CN117999032A - 断层合成增益校准和图像校正 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种断层合成系统和方法，其在多个成像参数下直接组合高剂量增益图或高剂量增益图的高分辨率组成部分与低剂量增益图的低分辨率组成部分，以在多个成像参数下高效地产生高质量增益图，以对X射线图像执行增益校正。

Description

断层合成增益校准和图像校正

相关申请的交叉引用

本申请作为PCT国际专利申请于2022年9月22日提交，该申请要求于2021年9月23日提交的美国临时申请No.63/247,503的优先权和权益，该申请通过引用整体并入本文。

背景技术

乳腺癌和其它乳腺病变仍然是女性健康的重大威胁。X射线乳房X线照相和乳房断层合成是最广泛使用的早期检测、筛查和诊断工具。乳房断层合成技术允许医生查看乳房的多个图像，而不是常规乳房X射线检查中的单个图像。

例如，常规乳房X线照相为医生提供单个二维(2D)图像来评估乳房。但是，这可能会由于组织层重叠而受到限制，这可能会产生不明确的结果、假阳性或导致医生错过癌性生长。相比之下，数字乳房断层合成技术不是像常规乳房X线照相那样从上到下、从一侧到另一侧拍摄乳房图像，而是沿着乳房的曲率并在乳房移动时拍摄乳房的几个图像。然后，这些图像被编译成清晰、干净的三维(3D)图像，使医生能够更好地评估患者的乳房。

发明内容

本公开的实施例涉及用于与乳房断层合成方法相关联的乳房图像的增益校准和校正的断层合成方法和系统。

在第一方面，公开了一种用于断层合成扫描的多个成像参数下的增益校准的方法。该方法包括：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，该多个断层合成投影X射线图像中的每一个与多个成像参数之一相关联；通过对多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；生成多个低剂量增益图，该多个低剂量增益图中的每一个与与多个成像参数之一相关联的多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将多个低剂量增益图的每一个分解成多个组成部分级别；对于多个低剂量增益图中的每一个，从多个组成部分级别中提取低分辨率组成部分；以及对于多个成像参数中的每一个，将高剂量增益图与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对多个成像参数中的每一个的最终增益图。

在第二方面，公开了一种用于在多个投影角度下进行增益校准的断层合成系统。该系统包括：图像采集单元，包括X射线源和X射线图像接受器，其中图像采集单元采集对象在多个投影角度下的投影X射线图像；处理器；存储器，包括指令，该指令在由处理器执行时，使处理器：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，该多个断层合成投影X射线图像中的每一个与多个投影角度之一相关联；通过对多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；从第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；生成多个低剂量增益图，该多个低剂量增益图中的每一个与与该多个投影角度之一相关联的多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将多个低剂量增益图中的每一个分解成第二多个组成部分级别；从多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及对于多个投影角度中的每一个，将高剂量增益图的高分辨率组成部分与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合，以生成针对多个投影角度中的每一个的最终增益图。

在第三方面，公开了一种用于断层合成扫描的多个投影角度下的增益校准的方法。该方法包括：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，该多个断层合成投影X射线图像中的每一个与多个投影角度之一相关联；通过对多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；从第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；生成多个低剂量增益图，该多个低剂量增益图中的每一个与与该多个投影角度之一相关联的多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将多个低剂量增益图的每一个分解成第二多个组成部分级别；从多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及对于多个投影角度中的每一个，将高分辨率组成部分与低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对多个投影角度中的每一个的最终增益图。

附图说明

以下附图是本公开的具体实施例的说明，因此不限制本公开的范围。附图并非按比例绘制，并且旨在与以下详细描述中的解释结合使用。下文将结合附图描述本公开的实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。

图1A是示例性成像系统的示意图。

图1B是图1A的成像系统的透视图。

图2图示了图1A的系统的图像校正引擎的示例配置。

图3图示了增益图的组成部分的示例示意图。在一些示例中，增益图由系统中不同源的贡献组成。

图4图示了将增益图分解成多尺度组成部分的示例示意图。

图5图示了用于断层合成扫描的多个投影角度下的增益校准的示例方法。

图6图示了用于图像校正以补偿断层合成处理中的增益偏移的示例方法。

图7描绘了其中可以实现本示例中的一个或多个示例的合适操作环境的示例。

图8描绘了本文公开的各种系统和方法可以在其中操作的网络的示例。

具体实施方式

将参考附图详细描述各种实施例，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同的部分和组件。对各种实施例的参考并不限制所附权利要求的范围。另外，本说明书中阐述的任何示例并不旨在进行限制，而仅阐述所附权利要求的许多可能实施例中的一些实施例。

数字断层合成是一种“三维”处理，其中与常规乳房X线照相相比，以各自不同的角度但各自以较低的X射线剂量采集几个二维投影视图，并且将其重建为断层合成切片视图，这些视图可以沿着乳房中的任何期望平面并且可以表示乳房组织的任何厚度。因此，组合的重建断层合成图像集在二维图像的堆栈中表示乳房的整个厚度。对于断层合成，乳房被固定或压缩到与常规乳房X线照相相比相同或更小的程度。

当数字平板X射线成像接受器用于采集断层合成图像时，实际要求之一是提供增益校准。成像接受器可以包括数百万个成像像素的二维阵列，并且不同成像像素对照射的X射线的响应可能存在固有差异。当所有成像像素接受相同的X射线暴露时，理想情况下每个像素都应提供相同的电输出信号(像素值)。

但是，实际上情况可能并非如此，并且通常不同成像像素在暴露于相同X射线输入时提供的像素值之间存在差异。此外，跨检测器表面的入射X射线强度通常是不均匀的；例如，由于“跟效应”，X射线强度沿着从胸壁到乳头的方向下降。为了校正响应于均匀X射线暴露的像素值的差异，以及校正跨X射线成像检测器表面区域的不均匀X射线强度分布，采用了各种增益校准和图像校正技术。

