CN112446931A - 一种重建数据处理方法、装置、医学成像系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种重建数据处理方法、装置、医学成像系统及存储介质。该方法包括：获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图像中存在至少部分重叠；根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原始投影数据中的截断投影数据；基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据；基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。本发明实施例的技术方案实现了实现更准确地对CBCT图像进行重建。

Description

一种重建数据处理方法、装置、医学成像系统及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及生物医学成像技术，尤其涉及一种重建数据处理方法、 装置、医学成像系统及存储介质。
背景技术
在许多需要X射线扫描进行成像的情况下，被扫描物体可能会部分处于扫 描视场(Field of View,FOV)之外，如摆位不正、患者肥胖等。这时投影数据 会有一部分落在探测器之外，而由于只能够检测到FOV范围内的投影数据，因 此造成了投影数据边缘不连续，投影数据的不连续导致图像边缘产生高亮的截 断伪影，使FOV边缘区域的重建结果模糊。
导致重建图像边缘高亮的原因主要是由于经典重建算法滤波反投影中斜坡 滤波导致的，当投影数据发生截断，边界投影数据不是0，经过滤波核进行滤 波后，靠近边界的滤波结果被增强，处于边界的值为负，边界附近产生一带有 负瓣的正尖峰函数，这样就导致在反投影的结果中处于FOV边缘的值产生高亮 伪影。
如图1所示锥形束CT(CBCT)系统扫描数据时，由于上述滤波反投影中斜 坡滤波的方法，所以Z轴方向的截断不需要考虑，不会产生截断伪影，在投影 时仅需要考虑X轴方向的截断。
现有技术中，目前处理截断伪影校正的方法主要分为两类：第一类是基于 投影一致性的方法，该方法只适用于可以全角度扫描的CT系统，该类方法需 要对扇束和锥束的投影数据进行重排，使其等效为平行束投影数据，然后找到 每个角度投影值和的最大值，若投影数据小于最大值的一个预先设定好的比例， 比如90％，则判定为投影数据截断，若该投影数据截断，利用截断投影数据相 邻角度的没有截断的投影数据进行双线性插值，求该投影数据的总和以及该投 影数据缺失数据的值，然后通过假定缺失的部分是由圆柱形的水组成的，圆柱 的位置和半径是由截断数据的值与斜率决定的，通过圆柱形水的投影值来拟合 截断投影数据，并根据拟合的值与真实缺失的值进行比较，进一步修正推导的 截断数据的投影值。第二类是平滑截断边缘，不考虑任何一致性条件，常见的 有对称镜像法，水柱外推法，直线外推法等等，具有代表性的就是对称镜像法， 同样需要对扇束和锥束的投影数据进行重排，使其等效为平行束数据，预先设 定寻求一个达到边界值二倍的投影值位置，与边界之间的间距设为外推宽度， 边界值二倍的投影值依次去减这个区间的所有值，其结果作为外推的补充数据。 第一类算法需要计算截断处斜率，计算复杂，实时性差，需要先验知识；第二 类方法虽然可能比第一类的一致性条件求解更实用，且实时性更好，但是结果 往往不够精确。
发明内容
本发明实施例提供一种重建数据处理方法、装置、医学成像系统及存储介 质，以实现更准确地对CBCT图像进行重建。
第一方面，本发明实施例提供了一种重建数据处理方法，该方法包括：
获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图像中存在至 少部分重叠；
根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所 述原始投影数据中的截断投影数据；
基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推 得到外推投影数据；
基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
第二方面，本发明实施例还提供了一种重建数据处理装置，该装置包括：
采集模块，用于获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两 张图像中存在至少部分重叠；
拼接图像获取模块，用于根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
截断投影数据获取模块，用于对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描 得到原始投影数据，并确定所述原始投影数据中的截断投影数据；
外推投影数据获取模块，用于基于所述拼接图像以及所述原始投影数据， 对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据；
重建模块，用于基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维 重建。
第三方面，本发明实施例还提供了一种医学成像系统，该系统包括：
球管、探测器以及重建数据处理装置，其中，所述重建数据处理装置用于 执行本发明实施例中任一所述的重建数据处理方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有 计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例中任一所述的重建数据 处理方法。
