CN103189896B - 图像伪影的识别和减轻 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括显示具有能够视觉观察到的伪影的投影数据或重建图像数据中的至少一个，其中，所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个与对象或受试者的成像检查相对应；以及与来自所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像。所述方法还包括识别具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅样本图像：所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个内的能够视觉观察到的伪影。所述方法还包括显示关于所识别出的一幅或多幅样本图像的信息，其中，所述信息包括与减轻所述能够视觉观察到的伪影相关的信息。

Description

图像伪影的识别和减轻
技术领域
以下大体涉及识别和减轻图像伪影，并且针对计算机断层摄影（CT）的具体应用进行了描述；但是下文同样适用于正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射断层摄影（SPECT）、磁共振成像（MRI）和/或其他成像模态。
背景技术
计算机断层摄影（CT）扫描器包括x射线管，其发射辐射，所述辐射穿过检查区域以及处于所述检查区域内的对象或受试者的部分。探测器探测穿过检查区域的辐射，并生成指示探测到的辐射的投影数据。重建器重建投影数据，并生成指示检查区域内的对象或受试者的部分的体积图像数据。
所述体积图像数据可能包括由以下原因导致的可视伪影：不利的扫描设置、不准确的校准数据、患者运动、植入物、系统缺陷和/或其他原因。这样的伪影的范例包括条纹、圈、模糊等。这样的伪影可能使临床用户查看所研究的特定组织变得很困难，甚至不可能。
一些伪影可以通过对图像数据进行处理或者对投影数据进行处理并重建经处理的投影数据而简单地去除或者减少。而其他伪影则通过预扫描设置、校准、患者准备等和/或扫描时动作（例如，使患者屏住呼吸等）得以减轻。
往往需要详细的技术知识才能识别并确定体积图像数据中的可视伪影的原因。遗憾的是，在不知道并且无法识别出伪影的原因时，临床用户就不能确定适当的校正措施来尽可能地利用现有的扫描数据，这时对象或受试者就不得不重新接受扫描和/或在随后的成像检查当中避免这样的伪影出现。
E M Bellon等人在“American Journal of Roentgenology,vol147,No6,pp1271”中的文章“MR Artifacts:A Review”和J F Barrett等人在“Radiographics,TheRadiological Society of North America,vol24,pp1679,01January2004”中的文章“Artifacts in CT:Recognition and Avoidance”综述了医疗图像中的伪影。
发明内容
本申请的各个方面解决了上述问题和其他问题，本发明以所附权利要求为根据。
根据一个方面，一种方法包括显示具有能够视觉观察到的伪影的投影数据或重建图像数据中的至少一个，其中，所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个对应于对象或受试者的成像检查；以及与所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像。所述方法还包括识别具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅样本图像：所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个之内的能够视觉观察到的伪影。所述方法还包括显示关于所识别出的一幅或多幅样本图像的信息，其中，所述信息包括与减轻所述能够视觉观察到的伪影相关的信息。
根据另一方面，一种计算系统包括计算机可读存储介质以及一个或多个处理器。所述计算机可读存储介质包括应用存储器，所述应用存储器用至少针对图像伪影识别应用的指令进行了编码。所述计算机可读存储介质还包括数据存储器，所述数据存储器用所述图像伪影识别应用所采用的数据进行了编码。所述一个或多个处理器运行针对所述图像伪影识别应用的指令，运行的指令显示交互式图形查看器，所述图形查看器与来自成像检查的投影数据或图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像。