通常，在常规X线乳房照相系统的测试或维修中，平板成像器通过体模暴露于X射线场，该体模模拟患者的乳房并且具有大体均匀的厚度并且由均匀的材料制成，记录像素值之间的差异，并生成考虑这种差异的增益校正图。这可以在平板X射线接受器的使用寿命期间定期进行。增益图存储在成像系统中，并且当在实际成像过程期间拍摄患者乳房的X射线图像时，系统中的软件根据增益图校正采集的像素值，使其更接近于如果所有成像像素对均匀暴露于X射线能量具有相同响应时将会产生的像素值。

对于常规的乳房X线照相，通常针对每种观察模式或X射线滤波器模式采集一个增益图。因此，给定X射线源和成像检测器之间的特定物理关系，增益校准可以用于补偿检测器像素之间的灵敏度差异和不均匀的X射线场强度。

但是，断层合成成像的特征在于X射线暴露期间X射线源投射角度的变化数量大得多、在任何一个投射角度下乳房的X射线暴露低得多、以及与常规乳房X线照相成像的其它显著差异。因此，常规乳房X线照相典型的增益图不能预期在断层合成图像采集和图像校正中良好地工作，特别是如果断层合成投影角度可能取决于成像协议或负责的卫生专业人员(例如，成像技术人员)的决定或偏好而改变。

用于对断层合成处理期间获得的图像进行增益校正的一种解决方案包括获得每个视角下的增益图像，以便使增益校正图像在所有角度下平坦。但是，断层合成方法可以包括以15个或有时甚至60个单独角度获得图像。在这种情况下，需要针对这些角度中的每个角度的增益图，以便执行适当的增益校正。每个增益图都需要高X射线剂量暴露，以维持良好的光子统计来减少图像噪声，这使得增益校准成为一个非常高的管负荷(tube loading)过程。因此，需要一种更好且更高效的增益映射方法。

增益映射由系统中不同源的贡献组成，例如，检测器像素到像素变化效应、管跟效应、视角效应、滤波器、防散射栅格、千伏峰(KVp)、体模厚度等。在最终增益图的不同组成部分中，检测器像素到像素变化是对剂量要求最高的任务，并且需要高剂量暴露才能可靠地测量它们。最终增益图的其它组成部分携带低频信息，并且不需要高剂量暴露来进行测量。

可以执行多尺度分解以分析不同尺度和层的增益图。例如，增益图可以是高分辨率和低分辨率组成部分图的乘积。

通常，高分辨率详细图像可以看起来平坦并且可能不包含与如跟效应和视角效应之类的因素相关的图像倾斜的任何信息。高分辨率层可以主要包含检测器像素到像素变化信息。另一方面，低分辨率残余图像可以清楚地显示跟效应、视角效应和其它低频因素。低分辨率残余图像可以使用低剂量暴露来获得。低分辨率层可以包含管跟效应、视角效应、滤波器效应、抗散射栅格效应、KVp效应和体模厚度效应。

除了角度图之外，在两个不同角度下的断层合成增益图的组成部分图通常可能看起来相同。换句话说，与检测器像素到像素变化、管跟效应、滤波器、防散射栅格、KVp和体模厚度效应相关联的组成部分图在不同角度下几乎相同。两个不同角度下的断层合成增益图之间的主要区别在于角度图。

所公开的系统和方法可以将除角度图之外的所有组成部分组合在一起并将其视为公共参考图。然后可以将公共参考图与与断层合成处理的每个角度相关联的每个角度图组合。因此，所公开的系统和方法有助于避免在每个视角下的高X射线剂量暴露，同时仍然维持良好的光子统计以减少图像噪声。

图1A是示例性成像系统100的示意图，并且图1B是成像系统100的透视图。同时参考图1A和图1B，并非下面描述的每个元件都在两个图中被描绘。成像系统100经由包括静态乳房支撑平台106和可移动浆108的乳房压缩固定器单元104来固定患者的乳房102以进行X射线成像(乳房X线照相、断层合成或其它成像模态之一或两者)。各自具有不同用途的不同浆在本领域中是已知的。为了上下文，本文还描述了某些示例桨。乳房支撑平台106和浆108各自分别具有压缩表面110和112，它们朝彼此移动以在成像过程期间压缩、固定、稳定或以其它方式保持和固定乳房102。在已知的系统中，压缩表面110、112被暴露以便与乳房102直接接触。这些压缩表面110、112中的一个或两个可以是刚性塑料、柔性塑料、弹性泡沫、网状物或筛网，等等。平台106还容纳图像接受器116和可选的倾斜机构118，以及可选的防散射栅格(未描绘，但部署在图像接受器116上方)。固定器单元104处于从x射线源122发出的成像射束120的路径中，使得射束120撞击在图像接受器116上。

固定器单元104经由压缩臂134支撑在第一支撑臂124上，压缩臂134被配置为沿着支撑臂124升高和降低。X射线源122支撑在也称为管头126的第二支撑臂上。对于乳房X线照相，支撑臂124和126可以绕诸如CC和MLO之类的不同成像朝向之间的轴线128作为单元旋转，使得系统100可以在每个朝向上拍摄乳房X线照片投影图像。在操作中，图像接受器116在拍摄图像的同时相对于平台106保持在适当位置。固定器单元104释放乳房102，以使臂124、126移动到不同的成像朝向。对于断层合成，支撑臂124保留在适当位置，其中乳房102被固定并保持在适当位置，而至少第二支撑臂126相对于固定器单元104和被压缩乳房102绕轴线128旋转X射线源122。系统100在相对于乳房102的射束120的各个角度处获取乳房102的多个断层合成投影图像。

