CN109643458A - 用于自动化的正弦图完成、组合及通过组合完成的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了用于自动化的完成、组合和通过正弦图的组合完成的系统和方法。在某些实施例中，正弦图完成基于照片(例如光谱或光学)获取和CT获取(例如微型CT)。在其它实施例中，正弦图完成基于两个CT获取。待被完成的正弦图由于检测器裁剪(例如基于中心的裁剪或者基于偏置的裁剪)可以被截断。待被完成的正弦图由于子体积裁剪(例如基于投影到正弦图上的低分辨率图像)可以被截断。
Description
相关申请
本申请要求2016年6月6日提交的名称为“Systems and Methods for AutomatedSinogram Completion，Combination，and Completion by Combination”的美国临时专利申请第62/346,090号的优先权和权益，其内容通过引用被全部并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及生物成像(例如临床和/或研究)和图像分析的方法和系统。更具体而言，在某些实施例中，本发明涉及用于自动化的完成、组合以及通过正弦图的组合完成的系统和方法。
背景技术
有各种各样的技术涉及哺乳动物的体内和体外成像-例如，光学(例如生物发光和/或荧光)、X-射线计算机化断层扫描和多模态成像技术。对小型哺乳动物的体内成像和对来自小型哺乳动物的样本的体外成像由例如肿瘤学、传染病和药物发现的各种领域中的一大群研究者进行。
微型计算机化断层扫描(后面称作“微型CT”)成像是基于x-射线的技术，其能够以极高的分辨率对组织、器官和非器官结构进行成像。微型CT发展快速，需要低剂量的扫描和快速的成像协议来促进多模态应用，使得能够实现纵向的实验模型。类似地，目前也使用为体外样本的高分辨率成像设计的纳米计算机化断层扫描(纳米CT)系统。多模态成像涉及对以不同方式获得的图像的熔合，例如，通过组合荧光分子断层扫描(FMT)、PET、MRI、CT和/或SPECT成像数据。
多模态成像可以改进例如用在药物开发和诊断中的疾病生物学的可视化。通过使用体内生物荧光和荧光剂和/或放射性探测器，研究者可以测量深度、体积、浓度和新陈代谢活动，促进医学研究。配准(Coregistration)允许研究者覆盖来自多个成像模态的图像，提供对模型受试者的分子和解剖特征的更全面的了解。例如，光学成像数据可以用来识别和量化分子水平的肿瘤负荷，且在与微型CT集成时，提供解剖学和功能性读出的量化3D视图。
已经开发了允许准确的多模态成像的各种系统。例如，由总部在Waltham，MA的PerkinElmer制造的各种体内成像系统，特点为稳定的旋转动物平台(具有平板检测器的水平台架运动)以获取3D数据，促进低剂量的成像和自动化的光学和微型CT集成。这种系统提供用于生物荧光和荧光报告者的3D断层扫描，用于多光谱成像的增强的光谱离析，用于光学放射性追踪剂成像的Cerenkov成像以及用于荧光染料和/或PET追踪剂(例如用于药代动力学/药效学PK/PD建模)的实时分布研究的动态增强成像。
常规的计算机化断层扫描(CT)成像系统可能需要比预期的更高的辐射剂量，以获得满意的重建图像，且可能带来有挑战性的内存管理问题。从多个投影进行的CT图像重建是运算量密集的。CT图像重建通常涉及获得正弦图，正弦图为包含来自被扫描对象(例如在对象的多角度扫描期间对多个角度记录的投影)的投影的多维数据阵列。
当成像对象太大而不能适应给定系统的物理光束时，或者由于内存或数据存储限制，对象对于给定的重建视场(FOV)太大时，伪影产生。而且，通常期望只通过暴露特定的感兴趣区域来降低辐射剂量。然而，这种情况导致正弦图数据截断，其必须被“填充”以允许重建。对于在多模态方法中自动化的正弦图完成还没有提出任何可以胜任的解决方案。
因此，需要用于被截断正弦图的自动化的完成以允许有满意的图像重建和与光学图像的配准/组合的系统和方法。
发明内容
本发明提出了用于自动化的完成、组合和通过正弦图的组合完成的系统和方法。在某些实施例中，正弦图完成基于照片(例如光谱或光学)获取和CT获取(例如微型CT)。在其它实施例中，正弦图完成基于两个CT获取。待被完成的正弦图由于检测器裁剪(例如基于中心的裁剪或者基于偏置的裁剪)可以被截断。待被完成的正弦图由于子体积裁剪(例如基于投影到正弦图上的低分辨率图像)可以被截断。
一方面，本发明涉及用于自动化的正弦图完成的方法(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)，所述方法包括步骤：(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，其中，所述下采样正弦图的多个投影中的每个投影表示穿过检测器的第一区域获取的信号，并具有第一分辨率；例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第一扫描)期间由检测器记录的数据；(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第二扫描；例如所述第一扫描)期间由所述检测器记录的数据；(c)由所述处理器基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对S4x4的每个投影进行内插，以获得S4x4_to_1x1)；(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影[例如通过用内插数据替代来自所述被截断的图像的空列(例如用来自S4x4_to_1x1的内插数据替代S1x1，trunc中的空列)以获得组合投影(例如组合正弦图的投影Scombined)]；以及(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如N是大于或等于1的整数)]，所述被截断的正弦图的每个投影表示穿过所述检测器的第二区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如，对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述方法包括执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述方法包括：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述方法包括：由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)对于受试者的下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影；其中：每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域；以及每个下采样的投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如N是大于或等于1的整数)]；(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域；以及每个被截断的投影具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)；(c)初始化3D数据集(例如将所述3D数据集的所有元素设置成0)，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：(i)由所述处理器对所述下采样的投影进行内插，以将其分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；(ii)由所述处理器使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；(iii)由所述处理器确定所述组合投影的反投影(例如对所述组合投影进行滤波，然后对滤波后的组合投影进行反投影)；以及(iv)由所述处理器通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合(例如对表示确定的反投影的数据与所述3D数据集求和)更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述方法包括执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述方法包括：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述方法包括：由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
另一方面，本发明涉及一种自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，低分辨率全局正弦图；例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影(例如bin 1投影)，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应(例如受限于)的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域(例如对于给定角度，被投影的ROI是对于该角度在所述受试者内的固定ROI在检测器面积上的投影)，从而获得被截断的正弦图(例如高分辨率局部正弦图；例如来自bin 1投影的S1x1，RoiProj)；(c)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对所述下采样正弦图的每个投影进行内插，以获得S4x4_to_1x1)；(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影[例如，用内插数据(例如来自S4x4_to_1x1的数据)替代所述被截断的正弦图中的空列(例如，其对应于所述对象在所述感兴趣区域外部的区域的投影)]以获得组合投影(例如组合正弦图的投影)；以及(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：对于所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如，对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述方法包括执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述方法包括：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述ROI被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述方法包括：由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成和重建(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，来自完整面板bin 4图像的S4x4)；由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，通过重建所述下采样的正弦图，例如通过滤波反投影(FBP)重建，获得所述低分辨率CT图像)；由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并识别与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的数据(例如只将相关数据保存到磁盘)，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述ROI的检测器的特定区域(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度ROI在检测器面积上的投影)(例如以确定被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro))；由所述处理器重建所述被截断的正弦图(例如，S1x1，RoiPro)以获得重建的子体积，由所述处理器自动地裁剪所述重建的子体积的一部分，以在后续的迭代重建中用作初始猜测(例如Iguess)；由所述处理器将所述低分辨率CT图像裁剪直到被识别的ROI子体积；由所述处理器对被识别的ROI子体积进行内插，以获得内插子体积(例如Iref)；由所述处理器提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型(例如Lambert-Beer模型)；以及由所述处理器使用所述初始猜测(例如Iguess)、所述内插的子体积(例如Iref)和所述模型迭代地重建所述子体积以获得重建的图像(例如Iimage)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：对于所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述方法包括：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。在某些实施例中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：(a)访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，其中，所述下采样正弦图的多个投影中的每个投影表示穿过检测器的第一区域获取的信号，并具有第一分辨率；例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第一扫描)期间由检测器记录的数据；(b)访问(例如和/或获取)被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第二扫描；例如所述第一扫描)期间由所述检测器记录的数据；(c)基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对S4x4的每个投影进行内插，以获得S4x4_to_1x1)；(d)使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影[例如，用内插数据替代所述被截断的图像中的空列(例如，用来自S4x4_to_1x1)的内插数据替代S1x1，trunc中的空列)以获得组合投影(例如，组合正弦图的投影Scombined)]；以及(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如N是大于或等于1的整数)]，所述被截断的正弦图的每个投影表示穿过所述检测器的第二区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，所述指令使所述处理器单独地处理多个投影中的每个投影，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如，对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
在某些实施例中，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。在某些实施例中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。在某些实施例中，所述系统还包括操作台。
在某些实施例中，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。在某些实施例中，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
在某些实施例中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：(a)访问(例如和/或获取)对于受试者的下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4投影的S4x4，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影，其中：每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域；以及每个下采样的投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]；(b)访问(例如和/或获取)对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域；以及每个被截断的投影具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比第一分辨率大(例如M＜N)；(c)初始化3D数据集(例如将所述3D数据集的所有元素设置成0)，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：(i)对所述下采样的投影进行内插，以将其分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；(ii)使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；(iii)确定所述组合投影的反投影(例如对所述组合投影进行滤波，然后对滤波后的组合投影进行反投影)；以及(iv)通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合(例如对表示确定的反投影的数据与所述3D数据集求和)更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
在某些实施例中，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。在某些实施例中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。在某些实施例中，所述系统还包括操作台。
在某些实施例中，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。在某些实施例中，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
在某些实施例中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：(a)访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，低分辨率全局正弦图；例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；(b)访问(例如和/或获取)包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影(例如bin 1投影)，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影感兴趣区域(ROI)对应(例如受限于)的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度所述受试者内的固定ROI在所述检测器面积上的投影)，从而获得被截断的正弦图(例如高分辨率局部正弦图；例如来自bin 1投影的S1x1，RoiProj)；(c)使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)；(d)使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影[例如，用内插数据(例如来自S4x4_to_1x1的数据)替代在所述被截断的正弦图中的空列(例如，对应于在所述对象的所述感兴趣区域外部的区域的投影)]，以获得组合投影(例如组合正弦图的投影)；以及(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如，对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与对应于被投影的感兴趣区域外部的位置的所述检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
在某些实施例中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
在某些实施例中，所述ROI被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：在所述受试者的图像内识别(例如自动地；例如通过用户交互)(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)感兴趣区域(ROI)。
在某些实施例中，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。在某些实施例中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。在某些实施例中，所述系统还包括操作台。
在某些实施例中，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。在某些实施例中，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
在某些实施例中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
