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數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法及裝置的制造方法

文檔序號:9358781閱讀:788來源:國知局
數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及數(shù)字乳腺攝影技術(shù),尤其涉及一種數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乳腺癌在全球范圍內(nèi)都是嚴(yán)重威脅女性健康的重要疾病。乳腺X射線攝影目前被公認(rèn)為乳腺癌的首選檢查方式。近年來,隨著影像設(shè)備不斷更新,數(shù)字化乳腺斷層合成技術(shù),又稱數(shù)字乳腺斷層攝影(Digital Breast Tomosynthesis, DBT)的出現(xiàn),使乳腺癌的早期檢出和診斷有了進(jìn)一步的提高。
[0003]數(shù)字乳腺斷層攝影是一種三維成像技術(shù),可以在短暫的掃描過程中,在不同角度獲得乳房的投影圖像。然后將這些獨(dú)立的投影圖像重建成一系列高分辨率的斷層圖像,單獨(dú)顯示或以連續(xù)播放的形式動態(tài)顯示。
[0004]在前述的乳腺斷層圖像的重建過程中會出現(xiàn)各種偽影。偽影是指在成像過程中產(chǎn)生的與被掃描組織結(jié)構(gòu)無關(guān)的異常影像,這些偽影的存在不僅影響圖像的質(zhì)量,還可能導(dǎo)致假陽性的結(jié)果,或者掩蓋真實(shí)的病灶而導(dǎo)致漏診或誤診。因此去除偽影是醫(yī)學(xué)圖像重建過程中必不可少的一步。然而由于偽影的種類眾多,成因各異,其發(fā)現(xiàn)、甄別及去除都存在不小的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在乳腺斷層圖像重建中,探測器邊緣偽影處會遺留鋸齒狀偽影,該偽影是由于探測器過小、掃描角度小造成的。
[0006]為此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法和裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法,包括以下步驟:計(jì)算出各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置;確定該重建層的重建圖像中,乳腺圖像區(qū)域邊緣與各映射位置的交點(diǎn)及其位置信息;基于各交點(diǎn)及與各交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息在乳腺圖像區(qū)域中去除各角度投影圖像中探測器邊緣在該重建圖像中的映射位置處的鋸齒偽影,其中與交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息是指與該交點(diǎn)對應(yīng)的鋸齒偽影的尖端相對于該交點(diǎn)在水平方向的偏移。
[0008]可選地,計(jì)算出各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置包括:基于射線源、探測器之間的幾何位置關(guān)系、各角度投影圖像與相應(yīng)的重建層之間的幾何位置關(guān)系,使用圖像插值算法將各角度投影圖像中像素點(diǎn)的坐標(biāo)映射到相應(yīng)的重建層的重建圖像中;基于探測器的有效成像區(qū)域確定各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置。
[0009]可選地,該圖像插值算法包括:雙線性插值法和最近鄰域插值法。
[0010]可選地,基于各交點(diǎn)及與各交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息在乳腺圖像區(qū)域中去除各角度投影圖像中探測器邊緣在該重建圖像中的映射位置處的鋸齒偽影包括:創(chuàng)建與該重建圖像對應(yīng)的0-1乳腺模板;在該0-1乳腺模板中,從中央向兩側(cè)依次去除各鋸齒偽影,包括:將一映射位置的交點(diǎn)對應(yīng)的鋸齒偽影的邊緣向內(nèi)移動一等于該交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息的距離,然后將移動后的邊緣與移動前的邊緣之間的乳腺圖像區(qū)域部分置為直接曝光區(qū)域部分,并且重新確定乳腺圖像區(qū)域邊緣與下一映射位置的交點(diǎn);重復(fù)上述步驟直到去除各鋸齒偽影;以及將該重建圖像與該0-1乳腺模板相乘,獲得校正后的重建圖像。
[0011]本發(fā)明還提出一種數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正裝置,包括第一模塊、第二模塊和第三模塊。第一模塊用于計(jì)算出各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置;第二模塊用于確定該重建層的重建圖像中,乳腺圖像區(qū)域邊緣與各映射位置的交點(diǎn)及其位置信息;第三模塊用于基于各交點(diǎn)及與各交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息在乳腺圖像區(qū)域中去除各角度投影圖像中探測器邊緣在該重建圖像中的映射位置處的鋸齒偽影,其中與交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息是指與該交點(diǎn)對應(yīng)的鋸齒偽影的尖端相對于該交點(diǎn)在水平方向的偏移。
[0012]可選地,第一模塊包括:第一子模塊,用于基于射線源、探測器之間的幾何位置關(guān)系、各角度投影圖像與相應(yīng)的重建層之間的幾何位置關(guān)系,使用圖像插值算法將各角度投影圖像中像素點(diǎn)的坐標(biāo)映射到相應(yīng)的重建層的重建圖像中;以及第二子模塊,用于基于探測器的有效成像區(qū)域確定各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置。
[0013]可選地,該第二子模塊通過雙線性插值法或最近鄰域插值法將各角度投影圖像中像素點(diǎn)的坐標(biāo)映射到相應(yīng)的重建層的重建圖像中。
