圖像分辨率增強(qiáng)的制作方法
【專利摘要】在一個(gè)方面中，一種用于從較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)生成較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)的方法包括：接收被掃描受檢者的體積圖像數(shù)據(jù)，其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)包括表示所述被掃描受檢者的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)覆蓋所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。所述方法還包括估計(jì)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)。所述方法還包括基于至少所估計(jì)的圖像間運(yùn)動(dòng)來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)。所述方法還包括：基于所配準(zhǔn)的體積圖像數(shù)據(jù)、超級(jí)分辨后處理算法以及生成所述體積圖像數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，來(lái)生成所述較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)。所述較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)具有大于所述較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)的圖像分辨率。
【專利說(shuō)明】圖像分辨率增強(qiáng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 以下大體涉及增強(qiáng)圖像分辨率，并且具體應(yīng)用于計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT);然而，其 也適用于采集受檢者的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)幀或從多個(gè)不同視點(diǎn)對(duì)受檢者的靜態(tài)結(jié) 構(gòu)進(jìn)行掃描的其他成像模態(tài)，例如磁共振（MR)、心血管（CV)、X射線和/或其他成像模態(tài)。

【背景技術(shù)】
[0002] 文獻(xiàn)表明，冠狀動(dòng)脈疾病每年影響數(shù)百萬(wàn)人，并且每年死亡人數(shù)眾多。來(lái)自冠狀動(dòng) 脈疾病的并發(fā)癥包括管腔窄化（狹窄）、冠狀動(dòng)脈的阻塞、易損斑塊的破裂，等等。對(duì)心臟科 醫(yī)師，尤其是專攻介入性心臟病學(xué)的那些而言，主要的臨床挑戰(zhàn)是，對(duì)急性心肌梗死及其他 急性冠狀動(dòng)脈綜合癥的探測(cè)和預(yù)防。組織病理學(xué)研究已顯示，源自急性冠狀動(dòng)脈綜合癥的 猝死的原因是破裂的斑塊的存在。文獻(xiàn)表明，已出現(xiàn)識(shí)別容易破裂的動(dòng)脈粥樣硬化病變的 概況的趨勢(shì)?；谑瑱z研究，罪犯病變中的大多數(shù)典型地為非狹窄性的，包含具有薄覆蓋纖 維帽的大壞死核，并且誘導(dǎo)血管段的膨脹性重構(gòu)。
[0003] 計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT)是生成受檢者內(nèi)部的診斷質(zhì)量圖像的成像模態(tài)，所述受檢 者的內(nèi)部例如受檢者的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)（例如心、肺等）和/或血管（例如冠狀動(dòng)脈）。 針對(duì)對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化性斑塊的探測(cè)和/或?qū)ζ浣M成和機(jī)械性質(zhì)的評(píng)估，從CT掃描生成的圖 像應(yīng)包括準(zhǔn)確表征斑塊的數(shù)據(jù)。遺憾的是，當(dāng)前用于處理心臟數(shù)據(jù)的方法可能引入偽影，并 因此不能準(zhǔn)確表征斑塊。這樣的偽影的范例包括暈狀偽影（其源自高密度目標(biāo)，例如鈣化 斑塊）、鈣暈影（calcium blooming)(其主要源自CT系統(tǒng)有限的空間分辨率）和/或可能 造成模糊的其他偽影，其導(dǎo)致對(duì)鈣化區(qū)域的過(guò)度表示、對(duì)腔管區(qū)和狹窄度的低估、對(duì)支架內(nèi) 結(jié)構(gòu)的模糊、對(duì)血管的模糊以及對(duì)斑塊組成的不準(zhǔn)確表征。
[0004] 鑒于以上，存在著對(duì)用于在保持圖像質(zhì)量和/或改進(jìn)圖像質(zhì)量的同時(shí)降低患者劑 量的其他方法的未解決需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本文所述的各方面解決上述問(wèn)題以及其他問(wèn)題。
[0006] 在一個(gè)方面中，一種用于從較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)生成較高分辨率體積圖像數(shù) 據(jù)的方法，包括：接收被掃描受檢者的體積圖像數(shù)據(jù)，其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)包括表示所 述被掃描受檢者的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)覆蓋 所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。所述方法還包括估計(jì)所接收到的體積圖 像數(shù)據(jù)的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)。所述方法還包括基于至少所估計(jì)的圖像間運(yùn)動(dòng)，來(lái) 配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)。所述方法還包括基于所配準(zhǔn)的體積圖像數(shù)據(jù)、超分辨后處 理算法以及生成所述體積圖像數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，來(lái)生成所述較高分辨率體積 圖像數(shù)據(jù)。所述較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)具有大于所述較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)的圖像分 辨率。
