CN115359136A - 医学图像处理方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种医学图像处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。方法包括：获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；目标投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对扫描对象进行扫描得到的；基于各目标投影图像，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像；应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的外部轮廓图像；根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数；衰减系数用于对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；待矫正图像为采用第二扫描设备对扫描对象进行扫描得到的；第二扫描设备与第一扫描设备不同。采用本方法可以提升对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正的效率。

Description

医学图像处理方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种医学图像处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术

作为核医学影像的重要组成部分，SPECT(single photon emission computedtomography，单光子发射计算机断层扫描)和PET(Positron Emission ComputedTomography，正电子发射型计算机断层扫描)这种利用放射性核素捕获扫描对象内部产生的辐射信息的检查方法在临床疾病诊断及临床前药物测试都发挥着重要的作用。为了获得更高质量的SPECT或PET重建图像，可以利用基于射线断层扫描设备得到的图像，如CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)重建图像对伽马射线在穿透扫描对象过程中的衰减进行矫正。

然而相关技术中，为采样到信噪比足够高的CT图像，CT设备所需的采样时间较长，导致对待矫正图像进行衰减矫正时效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高衰减矫正效率的医学图像处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面，本申请提供了一种医学图像处理方法。所述方法包括：

获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

在其中一个实施例中，所述第一扫描设备用于利用放射线穿透所述扫描对像得到所述目标投影图像；所述第二扫描设备用于利用所述扫描对象内部产生的辐射信息，重建所述扫描对象的断层显像信号，得到所述待矫正图像。

在其中一个实施例中，所述目标投影图像为采用所述第一扫描设备对设置于扫描舱内的所述扫描对象进行扫描得到的；所述基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像，包括：

获取所述扫描舱在各所述投影角度下对应的扫描舱投影图像；所述扫描舱投影图像为采用所述第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描舱进行单独扫描得到的；

将所述投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的相减后投影图像；

将各所述投影角度下对应的相减后投影图像作为各所述投影角度下对应的投影轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述将所述投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的相减后投影图像，包括：

对于任一所述投影角度，在所述任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，确定同一像素位置在所述目标投影图像中对应的第一像素值与在所述扫描舱投影图像中对应的第二像素值；

将各所述同一像素位置对应的所述第一像素值与所述第二像素值相减，得到各所述同一像素位置对应的目标像素值；

根据各所述同一像素位置对应的目标像素值，确定所述扫描对象在所述任一投影角度下对应的相减后投影图像。

在其中一个实施例中，所述获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像，包括：

获取采用所述扫描设备在各所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的初始投影图像；

对各所述初始投影图像进行正则化处理，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的正则化投影图像；

对各所述正则化投影图像进行对数处理，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的目标投影图像。

在其中一个实施例中，所述应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：

采用反投影算法应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的目标重建后图像；

对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：

在所述目标重建后图像中确定所述扫描对象对应的轮廓像素；

根据各所述轮廓像素确定所述扫描对象在所述目标重建后图像中对应的轮廓区域；

根据所述轮廓区域对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数，包括：

获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定与所述扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到所述扫描对象对应的衰减系数。

第二方面，本申请还提供了一种医学图像处理装置。所述装置包括：

获取模块，用于获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

第一确定模块，用于基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

重建模块，用于应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

第二确定模块，用于根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

上述医学图像处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；其中，目标投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；基于各目标投影图像，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像；应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的外部轮廓图像；根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数；其中，衰减系数用于对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；其中，待矫正图像为采用第二扫描设备对扫描对象进行扫描得到的；其中，第二扫描设备与所述第一扫描设备不同；如此，通过对扫描对象在预设投影角度下的投影图像进行重建获取扫描对象的外部轮廓图像，而重建外部轮廓图像所需的投影图像远远少于重建内部结构图像所需的投影图像，从而减少了第一扫描设备用于获取投影图像所需的采样时间，提高了获取投影图像时的采样效率；同时，通过较少的投影图像进行图像重建可以提高图像重建效率；进而可以缩短根据重建后图像获取用于对待矫正图像进行衰减矫正的衰减系数所需的时间，有效提升了对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正的效率。

