专利名称：一种数字减影血管造影运动伪影消除方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学图像处理技术领域。特别是一种造影图像中运动伪影的消除方法 和伪影消除系统。
背景技术：
随着现代科学技术的发展，一些先进的技术手段和计算机科学技术正在不断地应 用于医学领域。特别是在放射诊断和治疗学科中，计算机图像处理技术正发挥着越来越重 要的作用。
目前，数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography，DSA)是血管可视化的关 键技术，国内最早于1984年引进了 DSA设备，并在全国迅速推广。在普通的X光图像中，由 于血管与其周围组织的对比度非常小，若要单纯对血管进行细微观察就较为困难。为了获 得更清晰的血管图像，通常将造影剂(不透光的碘溶液)注入需要诊断的血管中以提高血管 的对比度。病人在检查台上接受多次X射线的照射，第一次是未注射造影剂时拍摄的X光 片，称为蒙片(MaskImage)。经导管向病变区域或检查区域血管内快速注入有机碘水造影 齐U，注入血管造影剂之后拍摄的X光片称为活片或盈片(Livelmage)。从注入造影剂开始到 血管内造影剂浓度达到峰值这段时间内，使检查部位连续成像。在这一系列图像中，取蒙片 图像与造影剂浓度达到峰值的盈片图像执行减法操作，可以去除非感兴趣组织(如肌肉、骨 骼)对X射线吸收形成的背景图像，从而得到清晰的血管造影图像。假设在血管周围组织、成像条件完全不变的情况下，将蒙片与活片相减，如果活片 与蒙片的背景(如肌肉、骨骼)完全对应，且有相同的灰度分布，则这些背景将被完全消除， 即理论上可以得到仅包含血管的清晰数字减影图像。但在临床应用中，这种理论假设总是 不成立的。由于蒙片和活片序列在不同时刻拍摄，在成像的同时，病人会存在各种运动，其 中有些运动是不可避免的，比如呼吸、吞咽、眼球转动、肌肉运动、脏器蠕动、病人的躁动不 配合以及在造影剂注人体时由于病人的自然反应而引起的局部运动等。这些运动会使活片 和蒙片之间存在并非由造影剂产生的差异，从而使减影后的图像出现难以预料的背景，称 ^jiE 云力 i^di (MotionArtifact)。在早期DSA中，减少运动伪影的技术主要是在如何去避免病人的运动，以及 改进减影方法(如双能量减影技术)。近年来的研究中，运动伪影主要通过图像配准 (ImageRegistration)的方法被校正。图像配准就是将不同条件下获取的两幅或多幅图像 进行匹配、叠加的过程，实质上是两个图像坐标系之间的矩阵变换的计算过程，可以为刚性 配准或非刚性配准。图像配准也可以看作是一个运动估计问题，为了获得两幅图像之间的 对应关系，必须进行运动估计。运动估计就是自动计算图像中局部运动或某个结构位移的 技术。根据DSA原理，造影剂浓度达到峰值的盈片图像与蒙片图像相减，从而得到清晰 的血管造影图像。从注入造影剂开始到血管内造影剂浓度达到峰值这段时间内(约有数秒)，检查部位连续成像，将产生一系列血管逐渐清晰的盈片图像，即在一个DSA的DICOM文件中包含了几十张盈片图像数据。在DSA图像序列中，运动像素不仅与同一幅盈片图像中 周围的像素相关(空间相关性)，而且也与前后几幅盈片图像中周围的像素相关(时间相关 性)。基于时空信息的分析方法近年来在数字视频处理中已经得到了广泛的应用，但是由于 DSA图像序列中大部分是利用价值不高的、造影剂浓度没有达到峰值的盈片图像(包括到达 峰值前以及部分消退图像)，所以导致消除运动伪影的效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字减影血管造影运动伪影消除方法及其系统，要解决 数字减影血管造影图像中的运动伪影的消除技术问题，并解决盈片图像与蒙片图像精细配 准的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种数字减影血管造影运动伪影消 除方法，其特征在于步骤如下步骤1、读取；将数字减影血管造影仪器与计算机连接，在计 算机中安装操作系统和图像处理系统，用图像处理软件读入一组DSA图像，并将DSA图像进 行预处理。步骤2、选点；采用边缘检测算法找到每幅DSA图像中血管影像的边缘和边缘点， 计算出边缘点的梯度值，根据阈值来判断该点是否作为备选控制点，并选取至少10个备选 控制点。步骤3、构建DSA时空体；将该组DSA 二维图像以时间T为轴按拍摄顺序间隔排列 成平行六面体空间。步骤4、时空切片；用切片指令对DSA时空体做垂直方向的时空切片。