一种计算机断层成像伪影校正方法及装置的制造方法
【专利说明】-种计算机断层成像伪影校正方法及装置 【技术领域】
[0001] 本发明设及计算机断层成像技术领域，尤其设及一种计算机断层成像伪影的校正 方法及装置。 【【背景技术】】
[0002] 计算机断层成像是用射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，根据不 同的人体组织对射线的吸收能力不同，对扫描数据利用计算机重建出断层面图像的技术。
[0003] 在计算机断层扫描过程中，因被扫描物体中含有金属或其它高密度物质导致重建 后的图像中存在的伪影称为金属伪影。金属伪影的存在会降低图像质量，并且可能会影响 医生的诊断。因此，在计算机断层扫描的成像中，去金属伪影(Metal Arti化Ct Reduction, MAR)即金属伪影校正，所要解决的就是去除由于金属的存在而引入的伪影，恢复被伪影破 坏或掩盖的组织，W便于用户观察。
[0004] 现有技术中，存在各种金属伪影的校正方法.运些校正方法大致可W分为迭代重 建方法(迭代法)及投影插值方法(插值法）。但无论现有技术中何种形式的伪影校正，都有 可能引入新的伪影，运部分新引入的伪影同样会影响图像质量，因而需要对其进行校正。
[0005] 因此，需要提出一种新的计算机断层成像伪影校正方法，在现有伪影去除方法的 基础上，有效抑制因伪影校正新引入伪影，进一步提高图像质量。 【
【发明内容】
】
[0006] 本发明解决的是现有的计算机断层成像图像伪影校正方法实施过程中出现新引 入伪影的问题。
[0007] 为解决上述问题，本发明提出一种计算机断层成像伪影校正方法，包括:接收待校 正图像;对所述待校正图像进行伪影校正，W获取第一校正后图像;获取待校正图像相对于 第一校正后图像的误差图像;根据第一校正后图像引入伪影的程度，调整所述误差图像的 权重，并从所述待校正图像中去除调整权重后的误差图像，W获取第二校正后图像;对所述 待校正图像及第二校正后图像进行频率分割及融合，获得第=校正后图像。
[000引可选地，所述第一校正后图像引入伪影的程度，由所述第一校正后图像的信息赌 进行确定。
[0009] 可选地，所述信息赌的获取包括:划分所述误差图像与待校正图像每个像素的邻 域矩阵；调整所述误差图像像素邻域矩阵的权重，并根据调整权重后的所述误差图像像素 邻域矩阵与所述待校正图像像素邻域矩阵之差获取所述信息赌。
[0010] 可选地，获取使所述信息赌最小时相对应的所述误差图像邻域矩阵的权重，将该 权重作为所述误差图像的权重。
[0011] 可选地，根据所述误差图像中伪影去除的程度，确定所述邻域矩阵的尺寸。
[0012] 可选地，根据所述待校正图像中的金属图像形态，确定所述邻域矩阵的尺寸。
[0013] 可选地，所述邻域矩阵的尺寸范围为9-31单位像素。
[0014] 可选地，还包括根据设定的视场对所述待校正图像、误差图像、第一校正后图像、 第二校正后图像中的至少一种进行压缩。
[0015] 可选地，所述频率分割及融合包括:分割出所述待校正图像的高频部分图像及所 述第二校正后图像的低频部分图像，并对所述高频部分图像及低频部分图像进行融合。
[0016] 本发明还提供一种计算机断层成像伪影校正装置，其特征在于，包括：
[0017] 输入单元，用于接收待校正图像；第一处理单元，用于对待校正图像进行伪影校 正，W生成第一校正后图像;第二处理单元，用于获取待校正图像相对于第一校正后图像的 误差图像，及根据第一校正后图像引入伪影的程度，调整所述误差图像的权重，并从所述待 校正图像中去除调整权重后的误差图像，W获取第二校正后图像;第=处理单元，用于获得 所述待校正图像的高频部分图像及所述第二校正后图像的低频部分图像，并对所述高频部 分图像及低频部分图像进行融合，获得第=校正后图像。
[0018] 本发明方案根据原有伪影校正引入伪影的程度，调整误差图像的权重，并在待校 正图像中去除调整权重后的误差图像W形成新的校正后图像，有效抑制了新伪影的产生， 提高了图像质量；同时该方案实现过程对原伪影校正方法及装置依赖性低，因而适用范围 广，可在任何可能会引入新伪影的现有金属伪影校正方法及装置基础上实现;进一步地，频 率分割及融合减少了由于权重系数的差异引起的图像马赛克现象，使得校正后图像更加自 然;进一步地，对图像进行压缩，及根据误差图像中伪影去除的程度对邻域矩阵进行划分， 降低了系统的计算量，提升了校正速度。 【【附图说明】】
[0019] 图1是本发明的计算机断层成像系统的结构示意图；
[0020] 图2是本发明一实施例中伪影校正方法流程示意图；
[0021] 图3是本发明一实施例中第一校正后图像信息赌的求取流程示意图；
[0022] 图4是本发明一实施例中伪影校正装置结构示意图。 【【具体实施方式】】
