CN106473762A - 迭代x‑射线成像最优化方法和系统 - Google Patents

迭代x‑射线成像最优化方法和系统 Download PDF

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Abstract

在本发明中，一种使用医学成像装置优化患者的图像的方法包括如下步骤：提供一种医学成像装置，其具有x‑射线源，x‑射线检测器，用于调节该x‑射线源和检测器的位置的控制器，连接到该x‑射线检测器用于接收x‑射线数据以及重建x‑射线图像的图像重建器/发生器，以及连接到该图像重建器/发生器和该控制器并且配置成执行对该x‑射线图像的分析的处理器：获取图像的第一数据组S1；处理该第一数据组S1以便重建第一计算机化数据组D1；分析该计算机化数据组D1；响应于对该计算机化数据组D1的分析而获取至少一个附加数据组Sn；并且处理与第一数据组S1结合的至少一个附加数据组Sn以重建优化的和更新的计算机化数据组Dn。

Description

迭代X-射线成像最优化方法和系统
背景技术
本发明的实施例一般涉及X-射线医学成像，并且更具体地涉及用于执行标准数字乳房造影(DM)、2D/3D频谱乳房造影(SM)或者数字胸部断层造影(DBT)引导活组织检查，以及能够被以这些或者其他方式成像的其他类型组织的检查中的系统和方法。
频谱乳房造影(SM)是一种用于扫描胸部以便筛查、诊断和/或介入检查的x-射线二维(2D)成像方式。乳房造影的效果受到很多因素的影响。
已知对于SM的备选系统用于胸部成像。例如，数字胸部断层造影(DBT)或者乳房造影-断层造影(mammo-tomo)系统是专用乳房造影系统，其获取若干(例如，十个)在不同位置获取的投影图像并且重建三维(3D)图像数据组。
在这些程序中，执行多个图像获取，其中每一个图像在X-射线源相对于检测器的不同位置处获得。关于这些程序，当前用于SM或者DBT的x-射线检查提供有表示从各种角度获得的胸部组织的图像以便提供足够的关于要被成像的组织的信息的数据组。在典型的乳房造影检查中，这些数据组包括，例如，头尾向(CC)视图和/或内外侧斜位(MLO)视图和/或中侧(ML)或外侧(LM)视图以及通过DBT获得的视图以及他们的组合的获得的图像。
一旦获得这些图像，该图像/数据组随后被重组以显示关于正在被成像的组织的内部结构的特定材料信息。图像重组能够基于X-射线图象链的仿真执行，其以一个合适的示范性方式在美国专利申请公开号2008/0167552中描述，该美国申请通过引用将其全文并入此处，经由对参考体模的校正，或者任何其他合适的3D-重建处理，如已知的。
一旦在该程序中获得的视图或者数据组被以合适的方式重组，采取对重组图像的分析来定位在该重组图像中的感兴趣的区或者区域(ROI)。
采用在不同角度获得的图像来提供上述标准视图，通常难以将来自在该不同数据组中的图像的数据彼此精确相关。此外，根据这一分析结果，经常必需重获取形成该个别数据组的图像以便精炼ROI的分析用于诊断目的。例如，在法国专利号2680095中，采取对在第一数据组中的图像的分析以便调整该成像装置的设立用于在用于成像该ROI的更为优化的位置处来获取第二组图像。由于获得和分析该图像所需的时间长度，以及与重复采用辐射对组织服药以便产生用于该数据组的图像的风险，这一重获取是不期望的。
因此，希望发展一种医学成像系统和方法以便增强从各种图像获得的数据组的整合以便于聚焦于正被成像的组织的ROI上。该医学成像系统应当允许通过组合现有数据组与其他上下文信息(例如关于患者或者检查房间的信息，除了别的之外)以及来自如按照从已经获取的一个或多个数据组的分析确定地那样获得的附加图像的数据组来更新或者精炼现有的图像数据组。
发明内容
存在对于一种用于获得图像的医学成像系统和方法的需要或者期望，该医学成像系统和方法实现通过将现有数据组与作为对该现有数据组分析结果而获得的附加图像组合来增强该患者/组织获得的图像的现有数据组。通过在此描述的在下面的描述中的实施例来解决上述缺点和需要。
根据本发明的一个示范性实施例，提供了一种医学成像系统，其使用户能够在成像检查程序期间交互地精炼和优化计算机化的图像数据。该系统和方法使该用户能够获取和添加选择的图像到图像的第一数据组以及其他预先-存在的数据组，而不是增加难以相互相关的不同的图像组。该附加图像/数据组获取被采取并且与该第一和其他现有数据组组合以便提供对于位于在那些数据组的原始分析中的第一和其他预先-存在的数据组中的感兴趣的区/区域的增加的聚焦或者精炼/最优化。图像数据组的这一最优化或者精炼能够被用于实质上从成像系统获得的任意2D或者3D图像数据组的增强，包括CT或者DBT 3D图像的体积重建的增强，用于在频谱成像中的图像重组/图像分解，以及用于提供超级-分辨率，即，用于增加在标准乳房造影中的给定ROI的图像分辨率。
