專利名稱：圖像偽影的識別和減輕的制作方法
技術領域：
以下大體涉及識別和減輕圖像偽影，并且針對計算機斷層攝影(CT)的具體應用進行了描述；但是下文同樣適用于正電子發射斷層攝影(PET)、單光子發射斷層攝影(SPECT )、磁共振成像(MRI)和/或其他成像模態。
背景技術：
計算機斷層攝影(CT)掃描器包括X射線管，其發射輻射，所述輻射穿過檢查區域以及處于所述檢查區域內的對象或受試者的部分。探測器探測穿過檢查區域的輻射，并生成指示探測到的輻射的投影數據。重建器重建投影數據，并生成指示檢查區域內的對象或受試者的部分的體積圖像數據。所述體積圖像數據可能包括由以下原因導致的可視偽影:不利的掃描設置、不準確的校準數據、患者運動、植入物、系統缺陷和/或其他原因。這樣的偽影的范例包括條紋、圈、模糊等。這樣的偽影可能使臨床用戶查看所研究的特定組織變得很困難，甚至不可能。一些偽影可以通過對圖像數據進行處理或者對投影數據進行處理并重建經處理的投影數據而簡單地去除或者減少。而其他偽影則通過預掃描設置、校準、患者準備等和/或掃描時動作(例如，使患者屏住呼吸等)得以減輕。往往需要詳細的技術知識才能識別并確定體積圖像數據中的可視偽影的原因。遺憾的是，在不知道并且無法識別出偽影的原因時，臨床用戶就不能確定適當的校正措施來盡可能地利用現有的掃描數據，這時對象或受試者就不得不重新接受掃描和/或在隨后的成像檢查當中避免這樣的偽影出現。
發明內容
本申請的各個方面解決了上述問題和其他問題。根據一個方面，一種方法包括顯示具有能夠視覺觀察到的偽影的投影數據或重建圖像數據中的至少一個，其中，所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個對應于對象或受試者的成像檢查；以及與所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像。所述方法還包括識別具有與以下偽影相似的偽影的一幅或多幅樣本圖像:所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個之內的能夠視覺觀察到的偽影。所述方法還包括顯示關于所識別出的一幅或多幅樣本圖像的信息，其中，所述信息包括與減輕所述能夠視覺觀察到的偽影相關的信息。根據另一方面，一種計算系統包括計算機可讀存儲介質以及一個或多個處理器。所述計算機可讀存儲介質包括應用存儲器，所述應用存儲器用至少針對圖像偽影識別應用的指令進行了編碼。所述計算機可讀存儲介質還包括數據存儲器，所述數據存儲器用所述圖像偽影識別應用所采用的數據進行了編碼。所述一個或多個處理器運行針對所述圖像偽影識別應用的指令，運行的指令顯示交互式圖形查看器，所述圖形查看器與來自成像檢查的投影數據或圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像。
根據另一方面，一種用計算機可讀指令的編碼的計算機可讀存儲介質，所述指令在由計算系統的一個或多個處理器的執行時，令所述計算系統顯示交互式圖形查看器，所述圖形查看器與來自成像檢查的投影數據或圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像，其中，每一樣本圖像包括與減輕相應的偽影相關的信息。
本發明可以采取各種部件和部件布置、以及各種步驟和步驟安排的形式。附圖的僅出于對優選實施例進行圖示的目的，而不應被解讀為限制本發明。圖1結合圖像偽影識別應用圖示了成像系統。圖2圖示了示范性圖像偽影識別應用。圖3示出了用于識別和減輕圖像偽影的方法。
具體實施例方式圖1示出了諸如計算機斷層攝影(CT)掃描器100的成像系統。掃描器100包括固定機架102和旋轉機架104，所述旋轉機架104由固定機架102可旋轉地支撐。旋轉機架104關于縱軸或者z軸繞檢查區域106旋轉。諸如臥榻的患者支撐物108支撐檢查區域106內的患者，其可以配合旋轉機架104的旋轉而沿z軸移動，以便于螺旋、軸向或者其他預期掃描軌跡。諸如X射線管的輻射源110受到旋轉機架104的支撐并且與旋轉機架104 —起繞檢查區域106旋轉。輻射源110發射輻射，所述輻射由源準直器準直以生成穿過檢查區域106的基本呈扇形、楔形或者錐形的輻射束。輻射敏感探測器陣列112探測穿過檢查區域106的輻射并生成指示所探測到的輻射的投影數據。重建器114重建投影數據，并生成指示檢查區域106的體積圖像數據。通用計算系統用作操作者控制臺116，其包括諸如顯示器的輸出裝置以及諸如鍵盤、鼠標等的輸入裝置。駐留于控制臺116上的軟件允許操作者控制系統100的操作,例如,允許操作者開始掃
