用于扫描暗场和相位对比成像的射束硬化校正制造技术

一种用于处理由扫描相位对比或暗场成像装置(MA)供应的图像数据的装置和相关的方法。相位对比和暗场成像中的射束硬化伪影能够由射束硬化处理模块(BHC)关于多个探测器读数应用射束硬化处理操作来减少，所述多个探测器读数对装置(MA)的成像区域的同一图像像素位置或几何射线贡献信号。在一个实施例中，体模体(PB)被用于采集射束硬化处理所基于的校准数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于扫描暗场和相位对比成像的射束硬化校正
本专利技术涉及图像信号处理系统、涉及用于处理由扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器供应的数据的方法、涉及产生校准数据的方法、涉及扫描差分相位对比或暗场成像装置、涉及计算机程序单元、并且涉及计算机可读介质。
技术介绍
在诸如扫描乳房摄影系统的一些扫描成像系统中，通过成像系统的探测器的移动来扫描要被成像的对象。这些扫描成像系统中的一些系统包括干涉仪装置，干涉仪装置允许基于光栅的相位对比或暗场成像。例如，参见C.Kottler等人在Rev.Sci.Instrum.78，043710(2007)上的“Gratinginterferometerbasedscanningsetupforhardx-rayphasecontrastimaging”一文。相位对比成像中的主张在于在探测器处探测到的辐射强度不仅仅对关于衰减的信息进行编码(常规的X射线放射摄影基于此)，而且也保持关于由辐射在其穿过要被成像的对象过程中所经历的折射以及小角度散射(涉及所谓的暗场图像)的信息。基于扫描的相位对比或暗场成像由于以下事实而被复杂化：由于扫描运动，引入了图像信息冗余。关于相位对比或暗场对比的图像信息“分散”在多个像素之间。同样地，已经观测到，相位对比和暗场图像偶尔遭受伪影。
技术实现思路
因此，可能存在针对帮助减少在基于扫描的相位对比或暗场成像中的射束硬化效应伪影的方法和相关系统的需求。本专利技术的目标是由独立权利要求的主题来解决的，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当注意，本专利技术的下文所描述的方面同样适于用于处理由扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器供应的数据的方法、适于成像装置、适于计算机程序单元、并且适于计算机可读介质。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于处理由扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器供应的数据的图像信号处理系统，所述扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器具有用于发出辐射的X射线源、用于探测辐射的探测器、以及被至少部分地布置在所述X射线源与所述探测器之间的干涉仪，所述系统包括：-输入端口，其用于接收对应于同一几何射线的强度值mi形式的数据，所述强度值mi是i)通过对象的成像器在扫描操作中使用探测器的不同探测器像素或者ii)在所述干涉仪的至少一部分在扫描操作中被移动经过相应的单个探测器像素时使用所述单个探测器像素来采集的；-射束硬化处理部件，其被配置为针对依据所述几何射线的给定图像像素位置来施加关于所述强度值mi的射束硬化处理操作，由此获得至少一个干涉测量(interferometric)参考参数，所述至少一个干涉测量参考参数包括针对所述图像像素位置的参考强度和参考可见性中的至少一个；-重建器，其被配置为根据所述强度值和所述至少一个干涉测量参考参数来重建相位信号和暗场信号中的至少一个；以及-输出端口，其用于输出所述相位信号和所述暗场信号中的至少一个。根据一个实施例，所述射束硬化处理操作包括针对所述强度值将所述至少一个干涉测量参考参数计算作为指示参数的函数，所述指示参数涉及i)由所述辐射沿着所述几何射线经历的平均衰减和/或ii)要被成像的对象的性质。