根据本发明的一个示范性的方面，提供了一种医学成像系统，例如x-射线计算机断层造影(CT)系统或者数字胸部断层造影(DBT)系统，其包括旋转台架、耦合到该台架用于生成x-射线束的x-射线源以及耦合到该台架用于检测该x-射线束的x-射线的x-射线检测器。该x-射线CT或者DBT系统还包括耦合到该X-源并且配置成调节通过该x-射线源生成的x-射线束的焦点的可调节准直器。该x-射线CT或者DBT系统还包括配置成控制该准直器来调节在感兴趣区域(ROI)上的焦点以及控制通过该x-射线源在扫描期间生成的该x-射线束的束强度的控制器。在操作中，该控制器操作该CT或者DBT系统从获得正被调查的组织的多个图像中获得第一数据组。这个第一数据组随后在该控制器中被处理以便重建正在被调查的组织的体积或者该第一数据的任意推导表示。该重建的体积或者3D图像随后被分析以便确定在该重建的3D体积中的任意的一个或多个感兴趣的区域(ROI)。基于这个分析结果，该控制器可以操作该CT或者DBT系统来获取重建体积的一个所选择部分或多个部分上的附加的例如第二数据组。该第二数据组随后与该第一数据组组合以便重建相同的体积或者聚焦在ROI上的相同体积的一部分，其再次采用该ROI上的焦点来分析。该过程可以被重复以便实现该ROI的重建的3D体积，其给临床医生提供了ROI的优化的，高精确度的以及高图像质量(IQ)表示。
根据本发明的示范性实施例的另一方面，该医学成像系统使该获取几何结构能够被优化用于个别的患者以便实现在2D或者3D图像中的ROI的高精确度和增强的图像质量(IQ)表示。
根据本发明的示范性实施例的另一方面，该医学成像系统在不使用难以相互相关的完全不同的图像或者数据组的情况下能够得出该ROI的这个高精确度和优化的表示。此外，采用完全单独的图像的避免因此降低由该患者接收到的总辐射剂量。
根据本发明的一个示范性实施例的又一个方面，一种使用医学成像装置的优化和/或增强患者组织的图像的方法包括如下步骤：提供一种医学成像装置，其具有用于发射x-射线的x-射线源，用于检测从该x-射线源发射的该x-射线的x-射线检测器，以及用于调节该x-射线源和x-射线检测器相对于相互的位置的控制器，可操作地连接到该x-射线检测器以便从其中接收x-射线数据来重建x-射线图像的图像重建器，以及可操作地连接到该图像重建器和该控制器并且配置成执行对该x-射线图像的分析的处理器；获取定位于该医学成像装置上的患者的第一数据组S1；处理该第一数据组S1以便重建第一计算机化数据组D1；分析该计算机化数据组D1；响应于对该计算机化数据组D1的分析而获取至少一个附加数据组Sn并且处理与该第一数据组S1结合的至少一个附加数据组Sn以便重建更新的计算机化数据组Dn。
根据本发明的一个示范性实施例的又一个方面，一种用于优化患者的医学图像的方法包括如下步骤：提供一种医学成像装置，其具有用于发射x-射线的x-射线源，用于检测从该x-射线源发射的该x-射线的x-射线检测器，在其上对要被成像的受检者或者器官定位的支架，用于调节该x-射线源和x-射线检测器相对于相互的位置的控制器，可操作地连接到该x-射线检测器以从其中接收x-射线数据以便生成处理的数据的图像发生器以及被可操作地连接到该图像发生器和该控制器并且配置成执行对该x-射线图像的分析的处理器；获取定位于该支架上的患者或者器官的n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn；处理包括该图像数据组S1到Sn的至少一个的图像数据组S1到Sn的子组以便生成该第一处理的数据组Dn；分析该第一处理的数据组Dn；定义用于附加输入数据组Sn+1的获取参数；获取至少一个图像数据组Sn+1；并且处理该至少一个附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
应当理解提供上述简要描述来以简化的形式引入对概念的选择，概念在详述描述中进一步被描述。并不是意味着识别要求的主题的关键或者实质特征，其范围通过跟随详述描述后的权利要求来唯一限定。此外要求的主题不限制于解决任意上面注意到的或者在本公开的任意部分中的任何缺点的实现。
本发明提供了一组技术方案，如下：
1.一种用于优化患者的医学图像的方法，包括如下步骤：
-提供一种医学成像装置，其具有用于发射x-射线的x-射线源，用于检测从所述x-射线源发射的所述x-射线的x-射线检测器，在其上对要被成像的受检者或者器官定位的支架，用于调节所述x-射线源和所述x-射线检测器相对于彼此的位置的控制器，可操作地连接到所述x-射线检测器以从其中接收x-射线数据来生成处理的数据的图像发生器以及可操作地连接到所述图像发生器和所述控制器并且配置成执行对所述x-射线图像的分析的处理器；
