[發明專利]基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法

有效

• 申請號: 202010977821.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112150426B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 喻春雨;李翰林;陳剛;劉明睿
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T11/00;A61B6/03;A61B6/02;A61B6/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明揭示了一種基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，步驟如下：S1、獲取設定角度范圍內n個不同角度的乳腺X射線投影；S2、對所獲取的投影進行亮度均勻校正及降噪處理；S3、根據數字層析合成攝影的位移公式及所需重建層面的深度，依次對投影進行位移處理；S4、對投影分別進行乳腺區域提取并配準；S5、對乳腺區域采用非參數核密度估計方法進行聚焦信息估計，得到初步重建層；S6、對初步重建層進行二值化處理及引導濾波處理；S7、對初步重建層進行對比度增強處理，得到最終重建層。本發明可以有效地改善乳腺層析圖像的重建層面質量，使得圖像信息能夠更完整的得以保留，便于醫生對患者病情的診斷與篩查。

技術領域

本發明具體涉及一種基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，屬于醫學圖像處理技術領域。

背景技術

乳腺癌是發生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤，在西歐、北美等發達國家，乳腺癌的發病率占女性惡性腫瘤首位，而處于相對低發區的中國，發病率也呈逐年上升的趨勢。2018年，世界衛生組織報告世界上有210萬女性成為新增的乳腺癌患者，是癌癥病發率排行榜的第二名。

當前研究已經證實癌癥早期檢測可以大大地降低病死率。傳統的對于乳腺癌的篩查方式主要包括乳腺X線鉬靶攝影、核磁共振成像(MRI)以及乳腺超聲(B-US)。其中，乳腺X線鉬靶攝影因病理結構和腺體組織重疊，容易造成漏診；MRI又易造成假陽性判斷；乳腺超聲無法檢測到微小鈣化現象；因此，以上三種現有技術均存在較大的局限性。

數字乳腺層析技術(Digital Breast Tomosynthesis，DBT)是一種更為新型的乳腺疾病影像篩查技術。該技術利用設備在有限的角度對組織投影，重建出乳腺的偽三維斷層圖像，解決了因病理結構和腺體組織重疊的問題，并且對于乳腺中的鈣化點簇、腫塊、纖維瘤等病灶都有清晰的顯示，可提供豐富的診斷信息，能夠有效地降低誤診率和漏診率。同時DBT的掃描范圍一般只有15°～60°，采集投影數量也只有10多個，故其輻射劑量遠遠低于其他檢測技術，適合于大范圍推廣乳腺疾病的篩查。

DBT常用的圖像重建算法主要分為解析重建算法和迭代重建算法兩大類，現階段DBT圖像重建算法主要包括以下三種：基于平移-疊加的DBT重建算法、基于傅里葉變化域的濾波反投影的DBT重建算法以及基于迭代重建的DBT重建算法。但是上述各種方法在實際應用過程中普遍存在著一些細節問題，諸如圖像質量的穩定性較差、圖像細節存在部分缺失，算法運行效率交底等，這些細節問題也對上述方法的推廣應用產生了一定的影響。

綜上所述，為了克服現有技術中所存在的諸多缺陷，提出一種新型的、快速且有效的DBT重建技術，也就成為了本領域內技術人員所共同關注的問題。

發明內容

鑒于現有技術存在上述缺陷，本發明的目的是提出一種基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，具體如下。

一種基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，包括如下步驟：

S1、獲取設定角度范圍內n個不同角度的乳腺X射線投影；

S2、對所獲取的n個所述乳腺X射線投影進行亮度均勻校正及降噪處理；

S3、根據數字層析合成攝影的位移及所需重建層面的深度，依次對經S2處理后的n個所述乳腺X射線投影進行位移處理；

S4、對經S3處理后的n個所述乳腺X射線投影分別進行乳腺區域提取并配準；

S5、對配準后的n個所述乳腺區域采用非參數核密度估計方法進行聚焦信息估計，得到初步重建層；

S6、對所述初步重建層進行二值化處理，然后依據處理結果對所述初步重建層做引導濾波處理；

S7、對濾波后的所述初步重建層采用對比度受限的自適應直方圖均衡進行對比度增強，然后將優化后的圖像輸出、即得到最終重建層。