成像数据的多部分对准制造技术

提供了一种对准成像数据的多个体积部分的方法。该方法包括对准主体积部分和与该主体积成像部分相邻的次体积部分，以便将次体积部分移动到与主体积部分对准。还提供了一种用于执行该方法的相关装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像数据的多部分对准本专利技术一般地涉及成像领域并且更具体地涉及对准成像数据的多个体积部分以消除伪影且同时维持几何形状准确性。本申请的主题具体应用于基于X射线的成像系统，特别是计算机断层摄影(CT)成像系统，并将具体參考该系统进行描述。然而，它也可以结合其他成像系统使用，例如结合单光子发射计算机断层摄影(SPECT)或正电子发射断层摄影(PET)成像系统。根据本专利技术的ー个方面，提供了一种对准成像数据的多个体积部分的方法。该方 法包括选择主体积部分和与主体积成像部分相邻的次体积部分，以便将次体积部分移动到与主体积部分对准。然后确定ー个或多个z轴对准參数及x、y轴參数，以便使次体积部分的位置移位以使次体积部分与主体积部分对准。还提供了一种用于执行该方法的相关装置。存在许多可用的体积数据对准算法，每种算法适用于特定的应用。在一种应用中，本专利技术的方法可以结合组合式SPECT/CT或PET/CT成像系统的CT部件使用，从而使得最终的CT图像坐标系与用于SPECT/CT或PET/CT配准的CT坐标相一致。然后最終的CT图像可以容易地与SPECT或PET成像数据配准，以生成定位和衰减校正系数。在本专利技术的另ー个有益应用中，成像数据的体积部分的对准可以与成像数据采集同时期进行，从而減少生成最终图像所选的总体时间量并且有效地使用计算和存储资源。此外，本专利技术是稳健的并且即使被成像的人或对象在成像采集过程中在成像台上移动位置，也能够给出准确的結果。本领域普通技术人员在阅读优选实施例的以下详细描述后将容易想到许多额外的优点和益处。本专利技术可以体现为各种部件和部件的布置以及各种方法操作和方法操作的布置。附图仅用于图示说明优选的实施例，而不应被解读为限制本专利技术。图I是示例性CT成像系统，其中静止扫描架的一部分被切除以显露旋转扫描架、X射线源和数据测量系统；图2A和图2B分别是通过组合三个不同的体积部分而未去除最终伪影所得到的CT图像的侧视图和顶视图；图3图示说明对准成像数据的多个体积部分以去除伪影的示例性方法；图4A至图4E示意性图示说明对准五个不同的体积部分S1至S5，其从成像数据的一端延伸并且在ー个方向上传播经过整组成像数据；图5A至图5E示意性图示说明对准五个不同的体积部分S1至S5，其从中心部分延伸并在两个相反的方向上传播经过整组成像数据；并且图6A和图6B分别是通过组合三个不同的体积部分并对准各部分以去除成像伪影所得到的CT图像的侧视图和顶视图。本专利技术的医学成像系统和装置一般是任何医学成像系统，例如CT、SPECT或PET成像系统。更具体地，通过參考附图说明图1，在示例性实施例中医学成像系统100是CT成像系统。CT成像采集系统102包括扫描架104和沿Z轴移动的台106。患者或其他被成像对象(未示出)躺在台106上并且被移动以被设置在扫描架104中的孔ロ 108内。一旦患者或对象就位，X射线源110就发射X射线的投射，其被扫描架104内部的X射线数据測量系统112收集。(在图I中切除扫描架104的一部分114以示出容纳在扫描架104内部的X射线源110和X射线数据測量系统112。)数据测量系统112包括设置在支架118上的若干光电探测器116。X射线源110和数据测量系统112—起绕孔ロ 108旋转以从不同位置记录CT成像数据。在一些实施例中这种旋转可以在台106静止的时候发生，在其他实施例中在“螺旋”扫描中这种旋转可以结合台106沿z轴的线性运动发生。该旋转是有可能的，因为X射线源110和支架118均被安装到扫描架104内部的公共转子(未示出)。然后CT成像采集系统102通过通信链路101将CT成像数据传递到CT成像、处理和显示系统120。