不同模态的X射线图像的频率相关组合制造技术

装置（40、62、52），包括处理元件（56），其适于执行对象（14）的X射线成像中的图像处理的方法（100），包括适于接收第一图像信息类型的所述对象的第一图像信息（20a）的接收元件；适于接收第二图像信息类型的所述对象的第二图像信息（20b）的接收元件，其中，所述第二图像信息类型不同于所述第一图像信息类型；以及组合元件，其适于将所述第一图像信息和所述第二图像信息进行组合，以获得所述对象的组合图像信息（22）；其中，第一图像信息和第二图像信息的所述组合是取决于所述第一图像信息和第二图像信息的所述空间频率的频率相关组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不同X射线图像信息类型的频率相关组合
本专利技术大体上涉及X射线成像技术以及图像后处理。具体而言，本专利技术涉及一种用于对象的X射线成像中的图像处理的装置和方法。特别地，本专利技术涉及取决于各个的图像信息类型的频率（尤其取决于图像信息的空间频率）对基本上同时采集的不同的X射线图像信息类型进行组合。
技术介绍
在一般的X射线成像中，通过对穿透感兴趣对象的X辐射进行吸收测量来检查对象。尽管可以利用足够的细节来显示对象内的微小吸收差别，但是仅能以不尽人意的细节来显示出具有类似化学成分（因而具有类似的吸收特性）的对象内区域。X射线成像技术的发展提供了相位对比度成像技术，其考虑了通常基本上比相应的吸收更强的穿过对象的X辐射的相移。通过利用相干X辐射来照射对象，采用干涉测量方法来测量对象内的X辐射的这种相移，同时使用在对象与X射线探测器之间的一对光栅来最终获得相位信息，通过使用该光栅对来执行现有技术中所谓的相位步进。图1示出了相位对比度成像的图示。源光栅12a位于靠近用于生成空间相干X辐射48的X射线源10。所述X辐射48穿透对象14，随后穿过源光栅12b和分析光栅12c，以最终到达X射线探测器16。源光栅12b和分析光栅12c周期性地被相对彼此移位光栅的一小部分，以执行相位步进。在每个相位步进状态下，通过X射线探测器16来采集X射线图像信息，用于针对每个单独像素获得关于光栅位置的强度调制。使用相位对比度成像技术最终导致来自一个检查的多于一个的图像信息类型。具体而言，从采集到的原始数据可以计算出至少四种不同类型的图像，导致至少四种不同的图像信息类型。只有一种图像类型，即，幅度、衰减或吸收图像类型，类似于从常规技术中已知的X射线图像。所有其他的图像类型会具有不同的特性，并且因而对于熟悉普通的吸收X射线图像的观察者而言会是不熟悉的。US2010/0220834A1描述了吸收图像与相位对比度图像的叠加。
技术实现思路
本专利技术的一个目的可以被视为提供一种不同图像信息类型至一幅结果图像的优选组合。这一目的可以通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中描述本专利技术的优选实施例。相位对比度成像技术通常并行提供若干幅图像，其中，存在指示样本的衰减的一幅图像，同时另一图像指示由所述样本对X射线的折射。至少出于工作流程的原因，会期望将不同的基于相位对比度的成像模态组合为被呈现给用户（例如放射线专家）的很少的图像，优选仅一幅图像，以加速对采集到的图像的评估。尤其是衰减和相位信息的这种组合，应当以这样的方式来执行：都是噪声最佳的，并且进一步具有尽可能保留衰减图像的性质同时降低噪声和/或改进分辨率的特性，使得最终图像在视觉上与常规的吸收X射线图像相一致。后者确保向用户（例如放射线专家）呈现他已经很熟悉的图像。因此，其可以被认为是涉及从全部的采集到的图像或图像类型中提取相关图像信息，并且随后将它们组合为尽可能少的图像，优选为一幅图像，而不减少图像数据的信息内容。就此而言，与吸收图像相比，差分相位对比度成像可以被认为包括针对高空间频率的更好的对比度噪声比（CNR），同时提供低空间频率处的较低NSR处的信息。因此，至少对于吸收图像信息和差分相位对比度图像信息，得到的合成图像可以优选地利用来自差分相位对比度图像数据的高频信息，反之优选地利用来自衰减图像数据的低频信息。也可以考虑另外的或其他的图像信息类型，例如散射图像信息或者退相干图像信息，其也可以用于校正合成图像中的图像区域，针对所述图像区域，根据本专利技术的融合算法或方法会引起图像伪迹（例如，由于局部增加的小角度散射）以及因此，更不可靠的相位信息。同样，在图像可视化算法中，退相干信息可以用作突出被检查对象区域中的结构的色彩覆盖，所述结构产生尤其强烈的X射线散射。可以从下文中描述的优选实施例的详细描述来进一步得到本专利技术的方面、特征和优点，参考以下附图来解释所述优选实施例的详细说明。类似的附图标记可以指的是类似的元件。附图并不是按比例绘制的，然而可以描绘定性的比例。