腹部扫描方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及医疗设备领域，特别是一种腹部扫描方法、系统及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。在磁共振成像系统中，现有的腹部自动化扫描工作流中，时常发生在人体头脚方向及前后方向扫描范围自动选择过大的情况。过大的扫描范围势必增加扫描时间，降低患者的舒适度及配合度，进而有可能会导致扫描获得的图像的质量降低。并且由于增大的扫描范围超出了感兴趣区域，因此并不能提供更多的诊断信息。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种腹部扫描方法，另一方面提出了一种腹部扫描系统及计算机可读存储介质，用以提高自动识别腹部扫描范围的准确性。
4.本发明实施例中提出的腹部扫描方法，包括：获取当前腹部定位图像；将所述当前腹部定位图像输入一预先训练好的肝脏轮廓获取模型中，并得到所述肝脏轮廓获取模型输出的当前肝脏轮廓信息；所述肝脏轮廓获取模型利用第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到；基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到腹部扫描范围及扫描的中心位置，并将所述扫描范围及扫描的中心位置应用于当前的扫描协议中；利用所述扫描协议进行腹部磁共振扫描。
5.在一个实施方式中，利用所述扫描协议进行腹部磁共振扫描之前，进一步包括：基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到肝脏的质心位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，根据所述肝脏的质心位置或所述肝脏轮廓的内切圆圆心位置计算得到呼吸导航所需的导航条位置，将所述导航条位置应用于当前的扫描协议中。
6.在一个实施方式中，所述腹部定位图像包括：矢状位图像、横断位图像和冠状位图像；所述肝脏轮廓信息包括：以患者为定位中心的头脚方向尺寸、前后方向尺寸和左右方向尺寸。
7.本发明实施例中提出的腹部扫描系统，包括：图像获取模块，用于获取当前腹部定位图像；肝脏轮廓信息获取模块，用于将所述当前腹部定位图像输入一预先训练好的肝脏轮廓获取模型中，并得到所述肝脏轮廓获取模型输出的当前肝脏轮廓信息；所述肝脏轮廓获取模型利用第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到；扫描范围确定模块，用于基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到腹部扫描范围及扫描的中心位置，并将所述扫描范围及扫描的中心位置应用于当前的扫描协议中，以供磁共振成像设备利用所述扫描协议进行腹部磁共振扫描。
8.在一个实施方式中，该系统进一步包括：导航条位置确定模块，用于基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到肝脏的质心位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，根据所述肝脏的质心位置或所述肝脏轮廓的内切圆圆心位置计算得到呼吸导航所需的导航条位置，将所述导航条位置应用于当前的扫描协议中。
9.在一个实施方式中，所述腹部定位图像包括：矢状位图像、横断位图像和冠状位图像；所述肝脏轮廓信息包括：以患者为定位中心的头脚方向尺寸、前后方向尺寸和左右方向尺寸。
10.本发明实施例中提出的又一种腹部扫描系统，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腹部扫描方法。
11.本发明实施例中提出的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如上任一实施方式中所述的腹部扫描方法。
12.从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中预先基于人工智能网络通过第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到一肝脏轮廓获取模型，并基于该肝脏轮廓获取模型来获取肝脏区域的轮廓信息，基于所获取的肝脏区域的轮廓信息来确定扫描范围。由于这种方法获取的肝脏轮廓信息比较准确，因此可以提高自动识别腹部扫描范围的准确性。
13.此外，通过基于上述所获取的肝脏区域的轮廓信息来确定肝脏质心的位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，并基于肝脏质心的位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置确定导航条的位置，可以确保导航条的位置在肝脏区域的轮廓之内，提高了导航条的定位准确度。
附图说明
14.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：
15.图1为本发明实施例中腹部扫描方法的示例性流程图。
16.图2a为本发明实施例中一个横断位图像的示意图。
17.图2b为基于图2a所示横断位图像输出的肝脏轮廓信息。
18.图3为本发明实施例中的腹部扫描系统的示例性结构图。
19.图4为本发明实施例中的又一腹部扫描系统的示例性结构图。
20.其中，附图标记如下：
21.标号含义101～105步骤1、2方框301图像获取模块302肝脏轮廓信息获取模块303扫描范围确定模块41存储器42处理器
43总线
具体实施方式
22.本发明实施例中，考虑到mr扫描的腹部定位图像中包含肝脏信息，因此腹部定位通常基于肝脏位置进行。目前主要是使用人工标注的方式来确定肝脏的轮廓，进而计算出腹部的感兴趣区域的扫描范围(field of view，fov)。在定位向图像质量高的情况下，现有的蛇形图像分割算法(snake算法)能获得相对准确的扫描范围。而若定位向图像质量比较差，则会导致在人体头脚方向及前后方向计算出来的范围过大。此外，在普通的腹部扫描中，操作者需要根据肝脏的位置对导航条进行摆放，从而获取稳定的呼吸信息，用于触发扫描。目前使用的是将导航条的位置固定在fov中心偏左。该方法虽然能在大部分情况下覆盖到肝脏的位置，但是这些位置都不是最佳的位置，还有可能偏离于肝脏区域之外，呼吸信号还有提升的空间。另外，该方法也会在扫描层方向为冠状位时出现导航条不在肝脏上的情况，导致呼吸信号错误，图像出现明显的呼吸伪影。
23.为了提高自动识别腹部扫描范围的准确性，考虑基于人工智能网络训练得到一肝脏轮廓获取模型，基于该模型来获取肝脏区域的轮廓信息。由于这种方法获取的肝脏轮廓信息比较准确，因此可以提高自动识别腹部扫描范围的准确性。
24.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。
