一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法技术

本发明专利技术公开了一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其制备方法包括以下步骤：S1，通过胸部数字合成体层成像，获取CTS投影数据；S2,从S1中获取的CTS投影数据提取膈肌的运动轨迹；S3,从S2获取的膈肌运动进行进行sin‑quadric模型拟合。本发明专利技术针对在目标对象进行CTS扫描过程中，因目标对象肺功能不全或者屏气不足导致的投影数据处于不同的呼吸相位中，从而造成呼吸运动伪影，影响CTS呈现的问题，通过对CTS呼吸信号进行提取分析，通过sobel算法边缘检测及sin‑quadratic模型拟合对CTS图像进行呼吸运动校正，有效防止了CTS图像中的呼吸运动伪影。

A Breathing Motion Analysis Method in Thoracic Digital Synthetic X-ray Tomography

The invention discloses a respiratory motion analysis method in chest digital synthetic X-ray tomography. The preparation method includes the following steps: S1, obtaining CTS projection data through chest digital synthetic tomography; S2, extracting diaphragm motion track from CTS projection data obtained from S1; S3, fitting sin quadric model for diaphragm motion obtained from S2. In the process of CTS scanning of target object, projection data caused by insufficient lung function or breath holding of target object is in different breathing phases, thus causing breathing motion artifacts and affecting CTS presentation. By extracting and analyzing the breathing signal of CTS, breathing of CTS image is carried out through Sobel algorithm edge detection and sin quadratic model fitting. Motion correction can effectively prevent breathing motion artifacts in CTS images.

【技术实现步骤摘要】
一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法
本专利技术涉及辐射成像和图像处理技术
，尤其涉及一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法。
技术介绍
据2015年《中国癌症统计》报告，肺癌在我国的发病率和死亡率均占到所有癌症的首位。当前临床使用最广泛的早期肺癌筛查手段是胸部数字X射线平片摄影(digitalradiography，DR)。低辐射剂量、低检测成本、吞吐量大的优点使得DR受到临床工作者的青睐。但DR的成像方式是将三维的物体投影到二维平面上，造成组织重叠，此种模式大大降低了DR对于肺部结节尤其是肺部微小结节或隔膜下结节的特异性。近年来，得益于平板探测器技术的发展，X射线数字合成体层成像(digitaltomosynthesis，DTS)技术受到了科研界和医学界的持续关注，其中以胸部数字合成体层成像(chesttomosyntesis，CTS)最具代表性。tomosyntesis是一种新兴的有限角度成像技术，该技术利用有限角度下的扫描投影对物体进行伪三维重建，可以避开DR成像中的组织重叠效应。由于其三维成像的特点，CTS对肺部病灶的检测灵敏度是DR的三倍，而其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：S1，通过胸部数字合成体层成像，获取CTS投影数据；S2,从S1中获取的CTS投影数据提取膈肌的运动轨迹；S3,从S2获取的膈肌运动进行进行sin‑quadric模型拟合；S4，根据S3中拟合的数据，分离出二次型的膈肌基底运动曲线，最终得出呼吸信号曲线；S5，根据S4所得出的呼吸信号曲线，进行CTS呼吸运动校正重建。

【技术特征摘要】
1.一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：S1，通过胸部数字合成体层成像，获取CTS投影数据；S2,从S1中获取的CTS投影数据提取膈肌的运动轨迹；S3,从S2获取的膈肌运动进行进行sin-quadric模型拟合；S4，根据S3中拟合的数据，分离出二次型的膈肌基底运动曲线，最终得出呼吸信号曲线；S5，根据S4所得出的呼吸信号曲线，进行CTS呼吸运动校正重建。2.根据权利要求1所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述CTS投影数据系统参数主要包括投影角度、投影数、球管至旋转中心距离以及球管至探测器距离。3.根据权利要求1所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述胸部数字合成体层成像中的X射线球管与探测器呈平行反方向运动，其运动方式连续且均匀。4.根据权利要求1所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述CTS扫描过程中膈肌的运动方向与探测器运动方向一致。5.根据权利要求1所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述S2中的CTS中的X射线与膈肌的交汇点呈二次型轨迹，其方向与X射线球管运动方向平行。6.根据权利要求1所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述S2中的X射线与膈肌造成投影中的膈肌信号拼接起来，形成膈肌运动图像；对膈肌运动图像进行边缘算法提取，得到膈肌在CTS投影中的运动轨迹。7.根据权利要求6所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于，所述边缘算法采用sobel算法，prewitt算法，roberts算法，高斯-拉普拉斯算法，zero-cross算法或者canny算法。8.根据权利要求6所述的一种胸部数字合成X射线体层成像中呼吸运动分析方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶熙，张华，马建华，黄静，陈武凡，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东,44