[發明專利]X射線CT的自動系統校準方法在審

申請號：	201680026497.1	申請日：	2016-03-21
公開（公告）號：	CN107592935A	公開（公告）日：	2018-01-16
發明（設計）人：	王革;陳綿毅;奚巖;叢文相	申請（專利權）人：	倫斯勒理工學院
主分類號：	G06T11/00	分類號：	G06T11/00;A61B6/00;A61B6/03
代理公司：	北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙)11413	代理人：	謝攀,劉繼富
地址：	美國***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	射線 ct 自動系統校準方法
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【說明書】：

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年3月20日提交的序列號為62/135861的美國臨時申請的權益，故通過引用的方式將包括任何圖形、表格和附圖在內的上述申請的全部內容并入本文。

政府支持

本發明是在美國國立衛生研究院授予的第R01EBO 16977和U01 EB017140號撥款的政府支持下進行的。政府對本發明有一定的權利。

背景技術

在醫學成像領域，X射線計算機斷層掃描(CT)提供了關鍵的診斷信息。近年來，已經開發了CT技術，來以低輻射劑量提供高質量的圖像。患者運動或不準確的機器能夠導致X射線源與被掃描對象的中心之間不準確的投影角度或距離，從而導致不準確的結果。這一領域的另一個挑戰性問題是幾何校準，例如C型臂CT和超高分辨率CT的幾何校準。這個問題也與剛性患者運動補償有關，因為運動在成像組件與患者身體之間是相對的。

為了進行幾何校準和運動校正，最近已經提出了許多方法。已經提出了具有校準模體的分析方法和具有或不具有校準模體的迭代方法。分析方法廣泛應用于工業CT，并且能夠基于對錐束幾何中的橢圓參數的識別。一些校準方法是迭代的，例如針對錐束CT的基于優化的校準、針對錐束CT的自校準和針對錐束微CT的自校準。在有關幾何校準和運動減少的文獻中有共同之處。一些運動減少方法甚至使用多源檢測器系統或者在避免受運動影響的數據時運用快速掃描，而其他方法估計患者運動并補償其影響。然而，這些方法中的每一種都有局限性。

發明內容

本發明提供用于使用一個或更多個迭代重建算法在計算機斷層(CT)掃描(例如X射線CT掃描)中進行幾何校準和圖像重建的新穎且有利的系統和方法。能夠使用迭代重建算法(例如基于全變差(Total Variation))以重建經改善的圖像，然后能夠使用經改善的圖像，例如通過使用局部線性嵌入(LLE)方法，來調整不準確的參數。進而能夠使用經調整的參數重建新圖像，然后能夠用該新圖像來進一步調整參數。能夠重復該迭代過程的步驟，直到滿足質量閾值。這能夠導致針對X射線CT的自動系統校準，而不是現有技術中的基于準確但昂貴的機器的參數調整方法和系統。

在實施方案中，重建CT圖像的方法能夠包括：獲得初始CT圖像；對初始CT圖像執行重建算法以獲得初始CT圖像的重建圖像；使用重建圖像(例如使用LLE方法)來調整與圖像相關聯的一個或更多個參數；使用經調整的一個或更多個參數對重建圖像執行重建算法以獲得更新的重建圖像；迭代地重復參數調整和圖像重建的更新(每次使用最新更新的重建圖像，并且每次更新相同的一個或更多個參數)，直到滿足預定特征的閾值。

在另一實施方案中，CT系統能夠包括：輻射源；用于檢測來自輻射源的輻射的檢測器；以及包括計算機可讀介質的計算機，該計算機可讀介質具有存儲在其上的、用于執行本發明的方法的計算機可執行指令。

附圖說明

圖1示出根據本發明的實施方案的基于局部線性嵌入(LLE)的校準的流程圖。

圖2A示出在進行任何補償之前的Shepp-Logan模體的圖像。

圖2B示出根據本發明的實施方案在25次校準迭代之后的圖2A的模體的圖像。

圖3示出根據本發明的實施方案的均方根誤差(RMSE)相對于校準的迭代的曲線圖。

圖4示出根據本發明的實施方案的平均角度誤差相對于校準迭代的曲線圖。

圖5A示出角度誤差相對于角度數的曲線圖。

圖5B示出根據本發明的實施方案的校準的角度誤差相對于角度數的曲線圖。

圖6示出根據本發明的實施方案的平均原始源對象距離(OS)誤差相對于校準迭代的曲線圖。

圖7A示出OS誤差相對于角度數的曲線圖。

圖7B示出根據本發明的實施方案的校準的OS誤差相對于角度數的曲線圖。