步骤5、连轨迹；用图像处理软件将各时空切片对应的各控制点连线，得到各个控 制点的运动轨迹。步骤6，分析DSA像素的时空运动特性；选择运动轨迹变化最大的10个反映DSA图 像背景结构运动规律的控制点。步骤7、三角剖分；用三角剖分的方法将所有的控制点作为三角形的顶点，把图像 剖分成不均勻的三角形网格。步骤8、仿射变换(affinetransfomation)；采用仿射变换法进行初步几何校正。步骤9、时空卷绕；用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位 置，逐幅确定图像非控制点的位移。步骤10、优化；采用Powell优化算法来优化相似度准则函数求极值的过程。步骤11、配准；选择三次样条插值算法进行亚像素级的配准。步骤12、灰度校正；逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正。步骤13，对数减影；用对数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像。所述边缘检测算法是Carmy算子或高斯-拉普拉斯算子 (Gauss—Laplacianoperator)ο一种数字减影血管造影运动伪影消除系统，包括DSA设备、实现运动伪影消除的 DSA软件工作站、DSA胶片打印机、图像显示系统、外部存储设备、网络传输系统，它的DSA软 件工作站包括以下部分输入接口 用于接收DSA设备输出的DICOM图像。
存储器用于存储操作系统、图像处理软件、图像分析数据和图像资料； 数字减影部分采用本发明的算法进行数字减影。DSA软件工作站用于读入DSA图像，并将DSA图像进行预处理；采用边缘检测算 法找到每幅DSA图像中血管影像的边缘和边缘点，计算出边缘点的梯度值，根据阈值来判 断该点是否作为备选控制点，并选取至少10个备选控制点；用于构建DSA时空体；将该组 DSA 二维图像以时间T为轴按拍摄顺序间隔排列成平行六面体空间；用于进行时空切片；用 切片指令对DSA时空体做垂直方向的时空切片；用于将各时空切片对应的各控制点连线， 得到各个控制点的运动轨迹；用于分析DSA像素的时空运动特性；选择运动轨迹变化最大 的10个反映DSA图像背景结构运动规律的控制点；用三角剖分的方法将所有的控制点作为 三角形的顶点，把图像剖分成不均勻的三角形网格；用于采用仿射变换法进行初步几何校 正；用于作时空卷绕；用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位置，逐幅 确定图像非控制点的位移；采用Powell优化算法来优化相似度准则函数求极值的过程；选 择三次样条插值算法进行亚像素级的配准；用于逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正；用 对数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像。胶片打印控制部分控制DSA图像的胶片打印。图像处理部分对DICOM图像进行适当的处理。网络传输控制对DSA图像在PACS系统中的网络传输进行控制。报告系统自动生成DSA图文检查报告。显示器用于显示DSA图像。输出接口 用于接打印机。还包括用于与远程计算机或互联网连接的通讯接口。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果这种数字减影血管造影运动 伪影消除方法，采用时空体(Spatio-TemporalVolume)结构来描述DSA图像序列；在采 用常规方法(如Carmy算子)得到的备选控制点的基础上，对DSA时空体进行时空切片 (Spatio-TemporalSlice)得到的各个控制点的运动轨迹，选择运动轨迹变化最大的若干个 反映DSA图像背景结构运动规律的控制点；控制点不是仅仅分布在在蒙片或减影盈片上， 而是贯穿在所有的蒙盈片序列上；然后基于这些控制点进行图像配准和数字减影以消除运 动伪影。我们选择的控制点不是仅仅分布在在蒙片或减影盈片上，而是贯穿在所有的蒙盈 片序列上，更便于分析DSA图像的时空运动特性，也为下一步进行时空卷绕(Warping)打下 基础。在DSA图像序列中的每个图像上，以所有的控制点作为三角形的顶点，把图像剖分成 不均勻的Delaunay三角形网格。