成像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對對象成像的成像裝置（31）。重建單元（12）確定對應例如對象的基礎材料的成分投影數(shù)據(jù)值，并且基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建對象的圖像。對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被確定為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述加權(quán)基函數(shù)取決于相同射線的能量投影數(shù)據(jù)值和相同射線的取向。這允許認為相應的分解可能取決于射線的取向，從而允許所述成像裝置改善將提供的能量投影數(shù)據(jù)值分解為成分投影數(shù)據(jù)值的質(zhì)量以及由此改善基于成分投影數(shù)據(jù)值而重建的對象的最終重建圖像的質(zhì)量。
【專利說明】成像裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對對象成像的成像裝置、成像方法和成像計算機程序。本發(fā)明還涉及一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成裝置、加權(quán)基函數(shù)生成方法和相應計算機程序，其由用于對對象成像的成像裝置能夠使用。
【背景技術(shù)】
[0002]Philip Stenner 等人在 Medical Physics, Vol.34, N0.9, p.3630-3641 (2007 年9 月)上的文章 “Empirical dual energy calibration (EDEC) for cone-beam computedtomography”公開了一種雙能量計算機斷層攝影系統(tǒng),其生成對應已經(jīng)貫穿被成像對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，其中，對于每個射線，生成針對兩個不同能量的能量投影數(shù)據(jù)值。取決于生成的能量投影數(shù)據(jù)值的分解函數(shù)，用于將生成的能量投影數(shù)據(jù)值分解成基礎材料投影數(shù)據(jù)值，使得針對每個射線確定兩個基礎材料投影數(shù)據(jù)值，其對應被成像對象的兩個不同的基礎材料。之后，經(jīng)分解的基礎材料投影數(shù)據(jù)值用于重建對應對象的第一基礎材料的第一基礎材料圖像以及對應對象的第二基礎材料的第二基礎材料圖像。分解函數(shù)是多項式函數(shù)，其中，使用基于校準體模閾圖像的最小二乘法擬合來確定多項式的系數(shù)。
[0003]將最初生成的能量投影數(shù)據(jù)值分解成基礎材料投影數(shù)據(jù)值能夠在確定基礎材料投影數(shù)據(jù)值中產(chǎn)生偽影，并且由此，在最終重建基礎材料圖像中產(chǎn)生偽影。因此，能夠降低最終重建基礎材料圖像的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于對對象成像的成像裝置、成像方法和成像計算機程序，其中，能夠改善重建圖像的質(zhì)量。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成裝置、加權(quán)基函數(shù)生成方法和相應計算機程序，其由用于對對象成像的成像裝置使用。
[0005]在本申請的第一方面，提出了一種用于對對象成像的成像裝置，其中所述成像裝置包括:
[0006]-投影數(shù)據(jù)提供單元，其用于提供能量投影數(shù)據(jù)值，所述能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿對象后的射線，
[0007]-重建單元，其用于基于提供的能量投影數(shù)據(jù)值來重建對象的圖像，其中，所述重建單元適于:
[0008]-通過對加權(quán)基函數(shù)進行組合來確定成分投影數(shù)據(jù)值，所述成分投影數(shù)據(jù)值對應貫穿對象后的射線并且對應對象的成分，所述加權(quán)基函數(shù)取決于提供的能量投影數(shù)據(jù)值，其中，對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被建模為加權(quán)基函數(shù)的組合,所述加權(quán)基函數(shù)取決于相同射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于相同射線的取向，
[0009]-基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建對象的圖像。
[0010]由于加權(quán)基函數(shù)取決于相應射線的取向，根據(jù)提供的能量投影數(shù)據(jù)值確定成分投影數(shù)據(jù)值能夠認為相應的分解可能取決于射線的取向，從而允許成像裝置改善將提供的能量投影數(shù)據(jù)值分解為成分投影數(shù)據(jù)值的質(zhì)量，并且改善基于成分投影數(shù)據(jù)值而重建的對象的最終重建圖像的質(zhì)量。