[0023] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0024] 图1是一种计算机断层成像系统的结构示意图，如图1所示，计算机断层成像系统 100包括机架110,所述机架110具有围绕系统轴线旋转的可旋转的部分130。可旋转的部分 130具有相对设置的X射线源131和X射线探测器132的X射线系统。
[0025] 计算机断层成像系统100还具有检查床120，在进行检查时，患者在该检查床120上 可W沿着Z轴方向被推入到扫描腔体中。X射线源131绕S轴旋转，探测器132相对于X射线源 131-起运动，W采集投影测量数据，运些数据在之后被用于重建图像。还可W进行螺旋扫 描，在螺旋扫描期间，通过患者沿着巧由的连续运动和X射线源131的同时旋转，X射线源131 相对于患者产生螺旋轨迹。
[0026] 所述计算机断层成像系统100还可W包括控制单元和图像重建单元，所述控制单 元用于在扫描过程中根据特定的扫描协议控制计算机断层成像系统100的各部件。所述图 像重建单元用于根据探测器132采样的待校正数据重建出图像。
[0027] W上，仅W示例方式阐释了可使用本发明所提供金属伪影校正方法的计算机断层 成像设备，本领域技术人员理解，如使用X射线的C型臂系统等设备，或组合式医学成像系统 (例如：组合式正电子发射断层成像-计算机断层成像，Positron Emission Tomogra地y-Computed tomogra地y Tomogra地y，阳T-CT)，或使用其它类型射线的断层成像设备等，均 可适用本发明所述校正方法及装置，本发明对计算机断层成像设备的类型与结构并不做具 体限定。
[0028] 当受检对象在上述任一种类的计算机断层成像设备中进行扫描成像时，因金属或 高密度物体的存在会导致伪影的存在，影响图像成像质量及导致用户阅图不便，因而需对 此类伪影进行校正。
[0029] 图2是本发明一实施例中伪影校正方法流程示意图。参照图2,在该实施例中：
[0030] 执行步骤SI,接收待校正图像。该待校正图像由上述计算机断层成像设备扫描重 建获得。
[0031] 执行步骤S2,对待校正图像进行伪影校正，获取第一校正后图像。此步骤中，并不 限定该伪影校正的具体实现方案。因本发明方案的目的在于解决现有技术中存在的各种金 属伪影的校正方法所存在的新引入伪影缺陷，任意一种去金属伪影算法或多种去金属伪影 算法的组合(无论迭代法还是插值法，亦或其它种类的伪影校正方法），只要有可能引入新 的伪影，均可应用于此。对待校正图像进行伪影校正后，可获取第一校正后图像。
[0032] 执行步骤S3,获取待校正图像相对于第一校正后图像的误差图像。在本实施例中， 定义Iori为待校正图像，Icorr为第一校正后图像，Ierr为误差图像。则：
[0033] Ierr = Iori-Icorr
[0034] 目P，可通过比较待校正图像与第一校正后图像的差异来获取误差图像。
[0035] 执行步骤S4,根据第一校正后图像引入伪影的程度，调整误差图像的权重，并从待 校正图像中去除调整权重后的误差图像，获取第二校正后图像。第一校正后图像引入伪影 的程度可W通过对误差图像的判断得出，因此，通过对误差图像的每个像素点分配权重(分 配的原则是，对新引入的伪影区域分配少的权重，待校正图像原有的伪影分配多的权重）， 再在待校正图像中去除调整权重后的误差图像，即可实现抑制新引入伪影的效果。
[0036] 在本实施例中，第一校正后图像新引入伪影的程度，可通过第一校正后图像的信 息赌进行确定。图3示出了第一校正后图像信息赌的求取流程：
[0037] 首先，执行步骤S401，划分误差图像与待校正图像每个像素的邻域矩阵。具体地， 如对于一个NXN像素的图像I而言，对其图像的每个像素(投影角为P，通道为k)计算一个邻 域矩阵Np,k(I)。经过测试发现，该邻域矩阵的尺寸(MXM)不仅影响着运算速度，而且会直接 影响到之后步骤中权重的分配，所W邻域大小的划分可选取经验值的方式确定。例如，在本 实施例中，邻域的大小根据误差图像中伪影去除的程度分配不同的值。一般来说，对于步骤 S2中对待校正图像伪影去除较多的应用场景，邻域划分可W稍大，反之则可W稍小。进一步 地，邻域的取值范围可在9-31单位像素之间。此外，在对图像边缘像素取邻域矩阵时，可W 在图像边缘填零扩充图像边缘。
[0038] 此处，作为本实施例的一个变化例，邻域的尺寸还可W根据金属形态信息进行确 定。此处的金属形态信息，指待校正图像中金属物质或较高密度物质的形态信息，其直接影 响到待校正图像中数据破坏的程度:理论上，仅当金属或高密度物体为一规则圆形时，现有 校正方案可通过完全替换原有数据的方式有效去除金属伪影（即新引入伪影较少）。而实际 中很少有规则的物体，如常见的脊柱钉子等植入物的形状多W不规则形态呈现。
[0039]设金属形态信息可用形态指数来进行表征:在某一断层面中，射线经过该断层面