[发明专利]多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及容积减影成像的计算机自动化处理技术领域，具体涉及一种多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法。

背景技术

CT灌注成像（CT Perfusion，CTP）是在静脉注射对比剂的同时，对感兴趣区层面或容积层块进行连续动态CT扫描，以获得所选层面或容积层块内每一个像素的时间─密度曲线（Time Density Curve，TDC），并根据此曲线通过不同的数学模型转换和计算机伪彩处理得到局部组织的血流量（Blood Flow，BF）、血容量（Blood Volume，BV）、平均通过时间（Mean Transit Time，MTT）、达峰时间（Time to Peak，TTP）和表面通透性（permeability surface area，PS）等血流动力学参数和灌注伪彩图。

CTP可以从形态学、功能代谢诸方面提供疾病的诊断信息，但若检查部位组织在CT图像上表现出高密度影（如骨组织、血肿、钙化、成骨性病变等），就限制了CTP技术的应用。这是因为高密度影本身，往往掩盖了对比剂血流灌注前、后局部组织密度及微循环血流动力学的变化，使得CTP难以甚至无法提供诊病信息。近年有文献报道，使用减影CTP（Subtraction CT Perfusion，SCTP）技术从软件的图像后处理角度能够有效地克服因组织本身高密度影对CTP诊断的影响[1,2]。但SCTP技术没有整合，后处理时间过长，自动化程度低，限制了其临床推广应用，需要研发一站式全自动计算机分析系统。SCTP一站式全自动计算机分析系统需要解决两个关键问题，一是CTP源影像容积数据的全自动计算机减影，生成SCTP源影像；二是找到合适数学模型，根据层面或容积层块内图像减运算后的每一个像素的TDC，计算机自动转换和生成局部组织BF、BV、MTT、TTP和PS等血流动力学参数值和灌注图像。

图像的减运算（即减影技术）在医学上已有广泛的应用，典型技术莫过于数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）[3]，近些年来CT、MRI领域也有涉猎。Hanna等[4]使用减影技术对肌肉与骨骼肿瘤MR灌注影像序列的对比剂前、后的的图像进行了减影处理，发现血管恶性组织、脂肪和出血在减影后的图像上对比度得到了增强。Terai等[5]使用动态对比剂增强减影磁共振方法诊断睾丸扭转。李征宇等[6]使用MR动态增强时间减影灌注成像技术对周围型肺癌肺动脉血供定性与定量评估研究时在工作站上将强化前后的图像行减影处理。Huang和Chamberli[7]使用计算机化的自动方法对CT灌注影像序列的对比剂增强前后的图像进行减处理，在减影后的图像上发现了对比剂注入前和注入后的CT图像上肉眼观察不到的病灶。但这些CT、MRI应用与已报道的SCTP一样，大多基于影像工作站上的减影软件[1,2,4-6]对单层图像（未涉及容积层块图像）进行半自动的减影处理，操作繁琐，费时且容易出错。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法，通过该方法实现容积CTP源影像的自动化减影处理与成像。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法，包括以下步骤：

（1）进行容积层CT灌注成像扫描，获取容积成像数据，根据扫描时间和容积成像数据计算CT成像设备的球管每转一周所扫描的层数n；所述的容积成像数据包括扫描得到的CT灌注影像序列中的DICOM图像；

（2）确定扫描时间中每一扫描时刻容积成像数据的n幅图像,获取每一扫描时刻n幅图像的容积CT值集合；

（3）确定CT减影的被减时刻，根据被减时刻的容积CT值集合得到其它扫描时刻的减影容积CT值集合；

（4）根据减影容积CT值集合与其对应的文件元信息集合，获取容积成像数据的减影DICOM文件。

进一步，如上所述的一种多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法，步骤（1）中，计算CT成像设备的球管每转一周所扫描的层数n的具体方式为：

（1-1）计算CT灌注影像序列中所有图像的图像平面与原点的最小距离，并存储在一个一维数组中；

（1-2）删除所述一维数组中的重复的元素，数组中剩余元素的个数为CT成像设备的球管每转一周所扫描的层数n。

进一步，如上所述的一种多层容积CT灌注成像源影像的自动化减影处理方法，步骤（2）中，获取每一时刻所有图像的容积CT值集合的具体方式为：