用于暗場成像的散射校正制造技術

圖像處理系統和相關方法。所述系統包括輸入接口(IN)，所述輸入接口用于接收通過利用X射線成像裝置(XI)對目標(OB)進行成像而獲得的暗場圖像數據。所述系統(IPS)校正器模塊(CM)被配置為執行校正操作以針對康普頓散射校正所述暗場圖像數據，從而獲得經康普頓散射校正的圖像數據。所述系統的輸出接口(OUT)輸出經如此進行的康普頓散射校正的圖像數據。

Scattering correction for dark field imaging

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于暗場成像的散射校正
本專利技術涉及圖像處理系統、圖像處理方法、計算機可讀介質以及計算機程序單元。
技術介紹
特別是在醫學領域中，暗場成像引起了人們的極大興趣。暗場成像是X射線成像的一種類型。暗場成像中的對比度與X射線所經歷的小角度散射的量有關。A.Yaroshenko等人在“PulmonaryEmphysemaDiagnosiswithaPreclinicalSmall-AnimalX-rayDark-FieldScatter-ContrastScanner”(放射學，第269卷，第2期，2013年11月)中報道了用小鼠進行的實驗性暗場成像。
技術實現思路
可能需要改進暗場成像。本專利技術的目的通過獨立權利要求的主題來解決，其中，在從屬權利要求中包括其他實施例。應當注意，本專利技術的以下描述的方面同樣適用于圖像處理方法、計算機程序單元以及計算機可讀介質。根據本專利技術的第一方面，提供了一種圖像處理系統，包括：輸入接口，其用于接收通過利用X射線成像裝置對目標進行成像而獲得的暗場圖像數據；校正器模塊，其被配置為執行校正操作以針對康普頓散射校正所述暗場圖像數據，從而獲得經康普頓散射校正的圖像數據，其中，所述校正器模塊被配置為通過以下操作來獲得所述經康普頓散射校正的圖像數據：基于與所述目標有關的透射圖像數據來估計康普頓散射估計數據，并且將所述康普頓散射估計數據應用于所述暗場圖像數據或基礎投影數據，所述暗場圖像數據和/或透射數據是根據所述基礎投影數據來重建的；以及輸出接口，其用于輸出所述經康普頓散射校正的圖像數據。由校正器模塊執行的校正操作基于與所述目標有關的透射數據。換句話說，本文提出的是通過至少減少或消除在圖像采集期間記錄的康普頓散射對暗場信號的串擾來改善暗場圖像中的定量評估。換句話說，通過所提出的校正以計算方式去除或至少減少暗場信號中的殘留康普頓散射貢獻。在一個實施例中，這能夠通過基于相關聯的透射數據(例如，從相同目標采集的透射數據)估計康普頓散射來完成。特別地，康普頓散射信號對暗場信號的這種串擾被懷疑是與暗場信號有關的圖像質量損失(例如，弱信號強度或弱信號清晰度)的原因。已經觀察到，在存在康普頓散射的情況下，暗場信號的清晰度降低，在穿過目標的路徑長度較大時尤其如此。所提出的圖像處理系統通過減少甚至消除暗場信號中的康普頓散射串擾以更好地量化小角度散射的基礎效應而有助于提高暗場信號的清晰度。經校正的暗場信號圖像還允許更好地與透射圖像進行比較，因為在暗場圖像中已經消除了或至少顯著減少了已經存在于透射圖像中的康普頓散射貢獻。因此，本文提出的經校正的暗場信號與透射圖像信號是互補的，這允許對這兩個信號進行更好的解讀和定量評估。在一個實施例中，所述暗場圖像數據包括根據從所述目標采集的投影圖像數據重建的圖像數據。在該實施例中，所述校正器模塊被配置為通過以下操作來獲得所述經康普頓散射校正的圖像數據：基于與所述目標有關的透射數據來估計康普頓散射估計數據，并且將所述康普頓散射估計數據應用于所述暗場圖像數據。換句話說，所述校正模塊在圖像域中操作。在替代實施例中，所述校正包括處理所述投影數據。換句話說，所述暗場圖像數據包括從所述目標采集的投影圖像數據。在該實施例中，由所述校正器模塊執行的所述校正操作包括：基于能根據所述投影數據重建的透射圖像數據或基于以其他方式獲得的所述目標的透射數據來估計所述康普頓散射；以及基于所述康普頓散射估計來校正所述投影數據。由所述校正器模塊執行的所述校正操作還可以包括：根據所述經校正的投影數據來重建新的暗場圖像數據。換句話說，在該實施例中可以設想兩通方案。在實施例中，由所述校正器模塊對康普頓散射的所述估計是基于所述目標的材料或組織類型來調整的。根據第二方面，提供了一種圖像處理方法，包括以下步驟：接收通過利用X射線成像裝置對目標進行成像而獲得的暗場圖像數據；執行校正操作以針對康普頓散射校正所述暗場圖像數據，從而獲得經康普頓散射校正的圖像數據；以及輸出所述經康普頓散射校正的圖像數據。根據一個實施例，所述校正操作基于與所述目標有關的透射數據。根據一個實施例，所述暗場圖像數據包括根據從所述目標采集的投影圖像數據重建的圖像數據。在該實施例中，執行所述校正的步驟包括：基于與所述目標有關的透射數據來估計散射估計值，以及將所述散射估計值應用于所述暗場圖像數據。