CN101620191B - 具校正ct平扫图像失真的图像获取方法及其装置 - Google Patents

具校正ct平扫图像失真的图像获取方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具校正CT平扫图像失真的图像获取方法及其装置。本发明提供的获取平扫图像的方法，包括如下的步骤：1)根据平扫扫描数，得到Z方向即平扫扫描方向上的被扫描物体的扫描长度Lz；2)使平扫扫描方向的平扫扫描长度Lz转换成图像像素数X；3)判断转换的图像像素X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则将X直接显示到图像，此时的像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，显示图像，并得到像素比率r＝P/X；4)获取此次平扫所需的实际像素数Cn；5)获取实际像素数Cn与步骤3)中的像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，得到最终图像。本发明获取图像的方法，有效的校正了平扫图像在水平方向的失真。

Description

具校正CT平扫图像失真的图像获取方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种CT(Computerized tomography，计算机断层扫描器)的图像的获取，特别是关于对CT平扫图像的失真具有校正的方法及其装置。
背景技术
现有CT的平扫图像的获取，是通过获取平扫内的数据(Z方向)，并将该方向的数据按照一定的算法映射到一定的分辨率(如512X512)的显示器上。由于该现有的平扫图像的获取，仅仅只是考虑到Z方向的校正，当被扫物体位于不同位置时，得到的平扫图像有所不同，如图1A、1B、1C，为被扫描体分别位于旋转中心ISO(Inter scan origin，下称ISO)处、ISO上、ISO下的各个位置的平扫图像，从中可以看出，位于ISO上、ISO下的两个位置的平扫图像相对于位于ISO处的平扫图像有所失真，其X方向的距离要么大于要么小于位于ISO处的X方向的距离，正常的情况小，如果不失真的情况，各位置的平扫图像应该是一样大。再如图1D、1E所示，用现有的平扫图像获取方法，在不同高度对CD(Compact disc)盘进行平扫得到的平扫影像，CD盘本身是为圆形，理论上在图中，距离1和距离2应该是相等的，但是从获得的平扫图像中来看，不仅平扫影像是失真的，而且X方向上的距离也是错误的。造成上述的原因是，被扫物体在CT系统中的不同位置高度会引起不同的响应通道数即检测器数，则每一通道的相应的实际距离也会改变。
如果相同的情况发生在对病人的扫描上，则扫描的结果会使得医生感到迷惑，而导致误诊；另外，这种失真的平扫图像会使得医生选择不准确的DFOV(重建视野)来对图像进行图像重建，同样得到的重建图像也是不准确的，也会导致医生对病人的误诊。
发明内容
本发明的目的是提供一种获取平扫图像的方法及装置，其具有有效的校正平扫图像在水平方向的失真的优点。
本发明提供的获取平扫图像的方法，包括如下的步骤：
1)根据平扫扫描数，得到Z方向即平扫扫描方向上的被扫描物体的扫描长度Lz；
2)使平扫扫描方向的平扫扫描长度Lz转换成图像像素数X；
3)判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则将X直接显示到图像，此时的像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，显示图像，并得到像素比率r＝P/X；
4)获取此次平扫所需的实际像素数Cn；
5)获取实际像素数Cn与步骤3)中的像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，得到最终图像。
其中：步骤2中的图像像素转换方式通过如下公式(1)获取：
P DFOV = X Lz - - - ( 1 )
其中，P为CT图像显示像素数，DFOV为物体位于旋转中心时的平扫图像重构视野。
其中，步骤4中的实际像素数Cn通过如下方法获取：获取被扫描物体到扫描光源的焦点的距离H0，并根据如下的公式(2)求出实际像素数Cn：
