CN101821751A - 狭缝准直器散射校正 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于使用双能量X射线成像系统来确立患者的BMD的技术。在该技术中，双能量X射线成像系统利用狭缝准直器以两个不同能量的X射线对患者内的关注区的一系列部分曝光。平板数字X射线检测器检测到穿过患者的关注区的X射线并产生表示达到检测器的X射线的强度的数据。基于识别图像强度数据的仅从散射而非主X射线产生的区，针对散射校正图像强度数据。使用图像强度数据的一阶导数来识别这些区。确立对于仅散射区的边界处的散射强度的值。
Description
背景技术
本发明主要涉及医疗成像。具体来说，本发明涉及具有平板数字X射线检测器的数字X射线医疗成像系统。
骨骼的骨骼矿物质密度(BMD)反映如由钙含量所表示的骨骼的力度。其定义为每个单位投影面积的骨骼矿物质的整体质量(以克每平方厘米为单位)。BMD是用于诊断和治疗几种疾病和症状的有用工具，这些疾病和症状之一是骨质疏松症。
骨质疏松症是一种其中因为钙和骨蛋白的损耗而使BMD降低的骨骼疾病。骨质疏松症使人易于骨折，这常常治愈缓慢且治愈不佳。它在老年人(尤其是更年期后的妇女)中、在依靠类固醇的患者中、以及在服用甾族药物的人中更常见。未检查出的骨质疏松症能导致体态中的改变、身体畸形(尤其是俗称为“老妇驼背症(dowager’s hump)”的症状)以及活动能力减少。骨质疏松症的治疗包括确保患者的饮食含有足够的钙和促进新骨骼生长所需的其他矿物质，以及对于更年期后的妇女，确保雌性激素或组合激素补充。
双能量X-射线吸光测定法(DXA或DEXA)是一种日益重要的骨骼密度测量技术。实际上，世界卫生组织(WHO)将骨质疏松症定义为BMD具有按DXA测量的峰值骨骼质量(20岁性别匹配的健康人平均值中的)以下2.5标准偏差的值。DXA之后的基本原理是，用两个不同能量级来测量X射线的透射。通过测量有多少X射线能量透射通过患者，能确定患者中吸收的X射线能量的量。软组织和骨骼吸收两种能量级X射线达到不同程度。结果，可以将软组织对X射线的吸收与骨骼对X射线的吸收区分开。然后从骨骼图像数据来确定BMD。
因为早期数字X射线检测器的尺寸中的限制，所以过去开发技术是通过与X射线源一起移动检测器以覆盖期望的关注区(例如臀部或脊椎骨)来执行DXA。此类DXA的示例是锐方向性射束DXA和扇形射束DXA。在锐方向性射束DXA中，X射线源和检测器执行对关注区的二维光栅扫描。在扇形射束DXA中，使用狭缝准直器来产生扇形的射束，其延伸穿过关注区，以便可以用检测器和源的单次扫描来覆盖关注区。
当X射线与患者中的组织和骨骼相互作用时，一些X射线被转向或重新定向。这些重新定向的X射线已知为散射。散射能在DXA期间获取的数量值中产生大级别的误差。除了具有不同方向或能量，散射的X射线与直接来自源的主X射线是不可区分的，并且被包含在用于推导BMD的图像中。因此，可能由于检测到散射的辐射而导致看上去已经透射通过软组织和骨骼的X射线的强度大于在检测器的像素位置接收的辐射的实际量。相反地，如果不是因为散射，看上去已经透射通过软组织和骨骼的X射线的强度将看上去小于接收到的X射线的实际量。除了影响图像的清晰外，散射还将影响对于BMD的值。
现有DXA系统具有狭窄的准直和小视场，这使得这些系统能够将散射的影响最小化。但是，数字X射线检测器技术现在已经进步到其中大平板数字X射线检测器大到足够覆盖显著尺寸的临床关注区的程度。结果，数字X射线检测器可以相对于患者保持固定。此外，散射的影响比现有DXA系统中的情况大得多。可使用采集期间减少散射的技术(例如抗散射栅格(anti-scatter grid)和气隙)来减少散射。但是，这些技术衰减了X射线且未完全去除散射的影响。结果，必须将患者曝光于更大量的X射线以取得期望的结果。
因此，期望一种技术，其将在使用大平板数字检测器时降低散射的影响。具体来说，期望一种技术，其将在降低或至少不增加患者对X射线的曝光的同时降低散射的影响。
发明内容
提出一种技术，用于使用双能量X射线成像系统来确立患者的BMD。在该技术中，双能量X射线成像系统利用狭缝准直器以两个不同能量的X射线对患者内的关注区的一系列部分曝光。平板数字X射线检测器检测到穿过患者的关注区的X射线并产生表示达到检测器的X射线的强度的数据。在针对散射校正图像强度数据之后，能组合用于患者的关注区的每个部位的图像强度数据以形成关注区的一个或多个图像。还从散射校正的图像强度数据来确立BMD。