根据另一方面，一种用计算机可读指令的编码的计算机可读存储介质，所述指令在由计算系统的一个或多个处理器的执行时，令所述计算系统显示交互式图形查看器，所述图形查看器与来自成像检查的投影数据或图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像，其中，每一样本图像包括与减轻相应的伪影相关的信息。
附图说明
本发明可以采取各种部件和部件布置、以及各种步骤和步骤安排的形式。附图的仅出于对优选实施例进行图示的目的，而不应被解读为限制本发明。
图1结合图像伪影识别应用图示了成像系统。
图2图示了示范性图像伪影识别应用。
图3示出了用于识别和减轻图像伪影的方法。
具体实施方式
图1示出了诸如计算机断层摄影（CT）扫描器100的成像系统。扫描器100包括固定机架102和旋转机架104，所述旋转机架104由固定机架102可旋转地支撑。旋转机架104关于纵轴或者z轴绕检查区域106旋转。诸如卧榻的患者支撑物108支撑检查区域106内的患者，其可以配合旋转机架104的旋转而沿z轴移动，以便于螺旋、轴向或者其他预期扫描轨迹。
诸如x射线管的辐射源110受到旋转机架104的支撑并且与旋转机架104一起绕检查区域106旋转。辐射源110发射辐射，所述辐射由源准直器准直以生成穿过检查区域106的基本呈扇形、楔形或者锥形的辐射束。辐射敏感探测器阵列112探测穿过检查区域106的辐射并生成指示所探测到的辐射的投影数据。
重建器114重建投影数据，并生成指示检查区域106的体积图像数据。通用计算系统用作操作者控制台116，其包括诸如显示器的输出装置以及诸如键盘、鼠标等的输入装置。驻留于控制台116上的软件允许操作者控制系统100的操作，例如，允许操作者开始扫描等。
诸如工作站、计算机等的计算系统118便于对投影和/或图像数据进行评估。计算系统118包括一个或多个处理器120以及计算机可读存储介质122（例如，物理存储器），所述计算机可读存储介质122用计算机可读指令编码的或者嵌入了计算机可读指令，所述指令在由一个或多个处理器120执行时，令系统118执行各种功能。存储介质122包括用于存储软件应用的应用存储器124和用于存储数据的数据存储器126。
在图示的实施例中，应用存储器124至少存储图像伪影识别应用128。图像伪影识别应用128在由一个或多个处理器120执行时将提供交互式图形用户界面（GUI）或查看器（例如，经由小应用程序等），所述式图形用户界面或查看器包括数据库，所述数据库具有已知伪影的样本图像和关于所述伪影的信息（包括与伪影的成因有关的信息）和/或用于减轻所述伪影的指令，
可以与对应于患者的观察投影和/或图像数据相结合采用这样的查看器，例如，所述数据是来自系统100和/或其他成像系统的投影和/或图像数据。也可以采用所述查看器进行（例如）预扫描，以获得关于患者扫描的信息，从而避免和/或防止在得到的投影和/或图像数据中出现伪影。也可以出于（例如）训练目的在不针对具体患者的情况下采用所述查看器，从而（例如）训练临床医师来识别投影和/或图像数据中的某些伪影。
作为前者的范例，可以自动地或者手动地调用图像伪影识别应用128，这时运行的应用128打开观察窗口，并在其内提供样本图像，可以对所述图像进行滚动，并使之与投影和/或图像数据进行视觉比较。可以采用所述比较以便于对包含可视地存在于所述投影和/或图像数据内的伪影的样本图像的识别。
一旦识别出了这样的样本图像，就能够查看到与处理所述投影和/或图像数据以减少或者移除当前数据中的伪影相关的信息和/或与通过减轻伪影的方式执行成像过程相关的信息。用户可以采用所述查看器对样本图像进行滚动，例如，一个一个地或者多个多个地。这样的屏幕滚动可以由用户手动地执行或者基于决定样本图像之间的延迟等的配置设置自动地执行。
在所述信息给出了对投影和/或图像数据的处理建议的情况下，图像伪影识别应用128能够用于自动地或者手动地（通过用户交互）发起这样的处理。在要对经处理的数据重建的情况下，图像伪影识别应用128能够采用重建器114和/或来自存储器122的重建处理算法。
在图像伪影识别应用128可用的样本图像中不存在的已知伪影位于投影和/或图像数据中时，图像伪影识别应用128允许操作者将所述投影和/或图像数据添加为样本图像，并且任选地包括伴随所述投影和/或图像数据的文本信息。
在基于具有已知伪影的样本图像204不能识别出伪影时，图像伪影识别应用128能够用于将所述投影和/或图像数据传送至另一系统做进一步的评估，从而尝试找到伪影的成因和减轻操作。另一系统可以是专用的样本图像的公共源和/或其他扫描器、成像设施等。
当然，未必一定要采用图像伪影识别应用128来处理投影和/或图像数据、发起经处理的投影和/或图像数据的重建、增加新的样本数据或者将投影和/或图像数据传送给另一系统。
额外地或者可选地，可以通过实体图片册、薄册、活页夹等提供样本图像和文字指导，例如“这里是两个示范性伪影”。如果当前的采集结果与左边的范例相似，那么请翻至第20页。如果当前的采集结果与右边的范例类似，那么请翻至第30页。