附图说明

图1为一个实施例中一种医学图像处理方法的流程示意图；

图2为一个实施例中得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像步骤的流程示意图；

图3为一个实施例中一种第一扫描设备在某一投影角度下扫描得到的目标投影图像和扫描舱投影图像的示意图；

图4为另一个实施例中一种医学图像处理方法的流程示意图；

图5为一个实施例中另一种医学图像处理方法的流程示意图；

图6为一个实施例中一种医学图像处理装置的结构框图；

图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种医学图像处理方法，应用于计算机设备。实际应用中，计算机设备可以是用户终端，也可以是用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。其中，用户终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。

本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤S110，获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像。

其中，扫描对象可以为生物体(如病人、动物)。

其中，目标投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对扫描对象进行扫描得到的。

其中，各投影角度之间的角度间隔可以相等。

具体实现中，第一扫描设备可以利用放射线在预设的各投影角度下对扫描对象进行扫描，得到扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像，以供计算机设备获取各目标投影图像。

步骤S120，基于各目标投影图像，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像。

具体实现中，计算机设备可以基于各目标投影图像，在各目标投影图像中识别出扫描对象对应的轮廓，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像。

步骤S130，应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

具体实现中，计算机设备可以采用反投影算法，应用各投影轮廓图像进行重建以得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

步骤S140，根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数。

其中，衰减系数用于对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正。

其中，待矫正图像为采用第二扫描设备对扫描对象进行扫描得到的。

其中，第二扫描设备与第一扫描设备不同。

具体实现中，第二扫描设备可以利用放射性核素在扫描对象内部产生的辐射信息，得到扫描对象对应的待矫正图像，以供计算机设备获取。计算机设备在获取扫描对象对应的待矫正图像以及扫描对象对应的外部轮廓图像后，可以通过外部轮廓图像与衰减系数的映射关系，确定扫描对象在伽马射线能级下对应的衰减系数，得到扫描对象对应的衰减系数，根据衰减系数确定衰减矫正图，根据该衰减矫正图实现对待矫正图像进行衰减矫正。

上述医学图像处理方法中，通过获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；其中，目标投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；基于各目标投影图像，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像；应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的外部轮廓图像；根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数；其中，衰减系数用于对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；其中，待矫正图像为采用第二扫描设备对扫描对象进行扫描得到的；其中，第二扫描设备与所述第一扫描设备不同；如此，通过对扫描对象在预设投影角度下的投影图像进行重建获取扫描对象的外部轮廓图像，而重建外部轮廓图像所需的投影图像远远少于重建内部结构图像所需的投影图像，从而减少了第一扫描设备用于获取投影图像所需的采样时间，提高了获取投影图像时的采样效率；同时，通过较少的投影图像进行图像重建可以提高图像重建效率；进而可以缩短根据重建后图像获取用于对待矫正图像进行衰减矫正的衰减系数所需的时间，有效提升了对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正的效率。

在一个实施例中，第一扫描设备用于利用放射线穿透扫描对像得到目标投影图像；第二扫描设备用于利用扫描对象内部产生的辐射信息，重建扫描对象的断层显像信号，得到待矫正图像。

其中，第一扫描设备为CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)设备，如常规X光CT设备或光子计数CT设备。

其中，第二扫描设备可以为SPECT(single photon emission computedtomography，单光子发射计算机断层扫描)设备或PET(Positron Emission ComputedTomography，正电子发射型计算机断层扫描)设备。

具体实现中，第一扫描设备可以利用放射线穿透扫描对像，以得到扫描对象在各预设的投影角度下对应的目标投影图像；当第一扫描设备为光子计数CT设备时，可以利用光子计数CT设备采集到的扫描对象对应的目标投影图像，得到扫描对象对应的更高精度以及更低噪声的重建图像。