根据一个实施例，所述指示参数包括i)先前根据所接收的强度mi而重建的平均衰减的估计或者ii)所述平均衰减的代表(surrogate)。根据一个实施例，所述指示参数与所述至少一个干涉测量参数之间的函数关系对于所述探测器像素的不同的探测器像素或相应的单个探测器像素是不同的。根据一个实施例，所述相应的函数关系被编码为：i)从校准数据编译的一个或多个查找表，或者ii)一个或多个函数表达式。根据一个实施例，所述校准数据是从由所述成像器在i)空白扫描以及针对给定体模厚度的至少一个体模扫描或者ii)针对不同体模厚度的多个体模扫描中采集的校准探测器读数导出的。根据一个实施例，所述体模被配置为使得具有可调节的厚度以实现不同的厚度。根据一个实施例，所述至少一个参考干涉测量参数包括对于每个探测器像素或者针对相应的单个探测器像素的可见性和输入强度中的至少一个。根据第二方面，提供了一种包括根据以上中的任一项所述的图像处理系统的扫描差分相位对比DCPI或暗场成像装置。总而言之，提供了一种有效地计算用于暗场或相位对比成像的一个或多个参考参数的系统，其中，成像信息被“空间地”分布在不同的探测器像素之间(例如，当扫描探测器时)或者被“时间地”分布在针对给定(单个)探测器像素的不同测量实例之间(例如，当在探测器静止时通过移动干涉仪的至少一部分(例如，光栅结构)而实现的扫描运动)。这样获得的参考参数允许对相位对比和/或暗场图像的重建，其中，射束硬化伪影被减少或者甚至被消除。根据第三方面，提供了一种用于处理由扫描类型的差分相位对比成像器和/或暗场成像器供应的数据的方法，所述扫描类型的差分相位对比成像器和/或暗场成像器具有用于发出辐射的X射线源、用于探测辐射的探测器、以及被至少部分地布置在所述X射线源与所述探测器之间的干涉仪，所述方法包括：-接收对应于同一几何射线的强度值mi形式的数据，所述强度值mi是i)通过对象的成像器在扫描操作中使用探测器的不同探测器像素或者ii)在所述干涉仪的至少一部分在扫描操作中被移动经过相应的单个探测器像素时使用所述单个探测器像素来采集的；-针对依据所述几何射线的给定图像像素位置来施加关于所述强度值mi的射束硬化处理操作，由此获得至少一个干涉测量参考参数，所述至少一个干涉测量参考参数包括针对所述图像像素位置的参考强度和参考可见性针中的至少一个；-根据所述强度值和所述至少一个干涉测量参考参数来重建相位信号和暗场信号中的至少一个；并且-输出所述相位信号和所述暗场信号中的至少一个。根据第四方面，提供了一种产生用于在扫描相位对比或暗场成像中的射束硬化效应处理的校准数据的方法，包括：-利用差分相位对比成像器的扫描探测器或X射线源在i)空白扫描和针对给定体模厚度的至少一个体模扫描或者ii)针对不同体模厚度的多个体模扫描中采集校准探测器读数；-对于每个探测器像素并且对于每个体模厚度或空白扫描根据所述校准探测器读数来重建干涉测量参考参数。根据一个实施例，所述方法包括对于每个图像像素并且对于每个体模厚度或空白扫描来重建指示依据不同体模厚度或空白扫描的不同平均衰减水平的相应指示参数。根据一个实施例，所述方法包括与根据体模厚度或空白扫描的所述指示参数中的相应指示参数相关联地存储所述干涉参考参数。本专利技术允许在诸如医院的临床环境中的有益应用。更具体地，本专利技术非常适合于应用在用于对患者的医学检查的成像模态中，所述成像模态诸如是乳房摄影、诊断放射学、介入放射学和计算机断层摄影(CT)。另外，本专利技术允许在工业环境中的有益应用。更具体地，本专利技术非常适合于应用在无损测试(例如，关于生物以及非生物样本的成分、结构和/或质量的分析)以及安全扫描(例如，机场对行李的扫描)中。附图说明现在将参考以下附图来描述本专利技术的示范性实施例，在附图中：图1示出了成像布置；图2示出了图1的成像布置的扫描操作；图3概略示出了扫描不同厚度的体模体并且将相应的探测器读出处理为空白扫描；图4概略示出了扫描不同厚度的体模并且将相应的读出处理为对象扫描；图5示出了在探测器处探测到的强度相对于针对不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理由扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器供应的数据的图像信号处理系