本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，尤其涉及一種骨骼影像增強(qiáng)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、x線檢查做為目前臨床上常見的一種影像學(xué)輔助檢查手段。由于x線特殊的成像原理，x線圖像清晰度取決于x線設(shè)備在拍攝時(shí)設(shè)定的電壓電流以及曝光時(shí)間等參數(shù)。為了獲得更清晰的x線檢查圖像時(shí)，常常會(huì)設(shè)定更高的電壓電流以及更長的曝光時(shí)間，以增加x線檢查設(shè)備的功率，但更高的功率也會(huì)大大的增加患者收到的輻射劑量。

2、另外由于x線成像是通過發(fā)射x線穿透人體組織進(jìn)行成像，但不同的患者各有胖瘦，人體組織間有厚度的差異，當(dāng)x射線透過不同厚度的人體組織時(shí)，被吸收的程度不同，所成像的清晰度也各不相同。更瘦的患者圖像會(huì)更清晰，而更胖的患者常常因?yàn)閤線設(shè)備默認(rèn)功率不足，無法獲得足夠清晰的x線影像。

3、同時(shí)目前國內(nèi)大部分下級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)設(shè)備老久，受其設(shè)備本身功率以及老舊技術(shù)限制，拍攝的x線影像清晰度已無法滿足現(xiàn)代醫(yī)療所需的精度要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種骨骼影像增強(qiáng)方法及系統(tǒng)，以解決x線影像清晰度低，難以滿足現(xiàn)代醫(yī)療所需精度要求的問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種骨骼影像增強(qiáng)方法，包括如下步驟：

4、通過計(jì)算機(jī)斷層掃描獲取若干ct體數(shù)據(jù)，對(duì)每一ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到僅保留骨骼體素的處理后ct體數(shù)據(jù)；通過模擬x光成像分別對(duì)ct體數(shù)據(jù)和處理后ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別得到多組第一偽x光影像和第二偽x光影像；

5、以多組第一偽x光影像和第二偽x光影像作為訓(xùn)練集，以尋找第一偽x光影像向第二偽x光影像的映射關(guān)系為訓(xùn)練目標(biāo)，訓(xùn)練得到具備骨骼影像增強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

6、將所需增強(qiáng)的原x光影像輸入至訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)的骨增強(qiáng)x射線圖像；

7、將骨增強(qiáng)x射線圖像配準(zhǔn)到原x光影像上，得到帶增強(qiáng)顯影的骨結(jié)構(gòu)的x線圖像。

8、其中，對(duì)ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理具體包括：選取ct體數(shù)據(jù)內(nèi)非骨骼組織，并將非骨骼組織的體素值設(shè)置為最低hu值，進(jìn)而得到僅保留骨骼體素的處理后ct體數(shù)據(jù)。

9、其中，在對(duì)第一偽x光影像和第二偽x光影像訓(xùn)練過程中還輸入隨機(jī)噪聲，由算法模擬ct體數(shù)據(jù)去除多余組織影像得到處理后ct體數(shù)據(jù)的過程，并保留兩者的映射關(guān)系，得到具備骨骼影像增強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

10、具體地，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)原x光影像進(jìn)行圖像處理，將多余非骨組織做為噪聲進(jìn)行消除，其中，多余非骨組織包括軟組織結(jié)構(gòu)和偽影。

11、其中，將骨增強(qiáng)x射線圖像配準(zhǔn)到原x光影像上具體包括：從原x光影像選擇所需增強(qiáng)的骨結(jié)構(gòu)所在的位置，并從骨增強(qiáng)x射線圖像找到對(duì)應(yīng)的骨結(jié)構(gòu)，而后通過加權(quán)求和的方式將原x光影像和骨增強(qiáng)x射線圖像相互融合，得到帶增強(qiáng)顯影的骨結(jié)構(gòu)的x線圖像。

12、一種骨骼影像增強(qiáng)系統(tǒng)，適配有如上述的骨骼影像增強(qiáng)方法，包括：數(shù)據(jù)集預(yù)處理模塊、骨骼影像增強(qiáng)算法模塊、骨骼輪廓增強(qiáng)提取模塊和圖像配準(zhǔn)模塊；

13、數(shù)據(jù)集預(yù)處理模塊被配置為獲取從計(jì)算機(jī)斷層掃描得到的待測(cè)目標(biāo)的ct體數(shù)據(jù)，對(duì)ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到僅保留骨骼體素的處理后ct體數(shù)據(jù)；通過模擬x光成像分別對(duì)ct體數(shù)據(jù)和處理后ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別得到一系列的第一偽x光影像和一系列的第二偽x光影像；