在采用常规方法得到的备选控制点的基础上，在DSA图像序列中的每个图像上， 以所有的控制点作为三角形的顶点，把图像剖分成不均勻的Delaimay三角形网格；从第 一幅盈片图像开始，结合前一幅图像中控制点的位置来确定本幅图像的Warping参数， Warping采用多项式Warping方式；以此类推，直到完成对最后一幅图像的Warping，即以时 空卷绕的方式逐幅图像地对盈片图像进行非线性校正，逐步达到与蒙片的精细配准；然后 进行数字减影以消除运动伪影。本发明克服了传统不能充分利用DSA图像序列中大部分造影剂浓度没有达到峰值的盈片图像的缺点，可以进行更加精细的图像配准。由于采用的控制点不是仅仅分布在在蒙片或减影盈片上，而是贯穿在所有的蒙 盈片序列上，更便于分析DSA图像的时空运动特性，也为下一步进行时空卷绕打下基础。在 DSA图像序列中的每个图像上，以所有的控制点作为三角形的顶点，把图像剖分成不均勻的 Delaunay三角形网格，本发明具有充分利用时空信息，通过时空卷绕处理，逐幅图像地对盈 片图像进行非线性校正，逐步提高与蒙片的精细配准，数字减影后有效地去除运动伪影的 技术进步。本发明的应用能够有效地去除运动伪影，改善DSA图像质量，进而提高医生的诊 断准确性，提高工作效率。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1 减影图像中出现的伪影示意图。图2 :DSA蒙片与盈片的部分序列示意图。图3 采用边缘检测算法选取控制点示意图。图4 时空卷绕的示意图。图 5 时空体(Spatio-temporalVolume)的结构示意图。图6 =DSA图像的Delaunay三角剖分示意图。图7 图像卷绕的示意图。图8 基于时空切片的DSA运动伪影消除方法的流程图。图9 本发明的伪影消除与DSA设备减影效果对比图。图10 仿射变换示意图。图11 本发明的系统示意图。
具体实施例方式消除伪影的主要手段就是要找到背景部分像素的运动规律，实现精确的图像配准 并减影。虽然DSA图像序列中大部分是造影剂浓度没有达到峰值的盈片图像，如图1所示。 但这些图像中只是血管部分没有被完全突出出来(变化中)，其它部分如骨骼、肌肉的灰度 值并没有明显变化(部分像素的位置会发生变化)。我们完全可以利用DSA图像序列中的时 空相关信息，研究位于背景部分的控制点(ControlPoints)的运动规律，再通过图像卷绕实 现图像配准。参见图8所示，本发明的具体实施步骤如下DSA图像资料由河南大学附属医院淮 河医院(三级甲等医院)提供，采用的DSA设备型号为美国GE公司LCVPlusDSA系统。步骤1、读入DSA图像序列(DIC0M格式)并进行预处理。预处理包括灰度拉伸等 简单的处理，如果原始图像质量比较好也可不做预处理。如图2所示。步骤2、采用Carmy算子找到图像的边缘点。由于没必要把所有用Carmy算子检测出的点都作为控制点，所以在Carmy边缘点计算出该点的梯度值后，根据阈值来判断该点 是否作为备选控制点。本实例选取约100个备选控制点。如图3所示。Canny边缘检测算子是JohnF. Canny于1986年开发出来的一个多级边缘检测算法，Carmy边缘检测算法stepl 用高斯滤波器平滑图象；step2:用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向；step3:对梯度幅值进行非极大值抑制；step4:用双阈值算法检 测和连接边缘。为了满足这些要求Carmy使用了变分法，这是一种寻找满足特定功能的函 数的方法。最优检测使用四个指数函数项的和表示，但是它非常近似于高斯函数的一阶导 数。当噪声点对边缘检测有较大的影响，效果更好的边缘检测器是高斯_拉普拉斯 (LoG)算子。它把高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器结合起来，先平滑掉噪声，再进行 边缘检测，所以效果更好。步骤3、利用DSA图像序列构建DSA时空体，将该组DSA 二维图像以时间T为轴按 拍摄顺序间隔排列成平行六面体空间。步骤4、对时空体做若干个垂直方向的时空切片(Spatio-Temporal-Slice)。DSA 时空体中运动点目标下一时刻的运动方向可归纳为与时空切片平行；与时空切片垂直； 与时空切片成夹角三种可能性。如图5所示。当目标控制点沿时空切片方向运动时，控制点将被多个时空切片依次捕获，呈现 在时空切片图像中为一条斜线。当目标控制点沿水平方向运动时，如果控制点运动速度小 于时空切片间隔，则控制点将被同一个时空切片多次捕获，在时空切片图中表现为一段有 限长线段。当目标控制点运动方向与时空切片成夹角时，它可以分解成平行方向和垂直方 向，它的运动轨迹为上述两个方向轨迹的合成。