CN111127475A - Ct扫描图像处理方法、系统、可读存储介质和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种CT扫描图像处理方法、系统、可读存储介质和设备，属于医疗影像技术领域，在CT扫描图像处理过程中，可以获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像，CT空床扫描图像中只有空置的扫描床，由于扫描的差异，可以将该CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，使CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像匹配，得到CT空床变换图像，并据此对待处理的CT扫描图像进行去床操作，由于本申请得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗影像技术领域，特别是涉及一种CT扫描图像处理方法、系统、可读存储介质和设备。
背景技术
CT(Computed Tomography，简称CT，计算机断层扫描成像)是用X射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，由于不同的人体组织对X射线的吸收能力不同，可以用计算机重建出断层面的影像。
随着医学影像的发展，CT成像技术越来越成熟，应用越来越广泛，扫描的图像更加清晰，产生的数据量也不断增加。如今一个完整的CT图像数据存储通常需要近百兆的内存。相比于常见的二维自然图像，CT图像含有更多的信息，因此对其进行分析也相较于自然图像有所不同。在CT扫描的过程中被扫描的对象需要置于扫描床上，因此在图像中通常存在扫描床的影像。在一些CT图像分析的过程中，扫描床的存在会干扰图像分析的结果，因此需要对其进行去除。
目前常用的方法是对扫描后的CT图像进行图像处理，提取扫描床的图像部分并进行去除。上述方法在对扫描床的图像部分进行提取的过程中往往存在精度不够的问题，从而导致整体去床效果不准确的问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统的CT图像中扫描床去除不准确的问题，提供一种CT扫描图像处理方法、系统、可读存储介质和设备。
一种CT扫描图像处理方法，包括以下步骤：
获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像。
根据上述的CT扫描图像处理方法，在CT扫描图像处理过程中，可以获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像，CT空床扫描图像中只有空置的扫描床，由于扫描的差异，可以将该CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，使CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像匹配，得到CT空床变换图像，并据此对待处理的CT扫描图像进行去床操作，由于本申请得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
在其中一个实施例中，将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间的步骤包括以下步骤：
获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数；
根据第一扫描参数和第二扫描参数获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系；
根据变换关系对CT空床扫描图像进行图像空间变换。
在其中一个实施例中，根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作的步骤包括以下步骤：
对CT空床变换图像进行二值化，获取CT空床变换图像中的空床区域和非床区域；
根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作。
在其中一个实施例中，根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作的步骤包括以下步骤：
将空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值均与待处理的CT扫描图像对应区域位置的像素值进行逻辑运算，获得中间图像；
获取待处理的CT扫描图像的背景像素值，将背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置。
在其中一个实施例中，在获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数的步骤之后，还包括以下步骤：
判断第一扫描参数和第二扫描参数的数据是否对应匹配；
若否，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在其中一个实施例中，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系的步骤包括以下步骤：
对CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像进行图像分割，分别得到第一图像掩模和第二图像掩模；
提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；
获取第一图像掩模的点云和第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系，作为CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在其中一个实施例中，提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云的步骤包括以下步骤：
采用特征提取算法来提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；
