技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及计算机断层成像技术领域，尤其涉及一种用于
计算机断层扫描的运动检测方法和装置。
背景技术
[0002] 头部断层扫描大概占整个计算机断层扫描CT扫描量的30％，属于常规检查中比较常用的扫描。但是由于一些病人在扫描过程中往往无法保持静止，从而引发由于头部运动导致的运动伪影。
[0003] 对于病人剧烈的运动伪影，医生一般可以通过重建图像明确的鉴定出来，比如，通过看头部各个器官是否有明显位移，以及位移之后的模糊程度等。但是一些病人在扫描过程中比较轻微的运动，医生就比较难通过重建图像区分到底是由于运动带来的运动伪影还是病人本身的病灶。
[0004] 因此如何检测在扫描过程中病人是否存在轻微运动，并告知医生，以提高医生对病灶的检出率是现在CT头部扫描的一个难点。
发明内容
[0005] 本发明提供一种发明用于计算机断层扫描的运动检测方法和装置，以实现对被检测对象在扫描过程中是否发生轻微运动的精准判断。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种用于计算机断层扫描的运动检测方法，该方法包括：
[0007] 获取被检测对象各
采样角度的投影数据；
[0008] 分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影
重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值；所述第一采样角度与所述第二采样角度间隔180°的整数倍；
[0009] 基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值，根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动。
[0010] 第二方面，本发明实施例还提供了一种用于计算机断层扫描的运动检测装置，该装置包括：
[0011] 投影数据获取模
块，用于获取被检测对象各采样角度的投影数据；
[0012] 投影重心值计算模块，用于分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值；所述第一采样角度与所述第二采样角度间隔180°的整数倍；
[0013] 运动检测模块，用于基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值，根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动。
[0014] 本发明实施例的技术方案，通过各采样角度的投影数据中第一采样角度的第一投影重心值，以及与第一采样角度间隔180°整数倍的第二采样角度的第二投影重心值，计算出重心差异值，进而根据重心差异值确定被检测对象是否进行运动，解决了无法准确判断扫描过程中被监测对象是否存在微小运动的问题，本技术方案通过CT非常精密且敏感的探测器获取到的投影数据确定重心差异值，能够非常准确地反馈出被检测对象的运动情况。从而为医生判断被检测对象是否存在微小运动提供很有
力的证据。
附图说明
[0015] 为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
[0016] 图1为本发明实施例一所提供的一种用于计算机断层扫描的运动检测方法的
流程图；
[0017] 图2A为本发明实施例二所提供的一种用于计算机断层扫描的运动检测方法的流程图；
[0018] 图2B为本发明实施例二所提供的第一场景下头部断层扫描图像示意图；
[0019] 图2C为图2B所对应的重心差异值曲线的示意图；
[0020] 图2D为本发明实施例二所提供的第二场景下头部断层扫描图像示意图；
[0021] 图2E为图2D所对应的重心差异值曲线的示意图；
[0022] 图2F为本发明实施例二所提供的第三场景下头部断层扫描图像示意图；
[0023] 图2G为图2F所对应的重心差异值曲线的示意图；
[0024] 图3为本发明实施例三所提供的一种用于计算机断层扫描的运动检测装置的结构
框图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0026] 在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0027] 实施例一
[0028] 图1为本发明实施例一提供的一种用于计算机断层扫描的运动检测方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法可以由用于计算机断层扫描的运动检测装置来执行，该装置可通过
硬件和/或
软件的方式实现，并一般可独立的配置在
服务器或终端中实现本实施例的方法。
[0029] 本实施例的方法具体包括：
[0030] S110、获取被检测对象各采样角度的投影数据。
[0031] 计算机断层扫描系统根据人体不同组织对
