一种体数据合成方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种体数据合成方法：获取合成后的图像的基本切片方向；基于所述获取到的合成后的图像的基本切片方向，获取每一个输入体数据的外包围盒；在所述每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输入的体数据进行重采样；确定使得各重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大相似度的平移参数；按照所述确定的平移参数，将所述各重采样后的体数据合成为一个体数据，得到合成后的图像。本发明专利技术同时公开了一种体数据合成装置。应用本发明专利技术所述的方法和装置，能够实现对具有任意切片方向的体数据的合成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像技术，特别涉及一种磁共振成像系统中的体数据合成方法 和装置。
技术介绍
由于磁共振系统的硬件限制，在实际应用中，当采用磁共振系统进行扫描成像时， 通常不能一次采集到整个身体的扫描图像，所以，需要通过多次采集来得到多个相互之间 存在重叠区域的体数据，然后，再将这些体数据通过一定方式合成为一个体数据，从而得到 一个虚拟的超大视场(Virtual Large Field of View)，以用于进行一些系统性疾病的诊 断，如呼吸系统以及血管系统等。目前，具有不同切片方向的体数据的合成技术在临床中得到了广泛的应用。其中 一个典型的应用就是用于检查动脉对腿部、腹部以及身体上部的供血能力。首先，分别采集 得到对应腿部、腹部以及身体上部等各部分的、相互之间存在重叠区域的体数据；然后，通 过体数据合成技术，获取到用于完整的血管系统检查的覆盖病人全身的血管造影术图像， 以便医生进行后续的血管系统疾病诊断。这里所提到的切片方向，是指切片平面的法向量 的方向。上述体数据合成技术虽然在临床中具有很重要的作用，但是，这种技术在实际使 用中有很大的局限性。比如，当采集到的多个体数据之间的切片方向具有较小的倾斜角时，采用现有的 体数据合成方式可以得到较为理想的合成结果，比如，可以采用现有技术中提出的一种基 于特征的三维(3D，dimension)磁共振(MR，Magnetic Resonance)血管造影术图像合成方 式。该方式基于夹角(实际切片方向与标准/指定方向之间的夹角)来扭曲体数据，在将 各具有倾斜角的体数据扭曲到具有平行的切片方向的体数据之后(即各体数据的切片方 向一致)，利用刚体匹配来确定使得各体数据之间的重叠区域具有最大相似度的各体数据 排列。这里所提到的排列包括各体数据的位置关系以及相邻的两个体数据之间的重叠 方式。由于各体数据之间的位置关系是预先可知的，比如，如果要检查动脉对腿部、腹部以 及身体上部的供血能力，假设分别采集得到三个对应腿部、腹部以及身体上部的体数据。那 么显然，腿部和腹部对应的两个体数据之间存在重叠区域，而腹部和身体上部对应的两个 体数据之间也存在重叠区域。而体数据合成的实质就是要找到上述三个体数据在按照身体 上部、腹部以及腿部的顺序合成为一个体数据后，各相邻体数据之间的重叠方式。举例说明如图1所示，图1为现有体数据扭曲处理过程示意图。可以看出，体数 据101和102之间存在一定的倾斜角，其中，图1所示体数据101和102中的斜线表示切 片，体数据101和102夹角处的阴影区域表示图像相关信息。通过平移各个切片(切片平 面方向上的平移，无插值)上不同的值来扭曲体数据101和102，得到扭曲后的体数据103 和104，对于扭曲后的体数据103和10 4中没有数据的区域，可以用0来填充。5上述扭曲过程可以分解为一个旋转加上对每个切片在垂直方向，即切片的列方向 上的一个平移。如果体数据的切片方向之间的倾斜角比较小，那么扭曲后的体数据可以看 作近似于原始体数据，相应地，最终得到的合成后的图像也比较真实可靠。但是，在实际应用中，由于多种原因的存在，比如病人的身体天生弯曲较大，那么 采集得到的体数据的切片方向之间会存在较大的倾斜角。这种情况下，上述体数据合成方 式就将不再适用，因为随着倾斜角越来越大，越来越多的失真将会被引入到扭曲后的体数 据中，进而导致基于这种扭曲的体数据进行的体数据合成出现重叠区域不匹配的现象。图2 即为采用上述适用于切片方向间具有较小倾斜角的体数据合成方式，对三个切片方向间具 有较大倾斜角的体数据进行合成后得到的合成结果。从图2可以看出，在体数据重叠区域 201和202处，存在严重的血管不匹配和血管内在走向不一致的情况，这都是为应对倾斜角 而扭曲体数据造成的。可见，上述体数据合成方式并不适用于各体数据间具有较大倾斜角的情况，而对 于这一问题，现有技术中还没有提出一种切实可行的解决方式。