获取第一图像掩模的点云和第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系的步骤包括以下步骤：
采用点云刚性配准算法获取刚性变换关系。
一种CT扫描图像处理系统，包括：
图像获取单元，用于获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
图像变换单元，用于将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
去床操作单元，用于根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像。
根据上述的CT扫描图像处理系统，在CT扫描图像处理过程中，图像获取单元可以获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像，CT空床扫描图像中只有空置的扫描床，由于扫描的差异，图像变换单元可以将该CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，使CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像匹配，得到CT空床变换图像，去床操作单元据此对待处理的CT扫描图像进行去床操作，由于本申请得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
在其中一个实施例中，图像变换单元用于获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数；根据第一扫描参数和第二扫描参数获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系；根据变换关系对CT空床扫描图像进行图像空间变换。
在其中一个实施例中，去床操作单元用于对CT空床变换图像进行二值化，获取CT空床变换图像中的空床区域和非床区域；根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作。
在其中一个实施例中，去床操作单元用于将空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值均与待处理的CT扫描图像对应区域位置的像素值进行逻辑运算，获得中间图像；获取待处理的CT扫描图像的背景像素值，将背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置。
在其中一个实施例中，图像变换单元还用于判断第一扫描参数和第二扫描参数的数据是否对应匹配；若否，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在其中一个实施例中，图像变换单元还用于对CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像进行图像分割，分别得到第一图像掩模和第二图像掩模；提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；获取第一图像掩模的点云和第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系，作为CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在其中一个实施例中，图像变换单元还用于采用特征提取算法来提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；采用点云刚性配准算法获取刚性变换关系。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序被处理器执行时实现上述的CT扫描图像处理方法的步骤。
上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，可以实现得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
一种CT扫描图像处理设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可执行程序，处理器执行可执行程序时实现上述的CT扫描图像处理方法的步骤。
上述CT扫描图像处理设备，通过在处理器上运行可执行程序，可以实现得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
附图说明
图1为一个实施例中的示例性计算机断层成像设备100的示意图；
图2为一个实施例中的在其上实现处理引擎140的示例性计算设备200的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图3为一个实施例中的可以在其上实现终端130的示例性移动设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图4为一个实施例中的CT扫描图像处理方法的流程示意图；
图5为一个实施例中的CT扫描图像处理方法在实际应用中的执行流程示意图；
图6为一个实施例中的CT扫描图像处理系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在成像系统和/或处理器上。模块仅是说明性的，并且系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是一个实施例的示例性计算机断层成像设备100的示意图。参考图1所示，计算机断层成像设备100可包括扫描仪110、网络120、一个或多个终端130、处理引擎140、以及存储器150。计算机断层成像设备100中的所有组件都可以通过网络120互相连接。
扫描仪110可扫描对象并且生成与该扫描对象相关的扫描数据。在一些实施例中，扫描仪110可以是医学成像设备，例如CT设备、PET设备、SPECT设备、MRI设备等或其任意组合(例如，PET-CT设备或CT-MRI设备)。在本申请中，该医学成像设备优选地为CT设备。