-获取定位于所述支架上的患者或者器官的n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn；
-处理包含图像数据组S1到Sn的至少一个的所述图像数据组S1到Sn的子组以生成第一处理的数据组Dn；
-分析所述第一处理的数据组Dn；
-定义用于附加输入数据组Sn+1的获取参数；
-获取至少一个附加图像数据组Sn+1；以及
-处理所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
2.根据技术方案1所述的方法，其中处理所述至少一个附加图像数据组Sn+1的步骤包括处理与包含图像数据组S1到Sn的至少一个的所述图像数据组S1到Sn的子组结合的所述至少附加的图像数据组Sn+1。
3.根据技术方案1所述的方法，其中获取所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn，获取至少一个附如图像数据组Sn+1的步骤采用在所述支架上的所述患者或者器官的相同定位来执行。
4.根据技术方案1所述的方法，其中获取所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn，获取至少一个附加图像数据组Sn+1的步骤采用所述支架上的所述患者或者器官的不同定位来执行。
5.根据技术方案1所述的方法，其中分析所述第一处理的数据组Dn的步骤通过所述处理器执行。
6.根据技术方案1所述的方法，其中分析所述第一处理的数据组Dn的步骤被手动执行。
7.根据技术方案6所述的方法，其中手动分析所述第一处理的数据组Dn的步骤包括手动选择在所述第一处理的数据组Dn中的一个或者多个感兴趣区域(ROI)。
8.根据技术方案1所述的方法，其中处理所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1的步骤包括处理与处理的数据组Dn结合的所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
9.根据技术方案1所述的方法，其中获取至少一个附加数据组Sn+1的步骤还包括：
-确定用于获取在所述第一计算机化数据组Dn中的所述至少一个ROI的一个附加数据组Sn+1的最佳取向；以及
-执行所述至少一个附加数据组Sn+1的获取
10.根据技术方案9所述的方法，其中执行所述至少一个附加数据组Sn+1的所述获取的步骤包括：
-调节所述x-射线源相对于所述x-射线检测器的位置；以及
-从所述x-射线源向所述x-射线检测器发射x-射线。
11.根据技术方案9所述的方法，其中所述ROI是乳房区域并且其中获取所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn的步骤包括执行从由下列组成的组中选择的程序：至少乳房造影程序，至少断层造影程序；至少频谱乳房造影程序；至少CT程序；至少DBT程序以及至少频谱断层造影程序。
12.根据技术方案1所述的方法，其中所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn每一个包含不同数量的图像。
13.一种用于优化患者的医学图像的方法，包括步骤：
-提供一种医学成像装置，其具有用于发射x-射线的x-射线源，用于检测从所述x-射线源发射的所述x-射线的x-射线检测器，用于调节所述x-射线源和所述x-射线检测器相对于彼此的位置的控制器，可操作地连接到所述x-射线检测器以从其中接收x-射线数据来生成处理的数据的图像发生器以及可操作地连接到所述图像发生器和所述控制器并且配置成执行对所述x-射线图像的分析的处理器；
-获取第一数据组S1；
-使用所述处理器处理所述第一数据组S1以获得第一处理或者计算机化的数据组D1；
-分析包含在所述第一计算机化的数据组D1中的数据；以及
-基于对所述第一计算机化的数据组D1的分析结果来执行至少一个附加数据组S2，S3...，或者Sn的获取。
14.根据技术方案13所述的方法，其中获取至少一个附加数据组S2，S3...，或者Sn的步骤包括：
-获取第一附加数据组S2；
-处理与所述第一数据组S1结合的所述第一附加数据组S2以重建第二计算机化数据组D2；
-分析所述第二计算机化数据组D2；
-获取第二附加数据组S3；以及
-处理与所述第一数据组S1和所述第一附加数据组S2结合的所述第二附加数据组S3以重建第三计算机化数据组D3；
15.根据技术方案14所述的方法，还包括处理与所述第一数据组S1和非-图像上下文数据结合的所述第一附加数据组S2来重建所述第二计算机化数据组D2。
16.根据技术方案14所述的方法，其中分析所述第一计算机化的数据组D1的步骤包括：
-确定在所述第一计算机化的数据组D1中识别的至少一个ROI的图像质量；以及