-\4bAVr描寺。諸如工作站、計算機等的計算系統118便于對投影和/或圖像數據進行評估。計算系統118包括一個或多個處理器120以及計算機可讀存儲介質122 (例如，物理存儲器)，所述計算機可讀存儲介質122用計算機可讀指令編碼的或者嵌入了計算機可讀指令，所述指令在由一個或多個處理器120執行時，令系統118執行各種功能。存儲介質122包括用于存儲軟件應用的應用存儲器124和用于存儲數據的數據存儲器126。在圖示的實施例中，應用存儲器124至少存儲圖像偽影識別應用128。圖像偽影識別應用128在由一個或多個處理器120執行時將提供交互式圖形用戶界面(GUI)或查看器(例如，經由小應用程序等)，所述式圖形用戶界面或查看器包括數據庫，所述數據庫具有已知偽影的樣本圖像和關于所述偽影的信息(包括與偽影的成因有關的信息)和/或用于減輕所述偽影的指令，可以與對應于患者的觀察投影和/或圖像數據相結合采用這樣的查看器，例如，所述數據是來自系統100和/或其他成像系統的投影和/或圖像數據。也可以采用所述查看器進行(例如)預掃描，以獲得關于患者掃描的信息，從而避免和/或防止在得到的投影和/或圖像數據中出現偽影。也可以出于(例如)訓練目的在不針對具體患者的情況下采用所述查看器，從而(例如)訓練臨床醫師來識別投影和/或圖像數據中的某些偽影。作為前者的范例，可以自動地或者手動地調用圖像偽影識別應用128，這時運行的應用128打開觀察窗口，并在其內提供樣本圖像，可以對所述圖像進行滾動，并使之與投影和/或圖像數據進行視覺比較。可以采用所述比較以便于對包含可視地存在于所述投影和/或圖像數據內的偽影的樣本圖像的識別。一旦識別出了這樣的樣本圖像，就能夠查看到與處理所述投影和/或圖像數據以減少或者移除當前數據中的偽影相關的信息和/或與通過減輕偽影的方式執行成像過程相關的信息。用戶可以采用所述查看器對樣本圖像進行滾動，例如，一個一個地或者多個多個地。這樣的屏幕滾動可以由用戶手動地執行或者基于決定樣本圖像之間的延遲等的配置設置自動地執行。在所述信息給出了對投影和/或圖像數據的處理建議的情況下，圖像偽影識別應用128能夠用于自動地或者手動地(通過用戶交互)發起這樣的處理。在要對經處理的數據重建的情況下，圖像偽影識別應用128能夠采用重建器114和/或來自存儲器122的重建
處理算法。在圖像偽影識別應用128可用的樣本圖像中不存在的已知偽影位于投影和/或圖像數據中時，圖像偽影識別應用128允許操作者將所述投影和/或圖像數據添加為樣本圖像，并且任選地包括伴隨所述投影和/或圖像數據的文本信息。在基于具有已知偽影的樣本圖像204不能識別出偽影時，圖像偽影識別應用128能夠用于將所述投影和/或圖像數據傳送至另一系統做進一步的評估，從而嘗試找到偽影的成因和減輕操作。另一系統可以是專用的樣本圖像的公共源和/或其他掃描器、成像設施等。當然，未必一定要采用圖像偽影識別應用128來處理投影和/或圖像數據、發起經處理的投影和/或圖像數據的重建、增加新的樣本數據或者將投影和/或圖像數據傳送給
另一系統。額外地或者可選地，可以通過實體圖片冊、薄冊、活頁夾等提供樣本圖像和文字指導，例如“這里是兩個示范性偽影”。如果當前的采集結果與左邊的范例相似，那么請翻至第20頁。如果當前的采集結果與右邊的范例類似，那么請翻至第30頁。可以對樣本圖像數據庫進行各種更新。例如，在一個實例中，在新的樣本圖像和/或現有的樣本圖像中的變化變得可用時自動更新數據庫。在另一實例中，按需和/或基于預定的更新安排更新數據庫。對于基于計算機的實現而言可以經由網絡通過遠程服務來實現這樣的更新，或者對于不基于計算機的實現而言可以通過發布額外的頁來實現這樣的更新。將一個或多個通信端口 130配置為用于與以下設備進行通信:一個或多個輸入設備(例如，鍵盤、鼠標等)、一個或多個輸出設備(例如，顯示器、打印機等)、一個或多個裝置(例如，計算系統、便攜式存儲器等)、一個或多個數據儲存庫、系統100 (例如，控制臺116和/或重建器114)等。圖形控制器132對數據進行處理，從而使其按照人類可讀的格式顯示到諸如顯示器的監視器上。盡管將存儲介質122示為單個部件，但是應當理解，存儲介質122可以包括多個存儲單元，包括，計算系統118的本地存儲器和/或處于計算系統118外部的存儲器。