图像重建方法和装置与流程

文档序号:17817246发布日期:2019-06-05 21:53
图像重建方法和装置与流程

本申请涉及医学影像技术领域,尤其涉及一种图像重建方法和装置。



背景技术:

CT(Computed Tomography,计算机断层扫描)成像是现代医疗影像学中主要的成像方式之一。CT成像的基本工作原理是,根据被检体的不同组织对X射线的吸收与透过率的不同,利用X射线对被检体进行扫描,并由灵敏度极高的探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再转为数字信号。这些数字信号可以称为生数据,并将其输入计算机。计算机可以利用生数据进行CT图像重建,得到被检体的CT图像。

然而,如果建像时建像区域的建像中心线与扫描时该被检体在扫描床上的位置不匹配,则会导致建像得到的CT图像存在偏差,无法满足用户需求。在这种情况下,通常需要用户自行对该被检体在扫描床上的位置进行调整,以得到满足用户需求的CT图像,但采用这种方式,用户的操作流程繁琐,CT成像的效率较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请提供一种图像重建方法和装置,以解决相关技术中用户的操作流程繁琐、CT成像的效率低下的问题。

具体地,本申请是通过如下技术方案实现的:

第一方面,本申请提供一种图像重建方法,所述方法包括:

在得到被检体的平片扫描图像后,基于所述平片扫描图像,确定第一建像区域;

确定第二建像区域;其中,所述第二建像区域由所述第一建像区域旋转得到;

基于所述第一建像区域,对被检体进行CT扫描,得到生数据;

基于所述生数据,以及所述第二建像区域,进行CT图像重建。

第二方面,本申请提供一种图像重建装置,所述装置包括:

第一确定模块,用于在得到被检体的平片扫描图像后,基于所述平片扫描图像,确定第一建像区域;

第二确定模块,用于确定第二建像区域;其中,所述第二建像区域由所述第一建像区域旋转得到;

扫描模块,用于基于所述第一建像区域,对被检体进行CT扫描,得到生数据;

建像模块,用于基于所述生数据,以及所述第二建像区域,进行CT图像重建。

分析上述技术方案可知,本申请技术方案在第一建像区域的建像中心线与被检体在扫描床上的位置不匹配,基于该第一建像区域对该被检体进行扫描和图像重建后,无法得到满足用户需求的CT图像时,可以对该第一建像区域进行旋转,得到建像中心线与被检体在扫描床上的位置匹配的第二建像区域,从而可以利用基于该第一建像区域对该被检体进行扫描得到的生数据,基于该第二建像区域进行图像重建。这样,无需用户自行对该被检体在扫描床上的位置进行调整,即可得到满足用户需求的CT图像,简化了用户的操作流程,提高了CT成像的效率。

附图说明

图1是CT系统的一种示例;

图2是被检体的平片图像的一种示例;

图3是本申请一示例性实施例示出的一种图像重建方法的流程图;

图4是建像区域确定界面的一种示例;

图5是扫描床的一种示例;

图6是建像区域的一种示例;

图7是本申请一示例性实施例示出的一种图像重建装置所在设备的硬件结构图;

图8是本申请一示例性实施例示出的一种图像重建装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解,尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参考图1,为CT系统的一种示例。在图1所示的CT系统中,可以通过CT主控台控制扫描床移动,并控制CT机架旋转,从而可以对扫描床上的被检体进行CT扫描,得到该被检体的CT图像。

通常,在对被检体进行CT扫描之前,可以先对该被检体进行平片扫描,得到该被检体的平片图像。其中,平片图像是冠状面图像。后续,可以通过得到的平片图像,对该被检体需要进行CT扫描的部位进行定位。

具体地,请参考图2,为被检体的平片图像的一种示例。如图2所示,CT主控台可以将该平片图像展示给用户,从而使用户可以在该平片图像上指定建像区域。后续,可以对该建像区域对应的被检体部位进行CT扫描,得到多个不同层面的CT图像。如图2所示,这些CT图像的建像中心在该平片图像上映射形成的直线,即可称为该建像区域的建像中心线。在实际应用中,建像中心线通常与扫描床的运动方向平行。