在某些实施例中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间(例如紧跟在所述X-射线源之后；例如在所述X-射线源和待被扫描的受试者之间)的可调节准直器，其中：所述可调节准直器包括：第一组可调节百叶窗(例如两个竖直地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，其位置能够治第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分治着所述第一轴线(例如治着x-轴线)被裁剪；以及第二组可调节百叶窗(例如两个水平地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，其位置能够治第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分治着所述第二轴线(例如治着y-轴线；例如，其中，所述第二轴线与所述第一轴线正交)被裁剪，所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动(例如，所述可调节准直器安装在可调节安装件上，在多角度扫描期间根据角度滑动)(例如，使得在多角度扫描期间用X-射线辐射透照受试者的恒定子区域)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成和重建(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)；(例如自动地；例如通过用户交互)在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，通过重建所述下采样的正弦图，例如通过滤波反投影(FBP)重建，获得所述低分辨率CT图像)；访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)并识别与所述受试者的取决于角度的被投影感兴趣区域(ROI)对应的数据(例如，只将相关数据保存到磁盘)，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度的被投影的感兴趣区域与映射到所述ROI的检测器的特定区域对应(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度所述ROI在所述检测器面积上的投影)(例如以确定被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro))；重建所述被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro)以获得重建的子体积，自动地裁剪所述重建的子体积的一部分以在后续迭代重建中用作初始猜测(例如Iguess)；裁剪所述低分辨率CT图像直到识别的ROI子体积；对识别的ROI子体积进行内插以获得内插子体积(例如Iref)；提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型(例如Lambert-Beer模型)；以及使用所述初始猜测(例如Iguess)、所述内插子体积(例如Iref)和所述模型迭代地重建所述子体积，以获得重建的图像(例如Iimage)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
在某些实施例中，所述指令使所述处理器：通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
在某些实施例中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
在某些实施例中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与对应于被投影的感兴趣区域外部的位置的所述检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
在某些实施例中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
在某些实施例中，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。在某些实施例中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。在某些实施例中，所述系统还包括操作台。
在某些实施例中，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。在某些实施例中，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
在某些实施例中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
在某些实施例中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间(例如紧跟在所述X-射线源之后；例如在所述X-射线源和待被扫描的受试者之间)的可调节准直器，其中：所述可调节准直器包括：第一组可调节百叶窗(例如两个竖直地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，其位置能够治第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分治着所述第一轴线(例如治着x-轴线)被裁剪；以及第二组可调节百叶窗(例如两个水平地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，其位置能够治第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分治着所述第二轴线(例如治着y-轴线；例如，其中，所述第二轴线与所述第一轴线正交)被裁剪，所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动(例如，所述可调节准直器安装在可调节安装件上，在多角度扫描期间根据角度滑动)(例如，使得在多角度扫描期间用X-射线辐射透照受试者的恒定子区域)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：由计算装置的处理器在照片上识别(例如自动地识别)感兴趣区域(ROI)以确定最大对象大小dmax；由所述处理器可选地在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域dFOV(替代性地，dFOV可以在CT配置中被预定义)；使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；由所述处理器通过外插到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的投影中的空列(例如，S1x1，trunc中的空列)以获得完成的正弦图Spadded；以及由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，来自完整面板bin 4图像的S4x4)；由所述处理器可选地在照片上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，替代性地，ROI可以在CT配置中被预定义)(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；由所述处理器使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；由所述处理器使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插(例如用bin 1对S4x4中的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)；由所述处理器用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断行中的数据(例如用S4x4_to_1x1的截断限制外部的求和数据替代S1x1，trunc的被截断行中的数据)，以获得求和正弦图(例如Ssum，trunc)；以及由所述处理器使用所述求和的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
另一方面，本发明涉及一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的方法，所述方法包括步骤：由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)被截断的正弦图Strunc(例如被截断的bin 1正弦图)；由所述处理器重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；由所述处理器创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；以及由所述处理器将Itrunc与Itsum，trunc组合(例如确定逐像素平均)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：由计算装置的处理器从照片中识别(例如自动地识别)最大对象大小dmax；由所述处理器在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，所述感兴趣区域是所述照片的小部分)(例如<面积dmax x dmax的30％))(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并从被投影的ROI识别(例如只将相关数据保存到磁盘)数据，以确定S1x1，RoiPro；由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；由所述处理器通过将边缘扩展到限制边缘LIMobject(例如通过外插)替代来自所述被截断的图像的空列(S1x1，RoiPro中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：在照片上识别(例如自动地识别)感兴趣区域以确定最大对象大小dmax；在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上可选地识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域dFOV(替代性地，dFoV可以在CT配置中被预定义)；使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；通过外插到限制边缘LIMobjec，替代来自所述被截断的投影的空列(例如S1x1，trunc中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)；可选地在照片上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，替代性地，ROI可以在CT配置中被预定义)(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插(例如用bin 1对S4x4中的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)；用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断列中的数据(例如，用S4x4_to_1x1的截断限制外部的求和数据替代S1x1，trunc的被截断列中的数据)以获得求和正弦图(例如Ssum，trunc)；以及使用所述求和的正弦图的投影获得所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
另一方面，本发明涉及一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：访问(例如和/或获取)被截断的正弦图Strunc(例如被截断的bin 1正弦图)；重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；将Itrunc与Itsum，trunc组合(例如确定逐像素平均)。
另一方面，本发明涉及一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：从照片中识别(例如自动地识别)最大对象大小dmax；在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，所述感兴趣区域是所述照片的小部分)(例如＜面积dmax x dmax的30％))(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2DROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并从被投影的ROI识别(例如只将相关数据保存到磁盘)数据，以确定S1x1，Roipro；通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；通过将边缘扩展到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的图像的空列(S1x1，Roipro中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
参照本发明的一方面描述的实施例可以应用于本发明的另一方面(例如，设想了参照一个独立权利要求描述的实施例的特征可应用于其它独立权利要求的其它实施例)。
附图说明
通过参照结合附图进行的以下描述，本发明的前述和其它目标、方面、特征和优点将更显然，且可以被更好地理解，附图中：
图1是根据示意性实施例对于正常参考案例，来自受试者的CT扫描的投影数据和正弦图的描绘，其中，整个对象在用来在多角度扫描期间获取投影的检测器的视场内；
图2是图示正弦图截断的原因的绘图。图2描绘了在检测器处应用裁剪(中心化或偏置)的第一被截断正弦图以及裁剪是基于低分辨率图像的子体积裁剪的第二被截断正弦图；
图3是描绘根据示意性实施例用于自动化的正弦图完成的“数据组合”的流程图，其中，待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断；
图4是描绘根据示意性实施例用于自动化的正弦图完成的“数据完成”的流程图，其中，待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断；
图5A描绘了使用图3和图4的数据组合和数据完成方法对于基于中心的裁剪获得的结果得到的感兴趣区域(ROI)直方图；
图5B描绘了使用图3和图4的数据组合和数据完成方法对于基于偏置的裁剪获得的结果得到的感兴趣区域(ROI)直方图；
图6是描绘根据示意性实施例用于自动化的正弦图完成的“通过组合完成”的流程图，其中，待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断；
图7是根据示意性实施例描绘对于由于检测器裁剪而被截断的正弦图执行后处理校正的方法的流程图；
图8A描绘了使用图6的通过组合完成方法对于基于中心的裁剪获得的结果得到的感兴趣区域(ROI)直方图；
图8B描绘了使用图6的通过组合完成方法对于基于偏置的裁剪获得的结果得到的感兴趣区域(ROI)直方图；
图9是根据示意性实施例描绘用于自动化的正弦图完成的“数据组合”的流程图，其中，待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断；
图10是根据示意性实施例描绘用于自动化的正弦图完成的“通过填充的数据完成”的流程图，其中，待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断；
图11描绘了使用图9和图10的方法对于子体积裁剪获得的结果得到的感兴趣区域(ROI)直方图；
图12根据示意性实施例描绘了对子体积的组合滤波反投影(FBP)重建和迭代重建；
图13是根据示意性实施例用于执行本文中描述的方法的系统的框图；
图14是用在本公开的示意性实施例中的示例性计算装置和示例性移动计算装置的框图；
图15是用在本公开的示意性实施例中的示例性计算环境的框图；
图16是根据示意性实施例包括多个图像的示意图，所述图像图示了通过对象的多角度扫描获取正弦图并执行断层重建以获得对象的图像的步骤；
图17是根据示意性实施例用于获取正弦图并执行重建以获得被扫描对象的图像的方框流程图；
图18A的图形根据示意性实施例显示对于2.65兆像素(MP)检测器根据被裁剪的检测器像素的百分比和分辨率的16位正弦图的大小，单位为千兆字节(GB)；
图18B的图形根据示意性实施例显示对于2.65兆像素(MP)检测器根据被裁剪的检测器像素的百分比和分辨率的32位正弦图的大小，单位为GB；
图19A的图形根据示意性实施例显示对于包括1.4MP的检测器的区域根据被裁剪的检测器像素的百分比和分辨率的16位正弦图的大小，单位为GB；
图19B的图形根据示意性实施例显示对于包括1.4MP的检测器的区域根据被裁剪的检测器像素的百分比和分辨率的32位正弦图的大小，单位为GB；
图20是根据示意性实施例用于获取并组合下采样的正弦图和被截断的正弦图的过程的方框流程图；
图21是根据示意性实施例用于获取并组合下采样的正弦图和被截断的正弦图的过程的方框流程图；
图22是根据示意性实施例图示传统的X-射线准直器的使用的描绘；以及
图23是根据示意性实施例显示在对象的多角度扫描期间用于照射对象的区域的可调节X-射线准直器的示意图。
具体实施方式
可以设想所声称的本发明的系统、装置、方法和过程包括使用本文中描述的实施例的信息开发的各种变形和改进。本文中描述的系统、装置、方法和过程的改进和/或变形可以由相关领域的普通技术人员进行。
整个描述中，在物品、装置和系统被描述为具有、包含，或包括特定部件时，或者在过程和方法被描述为具有、或包括特定步骤时，可以设想，另外本发明的物品、装置和系统基本上包括或者包括所陈述的部件，并且根据本发明的过程和方法基本上包括或者包括所陈述的处理步骤。
应当理解，步骤的顺序或者用于执行特定动作的顺序是不重要的，只要本发明是可操作的。而且，两个或更多个步骤或动作可以被同时执行。
本文中例如在背景技术部分中提到任何出版物，不是承认该出版物对于本文中呈现的任何权利要求用作现有技术。背景技术部分是出于简洁目的呈现的，不意味着是关于任何权利要求对现有技术的描述。
标题和子标题的提供是为了读者方便，不旨在是对所声称的主题的限制。
如本文中所使用，“图像”，例如哺乳动物的3-D图像，包括任何可视表示，例如相片、视频帧、流视频以及相片、视频帧或流视频的任何电子、数字或数学类似物。在某些实施例中，本文中描述的任何设备包括用于显示图像或由处理器产生的任何其它结果的显示器。在某些实施例中，本文中描述的任何方法包括显示图像或者显示通过方法产生的任何其它结果的步骤。
如本文中所使用，对于“图像”提到“3-D”或“三维”含义是传送关于三个维度的信息。3-D图像可以被渲染为三维的数据集和/或可以被显示为二维表示的集合或者显示为三维表示。
如本文所使用，术语“受试者”包括人和哺乳动物(例如老鼠、大鼠、猪、猫、狗和马)。
本文中描述的系统和方法涉及用于获得受试者的区域表示的正弦图的自动化的完成。如本文中所使用，术语“对象”指受试者的区域。
正弦图是一种投影数据的表示，通过检测以基本直线的路径以多个角度通过样本传递的发射的X-射线辐射来记录所述投影数据。在某些实施例中，在给定角度，用包括多个像素的检测器检测通过样本发射的X-射线辐射。在给定角度，被检测的辐射的强度在检测器面积上变化。被检测的信号是被检测的发射辐射的强度的函数(例如基本上与被检测的辐射的强度成比例)。在给定角度记录的原始数据被称作投影，并包含一系列值，其中的每个值代表在检测器上的给定位置处的被(例如被不同的检测器像素)检测的信号。通过改变透射图像的角度，多个投影被记录，每个投影在不同的角度。记录投影所处的特定角度被称作角参数φ的值来标识。包括每个投影与不同的角参数关联的多个这样的投影的原始数据集是正弦图。
在某些实施例中，投影的每个数据元素对应于检测器上的特定位置，并对代表在与数据元素关联的特定位置检测的信号的值进行存储。如本文中所使用，关于“投影”，术语“分辨率”指投影的数据元素对应的位置的空间密度。在某些实施例中，投影的分辨率基于投影的每个数据元素对应的检测器像素的数目。例如，在某些实施例中，投影的每个数据元素对应于不同的检测器像素，并对表示由该检测器像素检测的信号的值进行存储，使得在检测器像素和投影的数据元素之间有一对一的映射。
在某些实施例中，获得较低分辨率的投影，使得投影的每个数据元素对应于多个检测器像素的集合(例如唯一集合)。例如，当获取或存储投影时，来自检测器的多个相邻像素的数据可以被合并在一起，使得投影的每个数据元素对应于一个或多个检测器像素的集合(例如唯一集合)。当数据元素对应于单个像素时，其可以对表示由该像素检测的信号的值进行存储。当数据元素对应于多个像素(例如两个像素、四个像素、十六个像素)时，其可以对表示由这些像素检测的平均信号的值进行存储。例如，在某些实施例中，使用2D平面阵列检测器来记录投影，且相邻像素的方形阵列被组合在一起，使得投影的每个数据元素对应于相邻像素的不同的方形阵列，例如二乘二阵列(例如包括四个像素)、四乘四阵列(例如包括十六个像素)等等。如本文中所使用，关于整数的术语“bin(面元)”，如在“bin N”中，其中，N是整数，用来指给定的投影的数据元素对应的像素的方形阵列的边线的长度(单位像素数)。例如，bin 4投影指这样的投影-该投影的每个数据元素对应于四乘四方形像素阵列。术语“bin(面元)1”指每个数据元素对应于个别的检测器像素的投影。
在某些实施例中，检测器像素的其它分组是可行的。例如，可以使用矩形分组。
在某些实施例中，以给定的分辨率，直接地从扫描装置(例如CT扫描仪)获取投影。例如，X-射线检测器可以执行像素的平均，并如上文直接描述的输出bin N投影。在某些实施例中，一旦从X-射线检测器获取投影，则投影被下采样以降低其分辨率。例如，可以获取bin 1投影，并由处理器(例如中央处理单元(CPU))通过对存储的四乘四阵列的相邻数据元素的值求平均来下采样，以便获得bin 4投影。
在某些实施例中，投影是使用线性阵列检测器记录的，线性阵列检测器包括单行像素，使得每个投影可以表示为1D数据阵列。在这种情况下，阵列的每个元素对应于特定像素或者治着线性检测器的特定距离(例如治着投影方向的距离)。在某些实施例中，使用二维平面阵列检测器记录投影，使得每个投影可以表示为2D数据集，该数据集的每个维度对应于检测器的维度(例如第一维度对应于治着检测器的x-轴的距离，第二维度对应于治着检测器的y-轴的距离，例如第一维度对应于检测器的像素阵列的列数，第二维度对应于检测器的像素阵列的行数)。在某些实施例中，投影数据集的维数不一定直接对应于检测器的维数，只要投影的数据元素和检测器的位置(例如检测器的像素)之间的对应是可识别的。例如，使用2D平面阵列检测器记录的投影可以表示为1D数据集，投影的每个数据元素对应于一个或多个检测器像素的特定集合。
正弦图包含多个投影，每个投影与受试者的多角度扫描(例如CT扫描)的特定角度关联。在某些实施例中，给定正弦图的每个投影具有相同的分辨率。因此，如本文中所使用，术语“分辨率”在关于正弦图使用时，指正弦图的每个投影的分辨率。在某些实施例中，正弦图被表示为这样的数据集，其一个维度对应于角参数，一个或多个另外的维度表示正弦图包含的投影的维度，使得正弦图可以被看作是投影的堆叠。例如，在某些实施例中，正弦图被表示为3D阵列的数据(例如数据立方体)，两个维度对应于2D X-射线检测器上的x方向和y方向，第三维度表示角参数φ。例如，在某些实施例中，正弦图可以被表示为2D阵列的数据，第一维度编入X-射线检测器上的特定像素的索引，第二维度表示角参数φ.。
在某些实施例中，一旦投影数据以正弦图的形式被记录，则使用例如滤波反投影(FBP)的断层重建技术，正弦图数据被用来获得对象的横截面的重建。
图1示出了正弦图100和使用正弦图100获得的对象110的横截面的重建的示例。
