DR中人工智能的應用——消除胸部X射線圖像中的骨影


 

隨着數字化放射成像(Digital Radiography,簡稱DR)和計算機X線攝影 (Computed Radiography,簡稱CR)設備和技術的發展,X線雙能減影(Dual Energy Subtraction,簡稱DES)技術已可分離出胸片中體現組織成分的特性圖像一一軟組織像 (Soft-tissue Image)和骨像(Bone Image) eDES設備使用高低兩種不同能量(如120kV60kV)X線攝取兩幅圖像,利用組織對不同能量X線衰減系數不同的現象,進行加權減影處 理,可將不同衰減系數的組織分開,得到軟組織像和骨像。但是XDES設備檢測中相對普通 X線設備需要使用額外的設備,並可能降低X線球管的使用壽命,現有臨床使用的DR設備絕 大部分並不具備DES功能。DES成像需要X線兩次曝光,成像質量易受病人呼吸、屯、臟搏動等 人體組織運動的影響,所獲取的軟組織和骨像中一般存在運動偽影,而且也會使病人接受 的福射劑量有所增加。

 

人工神經網絡是用於胸片骨抑制最常用的參數化回歸預測模型,通過提取胸片圖 像中的局部特征作為人工神經網絡的輸入,預測單個像素的軟組織像/骨像的強度,速度相 對較快,其性能主要依賴有效的局部特征和模型的預測能力。當前用於胸片骨抑制的回歸 預測模型的主要問題在於,需要對胸片進行復雜的對比度歸一化處理,並從胸片圖像提取 有效的特征和預測模型參數的優化,保證預測精度。

 

 

 

預處理部分 dicom圖像 采用Unet網絡快速獲取肺部區域蒙版, 對肺部區域內計算圖像的床寬床位獲取圖像肺部最優位置區間並將圖像歸一化處理采用反轉扭曲調整圖像對比旋轉角度等方式增強數據以增加數據

 

 

 

我們將肋骨視為圖像中的噪聲信息,使用圖像去噪的方法來完成肋骨抑制的任務采用深度卷積網絡作為基礎模型,分析並嘗試多種策略來提升模型性能,最終采用Unet網絡結構,通過跳躍連接以及殘差策略增強網絡細節表現能力為了在計算中減少對圖像的細節紋理的損失模型采用在原圖大小直接計算 考慮到顯存壓力使用1024*1024滑動窗口計算並采用Overlap-tile策略減少計算邊緣信息損失這些策略有效的保證了輸出結果的准確性精確性 模型可以在保留肺部紋理細節清晰同時也能有效的抑制骨影

 

 

 

 

 

    

 9月23日 項目更新兩個版本:

1. 輸出圖像不在縮小損失細節信息

2.引入新數據 重新訓練后 抑制骨影后  肺部紋理更加清晰

項目計划:

1.增加模型 對骨影的增強。

      


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