当扫描对象体内注入放射性同位素药物后，第二扫描设备可以利用该放射性同位素药物在扫描对象内部由于放射性衰变产生的辐射信息即伽马射线，重建扫描对象的断层显像信号，得到扫描对象对应的待矫正图像，以供计算机设备获取。具体来说，第二扫描设备是通过伽马(γ)射线实现成像，当第二扫描设备为PET设备时，该伽马(γ)射线为符合探测特定药物(如放射性同位素药物)发射的正电子与扫描对象内部的组织中的负电子结合发生湮灭辐射所产生的；当第二扫描设备为SPECT设备时，该伽马(γ)射线为放射性同位素药物在扫描对象内部由于放射性衰变产生的。而伽马射线在穿透扫描对象过程中造成的衰减必须被矫正。而根据扫描对象对应的衰减系数可以确定用于PET重建或SPECT重建的衰减矫正图，根据该衰减矫正图实现对待矫正图像进行衰减矫正

本实施例的技术方案，第一扫描设备用于利用放射线穿透扫描对像得到目标投影图像；第二扫描设备用于利用扫描对象内部产生的辐射信息，重建扫描对象的断层显像信号，得到待矫正图像；如此，利用放射线穿透扫描对像可以重建得到扫描对象对应的准确性较高的外部轮廓图像，从而可以根据该外部轮廓图像准确预测扫描对象对应的衰减系数，以准确地对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正。

在一个实施例中，如图2所示，步骤S120基于各目标投影图像，得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像，包括：

步骤S210，获取扫描舱在各投影角度下对应的扫描舱投影图像。

其中，目标投影图像为采用第一扫描设备在预设的各投影角度下对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的。

其中，扫描舱投影图像为采用第一扫描设备在预设的各投影角度下对扫描舱进行单独扫描得到的。

其中，第一扫描设备还用于利用放射线穿透扫描舱得到在各预设的投影角度下对应的扫描舱投影图像。

具体实现中，第一扫描设备可以利用放射线以按照预设的各投影角度对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描，得到扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；同时，第一扫描设备还可以利用放射线以按照预设的各投影角度单独对扫描舱内进行扫描，得到扫描舱在预设的各投影角度下对应的扫描舱投影图像；如此，计算机设备可以获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像，以及扫描舱在预设的各投影角度下对应的扫描舱投影图像。

步骤S220，将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像。

具体实现中，由于目标投影图像为对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的，因此目标投影图像包含了扫描舱对射线的衰减信息以及扫描样本对射线的衰减信息，为了消除各投影角度下对应的目标投影图像中扫描舱的影响，计算机设备可以根据各投影角度下对应的目标投影图像以及各投影角度下对应的扫描舱投影图像，获取投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像，将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像进行图像相减操作，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像，以消除扫描舱的影响。

为了便于本领域技术人员，图3提供了一种第一扫描设备在某一投影角度下扫描得到的目标投影图像和扫描舱投影图像的示意图。

如图3所示，“……”线表征为扫描舱投影图像；“————”线表征为目标投影图像；横坐标为扫描舱投影图像和目标投影图像中某一行像素的像素位置；纵坐标为正则化(normalized)的灰度值；301为扫描对象；302为扫描舱；3031为第一平行X射线；3032为第二平行X射线；3033为第三平行X射线；3034为第四平行X射线；位于第二平行X射线3032和第三平行X射线3033之间的304为扫描舱投影图像在对应像素位置处的图像数据；位于第二平行X射线3032和第三平行X射线3033之间的305为目标投影图像在对应像素位置处的图像数据。可以看出，在除了扫描样本所在的像素位置(即在第二平行X射线3032和第三平行X射线3033之间的像素位置处)以外的像素位置处，单独对扫描舱进行扫描得到的扫描舱投影图像与对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的目标投影图像的灰度值相同；在扫描样本所在的像素位置处，由于目标投影图像是对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的，因此单独对扫描舱进行扫描得到的扫描舱投影图像与目标投影图像的灰度值不同。

步骤S230，将各投影角度下对应的相减后投影图像作为各投影角度下对应的投影轮廓图像。

具体实现中，计算机设备在获取到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像后，该相减后投影图像包含了目标投影图像与扫描舱投影图像之间的差异信息，即扫描对象对应的投影图像区域，因此计算机设备可以将扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像，作为扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像。

实际应用中，计算机设备还可以通过阈值法对各相减后投影图像进行阈值分割，在各相减后投影图像提取出扫描对象对应的投影图像区域，以得到扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像。