散射校正技术基于识别图像强度数据的反映仅来自散射而非来自任何主X射线的X射线的检测的区。使用图像强度数据的一阶导数来识别这些区。确立表示仅散射区的边界处的散射强度的值。使用对于仅散射区的边界处的散射强度的该值来估计从主X射线和散射产生的图像强度数据的区中的散射强度。在该技术的一个实施例中，将对于仅散射区的边界处的散射强度的值乘以散射校正因子来估计从主X射线以及散射产生的图像强度数据的区的中心中的散射强度。使用在该区内的点的估计强度来对此区的剩余部分中的散射插值。为了针对散射校正图像强度数据，从图像强度数据减去已知的估计的散射强度。
附图说明
当参考附图阅读下文的详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中相似的字符表示贯穿附图的相似部件，其中：
图1是根据本技术的一示范实施例的双能量X射线医疗成像系统的示意图，该系统具有大平板数字X射线检测器并且可操作以执行双能量X射线吸光测定法(DXA)；
图2是根据本技术的一示范实施例的图1的X射线源、狭缝准直器和大平板数字X射线检测器的示意图表示；
图3和4是根据本技术的一示范实施例的图2的X射线源和狭缝准直器的三维视图；
图5是根据本技术的一示范实施例的、用于使用双能量成像系统来确立患者的BMD的过程的框图；
图6是根据本技术的一示范实施例的、对于模仿不同组织密度的均匀样本的采集图像的图像强度的一阶导数和图像强度的曲线图；
图7是根据本技术的一示范实施例的、应用于图6的样本的图像强度数据的图5的散射校正技术的图形表示；
图8是根据本技术的一示范实施例的第一测试体模(testphantom)的正视图；
图9是根据本技术的一示范实施例的、对于图8的第一测试体模的图像的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的X轴曲线图；
图10是根据本技术的一示范实施例的、对于图8的第一测试体模的图像的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的Y轴曲线图；
图11是根据本技术的一示范实施例的第二测试体模的正视图；
图12是根据本技术的一示范实施例的、对于图11的第二测试体模的图像的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的X轴曲线图；以及
图13是根据本技术的一示范实施例的、对于图11的第二体模的图像的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的Y轴曲线图。
具体实施方式
现在参考图1，本发明将描述为可以将其结合示范成像系统来应用，在本例中为双能量X射线成像系统，如由引用数字20概要表示的。在本实施例中，双能量X射线成像系统20可操作以执行双能量X射线吸光测定法(DXA)。但是，一般来说，应该记住本技术可以与任何适合的成像形态一起使用。具体来说，本技术可应用于使用大平板数字检测器的任何成像系统。
在示出的实施例中，系统20具有大平板数字X射线检测器22和布置在X射线源26上的狭缝准直器24。双能量X射线成像系统20能够通过使用不同能量的X射线拍摄图像来产生骨骼和软组织的图像。具体来说，系统20能够使用具有第一能量级的X射线来产生关注区的图像，然后使用具有第二能量级的X射线来产生关注区的图像。在此实施例中，在第一能量级产生X射线在能量上低于在第二能量级产生的X射线。这两个图像可被数字方式组合或分析以区分组织、评估组织的质量等等。软组织和骨骼吸收较低能量X射线和较高能量X射线达到不同程度，从而使得系统20能够区分软组织对X射线的吸收和衰减以及骨骼对X射线的吸收和衰减。
在示出的实施例中，平板数字X射线检测器22是具有快速连续地采集两个图像的能力的非晶硅平板。此图像采集速度使得具有大的能量间隔(高达90kVp)的高和低能量图像能够转化为改进的图像相减。在此实施例中，将双能量X射线成像系统20的检测器22和X射线源26安装在斜壁架(tilting wall stand)28上。正如下文更详细论述的，并不立即曝光检测器22的整个表面区域，而是使用狭缝准直器24来使用检测器22的较小部分来拍摄图像条。斜壁架28适合于将X射线源26和斜准直器24绕轴转动以使系统能够拍摄一系列图像条，而这些图像条能以数字方式组合在一起以形成较大的图像。系统20还利用移动担架或台30，患者在成像过程期间可躺在其上。备选的是，系统可配置有紧固于不同支承的平板数字X射线检测器22和X射线源26。例如，可以将平板数字X射线检测器22紧固于使得检测器22能够垂直朝向的支架，而使用分开的支承将X射线源26从顶(ceiling)悬挂。此外，系统20的示出实施例具有操作员站32，其使用计算机34来控制系统20以及处理图像。在本实施例中，操作员的站32包括两个监视器36、键盘38和鼠标40(或其他接口组件)以利于系统20与用户之间的交互。