同时且可选地，图像接受器116可以相对于乳房支撑平台106并与第二支撑臂126的旋转同步地倾斜。倾斜可以通过与X射线源122的旋转相同的角度，但也可以通过所选择的不同角度，使得对于多个图像中的每个图像射束120基本上保持在图像接受器116上的相同位置。倾斜可以是围绕轴线130，该轴线可以但不必在图像接受器116的图像平面中。耦合到图像接受器116的倾斜机构118可以以倾斜运动来驱动图像接受器116。对于断层合成成像和/或CT成像，乳房支撑平台106可以是水平的，并且可以与水平成一定角度，例如，与乳房X线照相中常规MLO成像的朝向类似。系统100可以完全是乳房X线照相系统、CT系统，或者完全是断层合成系统、诸如超声的其它模态，或者可以执行多种形式的成像的“组合”系统。本发明的受让人以商品名Selenia Dimensions提供了系统的示例。

当操作系统时，图像接受器116响应于成像射束120的照射而产生成像信息，并将其提供给图像处理器132以进行处理和生成乳房X射线图像。

包括软件的系统控制和工作站单元138控制系统的操作并与操作员进行交互以接收命令并传递包括已处理的射线图像的信息。系统控制和工作站单元138可以包括图像校正引擎，其可以被配置为生成增益校正图并基于所生成的增益校正图对乳房X射线图像进行增益校正。参考图2更详细地描述图像校正引擎的配置。

成像系统100包括用于将成像系统100支撑在地板上的地板支架或底座140。台架142从地板支架140向上延伸并可旋转地支撑管头208和支撑臂210。管头126和支撑臂124被配置为彼此不连续地旋转并且也可以沿着台架142的面144升高和降低以便适应不同身高的患者。X射线源122部署在管头208内。管头126和支撑臂124一起可以被称为C形臂144。

多个接口和显示屏部署在成像系统100上。这些包括带脚显示屏146、台架接口148、支撑臂接口150和压缩臂接口152。一般而言，各种接口148、150和152可以包括一个或多个触觉按钮、旋钮、开关，以及一个或多个显示屏，包括具有图形用户界面(GUI)的电容式触摸屏，以便使用户能够与成像系统100交互和控制成像系统100。一般而言，带脚显示屏146主要是显示屏，但如果需要或期望，也可以使用电容式触摸屏。

图2图示了图1A的系统的图像校正引擎202的示例配置200。例如，图像校正引擎202可以被配置在成像系统100的工作站138内。由此，图2的描述涉及图1A和图1B中描绘的部件并相应地编号。图像校正引擎202可以被配置为包括图像采集模块204、高剂量图像生成模块206和增益图生成模块208。其它类型的模块也是可能的。

图像采集模块204可以被配置为使得成像系统100以断层合成处理所需的多个成像参数采集体模或患者乳房的X射线图像。虽然大体上与主要包括投影角度的成像参数下的增益校准相关联地描述示例配置200，但是其它类型的成像参数也可以用在用于增益校准的方法中。例如，成像参数可以是以下之一：kVp、滤波器材料类型、乳房厚度和栅格位置。其它类型的成像参数也是可能的。

图像采集模块204可以使得成像系统100以多个投影角度执行断层合成数据采集。在一些系统100中，图像接受器116可以在断层合成数据采集期间相对于固定器单元104移动。在其它系统中，图像接受器115可以不同地移动或者根本不移动。通常，该运动可以是机动化的。X射线源122的运动可以是连续的，或者X射线源可以在移动到另一个投影角度之前在一个投影角度下停止并发射成像X射线。图像接受器116可以以与入射X射线能量相关的像素值阵列的形式提供投影图像数据。

在校准序列的情况下，校准体模可以固定在固定器单元104中，处于与拍摄患者乳房的X射线时患者乳房的位置类似的位置。图像采集模块204然后可以使得成像系统以多个投影角度执行与体模相关联的断层合成数据采集。

为了采集患者的投影图像，可以将患者的乳房固定在固定器单元104中。图像采集模块204然后可以使得成像系统100以多个投影角度执行与患者的乳房相关联的断层合成数据采集。

高剂量图像生成模块206可以被配置为从由图像采集模块204在多个投影角度下采集的体模的多个断层合成X射线投影图像生成高剂量X射线图像。生成的高剂量X射线图像可以由增益图生成模块208在生成增益校正图时使用。

在非限制性示例中，成像系统100可以被配置为以15个投影角度执行体模的断层合成成像。执行断层合成成像的成像系统100将生成体模的15个X射线图像。但是，由于扫描的低剂量性质，每个像素的光子数量相对低，因此15个图像中的每一个都可能出现“噪声”。例如，在15个投影的使用32kV、120mAs的“三维”断层合成扫描中，每个视图的X射线暴露为8mAs，并且0.07mmx0.07mm检测器像素阵列中每个像素的光子数可能只有约2000个光子。这可能导致生成的X射线图像出现噪声。由噪声图像得到的增益图可能包含由于光子数低而产生的误差。

与噪声图像相关的上述问题的一种解决方案可以通过重复扫描几次来解决。如果使用32kV和120mA的断层合成扫描被重复5次，并且使用了三邻点视图平均，那么每个视角下增益图中每个像素的光子数可能是30k光子(2000x3x5)。但是，这种解决方案将需要进行5次断层合成扫描，这会花费大量时间，并对X射线管的寿命产生负面影响。

所公开的高剂量图像生成模块206提供了一种用于通过一起使用所有低剂量图像创建新的高剂量图像仅使用一次断层合成扫描来采集高剂量图像的解决方案。高剂量图像生成模块206可以组合并平均来自单次断层合成扫描的每个投影角度的图像，以创建不包括在低剂量图像中看到的噪声的高剂量图像。

