一種計算機斷層成像偽影校正方法及裝置的制造方法
【專利說明】-種計算機斷層成像偽影校正方法及裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及計算機斷層成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種計算機斷層成像偽影的校正 方法及裝置。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 計算機斷層成像是用射線對人體的特定部位按一定厚度的層面進行掃描，根據(jù)不 同的人體組織對射線的吸收能力不同，對掃描數(shù)據(jù)利用計算機重建出斷層面圖像的技術(shù)。
[0003] 在計算機斷層掃描過程中，因被掃描物體中含有金屬或其它高密度物質(zhì)導致重建 后的圖像中存在的偽影稱為金屬偽影。金屬偽影的存在會降低圖像質(zhì)量，并且可能會影響 醫(yī)生的診斷。因此，在計算機斷層掃描的成像中，去金屬偽影(Metal Arti化Ct Reduction, MAR)即金屬偽影校正，所要解決的就是去除由于金屬的存在而引入的偽影，恢復被偽影破 壞或掩蓋的組織，W便于用戶觀察。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，存在各種金屬偽影的校正方法.運些校正方法大致可W分為迭代重 建方法(迭代法)及投影插值方法(插值法）。但無論現(xiàn)有技術(shù)中何種形式的偽影校正，都有 可能引入新的偽影，運部分新引入的偽影同樣會影響圖像質(zhì)量，因而需要對其進行校正。
[0005] 因此，需要提出一種新的計算機斷層成像偽影校正方法，在現(xiàn)有偽影去除方法的 基礎(chǔ)上，有效抑制因偽影校正新引入偽影，進一步提高圖像質(zhì)量。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 本發(fā)明解決的是現(xiàn)有的計算機斷層成像圖像偽影校正方法實施過程中出現(xiàn)新引 入偽影的問題。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提出一種計算機斷層成像偽影校正方法，包括:接收待校 正圖像;對所述待校正圖像進行偽影校正，W獲取第一校正后圖像;獲取待校正圖像相對于 第一校正后圖像的誤差圖像;根據(jù)第一校正后圖像引入偽影的程度，調(diào)整所述誤差圖像的 權(quán)重，并從所述待校正圖像中去除調(diào)整權(quán)重后的誤差圖像，W獲取第二校正后圖像;對所述 待校正圖像及第二校正后圖像進行頻率分割及融合，獲得第=校正后圖像。
[000引可選地，所述第一校正后圖像引入偽影的程度，由所述第一校正后圖像的信息賭 進行確定。
[0009] 可選地，所述信息賭的獲取包括:劃分所述誤差圖像與待校正圖像每個像素的鄰 域矩陣；調(diào)整所述誤差圖像像素鄰域矩陣的權(quán)重，并根據(jù)調(diào)整權(quán)重后的所述誤差圖像像素 鄰域矩陣與所述待校正圖像像素鄰域矩陣之差獲取所述信息賭。
[0010] 可選地，獲取使所述信息賭最小時相對應(yīng)的所述誤差圖像鄰域矩陣的權(quán)重，將該 權(quán)重作為所述誤差圖像的權(quán)重。
[0011] 可選地，根據(jù)所述誤差圖像中偽影去除的程度，確定所述鄰域矩陣的尺寸。
[0012] 可選地，根據(jù)所述待校正圖像中的金屬圖像形態(tài)，確定所述鄰域矩陣的尺寸。
[0013] 可選地，所述鄰域矩陣的尺寸范圍為9-31單位像素。
[0014] 可選地，還包括根據(jù)設(shè)定的視場對所述待校正圖像、誤差圖像、第一校正后圖像、 第二校正后圖像中的至少一種進行壓縮。
[0015] 可選地，所述頻率分割及融合包括:分割出所述待校正圖像的高頻部分圖像及所 述第二校正后圖像的低頻部分圖像，并對所述高頻部分圖像及低頻部分圖像進行融合。
[0016] 本發(fā)明還提供一種計算機斷層成像偽影校正裝置，其特征在于，包括：