概要地参考图2，使用狭缝准直器24通过从患者和检测器22过滤偏离的X射线来产生患者的更精确的图像。理想情况下，撞击检测器22的仅有X射线是在直达路径中已从X射线源26通过患者行进到达检测器22的X射线。在期望路径中行进的X射线已知为“主”X射线42。主X射线42能够穿过狭缝准直器24中的狭缝44。狭缝准直器24阻挡X射线源26产生的偏离的X射线撞击患者。但是，检测器22检测的其他X射线并不遵循此直达路径。这些X射线已知为散射46。根本上，散射46是已经与患者的组织相互作用并从其原路径转向或重新定向的X射线。
散射具有使X射线在对象内的吸收和衰减的检测结果失真的影响。检测器22具有检测到主X射线42和散射46的像素。对于与X射线的原路径一致检测器22的像素，散射的X射线将看上去已经被吸收。另一方面，对于检测到散射的X射线的检测器22的像素，散射的X射线将看上去已正常地直接穿过患者。在每种情况中，散射将误差引入到图像强度数据并因此引入到医疗图像中。此误差降低了图像中的对比度，并且可能显示为图像中的模糊，以及可能负面地影响基于该图像数据来执行的分析。
检测器22检测到的图像强度数据的代表图由引用数字48来概要引用，其在检测器22上以图形方式示出。正如下文将更详细论述的，图像强度数据48来源于由模仿组织密度的物质(例如经由均匀厚度的铝和树脂)来组成的测试体模。铝代表骨骼，而树脂代表软组织。图像强度数据48内的最大强度出现在检测器22的直接相对于狭缝44的区。图像强度数据48的此区(由引用数字50来概要表示)是由于检测器22检测到主X射线42和散射X射线46这两者所引起的。图像强度数据48中的斜坡强度(由引用数字52来概要引用)表示仅检测到散射X射线。图像强度数据48的这些“仅散射”区52不表示任何主X射线42的检测，因为狭缝准直器24阻挡主X射线42到达检测器22的对应部分。
正如下文更详细描述的，系统20的示出实施例利用散射校正技术通过如下操作来减少散射对系统20形成的图像的影响：识别图像强度数据48的仅为散射46的产物的区52，然后使用这些区中的散射的强度来估计图像强度数据48的为主X射线42和散射46的产物的区50内散射46的强度。而且，图像强度数据48的用于形成图像的唯一区域是图像强度数据48的为主X射线42和散射X射线46的产物的区50。在该技术的本实施例中，通过从图像强度数据48减去散射强度来校正图像强度数据48，从而仅保留为主X射线42的产物的图像强度数据48。
概要地参考图3和4，示出的实施例的X射线源26和狭缝准直器24组合以形成矩形图像曝光区域，由引用数字54来概要引用。但是，X射线源26和狭缝准直器24可适合于产生具有其他形状和尺寸的曝光区域。此外，在系统20的此实施例中，狭缝44在宽度上约为2.5cm。
在此实施例中，斜壁架28适合于将X射线源26和狭缝准直器24绕轴转动以使矩形曝光区域54从图3中的第一位置移动到图4中的第二位置。以此方式，将矩形曝光区域54在检测器22的表面上移动，以便使系统20能够拍摄一系列图像，这些图像以数字方式组合以整体地形成关注区的一个或多个图像。从一个曝光到下一个可能存在检测器22的部分的一些重叠。此外，系统可配置成绕轴转动到一个位置然后拍摄较高能量级和较低能量级的图像，或系统20可用在一个能量级的X射线来完成图像的完整序列，然后用在另一个能量级的X射线来重复该序列。
概要地参考图5，提供用于使用双能量X射线成像系统20来确立患者的BMD的技术的框图，并由引用数字56来概要表示。在本实施例中，使用系统20来用两个不同能量的X射线曝光患者的关注区的一系列部分，以获取用于关注区的图像强度数据48，图像强度数据48又用于产生图像。在针对散射校正图像强度数据之后，从这些曝光采集的图像随后能组合以形成关注区的一个或多个图像。然后可以通过处理校正的图像数据来确定BMD。现在将更详细地论述该技术。
使用狭缝准直器24和X射线源26以用具有第一能量级的X射线对患者的第一部分以及平板数字X射线检测器的对应部分曝光，如由框图58概要表示的。如上所述，狭缝准直器24将系统20产生的X射线射束对准以形成X射线的矩形条。在该技术的本实施例中，系统20之后使用第二能量级的X射线来产生图像。此外，在本实施例中，第一能量级在能量上低于第二能量级。
