本發(fā)明涉及一種Slab切塊圖像的連接方法，屬于CT圖像重建技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

心臟掃描重建是中高端CT機(jī)的必備功能，由于心臟處于跳動(dòng)狀態(tài)，低速CT機(jī)掃描重建的心臟圖像會(huì)有嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，圖像信息錯(cuò)位，不足以清晰重建出心臟冠脈血管等更精細(xì)的組織結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的心臟圖像CT重建技術(shù)包括：

1、GE的革命式CT(revolution CT)單周最快掃描時(shí)間0.2s，同時(shí)寬體探測(cè)器可達(dá)16cm的z向覆蓋率，可基本涵蓋成人心臟的大小，一次掃描就可重建出任意心率下整個(gè)心臟“運(yùn)動(dòng)凍結(jié)”狀態(tài)的圖像，由于掃描速度快，硬件要求很高，且探測(cè)器比其他廠商寬出幾倍，成本大幅提高；

2、西門子的Force開源CT，單周最快掃描時(shí)間達(dá)0.25s，由于其采用垂直雙源掃描結(jié)構(gòu)，所以僅需90度掃描就可重建出心臟圖像，時(shí)間分辨率可到達(dá)66ms，也可實(shí)現(xiàn)任意心率下“運(yùn)動(dòng)凍結(jié)”狀態(tài)的心臟圖像重建，由于該CT機(jī)使用小球管，成像算法極為復(fù)雜，具有一定局限性，推廣應(yīng)用較為困難；

3、利用ECG心跳信號(hào)門控技術(shù)實(shí)現(xiàn)心臟圖像重建，即根據(jù)患者的ECG心跳信號(hào)，挑選出心臟跳動(dòng)最平緩的時(shí)間段進(jìn)行圖像重建，如圖1所示，挑選出Slab1、Slab2、Slab3切塊圖像，將三個(gè)切塊圖像依序相接進(jìn)行圖像重建。受限于掃描時(shí)間、探測(cè)器寬度等硬件結(jié)構(gòu)的影響，CT機(jī)單次掃描可重建出心臟的部分圖像，稱為Slab切塊圖像，每個(gè)Slab切塊圖像是由若干同時(shí)重建出來的薄層二維切片圖像組成的三維厚片圖像，相鄰Slab切塊圖像相接部分的圖像不一致是心臟圖像重建的普遍問題；即使相鄰Slab切塊圖像所選的生數(shù)據(jù)部分為平穩(wěn)區(qū)，由于心臟相鄰周期路徑不一定相同，同樣存在圖像不一致的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種Slab切塊圖像的連接方法，可解決相鄰Slab切塊圖像相接部分圖像不一致的問題，實(shí)現(xiàn)心臟圖像的CT重建。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種Slab切塊圖像的連接方法，包括，利用ECG心跳信號(hào)門控方法，得到用于CT重建的多個(gè)Slab切塊圖像，

將多個(gè)Slab切塊圖像依序相接，

相鄰的兩Slab切塊圖像，計(jì)算相接處對(duì)應(yīng)的兩兩圖像的相似度，根據(jù)相似度值對(duì)兩兩圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到相接處的最終圖像。

計(jì)算兩圖像的相似度的方法是，利用相關(guān)系數(shù)衡量?jī)煞鶊D像中感興趣區(qū)域的相似度，利用余弦相似度衡量?jī)煞鶊D像整體的灰度信息匹配程度；

計(jì)算相關(guān)系數(shù)的公式為：

其中，t和r分別表示兩幅圖像的像素值，N表示所選感興趣區(qū)域的窗口邊長(zhǎng)，和分別表示位于窗內(nèi)的像素均值，對(duì)于多個(gè)感興趣區(qū)域，計(jì)算相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，并計(jì)算多個(gè)相關(guān)系數(shù)的均值

計(jì)算余弦相似度的公式為：

其中，A和B分別是兩幅圖像的直方圖信息。

根據(jù)相似度值對(duì)兩圖像進(jìn)行插值計(jì)算的方法是，

w2＝1-w1

插值計(jì)算后的圖像＝圖像1*w1+圖像2*w2

其中，w1表示圖像1的權(quán)重值，w2表示圖像2的權(quán)重值。

對(duì)于相鄰的第一Slab切塊圖像與第二Slab切塊圖像，第一Slab切塊圖像的末端圖像依序?yàn)閳D像m-1，m，第二Slab切塊圖像的前端圖像依序?yàn)閳D像1，2，圖像m-1，m與1，2無重疊，則，分別計(jì)算圖像m-1與圖像1、圖像m與圖像2的相似度值，然后利用相應(yīng)的相似度值對(duì)相應(yīng)的兩圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到相應(yīng)的最終圖像。

