[发明专利]X射线照片方向的检测和校正方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于处理X射线照片的技术，尤其涉及用于自动检测和校正X射线照片方向的技术。

背景技术

图片存档和通信系统(PACS)被用于从各种医学影像设备(modality)中获得图像、存储和检索所获得的图像以及在显示工作站上分发和呈现所获得的图像。这样的医学影像设备能够包括磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层显像(PET)、超声波扫描术(US)、计算机射线摄影(CR)、数字射线摄影(DR)等。

在PACS系统上显示图像时，优选以其正确方向显示图像。如果图像从磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层显像(PET)和超声波扫描术(US)中获得，则可以容易地完成，这是由于在获得期间已经得知图像的方向。

然而，对于其它医学影像设备，例如计算机射线摄影(CR)，由于方向未知因而图像方向是个问题，这是因为CR暗盒，类似于胶卷暗盒，与捕捉设备是独立的。即，它们可以以各种方向放置以适应检查条件。因此，直到图像被处理并显示在屏幕上才知道图像方向。

在数字胶片中也存在这样情况。当放射部门对数字图像检索系统进行投入时，通常需要对大量的胶片进行数字化，以提供对PACS中先前检查的在线调用。大量X射线照片胶片的数字化经常使用批量给送器来执行；因此，当数字化时，胶片的方向对于PACS经常是未知的。

目前，校正图像方向的操作通常由技术人员手工执行。尽管可以短时间完成工作站上图像的旋转，但是当假定有大量的X射线照片需要审阅时，累计的时间耗费和所需要的成本可能很大。

此外，还存在与校正图像方向的需求相关的其它因素。例如，图像的正确方向可能对于图像质量有利且能提高诊断可信度。准确的医疗诊断经常取决于图像中诊断相关区域的正确显示。正确定向的图像能够促进X射线照片中诊断相关区域的位置的一致性，有利于这些区域的分割和提取，并能进一步帮助设计用于给出和显示图像的更加鲁棒和有效的图像处理算法。

因此，存在对于自动检测X射线照片方向并将其重新定向(如果需要)至放射科医师(或其它观察者)认为较佳的位置的方法。这样的方法将促进PACS中图像管理和显示的效率和有效性，并将加速医院的工作流程。

然而，识别X射线照片的方向是个具有挑战性的问题，这是由于X射线照片经常在各种检查条件下拍摄。病人的姿势和尺寸可能是变化的；根据病人的情况放射科医师可以具有偏爱。这些因素可能导致来自同一检查的X射线照片看起来相当不同。人类倾向于通过捕捉图像内容、将其分组为有意义的对象并将它们与上下文信息匹配使用高层次概念来识别图像的正确方向。然而在现实中，对于计算机来讲很难实现所有的这些分析过程。

已经提出了一些方法来识别胸腔X射线照片的方向。

例如Pieka等人(″胸腔图像的方向校正(OrientationCorrection for Chest Images)″，数字成像杂志(Journal ofDigital Imaging)，Vol.5，No.3，1992)提出了一种使用图像的两个投影剖面确定胸腔图像的投影和方向的自动方法，所述图像的投影剖面通过计算沿着水平线和竖直线的平均密度得到。

Boone等人(″使用神经网络的用于图片存档和通信系统显示的胸腔X射线照片方向的识别(Recognition of Chest RadiographOrientation for Picture Archiving and Communication SystemsDisplay Using Neural Networks)″，数字成像杂志(Journal ofDigital Imaging)，Vol.5，No.3，1992)提出了一种人工神经网络来对胸腔X射线照片的方向进行分类。提取的特征包括两个投影剖面和四个感兴趣区域。

Evanoff等人(″胸腔图像方向的自动确定(AutomaticallyDetermining the Orientation of Chest Images)″，SPIE Vol.3035)将线性回归应用在两个正交剖面上，来确定图像的顶部，然后寻找心脏的边缘以确定图像是否需要重新定向。