本发明实施例的技术方案通过获取对目标对象采集的至少两张图像，其中， 所述至少两张图像中存在至少部分重叠，根据所述至少两张图像进行拼接得到 拼接图像，能够获得目标对象的总投影图像，从而获得进行外推的先验条件； 对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原 始投影数据中的截断投影数据，确定出发生截断的投影数据；基于所述拼接图 像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据， 根据获得的外推的先验条件进行外推，可以精确校正截断伪影；基于所述原始 投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建，从而实现对医学图像的重建。 上述技术方案解决了传统技术中需要计算截断处斜率，计算复杂，实时性差， 外推结果不精确的问题，实现不计算截断处斜率，外推数据更平滑，更精确地 校正截断数据。
附图说明
图1是现有技术中的CBCT投影示意图；
图2a是本发明实施例一中提供的一种重建数据处理方法的流程图；
图2b是本发明实施例一中提供的一种平扫采集过程的示意图；
图2c是本发明实施例一中提供的一种扫描采集过程的示意图；
图3是本发明实施例二中提供的一种重建数据处理方法的流程图；
图4是本发明实施例三中提供的一种重建数据处理装置的结构示意图；
图5是本发明实施例四中提供的一种医学成像系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此 处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需 要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结 构。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部 分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示 例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或 步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同 时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可 以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于 方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图2a为本发明实施例一提供重建数据处理方法的流程图，本实施例可适用 于医学成像的情况，尤其适用于CBCT设备的医学成像。该方法可以由重建数据 处理装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该装置可集成于设备(例 如CBCT成像系统)中来执行，具体包括如下步骤：
步骤101、获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图 像中存在至少部分重叠。
其中，目标对象可以为患者等。可选的，可以在X轴方向(即平行于探测 器的方向上)进行平扫采集目标对象的至少两张图像。其中，所述至少两张图 像中存在至少部分重叠，即包括目标对象相同的区域，采用至少两张图像可以 得到目标对象的完整投影图像。需要说明的是，在采集图像之前，需要对C臂 与目标对象进行摆位，然后进行采集。
可选的，获取拼接图像可以通过在球管不动，探测器绕球管作弧形采集以 得到成像目标的完整投影图。该步骤获取目标对象的完整投影图像的方法不限 于此。
步骤102、根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像。
在一实施例中，首先设定医学设备的初始化参数，例如输入SAD(射线源 到旋转中心距离)，SDD(射线源到探测器垂直距离)等参数；然后在初始位置 处获取通过沿第一方向上平扫采集的目标对象的至少两张图像，该至少两张图 像的图像区域是部分重叠的，使X方向采集目标对象的全部信息，并回到初始 位置，平扫采集过程如图2b所示；根据X轴平移的机械反馈位移Δx，以及输入 参数辅助计算特征点提取与匹配，然后进行图像配准与融合，拼接生成拼接图 像，其中，拼接图像是目标对象的完整投影图像。
步骤103、对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据， 并确定所述原始投影数据中的截断投影数据。
原始投影数据可以通过CT设备或者CBCT设备获得的。所述CT设备或者 CBCT设备包括成像组件，所述成像组件包括射线源和探测器，该射线源通常为 球管，待成像对象置于球管和探测器之间，球管发出的X射线穿过成像对象， 探测器接收X射线并形成投影数据。一般情况下，在某个成像角度下，成像物 体的轮廓并没有完全处于射线源的FOV内时，就可能发现投影数据的截断。投 影数据的截断可能发生在单侧也可能发生在两侧。在此，CT设备指的是应用扇 形束进行计算机断层成像的设备，CBCT设备指的是应用锥形束进行计算机断层 成像的设备，可以包括移动C形臂设备以及数字减影血管造影(DigitalSubtraction Angiography，DSA)设备等，但并不限制于此。
截断投影数据即为发生截断的原始投影数据。
可选的，所述扫描采用的设备包括移动C形臂或者数字减影血管造影DSA 设备等。
具体的，对所述目标对象进行180°+θ的等间距扫描，θ表示扇角。180°+ θ表示扫描角度。预设扫描角度间距可以是0.5°、1°等，可以根据实际需求 进行设置，每隔预设扫描角度间距进行一次扫描，得到各个扫描角度的投影数 据。分别对每个角度下的原始投影数据判断是否发生截断。扫描采集过程的示 意图如图2c所示。
可选的，所述确定所述原始投影数据中的截断投影数据，包括：
根据各个扫描角度分别确定所述原始投影数据中的截断投影数据。
分别在各个扫描角度下依次判断各个扫描角度下的原始投影数据是否发生 截断，并根据截断判断方法确定出对应的发生截断的投影数据，即为截断投影 数据。
可选的，所述确定所述原始投影数据中的截断投影数据，包括：
逐行地判断所述原始投影数据是否发生截断；
逐行地对所述原始投影数据进行判断，当确定当前行的原始投影数据发生 截断时，则将当前行的原始投影数据中预设范围内的投影数据确定为截断投影 数据。