本实施例的技术方案，目标投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的；通过获取扫描舱在各投影角度下对应的扫描舱投影图像；其中，扫描舱投影图像为采用第一扫描设备在投影角度下对扫描舱进行单独扫描得到的；将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像；最后，将扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像作为扫描对象在各投影角度下对应的投影轮廓图像；如此，由于目标投影图像为对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的，因此，目标投影图像不仅包含了扫描舱的衰减信息还包括了扫描样本的衰减信息，通过将目标投影图像与扫描舱投影图像相减可以消除目标投影图像中扫描舱所带来的影响，从而可以根据相减后投影图像准确得到扫描对象对应的衰减系数。

在一个实施例中，将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像，包括：对于任一投影角度，在任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，确定同一像素位置在目标投影图像中对应的第一像素值与在扫描舱投影图像中对应的第二像素值；将各同一像素位置对应的第一像素值与第二像素值相减，得到各同一像素位置对应的目标像素值；根据各同一像素位置对应的目标像素值，确定扫描对象在任一投影角度下对应的相减后投影图像。

具体实现中，计算机设备在将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像的过程中，对于任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，计算机设备需要确定同一像素位置在目标投影图像中对应的像素值与在扫描舱投影图像中对应的像素值，将同一像素位置在目标投影图像中对应的像素值作为第一像素值，将同一像素位置在扫描舱投影图像中对应的像素值作为第二像素值，得到各同一像素位置处一一对应的第一像素值和第二像素值；然后，计算机设备将同一像素位置对应的第一像素值与第二像素值相减，将相减后的像素值作为各同一像素位置对应的目标像素值；如此，可以根据各同一像素位置对应的目标像素值，确定扫描对象在任一投影角度下对应的相减后投影图像。

本实施例的技术方案，通过对于任一投影角度，在任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，确定同一像素位置在目标投影图像中对应的第一像素值与在扫描舱投影图像中对应的第二像素值；将各同一像素位置对应的第一像素值与第二像素值相减，得到各同一像素位置对应的目标像素值；根据各同一像素位置对应的目标像素值，确定扫描对象在任一投影角度下对应的相减后投影图像；如此，针对任一投影角度，通过获取同一像素值位置在目标投影图像中对应的第一像素值与在扫描舱投影图像中对应的第二像素值之间的相减值，可以准确检测出目标投影图像与扫描舱投影图像之间的差异信息，从而可以准确得到扫描对象在任一投影角度下对应的相减后投影图像。

在一个实施例中，获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像，包括：获取第一扫描设备在各投影角度下对扫描对象进行扫描得到的初始投影图像；对各初始投影图像进行正则化处理，得到扫描对象在各投影角度下对应的正则化投影图像；对各正则化投影图像进行对数处理，得到扫描对象在各投影角度下对应的目标投影图像。

具体实现中，第一扫描设备可以利用放射线以按照预设的各投影角度对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描，得到扫描对象在预设的各投影角度下对应的初始投影图像，以供计算机设备获取扫描对象对应的初始投影图像，对各初始投影图像进行正则化处理，得到在各投影角度下对应的正则化后处理图像，作为扫描对象在各投影角度下对应的正则化投影图像；以及，对各正则化投影图像进行对数处理，该对数处理可以为以e(自然常数，其值约为2.718281828459045)为底的对数处理，得到在各投影角度下对应的对数处理后图像，作为扫描对象在各投影角度下对应的目标投影图像。

可以理解的是，针对第一扫描设备按照预设的各投影角度单独对扫描舱进行扫描得到的初始扫描舱投影图像，也需对初始扫描舱投影图像进行正则化处理，得到扫描舱在各投影角度下对应的正则化扫描舱投影图像；并对各正则化扫描舱投影图像进行对数处理，得到扫描舱在各投影角度下对应的扫描舱投影图像。

