二维医学图像的生成方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及医学图像处理，尤其涉及一种二维医学图像的生成方法及装置。
【背景技术】
[0002]乳腺癌在全球范围内都是严重威胁女性健康的重要疾病。乳腺X射线摄影目前被公认为乳腺癌的首选检查方式。近年来，随着影像设备不断更新，数字化乳腺断层合成技术，又称数字乳腺断层摄影(Digital Breast Tomosynthesis, DBT)的出现，使乳腺癌的早期检出和诊断有了进一步的提高。
[0003]DBT是一种三维成像技术，可以在短暂的扫描过程中，在不同角度获得乳房的投影图像。然后将这些独立的图像重建成包含一系列高分辨率的乳腺三维断层图像。这些断层图像单独显示或以连续播放的形式动态显示。每个断层图像显示乳腺的每个断层的结构，整个乳腺三维断层图像表示重建后的乳腺。
[0004]对于大多数医生而言在实际诊断过程中除了需要为其提供三维重建乳腺图像外，仍需要为其提供二维乳腺图像以帮助其进行分析和诊断。而为了获得三维重建乳腺图像和二维乳腺图像，若采用对患者先进行一次DBT以获得三维重建乳腺图像，再进行一次全视野数字乳腺X线摄影(FFDM，full-field digital mammography)以获得二维乳腺图像，势必会导致患者受到过多的辐射剂量。因此，出现了利用三维断层图像生成二维图像的方法。
[0005]目前，在X射线摄影中实现投影的方法有以下几种:
[0006]第一种是Siddon在1984年应用于迭代运算的正投影方法。此方法大量用于迭代重建及正投影中。该方法精度高，但是计算时间长，不符合实际的商业用途。
[0007]第二种是Nvidia公司提供的含有正投影加速工程的SDK库。基于SDK库获得正投影在速度上可以满足实际要求，但是由于其需要导入所有的重建数据，因此其并不适用于重建数据较多的数据，且其精度不高。此外对于显存有限的设备而言基于SDK库实现正投影具有一定的局限性。
[0008]第三种是遍历z轴，利用三角比例关系，在对应的z层算出相应的X，y坐标进行插值计算，然后逐层累加进而获得正投影。该方法在速度上可以满足实际的要求，但是由于DBT中存在缺失角度的问题，因此z轴分辨率会相对较低，通常与x，y轴相差10倍左右，因此在逐层累加获得正投影的过程中会带来极大的误差，故该法在精度上不能满足实际需求，
[0009]因此现有的获得二维投影图像的方法无法在处理图像的速度和图像质量上很好地满足实际临床需求。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供二维医学图像的生成方法和装置，其可以将三维断层图像高精度的转换为二维医学图像。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供了一种二维医学图像的生成方法，包括以下步骤:提供三维重建图像以及几何参数，所述几何参数包括射线源和探测器分别与所述三维重建图像的相对位置；根据所述三维重建图像的重建层数和所述几何参数，确定所述三维重建图像中每一个体素与所述射线源发出的各条射线所相交的射线段中的最长射线段；对每一个体素的最长射线段分段，并计算各个分段的衰减系数值，以最大衰减系数值作为该体素的衰减系数值；遍历探测器接收到的射线，计算每一条射线经过的体素的衰减系数值之和，以及/或者确定所述每一条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值；以各条射线经过的体素的衰减系数值之和和/或各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值生成所述二维医学图像。
[0012]可选地，通过图像处理器并行处理至少一重建层中的体素的衰减系数的方式而获得所述三维重建图像中体素的衰减系数。
[0013]可选地，通过三维线性插值的方式计算各个分段的衰减系数值。
[0014]可选地，根据所述最长射线段的长度和一分段单位确定划分所述最长射线段的分段数。
[0015]可选地，以各条射线经过的体素的衰减系数值之和和/或各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值生成所述二维医学图像的步骤包括:以各条射线经过的体素的衰减系数值之和作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值；或者以各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值；或者以预定的权重对各条射线经过的体素的衰减系数值之和与各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值进行分配并求和后获得的衰减系数值作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值。
[0016]本发明还提出一种生成二维医学图像的装置，包括第一处理器和第二处理器。第一处理器，被配置为执行如下步骤:提供三维重建图像以及几何参数，所述几何参数包括射线源和探测器分别与所述三维重建图像的相对位置；接收各条射线经过的体素的衰减系数值之和和/或各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值，并据此生成所述二维医学图像；第二处理器，被配置为执行下述步骤:根据所述三维重建图像的重建层数和所述几何参数，确定所述三维重建图像中每一个体素与所述射线源发出的各条射线所相交的射线段中的最长射线段；对每一个体素的最长射线段分段，并计算各个分段的衰减系数值，以最大衰减系数值作为该体素的衰减系数值；遍历探测器接收到的射线，计算每一条射线经过的体素的衰减系数值之和，以及/或者确定所述每一条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值；以及提供衰减系数值之和和/或该衰减系数值的最大值给该第一处理器。
[0017]可选地，该第二处理器并行处理至少一重建层中的体素的衰减系数而获得所述三维重建图像中体素的衰减系数。
[0018]可选地，通过三维线性插值的方式计算各个分段的衰减系数值。
[0019]可选地，根据所述最长射线段的长度和一分段单位确定划分所述最长射线段的分段数。
[0020]可选地，该第一处理器以如下方式生成所述二维医学图像:以各条射线经过的体素的衰减系数值之和作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值；或者以各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值；或者以预定的权重对各条射线经过的体素的衰减系数值之和和各条射线经过的体素中，衰减系数值的最大值进行分配并求和后获得的衰减系数值作为所述各条射线在探测器上生成的像素点的灰度值。
[0021]可选地，该第一处理器是中央处理器，该第二处理器是图像处理器。
[0022]与现有技术相比，本发明通过求取射线源的各射线与重建后人体组织的各体素相交的最长射线段，对最长射线段进行分段，并以其中衰减系数最大的射线段的衰减系数作为对应体素的衰减系数进行后续计算。这种方式可以更为精确地得到二维医学图像。
【附图说明】
[0023]图1是三维断层图像转换为二维投影图像的示意图；
[0024]图2是根据本发明第一实施例生成二维医学图像的方法流程图；
[0025]图3是根据本发明第二实施例生成二维医学图像的方法流程图；
[0026]图4是根据本发明第三实施例生成二维医学图像的方法流程图；
[0027]图5A、5B是本发明一实施例的体素与射线相交的最长射线段的示意图；
[0028]图6是根据本发明一实施例的最长射线段的分段示意图；
[0029]图7是根据本发明第一实施例