可选的，所述根据各个扫描角度分别确定所述原始投影数据中的截断投影 数据，包括：
逐行判断与每个扫描角度对应的所述原始投影数据的预设范围内的投影数 据是否发生截断；
如果当前行的预设范围内的投影数据的投影值不等于0，且邻近所述预设 范围内的行方向上的预设数目的投影数据的投影值的均值大于设定投影阈值时， 则将所述当前行的预设范围内的投影数据确定为截断投影数据。
可选的，预设范围内的投影数据可以为原始投影数据的边界处附近的投影 数据，即靠近原始投影数据第一列和最后一列的范围。
可选的，如果当前行的边界处(边界点)的投影数据的投影值不等于0， 且邻近所述边界处的行方向上的预设数目的投影数据的投影值的均值大于设定 投影阈值时，则将所述当前行的预设范围内(邻近边界处的投影数据)的投影数 据确定为截断投影数据。可选的，当前行的边界处(边界点)的投影数据的投 影值不等于0，且邻近所述边界处的行方向上的预设数目的投影数据的投影值 的均值大于设定投影阈值时，则认为当前行数据发生了截断，后续可以根据外 推宽度对当前行数据进行外推。
示例性的，对2维投影数据逐行且根据左右边界分别判断是否发生截断， 判断方法如下：
当边界处(包含左右边界处，左边界处可以是投影数据的第一列，右边界 处可以是投影数据的最后一列)投影数据的投影值不等于0且边界处行方向上 的附近预设数目(可以取m个)的投影数据的投影值的均值大于设定投影阈值 时则认为该边界发生截断,可认为该行数据发生截断，后续再根据外推宽度对该 行数据进行外推。可以理解的是，如果判断左侧边界处是否发生截断，对于每 一行数据，则在行方向上左侧边界处取邻近的m(例如m取5)个点，例如对当 前行的第1个到第5个的投影数据的投影值取加权平均(即m取5)，同理对于 右侧边界处，也可以取当前行行方向上邻近最后一列的投影数据的投影值取加权平均。
可选的，计算边界处附近均值时取边界处m个投影点计算加权平均得到加 权均值
Figure BDA0002188556720000091
Figure BDA0002188556720000092
其中，m可以取5至15，例如可以为10；P(i,j)代表第i行第j列投影数 据；公式为左侧边界投影截断判断公式。而右侧边界投影截断判断公式同理， 只需将m和j调整为对应的右侧边界对应的位置。
进一步的，设定投影阈值K，以X射线穿过水模为例(由于人体可近似为 水)，设水衰减系数0.02，假设射线穿过5至10mm的水的衰减值为0.1至0.2， 例如取0.15作为阈值，即当
Figure BDA0002188556720000093
则判断左侧边界处发生截断。右侧边界推导同理，需要将公式中的第一列 调整为最后一列，例如最后一列为1024时，则右侧边界推导的公式为：
Figure BDA0002188556720000094
步骤104、基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数 据进行外推得到外推投影数据。
外推是指根据一组观测值，计算观测范围以外同一对象近似值的方法。
在一实施例中，可以把生成的拼接图像逐行计算像素和Ti(i＝1,…,j，j为 探测器行数)作为投影截断数据的外推标准。可以根据拼接图像原始投影数据进 行运算，然后可以根据外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数 据。
步骤105、基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
可选的，重建采用的方法可以包括滤波反投影重建方法。
其中，滤波反投影重建是用于医学图像重建的常用算法。未发生截断的投 影数据不变，与经过外推得到的外推投影数据共同作为完整的投影数据进行滤 波反投影重建得到重建数据。
可以理解的是，本发明实施例在CBCT扫描的基础上，可以通过获取目标对 象的拼接图像(例如通过预先平扫采集拼接得到准确无截断的总投影数据(即 拼接图像))，将此作为先验条件，用来评估每个角度采集数据的截断程度以及 计算外推宽度，从而实现精准截断伪影校正的目的。
可选的，所述基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重 建，包括：
基于所述外推投影数据以及所述原始投影数据中除所述截断投影数据之外 的投影数据，进行三维重建。
本发明实施例的技术方案通过获取对目标对象采集的至少两张图像，其中， 所述至少两张图像中存在至少部分重叠，根据所述至少两张图像进行拼接得到 拼接图像，能够获得目标对象的总投影图像，从而获得进行外推的先验条件； 对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原 始投影数据中的截断投影数据，确定出发生截断的投影数据；基于所述拼接图 像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据， 根据获得的外推的先验条件进行外推，可以精确校正截断伪影；基于所述原始 投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建，从而实现对医学图像的重建。 上述技术方案解决了传统技术中需要计算截断处斜率，计算复杂，实时性差， 外推结果不精确的问题，实现不计算截断处斜率，外推数据更平滑，更精确地 校正截断数据。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种重建数据处理方法的流程图，本实施例 在上述实施例的基础上，可选的是所述根据所述拼接图像以及所述原始投影数 据对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据，包括：
逐行计算所述拼接图像中每一行的所有像素点的第一像素和，所述原始投 影数据中的每一行与所述拼接图像中每一行彼此对应；
逐行计算所述原始投影数据中的每一行的所有像素点的第二像素和；
将所述第一像素和与对应行的第二像素和作差得到预填充量；
根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推 投影数据。