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种体数据合成方法，能够实现对具有任 意切片方向的体数据的合成。本专利技术的另一目的在于提供一种体数据合成装置，能够实现对具有任意切片方向 的体数据的合成。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种体数据合成方法，该方法包括获取合成后的图像的基本切片方向；基于所述合成后的图像的基本切片方向，获 取每一个输入体数据的外包围盒；在所述每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输入的体数据进行重采样；确定使得各重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大相似度的平移参数；按照所述确定的平移参数，将所述各重采样后的体数据合成为一个体数据，得到 合成后的图像。其中，所述获取合成后的图像的基本切片方向包括计算所有输入的体数据的切 片方向的平均值，将所述计算出的平均值作为所述合成后的图像的基本切片方向；或者，将 指定方向作为所述合成后的图像的基本切片方向。所述在每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输入的体数据进行重采样包括 按照相同的切片厚度以及相同的像素间隔在每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输 入的体数据进行重采样；所述相同的切片厚度以及相同的像素间隔是指每个外包围盒内以 及每个外包围盒之间所采用的切片厚度及像素间隔均相同。所述在每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输入的体数据进行重采样之后， 进一步包括用数据零填充所述重采样后的外包围盒中无数据的区域。所述确定使得各重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大相似度的平移参数 包括按照预先可知的各输入体数据之间的位置关系，寻找每两个相互之间存在重叠区域的重采样后的体数据之间，能够使得这两个重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大 相似度的平移参数。较佳地，所述寻找每两个相互位置之间存在重叠区域的重采样后的体数据之间， 能够使得这两个重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大相似度的平移参数包括保持所述两个重采样后的体数据中的一个固定，并在所述固定体数据上移动另外 一个体数据，搜索当所述移动体数据的平移参数为不同值时两个体数据之间的最大相似度 度量值；将所述搜索到的最大相似度度量值对应的平移 参数确定为所要寻找的平移参数。其中，所述相似度度量值为归一化互相关系数尸⑴='I；其中，y r>eO、’pe()vt为平移参数；vf为固定体数据中的重叠区域的像素平均值；vt为移动体数据中的 重叠区域的像素平均值；P为固定体数据中的重叠区域的像素位置；vf (P)为固定体数据中 P点处的像素值；vt (p+t)为移动体数据在平移t后与固定体数据中的P点对应的像素点的 像素值；0V为固定体数据与移动体数据的重叠区域中像素值在两个体数据中均不为0的所有像素。较佳地，所述搜索最大相似度度量值的方式为自适应搜索方式，包括首先按照预先设置的较大步长进行粗搜索，得到一个临时最大相似度度量值；然 后，在所述搜索到的临时最大相似度度量值对应的区域附近进行较小步长的精细搜索，将 在所述区域中搜索到的最大相似度度量值作为最终所需的最大相似度度量值。所述将各重采样后的体数据合成为一个体数据包括按照寻找到的每两个相互之 间存在重叠区域的重采样后的体数据之间的平移参数，确定各重采样后的体数据之间的最 佳重叠方式；按照所述确定的最佳重叠方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体数据合成方法，该方法包括：获取合成后的图像的基本切片方向；基于所述合成后的图像的基本切片方向，获取每一个输入体数据的外包围盒；在所述每一个输入体数据的外包围盒中对每一个输入的体数据进行重采样；确定使得各重采样后的体数据之间的重叠区域具有最大相似度的平移参数；按照所述确定的平移参数，将所述各重采样后的体数据合成为一个体数据，得到合成后的图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，陈勇，张锐，谢睿克，
申请(专利权)人：西门子迈迪特深圳磁共振有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]