附图说明图1示出了相位对比度成像的物理原理的示意图，图2A-C示出了根据本专利技术的不同图像信息类型的范例性组合，图3示出了根据本专利技术的所述方法的范例性实施方式的方框图，图4A-4J’示出了根据本专利技术的不同图像信息类型的范例性频率相关分割，图5A-E示出了根据本专利技术的不同图像信息类型的另一范例性组合，图6示出了在经重建的吸收和相位对比度图像信息中的范例性噪声，图7A-C示出了常规的衰减图像和根据根据本专利技术的方法的范例性实施例的合成图像，图8示出了根据本专利技术的C型臂系统的范例性实施例，图9示出了根据本专利技术的CT系统的范例性实施例，以及，图10示出了根据本专利技术的用于对象的X射线成像中的图像处理的方法的范例性实施例。具体实施方式获得组合图像信息的一个可能是基于这样的观念：将在空间频域中的第一图像信息类型和第二图像信息类型的图像信息划分为多个截然不同的子带，即，每个子带对应于经定义的空间频率范围。例如，可以通过采用拉普拉斯金字塔处理（Laplacianpyramidprocess）来执行这种划分。可以分析图像信息的各个（respective）频率子带，例如关于其对比度噪声比，可以尤其根据确定的信噪比对所述各个频率子带进行加权，以及至少取决于各个子带的加权因子，随后可以添加或重新组合所述各个频率子带，以最终获得单个的组合图像，以信噪比最佳的方式来组合两个或者更多的不同图像信息类型的相关信息。图2A示出了吸收对比度图像，同时图2B示出了相应的差分相位对比度图像。尽管吸收对比度图像可以被认为是看起来像普通的X射线图像，但是差分相位对比度图像主要描绘具有高空间频率的图像信息。将图2A、图2B两幅图像组合成图2C，其基本上对应于差分相位对比度图像信息的一些高频带重叠在吸收图像信息中。这种组合可以被认为是类似于普通的吸收对比度图像，但是由于差分相位对比度图像信息中的信噪比更高，因此可以被认为是在幅度图像的边缘增强方面是更好的。图2B已经呈现了精细的边缘，因而采用图2B的差分相位对比度图像的高空间频率子带与吸收对比度图像2A的组合导致边缘增强，这将不会增大组合图像的总体噪声水平。当获取一系列的相位对比度图像信息时，可以确定至少两幅不同图像类型的图像。随后，将这两幅图像划分为包括N个子带的多分辨率图像集，即，每个子带具有经定义的空间频率范围。随后，针对每个子带图像，确定权重因子αi和βi。αi和βi可以被认为是针对单个组合图像的后续图像重建的参数。通过采用方程1在数学上执行所述重建。方程1滤波器元件可以是高通（HP）、低通（LP）、带通（BP）以及陷波（N）滤波器元件。以上的符号指示不同的滤波器将被应用于图像1和图像2的所有子带i中的图像信息。例如，权重因子αi和βi可以取决于图像信息的类型以及各个子带的对比度噪声比。假如也采用另外的或额外的图像信息类型，在输出处，可以使用另外的加权因子γi、δi等，将额外的项（例如，滤波器3i、滤波器4i）并入总和。得到的组合图像因而使用各个图像信息类型的各自的优点而将两个输入图像的特性进行组合。可以通过例如拉普拉斯分解或小波分解来获得多分辨率图像，即，各自图像信息类型的各自子带图像。当重建或重新组合时，例如，各自图像的各自子带可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
装置（40、62、52），包括处理元件（56），其适于执行对象（14）的X射线成像中的图像处理的方法（100），包括适于接收第一图像信息类型的所述对象的第一图像信息（20a）的接收元件；适于接收第二图像信息类型的所述对象的第二图像信息（20b）的接收元件，其中，所述第二图像信息类型不同于所述第一图像信息类型；以及组合元件，其适于将所述第一图像信息和所述第二图像信息进行组合，以获得所述对象的组合图像信息（22）；其中，第一图像信息和第二图像信息的所述组合是取决于所述第一图像信息和第二图像信息的所述空间频率的频率相关组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.19 US 61/525,3811.一种用于对象(14)的X射线成像中的图像处理的方法(100)，包括：接收(102)第一图像信息类型的所述对象的第一图像信息(20a)；接收(104)第二图像信息类型的所述对象的第二图像信息(20b)，其中，所述第二图像信息类型不同于所述第一图像信息类型；以及将所述第一图像信息和所述第二图像信息进行组合(106)，以获得所述对象的组合图像信息(22)；其中，第一图像信息和第二图像信息的所述组合是取决于所述第一图像信息和第二图像信息的空间频率的频率相关组合，所述方法还包括利用第一频率滤波器元件对所述第一图像信息进行滤波(112)；利用第二频率滤波器元件对所述第二图像信息进行滤波(114)；以及将经滤波的第一图像信息和经滤波的第二图像信息进行组合(106)，以获得所述对象的组合图像信息；其中，所述第一频率滤波器元件和所述第二频率滤波器元件被适配为包括取决于所述第一图像信息和所述第二图像信息的噪声功率谱(S1(k)、S2(k))的滤波器形状(F1(k)、F2(k))。