虽然为了图示说明的目的在此将系统102和120示出和描述为分离的系统，但是在其他实施例中它们可以是单个系统的部分。CT成像数据被传递到图像处理器122，其将该数据存储在存储器124中。图像处理器122对CT成像数据进行电子处理以生成被成像患者或其他对象的图像。图像处理器122可以在相关联的显示器126上示出最終图像。诸如键盘和/或鼠标设备的用户输入128可以被提供给用户来控制处理器122。因此，前述的功能可以被执行为软件逻辑。如本文所用，“逻辑”包括但不限于用于执行功能或动作和/或导致来自另一部件的功能或动作的硬件、固件、软件和/或其组 合。例如，基于期望的应用或需求，逻辑可以包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)的离散的逻辑或其他编程的逻辑设备。逻辑也可以完全体现为软件。如本文所用，“软件”包括但不限于促使计算机或其他电子设备以期望的方式执行功能、动作或行为的ー个或多个计算机可读和/或可执行指令。这些指令可以体现为各种形式，诸如例程、算法、模块或包括来自动态链接库的分离的应用程序或代码的程序。软件也可以实现为各种形式，诸如独立程序、功能调用、伺服小程序、小应用程序、保存在诸如存储器124的存储器中的指令、操作系统的部分或其他类型的可执行指令。本领域普通技术人员将认识到软件的形式取决于例如期望的应用的需求、其运行的环境和或设计者/编程者的期望等。本文描述的系统和方法可以在各种平台上实现，所述平台包括例如联网控制系统和独立控制系统。另外，本文所示和所描述的逻辑优选存在于诸如存储器124的计算机可读介质中或其上。不同计算机可读介质的示例包括闪存存储器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PR0M)、电可编程只读存储器(EPR0M)、电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)、磁盘或磁带、包括⑶-ROM和DVD-ROM的光可读介质等。更进一歩，本文所描述的方法和逻辑可以合并成一个大的方法流程或者划分成很多子方法流程。本文已描述的方法流程的顺序不是至关重要的并且可以重新布置同时仍然完成相同的結果。实际上，本文所描述的方法流程可以根据授权或期望在其实现方式中被重新布置、整理和/或重新组织。成像系统100可以是仅提供基于CT的成像的独立単元，如图I所示。虽然未在图中示出，成像系统100可以额外包括与基于CT的成像部件相结合的适当的PET和/或SPECT的成像部件，或者一些其他种类的成像模态。无论采用哪种成像模态，不管是CT、SPECT、PET还是ー些其他模态还是其组合，由成像系统收集的成像数据都可以被以沿图I的纵向Z轴的分离的体积成像部分记录。相邻体积成像部分可能或可能不在一定程度上彼此交叠。分离的体积成像部分可以组合在一起以形成被成像的人或对象的ー个完整图像。这在例如图2A和图2B中示出。图2A是包括人的侧视图202的CT图像，而图2B是包括同一个人的顶视图204的CT图像。图像202和204均是从沿被成像的人的纵向z轴的三个分离的体积部分206A、206B和206C的组合得至IJ。在图像202和204中可以看出，三个分离的部分206A、206B和206C尚未被适当对准。这导致在成像数据的相邻体积部分206之间的边界线和/或交叠面积处出现成像伪影208。可以执行任何类型的成像采集以生成成像数据的分离的体积部分206，但是在优选实施例中，执行步进-发射(step-and-shoot)成像采集以生成姆个部分206。在步进-发射成像采集中，台10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.18 US 61/287,9221.