X射线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的探测器对人体进行测量，获取组织投影数据，然后将测量所获取的投影数据进行处理，重建出人体被检查部位的断面或立体的图像，基于重建图像来发现体内任何部位的细小病变。一般地，被检测对象可以是人体的头部、胸、腹、脊柱及四肢等不同部位。投影也可以称线积分或射线和等。需要说明的是，如果物体相对于旋转中心没有对称性的话，物体的投影数据则因角度的不同而不同。
[0032] S120、分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值；所述第一采样角度与所述第二采样角度间隔180°的整数倍。
[0033] 采样角度可以理解为以预设步长或预设速度对被检测对象进行扫描时的采样角度。比如，从0度开始扫描，在扫描过程中，每隔0.05°的步长进行一次采样，则采样角度分别为0°、0.05°、0.1°、0.15°……，直至扫描周期结束。当然也可以是以预设采样数量对被检测对象进行扫描，如可以设定扫描一圈360度采样4800个角度。
[0034] 在本操作中，可以获取X射线源与探测器在第一采样角度的第一投影数据，进而获取X射线源与探测器绕旋转中心旋转180度的整数倍后的第二投影数据。第一采样角度可以是任意角度，第二采样角度与第一采样角度间隔180°的整数倍即可。考虑到扫描时间及扫描射线量对被检测对象的影响，特殊地，第一采样角度可与所述第二采样角度间隔180°。
[0035] 在本实施例中，本发明从扫描的投影数据入手，根据计算出的投影数据的投影重心值检测被检测对象是否运动。其中，投影重心可以理解为被检测对象的重心投影到当前采样角度下的探测器上的
位置。被检测对象的重心是指被检测对象各部分所受重力的合力作用点。在被检测物体各部分
质量恒定的情况下，被检测对象的重心是不会变化的。被检测物体的重心的计算方法已经较为成熟，本实施例中可以采用
现有技术的计算方法，在此不再赘述。
[0036] 为了便于计算，可以将探测器的通道、排数分别进行编号，当然也可将采样角度顺序编号。具体地，分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值可包括：根据如下公式分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值：
[0037]
[0038] 其中， 为第j排，第k个采样角度的射束的投影重心值；nchan为探测器总的通道数，i为探测器的通道编号，j为探测器的排数编号，k为采样角度编号； 为第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器所探测到的投影数据； 为旋转中心到第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器和球管连线的垂直距离。
[0039] S130、基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值，根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动。
[0040] 在平行光束成像中，当探测器绕物体旋转360°，每条投影射线都被测了两次。根据同样的道理，当扇形束探测器旋转360°,每条投影射线也都被测到了两次。可见，由两个面对面的探测器测得的数据都是冗余的，因此，当第一采样角度与第二采样角度相隔180度整数倍时，第一采样角度对应的第一投影重心值与第二采样角度所对应的第二投影重心值理论上应该相同，即可以通过将重心差异值与0进行比较准确反馈出被检测对象的运动情况。具体地，根据如下公式计算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值：
[0041]
[0042] 其中， 为重心差异值； 为第一投影重心值； 为第二投影重心值；nViewPerHafRot为与第k个采样角度间隔180°的采样角度对应的采样数量。
[0043] 可以理解的是，重心差异值是第一投影重心值与第二投影重心值之间的差值，因此可以由第一投影重心值减去第二投影重心值，也可以是第二投影重心值减去第一投影重心值得到。
[0044] 考虑到实际扫描过程中由于CT系统本身存在一定震动等情况对数据产生的影响，若被检测对象未运动时，重心差异值可能不会严格为0，而是在0附近一定的数值范围内。具体地，所述根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动包括：若所述重心差异值处于预设的
阈值范围内，则确定所述被检测对象未运动。其中，预设的阈值范围与CT系统本身的参数及性能有关，可以根据实际情况进行设置，在此不做限定。若CT系统的
精度越高，可以将阈值范围设置的越小越接近于0。示例性地，所述预设的阈值范围可以设置为-0.2毫米-0.2毫米、-0.3毫米-0.3毫米、-0.5毫米-0.5毫米或者取端值在1毫米之内的任意数值区间作为阈值范围，当然阈值范围的端值也可以是大于1毫米。
