專(zhuān)利名稱(chēng)：用于從投影數(shù)據(jù)對(duì)對(duì)象進(jìn)行混合重建的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)感興趣區(qū)域成像的成像設(shè)備、成像方法和成像計(jì)算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
G.T.Herman 在 IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol.12，N0.3，1993年 9 月上的 “Algebraic Reconstruction Techniques Can Be Made ComputationallyEfficient”一文公開(kāi)了迭代代數(shù)重建技術(shù)(ART)。從初始圖像開(kāi)始，在每個(gè)迭代步驟中，a)通過(guò)模擬穿過(guò)感興趣對(duì)象的當(dāng)前圖像的前向投影來(lái)生成模擬投影數(shù)據(jù)，b)確定模擬投影數(shù)據(jù)與測(cè)量投影數(shù)據(jù)之間的差異，并且c)反投影這種差異以更新所述感興趣對(duì)象的當(dāng)前圖像。
這種重建技術(shù)對(duì)測(cè)量投影數(shù)據(jù)中的變化敏感，所述變化能夠在預(yù)處理步驟期間引入，所述預(yù)處理步驟包括，例如，管電流波動(dòng)的校正或空氣校準(zhǔn)。對(duì)測(cè)量投影數(shù)據(jù)中的這些變化的敏感可能導(dǎo)致在重建圖像中的陰影偽影并因此降低重建圖像的質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像設(shè)備、成像方法和成像計(jì)算機(jī)程序，其中，能夠生成具有改善的質(zhì)量的感興趣對(duì)象的圖像。
在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括:
-探測(cè)數(shù)據(jù)提供單元，其用于提供指示感興趣對(duì)象的探測(cè)數(shù)據(jù)，
-解析重建單元，其用于從所述探測(cè)數(shù)據(jù)解析地重建所述對(duì)象的解析圖像，
-迭代重建單元，其用于從所述探測(cè)數(shù)據(jù)迭代地重建所述對(duì)象的迭代圖像，以及
-組合單元，其用于組合所述解析圖像和所述迭代圖像以生成組合圖像。
解析重建流程對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理不那么敏感。因此，減少了所述解析圖像中的陰影偽影，或者所述解析圖像不顯示任何陰影偽影。由此，通過(guò)組合包括減少的陰影偽影或者完全無(wú)陰影偽影的解析圖像與所述迭代圖像，能夠生成組合圖像，與迭代圖像相比，在組合圖像中減少了陰影偽影，從而提高了所述感興趣對(duì)象的重建最終圖像的質(zhì)量。
所述組合單元能夠適于例如對(duì)解析圖像和迭代圖像進(jìn)行求和或者對(duì)解析圖像和迭代圖像進(jìn)行加權(quán)平均，以生成組合圖像。
優(yōu)選地，所述組合單元適于i)對(duì)解析圖像應(yīng)用第一濾波器，用于對(duì)解析圖像低通濾波，從而生成經(jīng)濾波的解析圖像；ii)對(duì)迭代圖像應(yīng)用第二濾波器，用于對(duì)迭代圖像高通濾波，從而生成經(jīng)濾波的迭代圖像；以及iii)組合經(jīng)濾波的解析圖像和經(jīng)濾波的迭代圖像。通過(guò)使用迭代圖像的高空間頻率能夠有效抑制主要位于解析圖像中的高空間頻率中的噪聲，而存在于迭代圖像中的陰影偽影能夠通過(guò)使用解析圖像的低空間頻率進(jìn)行抑制。由此，所述組合圖像能夠具有與迭代圖像的噪聲值對(duì)應(yīng)的相對(duì)低的噪聲值，以及減少的陰影偽影或完全無(wú)陰影偽影。因此，進(jìn)一步提高了最終圖像的質(zhì)量。
所述組合單元優(yōu)選適于執(zhí)行如下操作:通過(guò)傅里葉變換所述解析圖像和所述迭代圖像進(jìn)行濾波，向經(jīng)傅里葉變換的解析圖像應(yīng)用定義第一濾波器的第一傳遞函數(shù)，向經(jīng)傅里葉變換的迭代圖像應(yīng)用定義第二濾波器的第二傳遞函數(shù)，以及逆傅里葉變換所述解析圖像和所述迭代圖像。所述組合單元能夠適于在傅里葉域中或者在空間域中組合經(jīng)濾波的解析圖像和經(jīng)濾波的迭代圖像。由此，所述組合單元能夠適于以在執(zhí)行逆傅里葉變換之前或者在已執(zhí)行逆傅里葉變換之后組合經(jīng)濾波的解析圖像和經(jīng)濾波的迭代圖像，其中，當(dāng)然，如果在逆傅里葉變換進(jìn)行之前執(zhí)行所述組合，則所得到的組合圖像是經(jīng)逆傅里葉變換的。在傅里葉域中，優(yōu)選通過(guò)將相應(yīng)的傳遞函數(shù)乘以相應(yīng)的經(jīng)傅里葉變換的圖像來(lái)將第一和第二傳遞函數(shù)分別應(yīng)用于經(jīng)傅里葉變換的解析圖像和經(jīng)傅里葉變換的迭代圖像。
在實(shí)施例中，第一傳遞函數(shù)H1GO的定義如下:
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像設(shè)備，所述成像設(shè)備(I)包括: -探測(cè)數(shù)據(jù)提供單元(16 )，其用于提供指示所述感興趣對(duì)象的探測(cè)數(shù)據(jù)， -解析重建單元(12)，其用于從所述探測(cè)數(shù)據(jù)解析地重建所述對(duì)象的解析圖像， -迭代重建單元(13 )，其用于從所述探測(cè)數(shù)據(jù)迭代地重建所述對(duì)象的迭代圖像，以及 -組合單元(14)，其用于組合所述解析圖像和所述迭代圖像以生成組合圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，所述組合單元(14)適于: -對(duì)所述解析圖像應(yīng)用第一濾波器，以對(duì)所述解析圖像進(jìn)行低通濾波，從而生成經(jīng)濾波的解析圖像， -對(duì)所述迭代圖像應(yīng)用第二濾波器，以對(duì)所述迭代圖像進(jìn)行高通濾波，從而生成經(jīng)濾波的迭代圖像，以及 -組合所述經(jīng)濾波的解析圖像和所述經(jīng)濾波的迭代圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，由第一傳遞函數(shù)定義所述第一濾波器并且由第二傳遞函數(shù)定義所述第二濾波器，并且其中，所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)之和為一。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，由第一傳遞函數(shù)定義所述第一濾波器并且由第二傳遞函數(shù)定義所述第二濾波器，并且其中，所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)之和是低通傳遞函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成 像設(shè)備，其中，由第一傳遞函數(shù)定義所述第一濾波器并且由第二傳遞函數(shù)定義所述第二濾波器，并且其中，所述第一傳遞函數(shù)和所述第二傳遞函數(shù)之和是邊緣增強(qiáng)傳遞函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中，如果所述第一濾波器被應(yīng)用至所述解析圖像，所述第一濾波器適于使得預(yù)定義高頻率通過(guò)所述第一濾波器，并且其中，如果所述第二濾波器被應(yīng)用至所述迭代圖像，所述第二濾波器適于使得由所述第二濾波器抑制所述預(yù)定義高頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，所述探測(cè)數(shù)據(jù)是投影數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，所述探測(cè)數(shù)據(jù)提供單元(16)包括用于生成貫穿所述感興趣對(duì)象的輻射(4)的輻射源(2)以及用于探測(cè)貫穿所述感興趣對(duì)象之后的所述輻射并根據(jù)所探測(cè)的輻射生成所述探測(cè)數(shù)據(jù)的探測(cè)單元(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，所述解析重建單元(12)適于通過(guò)使用如下重建方法中的至少一種來(lái)重建所述解析圖像:楔形濾波反投影、擴(kuò)展并行濾波反投影、無(wú)并行重組合的濾波反投影、加權(quán)反投影、角加權(quán)混合循環(huán)重建。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中，所述迭代重建單元(13)適于通過(guò)使用如下重建方法中的至少一種來(lái)重建所述迭代圖像:代數(shù)重建技術(shù)(ART)、同時(shí)代數(shù)重建技術(shù)(SART )、極大似然重建。
11.一種用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像方法，所述成像方法包括: -提供指示所述感興趣對(duì)象的探測(cè)數(shù)據(jù)， -從所述探測(cè)數(shù)據(jù)解析地重建所述對(duì)象的解析圖像， -從所述探測(cè)數(shù)據(jù)迭代地重建所述對(duì)象的迭代圖像，以及 -組合所述解析圖像和所述迭代圖像以生成組合圖像。
12.一種用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像計(jì)算機(jī)程序，所述成像計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，當(dāng)所述成像計(jì)算機(jī)程序在控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代 碼模塊令所述成像設(shè)備執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)感興趣對(duì)象成像的成像設(shè)備。解析重建單元(12)從探測(cè)數(shù)據(jù)解析地重建對(duì)象的解析圖像，特別是投影數(shù)據(jù)，以及迭代重建單元(13)從探測(cè)數(shù)據(jù)迭代地重建對(duì)象的迭代圖像，其中，組合單元(14)組合解析圖像和迭代圖像以生成組合圖像。迭代圖像能包括陰影偽影，其在執(zhí)行迭代重建前可以由預(yù)處理探測(cè)數(shù)據(jù)引起。解析圖像顯示了減少的陰影偽影，特別是，顯示了完全無(wú)陰影偽影。因此，通過(guò)組合所述解析圖像和所述迭代圖像能生成組合圖像，在所述組合圖像中，與迭代圖像相比減少了陰影偽影，從而提高了所述感興趣對(duì)象重建的最終圖像的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G06T11/00GK103180879SQ201180051352
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者T·克勒, A·特倫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司