本发明专利技术提供了一种乳腺层析成像方法和系统及成像设备和图像采集处理方法，其乳腺层析成像方法包括：获取在无被扫描物体、且未开启X光源时采集的至少两幅暗场图像、和在无被扫描物体、且依次逐个开启同一平面上间隔排列的多个X光源时采集的每个X光源所对应的至少两幅亮场图像，并分别通过求和平均获得平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像；利用所述平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像，对所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像进行校正，获得校正后的投影图像；基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图像进行迭代重建，获得重建的层析图像。其可以提供精确的三维乳腺结构信息，有效避免传统X光乳腺成像的影像重叠问题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，其乳腺层析成像方法包括：获取在无被扫描物体、且未开启X光源时采集的至少两幅暗场图像、和在无被扫描物体、且依次逐个开启同一平面上间隔排列的多个X光源时采集的每个X光源所对应的至少两幅亮场图像，并分别通过求和平均获得平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像；利用所述平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像，对所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像进行校正，获得校正后的投影图像；基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图像进行迭代重建，获得重建的层析图像。其可以提供精确的三维乳腺结构信息，有效避免传统X光乳腺成像的影像重叠问题。【专利说明】
本专利技术涉及乳腺X光层析成像技术，特别是涉及一种乳腺层析成像方法和系统及 成像设备和图像采集处理方法。
技术介绍
X射线成像技术已经成为乳腺疾病诊断中不可或缺的影响技术，依靠 X射线透视 成像技术逐步满足了乳腺疾病诊断的需求。X射线透视成像又存在三种不同的技术手段： 胶片成像、数字化X射线成像技术和直接数字化X射线成像技术，这三种技术虽然只能够针 对特定的局部组织进行X射线透视成像，但是由于技术简单、操作简便、设备价格便宜等优 点，因此在乳腺X射线中得到了广泛的应用。 但是，目前使用最为广泛的是利用X射线成像获得二维图像，但是这种图像会因 为光传输路径上的重叠，由成像层外部物体引起图像本身多余的阴影和伪影。为了提高图 像的成像质量，逐步的对X射线成像进行了改进，形成了全景成像技术，其利用专门设计的 扫描轨道，由X光机和探测器围绕被扫描物体旋转扫描实现曲面断层成像，从而克服X光透 视在传输路径上的重叠，消除由于成像层外部物体引起的多余阴影和伪影。但是，由于透视 成像的本质并没有改变，全景成像依然存在X射线路径上前后重叠的问题。 随着1989年，螺旋CT开始投入医学临床引用，相对于以前的断层CT，螺旋CT可以 连续不简单地采集投影数据，并通过专门设计的重建算法得到物体的三维体数据，使得CT 扫描的时间大大缩短。但是基于此种技术的CT扫描方法需要基于固定轨道的运动，进行大 角度的移动成像，在移动的过程中也会存在一定的成像伪影，降低了图像质量。 目前随着科学技术的发展，在逐步地利用计算机辅助技术来进行扫描成像，从而 希望能够通过后续的计算机技术对图像进行处理、提高图像质量。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统乳腺X光成像的问题，提供一种乳腺层析成像方法和系 统及成像设备和图像采集处理方法，其可以提供精确的三维乳腺结构信息，有效避免传统X 光乳腺成像的影像重叠问题。 本专利技术提供的一种乳腺层析成像方法，其包括： 获取在无被扫描物体、且未开启X光源时采集的至少两幅暗场图像、和在无被扫 描物体、且依次逐个开启同一平面上间隔排列的多个X光源时采集的每个X光源所对应的 至少两幅亮场图像，并分别通过求和平均获得平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮 场图像； 获取在依次逐个开启所述多个X光源对被扫描物体进行X光成像时所采集的所述 被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像； 利用所述平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像，对所述被扫描物体 分别对应于所述多个X光源的投影图像进行校正，获得校正后的投影图像； toon] 基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图像进行迭代重建，获得重建 的层析图像。 