-确定用于获取包含所述至少一个ROI的所述第一附加数据组S2的最佳取向。
17.根据技术方案16所述的方法，其中分析所述第二计算机化数据组D2的步骤包括：
-确定在所述第二计算机化数据组D2中的所述至少一个ROI的图像质量增强；以及
-确定用于获取包含所述至少一个ROI的所述第二附加数据组S3的最佳取向。
18.根据技术方案14所述的方法，其中分析所述第一计算机化的数据组D1的步骤包括识别在所述第一计算机化的数据组D1中的多个ROI。
19.根据技术方案18所述的方法，其中获取所述第一附加数据组S2的步骤包括获取用于包含在所述第一附加数据组S2中的所述ROI的每一个的至少一个图像。
20.根据技术方案19所述的方法，其中获取所述ROI的每一个的至少一个图像的步骤包括获取所述ROI的每一个的至少一个放大的图像。
21.根据技术方案1所述的方法，其中所述第一计算机化的数据组D1从由下列组成的组中选择：重建体积、重组图像和2D图像的组合。
22.根据技术方案1所述的方法，其中所述装置包含可移动地连接到所述装置的台架并且所述检测器被安装在其上，并且其中获取所述数据组Sn+1的步骤包括相对于所述患者移动所述台架以定位所述检测器来获得所述数据组Sn+1。
23.根据技术方案1所述的方法，其中定义用于所述至少一个附加数据组Sn+1的所述获取参数的步骤能够通过从由下列组成的组中选择的方面来表征：获取所述数据组的时间、所述x-射线源和/或检测器的具体位置以及所述装置的整体配置，包含KV、微程序自动系统、滤波器和准直叶片。
附图说明
附图图示当前预期执行本公开的最佳模式。在附图中：
图1是图示根据本发明的一个示范性实施例形成的x-射线计算机化断层造影(CT)成像系统的框图。
图2是根据本发明的示范性实施例的第一获取步骤的示意表示。
图3是根据本发明的示范性实施例的第二获取步骤的示意表示。
图4是根据本发明的示范性实施例的第三获取步骤的示意表示
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且其中通过示图示出具体实施例，该实施例可以被实施。充分详细地描述了这些实施例使得本领域技术人员能够实施实施例，并且要理解，也可以使用其他实施例并且在不脱离实施例的范围的情况下可以做出在逻辑上、机械上、电气上以及其他的改变。下面的详细的描述因此不是以限制意义进行。
此外，当结合附图阅读时，将会更好地理解前面的概要以及某些实施例的下面详细的描述。就该附图图示了各种实施例的功能框的简图而言，这些功能框不一定指示在硬件电路系统之间的划分。因此，例如，一个或者多个功能框(例如处理器、控制器或者存储器)可以在单片硬件(例如，通用信号处理器或者随机存取存储器、硬盘灯)或者多片硬件中实现。类似地，该程序可能是独立的程序，可能被合并作为操作系统中的子程序，可能是在安装的软件包中的功能等。应当理解，各种实施例不限制于在附图中示出的布置和工具。
各种实施例提供了用于获得患者的选择的组织的2D或者3D图像的系统和方法，其包括但不限制于x-射线计算机断层造影(CT)或者数字胸部断层造影(DBT)胸部成像。以任意合适的方式例如通过使用具有变化的X-射线束强度的动态感兴趣区域(ROI)准直控制执行该CT或者DBT胸部成像。该各种实施例的至少一个技术效果是使用没有配置用于专用胸部成像的成像系统来执行胸部成像的能力。例如，通过实施至少一些实施例，可能使用采用以背卧位成像患者的CT或者DBT架构来执行胸部成像。
图1图示根据本发明的一个示范性实施例的可操作以执行胸部成像的x-射线成像系统10的简化框图，例如该发明在共同拥有的US专利号8649479中公开，通过引用特意将其全文并入本文。但是，其他的备选系统可以被使用来替代系统10，包括由GE Healthcare制造的或者装置或类似于在US专利号6714621；6848826和7693254中公开的那些的其它CT或DBT系统和/或装置，通过引用特意将其全部并入本文。
该x-射线系统10可能被配置为包括台架12的多切片扫描成像系统，其可能表示第三代成像系统，如在此更为详细描述的。该台架12通常包括(例如，其上的支架)向位于该台架12相对侧上的检测器阵列18投射x-射线束16的x-射线源14(还被称为x-射线管)。该检测器阵列18通过多个检测器行(未示出)形成，多个检测器行包括多个一起感测穿过目标的投射的x-射线的检测器元件20，该目标例如以背卧位(或者可选地俯卧或者站立)定位在该检测器阵列18和该x-射线源14之间的位置的患者(例如，执行胸部扫描的女性患者)。
准直器24结合x-射线源14被提供来准直和聚焦该x-射线束16。在各种实施例中，生成的x-射线束16的强度等级和准直被动态控制和调整。例如，如在此更为详细描述的，根据多个实施例，动态胸部ROI准直和敏感器官功率调制被提供。