2.根据权利要求1的方法，其中，所述第一频率滤波器元件和所述第二频率滤波器元件被适配为互补滤波器元件。3.根据权利要求1的方法，其中，所述第一图像信息类型和所述第二图像信息类型中的每个是由以下组成的群组中的一种类型：衰减图像信息、差分相位对比度图像信息、散射图像信息和退相干图像信息。4.根据权利要求3的方法，其中，所述第一图像信息是衰减图像信息类型，并且所述第二图像信息是差分相位对比度图像信息类型。5.根据权利要求1至4中的一项的方法，其中，接收第一图像信息和第二图像信息包括接收(108)相位对比度图像信息；从所述相位对比度图像信息确定(102)所述第一图像信息；以及从所述相位对比度图像信息确定(102)所述第二图像信息。6.根据权利要求1至4中的一项的方法，其中，所述第一频率滤波器元件和所述第二频率滤波器元件包括根据的滤波器形状。7.根据权利要求1至4中的一项的方法，还包括通过将所述第一图像信息划分为空间频域中的子带，生成(122)多个第一图像子带信息；通过将所述第二图像信息划分为所述空间频域中的子带，生成(124)多个第二图像子带信息；其中，所述第一图像子带信息的所述子带对应于所述第二图像子带信息的所述子带；以及将所述多个第一图像子带信息和所述多个第二图像子带信息进行组合(106)，以获得所述对象的组合图像信息；其中，在组合前，利用权重因子对每个子带进行加权；以及其中，所述第一图像信息和所述第二图像信息的对应子带的所述权重因子取决于所述各个第一图像子带信息和所述第二图像子带信息的信噪比(SNR)。8.根据权利要求1至4中的一项的方法，其中，根据方程式或来确定所述组合图像信息，其中f(x,y)对应于所述第一图像信息；F(kx,y)对应于f(x,y)关于x的1D傅立叶变换g(x,y)对应于所述第二图像信息；G(kx,y)对应于g(x,y)关于x的1D傅立叶变换kx对应于各个傅立叶坐标h(x,y)对应于噪声最佳合成图像/组合图像信息H(kx,y)对应于h(x,y)关于x的1D傅立叶变换c对应于所述第一图像信息与所述第二图像信息之间的缩放因子，能够从期望μ/δ比率来估计所述缩放因子和/或能够从所述第一图像信息与所述第二图像信息本身经由傅立叶空间中的最小二乘拟合来估计所述缩放因子；σf2对应于所述第一图像信息的噪声；以及σg2对应于所述第二图像信息的噪声。9.根据权利要求8的方法，其中，f(x,y)对应于衰减图像信息。10.根据权利要求8的方法，其中，g(x,y)对应于差分相位对比度图像信息。11.根据权利要求1至4中的一项的方法，包括接收(130)第三图像信息类型的所述对象的第三图像信息，其中，所述第三图像信息类型不同于所述第一图像信息类型和所述第二图像信息类型；以及将所述第一图像信息、所述第二图像信息和所述第三图像信息进行组合(106’)，以获得所述对象的组合图像信息。12.根据权利要求11的方法，其中，第一图像信息、所述第二图像信息和所述第三图像信息的所述组合是取决于所述第一图像信息、所述第二图像信息和所述第三图像信息的所述空间频率的频率相关组合。13.一种用于对象(14)的X射线成像中的图像处理的装置(40、62、52)，包括处理元件(56)，其适于执行根据权利要求1至7中的一项的用于对象(14)的X射线成像中的图像处理的方法(100)，包括适于接收第一图像信息类型的所述对象的第一图像信息(20a)的接收元件；适于接收第二图像信息类型的所述对象的第二图像信息(20b)的接收元件，其中，所述第二图像信息类型不同于所述第一图像信息类型；以及组合元件，其适于将所述第一图像信息和所述第二图像信息进行组合，以获得所述对象的组合图像信息(22)；其中，第一图像信息和第二图像信息的所述组合是取决于所述第一图像信息和第二图像信息的空间频率的频率相关组合；适于对所述第一图像信息进行滤波(112)的第一频率滤波器元件；适于对所述第二图像信息进行滤波(114)的第二频率滤波器元件；其中，所述组合元件还适于将经滤波的第一图像信息和经滤波的第二图像信息进行组合(106)，以获得所述对象的组合图像信息；并且其中，所述第一频率滤波器元件和所述第二频率滤波器元件被适配为包括取决于所述第一图像信息和所述第二图像信息的噪声功率谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：HI·马克，E·勒斯尔，T·克勒，R·普罗克绍，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：