額外地或者可選地，一個或多個處理器120執行諸如信號或者載波的瞬態介質所承載的指令。此夕卜，計算系統118可以是控制臺116的部分，或者反之處于遠離系統100的位置。圖2圖示了圖像偽影識別應用128的范例和由其采用的數據存儲器126中的數據。在該范例中，樣本圖像檢索器202從諸如遠程數據庫的樣本圖像數據儲存庫中，或者通過網絡連接從CD、DVD或者其他便攜式存儲器等當中檢索具有已知偽影的樣本圖像204。可以按需或者在更新可用時等，在運行圖像偽影識別應用128的時調用所述樣本圖像檢索器202，使其檢索這樣的數據。可以將所檢索到的具有已知偽影的樣本圖像204存儲到數據存儲器126內和/或其他位置。可以用類似的方式獲得關于樣本圖像的信息206，并且可以將所述信息與具有已知偽影的樣本圖像204包含到一起和/或將所述信息連同具有已知偽影的樣本圖像204 —起傳送。這樣的信息可以包括關于樣本圖像的文本信息、圖形信息、聽覺信息等，例如，與對投影和/或圖像數據進行處理以減少或移除偽影相關的信息和/或與將來以減輕偽影的方式執行成像過程相關的信息。例如，示出了由氣泡的移動而導致的條紋偽影的樣本圖像可以附有文本，以指出將來能夠通過以持續時間較短的掃描對受試者成像而減輕這樣的偽影。所述文本還可以指出，臨床醫師還應當考慮讓患者服用藥物以減少掃描過程中的腸部活動。對于有患者體內或者周圍的金屬物體引起的偽影，所述系統可以建議運行基于軟件的金屬偽影校正步驟，并對所述數據再次重建，此外還可以提醒醫師在將來的研究中將金屬物體從掃描器視場中去除(在可能時)的重要性。對于由不適當的或者不再有效的校準引起的偽影，所述信息可以指示運行所需的校準，之后對投影數據再次重建。對于由不利的掃描設置引起的偽影，所述信息可以建議采用不同的掃描設置重復掃描或者再次執行掃描。在另一范例中，所述信息可以建議采用另一組不同的操作條件。以上范例是非限制性的，本文中也預期其他建議。可以采用數據過濾器208對受到檢索和/或顯示的樣本圖像206進行過濾。數據過濾器208可以采用各種信息進行過濾，例如，指示接受掃描的身體部分(例如，頭部、胸部、心臟等)、患者體型、患者性別、所采用的成像協議、是否采用造影劑等的信息。因而，在所研究的解剖學結構為胸部時，可以將足部的樣本圖像濾除，或者不對其進行檢索或顯示。數據過濾器208還可以便于以過濾信息為基礎為檢索到的樣本圖像分配相關性評分以及在所述相關性評分和/或其他標準的基礎上對檢索到的樣本圖像排序。所述過濾信息可以是從所述投影和/或圖像數據獲得的和/或是與其一起傳送的，并且/或者是用戶提供的。所述過濾信息可以優化樣本圖像的順序和/或降低樣本圖像的量，用戶在嘗試識別偽影時可以對所述樣本圖像進行滾動，因而將縮短識別偽影和獲得減輕信息的時間量。在另一實施例中，省略了數據過濾器208。偽影識別器210考慮具有已知偽影的樣本圖像204對投影和/或圖像數據進行評估，從具有已知偽影的樣本圖像204中識別可能表現出所述體積圖像數據中的偽影的一個或多個樣本圖像，并且從具有已知偽影的樣本圖像204中自動檢索出所識別的一個或多個樣本圖像從而將其與所述投影和/或圖像數據顯示在一起。在另一實施例中，省略偽影識別器210。在圖示的實施例中，在存儲介質122中包括樣本圖像檢索器202、具有已知偽影的樣本圖像204、關于樣本圖像的信息206、數據過濾器208和偽影識別器210。然而，應該理解，202-210中的一個或多個可以位于其他本地存儲介質和/或外部存儲介質中，包括在單個存儲介質上或者跨越多個存儲介質分布。圖3示出了示范性方法。應該理解，本文中描述的方法中的動作的順序不是限制性的。因此，本文中預期其他順序。此外，可以省略一個或多個，并且/或者可以包括一個或多個額外的動作。在302，在所顯示的投影和/或圖像數據中定位一個或多個圖像偽影。可以采用自動的、半自動的和/或手動的技術。在304，獲得一組具有已知偽影并且與特定成像檢查相關的樣本圖像以及關于如何減輕偽影的信息。在306，提供一組樣本圖像，從而使其單獨地或者組合地顯示在交互式圖形觀察窗口或查看器內。在308，利用一組樣本偽影圖像識別一個或多個偽影。在310，呈現關于如何減輕所識別出的偽影的信息。在312，利用所述信息移除或減少所顯示的投影數據或圖像數據中的識別出的偽影，和/或減輕隨后的成像檢查中出現偽影。可以通過計算機可讀指令實現上述動作，所述指令在由計算機處理器執行時，令處理器執行所描述的動作。