本发明中提到的“图像”可以指2D图像、3D图像、4D图像和/或任何相关数据(例如，CT数据、对应于CT数据的投影数据)，这并不是为了限制本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，在本发明的指导下可以进行各种修正和改变。
扫描仪110可包括机架111、探测器112、检测区域113和工作台114。在一些实施例中，扫描仪110还可包括放射性扫描源115。机架111可支承探测器112和放射性扫描源115。扫描对象可被置于工作台114上以用于扫描。放射性扫描源115可向该扫描对象发射放射性射线。探测器112可以检测从检测区域113发射的辐射事件(例如，γ光子)。在一些实施例中，扫描仪110可以是MRI扫描设备，并且探测器112可以包括用于检测和接收RF信号的电路。
网络120可包括任意合适的网络，该网络能协助计算机断层成像设备100交换信息和/或数据。在一些实施例中，计算机断层成像设备100的一个或多个组件(例如，扫描仪110、终端130、处理引擎140、存储器150等)可通过网络120与计算机断层成像设备100的一个或多个其他组件传递信息和/或数据。例如，处理引擎140可通过网络120从扫描仪110获得图像数据。作为另一示例，处理引擎140可通过网络120从终端130获得用户指令。网络120可以包括公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网(“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任意组合。仅作为示例，网络120可包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网(PSTN)、蓝牙网络、ZigBee网络、近场通信(NFC)网络等或者其任意组合。在一些实施例中，网络120可包括一个或多个网络接入点。例如，网络120可包括有线和/或无线网络接入点，诸如基站和/或因特网交换点，计算机断层成像设备100的一个或多个组件可通过这些接入点来连接到网络120以交换数据和/或信息。
一个或多个终端130包括移动设备131、平板电脑132、笔记本电脑133等或其任意组合。在一些实施例中，移动设备131可包括智能家用设备、可穿戴设备、移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等或其任意组合。在一些实施例中，智能家用设备可包括智能照明设备、智能电器的控制设备、智能监视设备、智能电视、智能摄像机、互联电话等或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴设备可包括手环、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣物、背包、智能饰物等或其任意组合。在一些实施例中，移动设备131可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式机等或者其任意组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或增强现实设备可包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实眼罩、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实眼罩等或其任意组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可包括Google Glass、Oculus Rift、Hololens、Gear VR等。在一些实施例中，终端130可以是处理引擎140的一部分。
处理引擎140可以处理从扫描仪110、终端130和/或存储器150获得的数据和/或信息。在一些实施例中，处理引擎140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的或者分布式的。在一些实施例中，处理引擎140可以是本地的或远程的。例如，处理引擎140可通过网络120来访问存储在扫描仪110、终端130和/或存储器150中的信息和/或数据。作为另一示例，处理引擎140可以直接连接到扫描仪110、终端130和/或存储器150以访问所存储的信息和/或数据。在一些实施例中，处理引擎140可在云平台上实现。仅作为示例，云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多重云等或者其任意组合。在一些实施例中，处理引擎140可由图2中所示的具有一个或多个组件的计算设备200来实现。
存储器150可存储数据、指令、和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储器150可以存储从终端130和/或处理引擎140获得的数据。在一些实施例中，存储器150可存储数据和/或指令，处理引擎140可以执行或使用该数据和/或指令以执行本发明中所描述的示例性方法。在一些实施例中，存储器150可包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等或其任意组合。示例性的大容量存储设备可包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性的可移动存储器可包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储器卡、压缩盘、磁带等。示例性的易失性读写存储器可包括随机存取存储器(RAM)。示例性的RAM可包括动态RAM(DRAM)、双倍数据率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容器RAM(Z-RAM)等。示例性的ROM可包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)、以及数字多用磁盘ROM等。在一些实施例中，存储器150可在云平台上实现。仅作为示例，云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多重云等或者其任意组合。