可以对样本图像数据库进行各种更新。例如，在一个实例中，在新的样本图像和/或现有的样本图像中的变化变得可用时自动更新数据库。在另一实例中，按需和/或基于预定的更新安排更新数据库。对于基于计算机的实现而言可以经由网络通过远程服务来实现这样的更新，或者对于不基于计算机的实现而言可以通过发布额外的页来实现这样的更新。
将一个或多个通信端口130配置为用于与以下设备进行通信：一个或多个输入设备（例如，键盘、鼠标等）、一个或多个输出设备（例如，显示器、打印机等）、一个或多个装置（例如，计算系统、便携式存储器等）、一个或多个数据储存库、系统100（例如，控制台116和/或重建器114）等。图形控制器132对数据进行处理，从而使其按照人类可读的格式显示到诸如显示器的监视器上。
尽管将存储介质122示为单个部件，但是应当理解，存储介质122可以包括多个存储单元，包括，计算系统118的本地存储器和/或处于计算系统118外部的存储器。额外地或者可选地，一个或多个处理器120执行诸如信号或者载波的瞬态介质所承载的指令。此外，计算系统118可以是控制台116的部分，或者反之处于远离系统100的位置。
图2图示了图像伪影识别应用128的范例和由其采用的数据存储器126中的数据。
在该范例中，样本图像检索器202从诸如远程数据库的样本图像数据储存库中，或者通过网络连接从CD、DVD或者其他便携式存储器等当中检索具有已知伪影的样本图像204。可以按需或者在更新可用时等，在运行图像伪影识别应用128的时调用所述样本图像检索器202，使其检索这样的数据。可以将所检索到的具有已知伪影的样本图像204存储到数据存储器126内和/或其他位置。
可以用类似的方式获得关于样本图像的信息206，并且可以将所述信息与具有已知伪影的样本图像204包含到一起和/或将所述信息连同具有已知伪影的样本图像204一起传送。这样的信息可以包括关于样本图像的文本信息、图形信息、听觉信息等，例如，与对投影和/或图像数据进行处理以减少或移除伪影相关的信息和/或与将来以减轻伪影的方式执行成像过程相关的信息。
例如，示出了由气泡的移动而导致的条纹伪影的样本图像可以附有文本，以指出将来能够通过以持续时间较短的扫描对受试者成像而减轻这样的伪影。所述文本还可以指出，临床医师还应当考虑让患者服用药物以减少扫描过程中的肠部活动。对于有患者体内或者周围的金属物体引起的伪影，所述系统可以建议运行基于软件的金属伪影校正步骤，并对所述数据再次重建，此外还可以提醒医师在将来的研究中将金属物体从扫描器视场中去除（在可能时）的重要性。
对于由不适当的或者不再有效的校准引起的伪影，所述信息可以指示运行所需的校准，之后对投影数据再次重建。对于由不利的扫描设置引起的伪影，所述信息可以建议采用不同的扫描设置重复扫描或者再次执行扫描。在另一范例中，所述信息可以建议采用另一组不同的操作条件。以上范例是非限制性的，本文中也预期其他建议。
可以采用数据过滤器208对受到检索和/或显示的样本图像206进行过滤。数据过滤器208可以采用各种信息进行过滤，例如，指示接受扫描的身体部分（例如，头部、胸部、心脏等）、患者体型、患者性别、所采用的成像协议、是否采用造影剂等的信息。因而，在所研究的解剖学结构为胸部时，可以将足部的样本图像滤除，或者不对其进行检索或显示。数据过滤器208还可以便于以过滤信息为基础为检索到的样本图像分配相关性评分以及在所述相关性评分和/或其他标准的基础上对检索到的样本图像排序。
所述过滤信息可以是从所述投影和/或图像数据获得的和/或是与其一起传送的，并且/或者是用户提供的。所述过滤信息可以优化样本图像的顺序和/或降低样本图像的量，用户在尝试识别伪影时可以对所述样本图像进行滚动，因而将缩短识别伪影和获得减轻信息的时间量。在另一实施例中，省略了数据过滤器208。
伪影识别器210考虑具有已知伪影的样本图像204对投影和/或图像数据进行评估，从具有已知伪影的样本图像204中识别可能表现出所述体积图像数据中的伪影的一个或多个样本图像，并且从具有已知伪影的样本图像204中自动检索出所识别的一个或多个样本图像从而将其与所述投影和/或图像数据显示在一起。在另一实施例中，省略伪影识别器210。
在图示的实施例中，在存储介质122中包括样本图像检索器202、具有已知伪影的样本图像204、关于样本图像的信息206、数据过滤器208和伪影识别器210。然而，应该理解，202-210中的一个或多个可以位于其他本地存储介质和/或外部存储介质中，包括在单个存储介质上或者跨越多个存储介质分布。
图3示出了示范性方法。应该理解，本文中描述的方法中的动作的顺序不是限制性的。因此，本文中预期其他顺序。此外，可以省略一个或多个，并且/或者可以包括一个或多个额外的动作。
在302，在所显示的投影和/或图像数据中定位一个或多个图像伪影。可以采用自动的、半自动的和/或手动的技术。
在304，获得一组具有已知伪影并且与特定成像检查相关的样本图像以及关于如何减轻伪影的信息。