[0007] 在另一方面中，一種計(jì)算系統(tǒng)，其接收被掃描受檢者的體積圖像數(shù)據(jù)，其中，所述 體積圖像數(shù)據(jù)包括表示所述被掃描受檢者的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且其 中，所述體積圖像數(shù)據(jù)覆蓋所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。所述計(jì)算系 統(tǒng)包括：運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，其估計(jì)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)；配 準(zhǔn)部件，其基于至少所估計(jì)的圖像間運(yùn)動(dòng)，來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)；以及圖像增強(qiáng) 器，其基于所配準(zhǔn)的體積圖像數(shù)據(jù)以及生成所述體積圖像數(shù)據(jù)的成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)， 來(lái)生成超分辨體積圖像數(shù)據(jù)。針對(duì)所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的所述超分辨圖像數(shù)據(jù) 具有大于所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的個(gè)體圖像的分辨率的圖像分辨率。
[0008] 在另一方面中，一種識(shí)別血管中的斑塊的方法，包括：從周期性運(yùn)動(dòng)的對(duì)象生成超 分辨圖像；并且從所述超分辨圖像表征斑塊組成。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 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安排的形式。附 圖僅出于圖示優(yōu)選的實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。
[0010] 圖1結(jié)合圖像分辨率增強(qiáng)器示意性地圖示了示范性成像系統(tǒng)。
[0011] 圖2圖示了用于增強(qiáng)體積圖像數(shù)據(jù)的分辨率的示范性方法。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下文描述了用于通過(guò)利用對(duì)幾個(gè)運(yùn)動(dòng)相位采集的數(shù)據(jù)的冗余來(lái)生成受檢者的被 掃描感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)和/或相關(guān)結(jié)構(gòu)的超分辨體積數(shù)據(jù)，使用對(duì)所述感興趣結(jié) 構(gòu)的多次重建，來(lái)增強(qiáng)體積圖像數(shù)據(jù)的圖像分辨率的方法。所采集的數(shù)據(jù)可以是周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)（或靜態(tài)結(jié)構(gòu)從不同視角）的計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT)、磁共振（MR)、心血管（CV)、X 射線，和/或其他成像數(shù)據(jù)。為了簡(jiǎn)潔，下文在CT的背景下進(jìn)行討論。
[0013] 首先參考圖1，示意性地圖示了成像系統(tǒng)100,例如CT掃描器。成像系統(tǒng)100包括 固定機(jī)架102和旋轉(zhuǎn)機(jī)架104,旋轉(zhuǎn)機(jī)架由固定機(jī)架102可旋轉(zhuǎn)地支撐并關(guān)于Z軸繞檢查區(qū) 域106旋轉(zhuǎn)。輻射源110,例如X射線管，由旋轉(zhuǎn)機(jī)架104支撐并與旋轉(zhuǎn)機(jī)架104-起旋轉(zhuǎn)， 并且發(fā)射穿過(guò)檢查區(qū)域106的輻射。輻射敏感探測(cè)器陣列112,其在檢查區(qū)域106對(duì)面與輻 射源110相對(duì)而對(duì)向一角度弧，探測(cè)穿過(guò)檢查區(qū)域106的輻射，并生成指示其的信號(hào)數(shù)據(jù)。 輻射敏感探測(cè)器陣列112包括輻射敏感探測(cè)器像素的一維或二維陣列。可以將部件102至 112聚合地視為成像數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)113的部分。
[0014] 成像系統(tǒng)100還包括受檢者支撐體114,例如臥榻，其支撐檢查區(qū)域106中的受檢 者。受檢者支撐體114被配置為在對(duì)結(jié)構(gòu)（例如周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)）的掃描之前、期間和/ 或之后，垂直地和/或水平地運(yùn)動(dòng)，以定位與系統(tǒng)100相連的受檢者或?qū)ο?。成像系統(tǒng)100 還包括通用計(jì)算系統(tǒng)，或者計(jì)算機(jī)充當(dāng)操作者控制臺(tái)116?？刂婆_(tái)116包括人類可讀的輸出 設(shè)備（例如監(jiān)視器）和輸入設(shè)備（例如鍵盤、鼠標(biāo)等）。駐留于控制臺(tái)116中的軟件允許操 作者經(jīng)由圖形用戶界面（GUI)或以其他方式與掃描器100交互。該交互可以包括選擇成像 協(xié)議（例如，針對(duì)感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)）、啟動(dòng)掃描、選擇感興趣的后處理，等等。