统(SPS)，所述扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器具有用于发出辐射的X射线源(XR)、用于探测辐射的探测器(D)、以及被至少部分地布置在所述X射线源(XR)与所述探测器(D)之间的干涉仪(INF)，所述系统(SPS)包括：‑输入端口(IN)，其用于接收对应于同一几何射线的强度值mi形式的数据，所述强度值mi是i)通过对象的所述成像器在扫描操作中使用所述探测器的不同探测器像素或者ii)在所述干涉仪(INF)的至少一部分在扫描操作中被移动经过相应的单个探测器像素时使用所述单个探测器像素来采集的；‑射束硬化处理部件(BHC)，其被配置为针对依据所述几何射线的给定图像像素位置来施加关于所述强度值mi的射束硬化处理操作，由此获得至少一个干涉测量参考参数，所述至少一个干涉测量参考参数包括针对所述图像像素位置的参考强度和参考可见性中的至少一个；‑重建器(RECON)，其被配置为根据所述强度值和所述至少一个干涉测量参考参数来重建相位信号和暗场信号中的至少一个；以及‑输出端口(OUT)，其用于输出所述相位信号和所述暗场信号中的至少一个。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 EP 15166774.81.一种用于处理由扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器供应的数据的图像信号处理系统(SPS)，所述扫描类型的差分相位对比和/或暗场成像器具有用于发出辐射的X射线源(XR)、用于探测辐射的探测器(D)、以及被至少部分地布置在所述X射线源(XR)与所述探测器(D)之间的干涉仪(INF)，所述系统(SPS)包括：-输入端口(IN)，其用于接收对应于同一几何射线的强度值mi形式的数据，所述强度值mi是i)通过对象的所述成像器在扫描操作中使用所述探测器的不同探测器像素或者ii)在所述干涉仪(INF)的至少一部分在扫描操作中被移动经过相应的单个探测器像素时使用所述单个探测器像素来采集的；-射束硬化处理部件(BHC)，其被配置为针对依据所述几何射线的给定图像像素位置来施加关于所述强度值mi的射束硬化处理操作，由此获得至少一个干涉测量参考参数，所述至少一个干涉测量参考参数包括针对所述图像像素位置的参考强度和参考可见性中的至少一个；-重建器(RECON)，其被配置为根据所述强度值和所述至少一个干涉测量参考参数来重建相位信号和暗场信号中的至少一个；以及-输出端口(OUT)，其用于输出所述相位信号和所述暗场信号中的至少一个。2.根据权利要求1所述的图像信号处理系统(SPS)，其中，所述射束硬化处理操作包括针对所述强度值将所述至少一个干涉测量参考参数计算作为指示参数的函数，所述指示参数i)涉及由所述辐射沿着所述几何射线经历的平均衰减和/或ii)涉及要被成像的所述对象的性质。3.根据权利要求2所述的图像信号处理系统(SPS)，其中，所述指示参数包括i)先前根据所接收的强度mi重建的平均衰减的估计或者ii)针对所述平均衰减的代表。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的图像信号处理系统(SPS)，其中，所述指示参数与所述至少一个干涉测量参数之间的函数关系对于所述探测器像素中的不同的探测器像素或所述相应的单个探测器像素是不同的。5.根据权利要求4所述的图像信号处理系统(SPS)，其中，相应的函数关系被编码为：i)根据校准数据编译的一个或多个查找表，或者ii)一个或多个函数表达式。6.根据权利要求5所述的图像信号处理系统(SPS)，其中，所述校准数据是从由所述成像器在i)空白扫描和针对给定体模厚度的至少一个体模扫描或者ii)针对不同体模厚度的多个体模扫描中采集的校准探测器读数导出的。7.根据权利要求6所述的图像信号处理系统(SPS)，所述体模具有能调节的厚度以实现不同的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克勒，H·德尔，E·勒斯尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL