Ct設(shè)備及其使用的圖像處理方法
【專利摘要】本公開涉及CT設(shè)備及其使用的圖像處理方法。提出一種自動確定最佳的有效重建間隙的方法，包括：對模體進行掃描以采集所述模體的圖像數(shù)據(jù)；基于所述圖像數(shù)據(jù)，采用多個不同的間隙值分別重建所述模體的圖像，從而獲得分別與不同的間隙值關(guān)聯(lián)的多個圖像；從所述多個圖像中選擇最佳圖像；自動確定與所述最佳圖像關(guān)聯(lián)的間隙值，并且將其作為最佳的有效重建間隙保存。最佳的有效重建間隙可用來消除重建圖像時的環(huán)狀偽影，使得圖像質(zhì)量得到改善，還使得CT設(shè)備能夠采用低成本的平板探測器，進一步降低了CT設(shè)備的成本。
【專利說明】CT設(shè)備及其使用的圖像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般來說，本發(fā)明涉及計算機斷層掃描(CT)設(shè)備和圖像處理技術(shù)，具體來說，本發(fā)明涉及在CT設(shè)備中自動確定最佳的有效重建間隙的方法、消除重建圖像中的帶狀偽影的方法、確定重建圖像中的帶狀偽影參數(shù)的方法以及相應(yīng)的CT設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]CT設(shè)備在醫(yī)療診斷領(lǐng)域及其它領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。CT設(shè)備主要包括X射線源、準直儀、探測器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。當前常用的弧形探測器成本較高。超值CT設(shè)備(SVCT)是一種采用平板探測器技術(shù)的新型CT，其中的探測器由若干(例如5個)平板模塊組成，大大降低了探測器的成本。
[0003]但是，由于平板探測器的多個平板模塊之間會存在間隙(物理間隙)，所以在重建的圖像中會產(chǎn)生帶狀偽影(或閉合成環(huán)狀偽影)，這降低了重建的圖像的質(zhì)量，嚴重地影響在該圖像的基礎(chǔ)上進行的醫(yī)療診斷的準確性。為此，在重建圖像時，需要消除探測器中的間隙所造成的圖像中的帶狀偽影。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是準確地自動確定在重建圖像時需要考慮的有效重建間隙。
[0005]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是消除重建圖像中的帶狀偽影(或環(huán)狀偽影)。
[0006]本發(fā)明要解決的又一技術(shù)問題是更準確地、更客觀地評價帶狀偽影的嚴重程度。
[0007]本發(fā)明要解決的再一技術(shù)問題是提供一種克服了現(xiàn)有平板探測器技術(shù)的不足的CT設(shè)備。
[0008]按照本發(fā)明的第一方面，提供一種在CT設(shè)備中自動確定最佳的有效重建間隙的方法，所述CT設(shè)備包含由多個模塊構(gòu)成的探測器，所述多個模塊之間存在物理間隙，所述方法包括:
對模體進行掃描以采集所述模體的圖像數(shù)據(jù)；
基于所述圖像數(shù)據(jù)，采用多個不同的間隙值分別重建所述模體的圖像，從而獲得分別與不同的間隙值關(guān)聯(lián)的多個圖像；
從所述多個圖像中選擇最佳圖像；
自動確定與所述最佳圖像關(guān)聯(lián)的間隙值，并且將其作為最佳的有效重建間隙保存。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，從所述多個圖像中選擇最佳圖像包括:由用戶基于各個圖像中的帶狀偽影的視覺評估來手動選擇最佳圖像。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，從所述多個圖像中選擇最佳圖像包括:由所述CT設(shè)備基于各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算來自動選擇最佳圖像。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算包括:
基于所述物理間隙的位置和尺寸，并且基于所述CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度；
基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置；
對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值；
對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為帶狀偽影CT值；
計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算包括:
基于所述物理間隙的位置和尺寸，并且基于所述CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀
偽影的位置和寬度；
基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置；
對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值；
將R0I_0中的所有像素的CT值從大到小排序為第I至第N像素，其中N為R0I_0中的像素總數(shù)；
對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為R0I_0 CT值；
比較背景CT值與R0I_0 CT值；
如果背景CT值等于R0I_0 CT值，則確定帶狀偽影參數(shù)等于零，如果背景CT值不等于R0I_0 CT值，則比較背景CT值與第I像素和第N像素；
如果滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件，則確定R0I_0 CT值為帶狀偽影CT值，或者，
在不滿足所述條件的情況下，
如果背景CT值小于R0I_0 CT值，則從第N像素開始依次取出M個像素，如果背景CT值大于R0I_0 CT值，則從第I像素開始依次取出M個像素，直至M個像素的CT值的平均值等于背景CT值，其中I < M〈N，然后計算R0I_0中的剩余(N — M)個像素的CT值的平均值，作為帶狀偽影CT值；
計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述物理間隙的位置是基于探測器中的測量通道的編號來計算的，而所述物理間隙的尺寸是實際測量的。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述模體是水模。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，所述水模的尺寸小，并且是偏心放置的。
[0016]在本發(fā)明的一個實施例中，所述水模的尺寸小，并且居中放置，從而僅覆蓋所述探測器的中心模塊的物理間隙。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，所述水模的尺寸大，并且在對所述水模進行掃描時采用大的X射線源電流和大的切片厚度。
[0018]在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個不同的間隙值是用戶手工輸入的或者是系統(tǒng)自動設(shè)置的。
[0019]在本發(fā)明的一個實施例中，在重建所述模體的圖像時，使用標準的核函數(shù)和/或銳利的核函數(shù)。
[0020]在本發(fā)明的一個實施例中，所述銳利的核函數(shù)是骨核函數(shù)或邊緣核函數(shù)。[0021]按照本發(fā)明的第二方面，提供一種在CT設(shè)備中消除重建圖像中的帶狀偽影的方法，所述方法包括:
掃描對象以采集所述對象的圖像數(shù)據(jù)；
基于所述對象的圖像數(shù)據(jù)，采用根據(jù)第一方面所述的方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建所述對象的圖像。
[0022]按照本發(fā)明的第三方面，提供一種確定CT設(shè)備的重建圖像中的帶狀偽影參數(shù)的方法，包括:
基于CT設(shè)備的探測器中多個模塊之間的物理間隙的位置和尺寸，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度；
基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)ROIj和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置；
對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值；
將R0I_0中的所有像素的CT值從大到小排序為第I至第N像素，其中N為R0I_0中的像素總數(shù)； 對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為R0I_0 CT值；
比較背景CT值與R0I_0 CT值；
如果背景CT值等于R0I_0 CT值，則確定帶狀偽影參數(shù)等于零，如果背景CT值不等于R0I_0 CT值，則比較背景CT值與第I像素和第N像素；
如果滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件，則確定R0I_0 CT值為帶狀偽影CT值，或者，
在不滿足所述條件的情況下，
如果背景CT值小于R0I_0 CT值，則從第N像素開始依次取出M個像素，如果背景CT值大于R0I_0 CT值，則從第I像素開始依次取出M個像素，直至M個像素的CT值的平均值等于背景CT值，其中I < M〈N，然后計算R0I_0中的剩余(N — M)個像素的CT值的平均值，作為帶狀偽影CT值；
計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
[0023]在本發(fā)明的一個實施例中，所述物理間隙的位置是基于探測器中的測量通道的編號來計算的，而所述物理間隙的尺寸是實際測量的。