[0015] 重建器118重建所述信號(hào)，生成指示被掃描結(jié)構(gòu)的幾個(gè)圖像。在所述結(jié)構(gòu)包括周 期性運(yùn)動(dòng)的器官（例如心臟、肺等）時(shí)，所述圖像中的兩個(gè)或多個(gè)可以分別表示不同的運(yùn)動(dòng) 相位。例如，在所述結(jié)構(gòu)為心臟時(shí)，所述圖像中的一個(gè)可以捕獲心動(dòng)周期的收縮期，而另一 個(gè)圖像可以捕獲心動(dòng)周期的舒張期。在另一種情況中，在所述結(jié)構(gòu)包括肺時(shí)，所述圖像中的 一個(gè)可以捕獲呼吸周期的吸氣階段，而另一個(gè)圖像可以捕獲呼吸周期的呼氣階段。在又另 一種情況中，在所述結(jié)構(gòu)包括與心動(dòng)周期和/或呼吸周期一起運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述圖像中 的一個(gè)可以捕獲所述結(jié)構(gòu)的不同運(yùn)動(dòng)相位。所述重建可以為回顧性或前瞻性運(yùn)動(dòng)門控重 建。所圖示的重建器118可以是或可以不是成像系統(tǒng)100的部分。
[0016] 點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)（PSF)確定器120針對(duì)成像系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)采集協(xié)議，確定成 像系統(tǒng)100的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。大體上，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)（或脈沖響應(yīng)）描述成像系統(tǒng)100對(duì)點(diǎn)源的 響應(yīng)（或模糊），并且所述點(diǎn)源的擴(kuò)展（模糊）度是成像系統(tǒng)10的質(zhì)量度量?？梢酝ㄟ^(guò)掃 描線體模（其模擬脈沖函數(shù)），來(lái)確定點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，并且得到的模糊表示系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。 針對(duì)不同成像協(xié)議并由點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)確定器120和/或其他部件確定的系統(tǒng)100 -個(gè)或多個(gè) 點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)可以被儲(chǔ)存在PSF存儲(chǔ)器122中，PSF存儲(chǔ)器122可以在圖1的部件中的一個(gè) 或多個(gè)的本地和/或遠(yuǎn)程。
[0017] 感興趣區(qū)域（R0I)分割器124從所重建的體積圖像數(shù)據(jù)分割一個(gè)或多個(gè)R0I。合 適的分割方法包括圖案識(shí)別、基于模型的、基于追蹤的、人工智能、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、管狀目標(biāo) 探測(cè)和 / 或其他方法。至少在 C. Kirbas 和 F. Quek 的 "A review of vessel extraction techniques and algorithms"（ACM Computing Surveys，第 36卷，81-121 頁(yè)，2004 年）中 討論了這樣的方法。其中，所述R0I對(duì)應(yīng)于被表示在重建的體積圖像數(shù)據(jù)中的處于一個(gè)或 多個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特定血管，R0I分割器124幫助從所重建的體積圖像數(shù)據(jù)分割所述血 管。大體上，心臟分析中的血管提取允許對(duì)圍繞心臟的不同血管的探測(cè)與標(biāo)記。如在下文 更詳細(xì)討論的，對(duì)所述體積圖像數(shù)據(jù)經(jīng)分割的R0I可以被用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)和/或圖像配準(zhǔn)。
[0018] 運(yùn)動(dòng)估計(jì)器126估計(jì)所重建的體積圖像數(shù)據(jù)的圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)?？梢圆?用各種方法。例如，與所重建的圖像同步的ECG信號(hào)可以被用于表征所述運(yùn)動(dòng)，例如，識(shí)別 心動(dòng)周期的"安靜"相位和/或其他相位。對(duì)此，可以通過(guò)比較連續(xù)圖像之間的相似度和/ 或以其他方式，來(lái)確定所述圖像間運(yùn)動(dòng)。在R.Manzke、T. Kdhler、T.Nielsen、D.Hawkes 和 M.Grass 的"Automatic phase determination for retrospectively gated cardiac CT"(Med.Phys·，第31卷，3345頁(yè)，2004年）中討論了這樣的范例。另一種方法包括將圖像 中結(jié)構(gòu)的形狀與已知參考相位中所述結(jié)構(gòu)的預(yù)期形狀進(jìn)行比較。經(jīng)分割的R0I可以被用于 約束數(shù)據(jù)空間（例如從整個(gè)體積數(shù)據(jù)集到其子集的數(shù)據(jù)集），幫助識(shí)別結(jié)構(gòu)的形狀，提供可 以被用于識(shí)別所述結(jié)構(gòu)的位置信息和/或以其他方式使用。