在一些实施例中，存储器150可连接到网络120，以便与计算机断层成像设备100中的一个或多个其他组件(例如，处理引擎140、终端130等)通信。计算机断层成像设备100中的一个或多个组件可通过网络120来访问存储在存储器150中的数据或指令。在一些实施例中，存储器150可直接连接到计算机断层成像设备100中的一个或多个其他组件(例如，处理引擎140、终端130等)或与这些组件通信。在一些实施例中，存储器150可以是处理引擎140的一部分。
图2是一个实施例的可以在其上实现处理引擎140的示例性计算设备200的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图2所示，计算设备200可以包括内部通信总线210、处理器(processor)220、只读存储器(ROM)230、随机存取存储器(RAM)240、通信端口250、输入/输出组件260、硬盘270以及用户界面280。
内部通信总线210可以实现计算设备200组件间的数据通信。
处理器220可根据本文所描述的技术来执行计算机指令(例如，程序代码)并执行处理引擎140的各功能。计算机指令可包括例如执行本文所描述的特定功能的例程、程序、扫描对象、组件、数据结构、过程、模块以及函数。例如，处理器220可以处理从扫描仪110、终端130、存储器150、和/或计算机断层成像设备100的任何其他组件获得的图像数据。在一些实施例中，处理器220可包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任意电路或处理器等或其任意组合。
仅为了说明，在计算设备200中仅描述了一个处理器220。然而，应当注意，本发明中的计算设备200也可包括多个处理器，因此本发明中所描述的由一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可由多个处理器联合地或分别地执行。
只读存储器(ROM)230和随机存取存储器(RAM)240可存储从扫描仪110、终端130、存储器150、和/或计算机断层成像设备100的任何其他组件获得的数据/信息。只读存储器(ROM)230可包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)、以及数字多用磁盘ROM等。随机存取存储器(RAM)240可包括动态RAM(DRAM)、双倍数据率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容器RAM(Z-RAM)等。在一些实施例中，只读存储器(ROM)230和随机存取存储器(RAM)240可存储用于执行本发明中所描述的示例性方法的一个或多个程序和/或指令。
通信端口250可连接到网络(例如，网络120)以协助数据通信。通信端口250可在处理引擎140和扫描仪110、终端130和/或存储器150之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、能够实现数据传送和/或接收的任意其他通信连接、和/或这些连接的任意组合。有线连接可包括例如电缆、光缆、电话线等或者其任意组合。无线连接可包括例如蓝牙链路、Wi-Fi链路、WiMax链路、WLAN链路、ZigBee链路、移动网络链路(例如，3G，4G，5G等)等或其组合。在一些实施例中，通信端口250可以是包括标准化通信端口，诸如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口250可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口250可根据医学数字成像和通信(DICOM)协议来设计。
输入/输出组件260支持计算设备200与其他部件之间的输入/输出数据流。在一些实施例中，输入/输出组件260可包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可包括键盘、鼠标、触摸屏、话筒等或其组合。输出设备的示例可包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等或其组合。显示设备的示例可包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲面屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)、触摸屏等或其组合。
计算设备200还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘270，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器220所执行的可能的程序指令。
用户界面280可以实现计算设备200和用户之间的交互和信息交换。
图3是一个实施例的可以在其上实现终端130的示例性移动设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图3所示，移动设备300可包括天线310、显示器320、图形处理单元(GPU)330、中央处理单元(CPU)340、输入输出单元(I/O)350、内存360以及存储器390。在一些实施例中，移动设备300中还可包括任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)。在一些实施例中，移动操作系统370(例如，iOS、Android、Windows Phone等)和一个或多个应用380可从存储器390被加载到内存360中以便由CPU340执行。应用380可包括浏览器或任意其它合适的移动应用以用于接收和绘制与图像处理相关的信息或来自处理引擎140的其它信息。用户与信息流的交互可通过I/O350来实现并通过网络120提供给处理引擎140和/或计算机断层成像设备100的其他组件。