如果用户需要利用该被检体的横断面CT图像对该被检体进行分析,则要求该建像区域的建像中心线与该被检体的脊柱所在线条平行,这样即可认为建像中心线与被检体在扫描床上的位置匹配。然而,如图2所示,该被检体的脊柱所在线条与该建像区域的建像中心线之间存在夹角,即该被检体在扫描床上的位置与该建像区域的建像中心线不匹配。在这种情况下,在基于该建像区域对该被检体进行CT扫描后,建像得到的CT图像所在层面与该建像区域的建像中心线垂直,即建像得到的CT图像不是该被检体的横断面图像,该CT图像所在层面与该被检体的横断面之间存在夹角。此时,如果用户将该CT图像作为该被检体的横断面图像进行分析,则可能导致分析结果出现较大误差。

或者,如果用户需要利用该被检体的与横断面之间存在10°偏转角的断面CT图像对该被检体进行分析,则要求该建像区域的建像中心线与该被检体的脊柱所在线条之间的夹角为10°,这样即可认为建像中心线与被检体在扫描床上的位置匹配。如图2所示,假设该被检体的脊柱所在线条与该建像区域的建像中心线之间的夹角为5°,则该被检体在扫描床上的位置与该建像区域的建像中心线不匹配。在这种情况下,在基于该建像区域对该被检体进行CT扫描后,建像得到的CT图像所在层面与该被检体的横断面之间的夹角为5°,无法满足用户需求。

相关技术中,如果用户通过被检体的平片图像和指定的建像区域,确定该被检体在扫描床上的位置与该建像区域的建像中心线不匹配,则需要用户自行对该被检体在扫描床上的位置进行调整。后续,需要重新对调整后的被检体进行平片扫描,以重新进行定位。采用这样的方式,用户的操作流程繁琐,CT成像的效率较低。

请参考图3,为本申请一示例性实施例示出的一种图像重建方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的CT主控台,包括如下步骤:

步骤301:在得到被检体的平片扫描图像后,基于所述平片扫描图像,确定第一建像区域。

步骤302:确定第二建像区域;其中,所述第二建像区域由所述第一建像区域旋转得到。

步骤303:基于所述第一建像区域,对被检体进行CT扫描,得到生数据。

步骤304:基于所述生数据,以及所述第二建像区域,进行CT图像重建。

在本实施例中,在对被检体进行CT扫描之前,可以先对该被检体进行平片扫描,得到该被检体的平片图像。而在得到该被检体的平片图像后,CT主控台可以基于该平片图像,确定第一建像区域。

具体地,CT主控台可以向用户输出用户界面(称为建像区域确定界面),用户可以通过该建像区域确定界面指定建像区域。

请参考图4,为建像区域确定界面的一种示例。如图4所示,CT主控台可以向用户输出该建像区域确定界面,并在该建像区域确定界面中展示该平片图像。另一方面,CT主控台可以在该建像区域确定界面中,为用户提供一个建像定位框,该建像定位框所包含的区域即为建像区域。

用户可以在该建像区域确定界面中,对该建像定位框进行平移,以调整该建像定位框相对于该平片图像的位置,使建像区域对应的被检体部位包含该被检体需要进行CT扫描的部位。用户在完成对该建像定位框的平移后,可以点击该建像区域确定界面中的“确定”按钮。CT主控台在检测到用户对“确定”按钮的点击操作时,可以将处于当前位置的建像定位框所包含的区域确定为第一建像区域。

或者,用户可以在该建像区域确定界面中,输入建像区域的起始位置和结束位置。

举例来说,可以引入扫描床的床码的概念,以便于记录扫描床的位置。请参考图5,为扫描床的一种示例。如图5所示,A点和B点为扫描床可以到达的2个极限位置,即A点与B点之间的距离为扫描床床头的可移动距离。假设该可移动距离为2米,则可以将A点的床码设置为0米,并将B点的床码设置为2米。进一步假设C点与A点之间的距离为0.52米,D点与A点之间的距离为1.00米,则C点的床码为0.52米,D点的床码为1.00米;以此类推。

