[发明专利]用于处理多能量计算机断层扫描图像数据集的方法和图像数据处理设备

说明书

本发明涉及用于处理基于多光谱计算机断层扫描成像生成的并且具有与要成像的对象的区域的体积元相关联的第一图像值元组的第一图像数据集的方法，其中基于第一图像数据集生成第二图像数据集，第二图像数据集具有与体积元相关联的第二图像值元组，其中可以基于第二图像数据集并且基于基物质集来执行基物质分解，其中根据基物质集来选择开始区域和目标区域，其中第一图像值元组位于开始区域中，其中第二图像值元组基于第一图像值元组来确定，其中第二图像值元组借助于图像值元素成像与第一图像值元组相关联，其中第二图像值元组位于目标区域中。

技术领域

本发明涉及一种用于处理第一图像数据集的方法，其中基于第一图像数据集来生成第二图像数据集，其中可以基于第二图像数据集并且基于基物质集(base materialset)来执行基物质分解。本发明还涉及一种图像数据处理设备、成像设备、计算机程序产品和计算机可读介质。

背景技术

基物质分解(base material decomposition)是一种用于分析已经使用多光谱计算机断层扫描(CT)成像生成的、特别地已经使用双能量CT扫描记录的图像数据集的普遍已知的方法。Alvarez和Macovski 在[AM76]中已经描述了基物质分解的方法。特别地可以在原始数据空间中(基于投影)或者在图像空间中(基于图像)来执行基物质分解。

DE 10 2006 009 222 A1公开了一种用于借助于多能量计算机断层扫描来确定本体物质中的物质的浓度的方法和设备。

通过基物质分解，可以计算其中基物质被选择性地显示的CT图像。例如，通过水/碘分解，将水完全显示在水的基物质图像中并且将碘完全显示在碘的基物质图像中。所有的其他物质可以部分显示在一个图像中并且部分显示在其他图像中。

本领域技术人员已知的三物质分解代表了这一传统的基物质分解的改进。两个基物质可以存在于共享的包围物质、诸如例如软组织中。因此对比剂图像可以仅包含例如碘，然而例如，可以在虚拟的非对比图像中看到软组织以及钙或骨骼。

使用这种物质分解的所得到的图像中可能发生与原始图像相比较的图像噪声的强化。可以使用噪声减小方法来减小这一效果。噪声减小例如通过以下方式是可能的：使用来自与图像点相邻的图像点 (特别地是相邻体元(voxel))的数据的统计信息以用于图像点、(特别地是图像体元)的评估。这种噪声减小因此是非局部操作的。

如果没有应用任何附加校正，则通常已知的基物质分解的图像质量有时可能受到分解的非物理区域中的物质的影响。

基物质分解的物理适宜区域(physically expedient region)可以用于表示在曲线图中绘制针对双能量图像中的区域的第二能量的CT值相对于第一能量的CT值的情况，如图5所示。在曲线图中得到楔形，并且其对应于基物质的正的浓度以及伴随的基物质分解的物理适宜区域。然而，另外，本体物质可以位于物理适宜区域外部。在计算基物质图像时，可以将这些变换成基物质的正的和负的浓度。因此它们可能被感知为破坏性的。

这一问题可能特别地在血液、钙化的动脉粥样硬化斑块和对比介质的基于图像的三物质分解时发生。在这种情况下，可以在数学上去除血管钙化以便看到剩余图像中的所有的其他本体物质和对比介质。可以以这一方式来实现血管腔的改善的显示。然而，负的钙浓度和正的碘浓度特别地可以与涉及脂肪组织和/或空气的图像点相关联。因此，一方面脂肪和/或空气以及另一方面对比介质不能总是清楚地区分。因此在钙去除之后图像中的血管的呈现受到影响。

这一问题因此特别地在基于图像的基物质分解(具有可选的附加噪声降低)的情况下在物质位于基物质的物理允许区域外部时发生。

对物理上不方便分解的物质的随后的基于阈值的消除在很多情况下不能明显地改善图像质量，因为由于基于图像的噪声减小滤波器的部分体积效应和有限范围而发生了残余光边缘。