步骤5、将各时空切片对应的各控制点连线，得到各个控制点的运动轨迹。步骤6，选择运动轨迹变化最大的10个反映DSA图像背景结构运动规律的控制点； 本发明选择的控制点不是仅仅分布在在蒙片或减影盈片上，而是贯穿在所有的蒙盈片序列 上，更好地记录了 DSA图像的时空运动特性。如图7所示。步骤7、用三角剖分的方法(DelaunayTriangulationMethod)。将所有的控制点作 为三角形的顶点，把图像剖分成不均勻的Delaimay三角形网格；如图6所示。在DSA图像序 列中的每个图像上，以所有的控制点作为三角形的顶点，把图像剖分成不均勻的Delaimay 三角形网格。三角剖分是代数拓扑学里最基本的研究方法，是极为重要的一项预处理技术。 通过Delaimay三角剖分，可以将复杂的多边形转化相对比较简单的三角形集合。在DSA伪 影区域会出现大量的三角形，这些区域正是要重点控制的区域。步骤8、剖分完成后，采用仿射变换进行初步几何校正。如图10所示。仿射变 换是空间直角坐标变换的一种，它是一种二维坐标到二维坐标之间的线性变换，保持二 维图形的“平直线”和“平行性”，其可以通过一系列的原子变换的复合来实现，包括平移 (Translation)、缩放(Scale) JlR(Flip)J^R(Rotation)和剪切(Shear)。几何上，两 个向量空间之间的一个仿射变换或者仿射映射由一个线性变换接上一个平移组成。在有限 维的情况，每个仿射变换可以由一个矩阵A和一个向量b给出，它可以写作A和一个附加的 列b。一个仿射变换对应于一个矩阵和一个向量的乘法，而仿射变换的复合对应于普通的矩 阵乘法，只要加入一个额外的行到矩阵的底下，这一行全部是O除了最右边是一个1，而列 向量的底下要加上一个1。步骤9、用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位置，逐幅确定 图像非控制点的位移；如图4所示。从第一幅盈片图像开始，结合前一幅图像中控制点的位置来确定本幅图像的Warping参数。Warping采用多项式Warping方式，多项式的项数与控 制点数相同。本实例中控制点数为10，多项式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
解线性方程组，得系数后矩阵求逆，然后按控制点逐点Warping。以此类推，直到完成 对最后一幅图像的Warping。由于综合考虑了 DSA时空体的整体和局部时空信息，以时空 Warping的方式能逐幅图像地对盈片图像进行非线性校正，逐步达到与蒙片的精细配准。步骤10、本实例中配准中所选取相似性测度为互信息(Mutuallnformation)准 贝U。本发明利用时空信息进行高精度DSA配准，计算量较大，所以采用Powell优化算法来 优化相似度准则函数求极值的过程，使得有效地克服互信息函数的局部极值，大大地提高 了配准精度，达到亚像素级。Powell优化算法的配准速度快、精度高，鲁棒性较好。步骤11、在DSA图像配准中，即使亚像素(或子像素)的错误配准也会在减影图像 上产生大量的伪影。为配合精确的时空卷绕，选择较为复杂的三次样条插值算法进行亚像 素级的配准。三次样条插值(简称Spline插值)是通过一系列形值点的一条光滑曲线，数学 上通过求解三弯矩方程组得出曲线函数组的过程。步骤12、逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正；采用对数减影方法进行减影，即 在进行减影运算前先将盈片和蒙片所有点的灰度值取反，分别做对数运算，获得的值作为 当前点的灰度值，然后盈片减蒙片获得减影结果图像。步骤13，对数减影；用对数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像。参见图9 所示，左侧的两幅图像是DSA设备减影的效果，右侧的两幅图像是采用本发明方法的进行 DSA运动伪影的消除后的效果。参见图11所示，一种数字减影血管造影运动伪影消除系统，包括DSA设备、实现运 动伪影消除的DSA软件工作站、DSA胶片打印机、图像显示系统、外部存储设备、网络传输系 统，它的DSA软件工作站包括以下部分输入接口 用于接收DSA设备输出的DICOM图像。存储器用于存储操作系统、图像处理软件、图像分析数据和图像资料。数字减影部分采用本发明的方法进行数字减影。