用户可以在上述建像区域确定界面中,输入扫描床的起始床码和结束床码。当扫描床位于该起始床码对应的位置时,针对扫描床上的上述被检体,可以扫描到的部位的位置即为建像区域的起始位置;而当扫描床位于该结束床码对应的位置时,针对扫描床上的该被检体,可以扫描到的部位的位置即为建像区域的结束位置,即CT主控台可以将该起始位置与该结束位置之间所包含的区域确定为第一建像区域。

或者,CT主控台可以直接将系统默认的建像区域确定为第一建像区域,本申请对此不作限制。

CT主控台在确定了上述第一建像区域后,可以基于该第一建像区域,确定对应的第二建像区域。其中,该第二建像区域可以由该第一建像区域旋转得到。

需要说明的是,旋转后的第二建像区域的建像中心线与上述被检体在扫描床上的位置匹配。

具体地,CT主控台可以先确定该第一建像区域对应的旋转参数,该旋转参数可以是基于该第一建像区域的建像中心线与预设的标准中心线之间的夹角确定的。后续,CT主控台可以基于该旋转参数,对该第一建像区域进行旋转,并将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。其中,标准中心线可以由用户预先设置,也可以是默认的缺省值。举例来说,如果用户需要利用上述被检体的横断面CT图像对该被检体进行分析,则可以将该被检体的脊柱所在线条确定为标准中心线;或者,也可以将扫描台的中心线确定为默认的标准中心线。

在示出的一种实施方式中,CT主控台可以基于用户输入的针对上述第一建像区域的旋转指令所包含的旋转参数,对该第一建像区域进行旋转,并将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。

举例来说,请继续参考图4,用户在利用上述建像定位框确定了上述第一建像区域后,可以在图4所示的建像区域确定界面中,以拖拽该建像定位框的方式对该建像定位框进行旋转,即CT主控台可以基于用户输入的旋转指令所包含的旋转参数,实时对该第一建像区域进行旋转。用户可以自行根据旋转后的第一建像区域的建像中心线与上述标准中心线的夹角,判断是否完成对该建像定位框的旋转。用户在完成对该建像定位框的旋转后,可以再次点击该建像区域确定界面中的“确定”按钮。CT主控台在检测到用户对“确定”按钮的点击操作时,可以将处于当前位置的建像定位框所包含的区域确定为第二建像区域。

在示出的另一种实施方式中,CT主控台可以基于用户预先输入的旋转参数,对上述第一建像区域进行旋转,并将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。其中,旋转参数可以包括旋转中心、旋转方向和旋转角度等参数。

举例来说,请继续参考图4,CT主控台还可以在图4所示的建像区域确定界面中,为用户提供两个文本输入选项,以供用户分别输入旋转方向和旋转角度。另一方面,用户可以在已经确定的上述第一建像区域中,选择一个点作为旋转中心。其中,旋转中心、旋转方向和旋转角度可以由用户自行根据该第一建像区域的建像中心线与上述标准中心线的夹角确定。如图4所示,假设用户选择点A作为旋转中心,且用户输入的旋转方向为顺时针旋转,旋转角度为5°,则CT主控台可以以点A为旋转中心,将该第一建像区域顺时针旋转5°,并将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。

在示出的另一种实施方式中,CT主控台在确定了上述第一建像区域后,可以基于该第一建像区域的建像中心线与上述标准中心线之间的夹角,确定该第一建像区域对应的旋转参数。需要说明的是,基于该旋转参数进行旋转后的第一建像区域的建像中心线与该标准中心线平行。

具体地,CT主控台可以判断该第一建像区域的建像中心线与预设的标准中心线是否平行。在确定该第一建像区域的建像中心线和该标准中心线不平行时,CT主控台可以对该第一建像区域进行旋转,并将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。此时,第二建像区域的建像中心线与该标准中心线平行,即此时第二建像区域的建像中心线与该被检体在扫描床上的位置匹配。

CT主控台在确定了上述第一建像区域和上述第二建像区域后,可以先基于该第一建像区域,对上述被检体进行CT扫描,得到该被检体的生数据。具体地,CT主控台可以控制扫描床移动,并控制CT机架旋转,以对扫描床上的被检体进行CT扫描,得到该被检体的生数据。