在這種情況下，將所述指令存儲在與相關計算機相關聯的或者能夠為其所訪問的計算機可讀存儲介質中。所述動作未必是與數據采集同時執行的。在上述方法中，首先在所顯示的投影和/或圖像數據中找到偽影。然而，如本文中簡要描述的，也可以在執行掃描之前采用圖像偽影識別應用128。在這種情況下，臨床醫師提供一個或多個關鍵字，并開始搜索查詢，或者臨床醫師瀏覽偽影目錄，從而在對患者掃描并使患者暴露于輻射之下之前獲得用于避免問題和/或避免偽影的信息。可以通過過濾器208或者基于所選擇的接受掃描的解剖學結構、掃描類型、掃描參數、患者細節(例如，對于體型大的患者的低HiA設置)和/或其他數據對搜索到的信息和/或目錄中的信息進行過濾。也可以采用偽影識別器210以便獲得這樣的與特定掃描相關的信息。也可以在針對采集結果的集合“回顧地”采用偽影識別器210。這樣允許用戶或者維護工程師找到在采集結果中存在所述樣本集合中描述的感興趣的偽影的圖像數據。本文中已經參考各種實施例描述了本發明。在閱讀本文中的描述后，本領域技術人員可以預期修改和變型。這意味著，應當將本發明解讀為包括所有這樣的修改和變型，只要它們落在所附權利要求或者其等價要素的范圍之內。
權利要求
1.一種方法，包括: 顯示具有能夠視覺觀察到的偽影的投影數據或重建圖像數據中的至少一個，其中，所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個與對象或受試者的成像檢查相對應； 與來自所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像； 顯示關于一幅或多幅所述樣本圖像的信息，其中，所述信息包括與減輕所述能夠視覺觀察到的偽影相關的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括: 識別具有與以下偽影相似的偽影的一幅或多幅所述樣本圖像:所述投影數據或所述重建圖像數據的所述至少一個內的所述能夠視覺觀察到的偽影；以及 顯示關于所識別出的一幅或多幅所述樣本圖像的信息。
3.根據權利要求1至2中任一項所述的方法，其中，所述信息包括與以下相關的信息:從所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個中移除或者減少所述能夠視覺觀察到的偽影。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述信息包括與以下相關的信息:減輕所述能夠視覺觀察到的偽影在與隨后執行的成像檢查相關的投影數據或重建圖像數據中的出現。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，在交互式圖形查看器或實體薄冊中的至少一個中顯示所述樣本圖像。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述交互式圖形查看器允許滾動所述樣本圖像。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，還包括: 獲得指示所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個的特征的數據；以及 只顯示所述樣本圖像的與所述數據相對應的子集。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，從所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個中獲得所述數據。
9.根據權利要求7至8中任一項所述的方法，其中，所述數據與所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個中表示的解剖學結構相對應。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，還包括: 確定所述子集內的所述樣本圖像的相關性評分；以及 基于所述相關性評分對所述樣本圖像的顯示順序進行排序。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述信息包括文本信息、圖形信息或聽覺信息中的至少一個。
12.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述信息建議對所述投影數據進行處理，并對經處理的投影數據進行重建，以生成第二重建圖像數據。
