[发明专利]用于X射线成像中的散射校正的方法和系统

说明书

背景技术

非侵入式成像技术允许患者或对象的内部结构的图像在无需对患者或对象执行侵入式过程的情况下得到。具体来说，诸如计算机层析成像(CT)之类的技术使用诸如通过目标容积的X射线的差分传送之类的各种物理原理来采集图像数据以及构造层析成像图像(例如人体或其它被成像结构的内部的三维表示)。但是，对采集的各种物理限制或约束可引起重构图像中的伪影或其它缺陷。

例如，在宽圆锥X射线CT系统中，可归因于散射的信号相对于主信号的比率可能较高。这种散射可表示重构图像中的噪声或伪影。适当散射缓解可包括散射抑制以及防散射光栅的使用二者。一维(1D)光栅可用于帮助降低散射，其中1D光栅的高度确定散射降低程度。为了抑制更大散射，能够使用二维(2D)光栅，但是以复杂度和成本为代价。但是，甚至使用防散射光栅，散射的存在也可引起重构图像中的图像伪影。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于估计散射的方法。按照这种方法，初始容积基于从源到探测器的X射线传送来生成。基于材料类型来表征在初始容积中的多个体素。密度积分容积基于根据材料类型所表征的多个体素来生成。跟踪一个或多个散射X射线，开始于探测器并且朝源前进，以便生成探测器上的多个离散位置的散射轮廓。

在另一个实施例中，提供一种图像处理系统。图像处理系统包括：存储器，存储一个或多个例程；以及处理组件，配置成运行存储器中存储的一个或多个例程。一个或多个例程在由处理组件运行时：基于材料类型来表征初始重构容积中的多个体素；基于根据材料类型所表征的多个体素来生成密度积分(intensity integrated)容积；反向跟踪从相应接收点到相应传送点的一个或多个散射X射线，以便生成探测器上的多个离散位置的散射轮廓；以及使用散射轮廓或者至少部分基于散射轮廓所得出的核（kernel）来生成一个或多个散射校正图像。

在另一个实施例中，提供一个或多个非暂时计算机可读介质。一个或多个非暂时计算机可读介质对一个或多个例程进行编码，例程在由处理器运行时使该处理器执行包括下列步骤的动作：生成密度积分容积，其中密度积分容积的各体素表示从X射线源到相应体素的密度积分；通过跟踪经由密度积分容积从探测器上的相应位置到源的一个或多个散射X射线来生成散射轮廓；以及使用散射轮廓或者至少部分基于散射轮廓所得出的核来校正一个或多个重构图像中的散射。

附图说明

通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地理解本发明的实施例的这些及其它特征和方面，贯穿附图，相似符号表示相似部件，附图包括：

图1是按照本公开的方面的、供产生图像中使用的CT成像系统的简图；

图2示出散射射线的自顶向下射线跟踪；

图3示出散射射线的自顶向下射线跟踪的进一步的方面；

图4描绘示出按照本公开的方面的、用于散射射线的反向射线跟踪的一个实现的步骤的流程图；

图5示出按照本公开的方面的初始重构容积；

图6示出按照本公开的方面的密度积分容积；

图7示出按照本公开的方面的散射射线的反向射线跟踪；以及

图8示出按照本公开的方面的附加散射射线的反向射线跟踪。

具体实施方式

在采用一维或二维防散射光栅的情况下，基于图像处理的计算散射校正仍然可用于进一步抑制因散射引起的图像伪影以及实现良好图像质量。没有准确的散射校正算法，可归因于散射效应的所产生图像伪影会是有害的。在本公开中，描述基于物理模型的校正算法及其对散射伪影抑制的使用。

有鉴于此，图1中提供计算机层析成像CT成像系统10的示例，该系统10设计成采集在围绕患者的各种视图处并且适合于层析成像重构的X射线衰减数据。在图1所示的实施例中，成像系统10包括定位成与准直仪14相邻的X射线辐射源12。X射线源12可以是X射线管、分布式X射线源(例如固态或热离子X射线源)或者适合于采集医疗或其它图像的任何其它X射线源。

准直仪14准许X射线16进入患者18定位在其中的区域。在所示示例中，将X射线16校准成为经过被成像容积的锥形束，即锥束。X射线辐射20的一部分通过或围绕患者18(或者其它感兴趣受检者)而经过，并且冲击一般以参考标号22所表示的探测器阵列。阵列的探测器元件产生表示入射X射线20的强度的电信号。采集和处理这些信号，以便重构患者18体内的特征的图像。