圖像數(shù)據(jù)處理的制作方法
【專利摘要】圖像數(shù)據(jù)處理器(116)包括高分辨率恢復(fù)設(shè)備(218)，所述高分辨率恢復(fù)設(shè)備被配置為基于第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的對應(yīng)體素鄰域?qū)⒌谝粓D像數(shù)據(jù)中的體素的體素鄰域恢復(fù)到較高的分辨率，從而生成恢復(fù)的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)，其中，第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)具有比第一圖像數(shù)據(jù)更高的分辨率。
【專利說明】圖像數(shù)據(jù)處理
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下文大體上涉及處理圖像數(shù)據(jù)并以對計算機(jī)斷層攝影(CT)的特定應(yīng)用被描述，且更具體地涉及處理對應(yīng)于常規(guī)掃描和/或較低劑量掃描的重建圖像數(shù)據(jù)，以增加圖像數(shù)據(jù)的分辨率；下文還適合于其他成像模態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]CT掃描器通常包括被安裝在可旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的X射線管，可旋轉(zhuǎn)機(jī)架圍繞檢查區(qū)域關(guān)于縱軸或Z軸旋轉(zhuǎn)。X射線管發(fā)射橫穿檢查區(qū)域和其中的受試者或物體的輻射。探測器陣列對著檢查區(qū)域與X射線管相對的角弧度。探測器陣列包括相對于彼此對齊并且沿著z軸延伸的一行或多行探測器。探測器探測橫穿檢查區(qū)域和其中的受試者或物體的輻射，并且生成指示所述輻射的投影數(shù)據(jù)。重建器處理投影數(shù)據(jù)并重建指示所述投影數(shù)據(jù)的三維(3D)體積圖像數(shù)據(jù)。體積圖像數(shù)據(jù)能夠被處理，以生成檢查區(qū)域的一幅或多幅圖像，包括被布置在其中的受試者或物體的部分。
[0003]遺憾地是，CT掃描器發(fā)射電離輻射，其會增加被掃描的患者患癌癥的風(fēng)險。通常，沉積在患者體內(nèi)的輻射劑量取決于多個因素，包括但不限于管電流(mAs)、管電壓(kVp)、間距/暴露時間(針對螺旋狀掃描)、切片厚度和間隔(對于軸向掃描)、在研究中的掃描的次數(shù)、以及患者體型(例如，較胖或較瘦)。能夠通過減小管電流、管電壓和/或掃描的次數(shù)，和/或增加間距、切片厚度和/或切片間隔來減小沉積劑量。然而，圖像噪聲與輻射劑量成反比，并且因而減小輻射劑量不僅減小劑量而且增加在重建期間傳播到圖像數(shù)據(jù)的采集到的數(shù)據(jù)中的圖像噪聲，從而降低圖像質(zhì)量(即，更嘈雜、更不清晰的圖像)，這會降低成像數(shù)據(jù)的診斷值。
[0004]已經(jīng)通過超分辨率算法來提高圖像分辨率。一些超分辨率算法超過成像系統(tǒng)的衍射限制，而其他超分辨率算法提供在探測器的分辨率上的提高。多幀超分辨率算法通常使用在同一場景的多幅低分辨率圖像之間的子像素移位，并且通過將多幅低分辨率圖像融合或組合成單個較高分辨率圖像來提高圖像分辨率。遺憾地是，這樣的處理會是復(fù)雜的且時間密集的。基于學(xué)習(xí)的超分辨率算法還合并與應(yīng)用相關(guān)的先驗(yàn)知識，以推斷未知的高分辨率圖像。
[0005]鑒于上述內(nèi)容，存在對用于減小患者劑量同時維持圖像質(zhì)量和/或提高圖像質(zhì)量的其他方法的未解決的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述的各個方面解決上面提到的問題和其他問題。
[0007]在一個方面中，圖像數(shù)據(jù)處理器包括高分辨率恢復(fù)設(shè)備，所述高分辨率恢復(fù)設(shè)備被配置為基于第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的對應(yīng)體素鄰域?qū)⒌谝粓D像數(shù)據(jù)中的體素的體素鄰域恢復(fù)到較高的分辨率，從而生成恢復(fù)的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)，其中，第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)具有比第一圖像數(shù)據(jù)更高的分辨率。[0008]在另一方面中，方法包括接收第一圖像數(shù)據(jù)；接收第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)；并且，利用第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)來將第一圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)到第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的分辨率，從而生成恢復(fù)的較高分辨率第一圖像數(shù)據(jù)。
