醫(yī)學(xué)圖像金屬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)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)學(xué)圖像中的偽影是指在成像過(guò)程中產(chǎn)生的與組織結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的異常影像。其中， 金屬偽影主要是由于人體內(nèi)密度差別極大的物體引起的，如人體內(nèi)植入的金屬：節(jié)育環(huán)、植 入患者體內(nèi)的鋼板、行癲癇電極植入手術(shù)時(shí)植入患者體內(nèi)的電機(jī)等，金屬物體的吸收系數(shù) 通常是人體大部分組織吸收系數(shù)的幾十倍以上，從而導(dǎo)致金屬與人體組織交接位置的投影 數(shù)據(jù)變化劇烈而不連續(xù)。
[0003] 圖1是未經(jīng)金屬偽影校正的包括鈣化點(diǎn)偽影的乳腺模體重建圖像。如圖1所示， 該圖像是對(duì)包含金屬鈣化點(diǎn)的投影圖像進(jìn)行重建以后獲得的重建圖像，圖像中的金屬鈣化 點(diǎn)四周的偽影降低了圖像質(zhì)量，影響了醫(yī)生對(duì)圖像的判讀和對(duì)病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性。
[0004] 閾值計(jì)算是圖像分割方法的重要一環(huán)，而在與乳腺斷層圖像重建相關(guān)的金屬偽影 校正中同樣涉及到金屬區(qū)域分割問(wèn)題，金屬區(qū)域分割結(jié)果的好壞直接決定了金屬偽影校正 效果的好壞。對(duì)于金屬區(qū)域分割而言通常需要確定金屬區(qū)域的分割閾值，也即確定屬于金 屬區(qū)域的像素點(diǎn)所在的灰度值區(qū)間，利用該金屬分割閾值將重建圖像中的金屬部分分割出 來(lái)進(jìn)行校正，故金屬區(qū)域的分割閾值是整個(gè)金屬分割算法的核心。就目前而言，通常采用對(duì) 一定數(shù)量的圖像樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依賴(lài)對(duì)樣本的分析，將獲得的經(jīng)驗(yàn)值作為金屬區(qū)域的分割 閾值，導(dǎo)致金屬區(qū)域分割不準(zhǔn)確，金屬偽影校正效果較差。
[0005] 因此，需要提出一種新的確定金屬區(qū)域分割閾值的方法，以準(zhǔn)確地分割出金屬區(qū) 域，也即提高金屬區(qū)域分割的準(zhǔn)確度，從而有效校正醫(yī)學(xué)圖像中的金屬偽影。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正方法及裝置，以準(zhǔn)確地 確定分割金屬區(qū)域的分割閾值，尤其針對(duì)乳房中的鈣化點(diǎn)，提高金屬區(qū)域分割的準(zhǔn)確性，從 而有效校正醫(yī)學(xué)圖像中的金屬偽影。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正方法，包括：根據(jù) 分割閾值確定金屬區(qū)域，所述分割閾值是根據(jù)所述醫(yī)學(xué)圖像的非直接曝光區(qū)域中金屬區(qū)域 與其他區(qū)域的灰度值變化趨勢(shì)獲得。
[0008] 可選的，灰度值變化趨勢(shì)是根據(jù)所述醫(yī)學(xué)圖像中不同灰度值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)與 比其灰度值大的多個(gè)灰度值對(duì)應(yīng)的平均像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比值獲得。
[0009] 可選的，灰度值變化趨勢(shì)是根據(jù)所述醫(yī)學(xué)圖像中像素點(diǎn)個(gè)數(shù)最多對(duì)應(yīng)的灰度值到 最大灰度值之間的不同灰度值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)與比其灰度值大的多個(gè)灰度值對(duì)應(yīng)的平 均像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比值獲得。
[0010] 可選的，灰度值的變化趨勢(shì)f(i)根據(jù)如下公式獲得： CN 105118030 A 說(shuō)明書(shū) 2/6 頁(yè)
[0012] 其中：histogram(i)為灰度值為i時(shí)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，histsum(i+l)為灰度值 不小于i+Ι的灰度值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)之和，i_為最大灰度值，i代表的灰度值不小于像 素點(diǎn)個(gè)數(shù)最多所對(duì)應(yīng)的灰度值。
[0013] 可選的，在以i和f(i)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系生成的直方圖中，選取波谷域?qū)?yīng)的任一 灰度值作為分割閾值的上限；選取波峰域?qū)?yīng)的任一灰度值作為分割閾值的下限。
[0014] 可選的，在以i和f(i)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系生成的直方圖中，選取最低波谷對(duì)應(yīng)的灰 度值作為分割閾值的上限；選取最高波峰對(duì)應(yīng)的灰度值作為分割閾值的下限。
[0015] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正方法，包括：
[0016] 根據(jù)分割閾值分割所述醫(yī)學(xué)圖像中的金屬區(qū)域；