在此基础上，进一步地，所述根据所述预填充量与目标外推函数对所述截 断投影数据进行外推得到外推投影数据，包括：
根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推宽度；
根据所述外推宽度确定目标外推函数；
根据所述目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据。
在此基础上，进一步地，根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推宽 度，包括：
基于如下公式确定外推宽度：
Figure BDA0002188556720000111
其中，f(x)表示初始外推函数，x表示f(x)的变量，ΔPi表示当前行的预填充 量，Next表示外推宽度。
如图3所示，本发明实施例的方法具体可以包括以下步骤：
步骤201、获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图 像中存在至少部分重叠。
步骤202、根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像。
步骤203、对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据， 并确定所述原始投影数据中的截断投影数据。
步骤204、逐行计算所述拼接图像中每一行的所有像素点的第一像素和。
具体的，需要逐行对拼接图像中的像素点分别计算像素和每一行像素和 Ti(i＝1,…,j，j为探测器行数)，i表示具体是第几行，由于每一行都能得到对 应的像素和，从而得到一个向量。
步骤205、逐行计算所述原始投影数据中的每一行的所有像素点的第二像 素和，所述原始投影数据中的每一行与所述拼接图像中每一行对应。
具体的，需要逐行对扫描采集到的原始投影数据中的像素点分别计算像素 和，由于每一行都能得到对应的像素和，从而得到一个向量。
步骤206、将所述第一像素和与对应行的第二像素和作差得到预填充量。
步骤207、根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外 推得到外推投影数据。
其中，对发生截断的投影图像逐行计算像素和Pi，其值与步骤204中的Ti相减做差得预填充量ΔPi，即ΔPi＝Ti-Pi，其中i＝1,…,m，m为探测器行数， i表示具体是第几行，将预填充量作为先验知识，作为外推标准。
可选的，所述根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行 外推得到外推投影数据，包括：根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推 宽度；根据所述外推宽度确定目标外推函数；根据所述目标外推函数对所述截 断投影数据进行外推得到外推投影数据。
可选的，据所述预填充量以及所述初始外推函数确定外推宽度，包括：
基于如下公式确定外推宽度：
Figure BDA0002188556720000131
其中，f(x)表示初始外推函数，x表示f(x)的变量，ΔPi表示当前行的预填充 量，Next表示外推宽度。其中，i＝1,…,j，j为探测器行数)，i表示具体是第几行。
其中，初始外推函数在此不做限定，例如可以包括一阶直线、二阶曲线、 正余弦、log曲线等，初始外推函数可能包含未知的参数。目标外推函数是指 用于对投影数据进行外推的函数，是对初始外推函数求出未知参数的函数，例 如可以包括一阶函数、二阶函数等。
以初始外推函数为一阶直线为例，说明外推某行右边界处投影数据的过程。 设探测器尺寸为1416*1416，设某行投影数据Y(n)，其中，0<n≤1416，计算外 推宽度ΔPi＝Y(1416)*l/2，求得外推宽度l，并根据外推宽度求出一阶直线斜率 a＝Y(1416)/l，从而确定出目标外推函数，按照确定出的目标外推函数f(x)对 截断投影数据进行外推。
可选的，当确定出某一扫描角度(例如20度)中的原始投影数据发生了截 断，可以判断判断该角度下具体哪些行发生了截断，例如第1行发生了截断， 则可以将改行计算像素和，然后与对应的拼接图像的第1行的像素和计算预填 充量ΔPi,然后再根据预填充量对该行截断投影数据进行外推。
需要说明的是，本实施例的方法在每个扫描角度下依次判断投影数据是否 发生截断，若发生，则根据该角度下投影积分值与对应的拼接图像的总投影值 比较计算缺失量，再根据预设外推函数计算外推宽度，进行外推填充。
然后得到外推投影数据p′(i,j)，
p′(i,j)＝Y(1416)-Y(1416)*a(1416-j),j∈(1417,1416+l)，用于接下 来的滤波反投影重建步骤。
步骤208、基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
本发明实施例的技术方案通过逐行计算所述拼接图像中每一行的所有像素 点的第一像素和；逐行计算所述原始投影数据中的每一行的所有像素点的第二 像素和；将所述第一像素和与对应行的第二像素和作差得到预填充量；根据所 述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据， 能够将预填充量作为先验条件，用来评估每个扫描角度采集数据的截断程度以 及外推宽度，从而实现精准截断伪影校正的目的。
实施例三
图4是本发明实施例三中提供的一种重建数据处理装置的结构示意图。本 发明实施例所提供的重建数据处理装置可执行本发明任意实施例所提供的重建 数据处理方法，该装置的具体结构如下：采集模块31、拼接图像获取模块32、 截断投影数据获取模块33、外推投影数据获取模块34以及重建模块35。
采集模块31，用于获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少 两张图像中存在至少部分重叠；
拼接图像获取模块32，用于根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
