伪像校正制造技术

对感兴趣对象的图像重建可能引入沿着吸收值的高梯度线的伪像。根据本发明专利技术的一个示范性实施例，通过在图像重建期间执行统计加权来有效地去除这些伪像。有利地，根据本发明专利技术的一个方面，可以反复执行图像重建，其中利用所测量的光子计数的固有统计误差对所述更新进行加权。这样能够有效地去除伪像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像处理领域，例如在医学应用中的图像处理。特别地，本专利技术涉及一种在感兴趣对象的数据集中的伪像校正方法、数据处理设备和对应的计算机程序。在具有多色辐射源(比如多色X射线源)的CT扫描器中，多色X射线束穿过物质并且由于线性衰减系数通常随能量而降低，因此低能量光子被吸收。结果，射束逐渐变得更硬，即其平均能量增加。射束越硬，其被进一步衰减的程度就越低。因此，总衰减不再是吸收体厚度的线性函数。该非线性特性通常导致衰减系数的降低。例如在骨骼中，射束硬化可以导致高达10％的降低。在重建处理中忽略该影响会导致公知的射束硬化伪像，比如翘曲(cupping)、条纹和眩光。CT图像的重建可以采用迭代算法来完成。这些算法(特别是迭代最大似然性(ML)重建算法)会沿着吸收值的高梯度线引入伪像。这从期望最大值最大似然性算法(EM-ML算法)是公知的。然而这些伪像是不想要的，因为它们会导致图像质量的降低。本专利技术的一个目的是提供改善的图像质量。根据如权利要求1所述的本专利技术的一个示范性实施例，上述目的可以通过在感兴趣对象的数据集中的伪像校正方法来解决，其中基于该数据集重建该感兴趣对象的图像，并且在图像重建期间执行统计加权。有利地，这可以允许在图像重建期间基于统计加权对图像中的伪像进行校正。通过对数据集中的特定数据进行统计加权，可以极大地改善图像质量。根据如权利要求2所述的本专利技术的另一示范性实施例，所述数据集是通过产生射束的电磁辐射源和检测该射束的辐射检测器采集的投影数据。有利地，这可以允许对可用于例如医学成像领域的CT系统中采集的CT图像进行伪像校正，从而改善图像质量。根据如权利要求3所述的本专利技术的另一示范性实施例，其中电磁辐射源是多色X射线源。此外，根据本专利技术的该示范性实施例的一个方面，该源沿着围绕感兴趣对象的螺旋路径移动，并且该射束具有锥形束几何形状和扇形束几何形状的其中一种形状。应用多色X射线可能是有利的，因为多色X射线易于产生和提供良好的图像分辨率。此外，由于CT扫描器的几何构造可以具有不同设计(例如锥形束或扇形束几何形状)，因此根据本专利技术的示范性实施例的方法可应用于多种不同的扫描器系统，即可以不限于纯CT扫描器系统，而是还可以应用于正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)。根据如权利要求4所述的本专利技术的另一示范性实施例，图像重建是基于迭代算法进行的，该迭代算法包括多个更新步骤，直到已满足结束标准。有利地，通过反复执行图像重建，可以采用数学重建方法，其包括不能被精确求解的超越方程。此外，可以提供一种迭代方法以改善图像质量，因为迭代循环可以被重复多次直到满足结束标准。根据如权利要求5所述的本专利技术的另一个示范性实施例，所述迭代算法是最大似然性算法，并且重建的图像具有最高似然性。此外，所述加权是在所述多个更新步骤当中的每个更新步骤中执行的。有利地，最大似然性算法允许确定定义具有最高似然性的图像的方程，并且在所述多个更新步骤当中的每个更新步骤中的加权允许对伪像进行高效的补偿或校正。本专利技术的另一示范性实施例在权利要求6中阐述，其中确定在数据集采集期间所检测到的光子数量，并且基于所检测到的光子数量的统计误差进行加权。这样，在图像重建期间估计并考虑了光子计数的统计误差，从而可以得到具有较少伪像的改善的图像质量。