[0017] 對(duì)所述金屬區(qū)域進(jìn)行前投影以獲得金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)；
[0018] 采用非金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)更新所述金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)生成更新后的投影數(shù) 據(jù)；
[0019] 以所述更新后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建獲得第一重建圖像；
[0020] 在所述第一重建圖像中恢復(fù)金屬區(qū)域以獲得第二重建圖像，所述金屬區(qū)域的分割 閾值是根據(jù)上述的分割閾值確定方法獲得。
[0021] 可選的，通過(guò)聚類(lèi)法或迭代法對(duì)所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行金屬區(qū)域分割。
[0022] 可選的，通過(guò)鄰域插值、雙線性插值、三次樣條插值中的一種對(duì)非金屬區(qū)域的投影 數(shù)據(jù)進(jìn)行插值以更新所述金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)。
[0023] 可選的，所述醫(yī)學(xué)圖像為具有金屬偽影的DBT圖像、CT圖像、SPECT圖像、PET圖像 中的一種。
[0024] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正裝置，包括：
[0025] 分割閾值確定單元，基于所述醫(yī)學(xué)圖像中非直接曝光區(qū)域的金屬區(qū)域與其他區(qū)域 之間的灰度值變化趨勢(shì)確定金屬區(qū)域的分割閾值；
[0026] 金屬區(qū)域分割單元，根據(jù)所述分割閾值分割所述醫(yī)學(xué)圖像中的金屬區(qū)域；
[0027] 投影單元，對(duì)所述金屬區(qū)域進(jìn)行前投影以獲得所述金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)；
[0028] 更新單元，采用非金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)更新所述金屬區(qū)域的投影數(shù)據(jù)生成更新后 的投影數(shù)據(jù)；
[0029] 重建單元，以所述更新后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建獲得第一重建圖像；
[0030] 獲取單元，在所述第一重建圖像中恢復(fù)金屬區(qū)域以獲得第二重建圖像。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用金屬區(qū)域與其他區(qū)域之間的灰度值變化趨勢(shì)自動(dòng)確 定所述金屬區(qū)域的閾值上限和閾值下限，簡(jiǎn)單有效的確定金屬區(qū)域的分割閾值，避免了現(xiàn) 有技術(shù)中過(guò)分依賴(lài)樣本特性，手動(dòng)設(shè)置分割閾值過(guò)程中人為的主觀因素的影響，獲得了符 合實(shí)際臨床需求的重建圖像。尤其對(duì)校正乳腺中由于金屬鈣化點(diǎn)而形成的金屬偽影具有較 好的校正效果，校正后的乳腺圖像符合實(shí)際的臨床需求。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是未經(jīng)校正的具有鈣化點(diǎn)偽影的乳腺模體重建圖像；
[0033] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的重建圖像的灰度直方圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的灰度值比值圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的確定金屬分割區(qū)域的流程圖；
[0036] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)金屬區(qū)域進(jìn)行前投影的流程圖；
[0037] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的金屬偽影校正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但 是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本 發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】的限制。
[0039] 本發(fā)明的金屬偽影校正方法，可以對(duì)數(shù)字乳腺斷層（DBT，Digital Breast Tomosynthesis)圖像、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT，Computed Tomography)圖像、單光子發(fā)射計(jì)算 機(jī)斷層（SPECT，Single-Photon Emission Computed Tomography)圖像、正電子發(fā)射斷層 (PET，Positron Emission Tomography，PET)圖像等具有金屬偽影的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行校正，以 下以待校正的醫(yī)學(xué)圖像為DBT圖像為例，具體地為具有金屬鈣化點(diǎn)的乳腺斷層攝影圖像為 例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0040] 本實(shí)施例的醫(yī)學(xué)圖像金屬偽影的校正方法包括：
[0041 ]