后续,CT主控台可以基于该被检体的生数据,以及该第二建像区域,进行CT图像重建。由于该第二建像区域的建像中心线与该被检体在扫描床上的位置匹配,因此此时建像得到的CT图像可以满足用户需求。

具体地,请参考图6,为建像区域的一种示例。如图6所示,在由实线表示的第一建像区域中,像素点1、像素点2和像素点3为位于同一行上的像素点,像素点1、像素点4和像素点7为位于同一列上的像素点,即在基于该第一建像区域进行CT图像重建后,建像得到的CT图像中像素点1、像素点2和像素点3为位于同一行上的像素点,像素点1、像素点4和像素点7为位于同一列上的像素点。

假设由该第一建像区域旋转得到的第二建像区域由图6所示的虚线表示,则在基于该第一建像区域,对上述被检体进行CT扫描,得到像素点1至9对应的该被检体的生数据后,可以将像素点7、像素点5和像素点3作为位于同一行上的像素点进行建像,将像素点1、像素点5和像素点9作为位于同一列上的像素点进行建像,即在基于得到的该被检体的生数据,以及该第二建像区域,进行CT图像重建后,建像得到的CT图像中像素点7、像素点5和像素点3为位于同一行上的像素点,像素点1、像素点5和像素点9为位于同一列上的像素点。

在示出的一种实施方式中,CT主控台也可以基于得到的上述被检体的生数据,以及上述第一建像区域,进行CT图像重建,便于用户将基于上述第二建像区域进行建像得到的CT图像,与基于该第一建像区域进行建像得到的CT图像进行对比。

分析上述技术方案可知,本申请技术方案在第一建像区域的建像中心线与被检体在扫描床上的位置不匹配,基于该第一建像区域对该被检体进行扫描和图像重建后,无法得到满足用户需求的CT图像时,可以对该第一建像区域进行旋转,得到建像中心线与被检体在扫描床上的位置匹配的第二建像区域,从而可以利用基于该第一建像区域对该被检体进行扫描得到的生数据,基于该第二建像区域进行图像重建。这样,无需用户自行对该被检体在扫描床上的位置进行调整,即可得到满足用户需求的CT图像,简化了用户的操作流程,提高了CT成像的效率。

与前述图像重建方法的实施例相对应,本申请还提供了图像重建装置的实施例。

本申请图像重建装置的实施例可以应用在CT系统中的CT主控台上。装置实施例可以通过软件实现,也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例,作为一个逻辑意义上的装置,是通过其所在CT主控台的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言,如图7所示,为本申请图像重建装置所在CT主控台的一种硬件结构图,除了图7所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外,实施例中装置所在的CT主控台通常根据该图像重建的实际功能,还可以包括其他硬件,对此不再赘述。

请参考图8,为本申请一示例性实施例示出的一种图像重建装置的框图。该图像重建装置800可以应用于图7所述的CT主控台,包括:

第一确定模块801,用于在得到被检体的平片扫描图像后,基于所述平片扫描图像,确定第一建像区域;

第二确定模块802,用于确定第二建像区域;其中,所述第二建像区域由所述第一建像区域旋转得到;

扫描模块803,用于基于所述第一建像区域,对被检体进行CT扫描,得到生数据;

建像模块804,用于基于所述生数据,以及所述第二建像区域,进行CT图像重建。

在一个可选的实施例中,所述第二确定模块802具体可以用于:

基于针对所述第一建像区域的旋转指令,确定指定的第二建像区域。

在一个可选的实施例中,所述第二确定模块802具体可以用于:

基于预设的旋转参数,对所述第一建像区域进行旋转;

将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域。

在一个可选的实施例中,所述第二确定模块802具体可以用于:

判断所述第一建像区域的建像中心线与预设的标准中心线是否平行;

如果所述建像中心线与所述标准中心线不平行,则对所述第一建像区域进行旋转;

将旋转后的第一建像区域确定为第二建像区域;所述第二建像区域的建像中心线与所述标准中心线平行。

在一个可选的实施例中,所述建像模块804还可以用于:

基于所述生数据,以及所述第一建像区域,进行CT图像重建。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。

对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

再多了解一些
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