[0019] 配準(zhǔn)部件128基于至少圖像間運(yùn)動(dòng)，來(lái)配準(zhǔn)所重建的體積圖像數(shù)據(jù)的圖像。合適 的配準(zhǔn)方法包括剛性和/或非剛性方法。在一種情況中，局部剛性/仿射變換被用于描述 全局的、非剛性變換。可以通過(guò)變分公式化，明確給出或暗含地確定解空間。基于樣條的配 準(zhǔn)可以被用于非剛性圖像配準(zhǔn)。用B樣條，對(duì)照點(diǎn)的位移僅得到周圍體積的位移。基于所 述變換以及對(duì)相似度度量的選擇，可以定義要被最小化的目標(biāo)函數(shù)。
[0020] 此外，將近似或尺度空間想法用于目標(biāo)函數(shù)的凸化。正則化可以被用于將用戶指 示并入所述配準(zhǔn)。大體上，圖像配準(zhǔn)中的正則化是關(guān)于潛在的優(yōu)化問(wèn)題的存在而非關(guān)于其 獨(dú)特性。先驗(yàn)、掩蔽和/或懲罰均可以被用于避免不現(xiàn)實(shí)的解。先驗(yàn)可以源自手動(dòng)的、基于 模型的或其他器官分割。為了便于到全局最小化的收斂以及對(duì)像素位置的準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，可以 使用與源自基于模型的分割的先驗(yàn)知識(shí)相結(jié)合的尺度空間方法。
[0021] 合適的配準(zhǔn)方法的范例可以至少在以下中找到：B. Zitova和J. Flusser 的"Image registration methods:a survey"（Image Vision Comput., 第 21 卷， 977-1000 頁(yè)，2003 年）；A.Goshtasby 的 2_D and 3_D Image Registration for Medical,Remote Sensing,and Industrial Applications(ffiley-Interscience,2005 年）；Β· Fischer 和 J. Modersitzki 的''Ill-posed medicine -an introduction to image registration"（Inverse Problems，第 24 卷，〇34〇08 頁(yè)，2〇〇8 年）；S. Kabus、A. Franz 和 B. Fischer 的"Variational image registration with local properties"，（Biomedical Image Registration，92_100 頁(yè)，2006 年）；以及 S.Kabus、T.Netsch、B.Fischer 和 J. Modersitzki 在 Proceedings of the SPIE，2004 年，304-313 頁(yè)中的"B-spline registration of 3D images with levenberg-marquardt optimization，'。
[0022] 所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)可以被用于識(shí)別要配準(zhǔn)的圖像的子集。例如，在感興趣運(yùn)動(dòng)相位的 圖像與一個(gè)或多個(gè)相鄰圖像之間的運(yùn)動(dòng)在預(yù)定運(yùn)動(dòng)閾值范圍內(nèi)時(shí)，所述感興趣運(yùn)動(dòng)相位的 所述圖像和所述一個(gè)或多個(gè)相鄰圖像被包括為所述子集的部分。然而，在一個(gè)或多個(gè)相鄰 圖像在所述預(yù)定閾值范圍之外時(shí)，那些相鄰圖像被從所述子集排除。對(duì)所重建的體積圖像 數(shù)據(jù)經(jīng)分割的R0I可以被用于約束數(shù)據(jù)空間（例如從整個(gè)數(shù)據(jù)集到其子集），提供先驗(yàn)知 識(shí)，用于分配不同權(quán)重或針對(duì)不同的感興趣體素的掩蔽，以視覺(jué)增強(qiáng)感興趣結(jié)構(gòu)，封閉其中 初始運(yùn)動(dòng)太大的間隙，等等。
[0023] 圖像分辨率增強(qiáng)器130基于超分辨算法132和成像系統(tǒng)100的PSF，來(lái)增強(qiáng)一個(gè) 或多個(gè)圖像的分辨率，所述PSF可以從PSF確定器120、PSF存儲(chǔ)器122和/或其他部件獲 得。合適的超分辨方法包括頻率和/或空間域方法。頻率域方法一般簡(jiǎn)單且在計(jì)算上廉價(jià)。 然而，按照定義它們適合于純平移運(yùn)動(dòng)，并且對(duì)模型誤差極其敏感?？臻g域方法一般在計(jì)算 上更昂貴。然而，它們不限于平移運(yùn)動(dòng)，并因此更適合諸如心臟運(yùn)動(dòng)的特定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。所述 PSF可以被用于針對(duì)由成像系統(tǒng)100造成的模糊調(diào)節(jié)圖像。
[0024] 下面提供合適的迭代超分辨算法的非限制性范例。給定K個(gè)低分辨率圖像gk，可 以如所示，通過(guò)公式1的迭代圖像更新算法，來(lái)恢復(fù)較高分辨率圖像f :
[0025] 公式 1 :
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于從較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)生成較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)的方法，包括： 接收被掃描受檢者的體積圖像數(shù)據(jù)，其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)包括表示所述被掃描受 檢者的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且其中，所述體積圖像數(shù)據(jù)覆蓋所述感興趣 的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期； 估計(jì)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)； 基于至少所估計(jì)的圖像間運(yùn)動(dòng)，來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)；并且 基于所配準(zhǔn)的體積圖像數(shù)據(jù)、超分辨后處理算法以及生成所述體積圖像數(shù)據(jù)的成像系 統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，來(lái)生成所述較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)， 其中，所述較高分辨率體積圖像數(shù)據(jù)具有大于所述較低分辨率體積圖像數(shù)據(jù)的圖像分 辨率。