[發明專利]一種基于時空標簽技術的醫學成像方法及系統

在審

• 申請號: 201710624925.7
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107221015A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 苑薿木;李珠峰;于靖義;楊超然;孝大宇;李博;康雁
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 王丹,李洪福

技術領域

本發明涉及一種醫學成像技術領域，具體說涉及一種基于時空標簽技術的醫學成像方法及系統。

背景技術

計算機斷層掃描(Computed Tomography，CT)是當前醫學界公認的最先進的大型醫療診斷成像設備之一。從各形式CT的通用結構上講，CT是由探測器，X射線球管與符合系統、計算機或服務器系統等構成。CT的球管放射出X射線穿過待測體，探測器接收經過衰減的X射線信號，經過掃描系統處理后，將得到的掃描數據進行存儲，最后經過計算機調用這些掃描數據，進行圖像重建，得出待測體的橫切斷層圖像。

醫學影像事件是指醫學成像系統的成像物理過程。以CT掃描過程為例，醫學影像事件是指X射線粒子與被掃描物體發生相互作用，最終湮滅在探測器上成像的物理過程。CT每次投影照射可以看作由一系列相互獨立的影像事件所組成，一般來講，單光子事件可以看作最細致、最小尺度的獨立影像事件；與單光子影像事件相比，一束X射線的成像過程既可以看作是一系列獨立的單光子影像事件，也可以看作是單次較大尺度的影像事件。

引入醫學影像事件的概念，旨在針對普通臨床CT、低劑量CT、光子計數型多能CT等不同放射劑量的CT成像過程進行統一的描述，使得可以根據具體情況決定在哪個尺度下表述和分析CT的成像過程。

在傳統的CT采集方法中，掃描系統只對每個角度下得到的最終數據進行輸出，例如單能掃描系統只在每個角度輸出一幅投影圖像，多能掃描系統的光子計數型探測器須在掃描前設定光子能量范圍，也只在每個角度掃描結束時，對光子能量信息進行統計與輸出。成像過程被簡單地看成是一個串行處理的信號流。被探測到的成像信息被每個環節即時處理，部分來不及處理的信息不得不被遺失，因而使得在數據采集的過程中損失了細節信息，導致傳統CT一旦成像完成后無法進一步改進算法提升圖像質量。

發明內容

鑒于已有技術存在的不足，本發明的目的是要提供一種基于時空標簽技術精準記錄和分析醫學掃描系統全部成像過程、且能為后續進一步改善圖像質量保留完整原始數據的醫學成像方法。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種基于時空標簽技術的醫學成像方法，其特征在于包括如下步驟：

掃描系統生成系統參數，根據采集掃描設備特征和掃描系統設置方式自動生成系統基本參數及重建參數，并對系統基本參數及重建參數進行臨時存儲；

開啟掃描過程，掃描設備開始工作，掃描系統自動記錄當前系統在當前系統所能達到尺度下的影像事件信息以及空間信息和時間信息；

將影像事件信息與時空標簽結合，在光子數據基礎上對任意影像事件添加時間信息和空間信息，并整體結合掃描系統基本參數形成時空標簽，并對標簽數據進行打包傳送；

后端計算機接收并解析數據包，還原出影像事件數據、時間信息、空間信息和系統基本參數，用于后續的數據預處理、掃描過程再現與數據重建。

進一步的，所述系統基本參數至少包括下述部分或全部參數：掃描系統形態、掃描角度總數、掃描角度間隔、放射源到旋轉中心距離、放射源到探測器距離、旋轉中心到探測器距離、探測器邊長尺寸信息和探測器分辨率。

進一步的，所述重建參數包括但不限于重建圖像分辨率和重建圖像層數。

進一步的，所述影像事件包括光子屬性與運動信息；所述空間信息包括放射源、旋轉中心和探測器的空間位置信息；所述時間信息是指該次影像事件的開始時間、結束時間與影像事件中任意過程的時刻。

進一步的，所述將影像事件數據與時空標簽結合包括：

建立每個掃描角度下的掃描數據文件；

將系統基本參數、重建參數、影像事件數據寫入掃描數據文件的對于位置，并在影像事件數據中添加校驗位；

在掃描系統端的高速存儲器上臨時存儲上述掃描數據文件，并對文件完整性進行確認；

向后端計算機請求發送文件。

本發明另一目的是要提供一種實現上述方法的醫學成像系統，其特征在于系統包括：

參數生成單元，根據采集掃描設備特征和掃描系統設置方式自動生成系統基本參數及重建參數，并對系統基本參數及重建參數進行臨時存儲；

掃描系統，用于自動記錄當前系統在當前系統所能達到尺度下的影像事件信息以及空間信息和時間信息；

融合單元，在光子數據基礎上對任意影像事件添加時間信息和空間信息，并整體結合掃描系統基本參數形成時空標簽，并對標簽數據進行打包傳送；