[发明专利]多能量金属伪影减少

说明书

本公开内容涉及多能量金属伪影减少。一种用于CT图像数据(1)中的金属伪影减少的方法，CT图像数据(1)包括多个2D投影图像，2D投影图像使用不同投影几何形状来获取并且适合于重建成像对象特别是患者的体积的3D图像数据集，该方法包括具有至少一个步骤的金属伪影减少处理，其特征在于，通过使用多能量CT技术，获取与多能量范围相关联的能量分辨CT图像数据(1)，其中，在金属伪影减少处理的至少一个步骤中使用多能量技术的至少一个结果。

技术领域

本发明涉及用于计算的断层摄影(CT)图像数据中的金属伪影(artefact)减少的方法和系统。本发明还涉及计算机程序，如果在计算机上执行计算机程序，则计算机程序执行本发明方法的步骤，并且本发明还涉及电子可读存储介质，其上存储有这样的计算机程序。

背景技术

用于根据通过CT系统对对象的扫描来从投影图像数据重建断层摄影图像数据集的方法通常是已知的。如果金属物品位于对象中，则由于增加的射束硬化、更多的散射辐射、部分体积效应和增加的噪声而产生强烈的图像伪影——称为金属伪影，其明显降低了重建图像的质量。

具有金属伪影的CT图像被伪影破坏，伪影可以被分成低频伪影(主要由射束硬化处理产生)和高频(HF)伪像(主要由于由光子饥饿引起的噪声增加和在存在非常“尖锐”的高衰减结构的情况下有限的空间分辨率在重建期间产生不一致/条纹的事实而产生)。

在文献中建立的并由不同供应商实现的当前方法基于被称为“归一化正弦图插值”的机制(参见，例如，Med Phys.2010年10月；37(10)：5482-93中；Meyer E、Raupach R、Lell M、Schmidt B、Kachelriess M的文章“Normalized metal artifact reduction(NMAR)in computed tomography”)来代替被金属迹线(trace)破坏的正弦图部分。然而，这些方法特别是在金属伪影在阈值处理(thresholding)期间被误认为金属对象本身的情况下或存在其它高度衰减的材料的情况下易于出错，从而实现了次优的结果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于改善CT图像数据的金属伪影减少算法的性能特别是产生增加的图像质量的装置。

该目的通过提供根据独立权利要求的方法、系统、计算机程序和电子可读存储介质来实现。从属权利要求描述了有利的实施方式。

根据本发明，多能量信息用于改善金属伪影减少、分割或成像任务。具有分辨不同x射线光子能量的能力的CT系统在与同一对象有关的多个数据集或投影图像数据集中提供CT图像数据。例如，使用多个能量阈值来记录该类型的图像数据集，从而产生多能量扫描。在这样的多能量扫描中，光子计数探测器的数据设置有一个或更多个能量阈值，其中不同的数据子集被分配给由能量阈值分开的相应能量范围。换句话说，优选地，通过使用利用至少一个能量阈值的光子计数探测器在单次扫描中获取多能量CT图像数据。可替选地，可以通过利用不同的相应能量范围或能量谱的x射线分别扫描对象来获得与不同能量范围或能量谱有关的投影图像数据的数据集。然而，这是不太优选的，因为利用光子计数，可以在每次扫描中使用CT多能量成像信息，因此当前CT重建流水线中的算法步骤可以利用多能量信息来改善例如金属伪影减少算法的结果，如本文档中所描述的。换句话说，可以在没有显著努力的情况下获得另外的多能量信息。

这些能量分辨图像数据集具有另外的光谱信息的优点。这意味着：基于多能量的应用可以包含在重建流水线中，并且可以用作其他算法步骤如金属伪影减少的附加输入。以下基于多能量的应用可以用于改善金属伪影减少中的算法步骤，例如比如，基于“归一化正弦图插值”的金属伪影减少方法：

1.使用最佳能量阈值进行分割或成像任务。

2.使用最高阈值(即最高区段(bin)图像-最硬光谱)进行金属分割和骨骼掩模(mask)生成(最高区段由于射束硬化而具有最少的金属伪影，因此最适合于阈值处理)。