运动模糊成像增强的方法和系统技术方案

根据本公开的至少一些实施方案，提供了一种用于增强运动模糊图像的方法。所述方法可包括接收多个投影，其中所述多个投影含有在多个运动相位中得到的计算机断层摄影（CT）数据。所述方法可包括通过基于所述多个投影进行增强操作来生成增强的多相图像。所述方法可进一步包括基于所述多个投影和所述增强的多相图像生成多个相位相关的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运动模糊成像增强的方法和系统
本公开的实施方案一般来说涉及图像处理技术，并且更确切地说涉及运动模糊成像增强的方法和系统。
技术介绍
除非本文另有指明，否则在本节所描述的方法不是本申请的权利要求书的现有技术，也不因包含于本节中而被承认是现有技术。计算机断层摄影(CT)已是广泛使用的成像技术。然而，当CT医学成像设备采用不足数量的样本时，在重建图像中可能出现混叠伪像如拖尾。涉及广域探测器的使用的锥束计算机断层摄影(CBCT)更容易发生欠取样问题，因为数据帧速度更为缓慢。医学锥束计算机断层摄影的一个挑战是管理呼吸运动。由于相对缓慢的支架转动时间，很难在单次屏气中获取全CBCT数据集，在单次呼吸相位(例如吸气或呼气)中为更少。然而，因为运动为周期性的，因此可通过将所采集的CBCT投影按照呼吸相位分组并为每个相位重建清晰的3-D图像而得到4-D图像(3个空间维度和I个时间维度)。在许多情况下，由于与每个呼吸相位相关的稀疏的或“车轮式”投影取样分布，包括来自骨架的拖尾的混叠伪像经常被引入。虽然可能通过减缓支架转动速度来减少这些伪像，从而减少相邻的车轮辐条之间的距离，但存在与延长成像时间和发送更高剂量的放射性X射线相关的相当大的成本。
技术实现思路
【附图说明】图1示出说明了被配置来增强运动模糊图像的系统的一个实施方案的方框图；图2示出说明了用于生成一个或多个相位相关的图像的方法的一个实施方案的流程图；图3示出说明了用于提取运动信息来增强多相图像的方法的一个实施方案的流程图；图4示出说明了分割方法的一个实施方案的示例性多相图像；图5示出说明了用于增强运动模糊图像的方法的一个实施方案的流程图；图6示出说明了用于生成增强的多相图像的方法的一个实施方案的流程图；以及图7示出说明了用于使用边界平滑化和/或边界侵蚀操作生成增强的多相图像的方法的一个实施方案的流程图。【具体实施方式】在以下详细描述中，参照了形成本专利技术的一部分的附图。在附图中，除非文中另有指明，类似的符号通常标识类似的部件。在详细描述、附图以及权利要求书中所描述的说明性实施方案不意指进行限制。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围下，可利用其它实施方案且可作出其它改变。将容易理解的是，如在本文中大体描述的并在附图中说明的本公开的方面可以各种各样的不同配置进行安排、取代、组合以及设计，所有所述配置都是在本文中明确考虑的。贯穿本公开，术语“图像”和“重建图像”交替使用，以便泛指图形化表示物理对象或人的一组数据。例如，患者心脏的3D图像可基于通过医学成像设备穿过心脏及其周围解剖组织而获取的一组2D X射线投影重建。类似地，通过处理与患者身体的区段相关的一组正弦图，可生成所述患者身体的截面图像。“平滑化”操作(也可被称作软化操作)可包括但不限于将一个像素值更换为另一个的操作、增加或减小像素值的操作或其它类似的操作。贯穿本公开，术语“多相”可泛指多个运动相位(例如，呼吸相位如吸气和呼气、心血管相位如舒张和收缩、肌肉相位如向心收缩和离心收缩等)。术语“相位相关”可广义地表征基于多个运动相位识别的数据。例如，一组相位相关的图像可基于呼吸相位的数量和/或所述呼吸相位发生的序列进行排序。或者，所述相位相关的图像可基于呼吸相位的类型进行排序。也就是说，相位相关的图像的一个可与所有的吸气相位相关，而相位相关的图像的另一个与所有的呼气相位相关。图1示出说明了被配置来增强运动模糊图像的系统的一个实施方案的方框图。具体地说，一个或多个医学成像设备110可生成投影120，图像增强服务器130可处理所述投影并生成一组相位相关的图像140。然后，相位相关的图像140可被传输至一个或多个工作站150，以用于显示和进一步处理。医学成像设备110的一些实例可包括但不限于X射线设备、CT设备、磁共振成像设备等。示例性图像增强服务器130可包括一个或多个处理器131、存储器132和/或其它部件，以使得所述图像增强服务器可对投影120进行处理。类似地，示例性工作站150也可包括一个或多个处理器、存储器和/或其它部件(未示出)，以使得所述工作站可对相位相关的图像140进行处理。本领域技术人员应显而易见的认识到，图像增强服务器130和工作站150可对应于同一个计算设备。还可能的是，图像增强服务器130和工作站150支持的部分或所有功能被作为医学成像设备110的一部分实现。在一些实施方案中，图像增强服务器130的一个或多个处理器131可包括用于控制图像增强服务器130的整体操作的中央处理单元(CPU)。所述一个或多个处理器131可通过执行存储在存储器132中的软件或固件实现这一点。所述一个或多个处理器131可为或可包括一个或多个可编程通用或专用微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLD)、图形处理单元(GPU)等或这类设备的组合。存储器132可呈现以下任何形式:随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器(如上所述)等或这类设备的组合。在使用中，存储器132除其它以外可包含一组机器可读指令，当被处理器131执行时，所述指令导致处理器131进行本公开的至少一些实施方案。在一些实施方案中，工作站150可为具有足够资源(例如图形卡、存储器、硬盘驱动器、快速网络连接性等)的计算机设备，以便进行多维图像绘制并显示所绘制的相位相关的图像140。工作站150还可安装有用于推进相位相关的图像140的编辑和处理的可视化软件和工具。在下面进一步描述了投影120、图像增强服务器130以及相位相关的图像140的细节。