[0045] 在理想的检测环境下，可根据单个或少数几个重心差异值确定被检测对象是否运动。在实际操作过程中，考虑到系统本身所产生的噪声可能对个别采样角度的数值产生影响，可选地，根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动具体可包括：基于预设数量的采样角度的重心差异值构建重心差异值曲线；根据所述重心差异值曲线确定所述被检测对象是否运动。
[0046] 其中，预设数量可以是扫描过程中全部的采样角度所对应的重心差异值，也可以是等间距选取采样角度，进而获得采样角度所对应的重心差异值。可以理解的是，选取的采样角度越多，则对应的重心差异值越多，构建的重心差异值曲线就越贴合实际。预设数量的具体取值可以根据实际情况进行设置，在此不做限定。
[0047] 为了更加精确地确定被检测对象是否存在运动，可以根据重心差异值曲线的趋势进行判断。在上述技术方案的
基础上，根据重心差异值曲线确定被检测对象是否运动具体可包括：若重心差异值曲线中连续多个(两个或两个以上)采样角度所对应的重心差异值未处于预设的阈值范围内，则确定被检测对象运动；或者，若重心差异值曲线中预设区间内多个(两个或两个以上)采样角度所对应的重心差异值未处于预设的阈值范围内，则确定被检测对象运动。这样设置的好处在于，可以充分考虑重心差异值的整体趋势，而忽略极个别的采样角度所对应的重心差异值对检测结果的影响，从而提高被检测对象运动检测的精准率。
[0048] 需要说明的是，在本发明实施例中“第一采样角度”、“第二采样角度”、“第一投影重心值”与“第二投影重心值”中的“第一”、“第二”仅仅用于区分和解释后面的名词而并非限定。
[0049] 本实施例的技术方案，通过各采样角度的投影数据中第一采样角度的第一投影重心值，以及与第一采样角度间隔180°整数倍的第二采样角度的第二投影重心值，计算出重心差异值，进而根据重心差异值确定被检测对象是否进行运动，解决了无法准确判断扫描过程中被监测对象是否存在微小运动的问题，本技术方案通过CT非常精密且敏感的探测器获取到的投影数据确定重心差异值，能够非常准确地反馈出被检测对象的运动情况。从而为医生判断被检测对象是否存在微小运动提供很有力的证据。
[0050] 实施例二
[0051] 图2A为本发明实施例所适用的一种用于计算机断层扫描的运动检测方法的流程图，如图2A所示，本实施例的方法具体包括：
[0052] S210、获取被检测对象各采样角度的投影数据。
[0053] S220、根据如下公式分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值：
[0054]
[0055] 其中， 为第j排，第k个采样角度的射束的投影重心值；nchan为探测器总的通道数，i为探测器的通道编号，j为探测器的排数编号，k为采样角度编号； 为第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器所探测到的投影数据； 为旋转中心到第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器和球管连线的垂直距离。
[0056] 从扫描的投影数据入手，计算每个投影数据的第一投影重心值，再计算出每个投影数据的重心与它间隔180°的第二投影重心值。
[0057] S230、根据公式如下公式计算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值：
[0058]
[0059] 其中， 为重心差异值； 为第一投影重心值； 为第二投影重心值；nViewPerHafRot为与第k个采样角度间隔180°的采样角度对应的采样数量。
[0060] 即，利用第一采样角度的投影数据的第一投影重心值，与旋转后与第一采样角度间隔180°的第二采样角度的投影数据的第二投影重心值进行简单的相减。如果扫描目标无运动这个差值理论上应该为零，但是如果目标存在运动则这个差值会偏离零。运动越剧烈则重心差异值偏离0的距离越大。
[0061] S240、判断重心差异值是否处于预设的阈值范围内，若是，则执行S250；若否，则执行S260。
[0062] S250、被检测对象未运动。
[0063] S260、被检测对象运动。
[0064] 由于CT探测器非常精密且敏感，因此重心差异值 能够反馈出非常准确的运动情况。从而为医生判断是否为微小运动提供很有力的证据。
[0065] 以下以头部扫描为例，分别对于三种场景下采用重心差异值判断被检测对象是否发生运动。第一场景为从头部断层扫描的图像上可以明显看出头部存在运动，且根据重心差异值也可以判断出头部存在运动；第二场景为从头部断层扫描的图像上无法准确判断头部是否存在运动，但根据重心差异值可以判断出头部存在运动；第三场景为从头部断层扫描的图像上未看出头部存在运动，根据重心差异值可以很肯定地判断出头部未运动。
[0066] 图2B为第一场景下的头部断层扫描图像，其中，第一场景为从头断层图像上可以看出头部在扫描过程中明显运动。如图2B所示，从图像中可以发现被检测头部有比较严重的运动，其中鼻子处有明显的运动以及模糊。图2C为图2B基于本实施例所提供的用于计算机断层扫描的运动检测方法所得到的对应的数据的重心差异值曲线，其中，横轴为采样角度的编号，纵轴为重心差异量，单位为毫米。通过图2C中的重心差异值曲线中各采样角度的重心差异值与0值进行比较，可以确定出头部明显出现运动。
