如通過諸如經(jīng)典牛 頓-拉弗遜方法的牛頓類型算法來進行使似然函數(shù)(或?qū)?shù)似然函數(shù))C最小化的搜索。在 SPS中，"拋物面替代"是從上面與負對數(shù)似然相切的二次函數(shù)。凸面考慮得到位于成本函數(shù) 以上的可分離的二次函數(shù)?？煞蛛x的替代函數(shù)的最小化比對數(shù)似然函數(shù)的最小化更易處 理，并且確保單調(diào)收斂于對數(shù)似然的最小元。然而，這僅僅是一個實施例，并且本文也設想 其他數(shù)值方法和/或成本函數(shù)結(jié)構(gòu)。具體地，以上在成本函數(shù)的最小化方面已經(jīng)表達了迭代 重建，但是再次地，這是范例性實施例。有時，一些迭代重建方案可能要求不同的優(yōu)化，比如 為了使目標函數(shù)最大化，并且本文同樣設想這樣的方案，尤其出于在代數(shù)重排之后在最小 化問題方面能夠正常地表達任何最大化問題的原因。
[0104] 在任一實施例中，在固定數(shù)量(在一個實施例中，其是用戶可調(diào)節(jié)的）的迭代之后 終止，或如果成本函數(shù)在迭代期間不再改變，例如，如果歸因于更新的成本減少小于用戶可 定義的閾值ε，則終止迭代。
[0105] 簡言之，所提出的方法提供：
[0106] 所有數(shù)據(jù)的單個噪聲水平被正確地考慮并且被指定在探測器像素水平處，即在投 影域中。
[0107] 能夠忽略在相移正弦圖中的缺失的數(shù)據(jù)（出于相位纏繞、相干損失等的原因），因 為迭代重建被認為是關于此相當魯棒的，并且因為其他通道，即康普頓散射正弦圖仍然包 括足夠的投影信息來彌補在微分相位正弦圖中缺失的數(shù)據(jù)。
[0108] g卩，在區(qū)別于諸如在W0 2013/027138中描述的一個的其他途徑中，由于代替地采 取在所測量的數(shù)據(jù)上的噪聲估計(并且在該域中噪聲被認為是白噪聲），所以不要求在圖像 域中的SNR (信噪比）的參數(shù)化。
[0109] 以上描述的方法和相關圖像處理器可以被應用到所有微分相位對比CT成像系統(tǒng)， 優(yōu)選地被應用到具有諸如能量選擇或光子計數(shù)探測器或其他的譜分辨探測器的成像系統(tǒng)。
[0110] 在任選的步驟(在圖3中未示出）處，然后在監(jiān)控器Μ上繪制和顯示電子密度橫截面 圖像或根據(jù)多個電子密度橫截面形成的體積。
[0111] 為了影響可視化的各種模式，如本文提出的圖像處理器IP包括可視化模塊VS，其 驅(qū)動系統(tǒng)視頻卡以實現(xiàn)在監(jiān)控器Μ上對所計算的電子密度的顯示。
[0112] 圖像處理器IP和其部件可以被布置為在分布式架構(gòu)中布置的并且在適當通信網(wǎng) 絡中連接的單獨的模塊。
[0113] 在一個實施例中，圖像處理器IP被布置為專用FPGA或作為硬連接獨立芯片。
[0114] 在備選實施例中，圖像處理器IP和其部件駐留在工作站C0N中，作為軟件例程在工 作站C0N上運行。圖像處理器IP和其部件可以在適當?shù)目茖W計算平臺（諸如Matlab?）中被 編程并且可以被轉(zhuǎn)化為被維持在庫中的并且當由工作站C0N的操作系統(tǒng)調(diào)用時被鏈接的C+ +或C例程。
[0115] 盡管在上文中已經(jīng)描述了基于光柵的設置以從所測量的投影數(shù)據(jù)提取相移，但是 同樣地可以使用其他PCI(相位對比成像)原理，例如基于分析器的成像或基于傳播的成像。
[0116] 在本發(fā)明的另一范例性實施例中，提供一種計算機程序或計算機程序單元，其特 征在于適于在適當系統(tǒng)上執(zhí)行根據(jù)前述實施例中的任一項所述的方法的方法步驟。
[0117] 因此，計算機程序單元可以被存儲在計算機單元中，其也可以是本發(fā)明的實施例 的一部分。該計算單元可以適于執(zhí)行上述方法的步驟或誘發(fā)對上述方法的步驟的執(zhí)行。而 且，其可以適于操作上述裝置的部件。計算單元能夠適于自動操作和/或執(zhí)行用戶的順序。 計算機程序可以被加載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲器中。數(shù)據(jù)處理器可以因此被裝備為執(zhí)行 本發(fā)明的方法。
[0118] 本發(fā)明的這個范例性實施例涵蓋從最開始使用本發(fā)明的計算機程序和借助于更 新將現(xiàn)有程序轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂帽景l(fā)明的程序的計算機程序。
[0119] 更進一步地，所述計算機程序單元能夠提供實現(xiàn)上述方法的范例性實施例的流程 的所有必需步驟。
[0120] 根據(jù)本發(fā)明的另一范例性實施例，提出了一種計算機可讀介質(zhì)，例如CD-ROM，其 中，所述計算機可讀介質(zhì)具有存儲在所述計算機可讀介質(zhì)上的計算機程序單元，其中，所述 計算機程序單元由前面部分描述。
[0121] 計算機程序可以存儲和/或分布在與其他硬件一起提供或作為其他硬件的部分提 供的諸如光學存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)的適當?shù)慕橘|(zhì)上，但是計算機程序也可以以其他的形式 分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線的遠程通信系統(tǒng)。
[0122] 然而，所述計算機程序也可以存在于諸如萬維網(wǎng)的網(wǎng)絡上并能夠從這樣的網(wǎng)絡中 下載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲器中。根據(jù)本發(fā)明的另一范例性實施例，提供了一種用于使 得計算機程序單元能夠被下載的介質(zhì)，其中，所述計算機程序單元被布置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā) 明的之前描述的實施例之一所述的方法。
