用于估计散射的方法和系统技术方案

一种用于估计与目标对象相关联的散射的示例方法可以包括：获取原始投影数据集，该原始投影数据集包括处于与目标对象相关联的一个或多个选定投影角度的初级辐射和散射辐射，从原始投影数据集生成第一估计散射数据集，通过使用第一估计散射数据集执行第一轮重建来生成重建图像数据，并且基于重建图像数据生成与目标对象相关联的参照散射数据集。该示例方法还可以包括：基于重建图像数据生成与目标对象相关联的参照初级和散射数据集，基于参照初级和散射数据集生成与目标对象相关联的第二估计散射数据集，并且生成与目标对象相关联的扰动数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年9月25日提交的并且代理人案卷编号为124-0014-US-PRO的美国临时申请号61/882,566的权益。本申请还涉及共同拥有的美国临时申请号61/663,494(于2012年6月22日提交的)和专利合作条约(PCT)申请号PCT/US2013/047199(于2013年6月22日提交的)。包括其任何附录或附件的美国临时申请号61/882,566、美国临时申请号61/663,494和PCT申请号PCT/US2013/047199通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
除非在本文中另外指出，否则在该部分中所描述的途径并不是本申请中权利要求的现有技术，也不应当因为被包括在该部分中而被承认为现有技术。计算机断层扫描(CT)包括：通过在单个扫描操作(“扫描”)中收集几个投影图像(“射线照相投影”)来对目标对象的内部结构进行成像，并且在医疗领域中广泛用于观察人体的选定部分的内部结构。在理想的成像系统中，辐射射线从辐射源沿着相应的直线传输路径行进，通过目标对象，然后在没有生成散射射线的情况下，行进到成像系统的相应的像素检测器。然而，在真实系统中，当辐射量子被目标对象的一部分吸收时，通常生成偏离入射辐射的传输路径的一个或多个散射射线。这些散射射线通常由不位于在其上传送初级辐射量子的传输路径上的“周边”检测器元件接收，由此会产生测量误差。由散射辐射产生的测量误差导致由成像系统产生的射线照相投影数据和CT图像的空间和对比分辨率的伪影和损失。散射辐射还可能导致图像重建算法的数值误差。所有前述内容会导致图像劣化。已经提出解决方案来估计和/或纠正散射辐射。对于使用散射核的解决方案，由内部不均匀性或外部相邻对象产生的某些散射可能难以建模。包括将来自投影数据的估计散射与模拟散射进行比较的其它解决方案可能需要解决对模拟简档进行缩放的艰难过程。因此，需要开发出能够进一步提高估计精度但以有效的方式进行的技术。
技术实现思路
根据本公开的至少一些实施例，公开了一种用于估计与目标对象相关联的散射的方法。该方法可以包括：使用成像系统的辐射源和检测器获取原始投影数据集，该原始投影数据集包括处于与目标对象相关联的一个或多个选定投影角度的初级辐射和散射辐射，使用散射估计算法从原始投影数据集生成第一估计散射数据集，通过使用第一估计散射数据集执行第一轮重建来生成重建图像数据，基于重建图像数据来生成与处于一个或多个选定投影角度的目标对象相关联的参照散射数据集，基于重建图像数据来生成处于与一个或多个选定投影角度的目标对象相关联的参照初级和散射数据集，使用散射估计算法基于参照初级和散射数据集来生成与目标对象相关联的第二估计散射数据集，并且通过比较参照散射数据和第二估计散射数据集来生成与目标对象相关联的扰动数据。前面的概述仅是说明性的并非旨在以任何方式进行限制。除了上文所描述的说明性方面、实施例和特征之外，参照附图和以下的具体实施方式，进一步的方面、实施例和特征将变得显而易见。附图说明图1是示例成像系统；图2是对于如由机架沿着圆形轨迹绕着目标对象的转动所提供的两个选定投影角度的台子相对于台子上的目标对象、辐射源和检测器的示例配置；图3是与目标对象相关联的散射估计的示例流程；图4是用于生成参照散射数据集和参照初级和散射数据集的示例流程；图5是用于生成扰动数据的示例流程；图6是根据图3的示例流程与目标对象相关联的散射估计的示例实现方式；图7是示例正弦图扰动映射图；图8A、图8B、图8C和图8D是使用成像系统扫描的大骨盆幻像的重建图像；图9是可以被配置成执行散射估计的示例计算设备。具体实施方式在以下具体实施方式中，参照形成其一部分的附图。在附图中，类似符号通常标识类似部件，除非上下文另外指示。在具体实施方式、附图和权利要求书中所描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。可以利用其它实施例，并且在不脱离本文中所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以做出其它改变。容易理解的是，如本文中通常描述的并且在附图中所图示的本公开的方面可以以广泛多种不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在本文中都明确地预期。在整个的本公开中，术语“投影视图”和“投影角度”可以互换使用，并且“投影”、“投影图像”和“投影数据”还可以互换使用。图1是示例成像系统100。该成像系统100包括辐射源110、具有沿着投影线布置在辐射源110对面的像素检测器的检测器120、设置在辐射源110和检测器120之间的第一组扇形叶片130、保持扇形叶片130并且设定它们的位置的第一扇形叶片驱动135。扇形叶片130的边缘可以被定向成基本上垂直于扫描轴(定义如下)，并且基本上平行于检测器120的横切面维度(定义如下)。作为选项，成像系统100可以进一步包括设置在辐射源110和检测器120之间的第二组扇形叶片140、和保持扇形叶片140并且设定它们的位置的第二扇形叶片驱动145。扇形叶片140的边缘可以被定向成基本上平行于扫描轴(定义如下)，并且基本上垂直于检测器120的轴向维度(定义如下)。扇形叶片通常比检测器120更靠近辐射源110设置。它们通常保持敞开，以使检测器120的全部范围能够暴露于辐射，但可能在某些情形下被部分关闭。