[發(fā)明專利]錐束圖像重建方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010606765.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN102103757A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志強(qiáng);何凱;陳前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T17/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種錐束圖像重建方法，包括如下步驟：

掃描得到投影圖像，并跟蹤C(jī)型臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，計(jì)算得到三維運(yùn)動(dòng)矩陣；

根據(jù)所述三維運(yùn)動(dòng)矩陣，對(duì)非等中心投影圖像轉(zhuǎn)化，得到等中心投影圖像；

根據(jù)所述等中心投影圖像，重建錐束圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述掃描得到投影圖像，并跟蹤C(jī)型臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，計(jì)算得到三維運(yùn)動(dòng)矩陣的步驟是：

提取體模基準(zhǔn)點(diǎn)；

根據(jù)所述體模基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行C型臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)估計(jì)，得到三維運(yùn)動(dòng)矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述提取體模基準(zhǔn)點(diǎn)的步驟是：

對(duì)所述投影圖像進(jìn)行高斯濾波；

將濾波后得到的投影圖像進(jìn)行二值化處理；

通過連通成分標(biāo)記進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)注。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述提取體模基準(zhǔn)點(diǎn)的步驟是：

剔除投影圖像中CT值大于第一閾值的區(qū)域，得到初選的投影區(qū)域；

在所述初選的投影區(qū)域中提取CT值大于第二閾值的感興趣的投影區(qū)域，所述第一閾值大于第二閾值；

通過連通成分標(biāo)記進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)注。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述姿態(tài)估計(jì)的步驟是：

選取基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)定三維運(yùn)動(dòng)矩陣初值，建立殘差方程計(jì)算得到所述基準(zhǔn)點(diǎn)的初始旋轉(zhuǎn)分量和初始平移分量；

再次選取基準(zhǔn)點(diǎn)，將初始的旋轉(zhuǎn)分量和平移分量進(jìn)行迭代，得到旋轉(zhuǎn)增量及平移增量，并更新得到旋轉(zhuǎn)分量和平移分量；

判斷相鄰的兩次選取基準(zhǔn)點(diǎn)所得到的旋轉(zhuǎn)分量之差及平移分量之差是否小于預(yù)設(shè)閾值或所述迭代次數(shù)是否大于預(yù)設(shè)次數(shù)，是，則終止迭代，反之，則再次選取基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行迭代。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述迭代次數(shù)至少1次。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三維運(yùn)動(dòng)矩陣，對(duì)非等中心投影圖像轉(zhuǎn)化，得到等中心投影圖像的步驟是：

通過投影關(guān)系得到投影圖像的投影坐標(biāo)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)分量和平移分量計(jì)算得到圓心偏移量，并根據(jù)所述圓心偏移量和錐束射線的掃描角度，還原所述投影圖像的物理坐標(biāo)；

轉(zhuǎn)換所述物理坐標(biāo)得到等中心的投影圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述根據(jù)所述等中心投影圖像，重建錐束圖像的步驟是：

通過等中心投影圖像中體素的衰減系數(shù)和所述投影圖像獲得體素值向量；

修正所述等中心投影圖像，得到修正值；

根據(jù)所述修正值和體素的衰減系數(shù)進(jìn)行反投影，更新體素值向量。

9.一種錐束圖像重建裝置，其特征在于，至少包括：

跟蹤模塊，用于掃描得到投影圖像，并跟蹤C(jī)型臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，計(jì)算得到三維運(yùn)動(dòng)矩陣；

中心變換模塊，用于根據(jù)所述三維運(yùn)動(dòng)矩陣，對(duì)非等中心投影圖像轉(zhuǎn)化，得到等中心投影的投影圖像；

重建模塊，用于根據(jù)所述等中心投影圖像，重建錐束圖像。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的錐束圖像重建裝置，其特征在于，所述跟蹤模塊包括：

提取單元，用于提取體模基準(zhǔn)點(diǎn)；

估計(jì)單元，用于根據(jù)所述體模基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行C型臂的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)估計(jì)，得到三維運(yùn)動(dòng)矩陣。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的錐束圖像重建方法，其特征在于，所述提取單元對(duì)所述投影圖像在高斯濾波后進(jìn)行二值化處理，并通過連通成分標(biāo)記進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)注。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的錐束圖像重建裝置，其特征在于，所述提取單元剔除投影圖像中CT值大于第一閾值的區(qū)域，得到初選的投影區(qū)域，在所述初選的投影區(qū)域中提取CT值大于第二閾值的感興趣的投影區(qū)域，所述第一閾值大于第二閾值，并通過連通成分標(biāo)記進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)注。