根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行成像的成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于根据能量相关投影数据来对感兴趣区域进行成像的成像系统，其中所述成像系统包括用于提供所述感兴趣区域的能量相关第一投影数据的投影数据提供单元（１、２、３、６、７、８）。所述成像系统还包括衰减分量图像生成单元（１２），用于通过使用模型生成能量相关第二投影数据来生成所述感兴趣区域的衰减分量图像，在该模型中所述投影数据取决于衰减分量图像。所述分量图像生成单元（１２）适于生成所述衰减分量图像，从而使所述第二投影数据相对所述第一投影数据的偏差减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行成像的成像系统、成像方法和计算机程序。
技术介绍
US 6， 507， 633 Bl公开了一种计算机断层摄影系统，其根据经测量的能量相关投影数据重建感兴趣区域的初始图像。将该初始图像分割成若干部分，其中每个部分代表另一种材料。例如，一个部分可以代表骨骼，而另一个部分可以代表患者的软组织。使用一种模型来生成经计算的能量相关投影数据，其考虑到不同部分中不同种类的材料的不同吸收分布，并且通过修改不同部分中不同种类的材料的不同吸收分布来使经计算的能量相关投影数据相对经测量的投影数据的偏差最小化，从而得到感兴趣区域的图像。 感兴趣区域的图像的这种重建是基于初始分割的。计算机断层摄影图像的分割通常是不准确的，特别是当需要分割的物体的一些部分具有与导致最终重建图像中的伪影的图像值几乎相同的图像值时。此外，初始图像的分段时非常耗时的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行成 像的成像系统，其中减少了感兴趣区域的重建图像中的伪影。本专利技术的另一个目的是提供 用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行成像的相应成像方法和相应计算机程序。 在本专利技术的一个方面中，提供一种用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行 成像的成像系统，其包括投影数据提供单元和衰减分量图像生成单元，该投影数据提供单 元用于提供感兴趣区域的能量相关第一投影数据，而该衰减分量图像生成单元用于通过使 用模型生成能量相关第二投影数据来生成感兴趣区域的衰减分量图像，在该模型中所述投 影数据取决于衰减分量图像，其中衰减分量图像生成单元适于生成衰减分量图像，从而减 小第二投影数据相对第一投影数据的偏差。 本专利技术基于的思想是不仅重建感兴趣区域的一幅图像，而是重建作为衰减分量图 像的若干图像。衰减分量图像是具有由某些衰减效应导致的图像元素的图像。这些衰减效 应可以是感兴趣区域内的某些材料的吸收。例如，一种衰减分量图像可以是由某种材料的 吸收产生的图像，而另一种衰减分量图像可以是由另一种材料的吸收产生的图像。作为替 代或附加，可能仅由一种或若干种不同物理效应产生衰减分量图像。例如，一种衰减分量图 像可以是由Compton效应产生的图像，而另一种衰减分量图像可以是由光电效应产生的图 像。根据本专利技术，由于每幅衰减分量图像是感兴趣区域的图像，其中每幅衰减分量图像表示 某种衰减效应，因此感兴趣区域的图像的初始分割是不需要的，由此减少重建图像内的伪 影并消除初始分割的计算成本。 所述成像系统优选为计算机断层摄影系统，其中所述投影数据提供单元优选为用 于发射横穿感兴趣区域的辐射特别是用于发射多色辐射的辐射源、用于探测在横穿感兴趣区域后取决于辐射的能量相关第一投影数据的探测单元以及相对于感兴趣区域移动该辐 射源和该探测单元的移动单元的组合。所述移动单元可以包括旋转扫描架，在其上安装有 该辐射源和该探测单元，并优选包括能平行于扫描架的旋转轴线移动的平台或带子。所述 投影数据提供单元也可以是在其上存储经测量的或经模拟的能量相关第一投影数据的存 储单元。此外，所述投影数据提供单元可以是任何能够提供能量相关投影数据的单元。例 如，所述投影数据提供单元也可以是C形臂系统或核成像系统。 优选地，对所述衰减分量图像生成单元加以调适，从而使至少两幅所述衰减分量 图像在空间上重叠。两幅或更多幅衰减分量图像可以在空间上部分重叠，但是优选至少两 幅，特别是所有衰减分量图像覆盖整个感兴趣区域，即所有衰减分量图像完全重叠。