[0009]在另一方面中，方法包括基于較高分辨率體素鄰域與較低分辨率體素鄰域之間的映射來增加低劑量或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的分辨率，其中，較高分辨率體素鄰域?qū)?yīng)于關(guān)于正被處理的低劑量或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的體素的體素鄰域，并且較低分辨率體素鄰域?qū)?yīng)于經(jīng)比例縮減的較高分辨率體素鄰域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置以及各種步驟和步驟的布置。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。
[0011]圖1示意性地圖示了結(jié)合圖像數(shù)據(jù)處理器的范例成像系統(tǒng)，所述圖像數(shù)據(jù)處理器被配置為提高圖像數(shù)據(jù)的分辨率，允許針對給定的圖像質(zhì)量和/或提高的圖像質(zhì)量的減小的劑量掃描。
[0012]圖2示意性地圖示了在圖1中圖示的圖像數(shù)據(jù)處理器的范例。
[0013]圖3圖示了用于提高圖像數(shù)據(jù)的分辨率的范例方法，允許針對給定的圖像質(zhì)量的減小的劑量掃描和/或提高的圖像質(zhì)量。
[0014]圖4示意性地圖示了針對灌注成像降低劑量的范例。
[0015]圖5示意性地圖示了針對多相成像降低劑量的范例。
[0016]圖6示意性地圖示了針對后續(xù)掃描降低劑量的范例。
[0017]圖7示意性地圖示了針對低劑量PET數(shù)據(jù)提高圖像質(zhì)量的范例。
[0018]圖8示意性地圖示了針對掃描降低劑量和/或提高圖像質(zhì)量的范例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]最初參考圖1，示意性地圖示了成像系統(tǒng)100，諸如計算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器。成像系統(tǒng)100包括通常靜止機(jī)架102和旋轉(zhuǎn)機(jī)架104。旋轉(zhuǎn)機(jī)架104由靜止機(jī)架102可旋轉(zhuǎn)地支承，并且圍繞檢查區(qū)域關(guān)于縱軸或z軸旋轉(zhuǎn)。
[0020]輻射源110 (諸如X射線管)由旋轉(zhuǎn)機(jī)架104可旋轉(zhuǎn)地支承。輻射源110隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)架104旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射橫穿檢查區(qū)域106的輻射。源準(zhǔn)直器包括準(zhǔn)直構(gòu)件，所述準(zhǔn)直構(gòu)件將輻射準(zhǔn)直，以形成通常為圓錐形、楔形、扇形或其他形狀的輻射射束。
[0021]敏感探測器陣列112對著越過檢查區(qū)域106與輻射源110相對的角弧度。探測器陣列112包括沿著z軸方向延伸的多行探測器。探測器陣列112探測橫穿檢查區(qū)域106的輻射，并且生成指示所述輻射的投影數(shù)據(jù)。
[0022]重建器114重建投影數(shù)據(jù)，并且生成指示所述投影數(shù)據(jù)的三維(3D)體積圖像數(shù)據(jù)。重建器114可以采用常規(guī)3D過濾反投影重建、錐形射束算法、迭代算法和/或其他算法。
[0023]圖像數(shù)據(jù)處理器116處理圖像數(shù)據(jù)，從而生成較高分辨率圖像數(shù)據(jù)。如下面更詳細(xì)描述的，圖像數(shù)據(jù)處理器116采用從先前生成的較高分辨率數(shù)據(jù)獲得的信息來提高較低劑量和/或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的圖像分辨率。在一個實(shí)例中，這允許針對給定的圖像質(zhì)量減小研究的患者劑量和/或提高研究的圖像質(zhì)量。作為范例，圖像數(shù)據(jù)處理器116允許灌注掃描的劑量減小、多相掃描(例如三相肝掃描)的劑量減小、后續(xù)掃描(例如治療響應(yīng)的后續(xù)掃描)的劑量減小、PET數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量提高(例如PET圖像的空間分辨率增強(qiáng))、通用掃描的劑量減小和/或圖像質(zhì)量提高、和/或用于其他成像研究的其他劑量減小和/或圖像質(zhì)量提聞。
[0024]受試者支架118例如長沙發(fā)支承物體或受試者例如在檢查區(qū)域106中的人或動物患者。受試者支架118被配置為在掃描之前、期間和/或之后垂直和/或水平地移動，以關(guān)于系統(tǒng)100定位受試者或物體。