[0017] 輸入單元，用于接收待校正圖像；第一處理單元，用于對待校正圖像進行偽影校 正，W生成第一校正后圖像;第二處理單元，用于獲取待校正圖像相對于第一校正后圖像的 誤差圖像，及根據(jù)第一校正后圖像引入偽影的程度，調(diào)整所述誤差圖像的權(quán)重，并從所述待 校正圖像中去除調(diào)整權(quán)重后的誤差圖像，W獲取第二校正后圖像;第=處理單元，用于獲得 所述待校正圖像的高頻部分圖像及所述第二校正后圖像的低頻部分圖像，并對所述高頻部 分圖像及低頻部分圖像進行融合，獲得第=校正后圖像。
[0018] 本發(fā)明方案根據(jù)原有偽影校正引入偽影的程度，調(diào)整誤差圖像的權(quán)重，并在待校 正圖像中去除調(diào)整權(quán)重后的誤差圖像W形成新的校正后圖像，有效抑制了新偽影的產(chǎn)生， 提高了圖像質(zhì)量；同時該方案實現(xiàn)過程對原偽影校正方法及裝置依賴性低，因而適用范圍 廣，可在任何可能會引入新偽影的現(xiàn)有金屬偽影校正方法及裝置基礎(chǔ)上實現(xiàn);進一步地，頻 率分割及融合減少了由于權(quán)重系數(shù)的差異引起的圖像馬賽克現(xiàn)象，使得校正后圖像更加自 然;進一步地，對圖像進行壓縮，及根據(jù)誤差圖像中偽影去除的程度對鄰域矩陣進行劃分， 降低了系統(tǒng)的計算量，提升了校正速度。 【【附圖說明】】
[0019] 圖1是本發(fā)明的計算機斷層成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明一實施例中偽影校正方法流程示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明一實施例中第一校正后圖像信息賭的求取流程示意圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明一實施例中偽影校正裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 【【具體實施方式】】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0024] 圖1是一種計算機斷層成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，計算機斷層成像系統(tǒng) 100包括機架110,所述機架110具有圍繞系統(tǒng)軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的部分130?？尚D(zhuǎn)的部分 130具有相對設(shè)置的X射線源131和X射線探測器132的X射線系統(tǒng)。
[0025] 計算機斷層成像系統(tǒng)100還具有檢查床120，在進行檢查時，患者在該檢查床120上 可W沿著Z軸方向被推入到掃描腔體中。X射線源131繞S軸旋轉(zhuǎn)，探測器132相對于X射線源 131-起運動，W采集投影測量數(shù)據(jù)，運些數(shù)據(jù)在之后被用于重建圖像。還可W進行螺旋掃 描，在螺旋掃描期間，通過患者沿著巧由的連續(xù)運動和X射線源131的同時旋轉(zhuǎn)，X射線源131 相對于患者產(chǎn)生螺旋軌跡。
[0026] 所述計算機斷層成像系統(tǒng)100還可W包括控制單元和圖像重建單元，所述控制單 元用于在掃描過程中根據(jù)特定的掃描協(xié)議控制計算機斷層成像系統(tǒng)100的各部件。所述圖 像重建單元用于根據(jù)探測器132采樣的待校正數(shù)據(jù)重建出圖像。
[0027] W上，僅W示例方式闡釋了可使用本發(fā)明所提供金屬偽影校正方法的計算機斷層 成像設(shè)備，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，如使用X射線的C型臂系統(tǒng)等設(shè)備，或組合式醫(yī)學成像系統(tǒng) (例如：組合式正電子發(fā)射斷層成像-計算機斷層成像，Positron Emission Tomogra地y-Computed tomogra地y Tomogra地y，陽T-CT)，或使用其它類型射線的斷層成像設(shè)備等，均 可適用本發(fā)明所述校正方法及裝置，本發(fā)明對計算機斷層成像設(shè)備的類型與結(jié)構(gòu)并不做具 體限定。