在306，提供一组样本图像，从而使其单独地或者组合地显示在交互式图形观察窗口或查看器内。
在308，利用一组样本伪影图像识别一个或多个伪影。
在310，呈现关于如何减轻所识别出的伪影的信息。
在312，利用所述信息移除或减少所显示的投影数据或图像数据中的识别出的伪影，和/或减轻随后的成像检查中出现伪影。
可以通过计算机可读指令实现上述动作，所述指令在由计算机处理器执行时，令处理器执行所描述的动作。在这种情况下，将所述指令存储在与相关计算机相关联的或者能够为其所访问的计算机可读存储介质中。所述动作未必是与数据采集同时执行的。
在上述方法中，首先在所显示的投影和/或图像数据中找到伪影。然而，如本文中简要描述的，也可以在执行扫描之前采用图像伪影识别应用128。在这种情况下，临床医师提供一个或多个关键字，并开始搜索查询，或者临床医师浏览伪影目录，从而在对患者扫描并使患者暴露于辐射之下之前获得用于避免问题和/或避免伪影的信息。
可以通过过滤器208或者基于所选择的接受扫描的解剖学结构、扫描类型、扫描参数、患者细节（例如，对于体型大的患者的低mA设置）和/或其他数据对搜索到的信息和/或目录中的信息进行过滤。也可以采用伪影识别器210以便获得这样的与特定扫描相关的信息。
也可以在针对采集结果的集合“回顾地”采用伪影识别器210。这样允许用户或者维护工程师找到在采集结果中存在所述样本集合中描述的感兴趣的伪影的图像数据。
本文中已经参考各种实施例描述了本发明。在阅读本文中的描述后，本领域技术人员可以预期修改和变型。这意味着，应当将本发明解读为包括所有这样的修改和变型，只要它们落在所附权利要求或者其等价要素的范围之内。

Claims (25)

1.一种计算机实现的方法，包括：
显示(302)具有能够视觉观察到的伪影的投影数据或重建图像数据中的至少一个，其中，所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个与对象或受试者的成像检查相对应；
与来自所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个同时显示(306)具有已知伪影的样本图像；
响应于对具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅所述样本图像的识别而显示(310)关于这样识别出的一幅或多幅所述样本图像的信息：所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个内的所述能够视觉观察到的伪影，其中，所述信息包括与减轻所述能够视觉观察到的伪影相关的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信息包括与以下相关的信息：从所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个中移除或者减少所述能够视觉观察到的伪影。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信息包括与以下相关的信息：减轻所述能够视觉观察到的伪影在与随后执行的成像检查相关的投影数据或重建图像数据中的出现。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在交互式图形查看器中的至少一个中显示所述样本图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述交互式图形查看器允许滚动所述样本图像。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
获得指示所述投影数据或所述重建图像数据中的至少一个的特征的数据；以及
只显示所述样本图像的与所述数据相对应的子集。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，从所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个中获得所述数据。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述数据与所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个中表示的解剖学结构相对应。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括：
确定所述子集内的所述样本图像的相关性评分；以及
基于所述相关性评分对所述样本图像的显示顺序进行排序。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述信息包括文本信息、图形信息或听觉信息中的至少一个。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述信息建议对所述投影数据进行处理，并对经处理的投影数据进行重建，以生成第二重建图像数据。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述信息建议在一组不同的操作条件下重复所述成像检查。
