肝脏CT图像增强处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种肝脏CT图像增强处理方法及系统，该方法包括：收集特定肝脏的取自不同截面的处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；分别对处于平扫期的m幅肝脏CT图像及处于增强期的m幅肝脏CT图像采用滤波反投影法处理增强，获得平扫期A类增强图像及增强期A类增强图像，其中，m

Method and System of Liver CT Image Enhancement

【技术实现步骤摘要】
肝脏CT图像增强处理方法及系统
本专利技术涉及一种医学影像处理系统，特别涉及一种肝脏CT图像的处理系统及方法。
技术介绍
近年来，CT已成为一种常见的腹部图像的影像方法，每年接受CT检查的患者数量迅猛增加。因此，通过改良CT图像增强处理技术获得更加清晰的图像、避免患者多次遭受辐射是目前CT的发展趋势。目前，医学图像增强处理通常使用的增强方法包括滤波反投影法FBP、自适应统计迭代重建法ASiR、基于模型的迭代重建法VEO，其中滤波反投影法应用最为广泛，噪声指数和辐射剂量都很高，忽略了原始数据在获得过程中被量子噪声和电子噪声影响的问题，甚至在准化数据时放大了原始图像的噪声，造成直线条形状伪影和人工伪影。适应统计迭代重建法ASiR、基于模型的迭代重建法VEO能够在显著降低噪声的同时提高空间分辨率，然而增强过程耗费时间较长，效率较低不适合大量处理CT图像。如中国专利申请20131012340.3号公开的一种图像增强的方法，包括：输入图像，采用第一类滤波器对图像进行滤波，得到滤波图，并根据图像和滤波图，得到第一高频信息图；对滤波图进行归一化线状结构检测，并进行阈值变换，得到增强位置图，采用第二类滤波器对图像进行滤波，得到增强位置图；根据第一高频信息图、噪声图增强位置图和增强系数图，得到图像的增强图。该专利申请基于线状结构检测和距离变换，能在不放大噪声的情况下对图像进行增强。然而，该专利申请的图像增强的方法图像经过两次滤波处理，变换过程会导致图像丧失部分像素信息，影响最终获得结果的还原。又如中国专利20131004602.9号公开的一种图像增强方法及装置，其中图像增强方法包括步骤：提取原始图像的暗部和亮部区域，并对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理强度均值，对所得到的局部细节增强的图像进行整体量度调整，得到整体亮度调整后的图像；以及对整体亮度调整后的图像，进行饱和度的调整。该专利申请能够获得较佳的图像增强效果，使得图像增强后更复合人类视觉特性。然而，该专利申请的图像增强方法及装置达不到医学CT图像的精度要求，得到的图像较为粗糙不利于医生观察确定病灶。再如中国专利申请20088000010.7号公开的一种数字图像增强，增强图像包括调整其亮度，然后进行亮度调整图像的对比度调整。调整亮度是使用一个真实世界亮度的估计。对比度调整涉及提取背景和对比度信息，基于背景信息通过一个调整印子调整对比度信息，并合并对背景和矫正的对比信息而获得输出图像。然而，该专利申请的数字图像增强通过调整亮度、对比度实现，得到的增强图像清晰度较低，不利于医生观察确定病灶。因此，提供一种在保证成像质量不变的同时又可降低辐射剂量的肝脏CT图像增强处理方法及系统是业界急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种肝脏CT图像增强处理方法及系统，其在保证成像质量不变的同时，能够缩短增强过程的耗时。根据本专利技术的一个方面，提供一种肝脏CT图像增强处理方法，包括以下步骤：(1)收集特定肝脏的取自不同截面的处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；(2)分别对处于平扫期的m幅肝脏CT图像及处于增强期的m幅肝脏CT图像采用滤波反投影法处理增强，获得平扫期A类增强图像及增强期A类增强图像，其中，m<N；(3)分别对剩余的处于平扫期的k幅肝脏CT图像及处于增强期的k幅肝脏CT图像采用自适应统计迭代重建法处理增强，获得平扫期B类增强图像及增强期B类增强图像，其中，k＝N-m；以及(4)分别将平扫期A类增强图像与平扫期B类增强图像整合，将增强期A类增强图像与增强期B类增强图像整合后，共同构建肝脏三维模型。