对于给定对象获得的重建的质量(例如准确性)取决于获得并处理正弦图即对正弦图执行断层重建的能力，所述正弦图包含足够数目的投影和穿过检测器采样的一系列数据。例如，在某些实施例中，准确的重建取决于在包围正被成像的完整对象的检测器视场上记录数据的能力。
然而，在许多实际情况中，对物体进行充足的采样是不可行的。例如，获得并存储完整正弦图的能力由于例如内存限制、数据存储限制等的软件和/或计算限制而受到限制。这对于在大的视场上和/或以高分辨率对大型对象重建是尤其有问题的。
例如，转向图17，在某些实施例中，通过处理正弦图，包括获取、访问和后续的处理步骤(例如通过执行断层重建)在获得受试者的图像时使用的各个步骤涉及在多个不同的处理单元的存储器中存储正弦图数据，并在不同的处理单元之间传输正弦图数据。例如，图17示出了用于执行断层重建的示例性过程1700的方框流程图，其使用正弦图的投影，以便用两种不同类型的处理单元-PC的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)获得受试者的3D图像。在该过程的第一步骤1710中，用X-射线检测器通过多角度扫描受试者获取投影。在获取投影时，投影被传输(1720)到个人计算机(PC)的随机存取存储器(RAM)(例如连接至PC的中央处理单元(CPU)的RAM)。通过多角度扫描获取的投影被存储在PC RAM中，以获得包括对于多角度扫描的各角度获取的多个投影的正弦图。在某些实施例中，后续的投影处理由GPU执行，并且在下一步骤1740，包括多个投影的正弦图被传输到GPU RAM。
在某些实施例中，使用第一格式表示存储在被获取的投影中的原始数据，在执行断层重建之前第一格式被转换成不同的第二格式。因此，在某些实施例中，在下一步骤1750，应用数据转换(例如原始数据校正)，将数据从第一形式转换成第二形式。例如，在某些实施例中，存储在初始的一开始获取的投影的数据元素中的值以16位格式表示，并通过数据转换步骤1750被转换成32位格式(例如32位浮点)。在某些实施例中，数据转换步骤1750是由GPU执行的，接着将正弦图传输到GPU RAM。在某些实施例中，在将正弦图传输到GPU之前，数据转换步骤1750是由PC(例如由PC CPU)执行的。
在某些实施例中，使用被转换的正弦图(例如32位格式)执行断层重建(1760)，以获得受试者的3D图像。在某些实施例中，通过断层重建获得的3D图像以第二格式表示(例如表示为32位数据，例如表示为32位浮点数据)。在某些实施例中，所获得的3D图像的值(例如强度)表示被成像的受试者的线性衰减系数的值(例如3D图像的强度的空间变化表示通过受试者的线性衰减系数的空间变化)。在某些实施例中，在下一步骤1770，将3D图像的值转换成Hounsfield单位。在某些实施例中，还将3D图像从第二数据格式转换成第一数据格式。在某些实施例中，在下一步骤1780，将3D图像从GPU(例如从GPU RAM)传输到PC RAM，并进行存储(例如存储在硬盘存储器中)
在某些实施例中，根据其占用的内存量(例如以兆字节计，例如以千兆字节计)，正弦图的大小取决于各种因素，例如用来获取正弦图的投影的检测器的像素数目以及用来表示正弦图的值的数据格式。
例如，图18A和图18B为示出存储值的正弦图的大小的图形，所述值表示来自2.65千兆像素检测器的像素的信号。该图形示出了对于三种不同的分辨率-bin 1、bin 2和bin4，正弦图的大小。这些图形绘制了正弦图大小根据被裁剪的检测器像素的百分比的变化(例如值存储在正弦图中的检测器像素的百分比)，如由x-轴指示的。图18A绘制了对于存储16位数据的正弦图，三种不同的分辨率的正弦图大小，图18B绘制了对于存储32位数据的正弦图，三种不同的分辨率的正弦图大小。具有bin 1分辨率的正弦图的每个投影存储检测器的每个像素的值，因此，占据大量的内存。在某些实施例中，减小在正弦图的投影中存储值的检测器像素的数目会减小正弦图的大小，如图18A和图18B中所示，减小被裁剪的检测器像素的百分比，正弦图大小会减小。在某些实施例中，降低正弦图分辨率还减小正弦图大小。例如，具有bin 2分辨率的正弦图存储每四个检测器像素的单个值(例如，单个值表示来自二乘二阵列的检测器像素的信号)。例如，具有bin 4分辨率的正弦图存储每十六个检测器像素的单个值(例如单个值表示来自四乘四阵列的检测器像素的信号)。因此，如图18A和图18B所示，bin 2和bin 4正弦图与bin 1正弦图相比，大小已经减小。在另一示例中，图19A和图19B为绘制与图18A和图18B中示出的结果类似数据的图形，不过是对于半板(half-panel)正弦图，其包括来自包括1.4MP的检测器的区域的数据。
实际上记录全部正弦图的能力还受物理因素的限制。例如，对象可能仅仅是太大而不适合物理光束，即照射对象的物理光束的大小(例如跨度)不能跨越对象的整个跨度，使得对象的若干部分没有被采样。另一物理因素涉及限制受试者的辐射暴露的期望。在这种情况下，只有特定的感兴趣区域被暴露。
没有获得完整正弦图的情况(例如由于存储管理问题或物理因素)最终导致不完全或被截断的正弦图被记录并用于获得对象的重建。通过对这种被截断的正弦图执行断层重建获得的重建的质量降低。具体而言，相对于从完整正弦图获得的理想重建，)从被截断的正弦图获得的重建内的相对对比值可能变化。从被截断的正弦图获得的重建还可能包括伪影。
正弦图截断和其效果图示于图2中。示出了理想的完整正弦图100连同从该完整正弦图获得的产生的断层重建110。图2还示出了被截断正弦图的两个不同的示例。
在图2的示例中，完整正弦图是整个对象在检测器的视场内的正弦图，且完整正弦图的每个投影在完整检测器面积上存储数据。因此，完整正弦图的每个投影存储代表穿过检测器的区域获得的信号的数据，检测器的视场包围整个对象。
第一示例示出由于检测器裁剪而被截断的正弦图210。由于检测器裁剪，对于每个投影(例如在每个角度)，只对检测器面积的一部分记录数据。因此，被记录的正弦图210的跨度治着与检测器坐标对应的维度被截断。从被截断的正弦图210获得的重建220中的灰度值与通过理想的完整正弦图获得的重建110中的对比度不同。差别在对象的表示的边缘周围更明显。在某些实施例中，被截断的正弦图对应的检测器面积的一部分具有对应于(例如映射到)受试者内的特定感兴趣区域(ROI)的视场。在某些实施例中，只对检测器的特定区域基于与其对应的特定ROI(例如通过将ROI投影到检测器面积上，限定检测器的区域)存储数据。在某些实施例中，诸如在重建110中显示的伪影变得比ROI更加严重，因此，被截断的投影对应的检测器的区域收缩。
第二示例示出了由于子体积裁剪而被截断的正弦图260。在子体积裁剪中，只对与对象内的特定感兴趣区域(ROI)250对应的对象的子体积记录投影。在子体积裁剪的正弦图260中，治着记录数据的投影方向的一系列值随角参数变化。将通过子体积裁剪正弦图260获得的重建270与通过理想化的完整正弦图100获得的重建110比较，子体积裁剪重建270显示出强度值的显著移动，以及在边缘处和感兴趣区域外部的伪影。
本文中描述了即便理想的完整正弦图被不记录，不用来获得重建，也允许获得准确的重建的方法。在某些实施例中，本文中描述的方法通过减小正弦图的大小和/或需要存储在存储器中的投影，解决了内存管理挑战，同时仍允许使用较小大小的正弦图获得准确的重建，较小大小的正弦图例如具有低分辨率或者不包括与检测器的完整面积对应的数据。
由于检测器裁剪而被截断的正弦图的完成
通过正弦图组合的完成
图3示出了使用正弦图组合方法自动化完成由于检测器裁剪而被截断的正弦图的示例过程300的方框流程图。在第一步骤310，访问下采样的正弦图。下采样的正弦图的投影存储穿过大的检测器的第一区域但以相对低的第一分辨率获取的数据。例如，在某些实施例中，检测器的第一区域是完整检测器面积(例如使用检测器的整个面积获取的)。存储使用完整检测器面积记录的数据的投影在本文中称作“完整面板”投影。在某些实施例中，检测器的第一区域具有包围被成像的整个对象的视场。在某些实施例中，第一分辨率低于bin1分辨率-即，被下采样的正弦图的每个投影的每个数据元素对应于多个检测器像素。例如，在某些实施例中，被下采样的正弦图包括多个bin 4投影(例如访问bin 4下采样的正弦图S4x4)。
在另一步骤330，访问被截断的正弦图。被截断的正弦图的投影存储穿过检测器的第二区域获取的数据，检测器的第二区域典型地比检测器的第一区域小。不过，被截断的正弦图的投影具有相对高的分辨率。具体而言，在某些实施例中，被截断的正弦图的投影的分辨率比被下采样的正弦图的投影的分辨率高(例如第二分辨率比第一分辨率高)。例如，可以获取多个被截断的bin 1投影，以便获得被截断的正弦图S1x1，trunc，这在步骤330被访问。
在某些实施例中，探测器的第二区域是第一区域的子区域。因此，被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)是检测器裁剪正弦图，因此，并不包括来自第二区域外部的检测器的位置的数据。
在某些实施例中，检测器的第二区域的视场对应于对象的感兴趣区域(ROI)，例如由图3中的dFOV指示的。在某些实施例中，在可选的步骤320中，识别ROI。可以使用对象的照片，例如光学图像、荧光图像、生物荧光图像或任何其它基于光的图像来识别ROI。可以使用低分辨率CT图像识别ROI，低分辨率CT图像是使用被下采样的正弦图(例如S4x4)重建的。
在某些实施例中，ROI在CT配置中被预定义，在附加步骤(例如可选的步骤320)中识别ROI不是必需的。
在某些实施例中，所述过程提供在被截断的正弦图(例如S1x1，tunc))的投影丢失的要被填充的数据，从而完成正弦图。在被截断的正弦图中的丢失数据对应于在检测器的第二区域外部的X-射线检测器面积的部分的数据(例如并因此对应于在ROI外部的对象的区域)。具体而言，在另一步骤340中，基于被截断的正弦图的分辨率[例如第二分辨率(例如bin 1)]对被下采样的正弦图(例如S4x4)的每个投影进行内插，以获得多个被内插的投影(例如被内插的正弦图的投影；例如S4x4_to_1x1的投影)。具体而言，被下采样的正弦图的投影的内插使被下采样的正弦图的分辨率与被截断的正弦图的分辨率匹配。以此方式，不是直接地获得并存储与穿过完整检测器面积的高密度位置(例如每个检测器像素)对应的大量的值，而是通过内插被下采样的投影的低分辨率数据，来近似在第二区域外部的检测器像素的值。
在另一步骤350中，使用被截断的正弦图的投影和被内插的正弦图确定多个组合投影。组合投影使用来自被截断的投影的数据，来表示从第二区域检测的信号，并使用来自被内插的投影的数据，来表示从位于第一区域内但在第二区域外部的检测器的位置检测的信号。
例如，在某些实施例中，通过将来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的数据与来自被截断的正弦图的对应(例如与相同角度关联)投影的数据组合，确定与多角度扫描的给定角度关联的组合投影。具体而言，表示来自第二区域的信号的被截断正弦图的对应投影的值存储在组合正弦图的对应数据元素中，而与来自第一区域的信号对应的对应内插投影的值存储在组合正弦图的对应数据元素中。
在某些实施例中，通过用来自对应的内插投影的值代替对应的被截断投影的空数据元素(例如通过用来自S4x4_to_1x1的内插数据代替S1x1，trunc的空列)，并将结果存储为组合投影，可以确定组合投影。在某些实施例中，确定多个组合投影允许获得组合正弦图Scombined。
在某些实施例中，使用数据加权方法确定组合的投影。具体而言，在某些实施例中，组合投影的数据元素被确定为对应的被截断和被内插投影的数据元素的加权和。例如，在某些实施例中，可以通过函数，例如，
CombinedProjection(p)＝[(1-w(p))*InterpolatedProjection(p)+w(p)*TruncatedProjection(p)]-InterpolatedProjection(p)，确定组合投影的给定数据元素，
其中，p是表示检测器上的位置的变量(例如治着检测器行的变量)，w(p)是随检测器上的位置(例如治着检测器行)而变化的加权函数。在某些实施例中，加权函数在0到1之间变化。在某些实施例中，加权函数在靠近检测器裁剪标志处具有低值(例如0)，离开检测器裁剪标志逐渐增大到较高值(例如1)。
在某些实施例中，在下一步骤360，一旦确定组合投影，则使用他们获得受试者的3D图像。例如，在某些实施例中，使用组合投影执行断层重建，以获得受试者的3D图像。
在某些实施例中，取决于在存储器(例如RAM)中存储和处理给定量的正弦图数据的计算成本以及理想的完整正弦图的大小，过程300允许以减小的计算成本获得受试者的3D图像。具体而言，在某些实施例中，被处理的两个正弦图-下采样正弦图和被截断正弦图-在存储器中比单个完整正弦图(例如具有被截断正弦图的分辨率但包括与完整检测器面积对应的数据的高分辨率正弦图)占据更少空间。而且，在某些实施例中，以步进方式执行内插、数据组合和断层重建步骤(步骤340，650和360)，分别在每个投影上操作，使得不必要一次在存储器中存储内插投影(例如对于多角度扫描的每个角度包括内插投影的内插正弦图)的完整集合和/或组合投影的完整集合(例如对于多角度扫描的每个角度包括组合投影的组合正弦图)。
例如，在某些实施例中，通过断层重建方法(例如滤波反投影)获得受试者的图像，其中，每个投影被单独地处理使得在给定时间不需要在存储器中存储超过单个组合投影。
例如，在某些实施例中，断层重建算法通过初始化存储的数据集(例如3D数据集)的值(例如将每个值设置成数值0)来开始，一旦处理完成，将表示对象的图像。断层重建算法通过子步骤对正弦图的每个投影进行操作，子步骤对投影进行反投影，并通过将反投影操作的结果与存储的数据集组合，更新存储的数据集的值。在某些实施例中，子步骤首先应用一个或多个滤波器(例如高通滤波器；例如斜坡滤波器)，接着对滤波后的投影进行反投影。对于每个投影重复此子步骤，且一旦已经处理完所有投影，则存储的数据集为受试者的3D图像。例如，在滤波反投影算法中，反投影操作的结果被增加到(求和)存储的数据集的值，使得存储的数据集表示直到给定时间点被处理的所有投影的反投影的运行和。
例如，转向图16，示出了在被更新时存储的数据集(1652，1654，1656和1658)的状态(例如在给定数目的投影已经通过重建子步骤被处理之后)的表示。图16的示例图示了在每个投影被处理时存储的数据集如何被更新，直到获得对象的图像。在正弦图的表示(1642，1644，1646和1648)中指示了在存储的数据集的给定状态已经被处理的具体投影。具体而言，治着正弦图的竖直维度(其对应于角参数)一直到白色虚线的每个投影已经通过重复应用重建子步骤被单步调试和处理。例如，通过处理正弦图的小部分的投影，如在1642中示出的，获得表示1652中示出的数据集。数目增加的投影被处理以获得在图像1654和1656(例如由对应于图像1654的表示1644和对应于图像1656的表示1646指示的)中示出的数据集。最后，通过处理几乎所有的投影(例如如在1648中示出的)获得图像1658，并提供被扫描对象的准确表示。
因此，在某些实施例中，断层过程不必要将正弦图的每个投影立刻存储在存储器中并且不必要立刻对正弦图的每个投影进行操作。在某些实施例中，因此，不必要将完成的内插正弦图的每个投影和完成的组合正弦图的每个投影存储在存储器中。实际上，对于给定角度(例如角参数的值)，可以通过对与该角度关联的下采样的正弦图的投影进行内插来获得对应的内插投影。然后，使用内插投影和也与给定角度关联的被截断正弦图的投影，确定对应的组合投影。然后对组合投影(例如组合投影被反投影，并与存储的数据集求和)执行重建子步骤。对于多个角度中的每个角度，重复对于给定角度，获得对应的内插投影和对应的组合投影并对对应的组合投影执行重建子步骤的步骤，以便获得对象的图像。此方法避免了同时在存储器中存储大量的高分辨率、大面积组合投影的必要。
在某些实施例中，本文中描述的正弦图完成方法，例如参照图3在上文描述的方法由计算装置的处理器执行。如本文中所使用，术语“处理器”指的是一个或多个不同类型的一个或多个装置。具体而言，本文中描述的由“处理器”执行的步骤和功能可以由任何数目的处理装置执行。在某些实施例中，某些步骤和功能可以由单个计算装置的单个处理器执行。在某些实施例中，例如使用组合正弦图(例如通过断层重建)获得3D图像的步骤或功能被分割到多个处理器并由多个处理器执行。多个处理器可以是单个计算装置，例如多核装置，和/或不同的计算装置，例如在分布式计算系统中(例如机群)。如本文中所使用，术语处理器还包括不同类型的处理单元，例如中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)。在某些实施例中，在本文中描述的方法中步骤的一部分(包括没有一个步骤一直到所有的步骤)可以由第一类型的处理单元(例如CPU)执行，步骤的剩余部分(包括没有一个步骤一直到所有的步骤)由第二类型的处理单元(例如GPU)执行。
在某些实施例中，本文中描述的任何正弦图完成方法(例如参照图3、图4、图6、图7、图9、图10和图12中的任何一个)可以作为上文参照图17描述的过程1700的一部分执行。例如，在某些实施例中，使用第一类型的处理单元(例如CPU)执行各个步骤(例如对下采样正弦图的投影进行内插和确定组合投影的步骤)，由第二类型的处理单元执行各个步骤(例如使用组合投影执行断层重建)。
转向图20，在某些实施例中，使用受试者的两个单独的多角度扫描获取在上文参照图3描述的数据组合方法中使用的下采样正弦图和被截断正弦图。图20是示出使用两个单独的扫描获取并组合下采样正弦图和被截断正弦图的过程2000的示例的方框流程图。在某些实施例中，在一个步骤2010中，低分辨率、大面积(例如完整面板bin 4投影)是通过对受试者的第一多角度扫描获取的，并被存储以获得下采样正弦图。在另一步骤中，获取高分辨率投影，且只有与检测器的较小子区域(例如具有对应于ROI的视场的检测器的区域)对应的数据元素的值被存储以获得被截断投影。然后以此方式获取的下采样正弦图和被截断正弦图可以通过上文参照图3描述的方法被处理(例如过程300)以获得受试者的3D图像。
转向图21，在某些实施例中，使用受试者的单次扫描获取用在上文参照图3描述的数据组合方法中的下采样正弦图和被截断正弦图。图21是示出使用受试者的单个多角度扫描获取并组合下采样正弦图和被截断正弦图的示例性过程2100的方框流程图。在某些实施例中，在一个步骤2110中，通过对受试者的多角度扫描获取初始投影。初始投影存储这样的数据，其表示来自检测器的用来记录高分辨率(例如bin 1)的投影的第一大区域(例如完整检测器面积)的信号。在某些实施例中，在获取初始投影时，初始投影被下采样，并被裁剪以获得下采样投影和被截断投影。具体而言，在另一步骤2120中，每个初始投影被下采样到减小的分辨率，从而获得下采样的投影。然后，存储(2140)每个下采样的投影，作为下采样正弦图的投影。在另一步骤中，每个初始投影被裁剪，以获得被截断的投影，其存储来自第一区域的较小子区域的数据。在某些实施例中，通过移动与在子区域外部的检测器的位置对应的数据元素，获得被截断的投影。一旦获得，存储(2150)被截断的投影，作为被截断正弦图的投影。然后以此方式获取的下采样正弦图和被截断正弦图可以通过上文参照图3描述的方法被处理(例如过程300)以获得受试者的3D图像。
通过填充的完成
图4是通过填充方法自动化的正弦图完成的过程400的方框流程图。在第一步骤中，在对象的照片上识别第一感兴趣区域，以确定最大对象大小dmax。
在另一步骤430中，使用与CT视场dFOV对应的第二感兴趣区域获取被截断的投影(例如被截断的bin 1投影)，以便获得被截断的正弦图S1x1，trunc。被截断的正弦图S1x1，trunc是检测器裁剪正弦图，因此并不包括表示由在第二感兴趣区域外部的检测器的区域(例如检测器像素)检测的信号。
在某些实施例中，在可选的步骤420中识别与CT视场对应的第二感兴趣区域。可以使用对象的照片，例如，光学图像、荧光图像、生物荧光图像或任何其它基于光的图像识别第二感兴趣区域。
在某些实施例中，在CT配置中预定义第二感兴趣区域，不需要识别感兴趣区域。
在某些实施例中，过程400提供被截断的正弦图中丢失的待被填充的数据S1x1，tunc，从而完成正弦图。被截断正弦图中丢失的数据对应于在第二感兴趣区域外部的检测器的区域(例如检测器像素)的数据。过程400通过数据填充方法在丢失的数据中进行填充。具体而言，在另一步骤440中，通过将dmax投影到X-射线检测器空间中，确定限制列LIMojbect。在另一步骤450中，通过将S1x1，trunc的边缘扩展到限制边缘LIMobject(例如通过外插)，替代S1x1，trunc中的空列，以便获得完成的正弦图Spadded。
在某些实施例中，一旦完成正弦图，获得Spadded，Spadded的投影被用来获得对象的重建(460)。
通过组合的完成和通过填充方法的完成的比较
图5A和图5B示出对不同的方法进行比较的数据，所述方法用于完成由于检测器裁剪而被截断的正弦图。图5A和图5B中的数据比较以下几种情况：(i)完整正弦图；(ii)由于检测器裁剪而被截断的正弦图；(iii)通过上文参照图3描述的正弦图组合方法的正弦图完成；以及(iv)通过上文参照图4描述的填充方法的正弦图完成。
图5A示出了对于中心化的检测器裁剪的数据。图像510a示出了对象连同与检测器视场对应的感兴趣区域(用白色虚线指示)。示出了完整正弦图522a连同使用完整正弦图获得的对象的重建520a。正弦图532a是未处理的被截断正弦图。图像530a示出了使用未处理的被截断正弦图532a获得的对象的重建。正弦图542a是使用上文参照图3描述的用于自动化完成被截断正弦图532a的正弦图组合方法(例如过程300)获得的完成的正弦图。使用正弦图542a获得的重建在图像540a中示出。正弦图552a是使用上文参照图4描述的正弦图填充方法(例如过程400)获得的另一完成的正弦图。使用完成的正弦图获得的重建在图像550a中示出。图形560a绘制了使用不同的正弦图获得的四种不同的重建中的每一种重建的直方图。在图形560a中，x-轴表示重建中各个点的归一化强度，y-轴表示频率。因此，每个直方图示出了具有归一化的强度的不同值的点在给定的重建中出现的频率。从使用数据组合方法完成的正弦图542a获得的重建540a的直方图(长虚线，图例中的“数据组合”)与从完整正弦图获得的理想重建520a的直方图(实线)密切匹配，表明通过组合方法获得了准确的重建。
图5B呈现了与图5A中示出的数据类似的数据，不过是针对偏置检测器裁剪。图像510b示出了对象连同与检测器视场对应的感兴趣区域(用白色虚线指示)。如图像510b中所示，与检测器视场对应的感兴趣区域偏置到对象的右侧。示出了完整的正弦图522b连同使用该完整正弦图获得的对象的重建520b。正弦图532b是未处理的被截断正弦图。图像530b示出了使用未处理的被截断正弦图532b获得的对象的重建。正弦图542b是使用上文参照图3描述的用于自动化完成被截断正弦图532b的正弦图组合方法(例如过程300)获得的完成的正弦图。使用正弦图542b获得的重建在图像540b中示出。正弦图552b是使用上文参照图4描述的正弦图填充方法(例如过程400)获得的另一完成的正弦图。使用完成的正弦图获得的重建在图像550b中示出。图形560b绘制了使用不同的正弦图获得的四种不同的重建中的每一种重建的直方图。在图形560b中，x-轴表示重建中各个点的归一化强度，y-轴表示频率。因此，每个直方图示出了具有归一化的强度的不同值的点在给定的重建中出现的频率。从使用数据组合方法完成的正弦图542b获得的重建540b的直方图(长虚线，图例中的“数据组合”)与从完整正弦图获得的理想重建520b的直方图(实线)密切匹配，表明通过组合方法获得了准确的重建。