H 0 H i = C n NumDec - - - ( 2 ) ,
其中：Hi为光源焦点到扫描旋转中心的距离，NumDec被扫物体位于旋转中心时，起反应的检测器数。
其中获取距离H0的方法，可以通过如下的方法获取：通过床的高度和被扫物体(病人)的类型(成人、小孩、男人、妇女等等)，估计出一个有效地H0值。
其中获取距离H0的方法，可以通过如下的方法获取：通过获取90度平扫的线扫描数据，求出H0。
所述的CT图像显示像素数P为512。
本发明提供的一种CT装置，包括：扫描台，其对受检者进行包括平扫的射线扫描；数据收集单元，其对扫描台输出的扫描数据包括由平扫所获得的扫描数据进行收集、模数转换；平扫图像重建单元，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重建，并将所重构得到的图像数据存储到存储单元；供用户操作的用户操作界面，其包括显示平扫图像的显示器；中央控制单元，其连接于所述的扫描台、数据收集单元、平扫图像重建单元、存储单元和用户操作界面和存储单元，并控制扫描台、数据收集单元、平扫图像重建单元和用户操作界面；所述的平扫图像重建单元对数据收集单元发送来的平扫数据进行如下的处理：
根据数据收集单元发送的平扫扫描数求出对物体的扫描长度Lz，并求出于该扫描长度Lz相对应的图像像素数X；
判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则不对X进行任何的操作，直接将其存储到存储单元中，此时像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，得到内插的像素比率r＝P/X；并将内插的结果和像素比例r存储到存储单元中；
求出此次平扫所需的实际像素数Cn；
获取实际像素数Cn与像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，并将插值结果存储到存储单元中。
其中的图像像素数X转换方式通过如下获取：其中，P为CT图像显示像素数，DFOV为物体位于旋转中心时的平扫图像重构视野。
其中的实际像素数Cn通过如下的公式获取：
Figure GSB00000852539500032
其中：Hi为光源焦点到扫描旋转中心的距离，NumDec被扫物体位于旋转中心时，起反应的检测器数；H0为被扫描物体到扫描光源的焦点的距离。
其中，获取距离H0的方法，可以通过如下的方法获取：通过床的高度和被扫物体的类型，估计出一个有效地H0值。
其中，获取距离H0的方法，可以通过如下的方法获取：通过获取90度平扫的线扫描数据，求出H0。
所述的显示器为512X512，，CT图像显示像素数P为512。
所述的中央控制单元控制整个CT装置，并可获知系统预设、相关的参数包括光源焦点到旋转中心的距离Hi、系统的检测器数NumDec、显示器的图像显示像素数P、物体位于旋转中心时平扫的图像重构视野。
本发明通过根据被扫物体的实际高度位置，求出实际起反应的检测器数，根据该实际检测器数对扫描图像进行图像显示数的插值，获得相应的平扫图像，校正了平扫图像在水平方向的失真；另外，本发明中的扫描方向和水平方向的像素比例一致，更加减少了平扫图像的失真情况，为医生诊断病情提供了较精确的图像。
附图说明
图1A、1B、1C为利用现有技术对被扫描体分别位于ISO处、ISO上、ISO下的各个位置进行平扫获得的平扫图像；
图1D、1E为用现有的平扫图像获取方法，在不同高度对CD盘进行平扫得到的平扫影像；
图2为本发明的获取平扫图像的方法的流程图；
图3为实现本发明方法的CT装置的功能模块示意图；
图4A、4B分别显示了利用现有的方法和本发明方法获得的平扫图像的效果图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的实施形态。本发明不限于实施形态。
如图2所示，为本发明获取平扫图像的流程图。其包括如下的步骤：
1)根据平扫扫描数，得到Z方向即平扫扫描方向上的被扫描物体的扫描长度Lz；
2)使平扫扫描方向的平扫扫描长度Lz转换成图像像素数X，其转换方式可以通过如下公式(1)获取：