[0025]通用計算系統(tǒng)或計算機(jī)用作操作員控制臺120?？刂婆_120包括人可讀輸出設(shè)備(諸如監(jiān)視器或顯示器)和輸入設(shè)備(諸如鍵盤、鼠標(biāo)等)。存在于控制臺120上的軟件允許操作員經(jīng)由圖形用戶界面(⑶I)等與掃描器100交互。這個交互可以包括設(shè)置各種成像參數(shù)(諸如管電流、時間分辨率、角度采樣、圖像矩陣尺寸、反投影濾波器等)、選擇圖像數(shù)據(jù)分辨率提高后處理算法和/或交互。
[0026]數(shù)據(jù)存儲庫122能夠用于存儲由系統(tǒng)100和/或圖像數(shù)據(jù)處理器116生成的圖像數(shù)據(jù)、由圖像數(shù)據(jù)處理器116使用的圖像數(shù)據(jù)和/或其他數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲庫122可以包括圖片歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)、放射信息系統(tǒng)(RIS)、醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、電子病歷(EMR)數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、計算機(jī)和/或其他數(shù)據(jù)存儲庫中的一個或多個。數(shù)據(jù)存儲庫122能夠?qū)ο到y(tǒng)100來說是本地的或遠(yuǎn)離系統(tǒng)100。
[0027]應(yīng)認(rèn)識到，圖像數(shù)據(jù)處理器116能夠經(jīng)由處理器來實(shí)現(xiàn)，該處理器執(zhí)行在計算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如物理存儲器)上編碼或嵌入的一個或多個計算機(jī)可讀指令。這樣的處理器能夠是控制臺120和/或其他計算設(shè)備(例如專用可視化計算機(jī)和/或其他計算設(shè)備)的一部分。額外地或備選地，處理器能夠執(zhí)行由載波、信號或其他非計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(諸如暫態(tài)介質(zhì))攜帶的至少一個計算機(jī)可讀指令。
[0028]圖2示意性地圖示了圖像數(shù)據(jù)處理器116的范例。
[0029]圖示的圖像數(shù)據(jù)處理器116接收第一圖像數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)，其要被處理以增加其分辨率，并且生成較高分辨率圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)可以是較低劑量圖像數(shù)據(jù)，其被處理來將其分辨率提高到例如常規(guī)(或較低或較高)劑量圖像數(shù)據(jù)的分辨率的水平。備選地，圖像數(shù)據(jù)可以是只被處理來增加分辨率的常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)能夠來自重建器114(圖1)、數(shù)據(jù)存儲庫122 (圖1)和/或其他設(shè)備。
[0030]圖示的圖像數(shù)據(jù)處理器116還接收第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)，其具有比第一圖像數(shù)據(jù)的分辨率更高的分辨率。較高分辨率圖像數(shù)據(jù)同樣能夠來自重建器114(圖1)、數(shù)據(jù)存儲庫122 (圖1)和/或其他設(shè)備。第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)可以對應(yīng)于同一患者或不同患者。第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)可以備選地從第一圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
[0031]圖像配準(zhǔn)部件200將第一圖像數(shù)據(jù)和第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。這可以包括將第一圖像數(shù)據(jù)中的體素鄰域和第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)中的體素鄰域進(jìn)行匹配。能夠采用彈性和/或剛性配準(zhǔn)方法。在另一實(shí)施例中，省略圖像配準(zhǔn)部件200，并且利用默認(rèn)匹配方案。
[0032]體素處理順序確定器202確定第一圖像數(shù)據(jù)的體素的處理排序。范例排序包括但不限于體素梯度大小的降序、體素的鄰域的結(jié)構(gòu)張量本征值的積的降序和/或其他排序。這樣的排序可以取決于體素值，并且可以在圖像數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)之間變化。在另一實(shí)施例中，利用固定排序。特定的排序能夠由確定器202自動選擇和/或基于由圖像數(shù)據(jù)處理器116的用戶提供的輸入來手動選擇。