成像系统100还包括：机架150，其以彼此固定的或已知的空间关系至少保持辐射源110、检测器120和扇形叶片驱动135和145；机械驱动155，其绕着设置在辐射源110和检测器120之间的目标对象转动机架150；以及检测器120，其一方面具有设置在扇形叶片130和140之间的目标对象，另一方面具有检测器120。术语机架具有广泛的意义，并且涵盖可以以固定的或已知的(但可能可移动的)空间关系保持上文所标识的部件的一个或多个结构构件的所有配置。为了附图中的视觉简单起见，机架外壳、机架支撑和扇形叶片支撑未被示出。附加地，成像系统100还包括控制器160、用户接口165和计算设备170。控制器160可以电性地耦合到辐射源110、机械驱动155、扇形叶片驱动135和145、检测器120和用户接口165。用户接口165可以被配置成使用户能够至少发起对目标对象的扫描，并且从检测器120收集所测量的投影数据。用户界面165可以被配置成呈现所测量的数据的图形表示。耦合到控制器160的计算设备170可以被配置成执行模拟操作、数据处理操作和其它操作。在成像系统100中，机架150可以被配置成在扫描期间绕着目标对象转动，使得辐射源11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估计与目标对象相关联的散射的方法，包括：使用成像系统的辐射源和检测器获取原始投影数据集，所述原始投影数据集包括处于与所述目标对象相关联的一个或多个选定投影角度的初级辐射和散射辐射；使用散射估计算法从所述原始投影数据集生成第一估计散射数据集；通过使用所述第一估计散射数据集执行第一轮重建生成重建图像数据；基于所述重建图像数据生成与处于所述一个或多个选定投影角度的所述目标对象相关联的参照散射数据集；基于所述重建图像数据生成与处于所述一个或多个选定投影角度的所述目标对象相关联的参照初级和散射数据集；使用所述散射估计算法基于所述参照初级和散射数据集生成与所述目标对象相关联的第二估计散射数据集；以及通过比较所述参照散射数据和所述第二估计散射数据集来生成与所述目标对象相关联的扰动数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.25 US 61/882,5661.一种用于估计与目标对象相关联的散射的方法，包括：
使用成像系统的辐射源和检测器获取原始投影数据集，所述原始投影数据集包括处于
与所述目标对象相关联的一个或多个选定投影角度的初级辐射和散射辐射；
使用散射估计算法从所述原始投影数据集生成第一估计散射数据集；
通过使用所述第一估计散射数据集执行第一轮重建生成重建图像数据；
基于所述重建图像数据生成与处于所述一个或多个选定投影角度的所述目标对象相
关联的参照散射数据集；
基于所述重建图像数据生成与处于所述一个或多个选定投影角度的所述目标对象相
关联的参照初级和散射数据集；
使用所述散射估计算法基于所述参照初级和散射数据集生成与所述目标对象相关联
的第二估计散射数据集；以及
通过比较所述参照散射数据和所述第二估计散射数据集来生成与所述目标对象相关
联的扰动数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述散射估计算法是基于核的算法。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述散射估计算法是使用射束阻挡阵列、狭缝扫
描或检测器遮蔽技术的基于测量的技术。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述参照初级和散射数据集或生成所述参照
散射数据集包括：
对所述重建图像数据执行MonteCarlo模拟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述参照初级和散射数据集或生成所述参照
散射数据集包括：
基于所述重建图像数据执行确定性计算。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述扰动数据包括：
执行非参数扰动操作来比较所述参照散射数据集和所述第二估计散射数据集；以及
基于所述比较，确定扰动映射图形式的所述扰动数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述非参数扰动操作包括以下各项中的至少一
项：所述参照散射数据集和所述第二估计散射数据集之间的减法或除法。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述扰动数据包括：
执行参数扰动操作以优化核模型的一个或多个散射核参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或多个散射核参数包括以下各项中的至
少一项：核幅度、核宽度或不对称因数。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述扰动数据包括：
经由内插或外推来扩展用于所有原始投影角度的所述扰动数据，所述扰动数据基于所
述参照散射数据集和处于所述一个或多个选定投影角度的所述第二估计散射数据集而被
生成。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
基于所述扩展的扰动数据通过调整所述第一估计散射数据集来生成与所述目标对象
相关联的精炼的估计散射数据集。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
基于所述精炼的估计散射数据集来调整所述原始投影集；以及
基于所调整的原始投影集来生成与所述目标对象相关联的精炼的重建图像数据。
13.一种成像系统，所述成像系统被配置成估计与目标对象相关联的散射，包括：
辐射源；
检测器；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯达拉克，孙明山，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US