[0024]按照本發(fā)明的第四方面，提供一種CT設(shè)備，包括:
X射線源；
準直儀；
由多個模塊構(gòu)成的探測器，所述多個模塊之間存在物理間隙；
圖像重建器，所述圖像重建器采用根據(jù)第一方面所述的方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建掃描對象的圖像。
[0025]在本發(fā)明的一個實施例中，所述探測器中的多個模塊是平板模塊。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點在于，能夠準確客觀地評價圖像質(zhì)量，并且基于實際圖像的質(zhì)量自動地選出最佳的有效重建間隙，從而很好地消除圖像中的偽影，使得采用低成本的平板探測器仍然能獲得良好的圖像質(zhì)量?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0027]通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行的詳細描述，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和新穎特征將變得更加清楚，附圖中:
圖1示意地示出一種CT設(shè)備的簡化立體圖；
圖2示意地示出探測器的相鄰模塊之間的物理間隙和有效重建間隙；
圖3示出以不同的有效重建間隙值來重建的同一對象的多個圖像；
圖4示意地示出按照本發(fā)明的一個實施例的自動確定最佳的有效重建間隙的方法；
圖5示意地說明探測器模塊的物理間隙的位置與重建圖像中的帶狀偽影的位置之間的關(guān)系;
圖6示出在計算帶狀偽影參數(shù)時確定的帶狀偽影關(guān)注區(qū)(黃線勾畫的區(qū)域，以下簡稱黃色區(qū))和兩個鄰域關(guān)注區(qū)(藍線勾畫的區(qū)域，以下簡稱藍色區(qū))的位置；
圖7示意地示出帶狀偽影關(guān)注區(qū)內(nèi)的總共N個像素的排序；
圖8示意地示出從第N像素開始依次取出一個或多個像素的過程；
圖9示出以六個不同的間隙值來重建的六個水模圖像；
圖10示出以同樣的六個不同的間隙值來重建的中心水模的圖像；以及 圖11-14示出以同樣的六個不同的間隙值來重建的偏心水模的圖像。
【具體實施方式】
[0028]下面參照一些實施例和附圖更詳細地描述本發(fā)明。為了便于舉例說明而不是進行限定，本文中提供了諸如特定結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和組件之類的具體細節(jié)，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地理解本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當清楚，也可以在不具有本文所述具體細節(jié)的其它實施例中實施本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本文所述方案全部或部分可使用硬件和/或軟件來實現(xiàn)。本發(fā)明并不局限于硬件和軟件的任何特定組合。
[0029]圖1示意地示出一種示例CT設(shè)備的簡化立體圖。所示CT設(shè)備10包括掃描臺架14 ;安裝在掃描臺架上的X射線源18、準直儀(未示出)和X射線檢測器20 ;用于承載掃描對象12 (例如患者或模體)的掃描支撐平臺22 ;以及其它組件，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(未示出)。
[0030]X射線檢測器20可以是傳統(tǒng)的弧形探測器或者新型的平板探測器。由于傳統(tǒng)的弧形探測器的制造工藝能夠?qū)⑻綔y器模塊之間的間隙控制在較小的范圍內(nèi)，所以不會在重建圖像中引起明顯的帶狀偽影。新型的平板探測器一般由多個(例如5個)平板模塊組成，這些模塊之間通常存在物理間隙，這在重建的圖像中引入明顯的帶狀偽影。因此，下面主要以平板探測器來舉例說明本發(fā)明的原理。但是，應(yīng)當指出，只要探測器是由多個模塊構(gòu)成并且模塊之間存在間隙，均可適用本發(fā)明的原理。本發(fā)明不依賴于CT設(shè)備的種類、掃描方式或圖像重建方式。[0031]圖2示意地示出探測器的相鄰模塊之間的物理間隙和有效重建間隙。物理間隙I是能夠?qū)嶋H測量的、兩個相鄰模塊的邊緣之間的距離。有效重建間隙2是在重建圖像時需要考慮的有效間隙，它不僅與物理間隙的大小有關(guān)，還與閃爍體的質(zhì)心、輸入的X射線譜、X射線管電壓、信號強度、制造誤差等眾多因素有關(guān)。因此，它是無法直接測量的，而且準確地計算有效重建間隙2是困難的和復(fù)雜的。[0032]圖3示出以不同的有效重建間隙值來重建的同一對象的多個圖像。可以看出，帶狀偽影的嚴重程度與重建圖像時輸入的間隙值(200 μ m、260 μ m、300 μ m、350 μ m、400 μ m、450 μ m、500 μ m)密切相關(guān)。由于所輸入的間隙值都不是最準確的(最佳的)有效重建間隙，所以各個圖中均出現(xiàn)了帶狀偽影。輸入的間隙值偏離最佳的有效重建間隙越遠，帶狀偽影就越明顯。
