本发明专利技术属于CT成像技术领域，公开了一种CT成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质，方法包括步骤：创建训练数据集；构建并训练运动伪影抑制网络；在CT扫描系统中部署所述运动伪影抑制网络。创建训练数据集时，通过收集以往扫描数据、4D回顾性重建图像、通过运动估计的方式获取形变场、使用形变场对参考图像进行扭曲变换，得到任意不同时刻没有运动伪影图像作为目标图像。本发明专利技术可以实现CT系统对病人进行动态扫描重建，重建多个时刻的数据，能够控制硬件设备成本，而且提高了CT扫描的成像质量和效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学成像，具体涉及一种ct成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、在医学ct成像领域，病人的运动是一个需要特别注意的问题，因为运动可能导致图像模糊，影响诊断的准确性。随着技术的发展，已经有多种方法被开发出来以减少或补偿运动带来的影响，如门控技术、实时跟踪与校正技术、改进图像重建算法、后处理技术，以及指导患者的准备和训练配合等。这些技术的应用提高了医学ct成像在运动存在情况下的图像质量，对于临床诊断和治疗规划具有重要意义，但它们仍然存在一些局限性和缺点。
2、门控技术：呼吸门控通过监测病人的呼吸周期来控制ct扫描的时机，门控技术在时间和效率上存在不足，依赖于特定的生理周期，这可能导致患者的不适，并增加了扫描的工作量，而且不是所有患者都能产生可预测和一致的生理周期，如某些呼吸或心脏疾病患者，这使得门控技术不能应用到所有患者的ct检测。
3、图像重建算法的改进：多种先进的图像重建算法，如基于模型的迭代重建方法，可以利用运动模型来改善因运动导致的图像质量下降。但是，先进的图像重建算法通常需要大量的计算资源，这可能增加处理时间和成本。而且在低剂量ct扫描中，重建算法可能会增加图像的噪声水平，影响图像质量。
技术实现思路
1、技术目的：为了更好的解决上述问题，本专利技术提出了一种ct成像方法、装置、系统及计算机可读存储介质，实现ct系统对病人进行动态扫描重建，重建多个时刻的数据，能够控制硬件设备成本，提高ct扫描的成像质量和效率。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种ct成像方法，包括步骤：
4、创建训练数据集；
5、构建运动伪影抑制网络；
6、使用所述训练数据集对运动伪影抑制网络进行训练；
7、将所述运动伪影抑制网络部署到ct扫描系统中；
8、其中，创建的训练数据集中包括训练数据对，即包含运动伪影的目标图像和不包含运动伪影的输入图像，以如下流程获得：
9、s1、收集病人在一次ct检查中连续的ct扫描数据；
10、s2、设定相位间隔，确定多个非连续的相位时刻，4d回顾性重建所述ct扫描数据在所述多个非连续的相位时刻的重建图像，将运动伪影最少的重建图像作为参考图像imgref，所述参考图像imgref作为训练数据对中的不包含运动伪影的目标图像；
11、s3、以参考图像为基准，使用运动估计的方式处理所述多个非连续的相位时刻的重建图像，得到对应所述多个非连续的相位时刻的形变场；
12、s4、使用步骤s3得到的所有形变场对参考图像imgref进行扭曲变换处理，得到相应时刻的图像容积数据；
13、s5、通过模拟的方式对所述图像容积数据进行正投处理，获取包含运动的投影，使用所述包含运动的伪影重建的图像，作为训练数据对中的包含运动伪影的输入图像。
14、优选地，构造的运动伪影抑制网络包括u-net神经网络、空间变换模块和输出模块，所述运动伪影抑制网络的损失函数l为：
15、l(p,t,φ)＝lsim(p,t)+wlsmooth(φ)+λldirection(φ)
16、
17、其中，p,t,φ分别表示运动伪影抑制网络的预测图像、目标图像和形变场；lsim(p,t)表示相似度损失，lsmooth(φ)表示平滑度损失，ldirection(φ)表示方向损失；
18、n表示像素索引，pn为预测图像中像素n的值，tn为目标图像中像素n的值，w、λ为超参数，n为图像像素的总数；k为输入子图总个数，k为子图形变场索引，为形变场的梯度和，为子图k对应像素索引n的形变场。