使用求和数据的正弦图完成
图6示出了由于检测器裁剪而被截断的自动化的正弦图完成的过程600的示例的方框流程图。过程600使用数据求和方法用于通过组合的正弦图完成。
在该过程的一个步骤610中，访问下采样正弦图(例如获取完整面板bin 4投影以获得下采样正弦图S4x4)。
在另一步骤630中，对于CT视场dFOV，使用感兴趣区域获取被截断的投影(例如bin1投影)，以便获得被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)。被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)是检测器裁剪正弦图，因此并不包括表示由在感兴趣区域外部的检测器的区域检测的信号的数据。
在某些实施例中，在可选的步骤620中识别与CT视场对应的感兴趣区域。可以使用对象的照片，例如，光学图像、荧光图像、生物荧光图像或任何其它基于光的图像识别感兴趣区域。可以使用低分辨率CT图像识别感兴趣区域，低分辨率CT图像是使用下采样正弦图S4x4重建的。
在某些实施例中，在CT配置中预定义感兴趣区域，不需要识别感兴趣区域。
在某些实施例中，所述过程提供被截断的正弦图(例如S1x1，tunc)中丢失的待被填充的数据，从而完成正弦图。被截断正弦图中丢失的数据对应于这样的数据，其表示由在感兴趣区域外部的检测器的区域(例如检测器像素)检测的信号。具体而言，在另一步骤640中，下采样正弦图的每个投影(例如S4x4)被内插(例如用bin 1)以获得内插的正弦图(例如S4x4_to_1x1)。用来自S4x4_to_1x1的截断限制外部的求和数据(例如对行求和)代替在S1x1，trunc的被截断行中的数据，以获得求和正弦图Ssum，trunc。
在某些实施例中，在另一步骤660中，一旦获得求和后的正弦图Ssum，trunc，使用求和正弦图Ssurm，trunc的投影执行断层重建，以获得对象的重建。
对被截断正弦图的后处理校正
图7示出了对由于检测器裁剪而被截断的正弦图应用后处理校正的过程700的示例的方框流程图。在一个步骤710中，访问被截断正弦图Strunc。在另一步骤中，将断层重建应用到被截断正弦图Strunc，以从被截断正弦图Strunc获得对象的重建Itrunc。
在某些实施例中，后处理步骤730包括基于校准、经验模型或分析函数将校正应用到从被截断正弦图(Itrunc)获得的重建。
在某些实施例中，从被截断正弦图获得的重建Itrunc对应于第一重建，使用第二重建施加校正，第二重建是使用完成的正弦图获得的。可以通过本文中描述的任何正弦图完成方法获得完成的正弦图，完成的正弦图用来获得第二重建。例如，在步骤740中，获得求和的正弦图Ssum，trunc(例如通过在上文参照图6描述的过程600)，并使用求和的正弦图来获得第二重建Itsum，trunc。在某些实施例中，在步骤740中获得的第二重建是使用通过在上文参照图3描述的过程300的正弦图组合方法已经完成的正弦图获得的。在某些实施例中，在步骤740中获得的第二重建是使用通过在上文参照图4描述的过程400的正弦图填充方法已经完成的正弦图获得的。
使用第二重建(例如Itsunm，trunc)将校正应用到第一重建，从而产生校正后的重建。在某些实施例中，第一重建与第二重建组合以获得校正后的重建。例如，通过在第一重建和第二重建之间取逐个像素的平均可以获得校正后的重建，其中，在校正后的重建中每个像素的值被计算为在第一重建中的第一像素和在第二重建中的对应的第二像素的平均值。
图8A和图8B示出了比较使用过程600的求和方法获得的结果和使用后处理校正获得的结果的数据。还示出了完整正弦图和未处理(例如未完成的)被截断正弦图(由于检测器裁剪)的结果。
图8A示出了对于中心化的检测器裁剪的数据。图像810a示出了对象连同与检测器视场对应的感兴趣区域(用白色虚线指示)。示出了完整正弦图822a连同使用完整正弦图获得的对象的重建820a。正弦图832a是未处理的被截断正弦图。图像830a示出了使用未处理的被截断正弦图832a获得的对象的重建。正弦图842a是对于上文参照图6描述的用于自动化完成被截断正弦图832a的正弦图组合(例如过程600)使用数据求和方法获得的完成的正弦图。使用正弦图842a获得的重建在图像840a中示出。图像850a是通过在重建830a和重建840a之间取逐个像素的平均获得的校正后的重建。图形860a绘制了使用不同的正弦图获得的四种不同的重建中的每一种重建的直方图。在图形860a中，x-轴表示重建中各个点的归一化强度，y-轴表示频率。因此，每个直方图示出了具有归一化的强度的不同值的点在给定的重建中出现的频率。对于校正后重建的直方图(长虚线，图例中的“求和校正”)峰值位置与从完整正弦图获得的理想重建的直方图(实线)紧密匹配，表明后处理方法的有效性。
图8B呈现了与图8A中示出的数据类似的数据，不过是针对偏置检测器裁剪。图像810b示出了对象连同与检测器视场对应的感兴趣区域(用白色虚线指示)。如图像810b中所示，与检测器视场对应的感兴趣区域偏置到对象的右侧。示出了完整的正弦图822b连同使用该完整正弦图获得的对象的重建820b。正弦图832b是未处理的被截断正弦图。图像830b示出了使用未处理的被截断正弦图832b获得的对象的重建。正弦图842b是使用上文参照图6描述的用于自动化完成被截断正弦图832a的正弦图组合(例如过程600)的数据求和方法获得的完成的正弦图。使用正弦图842a获得的重建在图像840a中示出。图像850a是通过在重建830a和重建840a之间取逐个像素的平均获得的校正后的重建。图形860a绘制了使用不同的正弦图获得的四种不同的重建中的每一种重建的直方图。在图形860b中，x-轴表示重建中各个点的归一化强度，y-轴表示频率。因此，每个直方图示出了具有归一化的强度的不同值的点在给定的重建中出现的频率。
在某些实施例中，分别从具有不同分辨率的正弦图获得的两种重建在后处理中被组合。例如，在某些实施例中，第一重建被称作背景重建(IBackground)，是使用下采样正弦图的低分辨率投影获得的，第二重建被称作细节重建(IDetail)，是使用被截断正弦图的高分辨率投影获得的。然后，通过逐个像素的加权和，两个重建可以被组合，其中，最终校正后的重建的给定像素被计算为对应的背景像素和细节像素的加权和(例如，I(x)＝IBackground(x)+w(x)×IDetail(x)，，其中，w(x)是加权函数，其可以根据在重建内的位置而变化，x是表示在重建内的位置(例如给定像素)的变量)。
由于子体积裁剪被截断正弦图的完成
通过正弦图组合的完成
图9示出了使用正弦图组合方法自动化完成由于子体积裁剪被截断的正弦图的过程900的方框流程图。在第一步骤910中，获取完整面板bin 4投影，以获得下采样正弦图S4x4。在另一步骤920中，在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域。在某些实施例中，低分辨率CT图像是通过对下采样正弦图执行断层重建获得的重建。
在另一步骤930中，获取被截断的bin 1投影，只有来自投影的感兴趣区域的数据被保存到磁盘，从而获得被截断正弦图S1x1，RoiProj。被截断正弦图S1x1，RoiProj是由于子体积裁剪而被截断的，因此，对于给定角度，只包括来自治投影方向的距离的一部分的数据。距离的特定部分随角度变化。
在某些实施例中，使用受试者的多角度扫描获取被截断的投影，其中，使用可变准直器选择性照射受试者的ROI，因为照射角在多角度扫描的过程中变化。图22是图示使用传统的X-射线准直器对X-射线辐射的光束成形的描绘。包括X-射线源2202和X-射线检测器2206不包括准直器的示例性系统2200导致由X-射线源2202产生大的锥形X-射线束2204a。在使用传统准直器(例如阻尼环)的示例性系统2240中，准直器位于X-射线源2202之后在X-射线束2204b的路径中。准直器阻挡X-射线束的一部分，使得产生较窄的风扇状光束2204b(例如其与检测器面积匹配)，而不是大的锥形光束。
转向图23，在某些实施例中，使用可变准直器2300来以可调节方式限制X-射线束的维度。如图23的示意图中所示，在某些实施例中，可变准直器包括第一组可调节百叶窗2302a、2302b和第二组可调节百叶窗2304a、2304b。第一组和第二组可调节百叶窗的可调节百叶窗基本上不能穿透X-射线辐射，使得当可变准直器设置在X-射线束的路径时，可变百叶窗阻挡X-射线束的部分，从而限制其跨度。在某些实施例中，第一组可调节百叶窗被竖直地定向，且可治着第一轴线移动。第一组百叶窗治着第一轴线的调节允许改变X-射线束治着第一轴线的跨度。在某些实施例中，第一轴线与检测器的第一轴线，例如检测器的x-轴线对准。在某些实施例中，第二组可调节百叶窗被水平地定向，且可治着与第一轴线正交的第二轴线移动。第二组百叶窗治着第二轴线的调节允许改变X-射线束治着第二轴线的跨度。在某些实施例中，第二轴线与检测器的第二轴线，例如检测器的y-轴线对准。因此，第一组和第二组可调节百叶窗的调节提供用来照射受试者的X-射线束的大小的调节。
在某些实施例中，可调节准直器包括可移动安装件，其允许可调节准直器在X-射线束的路径内的位置根据在受试者的多角度扫描期间的角度变化。在某些实施例中，可调节准直器的位置根据角度的变化允许受试者的固定ROI被照射，即便ROI相对于X-射线源的位置在受试者被旋转时变化。
在某些实施例中，由于由可调节准直器提供对ROI的选择性照射，避免了用可能有害的X-射线辐射照射ROI外部的受试者的区域。例如，在某些实施例中，使用第一低剂量扫描确定期望的ROI，接着是使用选择性照射期望的ROI的第二高剂量扫描来获得ROI的正弦图(例如子体积裁剪正弦图)。在某些实施例中，使用稳定和可重复的扫描轨迹避免两次扫描(例如第一低剂量扫描和第二高剂量扫描)之间的不对准。
在某些实施例中，所述过程提供了在被截断正弦图S1x1，RoiProj中丢失数据的填充，从而完成正弦图。具体而言，在另一步骤940中，为了完成被截断的正弦图，下采样正弦图S4x4的每个投影用bin 1内插，以获得内插的正弦图S4x4_to_1x1。在另一步骤950中，用来自S4x4_to_1x1的内插的数据代替被截断正弦图S1x1，RoiProj中的空列，以获得组合正弦图Scombined。在某些实施例中，在另一步骤960中，一旦获得Scombined，Scombined的投影被用来获得对象的重建。
通过填充的完成
图10是自动化完成由于子体积裁剪而被截断的正弦图的过程1000的方框流程图。过程1000使用填充方法，用于正弦图完成。在所述过程的第一步骤中，在对象的照片上识别感兴趣区域，以确定最大对象大小dmax。
在另一步骤1020中，在对象的照片中识别与CT视场对应的第二感兴趣区域。在某些实施例中，用来识别第二感兴趣区域的对象的照片为光学图像、荧光图像、生物荧光图像或任何其它基于光的图像。
在另一步骤1030中，获取被截断的bin 1投影，只有来自投影的第二感兴趣区域的数据被保存到磁盘。来自投影的感兴趣区域的被保存数据对应于由于子体积裁剪而被截断的正弦图S1x1，RoiProj。如上文参照图9、图22和图23所描述，在某些实施例中，使用可调节准直器在受试者的多角度扫描期间选择性照射受试者的ROI，在扫描期间获取被截断正弦图的投影。
在某些实施例中，过程1000提供来自被截断正弦图S1x1，RoiProj的丢失数据的填充，从而完成正弦图。过程1000通过数据填充方法在丢失的数据中进行填充。具体而言，在另一步骤1040中，通过将dmax投影到x-射线检测器空间中，确定限制列LIMojbect。在另一步骤1050中，通过将S1x1，trunc的边缘扩展到限制边缘LIMobject(例如通过外插)，替代S1x1，trunc中的空列，以便获得完成的正弦图Spadded。
在某些实施例中，一旦获得完成的正弦图Spadded，Spadded用来获得对象的重建(460)。
对于正弦图完成，通过组合的完成和通过填充方法的完成的比较
图11呈现了评估用于完成由于子体积裁剪造成的被截断正弦图的不同方法的结果的数据。图11中的数据比较以下几种情况：(i）完整正弦图；(ii)由于子体积裁剪而被截断的正弦图；(ii)通过上文参照图9描述的正弦图组合方法的正弦图完成；以及(iv)通过上文参照图10描述的填充方法的正弦图完成。
图像1110示出了对象连同感兴趣区域(用白色虚线指示)。示出了完整的正弦图1122连同使用该完整正弦图获得的感兴趣区域的重建1120。正弦图1132是未处理(例如未完成)的被截断正弦图(由于子体积裁剪)。图像1130是使用未处理的被截断正弦图1132获得的感兴趣区域的重建。正弦图1142是通过上文参照图9描述的数据组合方法获得的完成的正弦图。图像1140示出了使用完成的正弦图1142获得的感兴趣区域的重建。正弦图1152是通过上文参照图10描述的数据填充方法获得的完成的正弦图的示例。图像1150示出了使用通过数据填充方法完成的正弦图1152获得的重建。图形1160绘制了使用四种不同的正弦图获得的四种不同的重建中的每一种重建的直方图。使用上文参照图9描述的数据完成方法获得的重建1140的直方图(长虚线，图例中的“数据组合”)与使用完整正弦图获得的重建1120的直方图(实线)密切匹配，表明通过组合方法获得了准确的重建。
通过迭代重建方法的正弦图完成
图12示出了使用组合滤波反投影(FBP)和迭代重建方法完成由于子体积裁剪而被截断的正弦图的示例性过程1200的方框流程图。在第一步骤1210中，从完整面板bin 4投影获得下采样正弦图S4x4。
在另一步骤1220中，在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域。在某些实施例中，通过重建下采样正弦图，例如通过滤波反投影(FBP)获得低分辨率CT图像。
在另一步骤1230中，获取被截断bin 1图像，且只有来自投影的感兴趣区域的数据被保存到磁盘，从而获得被截断正弦图S1x1，RoiProj。被截断正弦图S1x1，RoiProj是由于子体积裁剪而被截断的，因此，对于给定角度，只包括来自治投影方向的距离的一部分的数据。距离的特定部分随角度变化。
如上文参照图9、图22和图23所描述，在某些实施例中，使用可调节准直器在受试者的多角度扫描期间选择性照射受试者的ROI，在扫描期间获取被截断正弦图的投影。
在另一步骤1240中，使用在步骤1230中获得的被截断正弦图获得重建，然后重建被裁剪。裁剪的重建区域对应于在低分辨率CT图像中识别的感兴趣区域。裁剪的重建区域IGuess可以用作迭代重建过程(例如在过程1200的其它步骤中)中的初始猜测。
在另一步骤1250中，与识别的低分辨率CT图像的感兴趣区域对应的子体积被裁剪，以获得感兴趣区域的低分辨率裁剪图像。在另一步骤1260中，被裁剪图像接着被内插(例如在空间上)以获得感兴趣区域的参考图像Iref。
在另一步骤中，使用参考图像Iref和初始猜测IGuess执行迭代图像重建。在某些实施例中，在另一步骤1270中，建立将图像灰度值与正弦图数据相关联的模型，接着在步骤1280的迭代重建过程中使用该模型。在某些实施例中，将图像灰度值与正弦图数据相关联的模型是Lambert-Beer模型。例如，在一些实施例中，使用诸如代数重建技术(ART)的断层重建算法基于初始猜测、被截断正弦图以及将正弦图数据与图像灰度值相关联的模型获得ROI的暂时图像。暂时图像和参考图像之间的差别图像被确定(例如逐像素差别)，并用来确定误差值(例如最大差；例如平均差)。将误差值与阈值进行比较。如果误差值大于阈值，则从初始猜测中减去差别图像，以更新初始猜测。然后使用新初始猜测重复断层重建算法以确定新的暂时图像，并确定新的差别图像。确定新误差值，并将其与阈值进行比较。重复此过程，直到确定误差值低于阈值。
系统组件
图13为根据示意性实施例用于执行本文中描述的方法的系统的框图。在某些实施例中，所述系统包括CT扫描仪。在某些实施例中，CT扫描仪包括X-射线源和X-射线检测器。在某些实施例中，所述系统包括光学图像采集子系统。在某些实施例中，光学图像采集子系统包括激励光源和光学检测器。在某些实施例中，所述系统包括处理器和存储器。在某些实施例中，所述系统包括如上文参照图23描述的可调节准直器。
计算机系统和网络环境
图14示出了用在本文中描述的方法和系统中的网络环境1400。简要地概述，现在参照图14，示出并描述了示例性云计算环境1400的框图。云计算环境1400可以包括一个或多个资源提供者1402a，1402b，1402c(总称1402)。每个资源提供者1402可以包括计算资源。在一些实施方式中，计算资源可以包括用来处理数据的任何硬件和/或软件。例如，计算资源可以包括能够执行算法、计算机程序和/或计算机应用程序的硬件和/或软件。在一些实施方式中，示例性计算资源可以包括应用服务器和/或具有存储和检索能力的数据库。在云计算环境1400中，每个资源提供者1402可以连接至任何其它资源提供者1402。在一些实施方式中，资源提供者1402可以通过计算机网络1408连接。每个资源提供者1402可以通过计算机网络1408连接至一个或多个计算装置1404a，1404b，1404c(总称1404)。
云计算环境1400可以包括资源管理器1406。资源管理器1406可以通过计算机网络1408连接至资源提供者1402和计算装置1404。在一些实施方式中，资源管理器1406可以促进由一个或多个资源提供者1402将计算资源供给到一个或多个计算装置1404。资源管理器1406可以从特定的计算装置1404接收对计算资源的请求。资源管理器1406可以识别能够提供由计算装置1404请求的计算资源的一个或多个资源提供者1402。资源管理器1406可以选择提供计算资源的资源提供者1402。资源管理器1406可以促进资源提供者1402和特定的计算装置1404之间的连接。在一些实施方式中，资源管理器1406可以建立特定的资源提供者1402和特定的计算装置1404之间的连接。在一些实施方式中，资源管理器1406可以用所请求的计算资源将特定的计算装置1404重新引导到特定的资源提供者1402。
图15示出了可以用在本公开中描述的方法和系统中的计算装置1500和移动计算装置1550的示例。计算装置1500旨在表示各种形式的数字计算机，例如膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、主机和其它适合的计算机。移动计算装置1550旨在表示各种形式的移动装置，例如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其它类似的计算装置。这里示出的组件、组件的连接和关系及其功能旨在只是示例，不旨在是限制性的。
计算装置1500包括处理器1502、存储器1504、存储装置1506、连接至存储器1504的高速接口1508和多个高速扩展端口1510以及连接至低速扩展端口1514和存储装置1506的低速接口1512。处理器1502、存储器1504、存储装置1506、高速接口1508、高速扩展端口1510以及低速接口1512全部使用各种总线互连，且可以安装在共同的母板上或者酌情以其它方式安装。处理器1502可以处理用于在计算装置1500内执行的指令，包括存储在存储器1504中或者存储装置1506上的指令，以在诸如耦合到高速接口1508的显示器1516的外部输入/输出装置上为GUI显示图形信息。在其它实施方式中，可以酌情使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和多个存储器类型。同样，可以连接多个计算装置，每个装置提供必需操作的部分(例如作为服务器组、刀片服务器组或多处理器系统)。
存储器1504在计算装置1500内存储信息。在一些实施方式中，存储器1504为一个或若干易失性存储单元。在一些实施方式中，存储器1504为一个或若干非易失性存储单元。存储器1504还可以是另一种形式的计算机可读介质，例如，磁盘或光盘。
存储装置1506能够为计算装置1500提供大容量存储。在一些实施方式中，存储装置1506可以是或者可以包含计算机可读介质，例如软盘装置、硬盘装置、光盘装置或磁带装置、闪存或者其它类似的固态存储器装置或者装置的阵列，包括在存储域网络或其它配置中的装置。指令可以存储在信息载体中。所述指令在由一个或多个处理装置(例如处理器1502)执行时，执行一个或多个方法，例如，上文描述的那些方法。所述指令还可以由例如计算机或机器可读介质(例如存储器1504、存储装置1506或处理器1502上的存储器)的一个或多个存储装置存储。
高速接口1508管理用于计算装置1500的带宽密集型操作，而低速接口1512管理较低带宽密集型操作。这种功能的分配只是示例。在一些实施方式中，高速接口1508耦合到存储器1504、显示器1516(例如通过图形处理器或加速器)，并耦合到可以接收各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口1510。在一些实施方式中，低速接口1512耦合到存储装置1506和低速扩展端口1514。低速扩展端口1514可以包括各种通信端口(例如USB、以太网、无线以太网)，其可以例如通过网络适配器耦合到一个或多个输入/输出装置，例如键盘、指向装置、扫描仪或网络装置，例如交换机或路由器。
计算装置1500可以以许多种不同的形式实现，如在图中所示的。例如，其可以实施为标准服务器1520或者在这种服务器的组中的多个。此外，其可以在例如膝上型计算机1522的个人计算机中实施。其还可以实施为机架服务器系统1524的部分。替代性地，来自计算装置1500的组件可以与例如移动计算装置1550的移动装置(未示出)中的其它组件组合。这些装置中的每个可以包含一个或多个计算装置1500和移动计算装置1550，整个系统可以由相互通信的多个计算装置组成。
移动计算装置1550包括处理器1552，存储器1564，输入/输出装置，例如显示器1554，通信接口1566和收发器1568及其它组件。移动计算装置1550还可以配置有存储装置，例如微动或其它装置，以提供另外的存储。处理器1552、存储器1564、显示器1554、通信接口1566和收发器1568全使用各种总线互连，这些组件中的一些可以安装在共同的母板上或者视情况以其它方式安装。
处理器1552可以在移动计算装置1550内执行指令，包括存储在存储器1564中的指令。处理器1552可以实施为芯片的芯片组，其包括分开的多个模拟和数字处理器。处理器1552可以提供例如移动计算装置1550的其它组件的协调，例如用户接口的控制，由移动计算装置1550运行的应用程序以及由移动计算装置1550进行的无线通信。