[0033]圖4不意地不出按照本發(fā)明的一個實施例的自動確定最佳的有效重建間隙的方法。所示方法400包括:在步驟401，對模體進行掃描以采集模體的圖像數(shù)據(jù)；在步驟402，基于圖像數(shù)據(jù)，采用(用戶手工輸入的或者系統(tǒng)自動設(shè)置的)多個不同的間隙值分別重建模體的圖像，從而獲得分別與不同的間隙值關(guān)聯(lián)的多個圖像；在步驟403，從多個圖像中選擇最佳圖像；在步驟404，自動確定與最佳圖像關(guān)聯(lián)的間隙值，并且將其作為最佳的有效重建間隙保存(例如，保存在配置文件中，以供將來掃描患者時使用)。
[0034]關(guān)于作為掃描對象來使用的模體，通常選擇與人體密度最接近的水模，但是其它模體也是可能的。選擇模體時應(yīng)當考慮CT設(shè)備將來主要掃描哪些類型的對象。
[0035]應(yīng)當指出，不同尺寸的模體會覆蓋不同的物理間隙。例如，較大尺寸的模體(例如42pp模體)會覆蓋超值CT (具有43cm的SF0V)的所有間隙，但是所得到的圖像噪聲較大。重建的圖像中會出現(xiàn)與 每個間隙對應(yīng)的多個帶狀偽影，這些帶狀偽影有可能全部或部分重疊。因此，為了增強所得到的圖像的清晰度，在掃描較大的模體時，建議采用大的X射線源電流和大的切片厚度。
[0036]較小尺寸的模體(例如12.5cm水模)置于中心(ISO)時，將僅僅覆蓋中心模塊的物理間隙，偏心放置時，將僅僅覆蓋周圍模塊的物理間隙，但是所得到的圖像噪聲較小，使得帶狀偽影看起來更清晰。因此，建議選擇較小尺寸的模體來檢測間隙，可以先使模體覆蓋第一物理間隙，執(zhí)行圖4所示的方法，確定與第一物理間隙對應(yīng)的第一最佳有效重建間隙；然后移動模體的位置以覆蓋第二物理間隙，再次執(zhí)行圖4所示的方法，確定與第二物理間隙對應(yīng)的第二最佳有效重建間隙；…直至確定與所有物理間隙對應(yīng)的所有最佳有效重建間隙，最后，將所有的最佳有效重建間隙保存于配置文件中，以備將來使用。
[0037]在本發(fā)明的一個實施例中，在重建圖像時，可以使用臨床中常用的標準核函數(shù)，其噪聲較大；也可使用更加銳利的核函數(shù)，例如骨核函數(shù)或邊緣核函數(shù)，其噪聲較小，使得帶狀偽影更加清楚。當然，也可以將標準的核函數(shù)與銳利的核函數(shù)組合使用。
[0038]在本發(fā)明的一個實施例中，由于探測器模塊以ISO為中心對稱點，左右物理間隙引入的帶狀偽影的位置完全重合。如果想要區(qū)分每個間隙所產(chǎn)生的每個帶狀偽影，可以選擇分段重建的方法，例如，使用一半的探測器采集的數(shù)據(jù)(利用不對稱算法)重建一個圖像，其中僅僅出現(xiàn)與左或右間隙對應(yīng)的偽影。
[0039]以上簡要地描述了掃描模體時和重建圖像時的一些備選方式。下面描述如何選擇最佳圖像。
[0040]在本發(fā)明的一個實施例中，由用戶基于各個圖像中的帶狀偽影的視覺評估來手動選擇最佳圖像。具體來說，用戶選擇帶狀偽影最不明顯的圖像(即最佳圖像)，由CT設(shè)備根據(jù)用戶輸入的選擇結(jié)果，將重建該最佳圖像時所選用的間隙值記錄下來，保存于配置文件中。
[0041]在本發(fā)明的另一個實施例中，由CT設(shè)備基于各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算來自動選擇最佳圖像。下面結(jié)合圖5-8來說明按照本發(fā)明的原理計算帶狀偽影參數(shù)的各種方法。
[0042]圖5示意地說明探測器模塊的物理間隙的位置與重建圖像中的帶狀偽影的位置之間的關(guān)系。如圖所示，T是X射線源的焦點，ISO是旋轉(zhuǎn)中心；A、C是中心模塊的兩端，B是該模塊的中點；C’是相鄰模塊中靠近中心模塊的一端；R是環(huán)狀偽影的半徑，用來確定偽影的位置。圖中，TA與TB之間的夾角稱作半模塊角β ;ΤΑ與TC’之間的夾角稱作間隙角Y ;ΤΒ與TC’之間的夾角稱作α。
[0043]存在如下的幾何關(guān)系:
R = T至ISO的距離Xsina a = β + y
β = atan (AB 長度/TB 長度)，
其中，AB長度=每個模塊的檢測通道總數(shù)X單個像素尺寸/2 Y = as in (ACj 長度/TA 長度)，
其中，AC’長度是實際測量的物理間隙的大小，
TA長度是X射線管到模塊一端的長度，并且 TA長度=TB長度/cos3。
[0044]通過上述幾何關(guān)系，能夠基于每個物理間隙的位置和尺寸，估計圖像中每個相應(yīng)的帶狀偽影的位置和寬度。物理間隙的位置是基于探測器中的測量通道的編號來計算的，而物理間隙的尺寸是實際測量的尺寸。
[0045]按照本發(fā)明的一個實施例，計算帶狀偽影參數(shù)的方法包括以下步驟:
基于物理間隙的位置和尺寸，并且基于CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度；
基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置(如圖6所示，它們分別對應(yīng)于黃色區(qū)和兩個藍色區(qū))；