根据如权利要求7所述的本专利技术的另一示范性实施例，按照下式根据衰减参数μjn来计算衰减参数的更新μjn+1μjn+1=μjn+μjnΣilijΣilij/σYi2Σilij/σYi2Σilij<li,μn>die-<li,μn>]]>其中di是由辐射源发射的光子数量，lij是第i个投影的基函数，li是第i个投影的基函数lij的矢量，以及<li，μ>是由<li，μ>＝∑jlijμj定义的内积。用于最大似然性传输断层摄影的所述迭代统计不确定性加权算法可以允许通过对利用所测量光子计数的固有统计误差的更新进行加权来有效地去除伪像。根据如权利要求8所述的本专利技术的另一示范性实施例，基于投影数据集的所有采集的投影的至少两个投影的子集进行图像重建。有利地，根据本专利技术的该示范性实施例，对各投影子集执行统计加权可以导致具有较少伪像的快速图像收敛。根据如权利要求9所述的本专利技术的另一示范性实施例，提供一种数据处理设备，其包括用于存储数据集的存储器和用于在感兴趣对象的数据集中执行伪像校正的数据处理器，其中该数据处理器适于执行以下操作加载该数据集并且基于该数据集重建该感兴趣对象的图像，其中在图像重建期间执行加权，并且该加权是基于统计因素进行的。有利地，这样做可以通过数据处理器的处理而获得改善的图像质量，其中包括由例如高衰减对象(比如金属)引起的伪像。根据如权利要求10所述的本专利技术的另一示范性实施例，基于包括多个更新步骤直到已满足结束标准的迭代算法来执行图像重建，其中该迭代算法是最大似然性算法，并且重建的图像具有最高似然性。此外，在所述多个更新步骤当中的每个更新步骤中执行加权。有利地，该迭代方法可以允许具有较少伪像的图像改善和快速收敛。根据如权利要求11所述的本专利技术的另一示范性实施例，提供一种CT扫描器系统，其包括用于存储感兴趣对象的数据集的存储器和用于在该感兴趣对象的数据集中执行伪像校正的数据处理器，其中该数据处理器适于执行以下操作加载该数据集并且基于该数据集重建该感兴趣对象的图像，其中统计加权是在图像重建期间执行的。有利地，这样做允许获得例如患者身体的一部分的改善的CT图像质量，其中由数据处理器处理所采集的数据，其中包括由例如高衰减对象(比如假体(prosthesis)或其它植入物引起的伪像)。本专利技术还涉及一种计算机程序，其例如可以在处理器(比如图像处理器)上执行。这种计算机程序可以是例如CT扫描器系统的一部分。根据本专利技术的一个示范性实施例，该计算机程序在权利要求12中阐明。该计算机程序可以被优选地加载到各数据处理器的工作存储器中。从而，该数据存储器被装备成实施本专利技术方法的示范性实施例。该计算机程序可以用任何合适的语言写成(例如C++)，并且可以存储在计算机可读介质(比如CD-ROM)上。而且，这些计算机程序可以从网络获得(比如万维网)，这些计算机程序可以从网络下载到各图像处理单元或处理器，或者任何合适的计算机。作为本专利技术的一个示范性实施例的主旨，可以看出，图像中的伪像是在图像重建期间基于统计加权而被校正的。这可以导致具有较少伪像的改善的图像质量。本专利技术的这些和其它方面将会从此后描述的实施例中变得更为明显，并且将参照此后描述的实施例对其进行阐述。下面将参照下列附图描述本专利技术的示范性实施例附图说明图1示出根据本专利技术的计算机断层摄影(CT)扫描器的一个实施例的简化图示。图2示出采用根据本专利技术的一个示范性实施例的最大似然性算法(左侧)和统计不确定性加权最大似然性算法得出的头部幻影的重建图像切片(右侧)。图3示出根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在感兴趣对象的数据集中进行伪像校正的方法，该方法包括以下步骤：基于该数据集重建该感兴趣对象的图像；其中在图像重建期间执行统计加权。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A齐格勒，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]