[0067] 图2D为第二场景下的头部断层扫描图像，从头断层图像上鼻子处细小的鼻梁骨，以及其他部位都很难判断在扫描过程中头部是否运动。图2E为图2D基于本实施例所提供的用于计算机断层扫描的运动检测方法所得到的对应的数据的重心差异值曲线，其中，横轴为采样角度的编号，纵轴为重心差异量，单位为毫米。通过图2E中的重心差异值曲线中各采样角度的重心差异值与0值进行比较，可以判断出头部有一定轻微的运动。
[0068] 图2F为第三场景下的头部断层扫描图像，从头断层图像上鼻子处细小的鼻梁骨，以及其他部位都很难判断在扫描过程中头部是否运动。图2G为图2F基于本实施例所提供的用于计算机断层扫描的运动检测方法所得到的对应的数据的重心差异值曲线，其中，横轴为采样角度的编号，纵轴为重心差异量，单位为毫米。通过图2E中的重心差异值曲线中各采样角度的重心差异值与0值进行比较，可以很肯定的得到头部未产生运动的证据。
[0069] 本实施例的技术方案，尤其适用于对轻微运动的检测，通过将重心差异值与预设阈值进行比较可以精确地判断出被检测对象在扫描过程中是否存在运动，相比较于现有的基于扫描图像依医务工作者的经验判断的方式，能够判断出图像中无法明显显示的轻微运动，简单方便，且精准度更高。
[0070] 实施例三
[0071] 图3所示为本发明实施例三提供的一种用于计算机断层扫描的运动检测装置的结构示意图，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，并一般可独立的配置在用户终端的应用端内实现本实施例的方法。如图3所示，所述用于计算机断层扫描的运动检测装置包括：投影数据获取模块310、投影重心值计算模块320和运动检测模块330。
[0072] 其中，投影数据获取模块310，用于获取被检测对象各采样角度的投影数据；投影重心值计算模块320，用于分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值；所述第一采样角度与所述第二采样角度间隔180°的整数倍；运动检测模块330，用于基于所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值，根据所述重心差异值确定所述被检测对象是否运动。
[0073] 本实施例的技术方案，通过各采样角度的投影数据中第一采样角度的第一投影重心值，以及与第一采样角度间隔180°整数倍的第二采样角度的第二投影重心值，计算出重心差异值，进而根据重心差异值确定被检测对象是否进行运动，解决了无法准确判断扫描过程中被监测对象是否存在微小运动的问题，本技术方案通过CT非常精密且敏感的探测器获取到的投影数据确定重心差异值，能够非常准确地反馈出被检测对象的运动情况。从而为医生判断被检测对象是否存在微小运动提供很有力的证据。
[0074] 在上述技术方案的基础上，所述投影重心值计算模块具体可用于：
[0075] 根据公式
[0076]
[0077] 分别计算第一采样角度所对应的投影数据的第一投影重心值，以及与第二采样角度所对应的投影数据第二投影重心值：
[0078] 其中， 为第j排，第k个采样角度的射束的投影重心值；nchan为探测器总的通道数，i为探测器的通道编号，j为探测器的排数编号，k为采样角度编号； 为第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器所探测到的投影数据； 为旋转中心到第i个通道，第j排，第k个采样角度的探测器和球管连线的垂直距离。
[0079] 在上述各技术方案的基础上，所述运动检测模块可用于：
[0080] 根据公式
[0081]
[0082] 计算所述第一投影重心值和所述第二投影重心值计算重心差异值；
[0083] 其中， 为重心差异值； 为第一投影重心值； 为第二投影重心值；nViewPerHafRot为与第k个采样角度间隔180°的采样角度对应的采样数量。
[0084] 在上述各技术方案的基础上，所述运动检测模块还可用于：
[0085] 若所述重心差异值处于预设的阈值范围内，则确定所述被检测对象未运动。
[0086] 示例性地，所述预设的阈值范围可以为±0.2毫米。
[0087] 在上述各技术方案的基础上，所述运动检测模块具体还可用于：
[0088] 基于预设数量的采样角度的重心差异值构建重心差异值曲线；
[0089] 根据所述重心差异值曲线确定所述被检测对象是否运动。
[0090] 上述实施例中提供的用于计算机断层扫描的运动检测装置可执行本发明任意实施例所提供的用于计算机断层扫描的运动检测方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的用于计算机断层扫描的运动检测方法。
[0091] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的
权利要求范围决定。