[0033]詞典庫(dictionary bank) 204存儲各種詞典或在較低分辨率體素和較高分辨率體素的組(例如，3x3、5x5等)之間的映射。圖示的詞典庫204包括先前生成的詞典206、導(dǎo)出詞典208和自相似詞典210中的至少一個。先前生成的詞典206包括被提供到圖像數(shù)據(jù)處理器116的已經(jīng)生成的詞典。詞典確定器212確定導(dǎo)出詞典208和/或自相似詞典210。詞典確定器214可以例如在第一圖像數(shù)據(jù)和/或?qū)?yīng)于同一患者和/或另一患者的其他圖像數(shù)據(jù)的較早處理期間確定先前生成的詞典206。
[0034]導(dǎo)出詞典208包括針對第一圖像數(shù)據(jù)中要被處理的每個體素的詞典。在一個實(shí)例中，導(dǎo)出包括識別對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)中的體素的第二較高分辨率圖像中的體素鄰域。配準(zhǔn)的結(jié)果能夠用于識別體素鄰域。經(jīng)識別的第二較高圖像數(shù)據(jù)中的體素鄰域被按比例縮減為預(yù)定的較低分辨率。能夠通過平滑化和/或使用適當(dāng)濾波器的其他處理以及任選地對經(jīng)濾波的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行子采樣來實(shí)現(xiàn)按比例縮減。詞典然后被導(dǎo)出作為在第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)和經(jīng)比例縮減的第二較高分辨率的體素鄰域之間的匹配的集合。
[0035]自相似詞典210類似于導(dǎo)出詞典208，除了第一圖像數(shù)據(jù)的體素鄰域被按比例縮減，并且詞典被確定為第一圖像數(shù)據(jù)和經(jīng)比例縮減的第一圖像數(shù)據(jù)的體素鄰域之間的匹配的集合以外。此外，在本范例中，詞典確定器214僅收集第一圖像數(shù)據(jù)的鄰域中的體素。在另一實(shí)施例中，其他體素可以額外地或備選地被收集。
[0036]圖示的詞典確定器214將先前生成的詞典206、導(dǎo)出詞典208和自相似詞典210中的兩個或多個進(jìn)行組合，針對在圖示的實(shí)施例中能夠被存儲在映射詞典存儲器217中的每個體素創(chuàng)建映射詞典215。例如，在本范例中，詞典確定器214通過聚集先前生成的詞典206、導(dǎo)出詞典208和自相似詞典210來形成體素的映射詞典，以形成包括先前生成的詞典、導(dǎo)出詞典和自相似詞典中的所有三個詞典的針對體素的映射詞典215。通常，映射詞典共同表示在體素的矩陣(體素鄰域)之間的映射或關(guān)系。
[0037]詞典選擇器216針對要處理的第一圖像數(shù)據(jù)的每個體素從映射詞典存儲器217中選擇對應(yīng)的映射詞典215。該選擇能夠基于默認(rèn)和/或用戶定義的偏好來自動完成和/或基于由圖像數(shù)據(jù)處理器116的用戶提供的輸入來手動完成。在一個實(shí)例中，映射詞典215的選擇基于第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的詞典與已經(jīng)被恢復(fù)的體素的兼容性和/或第一圖像數(shù)據(jù)的詞典與第一圖像數(shù)據(jù)中的體素鄰域的兼容性。
[0038]高分辨率恢復(fù)設(shè)備218利用選擇的映射詞典的較高分辨率體素鄰域來恢復(fù)在正被處理的第一圖像數(shù)據(jù)的體素周圍的較高分辨率鄰域。
[0039]任選的子體素優(yōu)化器220被配置為優(yōu)化針對正被處理的體素的較高分辨率體素鄰域的位置。在一個實(shí)例中，這可以提高選擇的映射詞典的兼容性。優(yōu)化能夠通過選擇的映射詞典的子像素移位和/或以其他方式來實(shí)現(xiàn)。
[0040]約束實(shí)施器222處理恢復(fù)的(或優(yōu)化恢復(fù)的)圖像數(shù)據(jù)，以實(shí)施在要處理的圖像數(shù)據(jù)之間的任何全局恢復(fù)約束。這能夠使用反投影和/或其他方法來實(shí)現(xiàn)。適當(dāng)?shù)姆赐队?br> 的范例是/= +us{lt&-DS(/f))，其中，Iffi是輸入研究，Jf是先前步驟的輸出研究，US是按比例放大操作符，而DS是按比例縮減操作符。
[0041]圖像數(shù)據(jù)處理器116可以使用單程或迭代細(xì)化方法來處理第一圖像數(shù)據(jù)，其中，輸出生成的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)被反饋?zhàn)鳛槿缟纤龅妮斎胍惶幚淼牡谝粓D像數(shù)據(jù)。使用迭代方法，能夠經(jīng)由一次或多次迭代來處理圖像數(shù)據(jù)。適當(dāng)?shù)耐Ｖ箻?biāo)準(zhǔn)可以包括但不限于在連續(xù)處理的輸出之間的差異、迭代的次數(shù)、預(yù)定時間量的流逝和/或其他標(biāo)準(zhǔn)。迭代方法可以允許以每次迭代或給定組的迭代來提高選擇的映射詞典的兼容性。
[0042]圖3圖示了用于提高圖像數(shù)據(jù)低劑量和/或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的范例方法。
