[发明专利]用于从所获取的投影数据产生感兴趣区域的经校正的图像的装置、方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于从所获取的投影数据产生感兴趣区域的经校正的图像的装置、方法和计算机程序。本发明还涉及用于对感兴趣区域进行成像的成像系统、成像方法和计算机程序，其中，获取了投影数据，并且从所获取的投影数据产生感兴趣区域的经校正的图像。

背景技术

用于产生感兴趣区域的经校正的图像的装置例如为计算机断层摄影系统，其获取投影数据，并且从这些所获取的投影数据重建感兴趣区域的图像。这种计算机断层摄影系统包括用于校正感兴趣区域的图像的校正单元，以减少图像中的伪影。具体而言，这种计算机断层摄影系统可包括用于减少图像内金属伪影的校正单元。如果所成像的感兴趣包含高密度区域，例如金属植入物、牙科填充物或其他高辐射吸收区域，则出现金属伪影。通常，金属伪影作为源自高密度区域的条纹而出现在重建图像中。通过高密度区域的投影线积分是高度衰减的，从而导致了极大的测量误差，并且滤波反投影或其他重建方法将这一测量误差转化为通常称为金属伪影的条纹图像伪影。具体而言，这些金属伪影在计算机断层摄影中是严重的问题，尤其是在存在高密度、中密度和低密度图像元素时，例如，在对头部和颈部成像中(由于牙科填充物的原因)或者在骨科应用中(由于植入物的原因)。

 文献WO 2005/008586公开了一种用于计算机断层摄影系统的金属伪影校正。在这一校正中，对中间图像进行重建，并且将所述中间图像分割成低密度(例如软组织)、中密度(例如骨骼)和高密度(例如金属)。中间图像的所分割出的高密度部分用于识别所获取的投影数据中的高密度阴影，并且使用虚拟投影数据替换高密度阴影内的所获取的投影数据，通过将低和高密度部分的图像元素(即，例如体素或像素)设置为取决于低密度图像元素的值，并且通过对这一经修改的中间图像前向投影而得到虚拟投影数据来确定所述虚拟投影数据。这些虚拟投影数据用于填充所获取的投影数据中的高密度阴影中的间隙。经修改的所获取的投影数据(即具有已被用于替换高密度阴影内的所获取的投影数据的虚拟投影数据的所获取的投影数据)用于对感兴趣区域的经校正的最终图像进行重建。

Matthieu Bal等人在Medica Physics，AIP，Melville，NY，US，第33卷第8期第2852-2859页的文章“Metal artifact reduction in CT using tissue-classmodeling and adaptive prefiltering”公开一种用于在计算机断层摄影图像中减少由诸如金属假体、手术夹或者牙科填充物的高密度物体生成的条纹状伪影的方法。通过将缺失的信息填补至损坏了的正弦图而减少了这种金属伪影。所述信息由从畸变图像中所提取的组织类别模型而提供。为了达到这一目的，首先对图像进行自适应滤波以减少噪声含量并且平滑掉条纹伪影。因此，使用聚类算法将图像分割成不同的材料类别。使用来自所述组织类别模型的前向投影信息来使原始正弦图中损坏和缺失的信息完整。

发明内容

本发明的目的在于提供用于从所获取的投影数据产生感兴趣区域的经校正的图像的装置、方法和计算机程序，其进一步改进了对图像的校正，具体而言为对图像中高密度伪影的校正。

在本发明的第一方面，提出了一种用于从所获取的投影数据产生感兴趣区域的经校正的图像的装置，其中，所述装置包括：

-重建单元，其用于从所获取的投影数据重建感兴趣区域的未经校正的中间图像，

-校正单元，其用于校正所述未经校正的中间图像内的伪影，以生成经校正的中间图像，

-分类单元，其用于将经校正的中间图像的图像元素至少分类为高密度类别、中密度类别和低密度类别，

-图像元素替换单元，其用于以取决于低密度类别的图像元素值的图像元素值来替换经校正的中间图像的为高密度类别和低密度类别的图像元素 的图像元素值，以生成合成图像，

-前向投影单元，其用于对合成图像前向投影，以生成合成投影数据，以及

-投影替换单元，其用于以相对应的合成投影来替换对高密度类别的图像元素有贡献的所获取的投影数据，以生成经校正的投影数据，其中，所述重建单元适于从经校正投影数据重建感兴趣区域的经校正的图像，

其中，校正单元包括识别单元，其用于识别未经校正的中间图像内的高密度图像元素，以便校正由高密度图像元素生成的伪影。