平板数字检测器22采集穿过患者的X射线，并产生表示由检测器22检测到的X射线的强度的图像强度数据，如果由框60概要表示的。系统20然后确定图像强度数据的一阶导数，如由框62概要表示的。图像强度数据的一阶导数使仅由于检测到散射所产生的强度图像数据的部分能够被识别。
概要地参考图6，提出图像强度数据48的代表曲线图的图(由引用数字64概要表示)以及图像强度数据48的一阶导数的曲线图(由引用数字66概要表示)。如上文结合图2所提到的，在示出的实施例中，图像强度数据的代表曲线图的对象是分别表示骨骼和软组织的一系列的均匀的铝和树脂条。
在示出的实施例中，图像强度数据的仅散射区52包括位于是主X射线42和散射46的结果的图像强度数据的区50的任一侧的图像强度数据的两个区52。如上文提到的，在检测器22的直接相对于狭缝准直器24中的狭缝44的部分上检测到是主X射线42和散射46的结果的图像强度数据的区50。
遗憾的是，没有清晰的区分性标记以将图像强度数据48的仅散射52区与由于主X射线42和散射46所产生的区50分开。但是，图像强度数据48的仅散射区52的识别特性是这些区中的图像强度数据48的强度缓慢上升，直到达到其中图像强度数据48开始反映主X射线42的检测的点为止。因此，图像强度数据48的一阶导数66在图像强度数据48的仅散射区52中一般将不会从一个像素到另一个显著改变。但是，当图像强度数据48的区接近对应于狭缝44的边缘的区时，散射的量将更快速地增加，因为散射46是相对于狭缝44集中的。这是因为散射X射线46更有可能以微小角度而非大角度转向，而产生散射的主X射线43的集中位于此处。因此，当接近狭缝44的边缘时一阶导数将更快速地增加。最终，一些主X射线能够穿过狭缝44的边缘被检测器22检测到。在此点处，图像强度数据48将明显增加；从而产生图像强度数据48中的第一个拐点68，并且一阶导数66将有突变。在本示例中，该突变是向上的尖刺70。但是，突变无需像尖刺那样明显以指示从图像强度数据48的仅散射区52向散射和主X射线区50的过渡。
一阶导数66中的突变定义因主X射线以及散射46所产生的图像强度数据48的区50与仅因散射所产生的区52之间的边界。例如，一阶导数中的突变可定义为一阶导数与一阶导数的最大值的给定比率。遵循本示例，然后使用一阶导数中具有对应于相对一阶导数的最大值的给定比率的值的一个或多个点来定义因主X射线以及散射46所产生的图像强度数据48的区50与仅因散射所产生的区52之间的边界。在本实施例中，一阶导数66中的第一个向上尖刺70标记图像强度数据48的仅散射区52在图像强度数据48的左侧上的结束。图像强度数据48中的此点对应于沿着狭缝44的内边缘经过的主X射线42。相似地，从对应于狭缝44的内边缘的区稍微向内移动，检测器22将最终完全对主X射线42曝光。再稍微向内，图像强度数据48的强度将开始不那么明显地增加。结果，图像强度数据48中的增加速率将变慢；从而产生图像强度数据48中的另一个拐点72，以及图像强度数据的一阶导数66将具有向下的尖刺74。相反的效应发生在狭缝44相对侧上的内边缘上。主X射线42的数量将开始减少，从而产生图像强度数据48中的另一个拐点76以及一阶导数中的负的向下尖刺78。最终，所有主X射线42被狭缝准直器24阻挡，并且图像强度数据48的强度将仅由于散射而产生。强度中的改变速率将减少，并且出现图像强度数据48中的另一个拐点80。当强度中的减少速率明显下降时，一阶导数中还出现向上尖刺82。这标志仅散射区52在图像强度数据48的右侧上的开始。继续向右，图像强度数据48的强度是仅由于散射46而产生。
再次参考图5，基于图像强度数据48的一阶导数66来确立对应于狭缝44的边缘的散射46的强度，如引用数字84概要表示的。如上文提到的，第一个向上尖刺70和第二个向上尖刺82定义图像强度数据48的仅散射区52的边界。它们还定义因主X射线42以及散射46所产生的图像强度数据48的区50的边界。在该特定实施例中，将第一个向上尖刺70和第二个向上尖刺82处的散射46的强度取均值以确立与狭缝44的边缘对应的散射46的强度。但是，也可以使用确立与狭缝44的边缘对应的散射46的强度的其他方法。例如，可以仅使用第一个向上尖刺70和第二个向上尖刺82处的散射强度之一。此外，如果向上尖刺的开始点与向上尖刺的结束点之间的位置中有明显差异，则在本实施例中使用与图像强度数据48的仅散射区52相邻的点所对应的强度。