[0043]應(yīng)認(rèn)識到，本文描述的方法中的操作的排序不是限制性的。因此，在本文設(shè)想其他排序。此外，一個或多個操作可以被省略和/或一個或多個額外的操作可以被包括。
[0044]在302，執(zhí)行成像過程。例如，圖1的成像系統(tǒng)100能夠用于掃描物體或受試者，并且生成圖像數(shù)據(jù)。掃描能夠是常規(guī)劑量掃描或較低劑量掃描，其中，較低劑量掃描的沉積劑量小于常規(guī)劑量掃描的沉積劑量。
[0045]在304，要處理的圖像數(shù)據(jù)(例如來自操作302的掃描的圖像數(shù)據(jù))和較高分辨率圖像數(shù)據(jù)(即，具有比來自操作302的掃描的圖像數(shù)據(jù)更高的分辨率的圖像數(shù)據(jù))被提供到圖像數(shù)據(jù)處理器116。較高分辨率圖像數(shù)據(jù)可以對應(yīng)于相同或不同的物體或受試者。此夕卜，較高分辨率圖像數(shù)據(jù)可以已經(jīng)在常規(guī)或較高劑量成像過程或較低劑量成像過程期間生成，其中，較低劑量成像數(shù)據(jù)被處理以生成較高分辨率圖像數(shù)據(jù)。
[0046]在306，圖像數(shù)據(jù)和較高分辨率圖像數(shù)據(jù)被配準(zhǔn)或以另外方式被映射到彼此。如在本文討論的，適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)算法包括彈性或剛性配準(zhǔn)算法。
[0047]在308，確定圖像數(shù)據(jù)的體素的處理順序。如在本文討論的，排序能夠是自適應(yīng)的或固定的，并且通?；谟审w素提供的信息。
[0048]在310，識別要處理的體素。
[0049]在312，針對體素生成映射詞典。如在本文討論的，映射詞典表示在圖像數(shù)據(jù)和/或較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的對應(yīng)較低和較高分辨率體素鄰域的矩陣之間的映射，其中，較低分辨率體素鄰域是通過按比例縮減體素鄰域來生成的。
[0050]在314，針對體素選擇映射詞典。
[0051]在316，正被處理的體素的鄰域基于選擇的映射詞典的較高分辨率體素鄰域被恢復(fù)到較高分辨率。
[0052]在318，任選地，針對要處理的體素優(yōu)化較高分辨率體素鄰域的位置。
[0053]在320，如果存在更多體素要處理，則重復(fù)操作310到318。
[0054]如果不存在更多體素要處理，則在操作322，如在本文描述的，恢復(fù)的(或任選地優(yōu)化恢復(fù)的)圖像數(shù)據(jù)被投影以實(shí)施在要處理的圖像數(shù)據(jù)和生成的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)之間的任何全局恢復(fù)約束。
[0055]在324，如果經(jīng)由一個或多個隨后的迭代處理圖像數(shù)據(jù)，則重復(fù)操作304到322，來自操作320的輸出生成的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)是在嵌套迭代中被處理的輸入圖像數(shù)據(jù)。
[0056]否則，在操作326，恢復(fù)的(或任選地優(yōu)化恢復(fù)的)圖像數(shù)據(jù)(即，針對輸入圖像數(shù)據(jù)的生成的較高分辨率圖像數(shù)據(jù))被輸出。
[0057]本文描述的方法可以經(jīng)由一個或多個處理器來實(shí)現(xiàn)，處理器執(zhí)行在計算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如物理存儲器)上編碼或體現(xiàn)的一個或多個計算機(jī)可讀指令，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)使一個或多個處理器執(zhí)行各種操作和/或其他功能和/或操作。額外地或備選地，一個或多個處理器能夠執(zhí)行由暫態(tài)介質(zhì)(諸如信號或載波)攜帶的指令。
[0058]下文提出關(guān)于灌注掃描、多相掃描、后續(xù)掃描、PET/CT掃描和通用掃描的劑量減小和/或圖像質(zhì)量提高的非限制性范例和本文描述的系統(tǒng)和/或方法。
[0059]最初參考圖4，圖示了減小總劑量的范例灌注掃描協(xié)議。在本范例中，在第一時間中貞402內(nèi)執(zhí)行常規(guī)劑量(全分辨率)掃描，并且對于每個隨后的時間幀404、406、…408,能夠執(zhí)行較低劑量掃描。當(dāng)所使用的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)增加較低劑量掃描的圖像數(shù)據(jù)的分辨率時，如本文所述采用在第一時間幀402處的常規(guī)掃描的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)處理器116來提高每個隨后的時間幀404-408的圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量。應(yīng)認(rèn)識到，常規(guī)劑量掃描不必是第一掃描。此外，常規(guī)劑量掃描能夠來自不同掃描(除了范例灌注掃描以外的掃描)，例如CTA和/或其他掃描。
