一种基于图像抑制的DSA图像3D重建方法及系统

本发明涉及医学图像处理，具体涉及一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法及系统。

背景技术：

1、数字减影血管造影机dsa是通过电子计算机进行辅助成像的血管造影方法，是应用于临床的崭新的x线检查新技术。它是应用计算机程序进行两次成像完成的，较以往所用的常规脑血管造影所显示的图像，更清晰和直观，一些精细的血管结构亦能显示出来。但是dsa产生的射线会对人体有损伤，特别是对有怀孕需求的女性患者，在进行子宫疾病介入诊疗时，介入手术产生的射线会影响后续备孕。同时，dsa产生的射线会对介入手术医生的身体产生损伤。

2、目前dsa扫描出的图像存在质量很差(运动伪影、噪声大等问题)，无法重建为高质量3d图像，需要多次进行扫描，如此会增加患者受到的辐射剂量，因此难以达到在低造影射线辐射剂量同时，又能保证造影成像质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法及系统，以解决现有技术中dsa扫描出的图像存在质量很差，无法重建为高质量3d图像的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，包括以下步骤：

4、利用dsa技术以射线圆周扫描介入目标获取介入目标的扫描图像序列，所述扫描图像序列包含多个以圆周顺序排布的扫描图像；

5、利用神经网络对介入目标的扫描图像进行伪影抑制和噪声抑制，得到扫描图像的伪影抑制图像和噪声抑制图像；

6、基于所述伪影抑制图像和噪声抑制图像进行3d重建，得到高分辨率显示介入目标的3d图像。

7、作为本发明的一种优选方案，所述扫描图像的噪声抑制方法包括：

8、利用dncnn模型对各个扫描图像进行去噪处理，得到所述噪声抑制图像；

9、其中，所述dncnn模型的输入是残差网络。

10、作为本发明的一种优选方案，所述扫描图像的伪影抑制方法包括：

11、将扫描图像利用解纠缠网络进行无金属伪影和有金属伪影的图像信息解纠缠，得到扫描图像的无金属伪影图像和有金属伪影图像；

12、所述扫描图像的解纠缠网络为：

13、xnmetal＝gan_n(g)；

14、xymetal＝gan_y(g)；

15、式中，xnmetal为预测出的扫描图像的无金属伪影图像，xymetal为预测出的扫描图像的有金属伪影图像，g为扫描图像，gan_n为用于提取扫描图像中无金属伪影图像信息的gan对抗生成网络，gan_y为用于提取扫描图像中有金属伪影图像信息的gan对抗生成网络。

16、作为本发明的一种优选方案，伪影抑制图像和噪声抑制图像的3d重建方法包括：

17、将所述伪影抑制图像和噪声抑制图像利用ssd方法进行三维重建，得到高分辨率显示介入目标的3d图像。

18、作为本发明的一种优选方案，所述解纠缠网络的损失函数为：

19、l1＝||xnmetal-xnmetal(real)||1+||xymetal-xymetal(real)||1；

20、式中，l1为解纠缠网络的损失函数，xnmetal为预测出的扫描图像的无金属伪影图像，xymetal为预测出的扫描图像的有金属伪影图像，xnmetal(real)为扫描图像的无金属伪影图像的真值，xymetal(real)为扫描图像的有金属伪影图像的真值。

21、作为本发明的一种优选方案，所述dncnn模型的损失函数为：

22、l2＝||yn-yn(real)||1；

23、式中，l2为解纠缠网络的损失函数，yn为预测出的扫描图像的噪声抑制图像，yn(real)为扫描图像在图像域上的噪声抑制图像的真值。

24、作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种基于图像抑制的dsa图像3d重建系统，应用于所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，系统包括：

25、数据采集单元，用于利用dsa技术以射线圆周扫描介入目标获取介入目标的扫描图像序列，所述扫描图像序列包含多个以圆周顺序排布的扫描图像；

26、图像抑制单元，用于利用神经网络对介入目标的扫描图像进行伪影抑制和噪声抑制，得到扫描图像的伪影抑制图像和噪声抑制图像；

27、图像重建单元，用于基于所述伪影抑制图像和噪声抑制图像进行3d重建，得到高分辨率显示介入目标的3d图像。

28、作为本发明的一种优选方案，所述图像抑制单元对扫描图像的噪声抑制方法包括：

29、利用dncnn模型对各个扫描图像进行去噪处理，得到所述噪声抑制图像；

30、其中，所述dncnn模型的输入是残差网络。

31、作为本发明的一种优选方案，所述图像抑制单元对扫描图像的伪影抑制方法包括：

32、将扫描图像利用解纠缠网络进行无金属伪影和有金属伪影的图像信息解纠缠，得到扫描图像的无金属伪影图像和有金属伪影图像；

33、所述扫描图像的解纠缠网络为：

34、xnmetal＝gan_n(g)；

35、xymetal＝gan_y(g)；

36、式中，xnmetal为预测出的扫描图像的无金属伪影图像，xymetal为预测出的扫描图像的有金属伪影图像，g为扫描图像，gan_n为用于提取扫描图像中无金属伪影图像信息的gan对抗生成网络，gan_y为用于提取扫描图像中有金属伪影图像信息的gan对抗生成网络。

37、作为本发明的一种优选方案，所述图像重建单元对伪影抑制图像和噪声抑制图像的3d重建方法包括：

38、将所述伪影抑制图像和噪声抑制图像利用ssd方法进行三维重建，得到高分辨率显示介入目标的3d图像。

39、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

40、本发明利用神经网络对介入目标的扫描图像进行伪影抑制和噪声抑制，得到扫描图像的伪影抑制图像和噪声抑制图像，基于所述伪影抑制图像和噪声抑制图像进行3d重建，得到高分辨率显示介入目标的3d图像，实现在低造影射线辐射剂量同时，又能保证造影成像质量。

技术特征：

1.一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于：所述扫描图像的噪声抑制方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于：所述扫描图像的伪影抑制方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于：伪影抑制图像和噪声抑制图像的3d重建方法包括：

5.根据权利要求3所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于：所述解纠缠网络的损失函数为：

6.根据权利要求2所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，其特征在于：所述dncnn模型的损失函数为：

7.一种基于图像抑制的dsa图像3d重建系统，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建方法，系统包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建系统，其特征在于：所述图像抑制单元对扫描图像的噪声抑制方法包括：

9.根据权利要求7所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建系统，其特征在于：所述图像抑制单元对扫描图像的伪影抑制方法包括：

10.根据权利要求7所述的一种基于图像抑制的dsa图像3d重建系统，其特征在于：所述图像重建单元对伪影抑制图像和噪声抑制图像的3d重建方法包括：

技术总结本发明涉及医学图像处理技术领域，具体涉及一种基于图像抑制的DSA图像3D重建方法及系统，包括以下步骤：利用DSA技术以射线圆周扫描介入目标获取介入目标的扫描图像序列，所述扫描图像序列包含多个以圆周顺序排布的扫描图像；利用神经网络对介入目标的扫描图像进行伪影抑制和噪声抑制，得到扫描图像的伪影抑制图像和噪声抑制图像；基于所述伪影抑制图像和噪声抑制图像进行3D重建，得到高分辨率显示介入目标的3D图像。本发明基于所述伪影抑制图像和噪声抑制图像进行3D重建，得到高分辨率显示介入目标的3D图像，实现在低造影射线辐射剂量同时，又能保证造影成像质量。技术研发人员：赵煌旋,郑传胜,陈磊,吴林霞受保护的技术使用者：华中科技大学同济医学院附属协和医院技术研发日：技术公布日：2024/9/2