[发明专利]深度增强的断层合成重建

说明书

一种图像处理系统(IPS)以及相关的方法和成像装置(IAR)。所述系统(IPS)包括输入接口(IN)，其用于接收i)先前根据沿不同投影方向采集的被成像对象(BR)的投影图像(π)重建的3D输入图像体积(V)以及ii)对所述输入体积(V)中的图像结构的指定。所述系统(IPS)的模型形成器(MF)被配置为基于所述指定来形成针对所输入的3D图像体积中的所述结构的3D模型(m)。所述系统(IPS)的体积适配器(VA)被配置为基于所述3D模型(m)来调整所述输入图像体积以如此形成3D输出图像体积(V')。

技术领域

本发明涉及图像处理系统、图像处理方法、成像装置、计算机程序单元以及计算机可读介质。

背景技术

断层合成使得有限角度断层摄影成像具有良好的“平面内”(即，与中心投影方向正交)分辨率，但是具有较差的深度分辨率。相对小的断层摄影角度导致结构模糊，其在相邻切片中呈现为“平面外”(即，在沿中心投影方向的深度方向上)伪影。诸如病变的诊断上相关的结构在平面内被很好地定义(或“描绘”)，但是通常很难(如果有的话)贯穿平面描绘。

此外，由于有限的断层摄影角度问题，通常存在若干解决方案，这些解决方案都与测量的投影数据一致。换句话说，迭代的断层合成重建算法可以收敛到这些解中的任何一个，但是收敛并不一定意味着得到的解是被成像对象的真实图像。

发明内容

因此，可能需要新颖的系统和相关的方法来解决成像领域中的上述缺点中的一些缺点。

通过独立权利要求的主题解决了本发明的目的，其中，进一步的实施例被包含在从属权利要求中。应当注意，本发明的以下描述的方面同样适用于图像处理方法、成像装置、计算机程序单元以及计算机可读介质。

根据第一方面，提供了一种图像处理系统，包括：

输入接口，其用于接收i)先前根据沿不同投影方向采集的被成像对象的投影图像重建的(第一)3D输入图像体积以及ii)对所述输入体积中的图像结构的指定；

模型形成器，其被配置为基于所述指定来形成针对所输入的3D图像体积中的所述结构的3D模型；以及

体积适配器，其被配置为基于所述3D模型来调整所述输入图像体积以如此形成3D输出图像体积。

根据一个实施例，所述系统包括重建器，所述重建器被配置为基于所述输出图像体积来重建新图像体积。具体地，设想所述输出图像体积用作迭代重建算法中的初始图像。

所提出的方法和系统在小断层摄影角度成像中是特别有利的。这是因为在这些成像应用中，明显缺乏深度分辨率，这可以通过包括与输入体积中观察到的结构相关的几何先验知识而至少部分地得到补偿。根据模型修改第一输入体积中的图像信息以包括深度信息允许鼓励(特别是迭代的)重建器朝向更好的解收敛，即朝向与从诸如均匀图像的标准图像开始迭代重建相比更真实的解收敛。

这允许对抗在有限角度断层摄影中经常遇到的效果，其中(迭代)重建算法已经被观察到背离最优解收敛。其原因在于，特别是(被成像对象内的)其深度未知的高对比度子对象(例如病变，乳房X射线摄影中的钙化或驻留在解剖结构中的外来对象，例如在介入期间的线和针)倾向于将伪影结构传播到相邻切片中。这可能导致迭代重建算法收敛到不真实的解，特别是当重建从除了本文提出的标准初始图像之外的标准初始图像开始时。

所提出的系统使用关于结构的大小的先验信息来改善该结构在深度方向上的定义，并因此减少在不从如本文所提出的特别调谐的初始图像开始的情况下在标准迭代重建中由该结构产生的图像伪影。所提出的系统还允许增加焦平面中的底层结构的对比度-噪声比。

尽管主要设想经调整的输出体积用作开始迭代重建的初始图像，但是还设想了其他用途，例如在监视器设备上显示以用于训练目的。