中央处理单元用于读入DSA图像，并将DSA图像进行预处理；采用边缘检测算法 找到每幅DSA图像中血管影像的边缘和边缘点，计算出边缘点的梯度值，根据阈值来判断 该点是否作为备选控制点，并选取至少10个备选控制点；用于构建DSA时空体；将该组DSA 二维图像以时间T为轴按拍摄顺序间隔排列成平行六面体空间；用于进行时空切片；用切 片指令对DSA时空体做垂直方向的时空切片；用于将各时空切片对应的各控制点连线，得 到各个控制点的运动轨迹；用于分析DSA像素的时空运动特性；选择运动轨迹变化最大的 10个反映DSA图像背景结构运动规律的控制点；用三角剖分的方法将所有的控制点作为三 角形的顶点，把图像剖分成不均勻的三角形网格；用于采用仿射变换法进行初步几何校正；用于作时空卷绕；用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位置，逐幅确定图像非控制点的位移；采用Powell优化算法来优化相似度准则函数求极值的过程；选择 三次样条插值算法进行亚像素级的配准；用于逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正；用对 数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像。胶片打印控制部分控制DSA图像的胶片打印。图像处理部分对DICOM图像进行适当的处理。网络传输控制对DSA图像在PACS系统中的网络传输进行控制。报告系统自动生成DSA图文检查报告。显示器用于显示DSA图像。输出接口 用于接打印机。还包括用于与远程计算机或互联网连接的通讯接口。参见图4所示，图像卷绕是一种非线性的方法，是通过指定一系列控制点的位 移来定义空间变换的图像变形处理。非控制点的位移根据控制点进行插值来确定。图 像卷绕一般是在两维图像上进行，但是在DSA时空体上的控制点具有空间和时间上的相 关性，在对某一盈片图像进行图像卷绕时，如果我们还考虑到其它图像对本次图像卷绕 的影响，就可以使得图像卷绕的效果更加精细。因此本发明中把卷绕推广为时空卷绕 (Spatio-Temporalffarping),即在对一幅盈片进行图像卷绕时，要结合前一幅图像中相关 点的位置关系。参见图5所示，本发明采用了时空体(Spatio-TemporalVolume)结构来描述DSA图 像序列。时空体定义了一个包括χ，γ和T (时间维度)三维坐标轴的平行六面体空间，把空 间信息(XY坐标)和时间信息(Τ坐标)整合在一个数据结构中。采用时空体的好处是分析 图像序列特征时，把整个图像序列看作一个整体，而不是离散的帧，可以充分保证空间和时 间的连续性，能更好地表现图像序列中结构对象的运动特征。在DSA图像时空体的基础上，本发明进一步对时空体进行时空切片 (Spatio-TemporalSlice)来分析DSA背景部分像素的运动规律。时空切片是由图像序列中 相同位置的像素条带按时序组成的一幅图像，或者说是从图像序列的同一个位置提取出的 一些相关像素组合而成的一幅二维图像。再形象一些来说，假如有一个(X，Y, T)三维DSA时 空体，其中(X，Y)是图像维，T是时间维。我们沿平行于T轴的方向对DSA时空体进行切割， 这样将得到一个剖面，称为时空切片，时空切片可以看作是包括时间维的一幅二维图像。时 空切片平行于T轴，但相对于X、Y轴的位置，即切割的方向、位置，可以根据具体情况来确 定。引入时空切片可以方便地获取DSA图像序列中背景部分运动的动态信息，并能减少计 算复杂性。为了精确配准图像，需要选择控制点，这一部分采用常规方法。DSA图 像序列中的运动目标是在空间域和时间域上做连续的运动，因此它在DSA时空体 (Spatio-Temporal-Volume)上的轨迹点具有空间和时间上的相关性，本发明利用时空切片 对用常规方法得到的控制点进行运动估计，即分析运动像素的时空相关特征。通过对控制 点运动轨迹的研究，选择一批最有代表性的控制点，既可以保证配准精度，也提高了 DSA图 像配准的鲁棒性。参见图6所示，本发明提出的基于时空切片的控制点的选择方法与其它方法的一个显著的区别是，我们选择的控制点不是仅仅分布在在蒙片或减影盈片上，而是贯穿在所有的蒙盈片序列上，更便于分析DSA图像的时空运动特性，也为下一步进行时空卷绕 (Warping)打下基础。在DSA图像序列中的每个图像上，以所有的控制点作为三角形的顶 点，把图像剖分成不均勻的Delaimay三角形网格。 参见图7所示，通过时空卷绕处理，逐幅图像地对盈片图像进行非线性校正，逐步 达到与蒙片的精细配准。由于充分利用时空信息，提高了配准精度，数字减影后可以有效地 去除运动伪影。
权利要求