本实施例的技术方案，通过获取第一扫描设备在各投影角度下对扫描对象进行扫描得到的初始投影图像；对各初始投影图像进行正则化处理，得到扫描对象在各投影角度下对应的正则化投影图像；对各正则化投影图像进行对数处理，得到扫描对象在各投影角度下对应的目标投影图像；如此，由于初始投影图像存在着携带噪音、产生模糊或者缺损等问题，通过正则化处理可以实现对初始投影图像的去噪，提升投影图像的图像质量；同时，通过对正则化后的正则化投影图像进行对数处理，可以将正则化投影图像的低灰度值部分扩展，使得正则化投影图像的较暗区域的对比度将有所提升，有效增强图像的暗部细节，从而提高了目标投影图像的图像质量。

在一个实施例中，应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：采用反投影算法应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的目标重建后图像；对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

其中，反投影算法可以但不限于为滤波反投影法、直接反投影法、傅里叶逆变换法等反投影算法。

具体实现中，计算机设备可以采用反投影算法，应用扫描对象在各投影角度下对应的各投影轮廓图像进行重建，得到一张重建后的CT图像，作为扫描对象对应的目标重建后图像。然后，计算机设备可以在目标重建后图像中识别出扫描对象对应的轮廓，以对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

本实施例的技术方案，通过采用反投影算法应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的目标重建后图像；对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像；如此，通过反投影算法直接得到重建后图像，并通过对重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像，所需计算量较小，从而可以快速获取扫描对象对应的外部轮廓图像，提升了外部轮廓图像的获取效率，进而可以缩短根据外部轮廓图像获取用于对待矫正图像进行衰减矫正的衰减系数所需的时间，进一步提升了针对扫描对象对应的待矫正图像的衰减矫正效率。

在一个实施例中，对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：在目标重建后图像中确定扫描对象对应的轮廓像素；根据各轮廓像素确定扫描对象在目标重建后图像中对应的轮廓区域；根据轮廓区域对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

具体实现中，计算机设备在对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像的过程中，计算机设备可以通过轮廓检测算法在目标重建后图像中确定扫描对象对应的轮廓像素，以根据目标重建后图像中扫描对象对应的各轮廓像素，确定扫描对象在目标重建后图像中对应的轮廓区域；最后，计算机设备可以根据该轮廓区域对目标重建后图像进行分割，提取出目标重建后图像中目标对象对应的轮廓，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

本实施例的技术方案，通过在目标重建后图像中确定扫描对象对应的轮廓像素；根据各轮廓像素确定扫描对象在目标重建后图像中对应的轮廓区域；根据轮廓区域对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像；如此，可以根据扫描对象对应的轮廓区域在目标重建后图像中准确分割出扫描对象对应的外部轮廓图像，以用于获取扫描对象对应的衰减系数。

在一个实施例中，根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数，包括：获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系；根据映射关系，确定与扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到扫描对象对应的衰减系数。

其中，衰减系数为伽马射线能级下对应的衰减系数。

具体实现中，计算机设备在根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数的过程中，计算机设备可以获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系，该映射关系可以基于预训练的深度学习网络模型或先验知识确定。通过该映射关系，计算机设备可以确定与扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到扫描对象对应的衰减系数，即扫描对象在伽马射线能级下对应的衰减系数。

本实施例的技术方案，通过获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系；根据映射关系，确定与扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到扫描对象对应的衰减系数；如此，基于该映射关系，可以快速确定扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，从而可以提高获取衰减系数的效率。

在另一个实施例中，如图4所示，提供了一种医学图像处理方法，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S410，获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像。

步骤S420，获取扫描舱在各投影角度下对应的扫描舱投影图像。

步骤S430，将投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到扫描对象在各投影角度下对应的相减后投影图像。

步骤S440，将各投影角度下对应的相减后投影图像作为各投影角度下对应的投影轮廓图像。

步骤S450，采用反投影算法应用各投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的目标重建后图像。

步骤S460，对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

步骤S470，根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数。

需要说明的是，上述步骤的具体限定可以参见上文对一种医学图像处理方法的具体限定。

为了便于本领域技术人员的理解，图5提供了另一种医学图像处理方法的流程示意图，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S510，获取扫描对象在预设的投影角度下对应的正弦图。