图2示出说明了用于生成一个或多个相位相关的图像的方法的一个实施方案的流程图。确切地说，从医学成像设备(如图1的医学成像设备110)得到的多个运动相位(例如多个呼吸相位、心血管相位或肌肉相位)的一组原始投影210可通过图像增强服务器(如图1的图像增强服务器130)进行处理。在一些实施方案中，重建操作211可被利用来从原始投影210生成多相图像220，所述重建操作采用了滤波反投影算法(如Feldkamp、Davis以及Kress (FDK)算法)。当多相图像220(也可被称为“在前”图像)从足够数量的原始投影210生成时，这种在前图像可包括移动器官(如心脏或肺)的模糊边界和移动组织的时间平均信号。另一方面，当存在不足够数量的原始投影210时或当在原始投影210中存在不一致性时，各种伪像(如运动诱导的拖尾)可在重建的多相图像220中出现。在一些实施方案中，图像增强操作221可被利用来处理多相图像220，以便生成增强的多相图像230。图像增强操作221可将伪像从多相图像220减少或去除。通过使用增强的多相图像230而不是多相图像220，图2中的所说明的重建和处理操作的其余部分可产生明显改善的效果。一个示例性图像增强操作221可使用运动提取方法来评估拖尾在在前图像220中的拖尾位置和强度并从在前图像220去掉这些拖尾。另一个示例性图像增强操作221可利用滤波方法。当拖尾可被视为叠加在在前图像220上的相关噪声时，图像恢复技术(如线性或非线性滤波)可被应用来减少拖尾的强度。又一个示例性图像增强操作221可采用分割方法，其中分割机制可将在前图像220按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增强运动模糊图像的方法，所述方法包括：接收多个投影，其中所述多个投影含有在多个运动相位中得到的计算机断层摄影（CT）数据；通过基于所述多个投影进行增强操作，生成增强的多相图像；以及基于所述多个投影和所述增强的多相图像，生成多个相位相关的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.07 US 13/154,4651.一种用于增强运动模糊图像的方法，所述方法包括: 接收多个投影，其中所述多个投影含有在多个运动相位中得到的计算机断层摄影(CT)数据； 通过基于所述多个投影进行增强操作，生成增强的多相图像；以及 基于所述多个投影和所述增强的多相图像，生成多个相位相关的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述增强操作包括在正向投影所述增强的多相图像之前的去除拖尾操作。3.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述增强的多相图像包括: 基于所述多个投影，生成第一多相图像； 基于识别移动像素，生成多个运动投影，所述移动像素促成所述第一多相图像中的一个或多个伪像； 基于所述多个运动投影，生成第二多相图像；以及 通过组合所述第二多相图像与所述第一多相图像，生成所述增强的多相图像。4.根据权利要求3所述的方法，其中生成所述多个运动投影包括: 基于所述多个投影，重建McKinnon-Bates (MKB)相位相关的图像； 基于所述MKB相位相关的图像，生成运动映射；以及 通过基于所述运动映射和所述MKB相位相关的图像进行正向投影操作，生成所述多个运动投影之一。5.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述增强的多相图像包括: 基于所述多个投影，生成第一多相图像；以及 用滤波器去除所述第一多相图像中的一个或多个拖尾。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述滤波器为具有边缘保持特性的中值滤波器、双边滤波器、邻域滤波器或非局部均值滤波器。7.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述增强的多相图像包括: 基于所述多个投影，生成第一多相图像； 将所述第一多相图像分割为多个段； 平滑化所述多个段之间的边界；以及 基于具有被平滑化的边界的所述多个段，生成所述增强的多相图像。8.根据权利要求7所述的方法，其中分割所述第一多相图像包括: 基于身体部位的强度阈值范围，识别来自所述第一多相图像的多个像素；以及用身体部位的平均像素值重新分配所述多个像素，其中所重新分配的多个像素被视为所述多个段中的段。9.根据权利要求7所述的方法，其中平滑化所述边界包括将滤波器应用到所述多个 段。10.根据权利要求7所述的方法，其中平滑化所述边界不在静止或几乎静止的段上进行。11.根据权利要求1所述的方法，其中平滑化所述边界包括: 将选自所述多个段的段的像素值用对应于与所述段相关的身体部位的平均值来代替；侵蚀所述多个段之间的边界区域；以及 将所述多个段的被侵蚀的边界区域用它们对应的原始像素值来代替。12.一种用于增强运动模糊图像的方法，所述方法包括: 基于多个投影生成第一多相图像，其中所述多个投影含有在多个运动相位中得到的计算机断层摄影(CT)数据； 通过减少所述第一多相图像中的拖尾，生成增强的多相图像； 通过正向投影所述增强的多相图像，生成多个重新投影； 通过将选自所述多个投影的每个投影与选自所述多个重新投影的对应的重新投影进行比较，生成多个差异投影； 基于所述多个差异投影，生成多个相位相关的差异图像；以及 基于所述多个相位相关的差异图像和所述增强的多相图像，生成多个相位相关的图像。13.根据权利要求12所述的方法，其中减少所述第一多相图像中的所述拖尾包括: 从所述第一多相图像提取所述拖尾；以及 将所述拖尾从所述第一多相图像去除。14.根据权利要求12所 述的方法，其中减少所述第一多相图像中所述拖尾包括将滤波器应用到所述第一多相图像。15.根据权利要求12...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯达拉克，孙明山，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统公司，
类型：
国别省市：