基于狭缝44的边缘处的散射46的强度和从经验数据推导的散射校正率，估计因主X射线42以及散射46所产生的图像强度数据48的区50的中心中的散射46的强度，如框86概要表示的。因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区的中心对应于检测器22的直接相对于狭缝44的中心的区。确切地来说，在本实施例中，通过将狭缝44的边缘处的散射强度乘以散射校正率来确立对应于因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区50的中心的估计散射。
中心散射强度与边缘散射强度的比率是通过拍摄不同厚度的均匀树脂和铝测试体模的一系列狭缝图像来找出的。在本实施例中，通过对用于给定范围的铝和树脂厚度的散射率取均值来计算散射校正率。此外，在本实施例中，确立两个散射校正率，所使用的两个X射线能量级的每个对应一个。在成像期间，可以基于患者的特性，例如体重、身体脂肪百分比、身高、胸围、腰围、体重指数、关注区等来选择散射校正率。例如，具有较大身体脂肪百分比的人将具有比骨骼更大百分比的软组织，这能影响正在产生的散射的量。相似地，根据正在成像的患者的身体的部分，可能预期更多或更少的散射。可以由操作员手工输入患者的特性。备选的是，可以从其中存储有患者的特性的电子记录自动检索患者信息。
再次参考图6，估计的中心散射强度88和两个边缘处的散射是用于对因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区50中的散射建模的锚点。在示出的实施例中，通过在图像强度数据48的这三个点之间插值来估计区50的剩余部分中的散射。但是，可以使用不同于插值的技术来估计因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区50中的散射46的强度。此外，可以估计不同于中心散射强度的点。此外，可以估计多个点。
再次参考图5和6，使用曲线拟合程序来对因主X射线42和散射所产生的图像强度数据48的区50中的散射进行插值，如框90表示的。曲线92将两个边缘处的两个散射强度与应主X射线和散射而接收X射线的区50的中心处的估计的散射强度接合。在示出的实施例中，使用三次样条插值方案来对散射插值。但是，可以使用另一种插值方案。
概要地参考图5和7，基于图像强度数据48的仅散射区52中的散射46的强度和对于因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区50中的散射的估计强度来针对散射校正图像强度数据48，如框94表示的。在图7中，以图形方式表示散射校正技术。在左边的是图像强度数据48以及图像强度数据48的一阶导数66的原曲线图64。在中间的是原未校正的图像强度数据48的仅散射区52的曲线图96和对于因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区内的散射46的强度的估计值的曲线92。为了针对散射校正图像强度数据48，从原未校正的图像强度数据48减去原图像强度数据48的仅散射区52和对于主X射线42和散射46所产生的区50内的散射的强度的估计值的曲线92。所得到的散射校正的图像强度数据(由引用数字98概要引用)显示在右侧。应该注意，散射校正的图像强度数据98具有对应于具有均匀厚度的测试体模的拍摄的无散射图像的预期形状。
备选的是，还可以使用不同的散射校正技术。例如，可以通过从第二个拐点72处的强度减去第一个拐点68处的强度来确立与狭缝44的边缘对应的主X射线42。如果对象具有均匀的厚度，则可以假定主X射线42跨因主X射线42和散射46所产生的图像强度数据48的区是均匀的。因此，边缘处的主X射线42代表跨整个区50的主X射线42。为了确定因主X射线42和散射46所产生的数据48的区50中的散射46，从跨区50的图像强度数据46减去边缘处确立的主X射线42的强度。一旦知道，则可以从区50中的图像强度数据48减去散射46。
再次参考图5，在示出的实施例中，双能量成像系统20用在第二能量级的X射线对患者曝光，然后重新定位以拍摄关注区的下一个部分的图像，如框100概要表示的。然后对于用在第二能量级的X射线来获取的图像强度数据重复上述用于采集和校正图像强度数据的技术。正如本领域技术人员将认识到的，可以在实践中使用各种方法来生成在不同能量级的图像数据。例如，利用该系统，在每个位置中，可以采集在两个能量级的图像数据，或可以在一个能量级遍历各个位置来采集图像数据，然后可以在第二能量级重复相同的位置来采集图像数据。仍进一步的是，如果系统包括能够同时在两个不同能量级采集图像数据的双能量检测器，则可以执行在这些能量级的组合采集。