替代地，暗場圖像數據包括從所述目標采集的投影圖像數據。如果使用干涉式成像裝置，則優選在相位步進操作中采集投影數據，在該相位步進操作中，引起干涉儀與目標和/或X射線束之間的相對運動。然而，還設想了在不需要這種相位步進操作的情況下的其他成像系統，特別是非干涉式成像系統。例如，在具有孔徑掩模的編碼孔徑成像中，如果孔徑掩模相對于探測器像素在空間上進行適當布置，則不需要相位步進(如果需要的話仍然能夠這樣做)。在這些實施例中，在暗場圖像數據包括投影圖像數據的情況下，執行校正操作的步驟部分地在投影域中執行并且包括：基于能根據所述投影數據重建的透射圖像數據或基于以其他方式獲得的所述目標的透射數據來估計康普頓散射估計值；以及基于所述康普頓散射估計值來校正所述投影數據。在一個實施例中，對所述校正操作的執行還包括：根據所述經校正的投影數據來重建新的暗場圖像數據。換句話說，在該實施例中，使用了兩通方案。在實施例中，對康普頓散射的所述估計是基于所述目標的材料或組織類型來調整的。具體地，根據組織或材料類型來區分康普頓散射估計值，以考慮不同的康普頓散射特性。具體地，確定感興趣的某種材料/組織的康普頓散射對總衰減的貢獻，然后將該貢獻用于康普頓散射估計。在實施例中，估計校正值(例如，因子或偏移值)，并且該校正值可以用于細化第一康普頓散射估計值。如果如本文提出的那樣考慮該材料特定的有區別的康普頓散射貢獻，則可以實現準確的散射估計。特別地，可以獲得改進的暗場信號。在上面的實施例中，優選地，在相同的重建中和/或根據相同的投影數據，以同樣方式與暗場信號一起獲得相關聯的透射圖像/數據。然而，并不是在所有實施例中都必須如此，也就是說，可以與暗場信號不同地(例如在不同的重建中和/或根據不同的數據和/或通過使用不同的成像儀器等)獲得針對相同目標的透射數據。在以上所有內容中，可以以散射分數的形式提供康普頓散布估計值(數據)，但是本文并不排除其他格式。將康普頓散射估計值“應用于”暗場圖像數據以進行校正可以包括任何合適的算術運算(減法、除法等)。其中，用于執行所述成像的成像裝置包括但不限于：i)全視場X射線成像裝置，或ii)狹縫掃描X射線成像裝置。在第三方面中，提供了一種成像裝置，包括根據上述實施例中的任何一個的圖像處理系統以及X射線成像裝置。根據第四方面，提供了一種計算機程序單元，所述計算機程序單元在由處理單元運行時適本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種圖像處理系統，包括：/n輸入接口(IN)，其用于接收通過利用X射線成像裝置(XI)對目標(OB)進行成像而獲得的暗場圖像數據；/n校正器模塊(CM)，其被配置為執行校正操作以針對康普頓散射校正所述暗場圖像數據，從而獲得經康普頓散射校正的圖像數據，其中，所述校正器模塊被配置為通過以下操作來獲得所述經康普頓散射校正的圖像數據：/n基于與所述目標有關的透射圖像數據來估計康普頓散射估計數據，并且/n將所述康普頓散射估計數據應用于所述暗場圖像數據或基礎投影數據，所述暗場圖像數據和/或透射數據是根據所述基礎投影數據來重建的；以及/n輸出接口(OUT)，其用于輸出所述經康普頓散射校正的圖像數據。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20170726 EP 17183174.61.一種圖像處理系統，包括：
輸入接口(IN)，其用于接收通過利用X射線成像裝置(XI)對目標(OB)進行成像而獲得的暗場圖像數據；
校正器模塊(CM)，其被配置為執行校正操作以針對康普頓散射校正所述暗場圖像數據，從而獲得經康普頓散射校正的圖像數據，其中，所述校正器模塊被配置為通過以下操作來獲得所述經康普頓散射校正的圖像數據：
基于與所述目標有關的透射圖像數據來估計康普頓散射估計數據，并且
將所述康普頓散射估計數據應用于所述暗場圖像數據或基礎投影數據，所述暗場圖像數據和/或透射數據是根據所述基礎投影數據來重建的；以及
輸出接口(OUT)，其用于輸出所述經康普頓散射校正的圖像數據。


2.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其中，由所述校正器模塊(CM)執行的所述校正操作包括：
根據所述經校正的投影數據來重建(S32030)經康普頓散射校正的圖像數據。


3.根據權利要求1或2所述的圖像處理系統，其中，由所述校正器模塊(CM)對康普頓散射的所述估計是基于所述目標的材料或組織類型來調整的。


4.根據前述權利要求中的任一項所述的圖像處理系統，其中，用于執行所述成像的成像裝置(XI...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·克勒，HI·馬克，A·亞羅申科，K·J·恩格爾，B·門瑟，
申請(專利權)人：皇家飛利浦有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL