專利名稱：一種去除ct圖像中金屬偽影的圖像后處理方法
技術領域：
本發明涉及一種醫學領域中CT圖像處理技術，具體的說是一種去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法。
背景技術：
在臨床上，如果被掃描的斷層包含金屬，由于金屬對X射線的高衰減特性，導致穿過金屬的對應的通道值具有嚴重的測量誤差(本文稱這樣的通道為損壞通道)，這種誤差使重建出來的圖像產生類似
圖1所示的偽影，這些偽影主要表現為在從金屬發出的黑色和白色的條紋以及充滿圖像的放射狀細紋。圖2是某一視角下加權、卷積之前的生數據，其中的尖峰部分是對應的穿過假牙的部分。假牙面積越大，對應的尖峰就越寬；假牙的密度越大，射線穿過的假牙越長，對應的尖峰的幅度就越大。尖峰越寬，表示損壞通道的范圍就越大；尖峰的幅度越大，表示損壞的程度就越大。金屬偽影的強度與損壞通道的范圍和程度是成正比的。不同大小、不同形狀、 不同密度的金屬表現出不同形狀和強度的金屬偽影。在臨床應用中，如果被掃描的斷層包含金屬，則重建出來的圖像具有嚴重的金屬偽影(見圖1)，該偽影使診斷無法進行。因此需要設計一個方法來減弱金屬偽影的強度，以便于診斷。現在已有的發明創造也可以減弱CT圖像中的金屬偽影，但這些發明創造或者是其處理效果較差，或者其運算復雜程度較高，或者是只適用于某種掃描類型和臨床應用，具有一定的局限性。例如采用建立模型圖像的方法，不能夠建立好的模型，因此最終的校正結果很差，會保留一些未被去除掉的偽影，而且還可能引入新的偽影，這樣的校正結果往往還是不能用于臨床診斷。從所校正的數據的位置劃分，目前已有的方法分為投影域處理和圖像域處理1)投影域處理通過校正金屬對應的投影數據來達到校正金屬偽影的目的。該方法的優點(1)當金屬非常小時，也即是說所要處理的投影數據的范圍非常小時，該方法很有效果。(2)比較適合斷層掃描，和z-filter重建算法。該方法的缺點(1)不合適金屬較大的情況，當金屬較大時，需要處理的投影數據范圍很大，很難處理好。而實際臨床中的假肢、假牙都是比較大的金屬。(2)對于采用三維重建算法的多排CT，該方法需要處理很大數據量的投影數據， 無論在處理效果上還是在處理效率上，都面臨著很大困難。2)圖像域處理通過對重建的圖像直接處理來達到校正金屬偽影的目的。
該方法的優點(1)不受CT排數的限制，具有非常好的通用性。該方法的缺點(1)圖像域處理中比較好的方法是基于模型的修正方法，但由于所建立的模型都很差，因此最終校正的結果也很差，依然有偽影未被去除掉，甚至引入了新的偽影，處理后的結果仍然無法用于臨床診斷。
發明內容
針對現有技術中如果被掃描CT圖像的斷層包含金屬，則重建出來的圖像具有嚴重的金屬偽影等不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種減弱金屬偽影的強度，以便于診斷的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是本發明去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法包括以下步驟將CT的原始圖像由直角坐標圖像轉換為極坐標圖像；在極坐標圖像中確定金屬投影區域；在極坐標圖像中建立模型；采用上述的模型進行模型修正；修正上述模型修正中引入的正反投影誤差；將極坐標圖像轉換成直角坐標圖像。所述確定金屬投影區域包括以下步驟從原始圖像中分割出金屬圖像；對分割出的金屬圖像進行正投影，根據所得到的投影數據確定金屬投影區域。通過以下公式從原始圖像中分割出金屬圖像m(X,y) = \f^y) lffiX,y>S(1)其中，f(x，y)是輸入圖像，S是所設定的金屬閾值，m(x，y)是分割出的金屬圖像。通過以下步驟建立模型原始圖像分成四個區域，即金屬區域、骨頭區域、軟組織區域以及空氣區域；判斷四個區域的CT值，如果原始圖像中某一點的CT值屬于軟組織區域范圍，則該點的CT值為原始圖像中軟組織區域CT值的平均值；通過以下公式建立模型
對 x>0 = iCHlc<f(x,y)<Hhc
‘ [/ (χ, y) otherwise其中，g(x，y)為所建立的模型圖像，f(x，y)為原始圖像，Hhc、Hlc分別為決定軟組織區域的兩個閾值，c代表軟組織區域。所述建立模型還包括對金屬偽影粗校正步驟設原始投影數據為Raw。Hg，金屬投影數據為Rawmrtal,在每個view下，從Rawmig中減去Rawmrtal得到差值投影數據Rawdiff，即
權利要求
1.一種去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于包括以下步驟 將CT的原始圖像由直角坐標圖像轉換為極坐標圖像；在極坐標圖像中確定金屬投影區域； 在極坐標圖像中建立模型； 采用上述的模型進行模型修正； 修正上述模型修正中引入的正反投影誤差； 將極坐標圖像轉換成直角坐標圖像。