[0011]所述投影數(shù)據(jù)提供單元能夠是存儲單元，在所述存儲單元中已經(jīng)存儲能量投影數(shù)據(jù)值，并且能夠從中檢索能量投影數(shù)據(jù)值，以提供相同的能量投影數(shù)據(jù)值。投影數(shù)據(jù)提供單元也能夠是接收單元，其用于從例如能量投影數(shù)據(jù)值采集單元接收能量投影數(shù)據(jù)值，并且用于提供接收到的能量投影數(shù)據(jù)值。而且，投影數(shù)據(jù)提供單元也能夠是用于采集能量投影數(shù)據(jù)值的采集單元，如計算機斷層攝影采集單元或核采集單元。優(yōu)選地，投影數(shù)據(jù)提供單元適于提供針對不同能量的計算機斷層攝影投影數(shù)據(jù)值作為能量投影數(shù)據(jù)值。
[0012]成分投影數(shù)據(jù)值能夠?qū)膶ο蟮某煞质牵?，對象的某種材料，具體地說，當貫穿對象時影響射線的某種物理效應和/或某種基礎材料。物理效應是，例如，光電效應或康普頓效應(Compton effect)。重建單元能夠適于確定僅僅成分投影數(shù)據(jù)值的單個集合，其對應對象的某種成分，或適于確定成分投影數(shù)據(jù)值的若干個集合，其對應對象的不同成分，例如，其對應對象的不同材料和/或?qū)煌奈锢硇?。重建單元能夠適于基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值的單個集合或根據(jù)確定的成分投影數(shù)據(jù)值的若干個集合來重建對象的圖像。重建單元也能夠適于重建對象的若干幅圖像，其中，這些圖像中的每幅圖像基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值的相應的單個集合。例如，能夠重建一幅或若干幅圖像，其中，每個圖像示出單個基礎材料或單個物理效應。
[0013]加權(quán)基函數(shù)優(yōu)選地通過校準測量進行預定義。
[0014]優(yōu)選地，投影數(shù)據(jù)提供單元適于提供對應已經(jīng)由輻射源發(fā)射并且已經(jīng)貫穿對象的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，其中，射線的取向由扇角、錐角和輻射源的位置中的至少一個來定義。進一步優(yōu)選地，加權(quán)基函數(shù)在扇角和錐角中的至少一個中是對稱的。例如，如果取向至少由扇角和/或錐角來定義，則加權(quán)能夠取決于扇角和/或錐角的絕對值或平方。如果加權(quán)基函數(shù)取決于扇角，則能夠考慮貫穿被成像對象的輻射的扇角相關(guān)能量譜。例如，由射束成形器如蝶形濾波器，能夠?qū)е律冉窍嚓P(guān)的譜，所述射束成形器可以位于對象和發(fā)射貫穿對象的輻射的輻射源之間。如果加權(quán)基函數(shù)取決于相應射線的錐角，則能夠考慮錐角相關(guān)的譜，其能夠?qū)е略谧罱K重建圖像中足跟效應(Heel effect)偽影的減少。
[0015]當發(fā)射相應射線的輻射源和對象相對于彼此移動從而提供對應輻射源的不同位置的射線時，優(yōu)選地已經(jīng)采集提供的能量投影數(shù)據(jù)值。如果加權(quán)基函數(shù)取決于輻射源的該位置，具體地說，如果動態(tài)蝶形濾波器存在于對象和輻射源之間并且如果根據(jù)輻射源的位置動態(tài)地修改碟形濾波器，則能量投影數(shù)據(jù)值被分解為成分投影數(shù)據(jù)值的質(zhì)量以及由此最終重建圖像的質(zhì)量能夠被進一步提高。
[0016]優(yōu)選地，所述重建單元適于將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的總和。進一步優(yōu)選地，基函數(shù)取決于中間基函數(shù)的乘積，其中，第一中間基函數(shù)取決于能量投影數(shù)據(jù)值，并且第二中間基函數(shù)取決于相應射線的取向。第一中間基函數(shù)能夠是能量投影數(shù)據(jù)值的單項式。這允許以相對簡單的方式高質(zhì)量地將能量投影數(shù)據(jù)值分解為成分投影數(shù)據(jù)值。
[0017]進一步優(yōu)選地，所述重建單元適于針對不同種類的成分投影數(shù)據(jù)值使用加權(quán)基函數(shù)的不同集合。由此，例如，如果成分投影數(shù)據(jù)值應當涉及對象的不同基礎材料，則能夠使用加權(quán)基函數(shù)的第一集合，以及例如，如果成分投影數(shù)據(jù)值應當涉及在貫穿對象的同時引起輻射衰減的不同的物理效應，則能夠使用相應的加權(quán)基函數(shù)的第二集合。優(yōu)選地，加權(quán)基函數(shù)的不同集合的基函數(shù)是相同的，但集合與集合之間的權(quán)重是不同的，利用所述權(quán)重對加權(quán)基函數(shù)進行加權(quán)。