对于包括15个投影角度的断层合成扫描，其中每个角度每个像素的光子数是2000，可以通过组合和平均15个图像来创建新的高剂量图像。新创建的高剂量图像的每像素光子数为30k光子(2000x15)。因此，高剂量图像生成模块206可以产生高剂量图像，该高剂量图像可以用于生成最小化由于低光子计数引起的噪声的增益图。

增益图生成模块208被配置为创建可以用于对患者乳房图像进行增益校正的增益校正图。例如，由图像采集模块204采集的体模的多个X射线投影图像和由高剂量图像生成模块206生成的相关联的高剂量图像可以用于生成增益校正图。

虽然从通过组合由高剂量图像生成模块206在多个投影角度下采集的多个低剂量图像生成的高剂量图像导出的高剂量增益图可能噪声较小，但是使用高剂量增益图进行的任何增益校正可能看起来倾斜或呈杯状。换句话说，通过高剂量增益图进行增益校正的任何图像可能看起来不平坦，因为高剂量增益图不包括校正的角度信息。

虽然从每个由图像采集模块204在多个投影角度中的每个投影角度下采集的低剂量图像导出的低剂量增益图中的每一个可能由于正确且准确的角度信息而看起来平坦，但是使用低剂量增益图进行的任何增益校正可能由于图像的光子计数低而看起来有噪声。

使用高剂量增益图和低剂量增益图的组合来生成最终增益图可以产生噪声较少且平坦的增益校正图像。在示例中，增益图生成模块208可以被配置为从与断层合成扫描的每个投影角度对应的每个低剂量图像生成低剂量增益图。在另一个示例中，增益图生成模块208可以被配置为根据通过组合多个低剂量图像生成的高剂量图像来生成高剂量增益图，如上面关于高剂量图像生成模块206所描述的。然后可以通过将来自高剂量增益图的组成部分与来自低剂量增益图的组成部分组合来生成最终增益图。

将高剂量增益图和低剂量增益图分解成组成部分级别并且将高剂量增益图的高分辨率组成部分与多个低剂量增益图的低分辨率组成部分组合的处理结合图3-5更详细地描述。

图像校正模块210可以被配置为从图像采集模块204接收在多个投影角度中的每一个下的患者乳房的X射线图像，并且使用来自增益图生成模块208的最终增益图对接收到的患者乳房的X射线图像进行增益校正。

为了采集患者的投影图像，移除体模并将患者的乳房固定到固定器单元104。图像采集模块204然后被配置为使用断层合成成像序列对患者的乳房进行X射线检查。例如，患者乳房的断层合成成像序列生成以多个投影角度拍摄的投影X射线图像。

图像校正模块210接收在多个投影角度拍摄的患者乳房的投影X射线图像以及来自增益图生成模块208的最终增益图。对于每个投影角度，图像校正模块210然后可以使用最终增益图来对与投影X射线图像的每个像素相关联的增益值进行调整，以创建增益校正的投影X射线图像集合。图3图示了增益图各组成部分的示例示意图。

增益图由系统中不同源的贡献组成。例如，增益图302可以是包括检测器像素到像素变化图304、滤波器图306、视角图308、kV图310、栅格图312和厚度图314的各个组成部分的乘积。在其它示例中，增益图302可以是更多、更少或不同的各个组成部分的乘积。

检测器图可以仅包含检测器的像素到像素的增益变化。当具有空间均匀强度的X射线束照射平板X射线检测器时，原始X射线图像的所有像素的信号计数可能看起来不均匀。由于不同像素之间的X射线到电信号的转换功率并不完全相同，因此每个像素生成的电信号可能与检测器中的其它像素不同。换句话说，每个像素处的检测器增益可能不同。例如，每个像素处的检测器增益的倒数的图可以被称为检测器增益图或检测器图。当检测器图与原始图像相乘时，新图像中的信号计数可能变得相同，并且检测器像素到像素的增益变化全部被抵消。

来自X射线管的射束强度在检测器表面上可能不具有均匀的空间分布，这被称为跟效应。跟效应可能会受到一些因素的影响，包括kVp、滤波器、厚度和栅格。影响跟效应的因素最终也会影响系统增益图。理想情况下，完美的增益图补偿由包括但不限于kVp、滤波器、厚度和栅格在内的因素贡献的跟效应。因此，增益图可以包括与这些因素中的每一个相关的组成部分，并且增益图可以被分解成与这些因素中的每一个相关的组成部分的乘积。

例如，不同材料和厚度的X射线滤波器可以不同地修改X射线信号轮廓。使用0.05毫米厚的铑滤波器测量的系统增益图可能与使用0.7毫米厚的铝滤波器测量的增益图不同。X射线管kVp也可能影响跟效应。例如，沿着胸壁到乳头方向的X射线强度在低kVp时比在高kVp时下降得更快。为了完美地展平在不同kVp下拍摄的X射线图像，最好使用在该kVp下拍摄的增益图。体模厚度以及X射线防散射栅格的存在也可以修改检测器上X射线束的强度分布，从而影响系统增益图。

在各个组成部分304-314中，检测器像素到像素增益变化304可以是最需要剂量的任务。检测器像素到像素增益组成部分是高分辨率组成部分，其需要高剂量暴露才能可靠测量。其它各个组成部分306-314可以仅包括低分辨率组成部分并且因此不需要高剂量暴露来测量。相反，可以使用低剂量暴露来可靠地测量各个组成部分306-314。

