[發(fā)明專利]具有增強(qiáng)噪聲控制濾波的迭代重建

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410119261.5
• 申請(qǐng)日: 2006-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103824266A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·耶;L·邵;Z·趙;M·K·德賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00680035257.4、名稱為“具有增強(qiáng)噪聲控制濾波的迭代重建”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及診斷成像系統(tǒng)和方法。它認(rèn)為與正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和單光子發(fā)射斷層攝影(SPECT)系統(tǒng)一起有特別應(yīng)用，并將特別參考這些系統(tǒng)進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)到的是，本發(fā)明也可應(yīng)用于其它醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)(CT)等，以及非醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。

核醫(yī)學(xué)成像使用放射性源對(duì)患者進(jìn)行成像。典型地，將放射性藥物注射到患者體內(nèi)。放射性藥物成分含有以可預(yù)測(cè)的速率和特征能量經(jīng)歷伽馬射線衰減的放射性同位素。將一個(gè)或多個(gè)輻射探測(cè)器靠近患者放置，用于監(jiān)測(cè)和記錄發(fā)射出的輻射。有時(shí)，探測(cè)器圍繞患者旋轉(zhuǎn)或編制索引(index)，以從多個(gè)方向監(jiān)測(cè)發(fā)射出的輻射。基于諸如探測(cè)到的位置和能量的信息，確定體內(nèi)的放射性藥物分布，并且重建分布的圖像，以研究循環(huán)系統(tǒng)、所選器官或組織中的放射性藥物吸收等。

典型地，在迭代重建技術(shù)中，將圖像數(shù)據(jù)的重建體積的估計(jì)值被正向投影到探測(cè)器的平面上。將正向投影的數(shù)據(jù)與測(cè)得的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果重建圖像的估計(jì)值很理想，那么這兩種投影數(shù)據(jù)將相互匹配且沒(méi)有差別。然而，在構(gòu)建圖像時(shí)，通常存在差別或誤差。然后將該誤差或其逆反向投影到圖像體積以校正體積圖像并且為下次迭代創(chuàng)建新的估計(jì)值。

典型地，迭代重建步驟繼續(xù)進(jìn)行直到測(cè)得的數(shù)據(jù)集和正向投影的數(shù)據(jù)集在可接受的誤差范圍內(nèi)相互匹配。然而，尤其是在核醫(yī)學(xué)中，存在噪聲問(wèn)題。即，測(cè)得的投影混雜有噪聲并且正向投影也混雜有噪聲。作為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，該噪聲絕對(duì)不會(huì)相互匹配。因此，迭代過(guò)程若運(yùn)行太長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)開(kāi)始退化重建的圖像。一項(xiàng)技術(shù)是在重建期間的一點(diǎn)處對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，或?qū)χ亟▓D像進(jìn)行濾波。盡管這樣的濾波有助于降低圖像中的噪聲，但是它也降低圖像分辨率。

本發(fā)明提供了一種新的改進(jìn)的成像設(shè)備和方法，其克服了以上提及的問(wèn)題及其它方面。

根據(jù)一個(gè)方面，公開(kāi)了一種成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)輻射探測(cè)器，其被配置為探測(cè)來(lái)自受試者的輻射，接收所述輻射并生成測(cè)得的數(shù)據(jù)；以及圖像處理器，其迭代地將探測(cè)到的輻射重建成圖像表示，在每次重建迭代中，所述圖像處理器至少對(duì)所述測(cè)得的數(shù)據(jù)和前一迭代圖像表示的一部分之間的差異應(yīng)用降噪算法。所述圖像處理器包括正向投影器，其從圖像存儲(chǔ)器中正向投影所述前一迭代圖像表示，其中對(duì)所述迭代圖像表示進(jìn)行迭代重建；比較器，其將經(jīng)處理的正向投影迭代圖像表示與經(jīng)處理的測(cè)得投影數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且基于所述比較，確定差異數(shù)據(jù)；反向投影器，其將所述差異數(shù)據(jù)反向投影為重建的差異數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)更新器，其用所述重建的差異數(shù)據(jù)將所述前一迭代圖像表示更新為重建的圖像數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)操縱器，其使用第一降噪算法處理所述正向投影的迭代圖像表示；以及第二數(shù)據(jù)操縱器，其使用第二降噪算法處理所述測(cè)得的投影數(shù)據(jù)，其中，通過(guò)使得所述第一降噪算法和所述第二降噪算法為相同類型的算法，所述第一降噪算法被配置為抵消所述第二降噪算法在所述差異數(shù)據(jù)上的模糊效應(yīng)。

根據(jù)另一方面，公開(kāi)了一種成像方法，其包括探測(cè)來(lái)自受試者的輻射；

生成測(cè)得的數(shù)據(jù)；以及迭代地將探測(cè)到的輻射重建為圖像表示，在每次重建迭代中，至少對(duì)所述測(cè)得的數(shù)據(jù)和前一迭代圖像表示的一部分之間的差異應(yīng)用降噪算法，所述迭代地重建的步驟包括：從圖像存儲(chǔ)器(42)中正向投影前一迭代圖像表示，其中對(duì)所述迭代圖像表示進(jìn)行迭代重建；使用第一降噪算法對(duì)所述正向投影的迭代圖像表示進(jìn)行處理；以及使用第二降噪算法對(duì)測(cè)得的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；將經(jīng)處理的正向投影迭代圖像表示與經(jīng)處理的測(cè)得投影數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；基于所述比較，確定差異數(shù)據(jù)，在所述差異數(shù)據(jù)中，所述第二降噪算法的模糊效應(yīng)通過(guò)使得所述第一降噪算法和所述第二降噪算法為相同類型的算法而被抵消；將所述差異數(shù)據(jù)反向投影為重建的差異數(shù)據(jù)；以及用重建的差異數(shù)據(jù)對(duì)所述前一迭代圖像表示進(jìn)行更新。