然后将X射线源26和狭缝准直器24重新定位以从患者的第二部分获取数据，如框102概要表示的。在示出的实施例中，绕轴转动X射线源26和狭缝准直器24(而非侧向转移)来对患者的第二部分曝光。按需要重复该过程，直到已经完成关注区的一系列图像为止。在患者的关注区的这一系列图像中的图像之间可能存在重叠。备选的是，系统20可以在用在第二能量级的X射线来采集任何图像之前用第一能量级的X射线来采集关注区的所有期望的图像。
一旦采集了用于患者的关注区的图像强度数据48，则使用散射校正的图像强度数据来创建患者的一个或多个图像，如框104概要表示的。图像可以是软组织和/或骨骼的两次相减的图像。
在本实施例中，使用与未散射校正的图像强度数据相对的散射校正的图像强度数据来确立BMD，如框106概要表示的。可确立BMD而不形成图像，如框104表示的。在示出的实施例中，使用散射校正的图像强度数据来确立与X射线在患者内的吸收对应的透明合成树脂和铝的等效厚度。然后将这些等效厚度转换到BMD计分(BMDscore)。但是，可以使用从散射校正的图像强度数据来确立BMD的其他方法。
概要地参考图8，示出测试体模108的正视图。该体模由不均匀厚度的铝和透明合成树脂组成。在本实施例中，体模108具有从一侧到下一侧上升的一系列台阶110。
概要地参考图9，示出使用上述技术来产生测试体模108的图像的结果。这些结果包括，未校正的图像强度相对沿着检测器22的X轴的位置的曲线图，由引用数字112概要引用。注意，曲线图112明显不同于体模108的形状。曲线图112示出比体模108的平坦台阶更锯齿的形状。还示出与狭缝44相对的图像强度数据的部分中的估计散射强度的曲线图，如引用数字114所引用的。如上所述，通过从未校正的图像强度数据112减去仅散射区中的图像强度(由引用数字116表示)和估计的散射强度114来针对散射校正未校正的图像强度数据112。应该注意到散射校正的图像强度数据的曲线图(如引用数字118概要表示的)具有体模108的台阶轮廓，而非未校正的图像强度曲线图112的锯齿轮廓。
概要地参考图10，示出对于图8的测试体模的图像沿着检测器22的Y轴的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的曲线图。在示出的实施例中，未校正的图像强度相对沿着检测器22的Y轴的位置的曲线图(由引用数字120概要引用)具有非体模108的预期平坦形状的半圆顶部。还示出与狭缝44相对的图像强度数据的部分中的估计散射强度的曲线图，如引用数字122表示的。通过从未校正的图像强度数据120减去仅散射区中的图像强度(由引用数字124表示)和估计的散射强度122来针对散射校正未校正的图像强度数据120。应该注意到散射校正的图像强度数据的曲线图(地如引用数字126概要表示的)具有体模108的预期平坦顶部轮廓，而非未校正的图像强度曲线图120的半圆顶部轮廓。
概要地参考图11，示出第二测试体模128的正视图。该体模由不均匀厚度的铝和树脂组成。在本实施例中，体模128具有一系列的平顶(plateaus)130。
概要地参考图12，示出对于图11的测试体模的图像沿着检测器22的X轴的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的曲线图。在示出的实施例中，未校正的图像强度相对沿着检测器22的X轴的位置的曲线图(由引用数字132概要引用)比体模128的平坦平顶130具有更多弯曲。使用上述技术来确立与狭缝44相对的图像强度数据的区中的散射的估计强度。还示出与狭缝44相对的图像强度数据的部分中的估计散射强度的曲线图，由引用数字134来引用。如上所述，通过从未校正的图像强度数据132减去仅散射区中的图像强度(由引用数字136表示)和估计的散射强度134来针对散射校正未校正的图像强度数据132。注意到，散射校正的图像强度数据的曲线图(如引用数字138概要表示的)具有体模128的平坦平顶，而非未校正的图像强度曲线图132的弯曲。
概要地参考图13，示出对于图8的测试体模的图像沿着检测器22的Y轴的散射校正的图像强度和估计的散射、图像强度的曲线图。在示出的实施例中，未校正的图像强度相对沿着检测器22的Y轴的位置的曲线图(由引用数字140概要引用)具有非体模128的预期平坦形状的半圆顶。还示出与狭缝44相对的图像强度数据的部分中的估计散射强度的曲线图，如引用数字142表示的。通过从未校正的图像强度数据140减去仅散射区中的图像强度(如引用数字144表示的)和估计的散射强度142来针对散射校正未校正的图像强度数据140。注意到，散射校正的图像强度数据的曲线图(如引用数字146概要表示的)具有体模128的预期平坦顶部轮廓，而非未校正的图像强度曲线图140的半圆顶部轮廓。