在多个投影角度中的每一个下的增益图302可以被分解成多个组成部分，包括高分辨率组成部分和低分辨率组成部分。但是，每个与投影角度对应的多个增益图共享公共组成部分。

在所公开的各个组成部分304-314中，检测器像素到像素变化图304、滤波器图306、kV图310、栅格图312和厚度图314在不同投影角度下具有非常小的变化。仅视角308包括基于投影角度的显著变化。因此，在一些示例中，检测器像素到像素变化图304、滤波器图306、kV图310、栅格图312和厚度图314可以被提取一次并在不同增益图之间共享。但是，由于视角图308随着投影角度改变而变化，因此可以针对每个投影角度提取视角图308。

最终增益图因此可以包括包括检测器像素到像素变化图304、滤波器图306、kV图310、栅格图312和厚度图314的共同共享的角度无关的参考图与视角图308的乘积。通过重复使用不同投影角度中公共的增益图组成部分，可以避免在每个投影下测量增益图的多次高剂量暴露。从增益图中提取高剂量和低剂量组成部分的处理将结合图4进一步描述。

期望的商业实施方式可以包括公共参考图，其包括除了角度图之外的高分辨率组成部分和低分辨率组成部分，但是在其它实施方式中，公共参考图可以包括除了滤波器图、kV图、栅格图和厚度图之一的高分辨率组成部分和低分辨率组成部分的组合。

图4图示了将增益图分解成多尺度组成部分的示例示意图。

如关于图3所描述的，增益图可以被视为高分辨率和低分辨率组成部分图的乘积。可以对图像执行多尺度分解处理以将图像分解成详细图像和残余图像。多尺度分解处理可以对所得残余图像重复几次，以进一步从图像中提取高分辨率组成部分。在每个级别，高分辨率组成部分被提取出来以形成详细图像，并且图像的剩余组成部分被用作执行下一级别分解的残余图像。

经过几级分解之后，图像的分辨率变得足够低并且不需要执行更多的分解。在前几级分解中提取出的详细图像对高剂量组成部分(诸如检测器像素到像素增益变化)更敏感，而对低剂量组成部分(诸如kV、滤波器、角度、栅格和厚度)更不敏感。例如，包括高分辨率组成部分的详细图像可以用于生成包括检测器像素到像素变化数据的高剂量增益图。最后几级分解的残余图像对剂量不太敏感，并且包括关于低分辨率组成部分(诸如kV、滤波器、角度、栅格和厚度)的数据。例如，包括低分辨率组成部分的残余图像可以用于生成包括滤波器数据、视角数据、kV数据、栅格数据和厚度数据的低分辨率增益图。

原始图像402可以包括体模在多个投影角度之一下的X射线投影图像。原始图像402可以被分解成详细图像404和残余图像406。分解处理可以使用多尺度金字塔分解处理、小波分解处理、FFT分解处理来完成。其它类型的分解处理也是可能的。

原始图像402可以在分解处理的第一级别或级别1被分解成第一级别详细图像404和第一级别残余图像406。对于分解处理的级别2，可以通过将第一级别残余图像406分解成第二级别详细图像408和第二级别残余图像410来重复该处理。当第二级别残余图像410被分解成第三级别详细图像412和第三级别残余图像414时，分解处理可以继续，第三级别残余图像414被分解成第四级别详细图像416和第四级别残余图像418，并且第四级别残余图像418被分解成第五级别详细图像420和第五级别残余图像422。

分解处理可以继续直到图像不再能够被分解或者直到已经实现了足够数量的分解循环来提取高分辨率组成部分和低分辨率组成部分。例如，分解处理可以继续直到生成第N级别详细图像424和第N级别残余图像426。

由图像采集模块204(上面关于图2描述的)在多个投影角度下采集的体模的低剂量X射线投影图像被分解成多个级别。来自最后几级分解的残余图像包括低分辨率组成部分，其可以被提取用于生成最终增益图，如关于图2的增益图生成208所描述的。

可以基于评估是否残余图像的足够的高分辨率组成部分已被过滤出以及残余图像是否包含足够的分辨率来提取低分辨率组成部分来选择从中生成低剂量增益图并提取低分辨率组成部分的分解残余图像的级别。最期望的级别可以是分解的第三级至第六级或最后一级。提取低分辨率组成部分的确切分解级别可能因图像和断层合成处理而异。

图像采集模块204将体模的多个低剂量X射线投影图像组合而构建的高剂量X射线投影图像被分解成多个级别。来自最初几级分解的详细图像包括可以被提取用于生成最终增益图的高分辨率组成部分，如关于图2的增益图生成208所描述的。

在一些示例中，可以从由第一级别详细图像404生成的增益图提取高分辨率组成部分。在其它示例中，可以从增益图中提取高分辨率组成部分，该增益图是根据来自除了第一级别之外的另一个级别的详细图像生成的。可以基于提供最佳高分辨率组成部分的级别来选择理想级别。

图5图示了用于断层合成扫描的多个投影角度下的增益校准的示例方法500。

方法500开始于操作502。在操作502中，成像系统100用于执行一次或多次断层合成扫描，以采集体模的多个断层合成投影X射线图像。采集的多个图像是低剂量X射线投影图像。

图像校正引擎202的图像采集模块204可以用于配置成像系统100对多个图像的采集。校准体模可以由具有基本均匀厚度的均匀材料制成，以模拟患者受压的乳房。体模可以被固定在成像系统100的固定器单元104中，其位置类似于拍摄患者乳房的X射线时患者乳房的位置。为了导出增益图，系统100在断层合成模式下操作并且在多个成像参数中的每一个处拍摄体模的X射线投影图像。在一些示例中，成像参数可以包括投影角度。在其它示例中，成像参数可以包括kVp、滤波器材料类型、乳房厚度或栅格位置。其它类型的成像参数也是可能的。每个投影X射线图像由与在接受器116中的成像像素阵列的相应像素位置处接收到的X射线相关的像素值来表示。