[0060]為了減輕與低X射線通量相關(guān)聯(lián)的任何探測限制，能夠使用預(yù)先確定的設(shè)置。適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可以增加X射線通量，同時損害采樣分辨率。作為范例，毫安秒(mAs)應(yīng)減小，這引起劑量減小和X射線通量減小，積分周期(IP)應(yīng)增加，這引起X射線通量增加和分辨率降低，當(dāng)IP增加時角度采樣(AS)應(yīng)減小，引起X射線通量增加和分辨率降低的單個(而不是兩個或多個)焦斑模式能夠被使用，由于分辨率降低，能夠使用較小圖像矩陣，并且由于分辨率降低，反投影濾波器能夠是軟濾波器。
[0061]接著在圖5，圖示了減小總劑量的范例多相掃描協(xié)議。使用該協(xié)議，在第一(例如非對比度)感興趣階段502的階段中執(zhí)行單常規(guī)(全劑量)劑量掃描，并且對于每個隨后的感興趣階段(例如動脈階段、靜脈/門靜脈階段、晚期階段等)504、506、...508，能夠執(zhí)行較低劑量掃描。當(dāng)所使用的較高分辨率數(shù)據(jù)增加較低劑量掃描的圖像數(shù)據(jù)的分辨率時，能夠采用在第一感興趣階段502處的常規(guī)掃描的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由如本文所描述的圖像數(shù)據(jù)處理器116來提高在每個隨后感興趣階段504-508處的圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量。如同灌注協(xié)議一樣，能夠通過使用適當(dāng)?shù)牡蛣┝砍上裨O(shè)置來減輕與低X射線通量相關(guān)聯(lián)的探測限制。此外，在不同的感興趣階段中能夠執(zhí)行常規(guī)劑量掃描。
[0062]轉(zhuǎn)到圖6，圖示了減小總劑量的范例后續(xù)掃描協(xié)議。同樣，在第一掃描602中執(zhí)行常規(guī)劑量(全灌注)掃描，并且對于每個隨后的掃描604、606、…608,能夠執(zhí)行較低劑量掃描。當(dāng)所使用的較高分辨率數(shù)據(jù)增加較低劑量掃描的圖像數(shù)據(jù)的分辨率時，能夠采用在第一掃描602處的常規(guī)掃描的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由如本文所描述的圖像數(shù)據(jù)處理器116來提高在每個隨后掃描處的圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量。如同灌注和多相協(xié)議一樣，能夠通過使用適當(dāng)?shù)牡蛣┝砍上裨O(shè)置來減輕與低X射線通量相關(guān)聯(lián)的探測限制，并且能夠在后續(xù)掃描中執(zhí)行常規(guī)劑量掃描。
[0063]圖7圖示了使用CT圖像數(shù)據(jù)704作為圖像數(shù)據(jù)以增加PET數(shù)據(jù)702的分辨率經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)處理器116利用常規(guī)分辨率CT圖像數(shù)據(jù)704來提高常規(guī)低分辨率PET數(shù)據(jù)702的空間分辨率的實(shí)施例。圖8圖示了實(shí)施例，在該實(shí)施例中，通用詞典802由圖像數(shù)據(jù)處理器116利用來提高如在804所示的常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)或如在806所示的較低劑量圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量。在一個變型中，這兩個圖像質(zhì)量都被提高，并且使用通用詞典802來減小劑量。 [0064]已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解以上具體描述下對于其他人可能想到修改或變型。本文意圖將本發(fā)明解釋為包括所有這種修改和變型，只要它們落入所附權(quán)利要求及其等價方案的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像數(shù)據(jù)處理器(116)，包括: 高分辨率恢復(fù)設(shè)備(218)，其被配置為基于第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的對應(yīng)體素鄰域?qū)⒌谝粓D像數(shù)據(jù)中的體素的體素鄰域恢復(fù)到較高的分辨率，從而生成恢復(fù)的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)，其中，所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)具有比所述第一圖像數(shù)據(jù)更高的分辨率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，還包括: 