其中，P为CT图像显示像素数，如一般的显示器的图像像素为512X512，则P为512；DFOV为物体位于旋转中心时的平扫图像重构视野，如本实施例中，平扫图像重构视野为500；P和DFOV都是系统已知的参数。
3)判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则将X直接显示到图像，即对实际转换而来的图像像素数X不进行任何的压缩，像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，显示图像，并得到像素比率r，r＝P/X；
4)获取被扫描物体到扫描光源的焦点的距离H0；
5)根据公式(2)，求出此次平扫所需的实际应响应像素数Cn：
Figure GSB00000852539500052
其中：Hi为光源焦点到扫描旋转中心的距离，NumDec为系统检测器数量，一般为物体位于旋转中心时，起反应的检测器数。
6)获取实际像素数Cn与步骤3)中的像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，得到最终图像。此步骤，保证平扫图像在平扫扫描方向(Z方向)和水平方向(X方向)的图像显示的像素比例一样，使得实际像素数Cn具有与Z方向一致的像素比率。
对于步骤4)中，获取距离H0的方法，可以通过如下的方法获取：
第一种方法是估算法：通过床的高度和被扫物体(病人)的类型(成人、小孩、男人、妇女等等)，估计出一个有效地H0值。
第二种方法是精确求法：通过获取90度平扫的线扫描数据，可以求出精确的H0。
如图3所示，为本实现本发明的获取平扫图像方法的CT装置的功能模块示意图。本发明的CT设备，包括：扫描台1，其对受检者进行包括平扫的射线扫描；数据收集单元2，其对扫描台输出的扫描数据包括由平扫所获得的扫描数据进行收集、模数转换；平扫图像重建单元3，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重建，并将所重构得到的图像数据存储到存储单元7；供用户操作的用户操作界面4，其一般包括显示平扫图像的显示器；中央控制单元5，其连接于所述的扫描台1、数据收集单元2、平扫图像重建单元3、存储单元7和用户操作界面4和存储单元，并控制扫描台1、数据收集单元2、平扫图像重建单元3和用户操作界面4；中央控制单元5控制整个CT装置，并可获知系统预设、相关的参数包括如光源焦点到旋转中心的距离Hi、系统的检测器数NumDec、显示器的图像显示像素数P、物体位于旋转中心时平扫的DFOV等。
所述的平扫图像重建单元3对数据收集单元2发送来的平扫数据进行如下的处理：
根据数据收集单元2发送的平扫扫描数求出对物体的扫描长度Lz，并根据上述的公式(1)求出于该扫描长度Lz相对应的图像像素数X，如前所述，中央控制单元5向该计算单元提供公式(1)中所需的显示器的图像显示像素数P、物体位于旋转中心时平扫的DFOV的数值；
判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则不对X进行任何的操作，直接将其存储到存储单元7中，即对实际转换而来的图像像素数X不进行任何的压缩，像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，并将内插的结果存储到存储单元7中，并得到内插的像素比率r，r＝P/X；像素比例r存储到存储单元7中；
根据上述的公式(2)，求出此次平扫所需的实际像素数Cn：
其中：同样的，参数Hi、NumDec由中央控制单元5提供；参数H0可以由中央控制单元5提供，也可以由平扫图像重建单元3自己根据扫描数据如上述的求H0的方法求出；
获取实际像素数Cn与步骤3)中的像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，并将插值结果存储到存储单元7中。
中央控制单元5可以从平扫图像重建单元3或存储单元7获取平扫图像重建单元的扫描方向(Z方向)和水平方向(X方向)的两次插值结果，并将该两个方向的插值结果传送到用户操作界面4中的显示器中显示，即获得平扫图像的显示。
图4A、4B分别显示了利用现有的方法和本发明方法获得的平扫图像的效果图，从图4B可以看出，另用本发明的方法/装置获得的平扫图像的失真情况基本消除了，图像的水平方向(X)的距离相应的等于扫描方向(Z)的距离。

