医学影像增强方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学影像技术领域，尤其涉及一种基于组织信号相似性度量的医学影 像增强方法及系统。
【背景技术】
[0002] 医学影像是疾病早发现、早治疗和临床诊断等的重要信息来源，其一般通过医 学成像设备获取。目前常用的医学成像设备包括磁共振成像设备（Magnetic Resonance Imaging, MRI)、计算机断层扫描成像设备（Computed Tomography, CT)和超声成像设备 (Ultra-Sonography, US)。基于单张影像或影像序列，采用一些技术来提高影像的质量，是 临床诊断前的一个重要过程。
[0003]
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种医学影像增强方法及医学影像增强系 统。
[0005] -种医学影像增强方法，其包括以下步骤：
[0006] S11、通过调节一个成像参数的方式，采集和所述成像参数相关的影像序列，所述 影像序列包括η张影像；
[0007] S12、从所述影像序列中手动勾画出感兴趣区域，计算感兴趣区域像素值的平均 值，构成一个η维的参考信号；
[0008] S13、逐点计算所述影像序列中每一个η维信号相对于所述参考信号的相对幅度 值和残余信息值；
[0009] S14、所有点的所述相对幅度值一起构成相对幅度图，所有点的所述残余信息值一 起构成残余信息图。
[0010] 本发明一较佳实施方式中，步骤Sll中，所述影像序列为利用MRI影像设备采集的 MRI影像序列、利用X射线影像设备采集X射线影像序列、利用CT影像设备采集的CT影像 序列或利用超声影像设备采集超声影像序列。
[0011] 本发明一较佳实施方式中，所述影像序列为MRI影像序列时，根据表达式 Inffi=MsXN11X (l-e-?/T1) X (fTE/T2)进行采集，其中，MS为成像设备放大系数、NH为待研究对象 的H质子密度、T1为纵向弛豫时间、T2为横向弛豫时间，TR为重复时间、TE为回波时间。
[0012] 本发明一较佳实施方式中，利用MRI影像设备采集T2或T2*加权影像时，在预设 范围内对TE取值η次，即获得MRI T2/T2*加权影像序列，其包括η张组织结构相同的MRI 影像。
[0013] 本发明一较佳实施方式中，步骤S12中，取所述感兴趣区域的灰度值的平均值，构 建所述参考信号的行向量R=IR 1, R2,...，RJ ;
[0014] 本发明一较佳实施方式中，步骤S13中，进一步包括以下步骤：
[0015] S131、从所述MRI影像序列中，取一张影像上的任意一点（i，j)，构建一个η维的描 述所述影像序列内的像素随所述成像参数变化的行向量V ij=IVijl, Vij2, ...，VijJ ;
[0016] S133、采用线性方法来度量所有点的η维信号向量和所述参考信号之间的相似强 度，即：Vij=A UXR+ ξ u，其中，λ u表不行向量Vij与所述参考信号的行向量R的相似强度， ξ u表示行向量Vu与所述参考信号相似比较后的残余信息；
[0017] S135、最小化所述行向量Vij和所述参考信号之间的均方差 MSE= I I Vij- λ uX R- ξ u I 12,得到相对幅度值λ u和残余信息值ξ u :
[0018]
【主权项】
1. 一种医学影像增强方法，其特征在于，所述医学影像增强方法包括以下步骤： 511、 通过调节一个成像参数的方式，采集和所述成像参数相关的影像序列，所述影像 序列包括η张影像； 512、 从所述影像序列中手动勾画出感兴趣区域，计算感兴趣区域像素值的平均值，构 成一个η维的参考信号； 513、 逐点计算所述影像序列中每一个η维信号相对于所述参考信号的相对幅度值和 残余信息值； 514、 所有点的所述相对幅度值一起构成相对幅度图，所有点的所述残余信息值一起构 成残余信息图。
2. 如权利要求1所述的医学影像增强方法，其特征在于，步骤Sll中，所述影像序列为 利用MRI影像设备采集的MRI影像序列、利用X射线影像设备采集X射线影像序列、利用CT 影像设备采集的CT影像序列或利用超声影像设备采集超声影像序列。
3. 如权利要求2所述的医学影像增强方法，其特征在于，所述影像序列为MRI影像序列 时，根据表达式Inffi=M sXN11X (l-e-TK/T1) X (fTE/T2)进行采集，其中，Ms为成像设备放大系数、 Nh为待研究对象的H质子密度、T1为纵向弛豫时间、T2为横向弛豫时间，TR为重复时间、TE 为回波时间。
4. 如权利要求3所述的医学影像增强方法，其特征在于，利用MRI影像设备采集T2或 T2*加权影像时，在预设范围内对TE取值η次，即获得MRI T2/T2*加权影像序列，其包括η 张组织结构相同的MRI影像。