約束實(shí)施器(222)，其處理所述恢復(fù)的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)，以實(shí)施在所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述恢復(fù)的較高分辨率圖像數(shù)據(jù)之間的至少一個預(yù)定的全局恢復(fù)約束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1到2中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，還包括: 子體素優(yōu)化器(220)，其優(yōu)化所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域相對于所述第一圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，第二分辨率圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域是基于所述體素的映射詞典(215)來確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述映射詞典包括先前生成的詞典(206)、導(dǎo)出詞典(208)或自相似詞典(210)中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述先前生成的詞典是基于不同的圖像數(shù)據(jù)先前生成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5到6中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，還包括: 詞典確定器(212)，其針對所述第一圖像數(shù)據(jù)的每個體素從所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)中確定所述導(dǎo)出詞典。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述詞典確定器識別對應(yīng)于所述第一圖像數(shù)據(jù)中的所述體素的所述第二較高分辨率圖像中的體素鄰域；將識別的體素鄰域按比例縮減為預(yù)先確定的較低分辨率；并且，將所述導(dǎo)出詞典確定為在第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)和經(jīng)比例縮減的第二較高分辨率的所述體素鄰域之間的匹配的集合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7到8中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述詞典確定器從所述圖像數(shù)據(jù)中確定針對所述第一圖像數(shù)據(jù)的每個體素的所述自相似詞典。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述詞典確定器按比例縮減所述圖像數(shù)據(jù)中的所述體素的體素鄰域，并且將所述自相似詞典確定為在所述圖像數(shù)據(jù)和經(jīng)比例縮減的圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域之間的匹配的集合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，還包括: 圖像配準(zhǔn)部件(200)，其將所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，其中，所述詞典確定器基于所述配準(zhǔn)來確定至少一個詞典。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，還包括: 體素處理順序確定器(202)，其基于體素梯度大小的降序或所述體素的結(jié)構(gòu)張量本征值的乘積的降序中的至少一個來確定所述第一圖像數(shù)據(jù)的所述體素的處理排序。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述第一圖像數(shù)據(jù)是第一劑量圖像數(shù)據(jù)或第二劑量圖像數(shù)據(jù)，其中，所述第二劑量圖像數(shù)據(jù)的劑量小于所述第一劑量圖像數(shù)據(jù)的劑量，并且所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的劑量大于所述第二劑量圖像數(shù)據(jù)的所述劑量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中的任一項(xiàng)所述的圖像數(shù)據(jù)處理器，其中，所述第一圖像數(shù)據(jù)是CT或PET圖像數(shù)據(jù)，并且所述第二較高分辨率數(shù)據(jù)是CT圖像數(shù)據(jù)。
