本發(fā)明實施例涉及計算機斷層成像技術(shù)領域，尤其涉及一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法和裝置。

背景技術(shù)：

頭部斷層掃描大概占整個計算機斷層掃描CT掃描量的30％，屬于常規(guī)檢查中比較常用的掃描。但是由于一些病人在掃描過程中往往無法保持靜止，從而引發(fā)由于頭部運動導致的運動偽影。

對于病人劇烈的運動偽影，醫(yī)生一般可以通過重建圖像明確的鑒定出來，比如，通過看頭部各個器官是否有明顯位移，以及位移之后的模糊程度等。但是一些病人在掃描過程中比較輕微的運動，醫(yī)生就比較難通過重建圖像區(qū)分到底是由于運動帶來的運動偽影還是病人本身的病灶。

因此如何檢測在掃描過程中病人是否存在輕微運動，并告知醫(yī)生，以提高醫(yī)生對病灶的檢出率是現(xiàn)在CT頭部掃描的一個難點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種發(fā)明用于計算機斷層掃描的運動檢測方法和裝置，以實現(xiàn)對被檢測對象在掃描過程中是否發(fā)生輕微運動的精準判斷。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法，該方法包括：

獲取被檢測對象各采樣角度的投影數(shù)據(jù)；

分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值；所述第一采樣角度與所述第二采樣角度間隔180°的整數(shù)倍；

基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值，根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置，該裝置包括：

投影數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取被檢測對象各采樣角度的投影數(shù)據(jù)；

投影重心值計算模塊，用于分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值；所述第一采樣角度與所述第二采樣角度間隔180°的整數(shù)倍；

運動檢測模塊，用于基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值，根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動。

本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，通過各采樣角度的投影數(shù)據(jù)中第一采樣角度的第一投影重心值，以及與第一采樣角度間隔180°整數(shù)倍的第二采樣角度的第二投影重心值，計算出重心差異值，進而根據(jù)重心差異值確定被檢測對象是否進行運動，解決了無法準確判斷掃描過程中被監(jiān)測對象是否存在微小運動的問題，本技術(shù)方案通過CT非常精密且敏感的探測器獲取到的投影數(shù)據(jù)確定重心差異值，能夠非常準確地反饋出被檢測對象的運動情況。從而為醫(yī)生判斷被檢測對象是否存在微小運動提供很有力的證據(jù)。

附圖說明

為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實施例的技術(shù)方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對于本領域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一所提供的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法的流程圖；

圖2A為本發(fā)明實施例二所提供的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法的流程圖；

圖2B為本發(fā)明實施例二所提供的第一場景下頭部斷層掃描圖像示意圖；

圖2C為圖2B所對應的重心差異值曲線的示意圖；

圖2D為本發(fā)明實施例二所提供的第二場景下頭部斷層掃描圖像示意圖；

圖2E為圖2D所對應的重心差異值曲線的示意圖；

圖2F為本發(fā)明實施例二所提供的第三場景下頭部斷層掃描圖像示意圖；

圖2G為圖2F所對應的重心差異值曲線的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例三所提供的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

在更加詳細地討論示例性實施例之前應當提到的是，一些示例性實施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各步驟描述成順序的處理，但是其中的許多步驟可以被并行地、并發(fā)地或者同時實施。此外，各步驟的順序可以被重新安排。當其操作完成時所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對應于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法的流程圖。如圖1所示，本實施例的方法可以由用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置來執(zhí)行，該裝置可通過硬件和/或軟件的方式實現(xiàn)，并一般可獨立的配置在服務器或終端中實現(xiàn)本實施例的方法。

本實施例的方法具體包括：

S110、獲取被檢測對象各采樣角度的投影數(shù)據(jù)。

計算機斷層掃描系統(tǒng)根據(jù)人體不同組織對X射線的吸收與透過率的不同，應用靈敏度極高的探測器對人體進行測量，獲取組織投影數(shù)據(jù)，然后將測量所獲取的投影數(shù)據(jù)進行處理，重建出人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，基于重建圖像來發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細小病變。一般地，被檢測對象可以是人體的頭部、胸、腹、脊柱及四肢等不同部位。投影也可以稱線積分或射線和等。需要說明的是，如果物體相對于旋轉(zhuǎn)中心沒有對稱性的話，物體的投影數(shù)據(jù)則因角度的不同而不同。

S120、分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值；所述第一采樣角度與所述第二采樣角度間隔180°的整數(shù)倍。

采樣角度可以理解為以預設步長或預設速度對被檢測對象進行掃描時的采樣角度。比如，從0度開始掃描，在掃描過程中，每隔0.05°的步長進行一次采樣，則采樣角度分別為0°、0.05°、0.1°、0.15°……，直至掃描周期結(jié)束。當然也可以是以預設采樣數(shù)量對被檢測對象進行掃描，如可以設定掃描一圈360度采樣4800個角度。