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)提取所述感興趣的周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)； 基于經(jīng)分割的圖像數(shù)據(jù)來(lái)定義所述體積圖像數(shù)據(jù)的子集；并且 以下中的至少一項(xiàng)：估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn) 動(dòng)，或者基于至少所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)或經(jīng)分割 的體積圖像數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)提取所述感興趣的周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)； 基于經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù)，來(lái)識(shí)別所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)中所述感興趣的周期性 運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的形狀；并且 基于所識(shí)別的形狀，來(lái)估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集的所述相鄰圖像之間的所述 圖像間運(yùn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)提取所述感興趣的周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)； 基于經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)中所述感興趣的周期性 運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的位置；并且 基于所識(shí)別的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的位置來(lái)估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子 集的所述相鄰圖像之間的所述圖像間運(yùn)動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)提取所述感興趣的周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)； 基于經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定用于視覺(jué)增強(qiáng)所述周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的一組權(quán)重； 并且 基于所述權(quán)重來(lái)配準(zhǔn)所述體積圖像數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)提取所述感興趣的周期性運(yùn) 動(dòng)的結(jié)構(gòu)； 基于經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定用于遮蔽所述體積圖像數(shù)據(jù)的部分的蒙板，以視覺(jué) 增強(qiáng)所述周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)；并且 使用所述蒙板來(lái)配準(zhǔn)所述體積圖像數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 基于所估計(jì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)定義所述體積圖像數(shù)據(jù)的子集，其中，所述子集僅包括滿足預(yù)定 圖像間運(yùn)動(dòng)閾值范圍的圖像數(shù)據(jù)；并且 基于所估計(jì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)配準(zhǔn)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集。
8. 如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 采用所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)來(lái)補(bǔ)償由所述成像系統(tǒng)引入到所述體積圖像數(shù)據(jù)中的模糊。
9. 如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)為解剖學(xué)脈管，并且所述 運(yùn)動(dòng)周期為心動(dòng)周期。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述超分辨體積圖像數(shù)據(jù)視覺(jué)增強(qiáng)以下中的一個(gè) 或多個(gè)：斑塊、支架內(nèi)結(jié)構(gòu)或狹窄。
