[发明专利]用于确定模糊图像中模糊的性质的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定模糊图像中模糊的性质的领域，其中，对身体的感兴趣对象成像。

背景技术

在医学成像中，身体的运动会导致模糊图像。尤其是在需要较长的图像录制时间时，运动引起图像质量的显著下降，图像可能包含模糊的边缘。在尺寸小于或大致等于录制期间对象运动距离的对象位置处，强度低于预期。由于模糊的原因，非常小的对象可能完全消失于噪声中。

常常使用正电子发射断层摄影(PET)扫描与计算机断层摄影(CT)扫描的组合或者PET扫描与磁共振成像(MRI)扫描的组合来研究肿瘤是恶性还是良性的。CT扫描和MRI扫描能够获得身体被研究区域中组织的清晰(sharp)并且常常详细的图像，在其中可以定位肿瘤。在利用PET扫描生成的图像中，像素或体素的强度与特定活性分子的浓度相关。示踪剂结合到活性分子上，使得活性分子在PET扫描器中可见。例如，在向身体应用具有示踪剂的葡萄糖时，一段时间之后，葡萄糖的浓度在恶性肿瘤中将比良性肿瘤中更高。于是，PET扫描图像中示出的强度可能与肿瘤吸收的葡萄糖的量相关，这样一来，可能与肿瘤的恶性程度相关。

尤其是PET扫描需要较长的图像录制时间。当研究人或动物的肺时，肺区的PET图像将因为肺部运动而具有大量的模糊。CT扫描通过获得身体切片的图像来记录图像。切片的每次记录都较短，使得可以在单次屏息期间记录每个切片。CT扫描期间没有肺部运动使得图像相对较为清晰。

于是，当利用组合式PET-CT/MRI扫描器研究肺部肿瘤时，可以从CT/MRI图像获得肿瘤的尺寸，并且可以通过查看PET图像来评估肿瘤的恶性度。然而，由于存在大量的模糊，小肿瘤的恶性度会被低估。

当前，核医师可以估计模糊并手动校正肿瘤的PET强度分布曲线(profile)。或者，自动执行估计和校正。如果核医师估计模糊，其估计基于经验并大致基于沿被研究身体的中心轴的图像，或者沿扫描器的图像轴的图像。

Wiemker R.等人在如下文章中描述了一种技术以自动确定模糊的点扩展散函数(PSF)：“Combined motion blur and partial volume correction for computer aided diagnosis of pulmonary nodules in PET/CT”(International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery，第3卷，1-2期，2008年5月27日出版)。分割CT体图像以获得肿瘤的形状模型。所援引的文章中公开的方法确定表示模糊效应的高斯PSF的半极大值全宽(FWHM)值。针对模糊假定各向同性的PSF。将FWHM值变化的迭代不同的高斯PSF与肿瘤的形状模型进行卷积，以便确定卷积结果在多大程度上拟合PET扫描获得的体图像。导致卷积结果和PET扫描的体图像之间最大互相关的高斯PSF的FWHM是表示PET图像中模糊的高斯PSF的宽度。知道模糊的高斯PSF的宽度能够校正最大PET强度值或校正PET扫描的体图像。

所援引的文章的作者意识到，将模糊效应建模为各向同性高斯PSF过于简化了。作者提出通过3×3协方差矩阵将模糊建模为各向异性PSF。这样的3×3协方差矩阵是对称的，并包含6个必须确定的自由参数。然而，计算6个自由参数的值得到的算法要求大量的计算能力，并且该算法在鲁棒性和数值稳定性方面存在问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于获得各向异性模糊的性质的改进型系统，其更加鲁棒或效率更高。

本发明的第一方面提供了一种根据权利要求1所述的确定图像中模糊的系统。本发明的第二方面提供了一种根据权利要求12所述的医学图像采集设备。本发明的第三方面提供了一种根据权利要求13所述的医学工作站。本发明的第四方面提供了一种根据权利要求14所述的确定图像中模糊的性质的方法。本发明的第五方面提供了一种根据权利要求15所述的计算机程序产品。在从属权利要求中限定了有利实施例。

根据本发明的第一方面，该系统包括接收器，用于接收身体的感兴趣对象的图像，该图像包括模糊。该系统还包括确定子系统，其用于在以不同角度与感兴趣对象相交的多条线的各条线上确定图像中模糊的特征值。于是，线沿不同方向延伸。该值的确定包括沿相应线分析第一图像。此外，该系统还包括获得子系统，其用于基于所确定的在沿不同方向延伸的所述多条线的各条线上的值来获得所述模糊的特征值最大的第一方向。