为了实现本发明中所描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可被用作本文所描述的一个或多个元件的(诸)硬件平台。具有用户界面元件的计算机可被用于当作个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端设备。如果进行适当的编程，计算机也可以充当服务器。在计算机断层成像设备100中可以实现CT扫描图像处理方法、系统等。
参见图4所示，为本发明一个实施例的CT扫描图像处理方法的流程示意图。该实施例中的CT扫描图像处理方法包括以下步骤：
步骤S410：获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
在本步骤中，CT空床扫描图像是扫描床上没有待扫描对象时，CT设备对空床(即空置的扫描床)进行扫描得到的图像，在CT设备安装完毕后，正式扫描使用前，可以利用CT设备的扫描仪110对空床进行扫描，并存储CT空床扫描图像在存储器150中；待处理的CT扫描图像是待扫描对象安置在扫描床上，利用CT设备的扫描仪110进行扫描后得到的图像，待处理的CT扫描图像也可以存储在存储器150中；
步骤S420：将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
在本步骤中，对不同的待扫描对象进行CT扫描时，经常需要调整扫描参数，扫描床的参数也会相应更改，而CT空床扫描图像中的扫描床的参数一般是确定的，因此会与待处理的CT扫描图像产生差异，将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，可以统一参数，便于对扫描图像进行处理；
步骤S430：根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像；
在本步骤中，CT空床变换图像中只包含扫描床的信息，待处理的CT扫描图像中也包含扫描床的信息，而且CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像属于同一图像空间，依据CT空床变换图像可以将待处理的CT扫描图像中的扫描床去除，进而得到去床的CT扫描图像。
在本实施例中，在CT扫描图像处理过程中，可以获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像，CT空床扫描图像中只有空置的扫描床，由于扫描的差异，可以将该CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，使CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像匹配，得到CT空床变换图像，并据此对待处理的CT扫描图像进行去床操作，由于本申请得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
需要说明的是，上述CT扫描图像处理方法可以在CT设备的控制台上执行，也可以在CT设备的后处理工作站上执行，或在能与CT设备通信的终端130上实现处理引擎的示例性计算设备200上执行，且不局限于此，可以根据实际应用的需要进行变化调整。
在一个实施例中，将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间的步骤包括以下步骤：
获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数；
根据第一扫描参数和第二扫描参数获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系；
根据变换关系对CT空床扫描图像进行图像空间变换。
在本实施例中，CT设备在扫描成像时，会将扫描参数附带在图像数据中，可以通过调用操作获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数，将两种参数进行对比，若不相同(常态)，可以根据第一扫描参数和第二扫描参数之间的数据关系来快速确定CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系，利用这一变换关系可以对CT空床扫描图像进行图像空间变换，得到CT空床变换图像，CT空床变换图像与待处理的CT扫描图像属于同一图像空间，可以直接进行对比和关联处理。
进一步的，扫描参数可以包括CT图像重建时所用的层厚、扫描床的高度、宽度、扫描图像的原点位置、扫描方向中的等等，扫描参数在CT扫描时会进行记录下来，在CT图像重建时会保存扫描参数；变换关系包括平移、差值、旋转等空间变换关系；另外，若第一扫描参数和第二扫描参数是相同的，CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像已处于同一图像空间，无需进行图像空间变换，可直接进行对比和关联处理。
在一个实施例中，根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作的步骤包括以下步骤：
对CT空床变换图像进行二值化，获取CT空床变换图像中的空床区域和非床区域；
根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作。
在本实施例中，由于CT空床变换图像中只包含扫描床的信息，经过二值化后，CT空床变换图像中分割为空床区域和非床区域，空床区域和非床区域的二值化像素值不同，CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像处于同一图像空间，利用两种二值化像素值可以对待处理的CT扫描图像的像素进行逻辑处理，将其中的扫描床区域进行去除，操作简便，而且CT空床变换图像中的空床信息准确，避免识别算法的错误和误差。
进一步的，在使用两种二值化像素值对待处理的CT扫描图像的像素进行逻辑处理时，可以采用多种不同的逻辑算法，如逻辑与运算，加权运算等等，只要能将待处理的CT扫描图像对应扫描床和扫描对象的区域明显区分即可。
在一个实施例中，根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作的步骤包括以下步骤：
