这份专利CN102324090B题为《一种从CTA图像中去除扫描床的方法及装置》由东软集团股份有限公司申请。其核心目的是解决在脑部CT血管造影CTA图像处理后三维重建中残留高亮度扫描床影像的问题。以下是该专利方法的详细解析1. 核心思路由于扫描床和骨骼/血管的灰度值都很高且重叠无法单纯通过阈值分割去除。但扫描床与脑组织之间通常有空气间隔不连通因此专利采用**区域增长法Region Growing**提取连通的脑组织区域剩下的即为扫描床区域最后将其剔除。2. 具体处理流程第一步预处理与背景去除归一化可选但推荐对原始CTA图像进行归一化处理使像素最小灰度值为0。去除背景像素计算背景像素灰度阈值。方法是统计灰度直方图累积比例结合经验阈值如43%和最大最小灰度差值的10%来确定。将低于该阈值的像素点灰度值置为0即视为背景。第二步提取目标区域从去除了背景的图像中提取出包含“全脑”和“扫描床”的目标图像区域。因为去除了纯背景剩下的非零像素主要就这两部分。第三步应用区域增长法提取全脑图像核心步骤这是专利最关键的部分用于分离脑组织和扫描床计算中心点(Cx,Cy)(C_x, C_y)(Cx,Cy)使用灰度加权质心公式计算图像的中心点而不是几何中心。公式如下Cx∑i0width∑j0heighti⋅f(i,j)∑i0width∑j0heightf(i,j) C_x \frac{\sum_{i0}^{width}\sum_{j0}^{height} i \cdot f(i,j)}{\sum_{i0}^{width}\sum_{j0}^{height} f(i,j)}Cx∑i0width∑j0heightf(i,j)∑i0width∑j0heighti⋅f(i,j)Cy∑i0width∑j0heightj⋅f(i,j)∑i0width∑j0heightf(i,j) C_y \frac{\sum_{i0}^{width}\sum_{j0}^{height} j \cdot f(i,j)}{\sum_{i0}^{width}\sum_{j0}^{height} f(i,j)}Cy∑i0width∑j0heightf(i,j)∑i0width∑j0heightj⋅f(i,j)(其中f(i,j)f(i,j)f(i,j)是像素灰度值)确定初始种子节点判断中心点的灰度值是否非0。如果是非0直接作为初始种子。如果是0即在空气中则选取离中心点最近的、灰度值非0的像素点作为初始种子。区域增长广度优先搜索从种子点开始检查其八邻域像素。如果邻域像素未被标记且灰度值非0则标记为该区域脑组织并将其加入待检查队列。如果灰度值为0或已标记则跳过。重复此过程直到所有连通的非零像素都被标记。结果被标记的点集即为全脑图像区域。第四步去除扫描床映射与识别将提取出的“全脑图像区域”映射回原始CTA图像。剔除操作原始图像中不属于全脑区域的非背景像素即被判定为扫描床图像区域。置零处理将这些扫描床区域对应的像素灰度值设置为图像的最小灰度值通常为0或背景值从而在图像中彻底去除扫描床。3. 技术优势完全去除相比传统的减影技术能更彻底地去除残留的床体影像。速度快专利中提到对单张图像的处理时间在500ms以内适合临床实时或近实时处理。提升可视化效果去除高亮床体后三维重建的血管影像更清晰无异物干扰。4. 装置结构专利还对应描述了一种装置包含以下单元背景像素去除单元目标图像提取单元全脑图像提取单元内含中心点确定、判断、提取等子单元扫描床去除单元可选归一化处理单元总结该专利利用脑组织与扫描床在空间上的不连通性通过灰度加权质心定位种子点并结合区域增长算法智能地分割出脑组织进而反向识别并剔除扫描床。这是一种基于形态学和连通性分析的经典图像处理方案在医学影像中的具体应用。
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