处理器1552可以通过控制接口1558和耦合到显示器1554的显示器接口1556与用户通信。显示器1554可以是例如TFT(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或OLED(有机发光二极管)显示器或其它适合的显示器技术。显示器接口1556可以包括用于驱动显示器1554以给用户呈现图形和其它信息的适当的电路。控制接口1558可以从用户接收命令，并转换命令以提交给处理器1552。此外，外部接口1562可以提供与处理器1552的通信，以便使得移动计算装置1550能够和其它装置进行近场通信。外部接口1562例如在一些实施方式中可以提供有线通信，或者在其它实施方式中提供无线通信，且还可以使用多个接口。
存储器1564在移动计算装置1550内存储信息。存储器1564可以实施为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储单元或一个或多个非易失性存储单元中的一个或多个。也可以提供扩展存储器1574，并通过扩展接口1572将其连接至移动计算装置1550，扩展接口1572可以包括例如SIMM(单列直插存储器模块)卡接口。扩展存储器1574可以为移动计算装置1550提供额外的存储空间，或者还可以为移动计算装置1550存储应用程序或其它信息。具体而言，扩展存储器1574可以包括执行或者补充上文描述的过程的指令，且也可以包括安全信息。因此，例如，扩展存储器1574可以作为用于移动计算装置1550的安全模块被提供，且可以用允许安全使用移动计算装置1550的指令对扩展存储器1574编程。此外，可以通过SIMM卡以及附加信息提供安全应用，例如在SIMM卡上以不可攻击的方式设置识别信息。
如下面讨论的，存储器可以包括例如闪存和/或NVRAM存储器(非易失性随机存取存储器)。在一些实施方式中，指令存储在信息载体中，在由一个或多个处理装置(例如处理器1552)执行时执行一个或多个方法，例如上文描述的那些方法。所述指令还可以由例如一个或多个计算机或机器可读介质(例如存储器1564、扩展存储器1574或处理器1552上的存储器)的一个或多个存储装置存储。在一些实施方式中，指令可以在被传播的信号中例如通过收发器1568或者外部接口1562接收。
移动计算装置1550可以通过通信接口1566无线通信，通信接口1566根据需要可以包括数字信号处理电路。通信接口1566可以提供根据各种模式或协议的通信，例如GSM语音呼叫(全球移动通信系统)、SMS(短消息业务)、EMS(增强消息服务)或MMS消息(多媒体消息业务)、CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、PDC(个人数字蜂窝)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA2000或GPRS(通用分组无线电业务)及其它。这种通信可以使用射频通过例如收发器1568来发生。此外，短距离通信可以例如使用Wi-FiTM或其它这类收发器(未示出)来发生。此外，GPS(全球定位系统)接收器模块1570可以将附加的与导航和位置有关的无线数据提供至移动计算装置1550，与导航和位置有关的无线数据可以视情况被运行在移动计算装置1550上的应用程序使用。
移动计算装置1550还可以使用音频编码解码器1560可听地通信，音频编码解码器1560可以从用户接收讲话信息，并将其转换成可使用的数字信息。音频编码解码器1560可以类似地例如在移动计算装置1550的耳机中例如通过扬声器为用户生成可听的声音。这种声音可以包括来自语音电话呼叫的声音，可以包括被记录的声音(例如语音消息、音乐文件等)，且还可以包括由在移动计算装置1550上运行的应用程序生成的声音。
移动计算装置1550可以以各种不同的形式实施，如在图中所示的。例如，其可以实施为蜂窝电话1580。其还可以实施为智能电话1582、个人数字助理或其它类似的移动装置的部分。
这里描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种各样的实施方式可以包括一个或多个计算机程序中的实施方式，所述计算机程序在可编程系统上可执行和/或可解释，所述可编程系统包括耦合成从存储系统接收数据和指令及向存储系统传输数据和指令可以是专用或通用的至少一个可编程处理器、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。
这些计算机程序(也称作程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，且可以以高级程序和/或面向对象的编程语言和/或以汇编/机器语言实施。如本文中所使用，术语机器可读介质和计算机可读介质指用于将机器指令和/或数据提供至可编程处理器的任何计算机程序产品、设备和/或装置(例如磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(PLD))，包括作为机器可读信号接收机器指令的机器可读介质。术语机器可读信号指的是用来将机器指令和/或数据提供至可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，这里描述的系统和技术可以在具有显示装置(例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)、键盘和指向装置(例如鼠标或跟踪球)的计算机上实施，显示装置用于向用户显示信息，用户通过键盘和指向装置可以将输入提供至计算机。也可以使用其它种类的装置来提供与用户的交互；例如，提供至用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈(例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；且可以以任何形式，包括声学、语音或触觉输入从用户接收输入。
这里描述的系统和技术可以在包括后台组件(例如作为数据服务器)或者包括中间件组件(例如应用服务器)或者包括前端组件(例如具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户通过图形用户界面或网络浏览器可以与这里描述的系统和技术的实施交互)或者这种后台、中间件或前端组件的任何组合的计算系统中实施。系统的组件可以通过任何形式或介质的数字数据通信(例如通信网络)来互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常相互远离，且典型地通过通信网络交互。客户端和服务器的关系由在相应的计算机上运行并且相互之间具有客户端-服务器关系的计算机程序产生。
尽管已经参照具体的优选实施例具体显示和描述了本发明，但本领域技术人员会理解在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可对其做出形式和细节的各种变化。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问下采样的正弦图，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间由检测器记录的数据；
(b)由所述处理器访问被截断的正弦图，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描期间由所述检测器记录的数据；
(c)由所述处理器基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影；
(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影；以及
(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的信号，并具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示从穿过所述检测器的第二区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影的对应数据元素的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)至(e)，使得一次只需要存储一个组合投影。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
8.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
9.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
10.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
13.根据权利要求2至权利要求12中任一项所述的方法，其中，所述检测器的第二区域被预定义。
14.根据权利要求2至权利要求12中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)；以及
由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域。
15.一种用于自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问对于受试者的下采样的正弦图，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影，其中：
每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联，
每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域，以及
每个下采样的投影具有第一分辨率；
(b)由所述处理器访问对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：
每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；
每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，以及
每个被截断的投影具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高；
(c)初始化3D数据集，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：
(i)由所述处理器对所述下采样的投影进行内插，以将其分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；
(ii)由所述处理器使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影的对应数据元素的值；以及
在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影的对应数据元素的值；
(iii)由所述处理器确定所述组合投影的反投影；以及
(iv)由所述处理器通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器中存储一个组合投影。
17.根据权利要求15或权利要求16中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
18.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
19.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
20.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
21.根据权利要求15至权利要求20中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
23.根据权利要求15至权利要求22中任一项所述的方法，其中，所述检测器的第二区域被预定义。
24.根据权利要求15至权利要求22中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)；以及
由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域。
25.一种自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问下采样的正弦图，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；
(b)由所述处理器访问包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域，从而获得被截断的正弦图；
(c)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影；
(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影以获得组合投影；以及
(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像。
26.根据权利要求25所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
27.根据权利要求25或权利要求26中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
28.根据权利要求25至权利要求27中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应内插投影的对应数据元素的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
29.根据权利要求25至权利要求28中任一项所述的方法，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
30.根据权利要求25至权利要求29中任一项所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器中存储一个组合投影。
31.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
32.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
34.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
35.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
36.根据权利要求25至权利要求35中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
38.根据权利要求25至权利要求37中任一项所述的方法，其中，所述ROI被预定义。
39.根据权利要求25至权利要求37中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)。
40.一种用于自动化的正弦图完成和重建的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问下采样的正弦图；
由所述处理器在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；
由所述处理器访问被截断的投影，并识别与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述ROI的检测器的特定区域；
由所述处理器重建所述被截断的正弦图以获得重建的子体积，
由所述处理器自动地裁剪所述重建的子体积的一部分，以在后续的迭代重建中用作初始猜测；
由所述处理器将所述低分辨率CT图像裁剪直到被识别的ROI子体积；由所述处理器对被识别的ROI子体积进行内插，以获得内插子体积；
由所述处理器提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型；以及
由所述处理器使用所述初始猜测、所述内插子体积和所述模型迭代地重建所述子体积以获得重建的图像。
41.根据权利要求39所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
42.根据权利要求40或权利要求41中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
43.根据权利要求40至权利要求42中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应内插投影的对应数据元素的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
44.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
45.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
47.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
48.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
49.根据权利要求40至权利要求48中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
50.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问下采样的正弦图，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间由检测器记录的数据；
(b)访问被截断的正弦图，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描期间由所述检测器记录的数据；
(c)基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影；
(d)使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影；以及
(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像。
51.根据权利要求50所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的信号，并具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示从穿过所述检测器的第二区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
52.根据权利要求50或权利要求51中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
53.根据权利要求50至权利要求52中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影的对应数据元素的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
54.根据权利要求50至权利要求53中任一项所述的系统，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，所述指令使所述处理器单独地处理多个投影中的每个投影，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
55.根据权利要求50至权利要求54中任一项所述的系统，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器中存储一个组合投影。
56.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
57.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
58.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
59.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
60.根据权利要求50至权利要求59中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
61.根据权利要求60所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
62.根据权利要求51至权利要求61中任一项所述的系统，其中，所述检测器的第二区域被预定义。
63.根据权利要求51至权利要求61中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)；以及
基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域。
64.根据权利要求50至权利要求63中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪。
65.根据权利要求64所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台。
66.根据权利要求64或权利要求65所述的系统，所述系统还包括操作台。
67.根据权利要求64至权利要求66中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统。
68.根据权利要求64至权利要求67中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像系统。
69.根据权利要求67所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源。
70.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问对于受试者的下采样的正弦图，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影，其中：
每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联，
每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域，以及
每个下采样的投影具有第一分辨率；
(b)访问对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：
每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；
每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，以及
