用于散射校准的系统和方法与流程

专利2026-02-25  9


本技术一般涉及成像处理中的散射校准的系统和方法,更具体地,涉及用于基于先前的无散射图像校准计算机断层扫描(ct)投影数据的散射辐射信号的系统和方法。


背景技术:

1、除了在医学诊断成像中的广泛应用之外,计算机断层扫描(ct)已经越来越多地应用于图像引导放射治疗(igrt)中的患者定位和验证。由于大的放射视场,ct投影数据可能在很大程度上被散射辐射信号污染。增强的散射辐射信号可能会降低影像反差、ct值精度,并且可能导致在重建图像中严重的杯状伪影,这限制了用于自适应放射治疗中剂量计算和肿瘤描绘的潜在用途。


技术实现思路

1、根据本技术的一个方面,提供了一种系统被配置为处理投影数据。所述系统可以包括至少一个非暂时性存储介质,其包括一组指令;以及至少一个处理器与至少一个非暂时性存储介质通信。当执行所述指令时,所述至少一个处理器可以被配置为用于系统通过第一成像设备获取通过对对象执行第一扫描生成的第一图像;基于所述第一图像确定第一投影数据,所述第一投影数据对应于所述对象的第一区域;通过使用第二成像设备执行所述对象的第二扫描获取第二投影数据,所述第二投影数据对应于所述对象的第二区域,所述第一区域与所述第二区域在重叠区域中至少部分重叠;通过根据所述重叠区域,将第一投影数据配准到第二投影数据,确定配准的第一投影数据;基于配准的第一投影数据和第二投影数据,确定散射分量,所述散射分量包括低频散射辐射信号;并且基于散射分量和第二投影数据,确定校准的第二投影数据。

2、在一些实施例中,为了基于第一图像确定第一投影数据,可以进一步将所述至少一个处理器配置为用于系统:基于与第一图像相关的物理密度分布和与第一图像相关的材料分布,确定第一投影数据。

3、在一些实施例中,基于第一图像的ct值,可以确定与第一图像相关的物理密度分布。

4、在一些实施例中,为了确定与第一图像相关的材料分布,可以进一步将所述至少一个处理器配置为用于系统:基于与第一图像相关的物理密度分布或第一图像的ct值,将第一图像分割成一个或以上区域,所述一个或以上区域的每一个区域对应于对象的成分类别;并且基于与对象的成分类别对应的一个或以上区域,确定与第一图像相关的材料分布。

5、在一些实施例中,使用第二设备生成的一个或以上能谱的能量射束可以执行第二扫描,基于第二设备的能谱和探测器能量响应可以进一步确定第一投影数据,并且基于第一图像和第二设备的能谱和探测器能量响应可以确定第一投影数据,所述至少一个处理器可以进一步用于:基于能量范围度量标准,划分与第二扫描相关的能量射束的能谱到一个或以上的区间中,每个区间对应一个能量范围;对于一个或以上的区间中的每个区间,基于第一图像和与区间对应的能量范围,确定模拟投影数据;并且合并一个或以上区间的模拟投影数据生成第一投影数据。

6、在一些实施例中,一个或以上的区间中的每个区间的模拟投影数据可以对应于至少两个体素,并且确定对应于区间的模拟投影数据,所述至少一个处理器可以进一步被配置为用于:将第一图像转换为物理密度分布;基于物理密度分布或第一图像的ct值,将第一图像分割成一个或以上类别;并且对于一个或以上区间中的每个区间,基于一个或以上类别和对应于区间的能量范围,确定对应于区间的至少两个体素的质量衰减系数矩阵;基于质量衰减系数矩阵和物理密度分布,确定对应于区间的线性衰减系数矩阵;并且基于线性衰减系数矩阵,确定区间的模拟投影数据。

7、在一些实施例中,对于一个或以上区间中的每个区间,至少一个处理器进一步用于:基于对应于能量范围的探测器能量响应,确定模拟投影数据。

8、在某些实施例中,第一投影数据到第二投影数据的配准可以是二维配准。

9、在一些实施例中,第一图像可以包括第一等中心信息,并且基于第一等中心信息执行第二扫描。

10、在某些实施例中,基于第一等中心信息,可以确定第一投影数据。

11、在一些实施例中,基于散射分量和第二投影数据,确定校准的第二投影数据,至少一个处理器可以进一步被配置为用于系统:划分散射分量成一个或以上组;对于一个或以上组中的每一个组,确定组是否满足第一条件;基于组的散射分量和确定的结果,生成可信散射分量;并且基于可信散射分量,确定校准的第二投影数据。

12、在一些实施例中,第一条件可以是每个组的散射分量是正的且低于阈值。

13、在某些实施例中,第一条件可以是每个组的散射分量的梯度低于阈值。

14、在一些实施例中,第一条件可以是组中配准的第一投影数据与组中散射分量之和与组中第二投影数据的比率在一定范围内。

15、在一些实施例中,第一成像设备可以是一种多探测器计算机断层扫描设备,并且第二成像设备可以是一种锥形束计算机断层扫描设备。

16、根据本技术的一个方面,提供了一种系统被配置为处理投影数据。所述系统可以包括至少一个非暂时性存储介质,包括一组指令;至少一个处理器与至少一个非暂时性存储介质通信。当执行所述指令时,所述至少一个处理器可以被配置为用于系统获取对应于对象的第一区域的第一图像;获取与锥形束计算机断层扫描的能谱和探测器能量响应相关的第二投影数据,第二投影数据对应于对象的第二区域,第一区域与第二区域在重叠区域中至少部分重叠;基于第一图像、锥形束计算机断层扫描的能谱和探测器能量响应,确定第一投影数据;基于第一投影数据和第二投影数据,确定散射分量。

