断层摄影X射线图像重建制造技术

一种锥形束计算机断层摄影图像采集协议通常采集患者的感兴趣区域周围的一系列2D投影图像。C形臂围绕患者的感兴趣区域周围的采集轨道行进所需的时间很短，并且结果，被成像的患者可能在采集期间移动。这是有问题的，因为许多计算机断层摄影图像采集算法都假定患者在采集期间完全静止。如果患者在获得一系列2D投影图像时移动，则3D重建将受到图像伪影的影响。本申请提出了识别并且去除由在感兴趣区域中的至少两个刚性对象的相对运动所引起的图像伪影(例如，在采集期间相对于颅骨的下颌运动)。所述至少两个刚性对象具有更可预测的运动特性，其可以被用于在最终的重建步骤之前校正输入投影图像序列的2D图像。因此，即使当患者在采集期间移动时，也可以为患者的3D图像提供更少的伪影。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】断层摄影X射线图像重建
本专利技术总体涉及一种用于断层摄影X射线图像重建的装置、一种用于断层摄影图像重建的方法、一种C形臂X射线成像系统、一种计算机程序单元以及一种计算机可读介质。
技术介绍
用于断层摄影X射线图像采集的旋转C形臂系统包括X射线源和X射线探测器，其被布置为面向彼此，通常由C形臂机架间隔开。患者的感兴趣区域可以被定位在X射线源与X射线探测器之间。二维X射线探测器使得能够进行“锥形束”断层摄影采集。在锥形束断层摄影采集中，C形臂围绕感兴趣区域中的患者的成像平面旋转。在C形臂的旋转的多个增量处，X射线源和X射线探测器提供了穿过患者的二维投影视图。诸如滤波反投影的图像重建算法或迭代重建算法被应用于二维投影的序列。这使得能够从二维投影视图的序列中提供感兴趣区域中的患者的三维图像。C形臂采集协议通常会花费30秒钟，并且其不能够排除患者在该时间期间移动。在C形臂采集协议期间的患者运动的结果是：在3D图像重建阶段引入了一系列伪影。US2017/0000430A1提出了一种用于对患者的头部进行成像的装置。患者的颅骨配备有头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于断层摄影X射线图像重建的装置(50)，包括：/n输入单元(52)；以及/n处理单元(54)；/n其中，所述输入单元被配置为从输入投影图像序列中采集分别在第一采集时间和第二采集时间采集的对象的感兴趣区域的第一2D X射线投影数据和第二2D X射线投影数据；/n其中，所述输入单元被配置为提供：(i)患者的感兴趣区域中的第一刚性对象的第一3D刚性对象数据或近似值，以及(ii)患者的感兴趣区域中的第二刚性对象的第二3D刚性对象数据或近似值；并且/n其中，所述处理单元被配置为：生成所述第一3D刚性对象数据和/或所述第二3D刚性对象数据与所述第一2D X射线投影数据的第一配准，生成所述第一3D...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 EP 18164466.71.一种用于断层摄影X射线图像重建的装置(50)，包括：
输入单元(52)；以及
处理单元(54)；
其中，所述输入单元被配置为从输入投影图像序列中采集分别在第一采集时间和第二采集时间采集的对象的感兴趣区域的第一2DX射线投影数据和第二2DX射线投影数据；
其中，所述输入单元被配置为提供：(i)患者的感兴趣区域中的第一刚性对象的第一3D刚性对象数据或近似值，以及(ii)患者的感兴趣区域中的第二刚性对象的第二3D刚性对象数据或近似值；并且
其中，所述处理单元被配置为：生成所述第一3D刚性对象数据和/或所述第二3D刚性对象数据与所述第一2DX射线投影数据的第一配准，生成所述第一3D刚性对象数据和/或所述第二3D刚性对象数据与所述第二2DX射线投影数据的第二配准，估计在所述第一采集时间与所述第二采集时间之间发生的所述第二刚性对象相对于所述第一刚性对象的相对运动，并且基于所述第一配准和所述第二配准来提供定义所述第二刚性对象相对于所述第一刚性对象的估计的运动的相对运动矢量场，使用所述相对运动矢量场来生成经校正的2DX射线投影数据以校正在所述输入投影图像序列的采集期间所述第二刚性对象相对于所述第一刚性对象的所述运动，并且基于所述经校正的2DX射线投影数据来生成所述输入投影图像序列的经运动补偿的3D重建数据。


2.根据权利要求1所述的装置(50)：
其中，所述第一3D刚性对象数据和/或所述第二3D刚性对象数据是由所述输入单元(52)从以下各项中采集的：(i)所述输入投影图像序列的初始3D重建，或者(ii)所述患者的所述感兴趣区域的先验3D成像扫描。


3.根据权利要求1或2所述的装置(50)，
其中，所述第一3D刚性对象数据和/或所述第二3D刚性对象数据是由所述输入单元(52)从解剖模型的数据库中采集的。


4.根据前述权利要求中的一项所述的装置(50)，
其中，所述输入单元(52)被配置为：提供所述第一刚性对象和/或所述第二刚性对象的先验运动模型，其中，所述先验运动模型定义所述第一刚性对象和/或所述第二刚性对象的可能运动轨迹的总集合的子集；并且
其中，所述处理单元(54)还被配置为：在限制在所述估计中所考虑的所述第二刚性对象的运动轨迹的可能数量之前，至少部分地使用所述运动模型来估计所述第二刚性对象相对于所述第一刚性对象的所述相对运动。


5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(50)，
其中，所述处理单元还被配置为通过以下操作来生成所述第一配准：提供所述第一3D刚性对象数据的前向投影数据，生成表示所述前向投影数据与所述第一X射线投影数据的相似性的相似性度量，并且使用所述相似性度量将所述第一3D解剖数据中的所述第一刚性对象与所述第一X射线投影数据配准。


6.根据前述权利要求中的一项所述的装置(50)，
其中，估计在所述第一采集时间与所述第二采集时间之间发生的所述第二刚性对象相对于所述第一刚性对象的所述相对运动还包括：
通过将所述第二2DX射线投影数据中的所述第二刚性对象的后续位置与所述第一2DX射线投影数据中的所述第二刚性对象的初始位置进行比较来识别所述第二刚性对象的第一刚性运动曲线。


7.根据前述权利要求中的一项所述的装置(50)，
其中，所述处理单元(52)还被配置为通过以下操作来估计所述第一刚性对象相对于所述第二刚性对象的所述运动：定义在所述第一刚性对象与所述第二刚性对象之间的所述第一2DX射线投影数据和/或所述第二2DX射线投影数据的在空间上的中间部分，通过相较于所述第一2DX射线投影数据中的所述第一刚性对象的初始位置来比较所述第二2DX射线投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈泽，M·格拉斯，D·舍费尔，
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