所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間 序列。參數(shù)估計(jì)單元102被配置為基于該輸入時(shí)間序列、代表該組織中的各點(diǎn)的血流隨該 輸入時(shí)間序列的變化的模型以及時(shí)間序列圖像，對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì),其中參數(shù)包括 血液從輸入部分流到組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0025]這里所述的醫(yī)學(xué)圖像可以是根據(jù)利用醫(yī)療診斷成像裝置獲得的被檢測(cè)者的數(shù)據(jù) 而形成的圖像。這里所述的醫(yī)療診斷裝置包括但不限于計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT)裝置和磁共 振成像（MRI)診斷成像裝置等。
[0026] 在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，經(jīng)常通過(guò)在靜脈團(tuán)注適量對(duì)比劑后延遲數(shù)秒或十幾秒后對(duì)某一層 面或某幾層面進(jìn)行連續(xù)快速動(dòng)態(tài)掃描，采集同一層面隨時(shí)間變化的一系列圖像，并通過(guò)色 階賦值形成灌注影像，了解器官及病變的血流灌注特點(diǎn)及血管特性。
[0027] 這些圖像中包括組織和供血?jiǎng)用}的感興趣區(qū)（R0I)，其中，輸入提取單元101從中 提取供血?jiǎng)用}的感興趣區(qū)作為輸入部分，該區(qū)域可以在檢測(cè)對(duì)象上，也可以在檢測(cè)對(duì)象的 外部。另外，這種提取處理可以是手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行的。具體地，輸入提取單元101提取各個(gè) 時(shí)間序列圖像中該輸入部分所在的區(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行處理以獲得對(duì)應(yīng)時(shí)間處的輸入，進(jìn) 而獲得血流輸入在時(shí)間上的分布。
[0028]由于供血?jiǎng)用}的感興趣區(qū)基本上不會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)像素點(diǎn)，而是表現(xiàn)為一個(gè)區(qū)域， 因此，在獲得輸入時(shí)間序列時(shí)可以對(duì)該區(qū)域的像素值進(jìn)行平均或加權(quán)平均等處理。像素值 例如是各個(gè)像素點(diǎn)的灰度或彩色圖像的RGB值等。
[0029] 此外，在圖像數(shù)較少的情況下，輸入提取單元101還可以對(duì)獲得的輸入時(shí)間序列 進(jìn)行插值。可以采用已有的各種插值算法進(jìn)行插值，包括但不限于各種曲線(xiàn)擬合和線(xiàn)性插 值等。
[0030] 在掃描過(guò)程中，（包括對(duì)比劑的）血液從供血?jiǎng)用}流到組織的各個(gè)部分，所獲得的 組織的感興趣區(qū)的像素值的變化反映了組織中的血流動(dòng)態(tài)，可以看作是該組織對(duì)輸入部分 的響應(yīng)。基于這一系列圖像分別獲得輸入部分和組織的時(shí)間密度曲線(xiàn)（TDC)，然后基于代表 該組織中的各點(diǎn)的血流隨該輸入時(shí)間序列的變化的模型(或傳遞函數(shù)）進(jìn)行估算得到所需 要的生理參數(shù)，如組織的血流量等。
[0031] 注意，由于采集圖像的速度限制，因此，這里所述的TDC實(shí)際上并不是直接獲得的 時(shí)間上連續(xù)的曲線(xiàn)，它可以通過(guò)擬合獲得，換言之，之前所述的時(shí)間密度序列是TDC的離散 形式。
[0032] 參數(shù)估計(jì)單元1〇2被配置為基于輸入時(shí)間序列、上述模型以及時(shí)間序列圖像對(duì)模 型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。在估計(jì)出參數(shù)之后，可以直接或間接獲得想要的參數(shù)的分布。
[0033] 在本申請(qǐng)中，模型的參數(shù)包括血液從輸入部分流到組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。通 過(guò)包含該參數(shù)，可以使得該模型更準(zhǔn)確地反映從供血?jiǎng)用}流入的血液在組織中的流動(dòng)狀 況，從而可以得到更準(zhǔn)確的生理參數(shù)的估計(jì)，為診斷或治療提供參考。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，除了輸入提取單元101和參數(shù)估計(jì)單元 102之外，圖像處理裝置200還包括濾波單元201。濾波單元201被配置為在所述時(shí)間序列 圖像進(jìn)入所述輸入提取單元101之前對(duì)其進(jìn)行濾波以減小噪聲。該濾波可以包括圖像濾波 和時(shí)域?yàn)V波兩方面，例如可以進(jìn)行像素平均、高斯濾波、時(shí)域平滑等。尤其在圖像的信噪比 較低的情況下，濾波單元201可以顯著提高處理的性能。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，除了輸入提取單元101和參數(shù)估計(jì)單元 102之外，圖像處理裝置300還包括顯示單元301。顯示單元301被配置為生成和顯示各個(gè) 參數(shù)的分布圖，使得圖像處理裝置300能夠?yàn)橛脩?hù)提供直觀的顯示以方便用戶(hù)使用。雖然 圖3中未示出，但是圖像處理裝置300顯然還可以包括濾波單元201。
[0036] 下面參照?qǐng)D4描述根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例的參數(shù)估計(jì)單元102的結(jié)構(gòu)和功能。 如圖4所示,參數(shù)估計(jì)單元102包括：響應(yīng)計(jì)算模塊2001，被配置為計(jì)算所述模型對(duì)所述輸 入時(shí)間序列的響應(yīng)；目標(biāo)函數(shù)建立模塊2002,被配置為使用所述響應(yīng)與所述時(shí)間序列圖像 的像素值之間的差建立目標(biāo)函數(shù)；以及優(yōu)化模塊2003,被配置為對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化 以獲得模型中的各個(gè)參數(shù)。
[0037] 具體地，響應(yīng)計(jì)算模塊2001通過(guò)卷積運(yùn)算來(lái)計(jì)算組織的模型對(duì)輸入時(shí)間序列 Ca(t)的響應(yīng)，針對(duì)第i個(gè)像素點(diǎn)，響應(yīng)為：
[0038] (1)
[0039] 其中，Ca(t)為供血?jiǎng)用}TDC，Q'（t)為組織TDC，R(t)為該組織的傳遞函數(shù)，dai為 從供血?jiǎng)用}到組織中第i個(gè)點(diǎn)處的血流延遲。通過(guò)在模型中加入?yún)?shù)dai，補(bǔ)償了血流在組 織中第i個(gè)點(diǎn)處相對(duì)于在供血?jiǎng)用}中的時(shí)間延遲，從而使模型更加準(zhǔn)確，估計(jì)出的參數(shù)也 更加準(zhǔn)確。
[0040] 假定用Q(t)表示時(shí)間序列圖像上第i個(gè)像素的像素值，則目標(biāo)函數(shù)建立模塊2002 使用差Q'（t)-Q(t)來(lái)建立目標(biāo)函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)例如可以為Q'（t)-Q(t)的平方和。
[0041] 然后，優(yōu)化模塊2003對(duì)上述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，例如使Q'（t)-Q(t)的平方和最小 化。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)化模塊2003被配置為使用非線(xiàn)性最小二乘法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn) 行優(yōu)化。
[0043] 可以理解，用戶(hù)可以將優(yōu)化獲得的參數(shù)作為最接近組織的實(shí)際生理參數(shù)的值，并 使用該值進(jìn)行各種分析和判斷。
[0044] 應(yīng)該理解，這里雖然是以對(duì)醫(yī)療圖像的處理為例進(jìn)行描述的，但是這僅僅是示例 性的，在實(shí)踐中，可以將圖像處理裝置100、200和300應(yīng)用于各種領(lǐng)域的圖像的分析和處 理。
[0045] 作為另一個(gè)示例性實(shí)施例，以下將詳細(xì)描述對(duì)肝臟的血流灌注成像掃描獲得的圖 像的處理。應(yīng)該理解，此處雖然以肝臟作為示例，但是本申請(qǐng)可以應(yīng)用的組織或部位并不限 于此。
[0046] 肝臟具有肝動(dòng)脈和門(mén)靜脈的雙重血液供應(yīng)，因此，其具有兩個(gè)輸入部分。由于在實(shí) 際獲得的掃描圖像比如CT圖像中，肝動(dòng)脈所在的區(qū)域難以識(shí)別從而難以準(zhǔn)確地提取，因此 在本申請(qǐng)中使用其上游的位于脊柱內(nèi)側(cè)的腹主動(dòng)脈中的血流作為輸入。具體地，輸入提取 單元101從時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的感興趣區(qū)域作為輸入部分，并獲得腹 主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列。提取處理可以通過(guò)手動(dòng)圈出腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的區(qū)域并 且對(duì)所述區(qū)域取平均進(jìn)行。
[0047] 在實(shí)現(xiàn)中，由于人體所能承受的放射劑量的限制，所能獲得的時(shí)間序列圖像的數(shù) 量是有限的。為了減小噪聲，可以對(duì)所獲得的時(shí)間序列圖像進(jìn)行濾波，例如，可以應(yīng)用像素 合并（binning)、三維高斯濾波等。
[0048] 此外，還可以進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波，例如進(jìn)行時(shí)間上的平滑。
[0049] 在另一個(gè)實(shí)施例中，輸入提取單元101被配置為通過(guò)對(duì)所述腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的 時(shí)間密度序列進(jìn)行伽馬擬合來(lái)插值。這樣可以獲得更多的樣本，從而提高參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確 性。
[0050] 根據(jù)對(duì)詳細(xì)的和有效的肝循環(huán)模型的研究，發(fā)現(xiàn)可以用基于伽馬分布的累積分布 函數(shù)的模型來(lái)對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，具體地，使用如下函數(shù)作為肝臟的傳遞函數(shù)R(t)。
[0051] -1- Φ(/) = l - ￡￠)(/)6// = 1 - ?1- ; ^ ( 2 ) T(nk)
[0052] 其中，Φ (t)為伽馬分布的概率密度函數(shù)，州）= !(」)浐嚴(yán)'麟滅一會(huì) ?
[0053] 實(shí)驗(yàn)證明，采用基于伽馬分布的累積分布函數(shù)作為傳遞函數(shù)可以更準(zhǔn)確地描述肝 臟的血流動(dòng)力學(xué)。應(yīng)該理解，雖然這里示出了基于伽瑪函數(shù)的傳遞函數(shù)作為示例，但是也可 以使用其他類(lèi)型的傳遞函數(shù)，比如韋伯函數(shù)等等。
[0054] 另外，可以用如下模型來(lái)描述肝臟組織的TDC與輸入血流的TDC之間的關(guān)系：
[0055] ( / ^ = 0-dt:,) + (\-a)((/ -dpi)]0R(t) (33
[0056] 其中，α是肝臟灌注指數(shù)（HPI)，F(xiàn)是總的肝臟血流量，Ca⑴為腹主動(dòng)脈TDC，C p(t) 為門(mén)靜脈TDC，C/(t)為肝臟中第i個(gè)點(diǎn)處的肝組織TDC，dai為從腹主動(dòng)脈到肝臟中第i個(gè) 點(diǎn)處的血流延遲，d pi為從門(mén)靜脈到肝臟中第i個(gè)點(diǎn)處的血流延遲，R(t)為針對(duì)肝臟的傳遞 函數(shù)，如公式（2)所示。
[0057] 假定從時(shí)間序列圖像獲得的肝臟中第i個(gè)點(diǎn)處的實(shí)際組織TDCSCT(t)，則可以建 立如下目標(biāo)函數(shù)：
[0058] F(x) = = Z(f ·/ (m^{) - ? / i^M)J (4》 m-l --=1
[0059] 其中，m=l，......，N表示采集圖像時(shí)的不同時(shí)刻，At為兩個(gè)相鄰的圖像之間的 采集時(shí)間間隔。
[0060] 然后，對(duì)上述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小化，可以獲得各個(gè)參數(shù)，包括a、F、dai、d pi以及伽 馬分布的參數(shù)nk和Θ等。這些參數(shù)還可以包括肝動(dòng)脈灌注量（HAP)、門(mén)靜脈灌注量（HPP) 等。
[0061] 其中，對(duì)目標(biāo)函數(shù)的最小化可以通過(guò)非線(xiàn)性最小二乘法來(lái)進(jìn)行，這種方法的優(yōu)點(diǎn) 在于可以找到距離起點(diǎn)值很遠(yuǎn)的最小值。當(dāng)然，也可以使用其他優(yōu)化方法。
[0062] 在進(jìn)行掃描時(shí)，例如在進(jìn)行CT掃描時(shí)，對(duì)整個(gè)肝臟的成像是分層實(shí)現(xiàn)的，對(duì)各層 圖像中的各個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行上述處理，可以獲得上述參數(shù)在各層上的分布，從而最終可以獲 得上述參數(shù)在整個(gè)肝臟內(nèi)的三維（3D )分布。
[0063] 另外，為了避免優(yōu)化的參數(shù)過(guò)多而使算法不易收斂，可以將上述dpi設(shè)置為在整 個(gè)肝臟組織的所有點(diǎn)上為均一值。
[0064] 圖5示出了根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的采用上述算法的圖像處理裝置所估計(jì)出的肝 臟的灌注參數(shù)與給定灌注參數(shù)的對(duì)比的圖。同時(shí)，作為對(duì)比，圖6示出了采用未考慮延遲d ai 和t的算法估計(jì)出的肝臟的灌注參數(shù)與給定灌注參數(shù)的對(duì)比的圖。其中，延遲&設(shè)置為 在整個(gè)肝臟上為均一值。
[0065] 在圖5和圖6中，延遲dai均在-6s至6s的范圍內(nèi)變化。其中，空心點(diǎn)表示給定灌 注參數(shù)，實(shí)心點(diǎn)表示估算出的灌注參數(shù)。如圖6所示，在采用沒(méi)有考慮上述延遲的算法時(shí)， 如果延遲dai較大，則估算出的灌注參數(shù)包括HAP、HPP和HPI與給定的相應(yīng)的灌注參數(shù)有較 大的偏差。而如圖 5所示，當(dāng)采用根據(jù)本申請(qǐng)的上述算法時(shí)，在整個(gè)延遲范圍內(nèi)都可以獲得 比較準(zhǔn)確的灌注參數(shù)估計(jì)結(jié)果。
[0066] 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，采用根據(jù)本申請(qǐng)的圖像處理裝置，可以降低對(duì)噪聲的敏感度，例 如，信噪比在20dB時(shí)仍然可以得到期望的結(jié)果；此外，對(duì)案例不敏感，實(shí)際中不同的個(gè)體具 有不同的肝血液動(dòng)力學(xué)，但是所測(cè)試的所有案例均可以獲得期望的結(jié)果；所采用的模型很 好地描述了肝臟的血液動(dòng)力學(xué)，腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的延遲得到了良好的補(bǔ)償，從而可以獲 得準(zhǔn)確的參數(shù)估計(jì)；此外，在普通的個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)處理時(shí)間大約在10s左右，能夠滿(mǎn) 足診斷應(yīng)用的要求。
[0067] 在上文描述實(shí)施方式中的圖像處理裝置的過(guò)程中，顯然還公開(kāi)了一些處理或方 法。下文中，在不重復(fù)上文中已經(jīng)討論過(guò)的某些細(xì)節(jié)的情況下給出這些方法的概述，但是， 應(yīng)當(dāng)注意，雖然是在描述圖像處理裝置的過(guò)程中公開(kāi)了這些方法，然而，這些方法并不一定 采用上述這些部件，或者并不一定由這些部件來(lái)執(zhí)行。例如，可以部分地或者完全地用硬件 和/或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理裝置的實(shí)施方式，而以下討論的圖像處理方法也可以完全用計(jì) 算機(jī)可執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然這些方法也可以采用圖像處理裝置的硬件和/或固件。 [0068]圖7示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖，該圖像處理方法 包括：從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為該 組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸入 的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列（S11);以及基于輸入時(shí)間序列、代表組織中的各點(diǎn)的血 流隨輸入時(shí)間序列的變化的模型以及時(shí)間序列圖像，對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)（S12 )，其中 參數(shù)包括血液從所述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0069] 其中，步驟S11可以由根據(jù)上述實(shí)施例的圖像處理裝置10〇、2〇〇和300中的輸入 提取單元101來(lái)執(zhí)行，步驟S12可以由其中的參數(shù)估計(jì)單元1〇2來(lái)執(zhí)行。
[0070] 如圖8所示，根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法還可以包括：在從所述 時(shí)間序列圖像中提取所述輸入部分之前對(duì)其進(jìn)行濾波以減小噪聲（S13)。該步驟可以由根 據(jù)上述實(shí)施例的圖像處理裝置200、300中的濾波單元201執(zhí)行。此外，該圖像處理方法還 可以包括生成和顯示各個(gè)參數(shù)的分布圖的步驟（S14)，該步驟可以由根據(jù)上述實(shí)施例的圖 像處理裝置300中的顯示單元301執(zhí)行。
[0071] 應(yīng)該注意，步驟S13和S14均是可選的，換言之，不包括步驟S13和S14兩者、包括 其中任意一個(gè)或包括兩者的組合的圖像處理方法均在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
[0072] 此外，根據(jù)本申請(qǐng)的圖像處理方法還可以包括對(duì)所獲得的輸入時(shí)間序列進(jìn)行插 值。
[0073] 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)的步驟S12包括以下子步驟：計(jì)算模型對(duì)輸入 時(shí)間序列的響應(yīng)；使用該響應(yīng)與時(shí)間序列圖像的像素值之間的差建立目標(biāo)函數(shù)；以及對(duì)該 目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得模型中的各個(gè)參數(shù)。
[0074]在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用非線(xiàn)性最小二乘法對(duì)該目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
[0075] 在一個(gè)實(shí)施例中，該組織為肝臟。其中，模型基于伽馬分布的累積分布函數(shù)。
[0076] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理方法包括：從時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈 的感興趣區(qū)域作為輸入部分，并獲得腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列。并且，該模型包括 如下延遲參數(shù)：從腹主動(dòng)脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第一延遲；以及從門(mén)靜脈到肝臟組織 中的各個(gè)點(diǎn)的第二延遲。
[0077] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二延遲在整個(gè)肝臟組織的所有點(diǎn)上為均一值。
[0078] 在一個(gè)實(shí)施例中，上述圖像處理方法還包括通過(guò)對(duì)腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度 序列進(jìn)行伽馬擬合來(lái)插值。
[0079] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述參數(shù)還包括肝動(dòng)脈灌注指數(shù)、肝動(dòng)脈灌注量、門(mén)靜脈灌注量 以及伽馬分布的參數(shù)。
[0080] 關(guān)于所述圖像處理方法的各個(gè)步驟的更具體細(xì)節(jié)以及更多可能步驟，可以參考以 上對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理裝置中各個(gè)部件的描述，這里不再贅述。
[0081] 應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像處理裝置和方法可用于各種圖像的處理。 例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像處理裝置和方法可用于醫(yī)學(xué)圖像的處理。
[0082] 圖9示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備的示意性框圖。為了不模糊 本申請(qǐng)的精神和范圍，在圖9中省略了醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備的其它可能部件。醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備900 包括圖像處理裝置 910,以對(duì)輸入的時(shí)間序列圖像進(jìn)行處理。圖像處理裝置910可以是根據(jù) 上述任一實(shí)施例的圖像處理裝置100、200或300。醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備900例如是X射線(xiàn)成像診 斷裝置、超聲波（UL)診斷成像裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT)裝置、磁共振成像（MRI)診斷成像 裝置、或者正電子發(fā)射斷層掃描（Positron Emission Tomography，PET)裝置等，而沒(méi)有限 制。