对于该检测器阵列18，每一个检测器元件20产生表示碰撞的x-射线的强度的电信号并且因此能够被用于估计在该束穿过该患者22时该束的衰减。在扫描以获取x-射线投影数据期间，该台架12和安装在其中的组件关于旋转中心26旋转。应当注意到，虽然仅示出了单个行的检测器元件20(也就是说检测器行)，在多个实施例中，该检测器阵列18是具有多个平行检测器行的检测器单元20的多切片检测器阵列，使得对应于多个准-平行或者平行切片的投影数据在扫描期间被同时获取。
在该台架12上的组件的旋转和该x-射线源14和准直器24的操作被该CT系统10的控制机构28来管理。该控制机构28包括给该x-射线源14提供功率和定时信号的x-射线控制器30，控制在该台架12上的组件的旋转速度和位置的台架马达控制器32，以及控制该x-射线源14的准直以便调节和定义ROI的准直器控制器34。例如，使用动态准直来调节该准直器24的视场(FOV)。
在该控制机构28中的数据获取系统(DAS)36从该检测器元件20中采样模拟数据并且将该数据转换为数字信号用于后续的处理。图像重建器/发生器38从该DAS 36接收采样的和数字化的x-射线数据并且执行图像重建。该重建的图像被传递给处理器40(例如计算机)，其将该图像存储在存储器装置42中。该图像重建器/发生器38可以是在该处理器40上运行的计算机程序或者专用的硬件，例如，如模块。
该处理器40还经由包括诸如键盘、鼠标等的输入装置的操作者控制台44从操作者接收命令和扫描参数。提供了一个关联的显示器46，其可以是允许操作者观看来自于该处理器40的一个或多个重建的图像和其他数据的任意适合的显示器类型。通过该处理器40可使用该操作者供应的命令和参数来给该DAS36、x-射线控制器30、台架马达控制器32和准直器控制器34提供控制信号和信息，如在此将更为详细描述的。另外，该处理器40操作工作台马达控制器48，其控制机动化的患者工作台50来将该患者22定位在该台架12中。具体地，该工作台50移动患者22的部分穿过台架开口52。应当注意到，该患者22(或者该患者22的一部分)可以被移动到该台架12中并且在该台架12的旋转期间的成像期间保持静止或者在该台架12旋转期间将该患者22移动穿过该开口52。
在多个实施例中，该处理器40包括装置54，例如CD-ROM驱动、DVD驱动、磁光盘(MOD)装置、USB端口，或者任意其他包括用于从计算机可读媒介56，例如软盘、CD-ROM、DVD、闪速存储器驱动(图1中所图示)另一个例如网络或者互联网的数字源读取指令和/或数据的以太网装置的网络连接装置的数字装置、以及将要开发的数字部件。在其他实施例中，该处理器40运行存储在固件(未示出)上的指令。该处理器40被编程来执行在此描述的功能，并且如在此使用的，该术语处理器不限制于仅仅这些在本领域中被称为计算机的集成电路，而宽泛地涉及计算机、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路，以及其他可编程电路，并且这些术语在此可以可交换地使用
尽管上述实施例涉及第三代成像系统，在此描述的方法同样应用于第四代成像系统(静止检测器-旋转x-射线源)和第五代成像系统(静止检测器和x-射线源)。另外，预期多个实施例的益处增加了其他成像形式。此外，尽管在此描述的方法和设备在特定的医学设置中描述，也预期多个实施例的益处增加了其他的应用或者设置。
在操作中，现在参考图2-4，在本发明的一个示范性实施例中，该成像系统10以下面步骤操作：
1、获取第一数据组S1；
2、使用该处理器处理该第一数据组S1来获得第一处理或者计算机化的数据组D1；
3、分析包含在第一计算机化的数据组D1中的数据；
4、基于对第一计算机化的数据组D1的分析结果，计划和执行附加数据组Sn的获取；以及
5、返回到步骤2来处理附加数据组Sn与第一数据组S1以及任意其他附加数据组{Sn-1，Sn-2，...S1}和/或第一计算机化的数据组D1和任意附加计算机化的数据组{Dn-1，Dn-2，...D1}以便根据与附加数据组{Sn-1，Sn-2，...S1}和/或附加计算机化的数据组{Dn-1，Dn-2，...D1}结合的Sn来重建更新的计算机化数据组Dn。
在本发明的另一个示范性实施例中，包括支架，例如台架12的该成像系统10以下面步骤操作：
1、获取第一数据组S1；
2、获取定位于该支架上的患者或者器官的n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn；
3、处理包含Sn到Sn的至少一个的数据组S1到Sn的子组来生成第一处理的数据组Dn；
4、分析第一处理的数据组Dn；
5、定义用于附加输入数据组Sn+1的获取参数；
6、获取至少一个附加数据组Sn+1；