在其中一个实施例中，所述基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图 像进行迭代重建的过程包括： 基于层析图像的迭代重建方法，构建层析图像重建模型； 将所述校正后的投影图像输入所述层析图像重建模型进行迭代重建，并判断是否 达到预设迭代次数，若达到所述预设迭代次数则输出重建的层析图像；否则，对每一次迭代 重建获得的层析图像执行以下步骤： 执行非负校正处理，得到第二中间图像； 计算所述第二中间图像的水平梯度图像和垂直梯度图像； 对所述水平梯度图像和垂直梯度图像分别进行字典学习操作，获得第三中间图 像； 对所述第三中间图像进行梯度反换，得到第四中间图像； 将所述第四中间图像作为下一次迭代重建的输入。 在其中一个实施例中，所述对所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影 图像进行校正的处理为：将所述被扫描物体对应于每个X光源的投影图像与所述平均暗场 图像之差除以该X光源所对应的平均亮场图像与所述平均暗场图像之差后取负对数。 在其中一个实施例中，所述通过求和平均获得平均暗场图像和每个X光源所对应 的平均亮场图像的过程中，按照图像中像素灰度值叠加求和并取平均的方法获得所述平均 暗场图像和平均亮场图像。 在其中一个实施例中，所述执行非负校正处理为将图像中的像素灰度值小于零的 像素都赋值为零。 在其中一个实施例中，所述方法还包括：获得所述被扫描物体的旋转中心到所述 每个X光源的距离、和所述每个X光源与用于接收和探测来自所述X光源X射线的探测器 之间的距离，用以构建层析图像重建模型。 基于上述方法，本专利技术还提供了一种乳腺层析成像系统，其包括： 校正数据提取模块，用于获取在无被扫描物体、且未开启X光源时采集的至少两 幅暗场图像、和在无被扫描物体、且依次逐个开启同一平面上间隔排列的多个X光源时采 集的每个X光源所对应的至少两幅亮场图像，并分别通过求和平均获得平均暗场图像和每 个X光源所对应的平均亮场图像； 投影图像提取模块，用于获取在依次逐个开启所述多个X光源对被扫描物体进行 X光成像时所采集的所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像； 校正模块，用于利用所述平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像，对 所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像进行校正，获得校正后的投影图 像；及 层析图像重建模块，用于基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图像 进行迭代重建，获得重建的层析图像。 在其中一个实施例中，所述层析图像重建模块包括： 重建模型构建单元，用于基于层析图像的迭代重建方法，构建层析图像重建模 型； 迭代单元，用于将所述校正后的投影图像输入所述层析图像重建模型进行迭代重 建，并判断是否达到预设迭代次数，若达到所述预设迭代次数则输出重建的层析图像，否则 调用单次迭代计算单元对每一次迭代重建获得的层析图像进行处理；及 所述单次迭代计算单元包括： 用于对每一次迭代重建获得的层析图像执行非负校正处理得到第二中间图像的 非负校正单元， 用于计算所述第二中间图像的水平梯度图像和垂直梯度图像的梯度计算单元， 用于对所述水平梯度图像和垂直梯度图像分别进行字典学习操作获得第三中间 图像的字典学习单元， 用于对所述第三中间图像进行梯度反换得到第四中间图像的梯度反换单元，和 用于将所述第四中间图像作为下一次迭代重建输入的输出单元。 在其中一个实施例中，所述校正模块包括：用于将所述被扫描物体对应于每个X 光源的投影图像与所述平均暗场图像之差除以该X光源所对应的平均亮场图像与所述平 均暗场图像之差后取负对数的计算单元。 基于上述系统和方法，本专利技术还提供了一种乳腺层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种乳腺层析成像方法，其包括：获取在无被扫描物体、且未开启X光源时采集的至少两幅暗场图像、和在无被扫描物体、且依次逐个开启同一平面上间隔排列的多个X光源时采集的每个X光源所对应的至少两幅亮场图像，并分别通过求和平均获得平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像；获取在依次逐个开启所述多个X光源对被扫描物体进行X光成像时所采集的所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像；利用所述平均暗场图像和每个X光源所对应的平均亮场图像，对所述被扫描物体分别对应于所述多个X光源的投影图像进行校正，获得校正后的投影图像；基于层析图像的迭代重建方法对所述校正后的投影图像进行迭代重建，获得重建的层析图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡战利，梁栋，郑海荣，桂建保，陈垚，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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