其中，正弦图为根据扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像得到的。

其中，目标投影图像为光子计数CT设备在预设的投影角度下对设置于扫描舱内的扫描对象进行扫描得到的。

具体实现中，计算机设备可以获取扫描对象在预设的投影角度下对应的目标投影图像，将各目标投影图像按照对应的投影角度大小进行排序，得到排序后的目标投影图像，根据排序后的目标投影图像合成一张正弦图，得到扫描对象在预设的投影角度下对应的正弦图。

步骤S520，对正弦图进行预处理，得到扫描对象在投影角度下对应的投影轮廓图像。

具体实现中，光子计数CT设备可以在预设的投影角度下单独对扫描舱内进行扫描，得到扫描舱在预设的各投影角度下对应的扫描舱投影图像；计算机设备获取到各投影角度下对应的扫描舱投影图像后，将各扫描舱投影图像按照对应的投影角度大小进行排序，合成扫描舱在预设的投影角度下对应的扫描舱正弦图。计算机设备通过将正弦图与扫描舱正弦图相减，得到扫描对象在投影角度下对应的投影轮廓图像。

步骤S530，采用反投影算法应用投影轮廓图像进行重建，得到扫描对象对应的目标重建后图像。

步骤S540，对目标重建后图像进行分割，得到扫描对象对应的外部轮廓图像。

步骤S550，根据扫描对象对应的外部轮廓图像，确定扫描对象对应的衰减系数。

其中，衰减系数用于对扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正。

其中，待矫正图像为第二扫描设备对扫描对象进行扫描得到的。

其中，第二扫描设备为SPECT(single photon emission computed tomography，单光子发射计算机断层扫描)设备。

具体实现中，用于SPECT重建衰减矫正的CT重建图像，并不需要和常规CT重建图像有一样高的图像质量，即用于SPECT衰减矫正的CT重建图像并不需要完全正确的扫描对象内部结构图。因此，本方法中只需获取光子计数CT设备在少量的预设的投影角度下的采集得到的正弦图，对正弦图进行预处理以最终得到扫描对象对应的外部轮廓图像，通过先验知识或深度学习网络根据外部轮廓图像确定扫描对象在伽马射线能级下对应的衰减系数，以根据该衰减系数对SPECT设备采集得到的待矫正图像进行衰减矫正。

本实施例的技术方案，由于无需通过完全正确的扫描对象内部结构图实现对SPECT设备采集得到的待矫正图像进行衰减矫正，只需获取扫描对象的外部轮廓图像，而重建外部轮廓图像所需的投影图像远远少于重建内部结构图像所需的投影图像，因此由于投影图像的减少，在根据投影图像进行图像重建时可以有效提升图像重建效率。

同时，由于光子计数CT设备中的光子计数探测器的物理性质限制了光子计数CT设备采样过程中X光光源的强度，因此，为采样到信噪比足够高的目标投影图像，光子计数CT设备需要更长的曝光时间。而由于所需的投影图像的数量减少，本方案中光子计数CT设备所需的采样时间大幅度减小，有效提高了光子计数CT设备的采样效率。

此外，由于所需的投影图像的数量减少，在光子计数CT设备对扫描对象进行扫描的过程中，扫描对象所吸收的辐射量也相应减少，本方案同样适用于和常规X光CT设备结合的SPECT设备或PET设备的图像衰减矫正。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的医学图像处理方法的医学图像处理装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个医学图像处理装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于一种医学图像处理方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种医学图像处理装置，包括：获取模块610、第一确定模块620、重建模块630和第二确定模块640，其中：

获取模块610，用于获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的。

第一确定模块620，用于基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像。

重建模块630，用于应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

第二确定模块640，用于根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

在其中一个实施例中，所述第一扫描设备用于利用放射线穿透所述扫描对像得到所述目标投影图像；所述第二扫描设备用于利用所述扫描对象内部产生的辐射信息，重建所述扫描对象的断层显像信号，得到所述待矫正图像。