7、处理至少附加输入数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
具体地，查看在图2中所示的该示范性实施例，在步骤(1)中，在图示的实施例中是3D CT成像系统的系统10被操作来获得包括图像s1、s2、s3和s4的第一数据组S1。根据步骤(2)，这些图像s1-s4随后被传输到执行图像重建来创建第一计算机化的数据组D1以及可选地对应的2D图像的图像重建器38。在3D成像系统10中，3D第一体积V1由使用来自第一数据组S1的图像s1-s4的第一计算机化的数据组D1连同通过该系统10获得的其他非-图像上下文数据58来形成。该非-图像上下文数据58可以包括，但是不限制于，例如关于该特定患者22或者该检查房间的信息。
一旦完成，该重建的图像或者第一体积V1被传递给处理器40(例如，计算机)，用于在步骤(3)中分析。在步骤(3)中执行的分析可以通过用户，通过计算机40例如通过使用图案识别/图像分析算法或者CAD-类引擎来执行，如在本领域中已知的。该分析还被该用户和计算机40一起来执行，例如其中该计算机40分析该第一计算机化的数据组D1以及对应的2D图像或者第一体积V1，呈现在该组织22中的感兴趣区域(ROI)60例如在患者22的胸部区域、肺区域或者其他敏感器官区域给该用户，并且该用户选择具体的ROI区域60用于进一步调查。
一旦被选择，使用该第一计算机化的数据组D1和对应的2D图像或者该第一体积V1，以及其他信息，例如但是不限制于该非-图像上下文信息58，该处理器/计算机40可以确定期望的和/或备选的角度和/或取向以用于要被在步骤(4)中获得的ROI 60的附加图像s5，s6和s7(图3)，其将提供该选择的ROI 60的更好的和增强的图像用于诊断目的。
当用于要被获得附加图像s5-s7的期望的取向已经被在步骤(4)中确定时，该系统10再次根据步骤(2)操作以相对于该检测器18定位该x-射线源14以便于获得该组织22的附加图像s5-s7，其形成第二(或者第一附加)数据组S2。该数据组S1和S2随后被通过该图像重建器/发生器38在步骤(2)中组合和分析和/或利用来再次连同任意相关的非-上下文信息58来创建第二计算机化的数据组D2和/或第二体积V2。该第二计算机化的数据组D2和对应的2D图像或者第二体积V2对应于用于从该第一计算机化的数据组D1和对应的2D图像第一体积V1的分析确定的2D或者3D图像的期望的取向以便给用户提供在第一计算机化的数据组D1和对应的2D图像或者第一体积V1内选择的ROI 60的增强的图像。
在使用该数据组S1和S2重建该第二计算机化的数据组D2和对应的2D图像或者第二(或者第一更新的)体积V2之后，在步骤(3)中类似于第一计算机化的数据组D1和对应的2D图像或者该第一体积V1地分析该第二计算机化的数据组D2和/或第二体积V2以便提供关于该ROI 60以及用于该2D或者3D图像的任意附加的或者期望的取向，以及要求用于实现这个取向的任意的一个或多个附加图像s8的取向的的进一步信息。
采用这个信息，该系统10再次根据步骤4操作以定位该源14和检测器18来获得一个或多个期望的附加图像s8，由此形成第三数据组S3，如在图4中所示。在步骤(2)中，这个第三(或者第二附加)数据组S3与数据组S1和S2以及非-图像上下文数据58组合，用于通过图像重建器/发生器38处理用于形成该第三计算机化的数据组D3和对应的2D图像或者第三(或者第二更新的)体积V3。一旦形成，在步骤(3)中，该第三计算机化的数据组D3和对应的2D图像或者第三体积V3被分析来提供关于选择的包括在该第三计算机化的数据组D3和对应的2D图像或者第三体积V3内的ROI 60的优化的和高质量图像信息。
在某些备选示范性实施例中，对于3D图像，该数据组S1，S2，...Sn可以彼此以及可选地与预先-存在体积V1，V2，...Vn-1组合来达到该对应的更新的计算机化的数据组Dn增强体积Vn。在备选的示范性实施例中，对于3D图像，该增强的体积Vn可以在每一个体积V1，V2，...Vn-1已经从组合数据组S1，S2，...Sn重建之后仅组合该预先-存在体积V1，V2，...Vn-1来形成。
不管如何确定增强的计算机化的数据组Dn和/或体积Vn，在图示的本发明的示范性方法中，由于当被组合来重建该计算机化数据组Dn和/或体积Vn时，用来增强得到的计算机化数据组Dn和/或体积Vn的图像质量(IQ)的连续数据组获取的能力，对于获得用于形成该数据组S1，S2，S3等的图像s1，s2...等所要求的获取几何结构与标准乳房造影/DBT系统相比能够被融松。例如，当在3D成像系统中使用本发明的方法时，该源14和/或检测器18根据他们在3D空间相对于该患者22的一个或多个位置不需要被限制，由此例如实现关于图像s1-s8的获取的更多的自由度。此外，在乳房造影程序中，该组织22的压缩可以被放松，由于通过组合每一个连续数据组S1，S2，S3等来形成该计算机化数据组Dn和/或体积Vn由此使该程序无痛(例如，俯卧工作台或者机器人台架)来增强该计算机化数据组Dn和/或体积Vn。此外，在其中该系统10包括机器人台架12的情况下，该检测器18和台架12可以彼此同步移动或者当该检测器18没有固定到该患者时这个配置对于实现关于在一个或多个计算化数据组Dn中的图像的缩放/超级分辨率是有用的。