在本操作中，可以獲取X射線源與探測器在第一采樣角度的第一投影數(shù)據(jù)，進而獲取X射線源與探測器繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)180度的整數(shù)倍后的第二投影數(shù)據(jù)。第一采樣角度可以是任意角度，第二采樣角度與第一采樣角度間隔180°的整數(shù)倍即可。考慮到掃描時間及掃描射線量對被檢測對象的影響，特殊地，第一采樣角度可與所述第二采樣角度間隔180°。

在本實施例中，本發(fā)明從掃描的投影數(shù)據(jù)入手，根據(jù)計算出的投影數(shù)據(jù)的投影重心值檢測被檢測對象是否運動。其中，投影重心可以理解為被檢測對象的重心投影到當前采樣角度下的探測器上的位置。被檢測對象的重心是指被檢測對象各部分所受重力的合力作用點。在被檢測物體各部分質(zhì)量恒定的情況下，被檢測對象的重心是不會變化的。被檢測物體的重心的計算方法已經(jīng)較為成熟，本實施例中可以采用現(xiàn)有技術(shù)的計算方法，在此不再贅述。

為了便于計算，可以將探測器的通道、排數(shù)分別進行編號，當然也可將采樣角度順序編號。具體地，分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值可包括：根據(jù)如下公式分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值：

其中，為第j排，第k個采樣角度的射束的投影重心值；nchan為探測器總的通道數(shù)，i為探測器的通道編號，j為探測器的排數(shù)編號，k為采樣角度編號；為第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器所探測到的投影數(shù)據(jù)；為旋轉(zhuǎn)中心到第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器和球管連線的垂直距離。

S130、基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值，根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動。

在平行光束成像中，當探測器繞物體旋轉(zhuǎn)360°，每條投影射線都被測了兩次。根據(jù)同樣的道理，當扇形束探測器旋轉(zhuǎn)360°,每條投影射線也都被測到了兩次?？梢姡蓛蓚€面對面的探測器測得的數(shù)據(jù)都是冗余的，因此，當?shù)谝徊蓸咏嵌扰c第二采樣角度相隔180度整數(shù)倍時，第一采樣角度對應的第一投影重心值與第二采樣角度所對應的第二投影重心值理論上應該相同，即可以通過將重心差異值與0進行比較準確反饋出被檢測對象的運動情況。具體地，根據(jù)如下公式計算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值：

其中，為重心差異值；為第一投影重心值；為第二投影重心值；nViewPerHafRot為與第k個采樣角度間隔180°的采樣角度對應的采樣數(shù)量。

可以理解的是，重心差異值是第一投影重心值與第二投影重心值之間的差值，因此可以由第一投影重心值減去第二投影重心值，也可以是第二投影重心值減去第一投影重心值得到。

考慮到實際掃描過程中由于CT系統(tǒng)本身存在一定震動等情況對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響，若被檢測對象未運動時，重心差異值可能不會嚴格為0，而是在0附近一定的數(shù)值范圍內(nèi)。具體地，所述根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動包括：若所述重心差異值處于預設的閾值范圍內(nèi)，則確定所述被檢測對象未運動。其中，預設的閾值范圍與CT系統(tǒng)本身的參數(shù)及性能有關(guān)，可以根據(jù)實際情況進行設置，在此不做限定。若CT系統(tǒng)的精度越高，可以將閾值范圍設置的越小越接近于0。示例性地，所述預設的閾值范圍可以設置為-0.2毫米-0.2毫米、-0.3毫米-0.3毫米、-0.5毫米-0.5毫米或者取端值在1毫米之內(nèi)的任意數(shù)值區(qū)間作為閾值范圍，當然閾值范圍的端值也可以是大于1毫米。

在理想的檢測環(huán)境下，可根據(jù)單個或少數(shù)幾個重心差異值確定被檢測對象是否運動。在實際操作過程中，考慮到系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的噪聲可能對個別采樣角度的數(shù)值產(chǎn)生影響，可選地，根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動具體可包括：基于預設數(shù)量的采樣角度的重心差異值構(gòu)建重心差異值曲線；根據(jù)所述重心差異值曲線確定所述被檢測對象是否運動。

其中，預設數(shù)量可以是掃描過程中全部的采樣角度所對應的重心差異值，也可以是等間距選取采樣角度，進而獲得采樣角度所對應的重心差異值?？梢岳斫獾氖?，選取的采樣角度越多，則對應的重心差異值越多，構(gòu)建的重心差異值曲線就越貼合實際。預設數(shù)量的具體取值可以根據(jù)實際情況進行設置，在此不做限定。