[0018]在實施例中，成像裝置還包括校準圖像提供單元，其用于提供校準對象的成分校準圖像，其中，成分校準圖像對應校準對象的成分，其中，投影數(shù)據(jù)提供單元適于提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的并且對應已經(jīng)貫穿校準對象后的射線，其中，成像裝置還包括用于提供基函數(shù)的基函數(shù)提供單元，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應已經(jīng)貫穿校準對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于射線的取向，其中，重建單元適于通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來提供加權(quán)基函數(shù)，通過將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的校準對象的圖像擬合至提供的校準圖像來確定權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于相同射線的校準能量投影數(shù)據(jù)值。這允許僅通過使用校準測量確定權(quán)重來提供加權(quán)基函數(shù)。
[0019]校準圖像提供單元能夠適于提供校準對象的若干幅成分校準圖像，其中，所述若干幅成分校準圖像對應校準對象的若干個成分。例如，第一成分校準圖像能夠?qū)谝换A材料，并且第二成分校準圖像能夠?qū)诙A材料，或者，第一成分校準圖像能夠?qū)怆娦?，并且第二成分校準圖像能夠?qū)灯疹D效應。相應地，重建單元能夠適于通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的若干權(quán)重集合來提供加權(quán)基函數(shù)，其中，確定的權(quán)重集合中的每個對應校準對象的某種成分。為了確定某個權(quán)重集合，重建單元能夠?qū)⒒谛食煞滞队皵?shù)據(jù)值而重建的校準對象的圖像擬合至相應的提供的成分校準圖像，所述校準成分投影數(shù)據(jù)值對應某個權(quán)重集合的成分，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)已經(jīng)通過某個權(quán)重集合進行加權(quán)，并且取決于相應的相同射線的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
[0020]在本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成裝置，其能夠由根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對對象成像的成像裝置使用，其中，所述加權(quán)基函數(shù)生成裝置包括:
[0021]-校準圖像提供單元，其用于提供校準對象的成分校準圖像，所述校準對象的成分校準圖像對應校準對象的成分，
[0022]-投影數(shù)據(jù)提供單元，其用于提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿校準對象后的射線，
[0023]-基函數(shù)提供單元，其用于提供基函數(shù)，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應已經(jīng)貫穿校準對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于射線的取向，
[0024]-重建單元，其用于通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來確定加權(quán)基函數(shù)，通過將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的校準對象的圖像擬合至提供的校準圖像來確定權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于相同射線的提供的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
[0025]加權(quán)基函數(shù)生成裝置也能夠適于針對不同成分(例如，針對不同基礎材料和/或針對不同物理效應)確定不同的權(quán)重集合。[0026]在本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于對對象成像的成像方法，其中，所述成像方法包括:
[0027]-由投影數(shù)據(jù)提供單元提供能量投影數(shù)據(jù)值，所述能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿對象后的射線，
[0028]-由重建單元基于提供的能量投影數(shù)據(jù)值來重建對象的圖像，其中，所述重建單元:
[0029]-通過對加權(quán)基函數(shù)進行組合來確定成分投影數(shù)據(jù)值，所述成分投影數(shù)據(jù)值對應已經(jīng)貫穿對象后的射線并且對應對象的成分，所述加權(quán)基函數(shù)取決于提供的能量投影數(shù)據(jù)值，其中，對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述加權(quán)基函數(shù)取決于相同射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于相同射線的取向，
[0030]-基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建對象的圖像。