操作504包括生成高剂量X射线图像。图像校正引擎202的高剂量图像生成模块206可以通过组合和平均在操作502中采集的多个低剂量X射线投影图像来生成高剂量X射线图像。如关于图2进一步描述的，组合和平均低剂量图像产生高剂量图像，其减少了由于低光子计数引起的噪声。

操作506包括从在操作504中生成的高剂量X射线图像生成高剂量增益图。例如，生成高剂量增益图可以包括确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的平均信号计数。除了确定平均信号计数之外，生成高剂量增益图还包括确定来自与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的每个像素的原始信号计数。

增益图可以通过计算与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的增益校正系数并且将像素阵列中的每个像素的增益校正系数组装到高剂量增益图中来生成。在一些示例中，增益校正系数可以是特定像素的平均信号计数与原始信号计数的倒数的乘积。在其它示例中，可以以不同的方式计算增益校正系数。

操作508包括从在操作506中生成的高剂量增益图提取高分辨率组成部分。图像校正引擎202的增益图生成模块208可以使用关于图2描述的分解处理来将在操作506中生成的高剂量增益图分解成多级组成部分并从该分解处理的第一个或前几个级别之一的详细图像中提取高分辨率组成部分。在一些示例中，高分辨率组成部分可以仅包括检测器像素到像素变化数据。在其它示例中，高剂量增益图也可以包括其它类型的高分辨率数据和低分辨率数据。

可以根本不从由高剂量投影图像生成的高剂量增益图提取高分辨率组成部分，并且可以跳过操作508。可以使用高剂量增益图本身来代替提取增益图的各个组成部分。当所公开的示例中的高剂量增益图的高分辨率组成部分仅或大部分由检测器像素到像素变化数据组成时，从高剂量增益图提取高分辨率组成部分的步骤可能是不必要的并且高剂量增益图本身可以用于最终增益图的计算。由此，可以不需要提取高剂量增益图并且可以跳过操作508并且可以在操作506完成时执行操作510。

操作510包括生成多个低剂量增益图，其中多个低剂量增益图中的每一个与与多个成像参数之一对应的多个投影X射线图像之一相关联。图像校正引擎202的增益图生成模块208可以基于从操作502针对断层合成扫描的多个成像参数中的每一个成像参数采集的对应X射线投影图像来生成该成像参数的增益图。

生成低剂量增益图的处理可以与在操作506中生成高剂量增益图时使用的处理相同或相似。该处理中的一个差异可以是，增益图是根据在操作502中采集的低剂量X射线投影图像而不是在操作504中生成的高剂量投影图像来生成的。

操作512包括从在操作510中生成的多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分。图像校正引擎202的增益图生成模块208可以使用关于图2描述的分解处理来将在操作510中生成的低剂量增益图分解成多级组成部分并且从该分解处理的最后一个或最后几个级别之一的详细图像中提取低分辨率组成部分。

低分辨率组成部分可以包括滤波器数据、视角数据、kV数据、栅格数据和厚度数据。低剂量增益图也可以包括其它类型的低分辨率数据。

在大多数情况下，在最终增益图生成的任何步骤中根本不使用低剂量增益图的高分辨率组成部分，因为仅包括低剂量增益图的低分辨率组成部分并与高剂量增益图或其高分辨率组成部分组合。因此，低剂量增益的分解处理经常被简化为跳过将低剂量增益图转换成其高分辨率和低分辨率级别组成部分中的每一个的完整分解处理，并且直接进入第N级低分辨率残余组成部分图像。在这种情况下，可以选择除完整多尺度沉积处理之外的更高效的处理算法来执行计算。例如，2x2、4x4、8x8(等等)像素合并方法可以用于导出低剂量增益图的低分辨率组成部分。

操作514包括将高剂量增益图的高分辨率组成部分与从低剂量增益图中的每一个提取的多个低分辨率组成部分中的每一个进行组合，以生成多个成像参数中的每一个的最终增益图。图像校正引擎202的增益图生成模块208可以通过将高剂量增益图或高剂量增益图的高分辨率组成部分与在操作502-512中采集并生成的低剂量增益图的低分辨率组成部分组合来生成最终增益图。

如关于图3进一步描述的，高剂量增益图或高剂量增益图的高分辨率组成部分包括检测器像素到像素变化。通常，当成像参数包括投影角度时，检测器像素到像素变化在不同的投影角度下不会改变。除角度组成部分外，低剂量增益图的大多数低分辨率组成部分在不同的投影角度下也不会改变。

可以提取出在不同成像参数之间不改变的高分辨率组成部分和低分辨率组成部分，并且生成公共参考增益图。然后，低剂量增益图的在每个成像参数之间不同的剩余的一个或多个组成部分可以在每个成像参数下单独地与共同参考增益图组合，以生成每个成像参数下的最终增益图。在一些示例中，依赖于成像参数的组成部分可以是视角图。在其它示例中，依赖于成像参数的组成部分可以是滤波器图、kV图、栅格图或厚度图。其它选项也是可能的。

图6图示了用于图像校正以补偿断层合成处理中的增益偏移的示例方法600。

方法600开始于操作602。在操作602中，成像系统100用于执行一次或多次断层合成扫描，以采集体模的多个断层合成投影X射线图像，如关于图5的操作502所描述的。

在操作604中，从在操作602中采集的体模的X射线投影图像生成多个成像参数中的每一个的增益图。在不同像素之间标准化图像检测器输出的处理被称为“增益校正”。增益图是与图像接受器116的成像像素阵列中的每个像素相关联的增益校正系数的图。生成增益图的处理将结合图2-5更详细地描述。