14、骨骼影像增強(qiáng)算法模塊被配置為將第一偽x光影像和第二偽x光影像作為訓(xùn)練集，以尋找第一偽x光影像向第二偽x光影像的映射關(guān)系為訓(xùn)練目標(biāo)，訓(xùn)練得到具備骨骼影像增強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

15、骨骼輪廓增強(qiáng)提取模塊被配置為將所需增強(qiáng)的原x光影像輸入至訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)的骨增強(qiáng)x射線圖像；

16、圖像配準(zhǔn)模塊被配置為將骨增強(qiáng)x射線圖像配準(zhǔn)到原x光影像上，得到帶增強(qiáng)顯影的骨結(jié)構(gòu)的x線圖像。

17、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，計(jì)算機(jī)可讀指令被處理器執(zhí)行時(shí)，使得處理器執(zhí)行如上述的骨骼影像增強(qiáng)方法。

18、一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀指令被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行如上述的骨骼影像增強(qiáng)方法。

19、本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

20、本發(fā)明可在原本x線片的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化骨骼影像顯影；通過算法消除采集過程中的乘法噪聲和采樣偽影，提供清晰的骨骼x線影像；最終成像僅增強(qiáng)特骨骼組織結(jié)構(gòu)及邊界，不干擾原圖像其余組織顯影；僅需完成常規(guī)x光照射，通過對(duì)原有圖像處理即可獲得骨增強(qiáng)x射線圖像，無硬件設(shè)備要求；可增強(qiáng)任意部位、任意體位(如正位、側(cè)位、正斜位以及雙斜位等)的x光片。

技術(shù)特征：

1.一種骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述對(duì)所述ct體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理具體包括：選取所述ct體數(shù)據(jù)內(nèi)非骨骼組織，并將非骨骼組織的體素值設(shè)置為最低hu值，進(jìn)而得到僅保留骨骼體素的所述處理后ct體數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，在對(duì)第一偽x光影像和所述第二偽x光影像訓(xùn)練過程中還輸入隨機(jī)噪聲，由算法模擬所述ct體數(shù)據(jù)去除多余組織影像得到所述處理后ct體數(shù)據(jù)的過程，并保留兩者的映射關(guān)系，得到具備骨骼影像增強(qiáng)的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，通過所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述原x光影像進(jìn)行圖像處理，將多余非骨組織做為噪聲進(jìn)行消除，其中，多余非骨組織包括軟組織結(jié)構(gòu)和偽影。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，所述將所述骨增強(qiáng)x射線圖像配準(zhǔn)到所述原x光影像上具體包括：從所述原x光影像選擇所需增強(qiáng)的骨結(jié)構(gòu)所在的位置，并從所述骨增強(qiáng)x射線圖像找到對(duì)應(yīng)的骨結(jié)構(gòu)，而后通過加權(quán)求和的方式將所述原x光影像和所述骨增強(qiáng)x射線圖像相互融合，得到帶增強(qiáng)顯影的骨結(jié)構(gòu)的x線圖像。

6.一種骨骼影像增強(qiáng)系統(tǒng)，適配有如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的骨骼影像增強(qiáng)方法，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)集預(yù)處理模塊、骨骼影像增強(qiáng)算法模塊、骨骼輪廓增強(qiáng)提取模塊和圖像配準(zhǔn)模塊；

7.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的骨骼影像增強(qiáng)方法。

8.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的骨骼影像增強(qiáng)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種骨骼影像增強(qiáng)方法，獲取CT體數(shù)據(jù)，對(duì)CT體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到僅保留骨骼體素的處理后CT體數(shù)據(jù)；通過模擬X光成像分別對(duì)上述兩種體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到第一偽X光影像和第二偽X光影像。以上述兩種影像作為訓(xùn)練集，以尋找第一偽X光影像向第二偽X光影像的映射關(guān)系為訓(xùn)練目標(biāo)，訓(xùn)練得到具備骨骼影像增強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。將原X光影像輸入至訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)的骨增強(qiáng)X射線圖像。將骨增強(qiáng)X射線圖像配準(zhǔn)到原X光影像上，得到帶增強(qiáng)顯影的骨結(jié)構(gòu)的X線圖像。本發(fā)明通過算法消除采集過程中的乘法噪聲和采樣偽影，提供清晰的骨骼X線影像；最終成像僅增強(qiáng)特骨骼組織結(jié)構(gòu)及邊界，不干擾原圖像其余組織顯影。

技術(shù)研發(fā)人員：向卿志,傅劍文,李小明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：思浦奈醫(yī)療科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/28