為了更加精確地確定被檢測對象是否存在運動，可以根據(jù)重心差異值曲線的趨勢進行判斷。在上述技術(shù)方案的基礎上，根據(jù)重心差異值曲線確定被檢測對象是否運動具體可包括：若重心差異值曲線中連續(xù)多個(兩個或兩個以上)采樣角度所對應的重心差異值未處于預設的閾值范圍內(nèi)，則確定被檢測對象運動；或者，若重心差異值曲線中預設區(qū)間內(nèi)多個(兩個或兩個以上)采樣角度所對應的重心差異值未處于預設的閾值范圍內(nèi)，則確定被檢測對象運動。這樣設置的好處在于，可以充分考慮重心差異值的整體趨勢，而忽略極個別的采樣角度所對應的重心差異值對檢測結(jié)果的影響，從而提高被檢測對象運動檢測的精準率。

需要說明的是，在本發(fā)明實施例中“第一采樣角度”、“第二采樣角度”、“第一投影重心值”與“第二投影重心值”中的“第一”、“第二”僅僅用于區(qū)分和解釋后面的名詞而并非限定。

本實施例的技術(shù)方案，通過各采樣角度的投影數(shù)據(jù)中第一采樣角度的第一投影重心值，以及與第一采樣角度間隔180°整數(shù)倍的第二采樣角度的第二投影重心值，計算出重心差異值，進而根據(jù)重心差異值確定被檢測對象是否進行運動，解決了無法準確判斷掃描過程中被監(jiān)測對象是否存在微小運動的問題，本技術(shù)方案通過CT非常精密且敏感的探測器獲取到的投影數(shù)據(jù)確定重心差異值，能夠非常準確地反饋出被檢測對象的運動情況。從而為醫(yī)生判斷被檢測對象是否存在微小運動提供很有力的證據(jù)。

實施例二

圖2A為本發(fā)明實施例所適用的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測方法的流程圖，如圖2A所示，本實施例的方法具體包括：

S210、獲取被檢測對象各采樣角度的投影數(shù)據(jù)。

S220、根據(jù)如下公式分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值：

其中，為第j排，第k個采樣角度的射束的投影重心值；nchan為探測器總的通道數(shù)，i為探測器的通道編號，j為探測器的排數(shù)編號，k為采樣角度編號；為第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器所探測到的投影數(shù)據(jù)；為旋轉(zhuǎn)中心到第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器和球管連線的垂直距離。

從掃描的投影數(shù)據(jù)入手，計算每個投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，再計算出每個投影數(shù)據(jù)的重心與它間隔180°的第二投影重心值。

S230、根據(jù)公式如下公式計算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值：

其中，為重心差異值；為第一投影重心值；為第二投影重心值；nViewPerHafRot為與第k個采樣角度間隔180°的采樣角度對應的采樣數(shù)量。

即，利用第一采樣角度的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，與旋轉(zhuǎn)后與第一采樣角度間隔180°的第二采樣角度的投影數(shù)據(jù)的第二投影重心值進行簡單的相減。如果掃描目標無運動這個差值理論上應該為零，但是如果目標存在運動則這個差值會偏離零。運動越劇烈則重心差異值偏離0的距離越大。

S240、判斷重心差異值是否處于預設的閾值范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行S250；若否，則執(zhí)行S260。

S250、被檢測對象未運動。

S260、被檢測對象運動。

由于CT探測器非常精密且敏感，因此重心差異值能夠反饋出非常準確的運動情況。從而為醫(yī)生判斷是否為微小運動提供很有力的證據(jù)。

以下以頭部掃描為例，分別對于三種場景下采用重心差異值判斷被檢測對象是否發(fā)生運動。第一場景為從頭部斷層掃描的圖像上可以明顯看出頭部存在運動，且根據(jù)重心差異值也可以判斷出頭部存在運動；第二場景為從頭部斷層掃描的圖像上無法準確判斷頭部是否存在運動，但根據(jù)重心差異值可以判斷出頭部存在運動；第三場景為從頭部斷層掃描的圖像上未看出頭部存在運動，根據(jù)重心差異值可以很肯定地判斷出頭部未運動。

圖2B為第一場景下的頭部斷層掃描圖像，其中，第一場景為從頭斷層圖像上可以看出頭部在掃描過程中明顯運動。如圖2B所示，從圖像中可以發(fā)現(xiàn)被檢測頭部有比較嚴重的運動，其中鼻子處有明顯的運動以及模糊。圖2C為圖2B基于本實施例所提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測方法所得到的對應的數(shù)據(jù)的重心差異值曲線，其中，橫軸為采樣角度的編號，縱軸為重心差異量，單位為毫米。通過圖2C中的重心差異值曲線中各采樣角度的重心差異值與0值進行比較，可以確定出頭部明顯出現(xiàn)運動。