[0083] 將上述圖像處理裝置設(shè)置在醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備中時(shí)可使用的具體手段或方式為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。
[0084] 作為一個(gè)示例，上述圖像處理方法的各個(gè)步驟以及上述圖像處理裝置的各個(gè)組成 模塊和/或單元可以實(shí)施為軟件、固件、硬件或其組合。在通過(guò)軟件或固件實(shí)現(xiàn)的情況下， 可以從存儲(chǔ)介質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)向具有專(zhuān)用硬件結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)(例如圖10所示的通用計(jì)算機(jī)1200) 安裝構(gòu)成用于實(shí)施上述方法的軟件的程序，該計(jì)算機(jī)在安裝有各種程序時(shí)，能夠執(zhí)行各種 功能等。
[0085] 在圖10中，運(yùn)算處理單元（即CPU) 1001根據(jù)只讀存儲(chǔ)器（ROM) 1002中存儲(chǔ)的程序 或從存儲(chǔ)部分1〇〇8加載到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM) 1003的程序執(zhí)行各種處理。在RAM 1003 中，也根據(jù)需要存儲(chǔ)當(dāng)CPU 1001執(zhí)行各種處理等等時(shí)所需的數(shù)據(jù)。CPU 1001、R0M 1002和 RAM 1003經(jīng)由總線(xiàn)1004彼此鏈路。輸入/輸出接口 1005也鏈路到總線(xiàn)1004。
[0086] 下述部件鏈路到輸入/輸出接口 1〇〇5 :輸入部分1006 (包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等等)、輸 出部分1007(包括顯示器，比如陰極射線(xiàn)管（CRT)、液晶顯示器（LCD)等，和揚(yáng)聲器等)、存儲(chǔ) 部分1008 (包括硬盤(pán)等)、通信部分1009 (包括網(wǎng)絡(luò)接口卡比如LAN卡、調(diào)制解調(diào)器等)。通 信部分1009經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)比如因特網(wǎng)執(zhí)行通信處理。根據(jù)需要，驅(qū)動(dòng)器1〇1〇也可鏈路到輸入 /輸出接口 1005?？刹鹦督橘|(zhì)1011比如磁盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等等根據(jù)需要被 安裝在驅(qū)動(dòng)器1010上，使得從中讀出的計(jì)算機(jī)程序根據(jù)需要被安裝到存儲(chǔ)部分1008中。 [0087] 在通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)上述系列處理的情況下，從網(wǎng)絡(luò)比如因特網(wǎng)或存儲(chǔ)介質(zhì)比如可拆 卸介質(zhì)1011安裝構(gòu)成軟件的程序。
[0088] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這種存儲(chǔ)介質(zhì)不局限于圖10所示的其中存儲(chǔ)有程 序、與設(shè)備相分離地分發(fā)以向用戶(hù)提供程序的可拆卸介質(zhì)1011?？刹鹦督橘|(zhì)1011的例子 包含磁盤(pán)（包含軟盤(pán)（注冊(cè)商標(biāo)））、光盤(pán)（包含光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM)和數(shù)字通用盤(pán) (DVD))、磁光盤(pán)(包含迷你盤(pán)（MD)(注冊(cè)商標(biāo)））和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。或者，存儲(chǔ)介質(zhì)可以是 R0M1002、存儲(chǔ)部分10〇8中包含的硬盤(pán)等等，其中存有程序，并且與包含它們的設(shè)備一起被 分發(fā)給用戶(hù)。
[0089] 本發(fā)明還提出一種存儲(chǔ)有機(jī)器可讀取的指令代碼的程序產(chǎn)品。所述指令代碼由機(jī) 器讀取并執(zhí)行時(shí)，可執(zhí)行上述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理方法。
[0090] 相應(yīng)地，用于承載上述存儲(chǔ)有機(jī)器可讀取的指令代碼的程序產(chǎn)品的存儲(chǔ)介質(zhì)也包 括在本發(fā)明的公開(kāi)中。所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于軟盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)棒等 等。
[0091] 在上面對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的描述中，針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征 可以用相同或類(lèi)似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征 相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