如果所 述衰减分量图像重叠，则可以考虑感兴趣区域内同一位置处即同一图像元素内的不同衰减 效应，也就是说可以分离感兴趣区域内同一位置处的不同衰减效应。 在一个实施例中，所述成像系统还包括衰减分量图像组合单元，用于组合衰减分 量图像以得到组合衰减分量图像。通过组合衰减分量图像，可以实现较大的信噪比。 进一步优选地，所述衰减分量图像生成单元适于生成所述衰减分量图像，从而通 过使得在给定衰减分量图像下第一投影数据的可能性最大化而生成所述衰减分量图像来 减小第二投影数据相对第一投影数据的偏差。由于所述第二投影数据取决于所述衰减分量 图像，可以通过使在给定第一投影数据下衰减分量图像的可能性最大化来有效地使第二投 影数据相对第一投影数据的偏差最小化，由此进一步减少感兴趣区域的衰减分量图像中的 伪影。 在优选实施例中，所述投影数据提供单元适于提供包括能量窗口中的投影数据值 的能量相关第一投影数据，其中所述衰减分量图像生成单元适于为每个能量窗口中的第一 投影数据的每个投影数据值确定在给定第二投影数据的相应数据值下第一投影数据值的 可能性，并且适于生成衰减分量图像，从而使针对每个能量窗口中的第一投影数据的每个 投影数据值确定的可能性的乘积被最大化。这种可能性的使用允许以简单的方式确定衰减 分量图像，其中进一步减小所得的衰减分量图像中的伪影。 进一步优选地，所述衰减分量图像生成单元适于确定在给定衰减分量图像和噪声 模型下第一投影数据的可能性。由于该可能性不仅考虑第一投影数据，而且考虑噪声模型， 因此，经重建的衰减分量图像的质量将得到进一步的提高。该噪声模型取决于第一投影数 据中出现的噪声。优选地，该噪声模型是Poisson模型。更优选地，该噪声模型是Poisson 模型，且其中第二投影数据是平均值。 在本专利技术的另一方面中，提供一种用于根据所提供的能量相关第一投影数据来确 定感兴趣区域的衰减分量图像的确定设备，其包括衰减分量图像生成单元，用于通过使用 模型生成能量相关第二投影数据来生成所述感兴趣区域的衰减分量图像，在该模型中所述 投影数据取决于衰减分量图像，其中所述衰减分量图像生成单元适于生成所述衰减分量图 像，从而减小所述第二投影数据相对所述第一投影数据的偏差。 在本专利技术的另一方面中，提供一种用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行 成像的成像方法，其中所述成像方法包括提供所述感兴趣区域的能量相关第一投影数据的 步骤，并且其中所述成像方法包括以下步骤通过使用模型生成能量相关第二投影数据来 生成所述感兴趣区域的衰减分量图像，在该模型中所述投影数据取决于衰减分量图像，其中生成所述衰减分量图像，从而减小所述第二投影数据相对所述第一投影数据的偏差。 在本专利技术的另一方面中，提供一种用于根据所提供的能量相关第一投影数据确定感兴趣区域的衰减分量图像的确定方法，所述确定方法包括以下步骤通过使用模型生成能量相关第二投影数据来生成所述感兴趣区域的衰减分量图像，在该模型中所述投影数据取决于衰减分量图像，其中生成所述衰减分量图像，从而减小所述第二投影数据相对所述第一投影数据的偏差。 在本专利技术的另一方面中，提供一种用于根据能量相关投影数据对感兴趣区域进行 成像的计算机程序，其中所述计算机程序包括程序代码装置，当所述计算机程序在控制如 权利要求1所述的成像系统的计算机上运行时，所述程序代码装置促使所述成像系统执行 如权利要求8所述的方法的步骤。 在本专利技术的另一方面中，提供一种用于根据能量相关投影数据确定感兴趣区域的 衰减分量图像的计算机程序，其中所述计算机程序包括程序代码装置，当所述计算机程序 在控制如权利要求7所述的确定设备的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据能量相关投影数据来对感兴趣区域进行成像的成像系统，其包括：－投影数据提供单元（１、２、３、６、７、８），其用于提供所述感兴趣区域的能量相关第一投影数据，其特征在于－衰减分量图像生成单元（１２），其用于通过使用模型生成能量相关第二投影数据来生成所述感兴趣区域的衰减分量图像，在所述模型中所述投影数据取决于衰减分量图像，其中，所述衰减分量图像生成单元（１２）适于生成所述衰减分量图像，从而减小所述第二投影数据相对所述第一投影数据的偏差。

【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：R普罗克绍，
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]