對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值；
對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為帶狀偽影CT值；
計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
[0046]這種方法比較簡單，但是，如果如圖6所示的黃色區(qū)和兩個藍色區(qū)勾畫得不準確，就會影響到帶狀偽影參數(shù)的計算結(jié)果的準確性。
[0047]按照本發(fā)明的另一個實施例，提出一種計算帶狀偽影參數(shù)的更健壯的方法，它在圖6所示的黃色區(qū)內(nèi)進一步區(qū)分背景像素和偽影像素，從而更準確地分離出偽影像素，使得帶狀偽影參數(shù)的計算結(jié)果更準確、更客觀。這種方法包括以下步驟:
基于物理間隙的位置和尺寸，并且基于CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度；
基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置(如圖6所示，它們分別對應(yīng)于黃色區(qū)和兩個藍色區(qū))；
對R0I_1和R0I_2中的 所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值；
將R0I_0中的所有像素的CT值從大到小排序為第I至第N像素，其中N為R0I_0中的像素總數(shù)(如圖7所示)，其中像素的CT值的排序可以采用本領(lǐng)域中已知的各種排序方法，例如，冒泡法、選擇法等等；
對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為R0I_0 CT值；
比較背景CT值與R0I_0 CT值；
如果背景CT值等于R0I_0 CT值，則確定帶狀偽影參數(shù)等于零，如果背景CT值不等于R0I_0 CT值，則比較背景CT值與第I像素和第N像素；
如果滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件，則確定R0I_0 CT值為帶狀偽影CT值，或者，
在不滿足所述條件的情況下，
如果背景CT值小于R0I_0 CT值(即，背景較暗，帶狀偽影較亮)，則從第N像素開始依次取出M個像素，如果背景CT值大于R0I_0 CT值，則從第I像素開始依次取出M個像素，直至M個像素的CT值的平均值等于背景CT值，其中I <M〈N，然后計算R0I_0中的剩余(N —M)個像素的CT值的平 均值，作為帶狀偽影CT值；
計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
[0048]應(yīng)當指出，在從第N像素開始依次取出M個像素的過程中，M可以從I開始，逐漸遞增。也可以從I至N之間的某個經(jīng)驗值i開始逐漸遞增，即M = i,i+l,i+2……，直至所取出像素的CT值的平均值等于背景CT值，如圖8所示。
[0049]在一種特殊情況下，當黃色區(qū)(即，帶狀偽影關(guān)注區(qū)R0I_0)初始勾畫得偏小而僅僅包含偽影像素時，背景CT值就會始終大于或小于從第I至第N的所有像素(即，上述方法中所述的“滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件”)。
[0050]通過上述方法計算出帶狀偽影參數(shù)之后，就能夠定量地評價圖像質(zhì)量，使得CT設(shè)備能夠自動選擇出最佳圖像，并且鎖定與最佳圖像關(guān)聯(lián)的最佳的有效重建間隙。
[0051]應(yīng)當指出，雖然上述方法是在圖6所示的黃色區(qū)(B卩，帶狀偽影關(guān)注區(qū)R0I_0)內(nèi)排除背景像素，但是也可采用從藍色區(qū)(即，第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2)中排除偽影像素的備選方案。在這種備選方案中，藍色區(qū)通常初始勾畫得較大而有可能覆蓋一部分帶狀偽影像素，然后可以采取類似的排序方法將藍色區(qū)中的像素由大到小排序，并且可以將黃色區(qū)中的像素平均值作為參考值，采取類似于圖8所示的方式從藍色區(qū)中逐漸排除偽影像素。當然，也可在藍色區(qū)的更外圍部分取背景區(qū)來求出背景CT值，作為參考值。
[0052]按照本發(fā)明的另一個實施例，提供一種在CT設(shè)備中消除重建圖像中的帶狀偽影的方法，包括:掃描對象(例如患者)以采集所述對象的圖像數(shù)據(jù)；基于所述對象的圖像數(shù)據(jù)，采用根據(jù)上述方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建所述對象的圖像。
[0053]按照本發(fā)明的再一個實施例，提供一種CT設(shè)備，包括:X射線源；準直儀；由多個模塊構(gòu)成的探測器，所述多個模塊之間存在物理間隙；圖像重建器，所述圖像重建器采用根據(jù)上述方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建掃描對象的圖像。優(yōu)選地，所述多個模塊是平板模塊。