[0092] 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語(yǔ)"包括/包含"在本文使用時(shí)指特征、要素、步驟或組件的存在，但 并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要素、步驟或組件的存在或附加。
[0093] 在上述實(shí)施例和示例中，采用了數(shù)字組成的附圖標(biāo)記來(lái)表示各個(gè)步驟和/或單 元。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，這些附圖標(biāo)記只是為了便于敘述和繪圖，而并非表示其 順序或任何其他限定。
[0094] 此外，本發(fā)明的方法不限于按照說(shuō)明書(shū)中描述的時(shí)間順序來(lái)執(zhí)行，也可以按照其 他的時(shí)間順序地、并行地或獨(dú)立地執(zhí)行。因此，本說(shuō)明書(shū)中描述的方法的執(zhí)行順序不對(duì)本發(fā) 明的技術(shù)范圍構(gòu)成限制。
[0095] 盡管上面已經(jīng)通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例的描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了披露，但是，應(yīng) 該理解，上述的所有實(shí)施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在所 附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)本發(fā)明的各種修改、改進(jìn)或者等同物。這些修改、改進(jìn)或 者等同物也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0096] 通過(guò)上述描述，本發(fā)明的實(shí)施例提供了以下的技術(shù)方案。
[0097] 附記1. 一種圖像處理裝置，包括：
[0098] 輸入提取單元，被配置為從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像 的時(shí)間序列圖像中提取為所述組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并 基于該輸入部分獲得血流輸入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及 [0099] 參數(shù)估計(jì)單元，被配置為基于所述輸入時(shí)間序列、代表所述組織中的各點(diǎn)的血流 隨所述輸入時(shí)間序列的變化的模型以及所述時(shí)間序列圖像，對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估 計(jì)，其中所述參數(shù)包括血液從所述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0100] 附記2.根據(jù)附記1所述的圖像處理裝置，還包括：
[0101] 濾波單元，被配置為在所述時(shí)間序列圖像進(jìn)入所述輸入提取單元之前對(duì)其進(jìn)行濾 波以減小噪聲。
[0102] 附記3.根據(jù)附記1或2所述的圖像處理裝置，其中，所述參數(shù)估計(jì)單元包括： [0103] 響應(yīng)計(jì)算模塊，被配置為計(jì)算所述模型對(duì)所述輸入時(shí)間序列的響應(yīng)；
[0104]目標(biāo)函數(shù)建立模塊，被配置為使用所述響應(yīng)與所述時(shí)間序列圖像的像素值之間的 差建立目標(biāo)函數(shù)；以及
[0105]優(yōu)化模塊，被配置為對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得模型中的各個(gè)參數(shù)。
[0106]附記4.根據(jù)附記3所述的圖像處理裝置，其中，所述優(yōu)化模塊被配置為使用非線(xiàn) 性最小二乘法對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
[0107]附記5·根據(jù)附記1或2所述的圖像處理裝置，還包括顯示單元，被配置為生成和 顯示各個(gè)參數(shù)的分布圖。
[0108]附記6.根據(jù)附記1或2所述的圖像處理裝置，所述輸入提取單元還被配置為對(duì)所 述輸入時(shí)間序列進(jìn)行插值。
[0109]附記7.據(jù)附記1或2所述的圖像處理裝置，其中，所述組織為肝臟。
[0110]附記8.根據(jù)附記7所述的圖像處理裝置，其中，所述模型基于伽馬分布的累積分 布函數(shù)。
[0111] 附記9.根據(jù)附記7所述的圖像處理裝置，其中，
[0112]所述輸入提取單元被配置為從所述時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的感 興趣區(qū)域作為輸入部分，并獲得腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列；以及 [0113] 所述模型包括如下延遲參數(shù)：
[01 M]從所述腹主動(dòng)脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第一延遲；以及 [0115]從所述門(mén)靜脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第二延遲。
[0116]附記10.根據(jù)附記9所述的圖像處理裝置，其中，所述第二延遲在整個(gè)肝臟組織的 所有點(diǎn)上為均一值。
[0117] 附記11.根據(jù)附記9所述的圖像處理裝置，其中，所述輸入提取單元被配置為通過(guò) 對(duì)所述腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列進(jìn)行伽馬擬合來(lái)插值。
[0m]附記12.根據(jù)附記6所述的圖像處理裝置，其中，所述參數(shù)還包括肝動(dòng)脈灌注指 數(shù)、肝動(dòng)脈灌注量、門(mén)靜脈灌注量以及伽馬分布的參數(shù)。