将空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值均与待处理的CT扫描图像对应区域位置的像素值进行逻辑运算，获得中间图像；
获取待处理的CT扫描图像的背景像素值，将背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置。
在本实施例中，可以采用逻辑运算将空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值与待处理的CT扫描图像进行图像处理，得到中间图像，在实际应用中，CT扫描图像的扫描床信息一般是没有作用的，因此获取待处理的CT扫描图像的背景像素值，将其填充至中间图像的空床区域的位置，使空床区域的像素与背景像素相一致，使最终的CT扫描图像更加清晰完整。
具体的，空床区域的二值化像素值可以为0，非床区域的二值化像素值为1，将整个CT空床变换图像与整个待处理的CT扫描图像进行逻辑与运算，得到中间图像，中间图像对应空床的区域的像素值为0，其他区域的像素值与原待处理的CT扫描图像的相同，如此可去除扫描床的信息，为了使CT扫描图像和谐完整，还可以将CT扫描图像的背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置。需要说明的是，在对整个CT空床变换图像与整个待处理的CT扫描图像进行逻辑运算时，不仅可以采用逻辑与运算，也可以采取其他类型的逻辑运算，可以根据实际情况灵活变化，本方案对此不作限制。
进一步的，将背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置可以通过以下方式执行：
将CT空床变换图像进行二值化，空床区域的二值化像素值可以为背景像素值，非床区域的二值化像素值可以为0，将此次二值化的图像与中间图像进行加和，中间图像的非床区域的像素值不变，空床区域的像素值变换为背景像素值，如此即可较为便捷地得到最终的CT扫描图像。
在一个实施例中，在获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数的步骤之后，还包括以下步骤：
判断第一扫描参数和第二扫描参数的数据是否对应匹配；
若否，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在本实施例中，CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像的扫描参数一般是匹配的，但在图像处理过程中，扫描参数可能会出现保存错误或者数据遗失，此时参数数据会出现不匹配的情况，此时难以通过参数之间的数据关系来确定图像之间的变换关系，而采用刚性配准的方法直接对CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像进行配准，刚性配准的方法是将CT空床扫描图像中的空床区域通过上、下、左、右平移或者旋转在待处理的CT扫描图像中找到扫描床区域的大概位置，以大概位置作为扫描床区域在待处理的CT扫描图像中的基准位置，从而获取两者之间的变换关系，此种方式可以在扫描参数不匹配时使用，确保可以将CT空床扫描图像中的空床信息应用到待处理的CT扫描图像中。
在一个实施例中，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系的步骤包括以下步骤：
对CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像进行图像分割，分别得到第一图像掩模和第二图像掩模；
提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；
获取第一图像掩模的点云和第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系，作为CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在本实施例中，在进行刚性配准时，可以对CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像同时进行图像分割，将其中有效信息区域作为图像掩模，将背景区域剔除，然后提取对应CT空床变换图像的第一图像掩模的点云，以及对应待处理的CT扫描图像的第二图像掩模的点云，将点云之间的刚性变换关系作为CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系，点云基本覆盖了图像掩模的所有区域，通过点云的计算可以提高图像之间变换关系的准确性。
具体的，在进行图像分割时，可以采用二值化、k-means、cmeas、graph-cut、deeplearning等不同的分割方法；可以采用特征提取算法(包括角点提取算法和/或边缘提取算法等等)来提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；可以采用点云刚性配准算法(包括一致性点漂移算法和/或梯度下降算法等等)获取刚性变换关系；在确定CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系之后，可以采用上述实施例中描述的方案进行CT扫描图像的去床操作。
在一个实施例中，CT扫描图像处理方法的大致流程如下：
获取空床扫描图像及其相关图像信息(像素、床位、层厚等)；
获取新扫描图像的相关图像信息(像素、床位、层厚等)；
根据新图像的相关信息和扫描床图像的相关信息，获取两个图像之间的变换关系；
利用变换关系，将扫描床图像变换至新扫描图像的图像空间；
利用扫描图像和变换后的图像进行运算，得到去除扫描床的新图像。
具体的，如图5所示，首先输入空床图像和待去床图像，分别获取两种图像的扫描参数，若两者数据相匹配，通过扫描参数计算空床图像和待去床图像之间的变换关系，若两者数据不匹配，通过刚性配准算法获取空床图像和待去床图像之间的变换关系；
