[发明专利]针对断层摄影成像系统的自适应校准

说明书

技术领域

以下涉及断层摄影放射成像领域、透射计算机断层摄影领域以及相关领域。

背景技术

在采用一个或多个移动探测器的断层摄影成像中，所述一个或多个探测器在围绕成像对象移动的同时采集成像数据，以便采集来自不同观察点的视图（有时称作“帧”）。备选地，能够使用一圈固定探测器来执行所述断层摄影成像，这在正电子发射断层摄影（PET）成像中是常规的。在通过磁共振（MR）进行断层摄影放射成像的情况中，探测器为射频接收线圈，它们通常（尽管不必须）是固定的。使用合适的图像重建技术来重建所述断层摄影成像数据，以生成所述对象的三维图像。

在发射断层摄影成像技术中，向所述对象给予放射性物质，并且一个或多个探测器探测从所述对象发出的辐射发射。PET为辐射发射断层摄影成像的范例。这种技术的另一个范例为单光子发射计算机断层摄影（SPECT），其通常采用一个或多个移动伽马探测头。这些技术生成所述放射性物质在所述对象中的分布的图像，所述分布可能通过所述对象中的吸收或散射进行修改。一些针对发射成像的重建技术基于所述对象的吸收图，针对所述对象中的吸收进行校正。

在透射断层摄影成像技术中，外部辐射源发射穿过对象的辐射。辐射探测器位于跨越所述对象与所述辐射源相对，以在穿过所述对象进行透射之后探测所述辐射。所述辐射源和辐射探测器一起围绕所述对象移动，同时保持它们彼此相对的取向。这样的技术的范例为具有平板探测器或其他二维探测器阵列的透射计算机断层摄影，也被称作锥形射束CT（CBCT）。这些技术生成“吸收”图像，其所述“吸收”图像中，体素值指示针对透射辐射（其通常为X-射线辐射）的吸收的局部强度。

准确的断层摄影放射成像依赖于对成像系统的诸多方面的准确校准，例如几何参数（例如，作为观察帧的功能的探测器位置）、探测器增益、辅助部件（诸如，防散射栅格或准直器）的遮蔽效应等。在透射成像模态的情况中，额外的参数涉及辐射源诸如，X-射线管焦斑位置和X-射线输出强度。

通常，针对这样的参数的校准由终端用户（例如，医院放射科工作人员）或由所述成像系统制造商雇用的现场工程师来现场执行。在安装所述成像系统时通常执行所述校准，并且在成像系统修改或维修事件期间重复所述校准。校准值存储在合适的存储器中，并且在图像重建之前或在图像重建期间，所述校准值被调用并应用于采集到的断层摄影放射数据。

以下提供如本文所公开的新型且改进的装置和方法。

发明内容

根据一个公开的方面，一种方法，包括：使用断层摄影放射成像装置采集成像数据；基于关于所述断层摄影放射成像装置的当前信息来更新校准，以生成最新校准；使用所述最新校准对所述成像数据进行校准，以生成经校准的成像数据；以及重建所述经校准的成像数据，以生成图像。所述更新可以基于在采集所述成像数据中未使用的闲置或休眠成像模态的当前状态，或者基于与所述成像数据一起采集的测量结果，或者基于所述成像数据自身。在CBCT成像数据的情况中，所述校准可以包括空气扫描模板，并且所述更新可以包括基于在所述CBCT成像数据的所述采集期间测量的至少一个空气像素的强度来确定强度缩放比例，以及通过所述强度缩放比例来更新所述空气扫描模板。

根据另一公开的方面，一种系统，包括断层摄影放射成像装置和处理设备，所述处理设备被配置为与所述断层摄影放射成像装置配合，以执行前一段落中阐述的方法。根据另一公开的方面，一种存储介质，其存储能够由数字处理设备运行以执行前一段落中阐述的方法的指令。

根据另一公开的方面，一种系统，包括：断层摄影放射成像装置，其被配置为采集成像数据；校准模块，其被配置为基于以下中的至少一个来更新校准：（i）在所述成像数据的采集时闲置或休眠的所述断层摄影放射成像装置的闲置或休眠成像模态的配置，（ii）与所述成像数据一起采集的测量结果，以及（iii）所述成像数据，并使用所述经更新的校准对所述成像数据进行校准；以及图像重建模块，其被配置为重建所述经校准的成像数据，以生成图像。在一些这样的实施例中，所述断层摄影放射成像装置被配置为采集锥形射束计算机断层摄影（CBCT）成像数据，所述校准包括至少空气扫描模板，并且所述校准模块被配置为通过应用强度缩放比例来更新所述空气扫描模板，所述强度缩放比例可以基于从所述CBCT成像数据的帧提取的一个或多个空气像素，得以计算。

一个优点在于断层摄影放射成像数据更准确，以及因此图像更准确。

另一个优点在于断层摄影放射成像在成像会话或成像会话序列的过程中具有更好的稳定性。