[发明专利]用于误差补偿的方法和系统

说明书

本发明涉及用于生成核函数集(a set of kernel)的方法，用于误差补偿 的方法和系统，计算机可读介质和程序单元，尤其涉及X射线散射的基于 卷积的误差补偿方法。

计算机断层摄影术(CT)是使用数字处理从围绕单一旋转轴获得的一 系列二维x射线图像生成研究对象(感兴趣对象，检查对象)的内部的三 维图像的过程。CT图像的重建可以通过应用适当的算法进行。

CT成像的基本原理是通过CT系统的探测器获得检查对象的投影数 据。投影数据代表辐射束所经过的对象的信息。为了从投影数据当中生成 图像，这些投影数据(线积分)可以被反投影，从而产生二维图像，即， 代表盘。从多个这样的二维图像当中可以重建所谓的体素表示，即，三维 像素的表示。在探测器已经以平面的形式布置的情况下，获得二维投影数 据并且反投影的结果是三维体素。也就是说，在现代的、更复杂的所谓的 “锥束”CT和重建方法中，二维探测器即具有以矩阵的形式布置的多个探 测元件的探测器的投影数据在单一重建步骤中被直接反投影到体素的三维 分布中。

散射辐射是锥束X射线计算机断层摄影术中的伪影的主要来源。通过 在重建图像中导致伪影例如噪声、条纹和低频不均匀性，所谓的杯状伪影， 散射阻碍了柔和对比度即具有低对比度的部分的可见性。尤其在使用防散 射滤线栅效率低的介入性X射线系统的体积成像中，需要用于散射补偿的 可靠和准确的回顾性方法。一种用于校正的方法是所谓的基于卷积的方法， 该方法经常用于估计射线摄影图像的散射背景。例如，这样的基于卷积的 方法在“Computerized scatter correction in diagnostic radiology”，K.P.Maher 和J.F.Malone，Contemporary Physics 38(2)，131-148，1997中得以描述。

尽管这些基于卷积的校正方法的确增加了重建图像的质量，但是重建 图像仍然呈现出伪影，特别是在体积图像中。

希望提供用于生成核函数集的备选方法，用于误差补偿的方法和系统， 计算机可读介质和程序单元，其可以在误差补偿中表现出更大的准确度或 者可以在重建图像中较少地倾向于产生伪影。

根据独立权利要求的用于生成核函数集的备选方法，用于误差补偿的 方法和系统，计算机可读介质和程序单元可以满足该需要。

根据用于针对由成像系统记录的物理对象的投影图像的卷积误差补偿 生成核函数集的方法的一个典型实施例，所述方法包括以这样的方式计算 核函数集使得对于投影图像的每个像素计算用于误差补偿的通常不对称的 散射分布，从而表示在X射线源和像素之间由射束定义的体积中发生的X 射线散射。

根据一个典型实施例，一种用于对物理对象的图像进行误差补偿的方 法包括接收被成像物理对象的原始投影图像，将原始投影图像转换成水当 量图像(water equivalent image)(水当量厚度的图像)，从所述水当量图像 并且可能从它的梯度提取许多标量参数，根据用于生成核函数集的方法的 一个典型实施例通过使所提取参数与预先计算的核函数的参数相关来确定 至少一个预先计算的核函数，和通过使用所确定的所述至少一个预先计算 的核函数来补偿原始投影图像的误差。

根据一个典型实施例，一种用于对物理对象的图像进行误差补偿的系 统包括：接收单元，其适于接收被成像物理对象的原始投影图像；计算单 元，其适于将原始投影图像转换成水当量图像，特别是计算相应的梯度图 像，并且从水当量厚度的图像并且特别从所述梯度提取许多参数；确定单 元，其适于根据用于生成核函数集的方法的一个典型实施例通过使所提取 参数与预先计算的核函数的参数相关来确定至少一个预先计算的核函数； 和补偿单元，其适于通过使用所确定的所述至少一个预先计算的核函数补 偿原始投影图像的误差。

根据一个典型实施例，一种断层摄影装置包括辐射源，辐射探测器， 和用于根据一个典型实施例进行误差补偿的系统，其中，所述辐射探测器 适于记录代表被成像物理对象的原始投影图像的信息的数据。