[發明專利]用于減少成像數據中的局部偽影的方法和系統

有效

• 申請號: 201380010576.X
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN104135931B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: A·A·伊索拉;E·S·漢西斯;J·維格特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B6/03;G06T5/00;G06T7/00;G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 劉瑜,王英

技術領域

本申請總體上涉及成像領域，并且更具體地涉及一種用于在醫療X射線計算機斷層攝影(CT)成像中減少運動偽影的方法和系統。本申請主題還應用于涉及運動偽影的其他成像系統中，例如還應用于通用放射成像(GR)、磁共振成像(MR)、核醫學(NM)以及其組合。核醫學例如包括單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)成像系統和正電子發射斷層攝影(PET)成像系統。

然而，在其更廣泛的方面，本申請主題不限于醫療成像領域，并且可以適用于非醫療領域中的成像系統。這些成像系統通常收集關于諸如人類的對象的成像數據，并且記錄該成像數據以供后續的分析和使用。這樣的使用例如包括醫療診斷、跟蹤人體內的腫瘤的生長或性質、出于安全目的尋找諸如槍和刀的非法或危險物品等。因此，盡管一個實施例是醫療成像并且以下描述的大部分涉及醫療成像領域，但本發明也適應于其他領域。

背景技術

成像研究通常遭受運動偽影。這是在由組合的SPECT/CT系統或使用平板X射線探測器的其他放療系統記錄的錐形束計算機斷層攝影(CBCT)研究中的特有的問題。這樣的研究通常用于對來自SPECT和CT成像模態的成像數據的衰減校正和定位，并且還用于圖像引導的放療中的目標定位。這些CBCT系統通常具有大約幾秒或甚至幾分鐘的機架旋轉時間，這使成像數據對來自患者運動的偽影敏感。這些偽影擾亂進行解讀的醫師、降低成像研究中的置信度并且可以損害衰減校正的準確度。

在成像采集期間通過成像空間內的患者的適當的準備，并且通過指導患者在記錄成像數據的同時保持靜止能夠控制大多數自發的患者運動。然而，諸如心臟運動、在較長的成像掃描期間的呼吸、腸氣運動等的非自發的患者運動不能如此容易地避免。特別地，患者腸道中的泡的運動能夠引起強烈的運動偽影。因此，期望減少非自發的運動偽影的軟件解決方案。

已經存在在CBCT重建以及其他成像技術期間減少運動偽影的若干方法。這些方法包括經運動補償的重建、基于投影的運動補償等?？傮w上，這些已知的方法需要估計(一個或多個)移動對象的形狀和運動。它們通常額外地依賴于關于(一個或多個)移動對象的假設，例如剛性、平滑度或者運動的周期性。這樣的已知方法通常關注大的對象運動或周期性對象運動。不能容易地將它們適用于腸氣運動，其中，移動的泡是小的、形狀是變化的并且以不可預料和非平滑的方式運動。另外，經運動補償的重建和運動估計通常是非常需要計算量的。

發明內容

當前描述的方法克服了這些問題。它們不要求對運動向量場的估計，并且它們能夠適用于諸如腸氣泡的不規則形狀的對象。能夠在完全后重建的基礎上實施該方法，以使它們計算高效。該方法導致運動偽影的視覺減少，并因此改進整體圖像質量，增強研究的置信度，并且可以提高伴隨的SPECT研究的衰減校正的準確度。另外，置信度的測量能夠被導出并被呈現給用戶，以識別可能受到運動偽影影響的成像數據區域。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于減少成像數據中的局部偽影的方法。該方法包括：分割成像數據以識別成像數據中的一個或多個可疑區域，預計在所述可疑區域附近出現局部偽影；在每個可疑區域周圍定義成像數據中的感興趣的偽影包含區域；針對感興趣的偽影包含區域的圖像數據定義一個或多個類，并且將每個類與至少一個典型成像值相關聯；將感興趣的偽影包含區域內的圖像數據的每項分配給這些類中的一個；確定偽影包含區域內的局部偏置場，所述局部偏置場針對偽影包含區域內的圖像數據的每項描述了所計算的成像值與基于所述分類的成像典型值之間的差的；以及將局部偏置場應用到偽影包含區域內的成像數據以產生經偽影校正的成像數據。也提供了對應的系統。另外，能夠確定置信度的局部度量以警告用戶可能受到偽影影響的區域。

附圖說明

在閱讀以下詳細描述的若干實施例后，許多優點和益處對于本領域技術人員將變得顯而易見的。本發明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種過程操作和過程操作的安排的形式。附圖僅出于圖示許多實施例的目的，并且不得被解釋為對本發明的限制。

圖1是示范性醫療CT成像系統100，其中固定機架的一部分被切除以披露機架內的旋轉X射線源和數據測量系統；

圖2圖示了一種用于減少成像數據中的運動偽影的示范性方法200；

圖3是經分割的重建數據的示意性典型圖示；

圖4是包括在腸氣泡周圍定義的偽影包含區域的經分割的重建數據的示意性典型圖示；以及

圖5是包括在骨骼區域周圍定義的偽影包含區域的經分割的重建數據的示意性典型圖示。

具體實施方式