[0031]在本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成方法，其能夠由根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于對對象成像的成像方法使用，其中，所述加權(quán)基函數(shù)生成方法包括:
[0032]-由校準圖像提供單元提供校準對象的成分校準圖像，其對應校準對象的成分，
[0033]-由投影數(shù)據(jù)提供單元提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿校準對象后射線，
[0034]-由基函數(shù)提供單元提供基函數(shù)，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應已經(jīng)貫穿對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于射線的取向，
[0035]-通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來確定加權(quán)基函數(shù)，通過由重建單元將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的校準對象的圖像擬合至提供的成分校準圖像來確定權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于相同射線的提供的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
[0036]在本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于對對象成像的成像計算機程序，其中，所述成像計算機程序包括，當所述成像計算機程序在控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置的計算機上運行時，用于令所述成像裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像方法的步驟的程序代碼模塊。
[0037]在本發(fā)明的又一方面，提出了一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的計算機程序，其中，所述計算機程序包括，當所述計算機程序在控制根據(jù)權(quán)利要求12所述的加權(quán)基函數(shù)生成方法的計算機上運行時，用于令根據(jù)權(quán)利要求12所述的加權(quán)基函數(shù)生成裝置執(zhí)行所述加權(quán)基函數(shù)生成方法的步驟的程序代碼模塊。
[0038]應當理解，根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置、根據(jù)權(quán)利要求10所述的加權(quán)基函數(shù)生成裝置、根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像方法、根據(jù)權(quán)利要求12所述的加權(quán)基函數(shù)生成方法、根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像計算機程序以及根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機程序具有尤其根據(jù)從屬權(quán)利要求中所述的相似的和/或相同的優(yōu)選實施例。
[0039]應當理解，本發(fā)明的優(yōu)選實施例也能夠是從屬權(quán)利要求與各個獨立權(quán)利要求的任何組合?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0040]參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將顯而易見并得以闡述。
[0041]在圖中:
[0042]圖1示意性且范例性地示出了用于對對象成像的成像裝置的實施例；
[0043]圖2示意性且范例性地示出了用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成裝置的實施例；
[0044]圖3示出了范例性地圖示了用于對對象成像的成像方法的流程圖；以及
[0045]圖4示出了范例性地圖示了用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0046]圖1示意性和范例性示出了用于對對象成像的成像裝置。在該實施例中，成像裝置31是用于對檢查區(qū)5內(nèi)的對象進行成像的計算機斷層攝影裝置。計算機斷層攝影裝置31包括機架1，其能夠圍繞平行于z方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸R旋轉(zhuǎn)。輻射源2生成用于貫穿檢查區(qū)5的錐形輻射射束4。所述輻射源2包括X-射線管17和準直器3，所述準直器3形成來自通過X-射線管12生成的輻射的錐形輻射射束4。所述輻射4貫穿對象(未示出)，諸如，在該實施例中，位于圓柱形檢查區(qū)5內(nèi)的患者。在已經(jīng)貫穿對象后，輻射射束4入射到包括二維探測表面21的探測器6上。探測器6被安裝在機架I上。
