一种心脏螺旋CT图像重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种心脏螺旋CT图像重建方法及装置，该方法包括：根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围；根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围；根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF；根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像。本发明专利技术实施例通过采用上述技术方案，使得重建心脏时所需处理的数据量减少，提高图像的重建速度，并且运动估计更加准确，有效减少重建图像的运动伪影。

Cardiac spiral CT image reconstruction method and device

The embodiment of the invention provides a device and a method of image reconstruction of spiral CT in the heart, the method comprises: according to determine the target curve for the reconstruction of the first phase and the gated projection data range of the heart; according to the target phase determination for motion estimation of the second projection data range and the third projection data; according to the projection data and the range of second the third projection data to determine the range of motion estimation vector MVF; according to the first projection data range and the motion estimation vector MVF, image reconstruction of heart. The embodiment of the invention adopts the technical scheme, required the reconstruction heart treatment reduces the amount of data, improve the image reconstruction speed, and motion estimation is more accurate, effectively reduce motion artifacts in reconstructed images.

【技术实现步骤摘要】
一种心脏螺旋CT图像重建方法及装置
本专利技术实施例涉及图像处理
，尤其涉及一种心脏螺旋CT图像重建方法及装置。
技术介绍
图像重建是指将物体外部测量的数据，通过数字处理获得物体形状信息的技术。现有的图像重建算法，在对目标物体进行成像时，若目标物体处于运动状态，直接成像会产生较大的运动伪影，伪影是指原本被扫描物体并不存在而在图像上却出现的各种形态的影像。以进行冠脉造影检查为例，通过CT设备，以螺旋扫描的方式对人体进行扫描，得到CT扫描数据；进而采用图像重建算法对CT扫描数据进行图像处理，重建得到心脏各截面的影像，供医生使用。但是，由于心脏是持续跳动的，所以扫描过程中并不是对静态的心脏器官进行扫描，而是对运动中的心脏进行扫描，这使得各角度获得的CT扫描数据并不是针对静态物体扫描得到的。由此直接成像会存在较大的运动伪影。为了抑制运动伪影，通常通过门控曲线选择心脏运动相对平稳时刻的数据进行重建；具体是，在CT扫描过程中会同步检测得到心脏的心电信号，反映心脏跳动的情况。采用心脏门控技术选择心脏运动相对平稳的时刻，进而将平稳时刻扫描得到的CT扫描数据进行图像重建，得到心脏图像。但是，门控曲线选择的数据仍然存在一定的运动成分，在某些情况下，甚至无法找到运动相对平稳时刻的数据进行重建，无法有效减少重建图像中的运动伪影。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种心脏螺旋CT图像重建方法及装置，以解决现有图像重建算法在对运动的目标进行成像时，无法有效减少运动伪影的技术缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供了心脏螺旋CT图像重建方法，包括：根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围；根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围，其中所述第二投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之前采集，所述第三投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之后采集，并且所述第二投影数据范围与第三投影数据范围对应的重建图像在Z轴方向具有公共重建范围；根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF；根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种心脏螺旋CT图像重建装置，包括：重建数据确定模块，用于根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围；运动估计数据确定模块，用于根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围，其中所述第二投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之前采集，所述第三投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之后采集，并且所述第二投影数据范围与第三投影数据范围对应的重建图像在Z轴方向具有公共重建范围；运动估计向量确定模块，用于根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF；重建模块，用于根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像。本专利技术实施例提供的技术方案，通过门控曲线确定出用于重建心脏的投影数据范围，之后选取运动估计的数据范围并确定运动估计向量MVF，在根据门控曲线确定的投影数据进行心脏重建时，利用运动估计向量进行运动估计的校正，得到最终的心脏重建图像。本专利技术实施例通过采用上述技术方案，使得重建心脏时所需处理的数据量减少，提高图像的重建速度，并且运动估计更加准确，有效减少重建图像的运动伪影。附图说明图1a为本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备的结构示意图；图1b为本专利技术实施例一提供的一种心脏螺旋CT图像重建方法的流程示意图；图1c为本专利技术实施例一提供的心动周期与门控曲线的示意图；图2为本专利技术实施例二提供的一种心脏螺旋CT图像重建方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例三提供的一种心脏螺旋CT图像重建方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例四提供的一种心脏螺旋CT图像重建装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。为清楚介绍本专利技术实施例的技术方案，首先介绍本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备及其扫描原理。如图1a所示为本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备的结构示意图，该设备包括扫描床和扫描架构成，扫描架内设置有扫描仪，扫描仪呈环形，围绕在扫描床外侧，按照设定扫描需要，扫描床以均匀速度或者可变速度，沿着扫描床的长度方向(人的身高方向，称为Z轴)水平移动。在水平移动的同时，扫描仪内部会绕Z轴旋转，形成图1a所示的螺旋扫描轨迹。实施例一图1b为本专利技术实施例一提供的一种心脏螺旋CT图像重建方法的流程示意图，该方法适用于心脏螺旋CT图像重建的情况，该方法可以由心脏螺旋CT图像重建装置执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成CT成像设备中。如图1b所示，该方法包括：步骤101、根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围。示例性的，本实施例提供的心脏螺旋CT图像重建具体为回顾式心脏扫描的重建，即螺旋CT扫描图像重建，得到的投影数据为心脏的投影数据，相位是心脏的心电图(electrocardiogram，ECG)信号中的术语，表示心脏处于当前心动周期的位置，对应心脏的运动状态。心脏的ECG信号可以被R波分成一个一个的周期，即为心动周期，若相位处于当前心动周期的40％左右，通常心脏处于收缩末期，若相位处于当前心动周期的75％左右，通常心脏处于舒张中期。目标相位是指所要重建的心脏所在心动周期的相位，可以通过扫描协议参数确定，也可以是用户通过界面设置得到的。示例性的，在进行螺旋CT扫描时，通过球管发射的X射线来扫描人体从而采集到投影数据，球管发射一次射线得到的所有射束信息可以用一个view来表示，其中，射束信息可以包括：采集数据的时间、采集到的投影数据、扫描角度、Z轴位置等信息，当确定目标相位后，则可以根据目标相位与射束信息在时间上的对应关系，确定与目标相位对应的view，将目标相位记录为P，则其对应的射束信息为可以表示为viewP，将viewP加入门控算法中进行计算，从而确定用于重建心脏的第一投影数据的范围，可以记录为D1：[View1i，View2i]，第一投影数据的范围是与目标相位有设定对应关系。具体的，图1c为本专利技术实施例一提供的心动周期与门控曲线的示意图，如图1c所示，ECG为采集心电信号得到的心电图，ECG图中的每一个峰值位置为R波位置，即图中以“x”标识的位置，相邻两个R波之间为一个心动周期，虚线与ECG相交得到的任一交点可以作为上述目标相位，如将相位P作为目标相位，图中Gweight表示将目标相位加入门控算法得到的门控曲线，Gweight曲线中根据目标相位确定的门控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心脏螺旋CT图像重建方法，其特征在于，包括：根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围；根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围，其中所述第二投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之前采集，所述第三投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之后采集，并且所述第二投影数据范围与第三投影数据范围对应的重建图像在Z轴方向上具有公共重建范围；根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF；根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像。