而且，在本发明的某些示范性实施例中，数据组的附加获取通过在该程序期间获得该数据组的时间来表征，该x-射线源14和/或检测器18的具体位置，和/或该系统10的整个配置，例如KV、微程序自动系统(mas)、滤波器、准直叶片等，可以直接通过该用户的分析或者请求触发，或者可能起因于包括，但不限制于非-图像上下文信息58任意其他附加信息以及对先前获取的数据组S1，S2等的自动地分析。
此外，无需考虑其中确定附加数据组获取的需要的具体方式，在整个获取期间采用与该系统10相同的设置来完成的附加获取通常是与已经获取的数据组S1，S2等一致。因此，该预先-存在的计算机化数据例如该计算机化数据组D1，D2，...Dn(其可以采用重建体积V1，V2，...Vn-1、重组的图像(在材料基础上分解)、2D图像的组合(例如，用来提供增强的分辨率、降低的噪声、图像合成)或者2D重投影、平板(slab)等)通常通过形成来自该附加获取的数据组的附加视图或者图像s(n)来被增强和/或精炼。换句话说，用于任意处理的计算机化图像数据的图像优化或者增强工作包括：在CT/DBT中的体积重建、在频谱成像中的重组/图像分解，以及用于显著增加在标准乳房造影中的给定ROI上的图像分辨率的超级分辨率。
另外，由于关于该计算机化数据组D1，D2，...Dn和/或重建体积V1，V2，...Vn-1的方法的迭代分析，附加获取或者视图的几何结构能够根据允许聚焦在位于分析中的可疑区/ROI60的器官内容，以仅仅将x射线剂量分配到这些选择区/ROI 60的可能性来适应。在进行分析的处理器40和要被用于连续图像s(n)获取的系统10的几何结构之间的交互可以帮助该系统10的用户定义要被获取的图像s(n)的参数。例如，在显示3D图像的系统10中，该系统10可以提供在该当前体积Vn-1的显示器上的覆盖图，其示出了当采用在当前位置的该系统10来获得新的一个或多个图像s(n)时，在该当前实体体积Vn-1中内的一个或者多个ROI 60的IQ或者一些组织的图像穿透(例如植入)将被改进的位置。在实现成像系统10的至少一个组件14、18等的运动的共同操纵的机器人(未示出)的情况下，虚拟引导(未示出)可以实现，例如在该显示器46上，以便帮助该操作者经由控制台44来手动移动组件14、18等到初始位置用于下一次数据组获取。附加视图可以被用于精炼在一些取向上的发现来放大一些区或者甚至是更好地穿透在患者22内的一些组织，例如植入。
使用该系统10和关联的方法，有可能优化用于附加数据组S2，S3...Sn的获取的几何结构用于每一个对应的增强的或者更新的一个或多个的计算机化数据组Dn或者一个或多个体积Vn以用于被成像的患者。这是因为根据对原始的和/或预选-存在的一个或多个计算机化数据组D1，D2，...Dn或如从该第一或者预先获取的数据组S1，S2等的重建的体积V1，V2，...Vn-1的分析，在所有连续获取期间使用的焦点位置被选择，并且什么ROI 60的得到的确定需要被在更新的或者增强的计算机化数据组Dn和/或体积Vn中被增强。
连同通过该系统10的分析或者作为该系统10的单独特征，该用户可以选择在一个或多个该分析的计算机化数据组D1，D2，...Dn和/或体积V1，V2，...或者Vn-1中的一个或者多个ROI 60以便在连续获取步骤中，局部最大化该图像质量，例如以便提供在一个或多个分析的计算机化数据组D1，D2，...Dn和/或体积V1，V2，...或者Vn-1中的具体POI 60上的局部化的放大。在一个示范性实施例中，在标准乳房造影检查中，放大的图像(n个)，例如采用接近于患者22的源14获得和以该ROI 60的中心的图像的放大的图像s(n)可以被选择和获取用于与预先-存在的对应于标准成像或者乳房造影过程程序的数据组S1的添加和/或组合。由于该第一数据组S1和放大的图像s(n)被一起处理/重建，该结果得到的更新的或者增强的计算机化数据组Dn或实体体积Vn在该ROI 60上具有较高的分辨率，允许该用户在该选择的ROI 60上缩小放大，例如，钙化簇状聚合。此外，对用于供该系统10使用的方法的修改可以连续用于多个与该原始或者预先-存在数据组S1组合的ROI 60，使得该增强的体积Vn在出现在该增强的体积Vn中的每一个ROI 60上具有较高的分辨率。