[0047]計算機斷層攝影裝置31包括兩個電機7、8。以優(yōu)選地恒定的角速度但通過電機7能調(diào)節(jié)的角速度來驅(qū)動機架I。提供電機8，用于在平行于旋轉(zhuǎn)軸R或z軸的方向上位移對象，例如，被布置在檢查區(qū)5中的掃描床上的患者。電機7、8由控制單元9控制，使得輻射源2和檢查區(qū)5內(nèi)的對象沿螺旋軌跡相對于彼此移動。然而，也能夠控制電機7、8，使得輻射源2和檢查區(qū)5內(nèi)的對象沿另一軌跡相對于彼此移動。例如，當電機8在平行于旋轉(zhuǎn)軸R或z軸方向不移動對象時，電機7能夠驅(qū)動機架1，使得輻射源2圍繞檢查區(qū)5內(nèi)的對象旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，輻射源2和檢查區(qū)5內(nèi)的對象沿圓形軌跡相對于彼此移動。在輻射源2和檢查區(qū)5內(nèi)的對象相對移動期間，探測器6生成指示已經(jīng)貫穿對象后的輻射射束4的能量投影數(shù)據(jù)值。
[0048]電機7、電機8、輻射源2、探測器6、機架I和控制單元9形成作為投影數(shù)據(jù)提供單元的計算機斷層攝影采集單元30，用于提供能量投影數(shù)據(jù)值，所述能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿對象后的輻射射束4的射線。
[0049]針對每個射線，所述提供的能量投影數(shù)據(jù)值包括兩個能量投影數(shù)據(jù)值，其對應兩種不同能量。在這一實施例中，由探測器6提供兩種不同能量，探測器6被形成為例如R.Carmi 等人在 Nuclear Science Symposium Conference Record, IEEE,第 1876 至丨J 1878頁，2005 年上的 “Material separation with dual-layer CT” 一文公開的雙層探測系統(tǒng)，在此通過引用將其并入本文。然而，在其他實施例中，也能夠通過使用另一投影數(shù)據(jù)采集單元，尤其，通過使用另一計算機斷層攝影投影數(shù)據(jù)采集單元提供兩種能量。例如，能夠提供如，例如 T.G.Flohr 等人在 European Radiology, volumel6,第 256 到 268 頁(2006)上的 “First performance evaluation of a dual-source CT (DSCT) system，，一文公開的具有發(fā)射兩種不同能量的輻射的兩個不同X射線管的計算機斷層攝影采集單元，在此通過引用將其并入本文?；蛘?，探測器能夠是例如E.Roessl等人在Physics in Medicine andBiology, volume52,第 4679-4696 頁(2007)上的 “K-edge imaging in χ-ray computedtomography using mult1-bin photon counting detectors，，一文和 J.P.Schlomka 等人在 Physics in Medicine and Biology, volume53,第 4031 到 4047 頁(2008)上的“Experimental feasibility of mult1-energy photon-counting K-edge imaging inpre-clinical computed tomography” 一文公開的光子計數(shù)探測器,在此通過引用將其并入本文。
[0050]對于每個射線，所述提供的能量投影數(shù)據(jù)值也能夠包括多于兩個能量投影數(shù)據(jù)值，其對應多于兩種不同能量。例如，能夠組合兩種雙能量技術(shù)，以提供包括針對每個射線四個能量投影數(shù)據(jù)值的能量投影數(shù)據(jù)值，所述四個能量投影數(shù)據(jù)值對應四種不同能量，即，在實施例中，能量投影數(shù)據(jù)值能夠由四能量CT系統(tǒng)來提供。
[0051]每個提供的能量投影數(shù)據(jù)值對應某個射線，并且，由此對應射線的某個取向。在該實施例中，由輻射源的位置、扇角和錐角定義射線的取向。所述扇角被定義為在垂直于旋轉(zhuǎn)軸R并且包含相應輻射源位置的平面上相應射線的投影與線之間的角，所述線位于相同平面并且連接相應輻射源的位置與旋轉(zhuǎn)軸R。能夠在包含旋轉(zhuǎn)軸R和相應輻射源位置的平面上定義所述錐角，其中，錐角是在該平面上相應射線的投影與位于該平面內(nèi)并且位于輻射射束4中心的線之間的角。
[0052]所述計算機斷層攝影裝置31還包括重建12，其用于基于提供的能量投影數(shù)據(jù)值重建檢查區(qū)5內(nèi)的對象的圖像。具體而言,重建單元12適于通過組合加權(quán)基函數(shù)來確定成分投影數(shù)據(jù)值，其對應已經(jīng)貫穿對象后的射線，所述加權(quán)基函數(shù)取決于提供的能量投影數(shù)據(jù)值，其中，對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被建模為取決于相同方式的能量投影數(shù)據(jù)值的加權(quán)基函數(shù)的組合，并且其中，加權(quán)基函數(shù)取決于射線的取向。之后，所述重建單元12基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建檢查區(qū)5內(nèi)的對象的圖像。