在得到变换关系之后，可以根据变换关系将空床图像变换至待去床图像的图像空间，将变换后的空床图像二值化，二值化后的图像可以将床的位置的像素值设为0，非床的位置像素值设置1，然后与待去床图像进行像素值的逻辑与运算，得到中间图像，这样可以保留待去床图像中非床部位的CT值，而且去除了床位置的CT值，此时就用CT扫描图像的背景值填充床的位置，执行操作时可以将变换后的空床图像的二值化像素值进行调整，将床的位置的像素值设为背景像素值，非床的位置像素值设置0，将此二值化的图像与中间图像进行加和，中间图像的非床区域的像素值不变，空床区域的像素值变换为背景像素值，即可完成填充，得到最终的CT扫描图像并输出。
在实际应用中，可以在CT扫描设备的控制台上执行：
在安装好CT扫描设备后，使用CT扫描设备对空床进行扫描，存储该扫描床图像并记录当时扫描床的相关摆位信息；
为患者用户进行CT扫描，获取其CT图像；
由于CT在扫描的过程中，床位的一些扫描参数信息都会被记录下来。因此，可以通过CT图像重建时获取床位等相关信息。如果重建参数和空床图像的重建参数不一致(如层厚、扫描床高度等)，则需要通过图像存储的相关扫描参数计算出两者之间的变换关系，该变换包括平移、差值、旋转等空间变换；
将空床图像变换至新图像的图像空间之中；
将变换后的空床图像，进行二值化处理(代表床的位置像素为0，其余位置为1)，然后与新扫描图像做逻辑与运算，最后将床的位置像素填补为CT图像的背景值。
另外，也可以在后处理工作站上执行：
因为在后处理工作站上，处理的图像数据不一定含有相关的床位信息(图像转换过后并不一定会保存原有的所有信息，或者出现数据遗失等)。此时，空床图像和新扫描图像之间的变换关系不能通过图像附带的扫描参数信息获取。因此，可以对两幅图像进行刚性配准，即可以获取图像的变换关系。
可以采用基于CPD(Coherent point drift，一致性点漂移)算法的刚性配准算法来得到两者之间的变换关系，算法大致流程如下：
将两幅图像分别进行分割(如二值化法、k-means、cmeas、graph-cut、deeplearning等等)，得到图像掩模(mask)；
使用角点提取算法和边缘提取算法，提取图像掩模的点云；
使用CPD算法计算两个点云之间的刚性变换关系；
在得到刚性变换关系之后，对新扫描图像的去床操作与控制台上的操作相类似。
根据上述CT扫描图像处理方法，本发明实施例还提供一种CT扫描图像处理系统，以下就CT扫描图像处理系统的实施例进行详细说明。
参见图6所示，为一个实施例的CT扫描图像处理系统的结构示意图。该实施例中的CT扫描图像处理系统包括：
图像获取单元510，用于获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
图像变换单元520，用于将CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
去床操作单元530，用于根据CT空床变换图像对待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像。
在本实施例中，CT扫描图像处理系统包括图像获取单元510、图像变换单元520和去床操作单元530；在CT扫描图像处理过程中，图像获取单元510可以获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像，CT空床扫描图像中只有空置的扫描床，由于扫描的差异，图像变换单元520可以将该CT空床扫描图像变换至待处理的CT扫描图像的图像空间，使CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像匹配，得到CT空床变换图像，去床操作单元530据此对待处理的CT扫描图像进行去床操作，由于本申请得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
需要说明的是，CT扫描图像处理系统的各个单元可以设置在处理引擎140中。
在一个实施例中，图像变换单元520用于获取CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及待处理的CT扫描图像的第二扫描参数；根据第一扫描参数和第二扫描参数获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系；根据变换关系对CT空床扫描图像进行图像空间变换。
在一个实施例中，去床操作单元530用于对CT空床变换图像进行二值化，获取CT空床变换图像中的空床区域和非床区域；根据空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对待处理的CT扫描图像进行去床操操作。
在一个实施例中，去床操作单元530用于将空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值均与待处理的CT扫描图像对应区域位置的像素值进行逻辑运算，获得中间图像；获取待处理的CT扫描图像的背景像素值，将背景像素值填充至中间图像对应空床区域的位置。
在一个实施例中，图像变换单元520还用于判断第一扫描参数和第二扫描参数的数据是否对应匹配；若否，采用刚性配准方法获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在一个实施例中，图像变换单元520还用于对CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像进行图像分割，分别得到第一图像掩模和第二图像掩模；提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；获取第一图像掩模的点云和第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系，作为CT空床变换图像和待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
在一个实施例中，图像变换单元520还用于采用特征提取算法来提取第一图像掩模的点云，以及第二图像掩模的点云；采用点云刚性配准算法获取刚性变换关系。
本发明实施例的CT扫描图像处理系统与上述CT扫描图像处理方法一一对应，在上述CT扫描图像处理方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于CT扫描图像处理系统的实施例中。