在操作606中，存储从操作604生成的增益图。在一些示例中，所生成的增益图可以存储在成像系统100本身中。在其它示例中，所生成的增益图可以存储在可经由网络访问的远程位置中并且可以根据需要进行检索。

虽然所公开的系统和方法描述了关于校准体模的增益图的生成和图像校正处理，但是应当注意的是，不同类型的校准体模可以用于模拟不同的乳房成像协议，并且可以生成并存储与多个乳房成像协议相关联的多个增益图。在选择断层合成乳房成像协议时，可以自动检索并使用适当的增益图集合。

在操作608中，采集患者乳房在多个成像参数中的每一个下的断层合成X射线图像。为了采集患者的投影图像，可以移除体模，并且可以将患者的乳房固定在固定器单元104中，并使用断层合成成像序列对患者的乳房进行X射线照射。在成像参数是投影角度的示例中，患者乳房的断层合成成像序列可以生成在多个投影角度拍摄的投影X射线图像，这些投影角度在数量和角度值上可以与采集体模图像时使用的投影角度相同或不同。

在操作610中，使用来自操作606的存储的增益图对患者乳房的X射线图像进行增益校正。成像系统100的系统控制和工作站单元138可以包括处理装备，其从图像接受器116接收来自操作602和608的体模的投影图像和患者乳房的投影图像。工作站单元138然后可以使用在操作604和606中生成并存储的增益图对乳房图像执行增益校正处理。

工作站单元138还可以使得显示所得的增益校正图像、存储图像和其它信息、提供系统控制以控制增益校正图像的各方面。工作站单元138还可以用于识别可疑的异常或选择其它特性、准备或控制用于显示的图像、准备用于存储(诸如符合DICOM的存储)的图像、为X射线技术专家或其它健康专业人员提供界面，以及提供与图像相关联的其它控制功能。

图7图示了可以在其中实现给出的示例中的一个或多个的合适操作环境700的一个示例。该操作环境可以直接并入到本文公开的虚拟化系统中，或者可以并入到与本文描述的乳房成像系统分离但用于控制本文描述的乳房成像系统的计算机系统中。例如，这样的计算机系统可以是图1A中描绘的工作站。这仅是合适的操作环境的一个示例，并且不旨在对使用或功能的范围暗示任何限制。其它众所周知的可以适合使用的计算系统、环境和/或配置包括但不限于成像系统、个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程消费电子产品，诸如智能电话、网络PC、小型计算机、大型计算机、平板电脑、包括上述任何系统或设备的分布式计算环境等。

在操作环境700最基本的配置中，通常包括至少一个处理单元702和存储器704。取决于计算设备的确切配置和类型，存储器704(除其它外，还存储(用于从数据存储设备或传感器读取，或执行本文公开的其它方法)的指令)可以是易失性存储器708(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)，或两者的某种组合。指令706可以包括图像校正引擎指令，该指令在由处理单元702执行时，使得处理单元702使得图像校正引擎202执行关于图2进一步描述的操作。这种最基本的配置如图7中的虚线712所示。此外，环境700也可以包括存储设备(可移除设备714和/或不可移除设备716)，包括但不限于磁或光盘或带。类似地，环境700也可以具有诸如触摸屏、键盘、鼠标、笔、语音输入等的(一个或多个)输入设备720和/或诸如显示器、扬声器、打印机等的(一个或多个)输出设备722。环境中也可以包括一个或多个通信连接718，诸如LAN、WAN、点对点、蓝牙、RF等。

操作环境700通常包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由处理单元702或具有操作环境的其它设备访问的任何可用介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储设备、固态存储装置或任何其它可以用于存储期望信息的有形介质。通信介质在诸如载波或其它传输机制的调制数据信号中实施计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”是指具有以将信息编码在信号中的方式来设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线介质，以及诸如声学、RF、红外和其它无线介质之类的无线介质。以上任何的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。计算机可读设备是结合计算机存储介质的硬件设备。

操作环境700可以是使用到一台或多台远程计算机的逻辑连接在联网环境中操作的单个计算机。远程计算机可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其它公共网络节点，并且通常包括上述许多或所有元件以及未提及的其它元件。逻辑连接可以包括可由通信媒体支持的任何方法。这样的联网环境在办公室、企业范围的计算机网络、内联网和互联网中是常见的。

在一些实施例中，本文描述的部件包括可由计算机系统700执行的此类模块或指令，其可以被存储在计算机存储介质和其它有形介质上并在通信介质中传输。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。以上任何的组合也应包括在可读介质的范围内。在一些实施例中，计算机系统700是将数据存储在远程存储介质中以供计算机系统700使用的网络的一部分。

图8是其中可以操作本文公开的各种系统和方法的网络800的实施例。在实施例中，诸如客户端设备802的客户端设备可以经由网络800与一个或多个服务器(诸如服务器804和806)通信。在实施例中，客户端设备可以是包括本文描述的所有功能的独立成像系统(例如，图1A中描绘的成像系统100)。客户端设备还可以包括或结合膝上型电脑、个人计算机、智能电话、PDA、上网本或任何其它类型的计算设备，诸如图7中的计算设备。在示例中，这样的客户端设备可以连接到成像系统。在实施例中，服务器804和806也可以是任何类型的计算设备，诸如图7所示的计算设备。网络800可以是能够促进客户端设备与一个或多个服务器804和806之间的通信的任何类型的网络。例如，可以经由成像系统在本地获取表面图像数据和内部图像数据，并将其传送至另一个(或多个)计算设备以进行进一步处理，诸如图像获取工作站或基于云的服务。此类网络的示例包括但不限于LAN、WAN、蜂窝网络和/或互联网。