每个被截断的投影具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高；
(c)初始化3D数据集，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：
(i)对所述下采样的投影进行内插，以将其分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；
(ii)使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影的对应数据元素的值；以及
在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影的对应数据元素的值；
(iii)确定所述组合投影的反投影；以及
(iv)通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
71.根据权利要求70所述的系统，其中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器中存储一个组合投影。
72.根据权利要求70至权利要求71中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
73.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
74.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
75.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
76.根据权利要求70至权利要求75中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
77.根据权利要求76所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
78.根据权利要求70至权利要求77中任一项所述的系统，其中，所述检测器的第二区域被预定义。
79.根据权利要求70至权利要求77中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)；以及
基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域。
80.根据权利要求70至权利要求79中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪。
81.根据权利要求80所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台。
82.根据权利要求80或权利要求81所述的系统，所述系统还包括操作台。
83.根据权利要求80至权利要求82中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统。
84.根据权利要求80至权利要求83中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像系统。
85.根据权利要求83所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源。
86.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问下采样的正弦图，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；
(b)访问包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域，从而获得被截断的正弦图；
(c)使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影；
(d)使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影以获得组合投影；以及
(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像。
87.根据权利要求86所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
88.根据权利要求86或权利要求87中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
89.根据权利要求86至权利要求88中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应内插投影的对应数据元素的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
90.根据权利要求86至权利要求89中任一项所述的系统，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
91.根据权利要求86至权利要求90中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器中存储一个组合投影。
92.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
93.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
94.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
95.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
96.根据权利要求86至权利要求95中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
97.根据权利要求96所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元执行。
98.根据权利要求86至权利要求97中任一项所述的系统，其中，所述ROI被预定义。
99.根据权利要求86至权利要求97中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
在所述受试者的图像内识别感兴趣区域(ROI)。
100.根据权利要求86至权利要求99中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪。
101.根据权利要求100所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台。
102.根据权利要求100或权利要求101中任一项所述的系统，所述系统还包括操作台。
103.根据权利要求100至权利要求102中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统。
104.根据权利要求100至权利要求103中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像系统。
105.根据权利要求103所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源。
106.根据权利要求100至权利要求105中任一项所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间的可调节准直器，其中：
所述可调节准直器包括：
第一组可调节百叶窗，所述第一组可调节百叶窗的位置能够沿第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分沿着所述第一轴线被裁剪；以及
第二组可调节百叶窗，所述第二组可调节百叶窗的位置能够沿第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分沿着所述第二轴线被裁剪，以及
所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动。
107.一种用于自动化的正弦图完成和重建的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问下采样的正弦图；
在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；
访问被截断的投影，并识别与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述ROI的检测器的特定区域；
重建所述被截断的正弦图以获得重建的子体积，
自动地裁剪所述重建的子体积的一部分以在后续迭代重建中用作初始猜测；
将所述低分辨率CT图像裁剪直到被识别的ROI子体积；
对被识别的ROI子体积进行内插，以获得内插子体积；
提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型；以及
使用所述初始猜测、所述内插子体积和所述模型迭代地重建所述子体积以获得重建的图像。
108.根据权利要求107所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高。
109.根据权利要求107或权利要求108中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率。
110.根据权利要求107至权利要求108中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应内插投影的对应数据元素的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影的对应数据元素的值。
111.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描获取的多个被截断的投影。
112.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
113.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
114.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，所述系统包括对于所述受试者的多角度扫描的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
115.根据权利要求107至权利要求114中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元和第二类型的一个或多个处理单元。
116.根据权利要求107至权利要求115中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪。
117.根据权利要求116所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台。
118.根据权利要求116或权利要求117所述的系统，所述系统还包括操作台。
119.根据权利要求116至权利要求118中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统。
120.根据权利要求116至权利要求119中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像系统。
121.根据权利要求119所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源。
122.根据权利要求116至权利要求121中任一项所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间的可调节准直器，其中：
所述可调节准直器包括：
第一组可调节百叶窗，所述第一组可调节百叶窗的位置能够沿第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分沿着所述第一轴线被裁剪；以及
第二组可调节百叶窗，所述第二组可调节百叶窗的位置能够沿第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分沿着所述第二轴线被裁剪，以及
所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动。
123.一种用于自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器在照片上识别感兴趣区域(ROI)以确定最大对象大小dmax；
由所述处理器可选地在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域dFOV；
使用所述ROI访问被截断的投影；
由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
由所述处理器通过外插到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的投影中的空列以获得完成的正弦图Spadded；以及
由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建受试者的3D图像。
124.一种用于自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问下采样的正弦图；
由所述处理器可选地在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；由所述处理器使用所述ROI访问被截断的投影；
由所述处理器使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插；
由所述处理器用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断行中的数据，以获得求和正弦图；以及
由所述处理器使用所述求和的正弦图的投影获得所述受试者的3D图像。
125.一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问被截断的正弦图Strunc；
由所述处理器重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；
由所述处理器创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；以及
由所述处理器将Itrunc与Itsum，trunc组合。
126.一种用于自动化的正弦图完成的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器从照片中识别最大对象大小dmax；
由所述处理器在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；
由所述处理器访问被截断的投影，并从被投影的ROI识别数据，以确定S1x1，RoiPro；
由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
由所述处理器通过将边缘扩展到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的图像的空列，以获得完成的正弦图Spadded以及
由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像。
127.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
在照片上识别感兴趣区域(ROI)以确定最大对象大小dmax；
可选地在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域dFov；
使用所述ROI访问被截断的投影；
通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
通过外插到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的投影的空列，以获得完成的正弦图Spadded；以及
使用所述完成的正弦图的投影创建受试者的3D图像。
128.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问下采样的正弦图；
可选地在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；
使用所述ROI访问被截断的投影；
使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插；
用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断行中的数据，以获得求和正弦图；以及
使用所述求和的正弦图的投影获得所述受试者的3D图像。
129.一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问被截断的正弦图Strunc；
重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；
创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；以及
将Itrunc与Itsum，trunc组合。
130.一种用于自动化的正弦图完成的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
从照片中识别最大对象大小dmax；
在照片上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)；
访问被截断的投影，并从被投影的ROI识别数据，以确定S1x1，RoiPro；
通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
通过扩展边缘到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的图像的空列，以获得完成的正弦图Spadded；以及
使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像。
Claims (130)
1.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，其中，所述下采样正弦图的多个投影中的每个投影表示穿过检测器的第一区域获取的信号，并具有第一分辨率；例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第一扫描)期间由检测器记录的数据；
(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的正弦图(例如S1x1，trunc)，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第二扫描；例如所述第一扫描)期间由所述检测器记录的数据；
(c)由所述处理器基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对S4x4的每个投影进行内插，以获得S4x4_to_1x1)；
(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影[例如通过用内插数据替代来自所述被截断的图像的空列(例如用来自S4x4_to_1x1的内插数据替代S1x1，trunc中的空列)以获得组合投影(例如组合正弦图的投影Scombined)]；以及
(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示穿过所述检测器的第二区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
8.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
9.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
10.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得所述被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
13.根据权利要求2至权利要求12中任一项所述的方法，其中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
14.根据权利要求2至权利要求12中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及
由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
15.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)对于受试者的下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影，其中：
每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联，
每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域，以及
每个下采样的投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]；
(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：
每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联；
每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，以及
每个被截断的投影具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)；
(c)初始化3D数据集(例如将所述3D数据集的所有元素设置成0)，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：
(i)由所述处理器对所述下采样的投影进行内插，以将所述下采样的投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；
(ii)由所述处理器使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；
(iii)由所述处理器确定所述组合投影的反投影(例如对所述组合投影进行滤波，然后对滤波后的组合投影进行反投影)；以及