[0014]可選地,該第三模塊包括:第一子模塊,用于創(chuàng)建與該重建圖像對應(yīng)的0-1乳腺模板;第二子模塊,用于執(zhí)行如下操作以在該0-1乳腺模板中,從中央向兩側(cè)依次去除各鋸齒偽影:將一映射位置的交點(diǎn)對應(yīng)的鋸齒偽影的邊緣向內(nèi)移動一等于該交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息的距離,然后將移動后的邊緣與移動前的邊緣之間的乳腺圖像區(qū)域部分置為直接曝光區(qū)域部分,并且重新確定乳腺圖像區(qū)域邊緣與下一映射位置的交點(diǎn),重復(fù)上述操作直到去除各鋸齒偽影;以及第三子模塊,用于將該重建圖像與該0-1乳腺模板相乘,獲得校正后的重建圖像。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明利用重建過程中各角度投影圖像中探測器邊緣映射到相應(yīng)重建層的位置來定位鋸齒的位置,再根據(jù)鋸齒邊緣走勢,將多余的部分去除,從而去除了鋸齒偽影,提升了乳腺圖像的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法;
[0017]圖2是圖1所示方法的單個鋸齒偽影去除流程;
[0018]圖3是鋸齒偽影校正前的重建圖像示意圖;
[0019]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的鋸齒偽影校正示意圖;
[0020]圖5A-5D是圖2所不流程中的據(jù)齒偽影去除不意圖;
[0021]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例的鋸齒偽影校正結(jié)果;
[0022]圖7是現(xiàn)有的乳腺斷層重建圖像的偽影校正結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實(shí)施,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0025]在數(shù)字乳腺斷層攝影設(shè)備中通過旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)到不同角度捕捉乳腺的投影圖像。三維乳腺圖像的生成需要在各個角度獲得投影圖像,并利用這些不同角度的投影圖像來重建成乳腺的斷層圖像。一個乳腺的三維影像包括許多重建層,每一重建層對應(yīng)一重建圖像。
[0026]由于探測器過小、掃描角度小等原因,在每一重建圖像中,在不同時刻處于各個角度的探測器邊緣會留下鋸齒偽影。本發(fā)明下述的實(shí)施例將描述去除鋸齒偽影的方法。
[0027]圖7是現(xiàn)有的乳腺斷層重建圖像的偽影校正結(jié)果。參考圖7所示,即使經(jīng)過偽影校正,現(xiàn)有的乳腺斷層重建圖像仍然在區(qū)域A出現(xiàn)了鋸齒狀偽影,影響診斷。
[0028]為此,本發(fā)明的實(shí)施例提出一種數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法。圖3是鋸齒偽影校正前的重建圖像示意圖,參考圖3所示,在重建圖像的上、下邊緣留下了鋸齒偽影,如箭頭Al、A2指向的位置。圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的數(shù)字乳腺斷層重建中鋸齒偽影的校正方法,如圖1所示,此方法包括以下步驟:
[0029]在步驟101,計(jì)算出各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像的映射位置。
[0030]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的鋸齒偽影校正示意圖,圖4上半部分是乳腺的上部,下半部分是乳腺的下部。參考圖4所示,探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置是圖中的水平虛線L1-L4。此步驟的目的是計(jì)算出這些水平虛線L1-L4的位置。這些位置可以在后續(xù)步驟定位交點(diǎn)。
[0031]在步驟102中,確定該重建層的重建圖像中,乳腺圖像區(qū)域邊緣與各映射位置的交點(diǎn)及交點(diǎn)的位置信息。
[0032]仍然參考圖4上半部分所示,重建圖像中,灰色部分是乳腺組織對應(yīng)的圖像區(qū)域,即乳腺圖像區(qū)域;黑色部分是不包含乳腺組織的圖像區(qū)域,即直接曝光區(qū)域。乳腺圖像區(qū)域在邊緣處與直接曝光區(qū)域形成一條帶有鋸齒的分界線。乳腺圖像區(qū)域邊緣(分界線處)與各個映射位置(水平虛線)的交點(diǎn)即為圖中各個箭頭指向的位置??梢钥闯?,這些交點(diǎn)Pl-P4(在圖中以箭頭指出)與各個鋸齒S1-S4尖端大致處于同一水平位置。
[0033]在步驟103中,基于各交點(diǎn)及與各交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息在乳腺圖像區(qū)域中去除各角度投影圖像中探測器邊緣在重建圖像中的映射位置處的鋸齒偽影。
[0034]在此,與交點(diǎn)對應(yīng)的錯位信息是指與該交點(diǎn)對應(yīng)的鋸齒偽影與該交點(diǎn)在水平方向的偏移。如圖4所示,在各交點(diǎn)處,由于鋸齒的存在,乳腺圖像區(qū)域在與直接曝光區(qū)域的交界處發(fā)生錯位,因此一旦獲得錯位信息,即可根據(jù)這一錯位信息去除鋸齒。舉例來說,在水平虛線LI處,鋸齒SI導(dǎo)致了幅度為Dl的偏移。因此通過以偏移Dl表示的錯位信息,即可從乳腺圖像區(qū)域中去除鋸齒SI。
[0035]在上述的步驟101中,可以通過下述方式來計(jì)算出各角度投影圖像中探測器邊緣在相應(yīng)重建層的重建圖像中的映射位置:先基于射線源、探測器之間的幾何位置關(guān)系、各角度投影圖像與相應(yīng)的重建層之間的幾何位置關(guān)系,利用圖像插值算法將各角度投影圖像中像素點(diǎn)的坐標(biāo)映射到相應(yīng)的重建層的重建圖像中;然后基于探測器的有效成像
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