一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，可执行程序被处理器执行时实现上述的CT扫描图像处理方法的步骤。
上述可读存储介质，通过其存储的可执行程序，可以实现得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
一种CT扫描图像处理设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可执行程序，处理器执行可执行程序时实现上述的CT扫描图像处理方法的步骤。
上述CT扫描图像处理设备，通过在处理器上运行可执行程序，可以实现得到了空置的扫描床的CT扫描图像，无需对实际应用中的CT扫描图像进行扫描床的识别，不受识别算法的影响，可以对待处理的CT扫描图像进行准确地去床，提高了CT扫描图像的整体去床效果。
CT扫描图像处理设备可以设置在计算机断层成像设备100中，也可以设置在终端130或处理引擎140中。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例用于CT扫描图像处理方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述CT扫描图像处理方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种CT扫描图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
将所述CT空床扫描图像变换至所述待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
根据所述CT空床变换图像对所述待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像。
2.根据权利要求1的CT扫描图像处理方法，其特征在于，所述将所述CT空床扫描图像变换至所述待处理的CT扫描图像的图像空间的步骤包括以下步骤：
获取所述CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及所述待处理的CT扫描图像的第二扫描参数；
根据所述第一扫描参数和所述第二扫描参数获取所述CT空床扫描图像和所述待处理的CT扫描图像之间的变换关系；
根据所述变换关系对所述CT空床扫描图像进行图像空间变换。
3.根据权利要求1的CT扫描图像处理方法，其特征在于，所述根据所述CT空床变换图像对所述待处理的CT扫描图像进行去床操作的步骤包括以下步骤：
对所述CT空床变换图像进行二值化，获取所述CT空床变换图像中的空床区域和非床区域；
根据所述空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对所述待处理的CT扫描图像进行去床操操作。
4.根据权利要求3的CT扫描图像处理方法，其特征在于，所述根据所述空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值对所述待处理的CT扫描图像进行去床操操作的步骤包括以下步骤：
将所述空床区域的二值化像素值和非床区域的二值化像素值均与所述待处理的CT扫描图像对应区域位置的像素值进行逻辑运算，获得中间图像；
获取所述待处理的CT扫描图像的背景像素值，将所述背景像素值填充至所述中间图像对应所述空床区域的位置。
5.根据权利要求2的CT扫描图像处理方法，其特征在于，在所述获取所述CT空床扫描图像的第一扫描参数，以及所述待处理的CT扫描图像的第二扫描参数的步骤之后，还包括以下步骤：
判断所述第一扫描参数和所述第二扫描参数的数据是否对应匹配；
若否，采用刚性配准方法获取所述CT空床扫描图像和所述待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
6.根据权利要求5的CT扫描图像处理方法，其特征在于，所述采用刚性配准方法获取所述CT空床扫描图像和所述待处理的CT扫描图像之间的变换关系的步骤包括以下步骤：
对所述CT空床变换图像和所述待处理的CT扫描图像进行图像分割，分别得到第一图像掩模和第二图像掩模；
提取所述第一图像掩模的点云，以及所述第二图像掩模的点云；
获取所述第一图像掩模的点云和所述第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系，作为所述CT空床变换图像和所述待处理的CT扫描图像之间的变换关系。
7.根据权利要求6的CT扫描图像处理方法，其特征在于，所述提取所述第一图像掩模的点云，以及所述第二图像掩模的点云的步骤包括以下步骤：
采用特征提取算法来提取所述第一图像掩模的点云，以及所述第二图像掩模的点云；
所述获取所述第一图像掩模的点云和所述第二图像掩模的点云之间的刚性变换关系的步骤包括以下步骤：
采用点云刚性配准算法获取所述刚性变换关系。
8.一种CT扫描图像处理系统，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于获取CT空床扫描图像和待处理的CT扫描图像；
图像变换单元，用于将所述CT空床扫描图像变换至所述待处理的CT扫描图像的图像空间，获得CT空床变换图像；
去床操作单元，用于根据所述CT空床变换图像对所述待处理的CT扫描图像进行去床操作，获得去床的CT扫描图像。
9.一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，其特征在于，所述可执行程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的CT扫描图像处理方法的步骤。
10.一种CT扫描图像处理设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可执行程序，其特征在于，所述处理器执行所述可执行程序时实现权利要求1至7中任意一项所述的CT扫描图像处理方法的步骤。
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