17、根据本技术的一个方面,提供了一种系统被配置为处理投影数据。所述系统可以包括至少一个非暂时性存储介质,包括一组指令;至少一个处理器与至少一个非暂时性存储介质通信。当执行所述指令时,至少一个处理器可以被配置为用于系统通过锥形束计算机断层扫描获取初始投影数据;基于初始投影数据,重建一个或以上未校准的图像;基于一个或以上未校准的图像,确定模拟投影数据;基于模拟投影数据和初始投影数据,通过从初始投影数据中减去模拟投影数据,确定散射分数;通过从初始投影数据中减去散射分量,校准初始投影数据,以生成校准的初始投影数据;执行一个或以上迭代,一个或以上迭代中的每个当前迭代包括:将最后一次迭代更正的初始投影数据指定为当前迭代的初始投影数据;根据用于校准初始投影数据的过程,在每个当前迭代中校准初始投影数据,以生成校准的初始投影数据。

18、根据本技术的一个方面,提供了一种用于处理投影数据的方法。所述方法可以在至少一台机器上实现,每台机器具有至少一个处理器和存储器。所述方法可以包括通过第一成像设备获取通过对对象执行第一扫描生成的第一图像;基于第一图像确定第一投影数据,第一投影数据对应于对象的第一区域;通过使用第二成像设备执行对象的第二扫描获取第二投影数据,第二投影数据对应于对象的第二区域,第一区域与第二区域在重叠区域中至少部分重叠;通过根据重叠区域,将第一投影数据配准到第二投影数据,确定配准的第一投影数据;基于配准的第一投影数据和第二投影数据,确定散射分量,所述散射分量包括低频散射辐射信号;并且,基于散射分量和第二投影数据,确定校准的第二投影数据。

19、根据本技术的一个方面,提供了一种用于处理图像数据的方法。所述方法可以在至少一台机器上实现,每台机器具有至少一个处理器和存储器。所述方法可以包括获取对应于对象的第一区域的第一图像;获取与锥形束计算机断层扫描的能谱和探测器能量响应相关的第二投影数据,第二投影数据对应于对象的第二区域,第一区域与第二区域在重叠区域中至少部分重叠;基于第一图像、锥形束计算机断层扫描的能谱和探测器能量响应,确定第一投影数据;基于第一投影数据和第二投影数据,确定散射分量。

20、根据本技术的一个方面,提供了一种用于处理图像数据的方法。所述方法可以在至少一台机器上实现,每台机器具有至少一个处理器和存储器。所述方法可以包括通过锥形束计算机断层扫描获取初始投影数据;基于初始投影数据,重建一个或以上未校准的图像;基于一个或以上未校准的图像,确定模拟投影数据;基于模拟投影数据和初始投影数据,通过从初始投影数据中减去模拟投影数据,确定散射分数;通过从初始投影数据中减去散射分量,校准初始投影数据,以生成校准的初始投影数据;执行一个或以上迭代,一个或以上迭代中的每个当前迭代包括:将最后一次迭代更正的初始投影数据指定为当前迭代的初始投影数据;根据用于校准初始投影数据的过程,在每个当前迭代中校准初始投影数据,以生成校准的初始投影数据。

21、本技术的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解,本技术的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本技术的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。


技术特征:

1.一种系统被配置为减少投影数据中的错误,包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,基于所述未校准图像,确定模拟投影数据,所述至少一个处理器进一步被配置为用于:

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,基于所述初始投影数据,重建至少一个未校准图像,所述至少一个处理器进一步被配置为用于:

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,基于所述未校准图像,确定模拟投影数据,所述至少一个处理器进一步被配置为用于:

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预定条件包括以下中的至少一种:

6.一种用于在具有至少一个处理器和非暂时性存储介质的计算设备上实现的减少投影数据中的错误的方法,所述方法包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述未校准图像,确定模拟投影数据,包括:

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述初始投影数据,重建至少一个未校准图像包括:

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述未校准图像,确定模拟投影数据包括:

10.一种非暂时性计算机可读介质,包括可执行指令,其特征在于,当由至少一个处理器执行时,所述可执行指令使所述至少一个处理器实现方法包括:


技术总结
本申请提供了一种处理投影数据的方法。所述方法可以包括通过第一成像设备获取通过对对象执行第一扫描生成的第一图像(502);基于第一图像确定第一投影数据,第一投影数据对应于对象的第一区域(504);通过使用第二成像设备执行对象的第二扫描获取第二投影数据,第二投影数据对应于对象的第二区域,第一区域与第二区域在重叠区域中至少部分重叠(506);通过根据重叠区域,将第一投影数据配准到第二投影数据,确定配准的第一投影数据(508);基于配准的第一投影数据和第二投影数据,确定散射分量(510),所述散射分量包括低频散射辐射信号。

技术研发人员:杨宏成,J·墨子
受保护的技术使用者:上海联影医疗科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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