该技术的技术效果是针对散射来校正图像强度数据。虽然本文仅示出并描述本发明的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解，所附权利要求旨在覆盖落在本发明的真正精神内的所有此类修改和改变。
Claims (26)
1.一种用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
访问由数字成像检测器获取的图像强度数据，其中所述图像强度数据包括由主X射线和散射产生的第一区和仅由散射产生的至少一个第二区；
在所述图像强度数据内识别由主X射线和散射产生的所述第一区和仅由散射产生的所述至少一个第二区；
确立仅由散射产生的所述图像强度数据的所述至少一个第二区中的散射强度；
基于所述图像强度数据的所述至少一个第二区中的散射强度来估计所述图像强度数据的所述第一区中的散射强度；以及
基于所述第一区中的所估计的散射强度来针对散射校正所述图像强度数据的所述第一区以确立散射校正的图像强度数据。
2.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
基于散射校正的图像强度数据来确立患者的部分内的骨骼矿物质密度。
3.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中针对散射校正所述图像强度数据的所述第一区包括从所述图像强度数据减去所估计的散射强度。
4.如权利要求3所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
通过从所述图像强度数据减去所述至少一个第二区来针对散射校正所述图像强度数据的所述至少一个第二区。
5.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中在所述图像强度数据内识别由主X射线和散射产生的所述第一区和仅由散射产生的所述至少一个第二区是基于所述图像强度数据的导数。
6.如权利要求5所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
识别所述图像强度数据的导数中的至少一个突变，其中，所述图像强度数据的所述至少一个第二区由所述图像强度数据的导数中的所述至少一个突变来定义。
7.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中确立所述图像强度数据的所述第一区中的估计的散射强度包括，将散射强度乘以校正因子来估计在所述图像强度数据的所述第一区的点的散射强度。
8.如权利要求7所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
识别所述图像强度数据的导数中的至少一个突变，其中将所述散射强度乘以校正因子是基于与所述图像强度数据的导数中的所述至少一个突变对应的至少一个散射强度。
9.如权利要求7所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中确立估计的散射强度包括，基于在所述图像强度数据的所述第一区的点的所估计的散射强度对所述图像强度数据的所述第一区内的散射强度插值。
10.如权利要求7所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中所述校正因子基于患者的特性。
11.如权利要求10所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中所述患者的特性是人工输入的。
12.如权利要求10所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中所述患者的特性是从电子记录自动检索的。
13.如权利要求10所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中所述患者的特性是所述患者的相对尺寸。
14.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中访问由数字成像检测器获取的图像强度数据包括，访问由平板数字X射线检测器从X射线源通过狭缝准直器所产生的X射线而获取的图像强度数据。
15.如权利要求1所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中访问由数字成像检测器获取的图像强度数据包括，访问由双能量数字X射线成像系统获取的强度数据。
