醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，包括以下步驟：采集成像對(duì)象的原始醫(yī)學(xué)影像序列；從原始醫(yī)學(xué)影像序列中選取一張作為參考影像，并選取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域作為增強(qiáng)部分；根據(jù)表達(dá)式計(jì)算原始醫(yī)學(xué)影像序列中各像素點(diǎn)的加權(quán)值，其中表示感興趣區(qū)域的像素位置，i表示原始醫(yī)學(xué)影像序列中第i張影像，N表示原始醫(yī)學(xué)影像序列中影像的總數(shù)，Si表示原始醫(yī)學(xué)影像序列中第i張影像內(nèi)的感興趣區(qū)域的像素值，Sref，i表示參考影像的像素值；及根據(jù)表達(dá)式計(jì)算最終的增強(qiáng)影像。所述醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法適用于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，成本低、計(jì)算量??；獲取的增強(qiáng)影像質(zhì)量高，信息量豐富，能夠發(fā)掘被噪聲掩埋或者無法直觀了解的可疑病變。本發(fā)明另外提供一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)系統(tǒng)。
【專利說明】醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)，尤其涉及一種基于組織相似性的像素加權(quán)的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學(xué)影像是疾病早發(fā)現(xiàn)、早治療和臨床診斷等的重要信息來源，其一般通過醫(yī)學(xué)成像設(shè)備獲取。醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的價(jià)值取決于其獲取的影像中所存在的待檢測(cè)目標(biāo)的信息數(shù)量和精度。目前的高端醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，如3.0T或以上的MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、CBCT (Cone Beam Computed Tomography,錐束CT)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、US (Ultra-Sonography,超聲)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、X光(X-rays, X光成像)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備等，都可以提供相對(duì)較高的影像分辨率。但是，引入這些價(jià)格昂貴的成像設(shè)備，將增加醫(yī)院的資金投入，進(jìn)而增加病患的醫(yī)療費(fèi)用支出，并不利于全民低成本健康計(jì)劃的推行。
[0003]基于已有醫(yī)學(xué)成像設(shè)備獲取的醫(yī)學(xué)影像或影像序列，通過醫(yī)學(xué)影像后處理方法，來增強(qiáng)影像的分辨率、數(shù)據(jù)信息量和信息精度，為醫(yī)生的診斷提供相對(duì)可靠的決策數(shù)據(jù)已逐漸成為一種可行可靠的方法。
[0004]目前，SlUSuper-Resolution，超分辨率)技術(shù)是主要的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)的后處理方法，其基于采集的影像數(shù)據(jù)，通過插值或者機(jī)器學(xué)習(xí)來提高影像的分辨率，主要包括傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的插值法和新興的復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。其中，插值法包括線性插值、B樣條插值等，主要是在一定的假設(shè)下(如影像的像素值是符合一定的函數(shù)分布規(guī)律，或在某區(qū)域內(nèi)可能比較平滑的判定)，引入新的像素點(diǎn)，其可以提高影像分辨率，但是卻會(huì)模糊影像數(shù)據(jù)的局部細(xì)節(jié)信息，如邊界、輪廓等，而在醫(yī)學(xué)影像中，這些細(xì)節(jié)信息可能是局部點(diǎn)狀出血，腎癌的假包膜、微細(xì)血管等，在醫(yī)療診斷和手術(shù)導(dǎo)航中具有重要的價(jià)值。機(jī)器學(xué)習(xí)法主要包括如基于影像塊的機(jī)器學(xué)習(xí)方法、基于數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)方法等，其也能夠提高影像的分辨率，但是，結(jié)果取決于影像塊或數(shù)據(jù)訓(xùn)練集的針對(duì)性，難于穩(wěn)定增強(qiáng)影像數(shù)據(jù)的SNR(Signal toNoise Ratio,信號(hào)噪聲比)和高的CNR(Contrast to Noise Ratio,對(duì)比噪聲比)，且其插值比例系數(shù)必須是整數(shù)倍，計(jì)算時(shí)間也比較長。因此，這兩類方法都無法穩(wěn)定地增強(qiáng)影像數(shù)據(jù)，不具備實(shí)際臨床應(yīng)用的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，所述醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法包括以下步驟:
[0006]采集成像對(duì)象的原始醫(yī)學(xué)影像序列；
[0007]從所述原始醫(yī)學(xué)影像序列中選取一張作為參考影像，并選取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域作為增強(qiáng)部分；[0008]根據(jù)表達(dá)式；
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法包括以下步驟: 采集成像對(duì)象的原始醫(yī)學(xué)影像序列； 從所述原始醫(yī)學(xué)影像序列中選取一張作為參考影像，并選取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域作為增強(qiáng)部分； 根據(jù)表達(dá)式;
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述原始醫(yī)學(xué)影像序列為原始MRI影像序列、原始X射線影像序列、原始CT影像序列或原始超聲影像序列。
3.如權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，其特征在于，采集成像對(duì)象的原始MRI影像序列時(shí)，根據(jù)表達(dá)式Inffi = NH*(l-e_TE/T1)*(e_TE/T2)進(jìn)行采集,其中，Nh為成像對(duì)象的H質(zhì)子密度、T1為縱向弛豫時(shí)間、T2為橫向弛豫時(shí)間，TR為重復(fù)時(shí)間、TE為回波時(shí)間，采集過程中僅改變TR和TE中的一個(gè)。
4.如權(quán)利要求2所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述原始MRI影像序列包括多回波T2*加權(quán)磁共振影像序列、多回波磁敏感加權(quán)影像序列或多b值擴(kuò)散加權(quán)成像序列。
5.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述參考影像為所述原始醫(yī)學(xué)影像序列中的任意一張。
6.一種醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，所述醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)系統(tǒng)包括: 影像采集單元，其采集成像對(duì)象的原始醫(yī)學(xué)影像序列； 參考影像提取單元，其從所述原始醫(yī)學(xué)影像序列中提取一張作為參考影像； 增強(qiáng)部分提取單元，其提取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域作為增強(qiáng)部分；及處理單元，其和所述影像采集單元、所述參考影像提取單元及所述增強(qiáng)部分提取單元相連接，所述處理單元對(duì)所述原始醫(yī)學(xué)影像序列進(jìn)行處理，包括以下步驟: 確定所述原始醫(yī)學(xué)影像序列中各個(gè)影像的感興趣組織和參考影像組織間的均方誤差
7.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，影像采集單元對(duì)成像對(duì)象進(jìn)行MRI成像、CT成像、X射線成像或超聲成像。
8.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)學(xué)影像增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，所述參考影像提取單元和所述影像采集單元相連接。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103871025SQ201210527659
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】謝耀欽, 王浩宇, 余紹德 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院