[0119]附記I3· -種醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備，包括如附記1-12中任意一項(xiàng)所述的圖像處理裝置。 [0120]附記14.根據(jù)附記I3所述的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備為計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備或磁共振成像 診斷成像設(shè)備。
[0121]附記15. -種圖像處理方法，包括：
[0122]從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取 為所述組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血 流輸入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及
[0123] 基于所述輸入時(shí)間序列、代表所述組織中的各點(diǎn)的血流隨所述輸入時(shí)間序列的變 化的模型以及所述時(shí)間序列圖像，對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其中所述參數(shù)包括血液 從所述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
[0124] 附記16.根據(jù)附記15所述的圖像處理方法，還包括如下步驟：
[0125]在從所述時(shí)間序列圖像中提取所述輸入部分之前對(duì)其進(jìn)行濾波以減小噪聲。
[0126] 附記17.根據(jù)附記15或16所述的圖像處理方法，其中，對(duì)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)包括： [0127] 計(jì)算所述模型對(duì)所述輸入時(shí)間序列的響應(yīng)；
[0128]使用所述響應(yīng)與所述時(shí)間序列圖像的像素值之間的差建立目標(biāo)函數(shù)；以及
[0129] 對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得模型中的各個(gè)參數(shù)。
[0130]附記18.根據(jù)附記Π 所述的圖像處理方法，其中，使用非線(xiàn)性最小二乘法對(duì)所述 目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
[0131] 附記19.根據(jù)附記15或16所述的圖像處理方法，還包括生成和顯示各個(gè)參數(shù)的 分布圖的步驟。
[0132] 附記20.根據(jù)附記15或16所述的圖像處理方法，還包括對(duì)所獲得的所述輸入時(shí) 間序列進(jìn)行插值。
[0133]附記21.根據(jù)附記15或16所述的圖像處理方法，其中，所述組織為肝臟。
[0134]附記22.根據(jù)附記21所述的圖像處理方法，其中，所述模型基于伽馬分布的累積 分布函數(shù)。
[0135] 附記23.根據(jù)附記21所述的圖像處理方法，包括：
[0136]從所述時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的感興趣區(qū)域作為輸入部分，并獲 得腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列；以及
[0137] 所述模型包括如下延遲參數(shù)：
[0138]從所述腹主動(dòng)脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第一延遲；以及
[0139]從所述門(mén)靜脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第二延遲。
[0140]附記24.根據(jù)附記23所述的圖像處理方法，其中，所述第二延遲在整個(gè)肝臟組織 的所有點(diǎn)上為均一值。
[0141]附記25·根據(jù)附記幻所述的圖像處理方法，還包括通過(guò)對(duì)所述腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈 的時(shí)間密度序列進(jìn)行伽馬擬合來(lái)插值。
[0142]附記26.根據(jù)附記21所述的圖像處理方法，其中，所述參數(shù)還包括肝動(dòng)脈灌注指 數(shù)、肝動(dòng)脈灌注量、門(mén)靜脈灌注量以及伽馬分布的參數(shù)。
[0143]附記27. -種計(jì)算機(jī)程序，用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)附記I5-%中的任意一項(xiàng)所述的圖像處 理方法。
[0144]附記2S. -種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其上記錄有用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)附記15-26中的 任意一項(xiàng)所述的圖像處理方法的計(jì)算機(jī)程序代碼。
【權(quán)利要求】
1. 一種圖像處理裝置，包括： 輸入提取單元，被配置為從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí) 間序列圖像中提取為所述組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于 該輸入部分獲得血流輸入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及 參數(shù)估計(jì)單元，被配置為基于所述輸入時(shí)間序列、代表所述組織中的各點(diǎn)的血流隨所 述輸入時(shí)間序列的變化的模型以及所述時(shí)間序列圖像，對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其 中所述參數(shù)包括血液從所述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，還包括： 