[0123] 必須指出，本發(fā)明的實施例參考不同主題加以描述。具體而言，一些實施例參考方 法類型的權(quán)利要求加以描述，而其他實施例參考設備類型的權(quán)利要求加以描述。然而，本領 域技術(shù)人員將從以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了屬于一種類型的主題的 特征的任何組合之外，涉及不同主題的特征之間的任何組合也被認為被本申請公開。然而， 所有特征能夠被組合以提供超過特征的簡單相加的協(xié)同效應。
[0124] 盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細說明和描述了本發(fā)明，但是這樣的說明和描 述被認為是說明性或范例性的而非限制性的。本發(fā)明不限于所公開的實施例。通過研究附 圖、說明書和從屬權(quán)利要求，本領域的技術(shù)人員在實踐所主張的本發(fā)明時能夠理解和實現(xiàn) 所公開的實施例的其他變型。
[0125] 在權(quán)利要求中，詞語"包括"不排除其他元件或步驟，并且，詞語"一"或"一個"并不 排除多個。單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求書中記載的若干項目的功能。在互不 相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要 求中的任何附圖標記不得被解釋為對范圍的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種用于生成對象(PAT)中或所述對象的部分中的電子密度的圖像的方法，包括w 下步驟： 接收（S330): i)針對至少一個能量值根據(jù)由掃描器(IMA)的福射敏感探測器探測的數(shù)據(jù)導出的相位 對比正弦圖片挪，其中，P兩設及在福射通過所述對象之后由所述福射經(jīng)歷的相移的相移梯 度；W及ii)根據(jù)由所述福射敏感探測器探測的數(shù)據(jù)或者根據(jù)由不同福射敏感探測器探測 的數(shù)據(jù)導出的康普頓衰減正弦圖PC，其中，PC實質(zhì)上記錄到對由在通過所述福射在所述的通 過所述對象中經(jīng)歷的總體衰減的康普頓散射貢獻； 基于兩個正弦圖A/p和PC兩者聯(lián)合重建(S335)所述電子密度的橫截面圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述聯(lián)合重建迭代地進行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述聯(lián)合重建中的迭代由成本函數(shù)來驅(qū)動，所述 成本函數(shù)包括對如在所述正弦圖中記錄的噪聲進行建模的噪聲項。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述噪聲項是協(xié)方差矩陣。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述協(xié)方差矩陣具有對角形式。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述協(xié)方差矩陣具有至少一個非零非對角元素。7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6中的任一項所述的方法，其中，所述成本函數(shù)根據(jù)包括所述兩個正 弦圖的對數(shù)似然函數(shù)來導出。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，所述重建步驟基于共輛梯度方法。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項所述的方法，其中，所述重建步驟基于牛頓-拉弗遜方 法。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，用于采集PC正弦圖和/或P#正弦 圖的所述掃描器（IMA)是多能量掃描器，尤其是雙能量掃描器，或者其中，所述掃描器具有 多層探測器，尤其是雙層探測器，或者其中，所述掃描器是具有光子計數(shù)探測器的譜成像掃 描器。11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項所述的方法，其中，所述掃描器（IMA)包括用于采集 所述相位對比正弦圖八/p的微分相位對比成像裝備(PCI)。12. -種圖像處理系統(tǒng)，包括： 一個或多個成像裝置(IMA)，其被配置為供應對象的相位對比正弦圖巧喊和康普頓衰減 正弦圖PC; 處理單元(IP),其被配置為通過根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任一項所述的方法處理相位對 比圖像和所述康普頓衰減正弦圖PC來重建所述對象中的電子密度的圖像； 顯示單元(M)，其用于顯示如由所述處理單元(IP)重建的所述電子密度的圖像。13. -種用于控制根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置的計算機程序單元，所述計算機程序單 元當由處理單元運行時適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任一項所述的方法的步驟。14. 一種計算機可讀介質(zhì)，在其上存儲有根據(jù)權(quán)利要求13所述的程序單元。
【專利摘要】一種用于重建對象PAT中的電子密度的圖像的方法和相關系統(tǒng)(IMA)。X射線輻射成像器被用于將所述對象PAT暴露于輻射以接收投影數(shù)據(jù)。重建方法將來自兩個通道的投影數(shù)據(jù)進行組合，即將基于康普頓散射的衰減數(shù)據(jù)pC和相移數(shù)據(jù)進行組合。
【IPC分類】G06T11/00
【公開號】CN105580054
【申請?zhí)枴緾N201480053011
【發(fā)明人】T·克勒, B·J·布倫德爾, E·勒斯爾
【申請人】皇家飛利浦有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年8月29日
【公告號】WO2015043870A1