在其中一个实施例中，所述目标投影图像为采用所述第一扫描设备在所述投影角度下对设置于扫描舱内的所述扫描对象进行扫描得到的；所述第一确定模块620，具体用于获取所述扫描舱在各所述投影角度下对应的扫描舱投影图像；所述扫描舱投影图像为采用所述第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描舱进行单独扫描得到的；将所述投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的相减后投影图像；将各所述投影角度下对应的相减后投影图像作为各所述投影角度下对应的投影轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述第一确定模块620，具体用于对于任一所述投影角度，在所述任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，确定同一像素位置在所述目标投影图像中对应的第一像素值与在所述扫描舱投影图像中对应的第二像素值；将各所述同一像素位置对应的所述第一像素值与所述第二像素值相减，得到各所述同一像素位置对应的目标像素值；根据各所述同一像素位置对应的目标像素值，确定所述扫描对象在所述任一投影角度下对应的相减后投影图像。

在其中一个实施例中，所述获取模块610，具体用于获取采用所述第一扫描设备在各所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的初始投影图像；对各所述初始投影图像进行正则化处理，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的正则化投影图像；对各所述正则化投影图像进行对数处理，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的目标投影图像。

在其中一个实施例中，所述重建模块630，具体用于采用反投影算法应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的目标重建后图像；对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述重建模块630，具体用于在所述目标重建后图像中确定所述扫描对象对应的轮廓像素；根据各所述轮廓像素确定所述扫描对象在所述目标重建后图像中对应的轮廓区域；根据所述轮廓区域对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

在其中一个实施例中，所述第二确定模块640，具体用于获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系；根据所述映射关系，确定与所述扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到所述扫描对象对应的衰减系数。

上述一种医学图像处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种医学图像处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种医学图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一扫描设备用于利用放射线穿透所述扫描对像得到所述目标投影图像；所述第二扫描设备用于利用所述扫描对象内部产生的辐射信息，重建所述扫描对象的断层显像信号，得到所述待矫正图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标投影图像为采用所述第一扫描设备对设置于扫描舱内的所述扫描对象进行扫描得到的；所述基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像，包括：

获取所述扫描舱在各所述投影角度下对应的扫描舱投影图像；所述扫描舱投影图像为采用所述第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描舱进行单独扫描得到的；

将所述投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的相减后投影图像；

将各所述投影角度下对应的相减后投影图像作为各所述投影角度下对应的投影轮廓图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述投影角度相同的目标投影图像与扫描舱投影图像相减，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的相减后投影图像，包括：

对于任一所述投影角度，在所述任一投影角度对应的目标投影图像与扫描舱投影图像中，确定同一像素位置在所述目标投影图像中对应的第一像素值与在所述扫描舱投影图像中对应的第二像素值；

将各所述同一像素位置对应的所述第一像素值与所述第二像素值相减，得到各所述同一像素位置对应的目标像素值；

根据各所述同一像素位置对应的目标像素值，确定所述扫描对象在所述任一投影角度下对应的相减后投影图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：

采用反投影算法应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的目标重建后图像；

对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像，包括：

在所述目标重建后图像中确定所述扫描对象对应的轮廓像素；

根据各所述轮廓像素确定所述扫描对象在所述目标重建后图像中对应的轮廓区域；

根据所述轮廓区域对所述目标重建后图像进行分割，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数，包括：

获取外部轮廓图像与衰减系数之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定与所述扫描对象对应的外部轮廓图像相匹配的衰减系数，得到所述扫描对象对应的衰减系数。

8.一种医学图像处理装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取扫描对象在预设的各投影角度下对应的目标投影图像；所述目标投影图像为采用第一扫描设备在所述投影角度下对所述扫描对象进行扫描得到的；

第一确定模块，用于基于各所述目标投影图像，得到所述扫描对象在各所述投影角度下对应的投影轮廓图像；

重建模块，用于应用各所述投影轮廓图像进行重建，得到所述扫描对象对应的外部轮廓图像；

第二确定模块，用于根据所述扫描对象对应的外部轮廓图像，确定所述扫描对象对应的衰减系数；所述衰减系数用于对所述扫描对象对应的待矫正图像进行衰减矫正；所述待矫正图像为采用第二扫描设备对所述扫描对象进行扫描得到的；所述第二扫描设备与所述第一扫描设备不同。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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