截断投影数据获取模块33，用于对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫 描得到原始投影数据，并确定所述原始投影数据中的截断投影数据；
外推投影数据获取模块34，用于基于所述拼接图像以及所述原始投影数据， 对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据；
重建模块35，用于基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三 维重建。
本发明实施例的技术方案通过获取对目标对象采集的至少两张图像，其中， 所述至少两张图像中存在至少部分重叠，根据所述至少两张图像进行拼接得到 拼接图像，能够获得目标对象的总投影图像，从而获得进行外推的先验条件； 对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原 始投影数据中的截断投影数据，确定出发生截断的投影数据；基于所述拼接图 像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据， 根据获得的外推的先验条件进行外推，可以精确校正截断伪影；基于所述原始 投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建，从而实现对医学图像的重建。 上述技术方案解决了传统技术中需要计算截断处斜率，计算复杂，实时性差， 外推结果不精确的问题，实现不计算截断处斜率，外推数据更平滑，更精确地 校正截断数据。
示例性的，所述扫描采用的设备包括移动C形臂或者数字减影血管造影DSA 设备。
示例性的，所述重建采用的方法包括滤波反投影重建方法。
可选的，重建模块具体可用于：
基于所述外推投影数据以及所述原始投影数据中除所述截断投影数据之外 的投影数据，进行三维重建。
可选的，外推投影数据获取模块具体可用于：
逐行计算所述拼接图像中每一行的所有像素点的第一像素和；
逐行计算所述原始投影数据中的每一行的所有像素点的第二像素和，所述 原始投影数据中的每一行与所述拼接图像中每一行对应；
将所述第一像素和与对应行的第二像素和作差得到预填充量；
根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推 投影数据。
可选的，外推投影数据获取模块具体可用于：
根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推宽度；
根据所述外推宽度确定目标外推函数；
根据所述目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据。
可选的，外推投影数据获取模块具体可用于：
基于如下公式确定外推宽度：
Figure BDA0002188556720000161
其中，f(x)表示初始外推函数，x表示f(x)的变量，ΔPi表示当前行的预填充 量，Next表示外推宽度。
可选的，截断投影数据获取模块具体可用于：
根据各个扫描角度分别确定所述原始投影数据中的截断投影数据。
可选的，截断投影数据获取模块具体可用于：
逐行判断与每个扫描角度对应的所述原始投影数据的预设范围内的投影数 据是否发生截断；
如果当前行的预设范围内的投影数据的投影值不等于0，且邻近所述预设 范围内的行方向上的预设数目的投影数据的投影值的均值大于设定投影阈值时， 则将所述当前行预设范围内的投影数据确定为截断投影数据。
本发明实施例所提供的重建数据处理装置可执行本发明任意实施例所提供 的重建数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5是本发明实施例四中提供的一种医学成像系统的结构示意图。本发明 实施例所提供的医学成像系统可执行本发明任意实施例所提供的重建数据处理 方法，该医学成像系统的具体结构如下：球管41、探测器42以及重建数据处 理装置43。
其中，所述重建数据处理装置43用于执行本发明实施例中任一所述的重建 数据处理方法。
可选的，本实施例中的系统尤其适用于CBCT系统。
本发明实施例的技术方案通过获取对目标对象采集的至少两张图像，其中， 所述至少两张图像中存在至少部分重叠，根据所述至少两张图像进行拼接得到 拼接图像，能够获得目标对象的总投影图像，从而获得进行外推的先验条件； 对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原 始投影数据中的截断投影数据，确定出发生截断的投影数据；基于所述拼接图 像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据， 根据获得的外推的先验条件进行外推，可以精确校正截断伪影；基于所述原始 投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建，从而实现对医学图像的重建。 上述技术方案解决了传统技术中需要计算截断处斜率，计算复杂，实时性差， 外推结果不精确的问题，实现不计算截断处斜率，外推数据更平滑，更精确地 校正截断数据。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算 机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种重建数据处理方法，该方 法包括：
获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图像中存在至 少部分重叠；
根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所 述原始投影数据中的截断投影数据；
基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推 得到外推投影数据；