16.一种用于计算机的系统，用于处理图像数据，包括：
用于访问由数字成像检测器获取的图像强度数据的部件，其中所述图像强度数据包括由主X射线和散射产生的第一区和仅由散射产生的至少一个第二区；
用于在所述图像强度数据内识别由主X射线和散射产生的所述第一区和仅由散射产生的所述至少一个第二区的部件；
用于确立仅由散射产生的所述至少一个第二区中的散射强度的部件；
用于基于所述图像强度数据的所述至少一个第二区中的散射强度来估计所述图像强度数据的所述第一区中的散射强度的部件；以及
用于基于所述第一区中的所估计的散射强度来针对散射校正所述图像强度数据的所述第一区以确立散射校正的图像强度数据的部件。
17.一种用于处理医疗图像数据的机器可读媒体，包括：
可操作以访问由数字成像检测器获取的图像强度数据的代码，其中所述图像强度数据包括由主X射线和散射产生的第一区和仅由散射产生的至少一个第二区；
可操作以在所述图像强度数据内识别由主X射线和散射产生的所述第一区和仅由散射产生的所述至少一个第二区的代码；
可操作以确立仅由散射产生的所述至少一个第二区中的散射强度的代码；
可操作以基于所述图像强度数据的所述至少一个第二区中的散射强度来估计所述图像强度数据的所述第一区中的散射强度的代码；以及
可操作以基于所述第一区中的所估计的散射强度来针对散射校正所述图像强度数据的所述第一区以确立散射校正的图像强度数据的代码。
18.一种用于处理图像强度数据的计算机实现的方法，包括：
基于所述图像强度数据内的图像强度的改变速率来识别所述图像强度数据内仅由散射产生的第一区；
基于在所述图像强度数据的所述第一区中最接近从主X射线和散射产生的所述图像强度数据的第二区的点的散射强度来确立所述图像强度数据的所述第二区中的估计的散射强度；以及
基于所述第二区中的所估计的散射强度来针对散射校正所述图像强度数据的所述第二区。
19.如权利要求18所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
基于散射校正的图像强度数据来确立患者的部分内的骨骼矿物质密度。
20.如权利要求21所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，包括：
访问由平板数字成像检测器从X射线源经由狭缝准直器所产生的X射线而获取的图像强度数据。
21.如权利要求20所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中访问由平板数字成像检测器从X射线源经由狭缝准直器所产生的X射线而获取的图像强度数据包括，访问由双能量数字X射线成像系统产生的强度数据。
22.如权利要求17所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中基于所述图像强度数据内的图像强度的改变速率来识别所述图像强度数据内仅由散射产生的第一区包括，确立所述图像强度数据的导数，并基于所述图像强度数据的导数中的突变来识别所述第一区。
23.如权利要求22所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中所述图像强度数据的所述第一区中最接近所述图像强度数据的所述第二区的点对应于所述图像强度数据的导数中的突变。
24.如权利要求22所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中确立所估计的散射强度包括，将对应于在所述图像强度数据的所述第一区中最接近所述图像强度数据的所述第二区的点的散射强度的用于散射的值乘以校正因子来确立对于在所述图像强度数据的所述第二区的至少一个点的散射强度的估计。
25.如权利要求24所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中确立估计的散射强度包括，对在对于在所述图像强度数据的所述第二区的至少一个点的散射强度的估计值和所述图像强度数据的所述第一区中最接近所述图像强度数据的图像强度数据的所述第二区的点之间的散射强度进行插值。
26.如权利要求24所述的用于处理图像数据的计算机实现的方法，其中用于散射的所述值包括，对应于所述图像强度数据的导数中的第一突变的第一散射强度和对应于所述图像强度数据的导数中的第二突变的第二散射强度的平均值。
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