5. 如权利要求4所述的医学影像增强方法，其特征在于，步骤S12中，取所述感兴趣区 域的灰度值的平均值，构建所述参考信号的行向量R= (R1, R2, ...，RJ。
6. 如权利要求5所述的医学影像增强方法，其特征在于，步骤S13中，进一步包括以下 步骤： S131、从所述MRI影像序列中，取一张影像上的任意一点（i，j)，构建一个η维的描述所 述影像序列内的像素随所述成像参数变化的行向量Vij= IVijl, Vij2, ...，VijJ ; S133、采用线性方法来度量所有点的η维信号向量和所述参考信号之间的相似强度， 即：Vij= λ uXR+ξ u，其中，λ u表不行向量Vij与所述参考信号的行向量R的相似强度，ξ u 表示行向量Vu与所述参考信号相似比较后的残余信息； S135、最小化所述行向量Vij和所述参考信号之间的均方差MSE=| IVij-AijXR-I J |2， 得到相对幅度值λ u和残余信息值ξ u :
ξ Jj=Sum (Vij) - λ Jj X sum (R) 其中，T表示向量的转置，sum算符表示求和。
7. -种医学影像增强系统，其特征在于，所述医学影像增强系统包括： 影像采集单元，其采集待研究对象的影像序列，所述影像序列包括η张影像； 参考信号获取单元，其从所述影像序列中手动勾画出感兴趣区域，计算感兴趣区域像 素值的平均值，构成一个η维的参考信号；及 处理单元，其和所述影像采集单元及所述参考信号获取单元分别相连接，所述处理单 元对所述影像序列进行处理，包括： 逐点计算所述影像序列中每一个η维信号相对于所述参考信号的相对幅度值和残余 信息值； 利用所有点的所述相对幅度值和所述残余信息值分别获得相对幅度图和残余信息 图。
8. 如权利要求7所述的医学影像增强系统，其特征在于，所述影像采集单元采集所述 影像序列时，通过调节一个成像参数的方式，采集和所述成像参数相关的所述影像序列。
9. 如权利要求7所述的医学影像增强系统，其特征在于，所述影像采集单元对待研究 对象进行MRI成像、CT成像、X射线成像或超声成像。
10. 如权利要求7所述的医学影像增强系统，其特征在于，利用MRI影像设备采集Τ2或 Τ2*加权影像时，根据表达式Inffi=MsXN11X (l-f?/T1) X (fTE/T2)进行采集，其中，Ms为成像设 备放大系数、Nh为待研究对象的H质子密度、T 1为纵向弛豫时间、T2为横向弛豫时间，TR为 重复时间、TE为回波时间。
11. 如权利要求10所述的医学影像增强系统，其特征在于，在预设范围内对TE取值η 次，即获得MRI Τ2/Τ2*加权影像序列，其包括η张组织结构相同的MRI影像。
12. 如权利要求11所述的医学影像增强系统，其特征在于，参考信号获取单元选取所 述感兴趣区域的灰度值的平均值，构建所述参考信号的行向量R= (R1, R2, ...，RJ。
13. 如权利要求12所述的医学影像增强系统，其特征在于，所述处理单元对所述影像 序列进行处理时，包括： 从所述MRI影像序列中，取一张影像上的任意一点（i，j)，构建一个η维的描述所述影 像序列内的像素随所述成像参数变化的行向量Vij=IVijl, Vij2, ...，VijJ ; 采用线性方法来度量所有点的η维信号向量和所述参考信号之间的相似强度，即： Vij= Aij X R+Iij，其中，Aij表示行向量Vij与所述参考信号的行向量R的相似强度，I ij表 示行向量Vu与所述参考信号相似比较后的残余信息； 最小化所述行向量^和所述参考信号之间的均方差MSE= I I Vu-λ u X R-ξ u I 12，得到 相对幅度值λ u和残余信息值ξ u : ξ Jj=Sum (Vij) - λ Jj X sum (R)
其中，T表示向量的转置，sum算符表示求和。
【专利摘要】本发明提出一种医学影像增强方法，为临床诊断提供信号分析，其包括以下步骤：S11、通过调节一个成像参数的方式，采集和所述成像参数相关的影像序列，所述影像序列包括n张影像；S12、从所述影像序列中手动勾画出感兴趣区域，计算感兴趣区域像素值的平均值，构成一个n维的参考信号；S13、逐点计算所述影像序列中每一个n维信号相对于所述参考信号的相对幅度值和残余信息值；S14、所有点的所述相对幅度值一起构成相对幅度图，所有点的所述残余信息值一起构成残余信息图。本发明另外提供一种医学影像增强系统。所述医学影像增强方法及系统不需要造影剂的辅助，也不需要跟着时间演变来采集数据，只需要调节某一个成像参数，成像时间短，且应用领域广泛。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104637029
【申请号】CN201310548093
【发明人】余绍德, 樊建平, 安谋, 李荣茂, 伍世宾, 谢耀钦
【申请人】深圳先进技术研究院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月6日