一种对准成像数据的多个体积部分(304)的方法(300)，其包括以下步骤 选择主体积部分和与所述主体积成像部分相邻的次体积部分，以便将所述次体积部分移动到与所述主体积部分对准； 确定ー个或多个z轴对准參数(310)，以便在z轴方向使所述次体积部分的位置移位以沿所述z轴方向使所述次体积部分与所述主体积部分对准； 确定ー个或多个x、y轴对准參数(314),以便沿X轴方向和y轴方向使所述次体积部分的位置移位以沿所述X轴方向和所述y轴方向使所述次体积部分与所述主体积部分对准； 应用(316)所述ー个或多个z轴參数(310)和所述ー个或多个X、y轴參数(314)来使所述次体积部分的位置移位以使其与所述第一体积部分对准。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述主体积部分和所述次体积部分两者的位置均 能够在对准过程中移动。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述次体积部分的位置能够在对准过程中移动，而所述主体积部分的位置在对准过程中固定。4.如权利要求I所述的方法，其中，存在从所述z轴的第一端处的第一体积部分S1到所述z轴的与所述第一端相反的第二端处的最后体积部分Ss以连续顺序沿所述z轴方向对准的S个体积部分(304)，且S等于或大于3，所述方法还包括 首先使所述第一体积部分S1与第二体积部分S2对准，然后使所述第二体积部分S2与第三体积部分S3对准，并且在沿所述z轴方向的单方向传播中继续将相邻的部分对准在一起，直到每个成像部分S都已经被与其相邻的成像部分对准。5.如权利要求I所述的方法，其中，存在从所述z轴的第一端处的第一体积部分S1到所述z轴的与所述第一端相反的第二端处的最后体积部分Ss以连续顺序沿所述z轴方向对准的S个体积部分(304)，且S等于或大于3，所述方法还包括 选择在所述第一体积部分S1与所述最后体积部分Ss之间的初始体积部分，并且在沿所述z轴朝向所述第一端的第一方向上使所述初始体积部分和与所述初始体积部分相邻的另一体积部分对准，并且继续相继地对准在所述第一方向上行进的相邻的体积部分，直到所述第一体积部分S1被对准； 然后在沿所述z轴朝向所述第二端的第二方向上使所述初始体积部分和与所述初始体积部分相邻的另一体积部分对准，并且继续相继地对准在所述第二方向上行进的相邻的体积部分，直到所述最后体积部分Ss被对准。6.如权利要求4或5所述的方法，还包括使用双线性内插方法。7.如权利要求I所述的方法，其中，确定ー个或多个z轴对准參数包括在所述主体积部分中选择主成像切片，使得所述主成像切片垂直于z轴，并且其中，所述次体积部分包括垂直于所述Z轴的多个次成像切片，所述方法还包括 将所述多个次成像切片中的每ー个与所述主成像切片相比较，以估计所述多个次成像切片中的哪ー个与所述主成像切片最佳匹配。8.如权利要求I所述的方法，其中，确定ー个或多个x、y轴对准參数(314)包括定义位移矢量，该位移矢量具有对应于沿所述X轴方向的线性平移位移的第一值、对应于沿所述I轴方向的线性平移位移的第二值以及对应于绕所述z轴的旋转位移的第三值。9.如权利要求8所述的方法，其中，确定ー个或多个x、y轴对准參数(314)还包括定义取决于所述位移矢量的误差函数，并且基于所述位移矢量的变化估计所述误差函数的最大值或最小值，以确定被用于使所述次体积部分的位置移位以使其与所述主体积部分对准的所述第一值、所述第二值和所述第三值。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述误差函数还取决于圆形掩模函数。11.如权利要求9所述的方法，其中，利用最小二乗法或单纯形法或者最小二乗法与单纯形法的组合来确定所述最大值或最小值。12.一种用于对准成像数据的多个体积部分(304)的成像、处理和显示系统(120)，所述系统包括逻辑以便 选择主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·X·旺，T·劳伦斯，D·索厄德斯埃梅德，
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：