圖2D為第二場景下的頭部斷層掃描圖像，從頭斷層圖像上鼻子處細小的鼻梁骨，以及其他部位都很難判斷在掃描過程中頭部是否運動。圖2E為圖2D基于本實施例所提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測方法所得到的對應的數(shù)據(jù)的重心差異值曲線，其中，橫軸為采樣角度的編號，縱軸為重心差異量，單位為毫米。通過圖2E中的重心差異值曲線中各采樣角度的重心差異值與0值進行比較，可以判斷出頭部有一定輕微的運動。

圖2F為第三場景下的頭部斷層掃描圖像，從頭斷層圖像上鼻子處細小的鼻梁骨，以及其他部位都很難判斷在掃描過程中頭部是否運動。圖2G為圖2F基于本實施例所提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測方法所得到的對應的數(shù)據(jù)的重心差異值曲線，其中，橫軸為采樣角度的編號，縱軸為重心差異量，單位為毫米。通過圖2E中的重心差異值曲線中各采樣角度的重心差異值與0值進行比較，可以很肯定的得到頭部未產(chǎn)生運動的證據(jù)。

本實施例的技術(shù)方案，尤其適用于對輕微運動的檢測，通過將重心差異值與預設閾值進行比較可以精確地判斷出被檢測對象在掃描過程中是否存在運動，相比較于現(xiàn)有的基于掃描圖像依醫(yī)務工作者的經(jīng)驗判斷的方式，能夠判斷出圖像中無法明顯顯示的輕微運動，簡單方便，且精準度更高。

實施例三

圖3所示為本發(fā)明實施例三提供的一種用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可通過硬件和/或軟件的方式實現(xiàn)，并一般可獨立的配置在用戶終端的應用端內(nèi)實現(xiàn)本實施例的方法。如圖3所示，所述用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置包括：投影數(shù)據(jù)獲取模塊310、投影重心值計算模塊320和運動檢測模塊330。

其中，投影數(shù)據(jù)獲取模塊310，用于獲取被檢測對象各采樣角度的投影數(shù)據(jù)；投影重心值計算模塊320，用于分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值；所述第一采樣角度與所述第二采樣角度間隔180°的整數(shù)倍；運動檢測模塊330，用于基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值，根據(jù)所述重心差異值確定所述被檢測對象是否運動。

本實施例的技術(shù)方案，通過各采樣角度的投影數(shù)據(jù)中第一采樣角度的第一投影重心值，以及與第一采樣角度間隔180°整數(shù)倍的第二采樣角度的第二投影重心值，計算出重心差異值，進而根據(jù)重心差異值確定被檢測對象是否進行運動，解決了無法準確判斷掃描過程中被監(jiān)測對象是否存在微小運動的問題，本技術(shù)方案通過CT非常精密且敏感的探測器獲取到的投影數(shù)據(jù)確定重心差異值，能夠非常準確地反饋出被檢測對象的運動情況。從而為醫(yī)生判斷被檢測對象是否存在微小運動提供很有力的證據(jù)。

在上述技術(shù)方案的基礎上，所述投影重心值計算模塊具體可用于：

根據(jù)公式

分別計算第一采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)的第一投影重心值，以及與第二采樣角度所對應的投影數(shù)據(jù)第二投影重心值：

其中，為第j排，第k個采樣角度的射束的投影重心值；nchan為探測器總的通道數(shù)，i為探測器的通道編號，j為探測器的排數(shù)編號，k為采樣角度編號；為第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器所探測到的投影數(shù)據(jù)；為旋轉(zhuǎn)中心到第i個通道，第j排，第k個采樣角度的探測器和球管連線的垂直距離。

在上述各技術(shù)方案的基礎上，所述運動檢測模塊可用于：

根據(jù)公式

計算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值計算重心差異值；

其中，為重心差異值；為第一投影重心值；為第二投影重心值；nViewPerHafRot為與第k個采樣角度間隔180°的采樣角度對應的采樣數(shù)量。

在上述各技術(shù)方案的基礎上，所述運動檢測模塊還可用于：

若所述重心差異值處于預設的閾值范圍內(nèi)，則確定所述被檢測對象未運動。

示例性地，所述預設的閾值范圍可以為±0.2毫米。

在上述各技術(shù)方案的基礎上，所述運動檢測模塊具體還可用于：

基于預設數(shù)量的采樣角度的重心差異值構(gòu)建重心差異值曲線；

根據(jù)所述重心差異值曲線確定所述被檢測對象是否運動。

上述實施例中提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測裝置可執(zhí)行本發(fā)明任意實施例所提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測方法，具備執(zhí)行該方法相應的功能模塊和有益效果。未在上述實施例中詳盡描述的技術(shù)細節(jié)，可參見本發(fā)明任意實施例所提供的用于計算機斷層掃描的運動檢測方法。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。