15.一種方法，包括: 接收第一圖像數(shù)據(jù)； 接收第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)；并且 利用所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)來將所述第一圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)到所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的分辨率，從而生成恢復(fù)的較高分辨率第一圖像數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括: 識別要處理的所述圖像數(shù)據(jù)中的體素； 識別關(guān)于所述體素的體素鄰域； 識別所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)中的對應(yīng)體素鄰域； 按比例縮減所述對應(yīng)體素鄰域，從而生成經(jīng)比例縮減的第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)；確定在所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)和所述經(jīng)比例縮減的第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域之間 的第一映射；并且 基于所述第一映射將所述第一圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)到所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的所述分辨率。
17.根據(jù)權(quán)利要求15到16中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 識別要處理的所述圖像數(shù)據(jù)中的體素； 識別關(guān)于所述體素的體素鄰域； 按比例縮減所述體素鄰域，從而生成經(jīng)比例縮減的第二第一圖像數(shù)據(jù)； 確定在所述第一圖像數(shù)據(jù)和所述經(jīng)比例縮減的第一圖像數(shù)據(jù)的所述體素鄰域之間的第二映射；并且 基于所述第二映射將所述第一圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)到所述第二較高分辨率圖像數(shù)據(jù)的所述分辨率。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 基于體素梯度大小的降序或所述體素的結(jié)構(gòu)張量本征值的乘積的降序中的至少一個來確定所述第一圖像數(shù)據(jù)的所述體素的處理排序。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一圖像數(shù)據(jù)包括低劑量灌注CT圖像數(shù)據(jù)、低劑量多相CT圖像數(shù)據(jù)、低劑量后續(xù)掃描CT圖像數(shù)據(jù)、低劑量PET數(shù)據(jù)、低劑量CT圖像數(shù)據(jù)或常規(guī)劑量CT數(shù)據(jù)中的一個。
20.—種方法,包括: 基于較高分辨率體素鄰域與較低分辨率體素鄰域之間的映射來增加低劑量圖像數(shù)據(jù)或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的分辨率，其中，所述較高分辨率體素鄰域?qū)?yīng)于關(guān)于正被處理的所述低劑量圖像數(shù)據(jù)或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的體素的體素鄰域，并且所述較低分辨率體素鄰域?qū)?yīng)于經(jīng)比例縮減的較高分辨率體素鄰域。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述較高分辨率體素鄰域和所述較低分辨率體素鄰域是第二較高分辨率數(shù)據(jù)的一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述較高分辨率體素鄰域和所述較低分辨率體素鄰域是所述低劑量圖像數(shù)據(jù)或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的一部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求20到22中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括:通過過濾所述較高分辨率體素鄰域來生成所述較低分辨率體素鄰域。
24.根據(jù)權(quán)利要求20到23中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 基于體素梯度大小的降序或所述體素的結(jié)構(gòu)張量本征值的乘積的降序中的至少一個來確定所述低劑量圖像數(shù)據(jù)或常規(guī)劑量圖像數(shù)據(jù)的所述體素的處理排序。
【文檔編號】G06T3/40GK103907132SQ201280053720
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月3日
【發(fā)明者】L·戈申 申請人:皇家飛利浦有限公司