19、优选地，所述步骤s2中，在一个运动周期内采用最小角度重建多个相位时刻对应的子图序列，每个相位时刻重建时所用到的最小角度小于180度。
20、优选地，所述步骤s3中，除所述多个非连续相位时刻外的连续相位时刻，采用插值的方法得到多个形变场。
21、一种ct成像装置，包括：
22、数据集创建模块，用于创建训练数据集；
23、网络构建模块，用于构建运动伪影抑制网络，并使用所述训练数据集对运动伪影抑制网络进行训练；
24、部署模块，用于将所述运动伪影抑制网络部署到ct扫描系统中；
25、其中，所述数据集创建模块包括：
26、ct扫描数据收集单元，用于收集病人在一次ct检查中连续的ct扫描数据；
27、重建模块，用于设定相位间隔，确定多个非连续的相位时刻，4d回顾性重建所述ct扫描数据在所述多个非连续的相位时刻的重建图像，将运动伪影最少的重建图像作为参考图像imgref，所述参考图像imgref作为训练数据对中的不包含运动伪影的目标图像；
28、形变场计算单元，用于以参考图像为基准，使用运动估计的方式处理所述多个非连续的相位时刻的重建图像，得到对应所述多个非连续的相位时刻的形变场；
29、扭曲变换单元，用于使用形变场计算单元得到的所有形变场对参考图像imgref进行扭曲变换处理，得到相应时刻的图像容积数据；
30、模拟正投单元，用于通过模拟的方式对所述图像容积数据进行正投处理，获取包含运动的投影，使用所述包含运动的伪影重建的图像，作为训练数据对中的包含运动伪影的输入图像。
31、一种ct扫描系统，部署所述运动伪影抑制网络。
32、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，其中至少一个指令被处理器执行时，用于执行所述方法。
33、有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下技术效果：
34、本专利技术方便部署到ct扫描系统中，可以实现ct系统对病人进行动态扫描重建，重建多个时刻的数据，涉及的复杂的计算都利用神经网络来实现，相较于传统的动态重建方法需要构建每个时刻的运动模型，然后进行动态的重建，涉及复杂的数学模型和运动估计，本专利技术无需大量的计算资源，方便控制硬件设备成本，而且提高了ct扫描的成像质量和运行效率。
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【技术保护点】
1.一种CT成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种CT成像方法，其特征在于：构造的运动伪影抑制网络包括U-net神经网络、空间变换模块和输出模块，所述运动伪影抑制网络的损失函数L为：
3.根据权利要求1所述的一种CT成像方法，其特征在于：所述步骤S2中，在一个运动周期内采用最小角度重建多个相位时刻对应的子图序列，每个相位时刻重建时所用到的最小角度小于180度。
4.根据权利要求1所述的一种CT成像方法，其特征在于：所述步骤S3中，除所述多个非连续相位时刻外的连续相位时刻，采用插值的方法得到多个形变场。
5.一种CT成像装置，其特征在于，包括：
6.一种CT扫描系统，其特征在于：部署如权利要求5所述的运动伪影抑制网络。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，其中至少一个指令被处理器执行时，用于执行如权利要求1至4中任一所述方法。
【技术特征摘要】
1.一种ct成像方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种ct成像方法，其特征在于：构造的运动伪影抑制网络包括u-net神经网络、空间变换模块和输出模块，所述运动伪影抑制网络的损失函数l为：
3.根据权利要求1所述的一种ct成像方法，其特征在于：所述步骤s2中，在一个运动周期内采用最小角度重建多个相位时刻对应的子图序列，每个相位时刻重建时所用到的最小角度小于180度。
4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾凯，冯亚崇，吴小页，
申请(专利权)人：南京安科医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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