(iv)由所述处理器通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合(例如对表示确定的反投影的数据与所述3D数据集求和)更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
17.根据权利要求15或权利要求16中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
18.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
19.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
20.根据权利要求15至权利要求17中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得所述被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
21.根据权利要求15至权利要求20中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
23.根据权利要求15至权利要求22中任一项所述的方法，其中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
24.根据权利要求15至权利要求22中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及
由所述处理器基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
25.一种自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
(a)由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，低分辨率全局正弦图；例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；
(b)由所述处理器访问(例如和/或获取)包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影(例如bin 1投影)，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应(例如受限于)的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域(例如对于给定角度，被投影的ROI是对于该角度在所述受试者内的固定ROI在检测器面积上的投影)，从而获得被截断的正弦图(例如高分辨率局部正弦图；例如来自bin 1投影的S1x1，RoiProj)；
(c)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1对所述下采样正弦图的每个投影进行内插，以获得S4x4_to_1x1)；
(d)由所述处理器使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影[例如，用内插数据(例如来自S4x4_to_1x1的数据)替代所述被截断的正弦图中的空列(例如，所述空列对应于所述对象在所述感兴趣区域外部的区域的投影)]以获得组合投影(例如组合正弦图的投影)；以及
(e)由所述处理器使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
26.根据权利要求25所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
27.根据权利要求25或权利要求26中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
28.根据权利要求25至权利要求27中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
29.根据权利要求25至权利要求28中任一项所述的方法，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
30.根据权利要求25至权利要求29中任一项所述的方法，所述方法包括执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
31.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
32.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
34.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
35.根据权利要求25至权利要求30中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
36.根据权利要求25至权利要求35中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
38.根据权利要求25至权利要求37中任一项所述的方法，其中，所述ROI被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
39.根据权利要求25至权利要求37中任一项所述的方法，所述方法包括：
由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)。
40.一种用于自动化的正弦图完成和重建(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，来自完整面板bin4图像的S4x4)；
由所述处理器(例如自动地；例如通过用户交互)在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，通过重建所述下采样的正弦图，例如通过滤波反投影(FBP)重建，获得所述低分辨率CT图像)；
由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并识别与所述受试者的取决于角度的被投影的感兴趣区域(ROI)对应的数据(例如只将相关数据保存到磁盘)，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述ROI的检测器的特定区域(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度ROI在检测器面积上的投影)(例如以确定被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro))；
由所述处理器重建所述被截断的正弦图(例如，S1x1，RoiPro)以获得重建的子体积，
由所述处理器自动地裁剪所述重建的子体积的一部分，以在后续的迭代重建中用作初始猜测(例如Iguess)；
由所述处理器将所述低分辨率CT图像裁剪直到被识别的ROI子体积；
由所述处理器对被识别的ROI子体积进行内插，以获得内插子体积(例如Iref)；
由所述处理器提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型(例如Lambert-Beer模型)；以及
由所述处理器使用所述初始猜测(例如Iguess)、所述内插的子体积(例如Iref)和所述模型迭代地重建所述子体积以获得重建的图像(例如Iimage)。
41.根据权利要求39所述的方法，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
42.根据权利要求40或权利要求41中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
43.根据权利要求40至权利要求42中任一项所述的方法，其中，确定所述多个组合投影中的每个组合投影包括：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
44.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
45.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，所述方法包括：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
46.根据权利要求45所述的方法，其中，通过所述第二多角度获取多个被截断的投影包括使用可变准直器选择性地照射所述受试者内的固定ROI。
47.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
48.根据权利要求40至权利要求43中任一项所述的方法，所述方法包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
由所述处理器对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
由所述处理器存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
由所述处理器裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
49.根据权利要求40至权利要求48中任一项所述的方法，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
50.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，其中，所述下采样的正弦图的多个投影中的每个投影表示穿过检测器的第一区域获取的信号，并具有第一分辨率；例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第一扫描)期间由检测器记录的数据；
(b)访问(例如和/或获取)被截断的正弦图(例如，S1x1，trunc)，所述被截断的正弦图包括在所述受试者的多角度扫描(例如CT扫描；例如第二扫描；例如所述第一扫描)期间由所述检测器记录的数据；
(c)基于所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin 1内插S4x4的每个投影，以获得S4x4_to_1x1)；
(d)使用所述被截断的正弦图的投影和所述内插投影确定多个组合投影[例如，用内插数据替代所述被截断的图像中的空列(例如，用来自S4x4_to_1x1)的内插数据替代S1x1，trunc中的空列)以获得组合投影(例如，组合正弦图的投影Scombined)]；以及
(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
51.根据权利要求50所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影表示穿过检测器的第一区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示穿过所述检测器的第二区域记录的(例如对于所述受试者的多角度扫描的给定角度记录的)信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，且所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
52.根据权利要求50或权利要求51中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
53.根据权利要求50至权利要求52中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
在与所述检测器在所述检测器的第一区域内但在所述检测器的第二区域外部的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值，其中，所述下采样的正弦图的每个投影存储表示来自第一区域的信号的数据，且所述被截断的正弦图的每个投影存储表示来自所述第二区域的信号的数据；以及
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
54.根据权利要求50至权利要求53中任一项所述的系统，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，所述指令使所述处理器单独地处理多个投影中的每个投影，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
55.根据权利要求50至权利要求54中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
56.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
57.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
58.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
59.根据权利要求50至权利要求55中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
60.根据权利要求50至权利要求59中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
61.根据权利要求60所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
62.根据权利要求51至权利要求61中任一项所述的系统，其中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
63.根据权利要求51至权利要求61中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及
基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
64.根据权利要求50至权利要求63中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。
65.根据权利要求64所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。
66.根据权利要求64或权利要求65所述的系统，所述系统还包括操作台。
67.根据权利要求64至权利要求66中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。
68.根据权利要求64至权利要求67中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
69.根据权利要求67所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
70.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问(例如和/或获取)对于受试者的下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，其中，所述下采样的正弦图包括多个下采样的投影，其中：
每个下采样的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联，
每个下采样的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述下采样的投影关联的所述特定角度记录的检测器的第一区域，以及
每个下采样的投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]；
(b)访问(例如和/或获取)对于所述受试者的被截断的正弦图，其中，所述被截断的正弦图包括多个被截断的投影，其中：
每个被截断的投影与所述受试者的多角度扫描的特定角度关联，
每个被截断的投影存储表示信号的数据，所述信号来自对于与所述被截断的投影关联的特定角度记录的检测器的第二区域，其中，所述第二区域是所述第一区域的子区域，以及
每个被截断的投影具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)；
(c)初始化3D数据集(例如将所述3D数据集的所有元素设置成0)，并且对于与下采样的投影关联的每个角度：
(i)对所述下采样的投影进行内插，以将其分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率，从而获得内插投影；
(ii)使用来自所述内插投影的数据和来自与相应角度关联的对应被截断的投影的数据通过以下步骤获得组合投影：
在与所述检测器在所述第二区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应被截断的投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
在与所述检测器在所述第二区域外部但在所述第一区域内的位置关联的数据元素中存储来自所述内插投影(例如与相同的角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；
(iii)确定所述组合投影的反投影(例如对所述组合投影进行滤波，然后对滤波后的组合投影进行反投影)；以及
(iv)通过将所述组合投影的反投影与所述3D数据集组合(例如对表示确定的反投影的数据与所述3D数据集求和)更新所述3D数据集，使得一旦所有的角度都被处理，则所述3D数据集表示所述受试者的3D图像。
71.根据权利要求70所述的系统，其中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
72.根据权利要求70或权利要求71中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
73.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
74.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
75.根据权利要求70至权利要求72中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自所述检测器的第一区域(例如所述完整检测器面积)的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自所述检测器的区域的信号，所述区域为比所述第一区域小的所述第一区域的子区域[例如，通过去掉与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述子区域外部的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
76.根据权利要求70至权利要求75中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
77.根据权利要求76所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
78.根据权利要求70至权利要求77中任一项所述的系统，其中，所述检测器的第二区域被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
79.根据权利要求70至权利要求77中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)；以及
基于被识别的ROI确定所述检测器的第二区域(例如使得所述第二区域的视场对应于所述ROI)。
80.根据权利要求70至权利要求79中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。
81.根据权利要求80所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。
82.根据权利要求80或权利要求81所述的系统，所述系统还包括操作台。
83.根据权利要求80至权利要求82中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。
84.根据权利要求80至权利要求83中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
85.根据权利要求83所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
86.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
(a)访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，低分辨率全局正弦图；例如来自完整面板bin 4投影的S4x4)，其中，所述下采样的正弦图包括在受试者的多角度扫描期间记录的数据；
(b)访问(例如和/或获取)包括在所述受试者的多角度扫描期间记录的数据的投影(例如bin 1投影)，并存储来自与所述受试者的取决于角度的被投影感兴趣区域(ROI)对应(例如受限于)的投影的数据，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度被投影的感兴趣区域对应于映射到所述受试者内的固定ROI的检测器的特定区域(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度所述受试者内的固定ROI在所述检测器面积上的投影)，从而获得被截断的正弦图(例如高分辨率局部正弦图；例如来自bin 1投影的S1x1，RoiProj)；
(c)使用所述被截断的正弦图的分辨率对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插，从而获得多个内插投影(例如用bin1对所述下采样的正弦图的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)，
(d)使用所述被截断的正弦图的投影确定多个组合投影[例如，用内插数据(例如来自S4x4_to_1x1的数据)替代在所述被截断的正弦图中的空列(例如，对应于在所述对象的在所述感兴趣区域外部的区域的投影)]，以获得组合投影(例如组合正弦图的投影)；以及
(e)使用所述组合投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
87.根据权利要求86所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
88.根据权利要求86或权利要求87中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
89.根据权利要求86至权利要求88中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
90.根据权利要求86至权利要求89中任一项所述的系统，其中，通过断层重建获得所述受试者的3D图像，其中，多个投影中的每个投影被单独地处理，使得对于每个投影，执行重建子步骤，所述重建子步骤(i)对给定的投影进行操作(例如对投影进行反投影，例如对投影进行滤波然后对滤波后的投影进行反投影)；以及(ii)通过组合(i)的结果与存储的3D数据集更新存储的3D数据集的值，其中，所述3D数据集是在处理所述多个投影之后所述受试者的3D图像。
91.根据权利要求86至权利要求90中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器执行步骤(c)到(e)，使得一次只需要在存储器(例如随机存取存储器(RAM))中存储一个组合投影(例如，通过对于多个角度中的每个角度，处理与角度关联的投影，使得只有一个组合投影需要被确定并被存储在存储器中)。
92.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
93.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
94.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
95.根据权利要求86至权利要求91中任一项所述的系统，其中，对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与对应于被投影的感兴趣区域外部的位置的所述检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
96.根据权利要求86至权利要求95中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
97.根据权利要求96所述的系统，其中，步骤(a)和(b)由所述第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))执行，步骤(c)到(e)由所述第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))执行。
98.根据权利要求86至权利要求97中任一项所述的系统，其中，所述ROI被预定义(例如通过在用来获得所述对象的多角度扫描的CT扫描仪中的配置)。
99.根据权利要求86至权利要求97中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：(例如自动地；例如通过用户交互)在所述受试者的图像
(例如以前获得的图像；例如光学图像；例如荧光图像、生物荧光图像或其它基于光的图像；例如使用所述下采样的正弦图获得(例如通过断层重建)的所述受试者的低分辨率图像)内识别感兴趣区域(ROI)。
100.根据权利要求86至权利要求99中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。
101.根据权利要求100所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。
102.根据权利要求100或权利要求101中任一项所述的系统，所述系统还包括操作台。
103.根据权利要求100至权利要求102中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。
104.根据权利要求100至权利要求103中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
105.根据权利要求103所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
106.根据权利要求100至权利要求105中任一项所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间(例如紧跟在所述X-射线源之后；例如在所述X-射线源和待被扫描的受试者之间)的可调节准直器，其中：
所述可调节准直器包括：
第一组可调节百叶窗(例如两个竖直地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，所述第一组可调节百叶窗的位置能够治第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分治着所述第一轴线(例如治着x-轴线)被裁剪；以及
第二组可调节百叶窗(例如两个水平地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，所述第二组可调节百叶窗的位置能够治第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分治着所述第二轴线(例如治着y-轴线；例如，其中，所述第二轴线与所述第一轴线正交)被裁剪，所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动(例如，所述可调节准直器安装在可调节安装件上，在多角度扫描期间根据角度滑动)(例如，使得在多角度扫描期间用X-射线辐射透照受试者的不变子区域)。
107.一种用于自动化的正弦图完成和重建(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)；
(例如自动地；例如通过用户交互)在低分辨率CT图像上识别对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，通过重建所述下采样的正弦图，例如通过滤波反投影(FBP)重建，获得所述低分辨率CT图像)；
访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)并识别与所述受试者的取决于角度的被投影感兴趣区域(ROI)对应的数据(例如，只将相关数据保存到磁盘)，其中，对于与给定投影关联的给定角度，对于所述给定角度的被投影的感兴趣区域与映射到所述ROI的检测器的特定区域对应(例如，对于给定角度，被投影的ROI为对于该角度所述ROI在所述检测器面积上的投影)(例如以确定被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro))；
重建所述被截断的正弦图(例如S1x1，RoiPro)以获得重建的子体积，
自动地裁剪所述重建的子体积的一部分以在后续迭代重建中用作初始猜测(例如Iguess)；
裁剪所述低分辨率CT图像直到识别的ROI子体积；
对识别的ROI子体积进行内插以获得内插子体积(例如Iref)；
提供将图像灰度值与正弦图值相关联的模型(例如Lambert-Beer模型)；以及
使用所述初始猜测(例如Iguess)、所述内插子体积(例如Iref)和所述模型迭代地重建所述子体积，以获得重建的图像(例如Iimage)。
108.根据权利要求107所述的系统，其中：
所述下采样的正弦图的每个投影具有第一分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的N个像素关联，并存储表示从关联的N个像素检测的信号的值(例如，N是大于或等于1的整数)]，以及
所述被截断的正弦图的每个投影表示对于与投影关联的角度穿过被投影的感兴趣区域记录的信号，并具有第二分辨率[例如，所述投影的每个数据元素与所述检测器上的特定位置的M个像素关联，并存储表示从关联的M个像素检测的信号的值(例如M是大于或等于1的整数)]，其中，所述第二分辨率比所述第一分辨率高(例如M＜N)。
109.根据权利要求107或权利要求108中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图的每个投影基于所述被截断的正弦图的分辨率被内插，以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率转换成所述被截断的正弦图的分辨率(例如以将所述下采样的正弦图的每个投影的分辨率从所述第一分辨率转换成所述第二分辨率)。
110.根据权利要求107至权利要求108中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器通过以下步骤确定所述多个组合投影中的每个组合投影：
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域外部的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自对应的内插投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值；以及
对于与所述组合投影关联的角度，在与所述检测器在被投影的感兴趣区域内的位置对应的所述组合投影的数据元素中存储来自所述被截断的正弦图的对应投影(例如与相同角度关联)的对应数据元素(例如与所述检测器上的相同位置关联)的值。
111.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图包括使用所述受试者的第一多角度扫描(例如以前)获取的多个下采样的投影，并且所述被截断的正弦图包括使用所述受试者的第二多角度扫描(例如以前)获取的多个被截断的投影。
112.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述指令使所述处理器：
通过所述受试者的第一多角度扫描获取多个下采样的投影，以获得所述下采样的正弦图；以及
通过所述受试者的第二多角度扫描获取多个被截断的投影，以获得所述被截断的正弦图。
113.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，其中，所述下采样的正弦图和所述被截断的正弦图都是使用所述受试者的单个(例如高分辨率)多角度扫描获得的，所述下采样的正弦图的每个投影对应于所述多角度扫描的投影的下采样形式，并且所述被截断的正弦图的每个投影对应于在所述多角度扫描中获取的投影的裁剪形式。
114.根据权利要求107至权利要求110中任一项所述的系统，所述系统包括对于所述受试者的多角度扫描(例如多角度CT扫描)的多个角度中的每个角度，所述指令使所述处理器：
获取存储数据的对应的初始投影，所述数据表示来自完整检测器面积的信号；
对获取的投影进行下采样，以达到降低的分辨率，从而获得具有比所述初始投影的分辨率低的分辨率的下采样的投影(例如，使得所述下采样的投影比所述初始投影占据较小内存)；
存储所述下采样的投影，作为所述下采样的正弦图的投影；
裁剪所述初始投影，以获得存储数据的被截断的投影，所述数据表示来自与被投影的感兴趣区域对应的所述检测器的区域的信号[例如，通过去掉与对应于被投影的感兴趣区域外部的位置的所述检测器的位置关联的数据元素；例如，通过将与所述被投影的感兴趣区域外部的位置对应的检测器的位置关联的数据元素的值设置为恒定值(例如0；例如“空”)；例如，使得被截断的投影比所述初始投影占据较小内存]；以及
存储所述被截断的投影，作为所述被截断的正弦图的投影。
115.根据权利要求107至权利要求114中任一项所述的系统，其中，所述处理器包括第一类型的一个或多个处理单元(例如中央处理单元(CPU))和第二类型的一个或多个处理单元(例如图形处理单元(GPU))。
116.根据权利要求107至权利要求115中任一项所述的系统，所述系统还包括用于获取受试者的投影的CT扫描仪(例如微型CT扫描仪)(例如，包括X-射线源和X-射线检测器)。
117.根据权利要求116所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括旋转台架或者旋转转台(例如用于稳定的旋转水平运动)。
118.根据权利要求116或权利要求117所述的系统，所述系统还包括操作台。
119.根据权利要求116至权利要求118中任一项所述的系统，所述系统还包括光学图像获取子系统(例如，包括用于获得照片，例如所述受试者的荧光和/或生物荧光图像的光学检测器)。
120.根据权利要求116至权利要求119中任一项所述的系统，所述系统还包括核成像(例如PET，例如SPECT)成像系统。
121.根据权利要求119所述的系统，其中，所述光学图像获取子系统还包括激励光源(例如用于在被成像的受试者中激励荧光团以产生由所述光学检测器检测的荧光)。
122.根据权利要求116至权利要求121中任一项所述的系统，其中，所述CT扫描仪包括X-射线源、X-射线检测器以及位于所述X-射线源和X-射线检测器之间(例如紧跟在所述X-射线源之后；例如在所述X-射线源和待被扫描的受试者之间)的可调节准直器，其中：
所述可调节准直器包括：
第一组可调节百叶窗(例如两个竖直地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，所述第一组可调节百叶窗的位置能够治第一轴线移动，使得从所述X-射线源传递到所述X-射线检测器的X-射线辐射束的可变部分治着所述第一轴线(例如治着x-轴线)被裁剪；以及
第二组可调节百叶窗(例如两个水平地定向的百叶窗；例如，基本上不能透过X-射线辐射)，所述第二组可调节百叶窗的位置能够治第二轴线移动，使得所述X-射线束的可变部分治着所述第二轴线(例如治着y-轴线；例如，其中，所述第二轴线与所述第一轴线正交)被裁剪，所述可调节准直器能够操作以在受试者的多角度扫描期间根据角度移动(例如，所述可调节准直器安装在可调节安装件上，在多角度扫描期间根据角度滑动)(例如，使得在多角度扫描期间用X-射线辐射透照受试者的恒定子区域)。
123.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器在照片上识别(例如自动地识别)感兴趣区域(ROI)以确定最大对象大小dmax；
由所述处理器可选地在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域dFOV(替代性地，dFOV可以在CT配置中被预定义)；
使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；
由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
由所述处理器通过外插到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的投影中的空列(例如，S1x1，trunc中的空列)以获得完成的正弦图Spadded；以及
由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
124.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如，来自完整面板bin4图像的S4x4)；
由所述处理器可选地在照片上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，替代性地，ROI可以在CT配置中被预定义)(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；
由所述处理器使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；
由所述处理器使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插(例如用bin 1对S4x4中的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)；
由所述处理器用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断行中的数据(例如用S4x4_to_1x1的截断限制外部的求和数据替代S1x1，trunc的被截断行中的数据)，以获得求和正弦图(例如Ssum，trunc)；以及
由所述处理器使用所述求和的正弦图的投影获得所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
125.一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器访问(例如和/或获取)被截断的正弦图Strunc(例如被截断的bin 1正弦图)；
由所述处理器重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；
由所述处理器创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；以及
由所述处理器将Itrunc与Itsum，trunc组合(例如确定逐像素平均)。
126.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的方法，所述方法包括步骤：
由计算装置的处理器从照片中识别(例如自动地识别)最大对象大小dmax；
由所述处理器在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，所述感兴趣区域是所述照片的小部分)(例如<面积dmaxx dmax的30％))(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；
由所述处理器访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并从被投影的ROI识别(例如只将相关数据保存到磁盘)数据，以确定S1x1，RoiPro；
由所述处理器通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
由所述处理器通过将边缘扩展到限制边缘LIMobject(例如通过外插)替代来自所述被截断的图像的空列(S1x1，RoiPro中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及
由所述处理器使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
127.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
在照片上识别(例如自动地识别)感兴趣区域(ROI)以确定最大对象大小dmax；
在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上可选地识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域dFOV(替代性地，dFOV可以在CT配置中被预定义)；
使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；
通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject；
通过外插到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的投影的空列(例如S1x1，trunc中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及
使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
128.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于检测器裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问(例如和/或获取)下采样的正弦图(例如来自完整面板bin 4图像的S4x4)；
可选地在照片上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，替代性地，ROI可以在CT配置中被预定义)(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；
使用所述ROI访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如以确定S1x1，trunc)；
使用所述被截断的投影对所述下采样的正弦图进行内插(例如用bin 1对S4x4中的每个投影进行内插以获得S4x4_to_1x1)；
用来自所述内插数据的截断限制外部的求和数据替代来自所述被截断的投影的被截断行中的数据(例如，用S4x4_to_1x1的截断限制外部的求和数据替代S1x1，trunc的被截断行中的数据)以获得求和正弦图(例如Ssum，trunc)；以及
使用所述求和的正弦图的投影获得所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
129.一种用于将后处理校正应用到由于检测器裁剪而被截断的正弦图的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
访问(例如和/或获取)被截断的正弦图Strunc(例如被截断的bin 1正弦图)；
重建所述被截断的正弦图以获得Itrunc；
创建求和的被截断的正弦图，并重建所述求和的被截断的正弦图以获得Itsum，trunc；以及
将Itrunc与Itsum，trunc组合(例如确定逐像素平均)。
130.一种用于自动化的正弦图完成(例如待被完成的正弦图由于子体积裁剪而被截断)的系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储了指令，其中，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
从照片中识别(例如自动地识别)最大对象大小dmax；
在照片(例如与以前的步骤相同的照片)上识别(例如自动地识别)对于CT视场的感兴趣区域(ROI)(例如，其中，所述感兴趣区域是所述照片的小部分)(例如<面积dmaxx dmax的30％))(例如，通过在二维笛卡尔坐标中识别初始2D ROI在所述照片内，并使用转换矩阵将所述初始2D ROI映射到三维CT空间中，从而识别对于所述CT视场的ROI)；
访问(例如和/或获取)被截断的投影(例如bin 1投影)，并从被投影的ROI识别(例如只将相关数据保存到磁盘)数据，以确定S1x1；RoiPro；
通过将dmax投影到x-射线检测器空间，对于正弦图，确定限制列LIMobject，；
通过将边缘扩展到限制边缘LIMobject，替代来自所述被截断的图像的空列(S1x1；RoiPro中的空列)，以获得完成的正弦图Spadded；以及
使用所述完成的正弦图的投影创建所述受试者的3D图像(例如通过断层重建)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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