作为该系统10和方法的附加益处，由于该附加获取或者数据组S2，S3...Sn是正常选择的图像，其需要的比在标准成像或者乳房造影程序中正常获得的图像的全部阵列要少，由患者22接收的辐射剂量可以被显著降低。例如，如果以非常低辐射剂量获得该第一获取/数据组S1，并且只有该患者22中的成像的组织的子-片段例如胸部被选择用于该附加获取或者数据组S2，S3...Sn，没有选择用于进一步成像的该组织的那些部分与其中使用标准全剂量成像程序用于每一个后续获取或者数据组S2，S3...Sn的情况相比将暴露于在更低等级的辐射中。
此外，由于该第一获取/数据组S1被采用获取的附加数据组S2，S3...Sn连续更新，在本发明的方法的示范性实施例中，本发明的系统10和方法提供了较简单的工作流程，尤其是在活组织检查/程序中，由于不需要将正在被成像的组织的不同视图相关。
本书面描述使用包含最佳模式的示例公开了本发明，并且也使本领域的技术人员实施本发明，包含制作和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，并且可包含本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括与权利要求书面语言不同的结构要素，或者包括具有与权利要求书面语言非实质不同的等效结构要素，则它们将在权利要求范围内。此外，从属权利要求的顺序也被认为是示范性的，使得每一个被认为可以与每一个其他权利要求组合来形成本发明的多个备选实施例的从属权利要求也处于本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于优化患者的医学图像的方法，包括如下步骤：
-提供一种医学成像装置，其具有用于发射x-射线的x-射线源，用于检测从所述x-射线源发射的所述x-射线的x-射线检测器，在其上对要被成像的受检者或者器官定位的支架，用于调节所述x-射线源和所述x-射线检测器相对于彼此的位置的控制器，可操作地连接到所述x-射线检测器以从其中接收x-射线数据来生成处理的数据的图像发生器以及可操作地连接到所述图像发生器和所述控制器并且配置成执行对所述x-射线图像的分析的处理器；
-获取定位于所述支架上的患者或者器官的n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn；
-处理包含图像数据组S1到Sn的至少一个的所述图像数据组S1到Sn的子组以生成第一处理的数据组Dn；
-分析所述第一处理的数据组Dn；
-定义用于附加输入数据组Sn+1的获取参数；
-获取至少一个附加图像数据组Sn+1；以及
-处理所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述至少一个附加图像数据组Sn+1的步骤包括处理与包含图像数据组S1到Sn的至少一个的所述图像数据组S1到Sn的子组结合的所述至少附加的图像数据组Sn+1。
3.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn，获取至少一个附加图像数据组Sn+1的步骤采用在所述支架上的所述患者或者器官的相同定位来执行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述n个(其中n是≥1的)图像数据组S1到Sn，获取至少一个附加图像数据组Sn+1的步骤采用所述支架上的所述患者或者器官的不同定位来执行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中分析所述第一处理的数据组Dn的步骤通过所述处理器执行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中分析所述第一处理的数据组Dn的步骤被手动执行。
7.根据权利要求6所述的方法，其中手动分析所述第一处理的数据组Dn的步骤包括手动选择在所述第一处理的数据组Dn中的一个或者多个感兴趣区域(ROI)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1的步骤包括处理与处理的数据组Dn结合的所述至少附加图像数据组Sn+1来获得附加处理的数据Dn+1。
9.根据权利要求1所述的方法，其中获取至少一个附加数据组Sn+1的步骤还包括：
-确定用于获取在所述第一计算机化数据组Dn中的所述至少一个ROI的一个附加数据组Sn+1的最佳取向；以及
-执行所述至少一个附加数据组Sn+1的获取。
10.根据权利要求9所述的方法，其中执行所述至少一个附加数据组Sn+1的所述获取的步骤包括：
-调节所述x-射线源相对于所述x-射线检测器的位置；以及
-从所述x-射线源向所述x-射线检测器发射x-射线。
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