[0028] 當受檢對象在上述任一種類的計算機斷層成像設(shè)備中進行掃描成像時，因金屬或 高密度物體的存在會導致偽影的存在，影響圖像成像質(zhì)量及導致用戶閱圖不便，因而需對 此類偽影進行校正。
[0029] 圖2是本發(fā)明一實施例中偽影校正方法流程示意圖。參照圖2,在該實施例中：
[0030] 執(zhí)行步驟SI,接收待校正圖像。該待校正圖像由上述計算機斷層成像設(shè)備掃描重 建獲得。
[0031] 執(zhí)行步驟S2,對待校正圖像進行偽影校正，獲取第一校正后圖像。此步驟中，并不 限定該偽影校正的具體實現(xiàn)方案。因本發(fā)明方案的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種金 屬偽影的校正方法所存在的新引入偽影缺陷，任意一種去金屬偽影算法或多種去金屬偽影 算法的組合(無論迭代法還是插值法，亦或其它種類的偽影校正方法），只要有可能引入新 的偽影，均可應(yīng)用于此。對待校正圖像進行偽影校正后，可獲取第一校正后圖像。
[0032] 執(zhí)行步驟S3,獲取待校正圖像相對于第一校正后圖像的誤差圖像。在本實施例中， 定義Iori為待校正圖像，Icorr為第一校正后圖像，Ierr為誤差圖像。則：
[0033] Ierr = Iori-Icorr
[0034] 目P，可通過比較待校正圖像與第一校正后圖像的差異來獲取誤差圖像。
[0035] 執(zhí)行步驟S4,根據(jù)第一校正后圖像引入偽影的程度，調(diào)整誤差圖像的權(quán)重，并從待 校正圖像中去除調(diào)整權(quán)重后的誤差圖像，獲取第二校正后圖像。第一校正后圖像引入偽影 的程度可W通過對誤差圖像的判斷得出，因此，通過對誤差圖像的每個像素點分配權(quán)重(分 配的原則是，對新引入的偽影區(qū)域分配少的權(quán)重，待校正圖像原有的偽影分配多的權(quán)重）， 再在待校正圖像中去除調(diào)整權(quán)重后的誤差圖像，即可實現(xiàn)抑制新引入偽影的效果。
[0036] 在本實施例中，第一校正后圖像新引入偽影的程度，可通過第一校正后圖像的信 息賭進行確定。圖3示出了第一校正后圖像信息賭的求取流程：
[0037] 首先，執(zhí)行步驟S401，劃分誤差圖像與待校正圖像每個像素的鄰域矩陣。具體地， 如對于一個NXN像素的圖像I而言，對其圖像的每個像素(投影角為P，通道為k)計算一個鄰 域矩陣Np,k(I)。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，該鄰域矩陣的尺寸(MXM)不僅影響著運算速度，而且會直接 影響到之后步驟中權(quán)重的分配，所W鄰域大小的劃分可選取經(jīng)驗值的方式確定。例如，在本 實施例中，鄰域的大小根據(jù)誤差圖像中偽影去除的程度分配不同的值。一般來說，對于步驟 S2中對待校正圖像偽影去除較多的應(yīng)用場景，鄰域劃分可W稍大，反之則可W稍小。進一步 地，鄰域的取值范圍可在9-31單位像素之間。此外，在對圖像邊緣像素取鄰域矩陣時，可W 在圖像邊緣填零擴充圖像邊緣。
[0038] 此處，作為本實施例的一個變化例，鄰域的尺寸還可W根據(jù)金屬形態(tài)信息進行確 定。此處的金屬形態(tài)信息，指待校正圖像中金屬物質(zhì)或較高密度物質(zhì)的形態(tài)信息，其直接影 響到待校正圖像中數(shù)據(jù)破壞的程度:理論上，僅當金屬或高密度物體為一規(guī)則圓形時，現(xiàn)有 校正方案可通過完全替換原有數(shù)據(jù)的方式有效去除金屬偽影（即新引入偽影較少）。而實際 中很少有規(guī)則的物體，如常見的脊柱釘子等植入物的形狀多W不規(guī)則形態(tài)呈現(xiàn)。
[0039]設(shè)金屬形態(tài)信息可用形態(tài)指數(shù)來進行表征:在某一斷層面中，射線經(jīng)過該斷層面