13.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述信息建議在一組不同的操作條件下重復所述成像檢查。
14.一種計算系統(118)，包括: 計算機可讀存儲介質(122)，包括: 應用存儲器(124)，其用至少針對圖像偽影識別應用(128)的指令進行了編碼；以及數據存儲器(126)，其用所述圖像偽影識別應用使用的數據進行了編碼；以及 一個或多個處理器(120)，其被配置為運行針對所述圖像偽影識別應用的指令，其中，運行的指令將顯示交互式圖形查看器，所述圖形查看器與來自成像檢查的投影數據或圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像。
15.根據權利要求14所述的系統，其中，每一樣本圖像包括與減輕相應的偽影相關的信息。
16.根據權利要求15所述的系統，其中，所述信息包括與以下相關的信息:從所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個中移除或者減少能夠視覺觀察到的偽影。
17.根據權利要求15所述的系統，其中，所述信息包括與以下相關的信息:減輕能夠視覺觀察到的偽影在隨后執行的成像檢查的投影數據或重建圖像數據中的出現。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的系統，其中，所述交互式圖形查看器允許滾動所述樣本圖像。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的系統，其中，所述信息包括文本信息、圖形信息或聽覺信息中的至少一個。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的系統，其中，在所述成像檢查之前對所述樣本圖像進行評估，并利用所述樣本圖像獲得與避免伴隨所述成像檢查的偽影相關的信息。
21.根據權利要求20所述的系統，其中，通過以下中的至少一個獲得所述信息:基于將要掃描的解剖學結構對所述樣本圖像的關鍵字搜索或者對與將要掃描的解剖學結構相對應的一組樣本圖像的滾動。
22.根據權利要求1 4至21中任一項所述的系統，其中，獨立于所述成像檢查對所述樣本圖像加以利用，以訓練臨床醫師識別投影和/或圖像數據中的特定偽影。
23.根據權利要求14至21中任一項所述的系統，其中，所述交互式圖形查看器允許增加具有已知偽影的新的樣本圖像，以供隨后的評估。
24.根據權利要求14至23中任一項所述的系統，其中，所述信息包括從所述投影數據或所述重建圖像數據中的所述至少一個中去除偽影的建議的處理步驟，并且所述系統自動執行所述建議的處理步驟。
25.一種用計算機可讀指令編碼的計算機可讀存儲介質，所述指令在由計算系統的一個或多個處理器的執行時，令所述計算機系統顯示交互式圖形查看器，所述交互式圖形查看器與來自成像檢查的投影數據或圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像，其中，每一樣本圖像包括與減輕相應的偽影的相關信息。
全文摘要
一種方法包括顯示具有能夠視覺觀察到的偽影的投影數據或重建圖像數據中的至少一個，其中，所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個與對象或受試者的成像檢查相對應；以及與來自所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個同時顯示具有已知偽影的樣本圖像。所述方法還包括識別具有與以下偽影相似的偽影的一幅或多幅樣本圖像所述投影數據或所述重建圖像數據中的至少一個內的能夠視覺觀察到的偽影。所述方法還包括顯示關于所識別出的一幅或多幅樣本圖像的信息，其中，所述信息包括與減輕所述能夠視覺觀察到的偽影相關的信息。
文檔編號G06T7/00GK103189896SQ201180051905
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月20日 優先權日2010年10月27日
發明者J·布雷多諾, E·S·漢西斯, D·索厄德斯-埃梅德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司