對(duì)于相鄰的第一Slab切塊圖像與第二Slab切塊圖像，第一Slab切塊圖像的末端圖像依序?yàn)閳D像m-2，m-1，m，第二Slab切塊圖像的前端圖像依序?yàn)閳D像1，2，3，圖像m-1與圖像1重疊，圖像m與圖像2重疊，則，分別計(jì)算圖像m-1與圖像1、圖像m與圖像2的相似度值，然后利用相應(yīng)的相似度值對(duì)相應(yīng)的兩圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到相應(yīng)的最終圖像。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明的Slab切塊圖像的連接方法，可解決相鄰Slab切塊圖像相接部分圖像不一致的問題，CT重建的心臟圖像更加清晰，心臟的冠狀面、矢位面及橫截面血管位置更加準(zhǔn)確，避免發(fā)生血管錯(cuò)位情況。

附圖說明

圖1是EGG心跳信號(hào)時(shí)間序列與重建位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。

圖2是本發(fā)明的相鄰Slab切塊圖像相接處無重疊的情況示意圖。

圖3是本發(fā)明的相鄰Slab切塊圖像相接處有部分重疊的情況示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

本發(fā)明公開的Slab切塊圖像的連接方法，包括：

1、利用ECG心跳信號(hào)門控方法，得到用于CT重建的多個(gè)Slab切塊圖像；

2、將多個(gè)Slab切塊圖像依序相接，對(duì)于相鄰的兩Slab切塊圖像，計(jì)算相接處多幅圖像的相似度，根據(jù)相似度值對(duì)圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到相接處的最終圖像。其中，

1)對(duì)于相鄰Slab切塊圖像相接處圖像無重疊的情況

如圖2所示，Slab3切塊圖像與Slab4切塊圖像為相鄰的兩Slab切塊圖像，圖像21、22為Slab3切塊圖像的末端圖像，圖像1、2為Slab4切塊圖像的前端圖像，即，圖像21、22、1、2為該兩Slab切塊圖像相接處的圖像，該兩Slab切塊圖像相接時(shí)，計(jì)算圖像21與圖像1的相似度，得到的相似度值作為線性插值系數(shù)對(duì)該兩幅圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到插值計(jì)算后的圖像代替Slab3切塊圖像的圖像22；相類似的，計(jì)算圖像22與圖像2的相似度，得到的相似度值作為線性插值系數(shù)對(duì)該兩幅圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到插值計(jì)算后的圖像代替Slab4切塊圖像的圖像1；之后，將Slab3切塊圖像與Slab4切塊圖像相接即可。

計(jì)算兩幅圖像的相似度的方法是，采用對(duì)兩種度量相似度的函數(shù)進(jìn)行混合計(jì)算，包括，利用相關(guān)系數(shù)衡量?jī)煞鶊D像中所感興趣區(qū)域內(nèi)的相似度，利用余弦相似度衡量?jī)煞鶊D像整體的灰度信息匹配程度。

計(jì)算相關(guān)系數(shù)的公式為：

其中，t和r分別表示兩幅圖像的像素值，N表示所選感興趣區(qū)域的窗口邊長(zhǎng)，和分別表示位于窗內(nèi)的像素均值，感興趣區(qū)域可以是多個(gè)，計(jì)算多個(gè)感興趣區(qū)域?qū)?yīng)的相關(guān)系數(shù)，然后計(jì)算多個(gè)相關(guān)系數(shù)的均值

計(jì)算余弦相似度的公式為：

其中，A和B分別是兩幅圖像的直方圖信息，通過直方圖計(jì)算余弦值，越接近1圖像相似度越高。

線性插值系數(shù)的計(jì)算公式為：

w2＝1-w1

插值計(jì)算后的圖像＝圖像1*w1+圖像2*w2

其中，w1表示圖像1的權(quán)重值，w2表示圖像2的權(quán)重值。

2)對(duì)于相鄰Slab切塊圖像相接處有部分圖像重疊的情況

如圖3所示，Slab3切塊圖像與Slab4切塊圖像為相鄰的兩Slab切塊圖像，圖像20、21、22為Slab3切塊圖像的末端圖像，圖像1、2、3為Slab4切塊圖像的前端圖像，Slab3切塊圖像與Slab4切塊圖像相接處的圖像部分重疊，即，圖像21與圖像1重疊，圖像22與圖像2重疊。此種情況下，按照上述方法，計(jì)算重疊處的圖像21與圖像1的相似度，計(jì)算結(jié)果作為線性插值系數(shù)，再利用該線性插值系數(shù)對(duì)該兩幅圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到插值計(jì)算后的圖像，代替Slab3切塊圖像的圖21及Slab4切塊圖像的圖像1；同理，計(jì)算重疊處的圖像22與圖像2的相似度，計(jì)算結(jié)果作為線性插值系數(shù)，再利用該線性插值系數(shù)對(duì)該兩幅圖像進(jìn)行插值計(jì)算，得到插值計(jì)算后的圖像，代替Slab3切塊圖像的圖22及Slab4切塊圖像的圖像2；之后，將Slab3切塊圖像與Slab4切塊圖像相接，重疊部分的圖像擇一即可。

以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。