[發(fā)明專利]圖像轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710771940.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107610195B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙倩隆;全國(guó)濤;李翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06N3/04
• 代理公司: 上海思捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 鄭星

一種圖像轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)和方法，所述方法實(shí)施于計(jì)算裝置上，所述計(jì)算裝置具有至少一個(gè)處理器、至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以及連接到成像裝置的通信端口，所述方法包括：獲取與第一劑量水平相關(guān)的第一組投影數(shù)據(jù)；基于所述第一組投影數(shù)據(jù)重建第一圖像；基于所述第一組投影數(shù)據(jù)確定第二組投影數(shù)據(jù)，所述第二組投影數(shù)據(jù)與第二劑量水平相關(guān)，所述第二劑量水平低于所述第一劑量水平；基于所述第二組投影數(shù)據(jù)重建第二圖像；和基于所述第一圖像和所述第二圖像訓(xùn)練第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)訓(xùn)練的第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型被配置為將第三圖像轉(zhuǎn)換為第四圖像，所述第四圖像比所述第三圖像呈現(xiàn)更低的噪聲水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)一般涉及一種成像系統(tǒng)，更具體地涉及將低劑量圖像轉(zhuǎn)換為高劑量圖像的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)處理的從不同角度拍攝的X射線數(shù)據(jù)組合來(lái)產(chǎn)生2D或3D 圖像的技術(shù)。CT技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷。在基于低劑量投影數(shù)據(jù)的CT圖像的重建過(guò)程中，重建的 CT圖像中可能會(huì)出現(xiàn)噪聲和/或偽影(例如階梯偽影)。偽影可能會(huì)降低圖像質(zhì)量，影響基于此類圖像的診 斷結(jié)果。高劑量的CT掃描可至少部分地消除這類問(wèn)題，但是代價(jià)是使掃描對(duì)象暴露在太多的輻射中。期 望提供一些系統(tǒng)和方法，基于低劑量的CT掃描產(chǎn)生改善質(zhì)量的高劑量CT圖像。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種將低劑量圖像轉(zhuǎn)換為高劑量圖像的方法。該方法可實(shí)施在至少一個(gè) 機(jī)器上，每個(gè)機(jī)器具有至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)(storage)。該方法可包括：獲取與第一劑量水平相關(guān)的第一 組投影數(shù)據(jù)；基于第一組投影數(shù)據(jù)重建第一圖像；基于第一組投影數(shù)據(jù)確定第二組投影數(shù)據(jù)，第一組投影 數(shù)據(jù)與第二劑量水平相關(guān)，第二劑量水平低于第一劑量水平；基于第二組投影數(shù)據(jù)重建第二圖像；基于第 一圖像和第二圖像訓(xùn)練第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)訓(xùn)練的第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型配置為將第三圖像轉(zhuǎn)換為第四圖 像，第四圖像比第三圖像呈現(xiàn)更低的噪聲水平并且對(duì)應(yīng)于更高的劑量水平。

在一些實(shí)施例中，可基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)，遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)，長(zhǎng)短期記憶(LSTM)，或者 生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)中的至少一個(gè)來(lái)構(gòu)建第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

在一些實(shí)施例中，可基于迭代重建算法使用第一重建參數(shù)來(lái)重建第一圖像。

在一些實(shí)施例中，可基于分析重建算法或迭代重建算法使用第二重建參數(shù)來(lái)重建第二圖像。在一些實(shí) 施例中，第二重建參數(shù)可至少部分地與第一參數(shù)不同。

在一些實(shí)施例中，相對(duì)于重建第二圖像，可通過(guò)應(yīng)用更大的切片厚度，更大的重建矩陣，或者更小的 視場(chǎng)中的至少一個(gè)來(lái)重建第一圖像。

在一些實(shí)施例中，基于以下的至少一個(gè)來(lái)確定第二組投影數(shù)據(jù)：獲取第一組投影數(shù)據(jù)的掃描器的掃描 參數(shù)、與對(duì)象相關(guān)的衰減系數(shù)、對(duì)應(yīng)于掃描器的噪聲、管的響應(yīng)、掃描器的探測(cè)器的響應(yīng)、掃描器的焦點(diǎn) (focus)的尺寸、掃描器的飛焦點(diǎn)、掃描器的檢測(cè)器的積分時(shí)間、或者對(duì)象的散射系數(shù)。

在一些實(shí)施例中，確定第二組投影數(shù)據(jù)可包括：在輻射穿過(guò)對(duì)象之前確定關(guān)于第二劑量水平的輻射的 第一分布；在輻射穿過(guò)對(duì)象之后，基于輻射的第一分布和第一組投影數(shù)據(jù)確定輻射的第二分布；確定掃描 器的噪聲估計(jì)；基于輻射的第二分布和噪聲估計(jì)確定第二組投影數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，確定噪聲估計(jì)可 包括在掃描器不發(fā)射輻射時(shí)檢測(cè)掃描器中的檢測(cè)器的響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，基于第一圖像和第二圖像訓(xùn)練第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可包括：從第一圖像提取第一區(qū)域； 從第二圖像提取對(duì)應(yīng)于第一圖像中第一區(qū)域的第二子區(qū)域，第一圖像的第一區(qū)域與第二區(qū)域具有相同的尺 寸；基于第一圖像的第一區(qū)域和第二圖像的第二區(qū)域訓(xùn)練第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。