濾波單元，被配置為在所述時(shí)間序列圖像進(jìn)入所述輸入提取單元之前對(duì)其進(jìn)行濾波以 減小噪聲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像處理裝置，其中，所述參數(shù)估計(jì)單元包括： 響應(yīng)計(jì)算模塊，被配置為計(jì)算所述模型對(duì)所述輸入時(shí)間序列的響應(yīng)； 目標(biāo)函數(shù)建立模塊，被配置為使用所述響應(yīng)與所述時(shí)間序列圖像的像素值之間的差建 立目標(biāo)函數(shù)；以及 優(yōu)化模塊，被配置為對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得模型中的各個(gè)參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像處理裝置，還包括顯示單元，被配置為生成和顯示各 個(gè)參數(shù)的分布圖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像處理裝置，所述輸入提取單元還被配置為對(duì)所述輸 入時(shí)間序列進(jìn)行插值。
6·根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像處理裝置，其中，所述組織為肝臟。
7·根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，所述模型基于伽馬分布的累積分布函 數(shù)。
8·根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中， 所述輸入提取單元被配置為從所述時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的感興趣 區(qū)域作為輸入部分，并獲得腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列；以及 所述模型包括如下延遲參數(shù)： 從所述腹主動(dòng)脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第一延遲；以及 從所述門(mén)靜脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第二延遲。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其中，所述第二延遲在整個(gè)肝臟組織的所有 點(diǎn)上為均一值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理裝置，其中，所述輸入提取單元被配置為通過(guò)對(duì)所 述腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列進(jìn)行伽馬擬合來(lái)插值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，所述參數(shù)還包括肝動(dòng)脈灌注指數(shù)、肝 動(dòng)脈灌注量、門(mén)靜脈灌注量以及伽馬分布的參數(shù)。
12. -種醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的圖像處理裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的醫(yī)學(xué)圖像設(shè)備為計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備或磁共振成像診斷 成像設(shè)備。
14. 一種圖像處理方法，包括： 從通過(guò)對(duì)組織進(jìn)行血流灌注成像掃描而獲得的醫(yī)學(xué)圖像的時(shí)間序列圖像中提取為所 述組織提供血流輸入的主要血管所在的區(qū)域作為輸入部分，并基于該輸入部分獲得血流輸 入的時(shí)間密度序列作為輸入時(shí)間序列；以及 基于所述輸入時(shí)間序列、代表所述組織中的各點(diǎn)的血流隨所述輸入時(shí)間序列的變化的 模型以及所述時(shí)間序列圖像，對(duì)所述模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，其中所述參數(shù)包括血液從所 述輸入部分流到所述組織中的各點(diǎn)經(jīng)歷的延遲。 I5·根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像處理方法，還包括如下步驟： 在從所述時(shí)間序列圖像中提取所述輸入部分之前對(duì)其進(jìn)行濾波以減小噪聲。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的圖像處理方法，其中，所述組織為肝臟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理方法，其中，所述模型基于伽馬分布的累積分布 函數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理方法，包括： 從所述時(shí)間序列圖像中提取腹主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的感興趣區(qū)域作為輸入部分，并獲得腹 主動(dòng)脈和門(mén)靜脈的時(shí)間密度序列；以及 所述模型包括如下延遲參數(shù)： 從所述腹主動(dòng)脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第一延遲；以及 從所述門(mén)靜脈到肝臟組織中的各個(gè)點(diǎn)的第二延遲。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104217398SQ201310205674
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】徐翠, 胡恒, 大湯重治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社