[0054]圖9示出以六個不同的間隙值來重建的六個水模圖像。通過對圖像質(zhì)量的視覺評估選出最佳圖像，并確定與最佳圖像關(guān)聯(lián)的間隙值510 μ m是最佳的有效重建間隙。
[0055]圖10示出以同樣的六個不同的間隙值來重建的中心水模的圖像。圖11-14示出以同樣的六個不同的間隙值來重建的偏心水模的圖像。可以看出，基于一個模體的重建圖像選出的最佳的有效重建間隙在重建其它對象(中心水模和偏心水模)的圖像時，也同樣較好地消除了帶狀偽影，產(chǎn)生了最佳質(zhì)量的圖像。不同的模體在間隙和可視圖像質(zhì)量方面具有不同的敏感度，但是趨勢是相同的，即，如果有效重建間隙越不準確，則重建圖像中的帶狀偽影越嚴重。
[0056]另外，由于偏心模體圖像能夠在譜校準期間收集，因此不需要增加特殊的工作流程。
[0057]即使有效重建間隙與X射線源的電壓kV (譜)和模體相關(guān)，基于實際圖像的方法也是準確的，因為它是基于模體數(shù)據(jù)并且是針對每一 kV的。
[0058]綜上所述，通過本發(fā)明，能夠獲得如下技術(shù)效果:
-消除帶狀偽影，獲得了良好的圖像質(zhì)量；
-降低了 CT設(shè)備的成本。
[0059]應(yīng)當指出，所重建的圖像中除了帶狀偽影之外，還可能存在其它偽影，例如中心污斑、散射偽影等。這些其它類型的偽影不是由不準確的有效重建間隙造成的，可事先采用本領(lǐng)域中已知的算法或方法消除，然后使用本發(fā)明的方法。關(guān)于如何消除其它類型的偽影不是本發(fā)明要關(guān)注的問題，在此不再敷述。
[0060]以上提及的和描述的實施例僅作為示例給出，而不應(yīng)當視為對本發(fā)明的限制。雖然本文中可能采用了具體術(shù)語，但是它們僅以一般性和描述性意義來使用，而不是用于限制的目的。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等效物來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種在CT設(shè)備中自動確定最佳的有效重建間隙的方法，所述CT設(shè)備包含由多個模塊構(gòu)成的探測器，所述多個模塊之間存在物理間隙，所述方法包括: 對模體進行掃描以采集所述模體的圖像數(shù)據(jù)； 基于所述圖像數(shù)據(jù)，采用多個不同的間隙值分別重建所述模體的圖像，從而獲得分別與不同的間隙值關(guān)聯(lián)的多個圖像； 從所述多個圖像中選擇最佳圖像； 自動確定與所述最佳圖像關(guān)聯(lián)的間隙值，并且將其作為最佳的有效重建間隙保存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述多個圖像中選擇最佳圖像包括:由用戶基于各個圖像中的帶狀偽影的視覺評估來手動選擇最佳圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從所述多個圖像中選擇最佳圖像包括:由所述CT設(shè)備基于各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算來自動選擇最佳圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算包括: 基于所述物理間隙的位置和尺寸，并且基于所述CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度； 基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置； 對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值； 對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為帶狀偽影CT值； 計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述各個圖像中的帶狀偽影參數(shù)的計算包括: 基于所述物理間隙的位置和尺寸，并且基于所述CT設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度； 基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置； 對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值； 將R0I_0中的所有像素的CT值從大到小排序為第I至第N像素，其中N為R0I_0中的像素總數(shù)； 對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為R0I_0 CT值； 比較背景CT值與R0I_0 CT值； 如果背景CT值等于R0I_0 CT值，則確定帶狀偽影參數(shù)等于零，如果背景CT值不等于R0I_0 CT值，則比較背景CT值與第I像素和第N像素； 