可选择地，平扫期的肝脏CT图像通过CT定位结合超声或其它影像确定的扫描范围。可选择地，增强期的肝脏CT图像扫描管电压为80和140mAs(单位时间内照射线量)，螺距设定为1.375。可选择地，肝脏CT图像的图像层厚设定为0.5～0.8毫米。最优地，肝脏CT图像的图像层厚设定为0.625毫米。可选择地，m:k＝1:1～5。优选地，m:k＝1:1。可选择地，步骤(2)包括：(2.1)选定任意一个角度作为初始角度对初始角度下的肝脏CT图像上的像素进行射线投影得到投影图像，对投影图像作一维傅立叶变换得到一维傅立叶变换结果；(2.2)对步骤(2.1)得到的一维傅立叶变换结果做加权运算得到加权结果；(2.3)对步骤(2.2)得到的加权结果作一维逆傅立叶变换得到修正投影图像；(2.4)对步骤(2.3)得到的修正投影图像做反投影，得到反投影图像；(2.5)以初始角度为起点变换5～10度，重复步骤(2.1)～步骤(2.4)的过程，直到完成180度的变换反投影，将所得到的所有的反投影图像的重叠部分作为重建图像。可选择地，步骤(3)包括：(3.1)在每一幅肝脏CT图像上建立正方形，正方形的边长长度为对应的肝脏CT图像上的肝脏区域的最长距离以涵盖肝脏区域，以正方形的中心为原点建立坐标系，在坐标系中正方形的图像函数设定为二元函数，将二元函数在正方形外的函数值赋值为0，将正方形分割成为N2个相等的小正方形，每个小正方形为一个像素，对N2个像素从1到J赋值，将像素j的灰度值设定为xj，其中，1≤j≤J，J＝N2；(3.2)对xj赋予初值，并设置修正指数C以及收敛数值D，对xj做ART迭代，得到第i次迭代结果xji，i>1；(3.3)比较步骤(3.2)中获得的第i次迭代结果迭代xji与初值xj的差值，若差值超过收敛数值D，则更新初值xj，其中，更新后的xj为xj＝xji+C；(3.4)将步骤(3.3)中得到的更新后的xj带入下一次迭代，不断重复步骤(3.2)和步骤(3.3)的过程，直到第k次迭代的第j个分量xj(k)小于或等于收敛数值D时停止，完成自适应统计迭代重建。其中，自适应统计迭代重建法对于某个重建视角，首先在估计的物体图像上通过“前后投影”计算一个综合投影，这是对沿着该视角衰减的第一次估计，但存在较大误差，这种估计可能计数模拟真实CT系统中X射线先子穿过物体的过程，通过将X射线先子的初始位置设置在一个小区域而非单独的点来模拟有限的焦点大小在X射线光子和物体相互作用的建模过程中，通过计算光子在轻微不同方向和位置进入体素的路径长度来考虑重建像素的大小和尺寸。可选择地，在步骤(2)之前，还包括：采用空域法在空间域中对每幅肝脏CT图像的像素灰度值直接进行运算处理，以滤除每幅肝脏CT图像中的噪声。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种肝脏CT图像增强处理系统，包括：数据采集模块，其用于获得针对特定肝脏的取自不同截面处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；以及图像增强模块，其与数据采集模块通信连接，其中，图像增强模块包括滤波增强单元、迭代重建增强单元以及整合单元，滤波增强单元用于对处于平扫期的m幅肝脏CT图像及处于增强期的m幅肝脏CT图像采用滤波反投影法处理增强，获得平扫期A类增强图像及增强期A类增强图像，其中，m<N；迭代重建增强单元用于对剩余的处于平扫期的k幅肝脏CT图像及处于增强期的k幅肝脏CT图像采用自适应统计迭代重建法处理增强，获得平扫期B类增强图像及增强期B类增强图像，其中，k＝N-m；整合单元分别与滤波增强单元及迭代重建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集特定肝脏的取自不同截面的处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；(2)分别对处于平扫期的m幅肝脏CT图像及处于增强期的m幅肝脏CT图像采用滤波反投影法处理增强，获得平扫期A类增强图像及增强期A类