25.图1为本发明实施例中腹部扫描方法的示例性流程图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：
26.步骤101，获取当前腹部定位图像。
27.本实施例中，腹部定位图像可以是三平面定位，例如可包括：矢状位图像、横断位图像和冠状位图像。
28.图2a示出了本发明实施例中一个横断位图像的示意图。
29.步骤102，将所述当前腹部定位图像输入一预先训练好的肝脏轮廓获取模型中，并得到所述肝脏轮廓获取模型输出的当前肝脏轮廓信息。
30.其中，所述肝脏轮廓获取模型可利用第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到。这里，历史肝脏轮廓信息可以是基于腹部定位图像人工标注得到的肝脏轮廓信息。
31.肝脏轮廓信息可包括：以患者为定位中心的头脚(hf)方向尺寸、前后(ap)方向尺寸和左右(lr)方向尺寸。其中，头脚方向尺寸可基于横断位图像确定，前后方向尺寸可基于冠状位图像确定，左右方向尺寸可基于矢状位图像确定。
32.图2b为基于图2a所示横断位图像输出的肝脏轮廓信息。
33.步骤103，基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到腹部扫描范围及扫描的中心位置，并将所述扫描范围及扫描的中心位置应用于当前的扫描协议中。
34.图2b中的1号方框为扫描的中心位置，其也是肝脏区域的几何中心位置。
35.步骤104，基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到肝脏的质心位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，根据所述肝脏的质心位置或所述肝脏轮廓的内切圆圆心位置计算得到呼吸
导航所需的导航条位置，将所述导航条位置应用于当前的扫描协议中。
36.本步骤中，可将导航条位置设置在质心位置或者是离质心位置设定距离的位置，或将导航条位置设置在肝脏轮廓的内切圆圆心位置或者是离内切圆圆心位置设定距离的位置等。
37.图2b中的2号方框为肝脏的质心位置。
38.步骤105，利用所述扫描协议进行腹部磁共振扫描。
39.本实施例中，步骤103和步骤104没有绝对的先后顺序。例如，也可以先执行步骤104再执行步骤103，或者步骤103和步骤104同时执行。当然，在其他实施方式中，导航条位置也可采用现有方法确定，例如仍然将导航条的位置固定在fov中心偏左的位置等。此外，导航条位置也可采用其他方法确定，此处不对其进行限定。
40.以上对本发明实施例中的腹部扫描方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的腹部扫描系统进行详细描述。本发明实施例中的腹部扫描系统可用于实施本发明实施例中的腹部扫描方法，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。
41.图3为本发明实施例中的腹部扫描系统的示例性结构图。如图3所示，该系统可如图3中的实线部分所示，包括：图像获取模块301、肝脏轮廓信息获取模块302和扫描范围确定模块303。
42.其中，图像获取模块301用于获取当前腹部定位图像。
43.肝脏轮廓信息获取模块302用于将所述当前腹部定位图像输入一预先训练好的肝脏轮廓获取模型中，并得到所述肝脏轮廓获取模型输出的当前肝脏轮廓信息；所述肝脏轮廓获取模型利用第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到。
44.扫描范围确定模块303用于基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到腹部扫描范围及扫描的中心位置，并将所述扫描范围及扫描的中心位置应用于当前的扫描协议中，以供磁共振成像设备利用所述扫描协议进行腹部磁共振扫描。
45.在一个实施方式中，该系统可如图3中的虚线部分所示，进一步包括：导航条位置确定模块304，用于基于所述当前肝脏轮廓信息计算得到肝脏的质心位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，根据所述肝脏的质心位置或所述肝脏轮廓的内切圆圆心位置计算得到呼吸导航所需的导航条位置，将所述导航条位置应用于当前的扫描协议中。
46.在一个实施方式中，所述腹部定位图像包括：矢状位图像、横断位图像和冠状位图像；所述肝脏轮廓信息包括：以患者为定位中心的头脚方向尺寸、前后方向尺寸和左右方向尺寸。
47.图4为本发明实施例中又一种腹部扫描系统的示例性结构图。如图4所示，可包括：至少一个存储器41和至少一个处理器42。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43进行通信。
48.其中，至少一个存储器41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3所示的腹部扫描系统的各个模块。此外，至少一个存储器41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。
49.至少一个处理器42用于调用至少一个存储器41中存储的计算机程序，以执行本发明实施例中所述的腹部扫描方法。处理器42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。
50.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。
51.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。
52.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腹部扫描方法。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。
53.从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中预先基于人工智能网络通过第一数量的历史腹部定位图像作为输入集，并利用与所述第一数量的历史腹部定位图像分别对应的第一数量的历史肝脏轮廓信息作为输出集训练得到一肝脏轮廓获取模型，并基于该肝脏轮廓获取模型来获取肝脏区域的轮廓信息，基于所获取的肝脏区域的轮廓信息来确定扫描范围。由于这种方法获取的肝脏轮廓信息比较准确，因此可以提高自动识别腹部扫描范围的准确性。
54.此外，通过基于上述所获取的肝脏区域的轮廓信息来确定肝脏质心的位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置，并基于肝脏质心的位置或肝脏轮廓的内切圆圆心位置确定导航条的位置，可以确保导航条的位置在肝脏区域的轮廓之内，提高了导航条的定位准确度。
55.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。