[发明专利]一种断层扫描图像层间距的加密方法和加密装置

说明书

本申请涉及数字化医疗技术领域，具体涉及一种断层扫描图像层间距加密方法、断层扫描图像层间距加密装置、电子设备和计算机可读存储介质。该方法首先将需要层间距加密的某一部位的电子计算机断层扫描图像数据集进行预处理；使用变分自编码生成对抗网络，学习该部位的组织结构特征；使用层间距加密网络预测细层间距图像，在训练时，预训练好的变分自编码生成对抗网络作为网络约束的一部分。本公开设备简单，操作简便，成本低廉，速度快，层间距加密效果好，有较高的实用价值。

技术领域

本申请涉及数字化医疗技术领域，具体涉及一种断层扫描图像层间距加密方法、断层扫描图像层间距加密装置、电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术

医学电子计算机断层扫描图像在重建时，利用的是一段连续扫描区间内的扫描数据，这段连续扫描区间的长度即为医学电子计算机断层扫描图像的层厚。因此医学电子计算机断层扫描图像上的CT值不能够准确代表该组织器官本身的CT值，而是整个扫描范围内组织器官的平均CT值。连续两张医学电子计算机断层扫描图像之间的距离称作层间距。越小的层间距意味着更多的数据，意味着更高的医学电子计算机断层扫描图像精度，同时会占用更多的存储资源。利用层间距等于或大于层厚的医学电子计算机断层扫描图像，生成更细层间距的图像，能够节省重建成本与存储资源，同时增强图像的质量。

目前鲜有工作进行医学电子计算机断层扫描图像的层间距加密，大部分针对医学电子计算机断层扫描图像的质量增强工作在低剂量射线得到的二维图像质量提升上展开，少部分工作在含有时间维度的计算机断层扫描图像上进行时间维度加密上展开。

发明内容

本公开的目的是为克服已有技术的不足之处，针对三维医学电子计算机断层扫描图像，进行层间距加密，得到细层间距的图像，能够节省存储成本，提高图像质量。

根据本公开的第一方面，提出一种断层扫描图像层间距的加密方法，包括：

获取人体部位多幅断层扫描图像，分别对多幅电子计算机断层扫描图像进行归一化处理，得到多幅三维图像；

利用所述的三维图像中的二维图像切片对变分自编码生成对抗网络进行训练，将所述的三维图像中的二维图像切片输入变分自编码生成对抗网络，所述的变分自编码生成对抗网络输出得到人体部位的组织结构特征；

构建和训练一个层间距加密网络；

将所述的三维图像中的二维图像切片中的连续两张二维图像切片输入所述的层间距加密网络，得到细层间距图像，实现断层扫描图像层间距的加密。

可选地，对变分自编码生成对抗网络进行训练的过程为：

变分自编码生成对抗网络由编码器、解码器和判别器组成；所述的编码器包括四个降采样模块、一个全连接模块和两个全连接层；所述的解码器包括一个全连接模块和四个上采样模块；所述的判别器包括四个降采样模块、一个全连接模块和一个全连接层，降采样模块包括卷积层、实例归一化层和激活层；升采样模块包括反卷积层，实例归一化层和激活层；全连接模块包括全连接层和实例归一化层；

变分自编码生成对抗网络的损失函数为相对熵损失函数、潜在空间距离损失函数、重建原始图像损失函数和判别器损失函数。

可选地，构建和训练一个层间距加密网络的过程如下：

层间距加密网络由包含多尺度特征提取跳跃连接的U型结构网络、通道注意力网络和空间变形网络组成；

对所述的层间距加密网络进行训练，得到一个训练后的层间距加密网络。

可选地，多尺度特征提取跳跃连接的U型结构网络的结构如下：