[0053]由扇角、錐角和輻射源的相應位置定義相應射線的取向。加權(quán)基函數(shù)能夠取決于扇角、錐角和輻射源的位置中的一個、兩個``或全部。
[0054]在該實施例中，加權(quán)基函數(shù)僅取決于扇角。然而，在其他實施例中，備選地或額外地，加權(quán)基函數(shù)能夠取決于錐角和/或輻射源的位置。所述重建單元12能夠適于根據(jù)以下方程確定針對第i個射線和第q種成分的成分投影數(shù)據(jù)值4
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對對象成像的成像裝置，所述成像裝置(31)包括: -投影數(shù)據(jù)提供單元(30)，其用于提供能量投影數(shù)據(jù)值，所述能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿所述對象后的射線， -重建單元(12)，其用于基于提供的能量投影數(shù)據(jù)值來重建所述對象的圖像，其中，所述重建單元(12)適于: -通過組合取決于所述提供的能量投影數(shù)據(jù)值的加權(quán)基函數(shù)來確定成分投影數(shù)據(jù)值，所述成分投影數(shù)據(jù)值對應已經(jīng)貫穿所述對象后的所述射線，并且對應所述對象的成分，其中，對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述加權(quán)基函數(shù)取決于相同射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于所述相同射線的取向， -基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建所述對象的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述投影數(shù)據(jù)提供單元(30)適于提供對應射線的能量投影數(shù)據(jù)值，所述射線已經(jīng)由輻射源發(fā)射并且所述射線已經(jīng)貫穿所述對象，其中，所述射線的所述取向由扇角、錐角和所述輻射源位置中的至少一個來定義。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，所述加權(quán)基函數(shù)在所述扇角和所述錐角中的至少一個中是對稱的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述重建單元(12)適于將成分投影數(shù)據(jù)值建模為所述加權(quán)基函數(shù)的總和。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，基函數(shù)取決于中間基函數(shù)的乘積，其中，第一中間基函數(shù)取決于所述能 量投影數(shù)據(jù)值，并且第二中間基函數(shù)取決于相應射線的取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，所述第一中間基函數(shù)是所述能量投影數(shù)據(jù)值的單項式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述重建單元(12)適于對如下成分投影數(shù)據(jù)值建模，所述成分投影數(shù)據(jù)值對應當所述射線貫穿所述對象時影響所述射線的不同物理效應和所述對象的不同材料中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述重建單元(12)適于針對不同種類的成分投影數(shù)據(jù)值使用不同的加權(quán)基函數(shù)集合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 -所述成像裝置(31)還包括校準圖像提供單元(13)，其用于提供校準對象的成分校準圖像，其中，所述成分校準圖像對應所述校準對象的成分， -所述投影數(shù)據(jù)提供單元(30)適于提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿所述校準對象后的射線， -所述成像裝置(I)還包括基函數(shù)提供單元(14)，其用于提供基函數(shù)，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應已經(jīng)貫穿所述校準對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于所述射線的所述取向， -所述重建單元(12)適于通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來提供所述加權(quán)基函數(shù)，通過將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的所述校準對象的圖像擬合至提供的成分校準圖像來確定所述權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于所述相同射線的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