【技术特征摘要】
1.一种心脏螺旋CT图像重建方法，其特征在于，包括：根据目标相位与门控曲线确定用于重建心脏的第一投影数据范围；根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围，其中所述第二投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之前采集，所述第三投影数据范围在所述目标相位对应的目标投影数据位置之后采集，并且所述第二投影数据范围与第三投影数据范围对应的重建图像在Z轴方向上具有公共重建范围；根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF；根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标相位确定用于运动估计的第二投影数据范围与第三投影数据范围包括：以所述目标投影数据位置为中心，按照第一预设步长分别确定位于所述目标投影数据位置两侧的第二投影数据范围中心和第三投影数据范围中心；根据所述第二投影数据范围中心和第三投影数据范围中心，以及作为区域半径值的第二预设步长，确定所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定运动估计向量MVF包括：分别根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定图像组I1与图像组I2；根据所述图像组I1与所述图像组I2确定运动估计向量MVF。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别根据所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围确定图像组I1与图像组I2包括：计算所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围对应的重建图像在Z轴方向的公共重建范围；分别重建所述第二投影数据范围与所述第三投影数据范围在所述公共重建范围内的所述图像组I1与所述图像组I2。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一投影数据范围与所述运动估计向量MVF，得到心脏重建图像包括：根据所述运动估计向量MVF，对所述第一投影数据范围内所包含投影数据对应的扫描角度进行插值计算，得到各扫描角度对应的运动向量；根据所述各扫描角度对应的运动向量，对依据所述第一投影数据范围重建的图像进行运动补偿，得到心脏重建图像。6.一种心脏螺旋CT图像重建装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，全国涛，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31