一种数字减影血管造影运动伪影消除方法，其特征在于步骤如下步骤1、读取；将数字减影血管造影仪器与计算机连接，在计算机中安装操作系统和图像处理系统，用图像处理软件读入一组DSA图像，并将DSA图像进行预处理；步骤2、选点；采用边缘检测算法找到每幅DSA图像中血管影像的边缘和边缘点，计算出边缘点的梯度值，根据阈值来判断该点是否作为备选控制点，并选取至少10个备选控制点；步骤3、构建DSA时空体；将该组DSA二维图像以时间T为轴按拍摄顺序间隔排列成平行六面体空间；步骤4、时空切片；用切片指令对DSA时空体做垂直方向的时空切片；步骤5、连轨迹；用图像处理软件将各时空切片对应的各控制点连线，得到各个控制点的运动轨迹；步骤6，分析DSA像素的时空运动特性；选择运动轨迹变化最大的10个反映DSA图像背景结构运动规律的控制点；步骤7、三角剖分；用三角剖分的方法将所有的控制点作为三角形的顶点，把图像剖分成不均匀的三角形网格；步骤8、仿射变换；采用仿射变换法进行初步几何校正；步骤9、时空卷绕；用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位置，逐幅确定图像非控制点的位移；步骤10、优化；采用Powell优化算法来优化相似度准则函数求极值的过程；步骤11、配准；选择三次样条插值算法进行亚像素级的配准；步骤12、灰度校正；逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正；步骤13，对数减影；用对数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像。
2.根据权利要求1所述的一种数字减影血管造影运动伪影消除方法，其特征在于所 述边缘检测算法是Carmy算子或高斯_拉普拉斯算子。
3.一种数字减影血管造影运动伪影消除系统，包括DSA设备、实现运动伪影消除的DSA 软件工作站、DSA胶片打印机、图像显示系统、外部存储设备、网络传输系统，其特征在于 它的DSA软件工作站包括以下部分输入接口 用于接收DSA设备输出的DICOM图像；存储器用于存储操作系统、图像处理软件、图像分析数据和图像资料；数字减影部分采用本发明的方法进行数字减影；DSA软件工作站用于读入DSA图像，并将DSA图像进行预处理；采用边缘检测算法找 到每幅DSA图像中血管影像的边缘和边缘点，计算出边缘点的梯度值，根据阈值来判断该 点是否作为备选控制点，并选取至少10个备选控制点；用于构建DSA时空体；将该组DSA 二维图像以时间T为轴按拍摄顺序间隔排列成平行六面体空间；用于进行时空切片；用切 片指令对DSA时空体做垂直方向的时空切片；用于将各时空切片对应的各控制点连线，得 到各个控制点的运动轨迹；用于分析DSA像素的时空运动特性；选择运动轨迹变化最大的 10个反映DSA图像背景结构运动规律的控制点；用三角剖分的方法将所有的控制点作为三 角形的顶点，把图像剖分成不均勻的三角形网格；用于采用仿射变换法进行初步几何校正； 用于作时空卷绕；用Warping非线性变换法参考前一幅图像中控制点的变形位置，逐幅确定图像非控制点的位移；采用Powell优化算法来优化相似度准则函数求极值的过程；选择 三次样条插值算法进行亚像素级的配准；用于逐幅对图像的灰度失真进行回朔校正；用对 数减影法进行减影，获得消除伪影的减影图像； 胶片打印控制部分控制DSA图像的胶片打印； 图像处理部分对DICOM图像进行适当的处理； 网络传输控制对DSA图像在PACS系统中的网络传输进行控制； 报告系统自动生成DSA图文检查报告； 显示器用于显示DSA图像； 输出接口 用于接打印机。
4.根据权利要求1所述的一种数字减影血管造影运动伪影消除系统，其特征在于还 包括用于与远程计算机或互联网连接的通讯接口。
全文摘要
一种数字减影血管造影运动伪影消除方法，步骤如下步骤1、读取；步骤2、选点；步骤3、构建DSA时空体；步骤4、时空切片；步骤5、连轨迹；步骤6，分析DSA像素的时空运动特性；步骤7、三角剖分；步骤8、仿射变换；步骤9、时空卷绕；步骤10、优化；步骤11、配准；步骤12、灰度校正；步骤13，对数减影。本发明属于图像处理技术。采用时空分析的方法，使DSA图像配准更加精确，有效去除运动伪影，得到清晰的血管造影图像。进而提高医生的诊断准确性，提高工作效率。
文档编号G06T5/00GK101822545SQ201010168648
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者张帆, 张新红 申请人:河南大学