增强图像，其中，m<N；(3)分别对剩余的处于平扫期的k幅肝脏CT图像及处于增强期的k幅肝脏CT图像采用自适应统计迭代重建法处理增强，获得平扫期B类增强图像及增强期B类增强图像，其中，k＝N‑m；以及(4)分别将平扫期A类增强图像与平扫期B类增强图像整合，将增强期A类增强图像与增强期B类增强图像整合后，共同构建肝脏三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集特定肝脏的取自不同截面的处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；(2)分别对处于平扫期的m幅肝脏CT图像及处于增强期的m幅肝脏CT图像采用滤波反投影法处理增强，获得平扫期A类增强图像及增强期A类增强图像，其中，m<N；(3)分别对剩余的处于平扫期的k幅肝脏CT图像及处于增强期的k幅肝脏CT图像采用自适应统计迭代重建法处理增强，获得平扫期B类增强图像及增强期B类增强图像，其中，k＝N-m；以及(4)分别将平扫期A类增强图像与平扫期B类增强图像整合，将增强期A类增强图像与增强期B类增强图像整合后，共同构建肝脏三维模型。2.如权利要求1所述的肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，m:k＝1:1～5。3.如权利要求1所述的肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，步骤(2)包括：(2.1)选定任意一个角度作为初始角度对初始角度下的肝脏CT图像上的像素进行射线投影得到投影图像，对所述投影图像作一维傅立叶变换得到一维傅立叶变换结果；(2.2)对步骤(2.1)得到的一维傅立叶变换结果做加权运算得到加权结果；(2.3)对步骤(2.2)得到的加权结果作一维逆傅立叶变换得到修正投影图像；(2.4)对步骤(2.3)得到的修正投影图像做反投影，得到反投影图像；(2.5)以初始角度为起点变换5～10度，重复步骤(2.1)～步骤(2.4)的过程，直到完成180度的变换反投影，将所得到的所有的所述反投影图像的重叠部分作为重建图像。4.如权利要求1所述的肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，步骤(3)包括：(3.1)在每一幅肝脏CT图像上建立正方形，所述正方形的边长长度为对应的肝脏CT图像上的肝脏区域的最长距离以涵盖所述肝脏区域，以所述正方形的中心为原点建立坐标系，在所述坐标系中所述正方形的图像函数设定为二元函数，将所述二元函数在所述正方形外的函数值赋值为0，将所述正方形分割成为N2个相等的小正方形，每个所述小正方形为一个像素，对N2个像素从1到J赋值，将像素j的灰度值设定为xj，其中，1≤j≤J，J＝N2；(3.2)对xj赋予初值，并设置修正指数C以及收敛数值D，对xj做ART迭代，得到第i次迭代结果xji，i>1；(3.3)比较步骤(3.2)中获得的第i次迭代结果迭代xji与初值xj的差值，若差值超过收敛数值D，则更新初值xj，其中，更新后的xj为xj＝xji+C；(3.4)将步骤(3.3)中得到的更新后的xj带入下一次迭代，不断重复步骤(3.2)和步骤(3.3)的过程，直到第k次迭代的第j个分量xj(k)小于或等于收敛数值D时停止，完成自适应统计迭代重建。5.如权利要求1～4中任一项所述的肝脏CT图像增强处理方法，其特征在于，在步骤(2)之前，还包括：采用空域法在空间域中对每幅肝脏CT图像的像素灰度值直接进行运算处理，以滤除每幅肝脏CT图像中的噪声。6.一种肝脏CT图像增强处理系统，其特征在于，包括：数据采集模块，其用于获得针对特定肝脏的取自不同截面处于平扫期及增强期的肝脏CT图像各N幅，其中，50≤N≤200；以及图像增强模块，其与所述数据采集模块通信连接，其中，所述图像增强模块包括滤波增强单元、迭代重建增强单元以及整合单元，所述滤波增强单元用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宾，董蒨，朱呈瞻，董冰子，魏华，夏楠，王菲菲，王凤娇，楚宏硕，
申请(专利权)人：青岛大学附属医院，
类型：发明
国别省市：山东,37