10.一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成裝置，所述加權(quán)基函數(shù)生成裝置能夠由根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置使用，以對對象成像，其中，所述加權(quán)基函數(shù)生成裝置(16)包括: -校準圖像提供單元(13)，其用于提供校準對象的成分校準圖像，所述成分校準圖像對應所述校準對象的成分， -投影數(shù)據(jù)提供單元(15)，其用于提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿所述校準對象后的射線， -基函數(shù)提供單元(14)，其用于提供基函數(shù)，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應貫穿所述校準對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于所述射線的取向， -重建單元(12)，其用于通過確定用于對所述提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來確定所述加權(quán)基函數(shù)，通過將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的所述校準對象的圖像擬合至所述提供的成分校準圖像來確定所述權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于相同射線的提供的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
11.一種用于對對象成像的成像方法，所述成像方法包括: -通過投影數(shù)據(jù)提供單元提供能量投影數(shù)據(jù)值，所述能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿所述對象后的射線， -通過重建單元基于提供的能量投影數(shù)據(jù)值來重建所述對象的圖像，其中，所述重建單元: -通過組合取決于所述提供的能量投影數(shù)據(jù)值的加權(quán)基函數(shù)來確定成分投影數(shù)據(jù)值，所述成分投影數(shù)據(jù)值對應已經(jīng)貫穿所述對象后的射線，并且對應所述對象的成分，其中，對應射線的成分投影數(shù)據(jù)值被建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述加權(quán)基函數(shù)取決于相同射線的能量投影數(shù)據(jù)值和所述相同射線的取向， -基于確定的成分投影數(shù)據(jù)值來重建所述對象的圖像。
12.—種用于生成加權(quán)基函數(shù)的加權(quán)基函數(shù)生成方法，所述加權(quán)基函數(shù)生成方法能夠由根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像方法使用，以對對象成像，其中，所述加權(quán)基函數(shù)生成方法包括: -由校準圖像提供單元提供校準對象的成分校準圖像，所述成分校準圖像對應所述校準對象的成分， -由投影數(shù)據(jù)提供單元提供校準能量投影數(shù)據(jù)值，所述校準能量投影數(shù)據(jù)值是能量相關(guān)的，并且對應已經(jīng)貫穿所述校準對象后的射線， -通過基函數(shù)提供單元提供基函數(shù)，以將成分投影數(shù)據(jù)值建模為加權(quán)基函數(shù)的組合，所述基函數(shù)取決于對應已經(jīng)貫穿對象后的射線的能量投影數(shù)據(jù)值，并且取決于所述射線的取向， -由重建單元通過確定用于對提供的基函數(shù)進行加權(quán)的權(quán)重來確定所述加權(quán)基函數(shù)，通過將基于校準成分投影數(shù)據(jù)值而重建的所述校準對象的圖像擬合至提供的成分校準圖像來確定所述權(quán)重，其中，對應射線的校準成分投影數(shù)據(jù)值被確定為經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)的組合，所述經(jīng)加權(quán)的提供的基函數(shù)取決于相同射線的提供的校準能量投影數(shù)據(jù)值。
13.一種用于對對象成像的計算機程序，所述計算機程序包括，當所述計算機程序在控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置的計算機上運行時，令所述成像裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像方法的步驟的程序代碼模塊。
14.一種用于生成加權(quán)基函數(shù)的計算機程序，所述計算機程序包括，當所述計算機程序在控制根據(jù)權(quán)利要求12所述的加權(quán)基函數(shù)生成方法的計算機上運行時，令根據(jù)權(quán)利要求12所述的加權(quán)基函數(shù)生成裝 置執(zhí)行所述加權(quán)基函數(shù)生成方法的步驟的程序代碼模塊。
【文檔編號】A61B6/03GK103620393SQ201280030185
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】E·勒斯爾, A·特倫, R·普羅克紹 申請人:皇家飛利浦有限公司