2.按權利要求1所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于所述確定金屬投影區域包括以下步驟從原始圖像中分割出金屬圖像；對分割出的金屬圖像進行正投影，根據所得到的投影數據確定金屬投影區域。
3.按權利要求2所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于通過以下公式從原始圖像中分割出金屬圖像
4.按權利要求1所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于通過以下步驟建立模型原始圖像分成四個區域，即金屬區域、骨頭區域、軟組織區域以及空氣區域； 判斷四個區域的CT值，如果原始圖像中某一點的CT值屬于軟組織區域范圍，則該點的 CT值為原始圖像中軟組織區域CT值的平均值； 通過以下公式建立模型
5.按權利要求1所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于所述建立模型還包括對金屬偽影粗校正步驟設原始投影數據為Rawmig，金屬投影數據為Rawmrtal,在每個view下，從Rawmig中減去 Rawffletal得到差值投影數據Raw diff' ·Rawdiff (k) = Raworig (k)-Rawmetal (k) k ^ all views (3)對于每個view，在金屬投影區域內，對差值投影數據作線性插值，得到插值投影數據 Rawiter,艮口
6.按權利要求5所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于還包括修正粗校正過程本身的誤差及建立最終修正原始圖像模型步驟，其中修正粗校正過程本身的誤差為根據由原始圖像建立的模型和由粗校正建立的模型確定軟組織區域；根據所確定的軟組織區域對原始圖像建立模型；用該模型的正投影數據代替原始投影數據，代入上面的粗校正過程中，得到的結果就包含了粗校正的誤差。
7.按權利要求6所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于根據由原始圖像建立的模型和由粗校正建立的模型確定軟組織區域為對于原始圖像建立的模型圖像中骨頭區域的每一個點，如果同時屬于粗校正結果建立的模型圖像中軟組織區的點，則將該點劃為原始圖像建立的模型圖像中骨頭區域的點；對于原始圖像建立的模型圖像中空氣區域的每一個點，如果不同時屬于圖粗校正建立的模型圖像中空氣區的點，則將該點劃為原始圖像建立的模型圖像的軟組織區域的點。
8.按權利要求6所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于所述建立最終修正原始圖像模型為由原始圖像確定軟組織區域；如果原始圖像的空氣區域不屬于粗校正圖像和修正粗校正誤差的圖像的空氣區域，則劃為軟組織區域；如果原始圖像的骨頭區域不屬于修正粗校正誤差的圖像的骨頭區域，則劃為軟組織區域。
9.按權利要求1所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于用模型的投影數據修正原始投影數據為設原始投影數據為Raw ig，模型的正投影數據為Rawnwl，修改之后的原始數據為 Raw' orig，則
10.按權利要求1所述的去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，其特征在于修正上述模型中正反投影引入的誤差為對最終修正原始圖像的模型進行正反投影，得到該模型的正反投影的結果，將模型正反投影的結果減去模型圖像，得到正反投影誤差信息；從模型修正的結果中減去正反投影誤差信息，得到了去除正反投影的誤差信息。
全文摘要
本發明涉及一種去除CT圖像中金屬偽影的圖像后處理方法，包括以下步驟將CT的原始圖像由直角坐標圖像轉換為極坐標圖像；在極坐標圖像中確定金屬投影區域；在極坐標圖像中建立模型；采用上述的模型進行模型修正；修正上述模型修正中引入的正反投影誤差；將極坐標圖像轉換成直角坐標圖像。本發明方法提出的建立模型的方法，可以建立出好的模型，最終會得到好的校正結果，修正了因正反投影引入的誤差，使校正之后的結果更好，保證了處理速度。
文檔編號G06T5/00GK102567958SQ20101061684
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者孫洪雨 申請人:東軟飛利浦醫療設備系統有限責任公司