11. 一種接收被掃描受檢者的體積圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算系統(tǒng)（134)，其中，所述體積圖像數(shù) 據(jù)包括表示所述被掃描受檢者的感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并且其中，所述體積 圖像數(shù)據(jù)覆蓋所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，所述計(jì)算系統(tǒng)包括： 運(yùn)動(dòng)估計(jì)器（126)，其估計(jì)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)； 配準(zhǔn)部件（128)，其基于至少所估計(jì)的圖像間運(yùn)動(dòng)來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)； 以及 圖像分辨率增強(qiáng)器（130)，其基于所配準(zhǔn)的體積圖像數(shù)據(jù)和生成所述體積圖像數(shù)據(jù)的 成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來(lái)生成超分辨體積圖像數(shù)據(jù)，其中，針對(duì)所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng) 的結(jié)構(gòu)的所述超分辨圖像數(shù)據(jù)具有大于所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)的個(gè)體圖像的分辨率的 圖像分辨率。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括： 感興趣區(qū)域分割器（124)，其分割所述體積圖像數(shù)據(jù)，由此從所接收到的體積圖像數(shù)據(jù) 提取所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，其中，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)器采用經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù) 來(lái)定義所述體積圖像數(shù)據(jù)的子集。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)器估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述 子集的相鄰圖像之間的圖像間運(yùn)動(dòng)。
14. 如權(quán)利要求12至13中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)器基于經(jīng)分割的 體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)中所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的形狀， 并基于所識(shí)別的形狀來(lái)估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集的所述相鄰圖像之間的所述圖 像間運(yùn)動(dòng)。
15. 如權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)器基于經(jīng)分割的 體積圖像數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)中所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的位置， 并且基于所識(shí)別的所述感興趣的周期性運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的位置來(lái)估計(jì)所述體積圖像數(shù)據(jù)的所 述子集的所述相鄰圖像之間的所述圖像間運(yùn)動(dòng)。
16. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述配準(zhǔn)部件基于至少所述體積圖像數(shù)據(jù)的所 述子集來(lái)配準(zhǔn)所接收到的體積圖像數(shù)據(jù)或經(jīng)分割的體積圖像數(shù)據(jù)。
17. 如權(quán)利要求12和16中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述配準(zhǔn)部件基于所述體積圖 像數(shù)據(jù)的所述子集來(lái)對(duì)表示所述運(yùn)動(dòng)的感興趣結(jié)構(gòu)的所述周期性數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)。
18. 如權(quán)利要求12、16和17中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述配準(zhǔn)部件基于所述體積 圖像數(shù)據(jù)的所述子集來(lái)遮蔽所述體積圖像數(shù)據(jù)的部分。
19. 如權(quán)利要求12、16、17和18中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述配準(zhǔn)部件僅配準(zhǔn)所 述體積圖像數(shù)據(jù)的所述子集中滿足預(yù)定圖像間運(yùn)動(dòng)閾值范圍的圖像。
20. -種識(shí)別血管中的斑塊的方法，包括： 從周期性運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)生成超分辨圖像；并且 從所述超分辨圖像表征斑塊組成。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK104126193SQ201380009402
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
【發(fā)明者】Y·拉馬什, L·戈申 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司