13.一种计算系统(118)，包括：
计算机可读存储介质(122)，包括：
应用存储器(124)，其用至少针对图像伪影识别应用(128)的指令进行了编码；以及
数据存储器(126)，其用所述图像伪影识别应用使用的数据进行了编码；以及
一个或多个处理器(120)，其被配置为运行针对所述图像伪影识别应用的指令，其中，运行的指令将显示交互式图形查看器，所述图形查看器与来自成像检查的投影数据或图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像，所述一个或多个处理器(120)被配置为显示与选定的样本图像相关的信息，其中，所述信息包括与减轻能够视觉观察到的伪影相关的信息，其中，显示操作响应于对具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅所述样本图像的识别：所述投影数据或重建图像数据中的所述至少一个内的所述能够视觉观察到的伪影。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，每一样本图像包括与减轻相应的伪影相关的信息。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述信息包括与以下相关的信息：从所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个中移除或者减少能够视觉观察到的伪影。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述信息包括与以下相关的信息：减轻能够视觉观察到的伪影在随后执行的成像检查的投影数据或重建图像数据中的出现。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，所述交互式图形查看器允许滚动所述样本图像。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的系统，其中，所述信息包括文本信息、图形信息或听觉信息中的至少一个。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，在所述成像检查之前对所述样本图像进行评估，并利用所述样本图像获得与避免伴随所述成像检查的伪影相关的信息。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，通过以下中的至少一个获得所述信息：基于将要扫描的解剖学结构对所述样本图像的关键字搜索或者对与将要扫描的解剖学结构相对应的一组样本图像的滚动。
21.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，独立于所述成像检查对所述样本图像加以利用，以训练临床医师识别投影和/或图像数据中的特定伪影。
22.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，所述交互式图形查看器允许增加具有已知伪影的新的样本图像，以供随后的评估。
23.根据权利要求13至16中任一项所述的系统，其中，所述信息包括从所述投影数据或所述重建图像数据中的所述至少一个中去除或减轻相应的伪影的建议的处理步骤，并且所述系统响应于所述识别自动执行所述建议的处理步骤。
24.一种计算机实现的方法，包括：
显示交互式图形查看器，所述交互式图形查看器与来自成像检查的投影数据或图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像，其中，每一样本图像包括与减轻相应的伪影的相关信息，其中，所述显示响应于对具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅所述样本图像的识别：所述投影数据或重建图像数据中的所述至少一个内的能够视觉观察到的伪影。
25.一种用计算机可读指令编码的计算机可读存储介质，所述指令在由计算系统的一个或多个处理器执行时，令所述计算机系统显示交互式图形查看器，所述交互式图形查看器与来自成像检查的投影数据或图像数据中的至少一个同时显示具有已知伪影的样本图像，其中，每一样本图像包括与减轻相应的伪影的相关信息，其中，显示操作响应于对具有与以下伪影相似的伪影的一幅或多幅所述样本图像的识别：所述投影数据或重建图像数据中的所述至少一个内的能够视觉观察到的伪影。
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