Claims (9)

1.一种获取平扫图像的方法，包括如下的步骤：
1)根据平扫扫描数，得到Z方向即平扫扫描方向上的被扫描物体的扫描长度Lz；
2)通过公式(1)使平扫扫描方向的平扫扫描长度Lz转换成图像像素数X：
其中，P为CT图像显示像素数，DFOV为物体位于旋转中心时的平扫图像重构视野；
3)判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则将X直接显示到图像，此时的像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，显示图像，并得到像素比率r＝P/X；
4)获取此次平扫所需的实际像素数Cn，其进一步包括：
获取被扫描物体到扫描光源的焦点的距离H0，
然后根据公式(2)求出实际像素数Cn：
Figure FSB00000852539400012
其中：Hi为光源焦点到扫描旋转中心的距离，NumDec为被扫物体位于旋转中心时，起反应的检测器数；
5)获取实际像素数Cn与步骤3)中的像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，得到最终图像。
2.如权利要求1所述的获取平扫图像的方法，其特征在于：获取距离H0的方法，通过如下的方法获取：通过床的高度和被扫物体的类型，估计出一个有效地H0值。
3.如权利要求1所述的获取平扫图像的方法，其特征在于：获取距离H0的方法，通过如下的方法获取：通过获取90度平扫的线扫描数据，求出H0。
4.如权利要求1-3中任一项所述的获取平扫图像的方法，其特征在于：所述的CT图像显示像素数P为512。
5.一种CT装置，包括：扫描台，其对受检者进行包括平扫的射 线扫描；数据收集单元，其对扫描台输出的扫描数据包括由平扫所获得的扫描数据进行收集、模数转换；平扫图像重建单元，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重建，并将所重构得到的图像数据存储到存储单元；供用户操作的用户操作界面，其包括显示平扫图像的显示器；中央控制单元，其连接于所述的扫描台、数据收集单元、平扫图像重建单元、存储单元和用户操作界面，并控制扫描台、数据收集单元、平扫图像重建单元和用户操作界面；其特征在于：所述的平扫图像重建单元对数据收集单元发送来的平扫数据进行如下的处理：
根据数据收集单元发送的平扫扫描数求出对物体的扫描长度Lz，并通过公式(1)求出与该扫描长度Lz相对应的图像像素数X：
其中，P为CT图像显示像素数，DFOV为物体位于旋转中心时的平扫图像重构视野；
判断转换的图像像素数X是否大于CT图像显示像素数P，如果X小于或等于P，则不对X进行任何的操作，直接将其存储到存储单元中，此时像素比率r＝1；如果X大于P，则将X内插到P中，得到内插的像素比率r＝P/X；并将内插的结果和像素比例r存储到存储单元中；
通过如下公式(2)求出此次平扫所需的实际像素数Cn：
Figure FSB00000852539400022
其中：Hi为光源焦点到扫描旋转中心的距离，NumDec为被扫物体位于旋转中心时，起反应的检测器数；H0为被扫描物体到扫描光源的焦点的距离；
获取实际像素数Cn与像素比率r的乘积，并将该乘积插值到CT图像显示像素数P中，并将插值结果存储到存储单元中。
6.如权利要求5所述的CT装置，其特征在于：获取距离H0的方法，通过如下的方法获取：通过床的高度和被扫物体的类型，估计出一个有效地H0值。
7.如权利要求5所述的CT装置，其特征在于：获取距离H0的方法，通过如下的方法获取：通过获取90度平扫的线扫描数据，求出H0。 
8.如权利要求5-7中任一项所述的CT装置，其特征在于：所述的显示器为512X512，CT图像显示像素数P为512。
9.如权利要求5-7中任一项所述的CT装置，其特征在于：中央控制单元控制整个CT装置，并可获知系统预设、相关的参数包括光源焦点到旋转中心的距离Hi、系统的检测器数NumDec、显示器的图像显示像素数P、物体位于旋转中心时平扫的图像重构视野DFOV。 
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