[發明專利]深度增強的斷層合成重建

在審

• 申請號: 201780032005.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN109313816A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: K·埃哈德
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄;王英

一種圖像處理系統(IPS)以及相關的方法和成像裝置(IAR)。所述系統(IPS)包括輸入接口(IN)，其用于接收i)先前根據沿不同投影方向采集的被成像對象(BR)的投影圖像(π)重建的3D輸入圖像體積(V)以及ii)對所述輸入體積(V)中的圖像結構的指定。所述系統(IPS)的模型形成器(MF)被配置為基于所述指定來形成針對所輸入的3D圖像體積中的所述結構的3D模型(m)。所述系統(IPS)的體積適配器(VA)被配置為基于所述3D模型(m)來調整所述輸入圖像體積以如此形成3D輸出圖像體積(V')。

技術領域

本發明涉及圖像處理系統、圖像處理方法、成像裝置、計算機程序單元以及計算機可讀介質。

背景技術

斷層合成使得有限角度斷層攝影成像具有良好的“平面內”(即，與中心投影方向正交)分辨率，但是具有較差的深度分辨率。相對小的斷層攝影角度導致結構模糊，其在相鄰切片中呈現為“平面外”(即，在沿中心投影方向的深度方向上)偽影。諸如病變的診斷上相關的結構在平面內被很好地定義(或“描繪”)，但是通常很難(如果有的話)貫穿平面描繪。

此外，由于有限的斷層攝影角度問題，通常存在若干解決方案，這些解決方案都與測量的投影數據一致。換句話說，迭代的斷層合成重建算法可以收斂到這些解中的任何一個，但是收斂并不一定意味著得到的解是被成像對象的真實圖像。

發明內容

因此，可能需要新穎的系統和相關的方法來解決成像領域中的上述缺點中的一些缺點。

通過獨立權利要求的主題解決了本發明的目的，其中，進一步的實施例被包含在從屬權利要求中。應當注意，本發明的以下描述的方面同樣適用于圖像處理方法、成像裝置、計算機程序單元以及計算機可讀介質。

根據第一方面，提供了一種圖像處理系統，包括：

輸入接口，其用于接收i)先前根據沿不同投影方向采集的被成像對象的投影圖像重建的(第一)3D輸入圖像體積以及ii)對所述輸入體積中的圖像結構的指定；

模型形成器，其被配置為基于所述指定來形成針對所輸入的3D圖像體積中的所述結構的3D模型；以及

體積適配器，其被配置為基于所述3D模型來調整所述輸入圖像體積以如此形成3D輸出圖像體積。

根據一個實施例，所述系統包括重建器，所述重建器被配置為基于所述輸出圖像體積來重建新圖像體積。具體地，設想所述輸出圖像體積用作迭代重建算法中的初始圖像。

所提出的方法和系統在小斷層攝影角度成像中是特別有利的。這是因為在這些成像應用中，明顯缺乏深度分辨率，這可以通過包括與輸入體積中觀察到的結構相關的幾何先驗知識而至少部分地得到補償。根據模型修改第一輸入體積中的圖像信息以包括深度信息允許鼓勵(特別是迭代的)重建器朝向更好的解收斂，即朝向與從諸如均勻圖像的標準圖像開始迭代重建相比更真實的解收斂。

這允許對抗在有限角度斷層攝影中經常遇到的效果，其中(迭代)重建算法已經被觀察到背離最優解收斂。其原因在于，特別是(被成像對象內的)其深度未知的高對比度子對象(例如病變，乳房X射線攝影中的鈣化或駐留在解剖結構中的外來對象，例如在介入期間的線和針)傾向于將偽影結構傳播到相鄰切片中。這可能導致迭代重建算法收斂到不真實的解，特別是當重建從除了本文提出的標準初始圖像之外的標準初始圖像開始時。

所提出的系統使用關于結構的大小的先驗信息來改善該結構在深度方向上的定義，并因此減少在不從如本文所提出的特別調諧的初始圖像開始的情況下在標準迭代重建中由該結構產生的圖像偽影。所提出的系統還允許增加焦平面中的底層結構的對比度-噪聲比。

盡管主要設想經調整的輸出體積用作開始迭代重建的初始圖像，但是還設想了其他用途，例如在監視器設備上顯示以用于訓練目的。