基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计 算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所 提供的重建数据处理方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很 多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上 或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机 软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器 (Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、 闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以 是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述重建数据处理装置的实施例中，所包括的各个单元和 模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现 相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并 不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员 会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进 行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽 然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以 上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种重建数据处理方法，其特征在于，包括：
获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图像中存在至少部分重叠；
根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原始投影数据中的截断投影数据；
基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据；
基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描采用的设备包括移动C形臂或者数字减影血管造影DSA设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重建采用的方法包括滤波反投影重建方法。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建，包括：
基于所述外推投影数据以及所述原始投影数据中除所述截断投影数据之外的投影数据，进行三维重建。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据，包括：
逐行计算所述拼接图像中每一行的所有像素点的第一像素和；
逐行计算所述原始投影数据中的每一行的所有像素点的第二像素和，所述原始投影数据中的每一行与所述拼接图像中每一行对应；
将所述第一像素和与对应行的第二像素和作差得到预填充量；
根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述预填充量与目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据，包括：
根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推宽度；
根据所述外推宽度确定目标外推函数；
根据所述目标外推函数对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述预填充量以及初始外推函数确定外推宽度，包括：
基于如下公式确定外推宽度：
Figure FDA0002188556710000021
其中，f(x)表示初始外推函数，x表示f(x)的变量，ΔPi表示当前行的预填充量，Next表示外推宽度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述原始投影数据中的截断投影数据，包括：
根据各个扫描角度分别确定所述原始投影数据中的截断投影数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据各个扫描角度分别确定所述原始投影数据中的截断投影数据，包括：
逐行判断与每个扫描角度对应的所述原始投影数据的预设范围内的投影数据是否发生截断；
如果当前行的预设范围内的投影数据的投影值不等于0，且邻近所述预设范围内的行方向上的预设数目的投影数据的投影值的均值大于设定投影阈值时，则将所述当前行预设范围内的投影数据确定为截断投影数据。
10.一种重建数据处理装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取对目标对象采集的至少两张图像，其中，所述至少两张图像中存在至少部分重叠；
拼接图像获取模块，用于根据所述至少两张图像进行拼接得到拼接图像；
截断投影数据获取模块，用于对所述目标对象每隔预设扫描角度进行扫描得到原始投影数据，并确定所述原始投影数据中的截断投影数据；
外推投影数据获取模块，用于基于所述拼接图像以及所述原始投影数据，对所述截断投影数据进行外推得到外推投影数据；
重建模块，用于基于所述原始投影数据以及所述外推投影数据，进行三维重建。
11.一种医学成像系统，其特征在于，所述系统包括：
球管、探测器以及重建数据处理装置，其中，所述重建数据处理装置用于执行如权利要求1-9中任一所述的重建数据处理方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一所述的重建数据处理方法。
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