如果滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件，則確定R0I_0 CT值為帶狀偽影CT值，或者， 在不滿足所述條件的情況下， 如果背景CT值小于R0I_0 CT值，則從第N像素開始依次取出M個像素，如果背景CT值大于R0I_0 CT值，則從第I像素開始依次取出M個像素，直至M個像素的CT值的平均值等于背景CT值，其中I < M〈N，然后計算R0I_0中的剩余(N — M)個像素的CT值的平均值，作為帶狀偽影CT值； 計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述物理間隙的位置是基于探測器中的測量通道的編號來計算的，而所述物理間隙的尺寸是實際測量的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法，其中，所述模體是水模。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述水模的尺寸小，并且是偏心放置的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述水模的尺寸小，并且居中放置，從而僅覆蓋所述探測器的中心模塊的物理間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述水模的尺寸大，并且在對所述水模進行掃描時采用大的X射線源電流和大的切片厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法，其中，所述多個不同的間隙值是用戶手工輸入的或者是系統(tǒng)自動設(shè)置的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法，其中，在重建所述模體的圖像時，使用標準的核函數(shù)和/或銳利的核函數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述銳利的核函數(shù)是骨核函數(shù)或邊緣核函數(shù)。
14.一種在CT設(shè)備中消除重建圖像中的帶狀偽影的方法，所述方法包括: 掃描對象以采集所述對象的圖像數(shù)據(jù)； 基于所述對象的圖像數(shù)據(jù)，采用根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一項所述的方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建所述對象的圖像。
15.一種確定CT設(shè)備的重建圖像中的帶狀偽影參數(shù)的方法，包括: 基于CT設(shè)備的探測器中多個模塊之間的物理間隙的位置和尺寸，估計圖像中帶狀偽影的位置和寬度； 基于所估計的帶狀偽影的位置和寬度，確定帶狀偽影關(guān)注區(qū)ROIJK第一鄰域關(guān)注區(qū)R0I_1和第二鄰域關(guān)注區(qū)R0I_2的位置； 對R0I_1和R0I_2中的所有像素的CT值求平均值，作為背景CT值； 將R0I_0中的所有像素的CT值從大到小排序為第I至第N像素，其中N為R0I_0中的像素總數(shù)； 對R0I_0中的所有像素的CT值求平均值，作為R0I_0 CT值； 比較背景CT值與R0I_0 CT值； 如果背景CT值等于R0I_0 CT值，則確定帶狀偽影參數(shù)等于零，如果背景CT值不等于R0I_0 CT值，則比較背景CT值與第I像素和第N像素； 如果滿足背景CT值大于第I像素或小于第N像素的條件，則確定R0I_0 CT值為帶狀偽影CT值，或者， 在不滿足所述條件的情況下， 如果背景CT值小于R0I_0 CT值，則從第N像素開始依次取出M個像素，如果背景CT值大于R0I_0 CT值，則從第I像素開始依次取出M個像素，直至M個像素的CT值的平均值等于背景CT值，其中I <M〈N，然后計算R0I_0中的剩余(N — Μ)個像素的CT值的平均值，作為帶狀偽影CT值； 計算背景CT值與帶狀偽影CT值之差的絕對值，作為帶狀偽影參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述物理間隙的位置是基于探測器中的測量通道的編號來計算的，而所述物理間隙的尺寸是實際測量的。
17.—種CT設(shè)備，包括: X射線源； 準直儀； 由多個模塊構(gòu)成的探測器，所述多個模塊之間存在物理間隙； 圖像重建器，所述圖像重建器采用根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一項所述的方法所確定的最佳的有效重建間隙來重建掃描對象的圖像。
18.根據(jù)權(quán)利 要求17所述的CT設(shè)備，其中，所述探測器中的多個模塊是平板模塊。
【文檔編號】A61B6/03GK103961120SQ201310037507
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】曹蹊渺, 王學(xué)禮, 徐振華, 李軍, 王斌 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司