在实施例中，本文公开的各种系统和方法可以由一个或多个服务器设备执行。例如，在一个实施例中，可以采用诸如服务器804之类的单个服务器来执行本文公开的系统和方法，诸如本文讨论的成像方法。客户端设备802可以经由网络800与服务器804交互。在另外的实施例中，客户端设备802还可以执行本文公开的功能，诸如扫描和图像处理，然后可以将其提供给服务器804和/或806。

下面提供本文描述的系统和方法的说明性示例。本文描述的系统或方法的实施例可以包括下述条款中的任何一个或多个及其任意组合：

条款1。一种用于在断层合成扫描的多个成像参数下进行增益校准的方法，所述方法包括：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个成像参数之一相关联；通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与与所述多个成像参数之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将所述多个低剂量增益图中的每一个分解成多个组成部分级别；对于所述多个低剂量增益图中的每一个，从所述多个组成部分级别中提取低分辨率组成部分；以及对于所述多个成像参数中的每一个，将高剂量增益图与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对所述多个成像参数中的每一个的最终增益图。

条款2。如条款1所述的方法，还包括：存储所述多个成像参数中的每一个的最终增益图；在所述多个成像参数中的每一个下采集患者乳房的断层合成X射线图像；以及使用针对所述多个成像参数中的每一个所存储的最终增益图对患者乳房的断层合成X射线图像进行增益校正，以产生增益校正的乳房图像。

条款3。如条款1-2中的任一项所述的方法，其中所述成像参数包括以下之一：投影角度、kVp、滤波器材料类型、乳房厚度和栅格位置。

条款4。如条款1-3中的任一项所述的方法，其中所述一次或多次断层合成扫描由包括X射线源和X射线图像接受器的图像采集单元执行，其中所述图像采集单元在所述多个成像参数下采集对象的投影X射线图像。

条款5。如条款1-4中的任一项所述的方法，其中生成高剂量增益图包括：确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的平均信号计数；确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的原始信号计数；计算与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的增益校正系数，其中增益校正系数是特定像素的平均信号计数与原始信号计数的倒数的乘积；以及将像素阵列中的每个像素的增益校正系数组装到高剂量增益图中。

条款6。如条款1-5中的任一项所述的方法，其中分解所述多个低剂量增益图中的每一个包括分解成多个分辨率级别，其中所述多个分辨率级别中的每个级别包括详细图像和残余图像。

条款7。如条款6所述的方法，其中使用多尺度分解处理来执行分解所述多个低剂量增益图中的每一个。

条款8。如条款6-7中的任一项所述的方法，其中提取低分辨率组成部分包括从所述多个分辨率级别中的最后一个级别的残余图像中提取低分辨率组成部分。

条款9。如条款1-8中的任一项所述的方法，其中高剂量增益图包括X射线检测器像素到像素增益变化数据。

条款10。如条款1-9中的任一项所述的方法，其中低分辨率组成部分包括以下之一：角度数据、kV数据、滤波器数据、栅格数据和厚度数据。

条款11。一种用于在多个投影角度下进行增益校准的断层合成成像系统，所述系统包括：图像采集单元，其包括X射线源和X射线图像接受器，其中图像采集单元在所述多个投影角度下采集对象的投影X射线图像；处理器；存储器，其包括指令，该指令在由所述处理器执行时，使得处理器：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个投影角度之一相关联；通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；从所述第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与与所述多个投影角度之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将所述多个低剂量增益图中的每一个分解成第二多个组成部分级别；从所述多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及对于所述多个投影角度中的每一个，将高剂量增益图的高分辨率组成部分与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合，以生成针对所述多个投影角度中的每一个的最终增益图。

条款12。如条款11所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述处理器：存储所述多个投影角度中的每一个的最终增益图；在所述多个投影角度中的每一个下采集患者乳房的断层合成X射线图像；以及使用针对所述多个投影角度中的每一个所存储的最终增益图对患者乳房的断层合成X射线图像进行增益校正，以产生增益校正的乳房图像。

条款13。如条款11-12中的任一项所述的系统，其中执行所述一次或多次断层合成扫描以采集体模的多个断层合成投影X射线图像。

条款14。如条款11-13中的任一项所述的系统，其中所述指令在被所述处理器执行以生成高剂量增益图时使得所述处理器：确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的平均信号计数；确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的原始信号计数；计算与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的增益校正系数，其中增益校正系数是特定像素的平均信号计数与原始信号计数的倒数的乘积；以及将像素阵列中的每个像素的增益校正系数组装到高剂量增益图中。

条款15。如条款11-14中的任一项所述的系统，其中分解高剂量增益图和分解所述多个低剂量增益图中的每一个包括分解成多个分辨率级别，其中所述多个分辨率级别中的每个级别包括详细图像和残余图像。

条款16。如条款15所述的系统，其中分解高剂量增益图和分解所述多个低剂量增益图中的每一个是使用多尺度分解处理来执行的。

条款17。如条款15-16中的任一项所述的系统，其中提取高分辨率组成部分包括从高于所述多个分辨率级别中的最后一个级别的级别的详细图像中提取高分辨率组成部分，并且提取低分辨率组成部分包括从所述多个分辨率级别中的最后一个级别的残余图像中提取低分辨率组成部分。

条款18。如条款11-17中的任一项所述的系统，其中高分辨率组成部分包括X射线检测器像素到像素增益变化数据。

条款19。如条款11-18中的任一项所述的系统，其中低分辨率组成部分还包括角度数据、kV数据、滤波器数据、栅格数据和厚度数据之一。

条款20。一种用于断层合成扫描的多个投影角度下的增益校准的方法，所述方法包括：执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个投影角度之一相关联；通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；从所述第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与与所述多个投影角度之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；将所述多个低剂量增益图的每一个分解成第二多个组成部分级别；从所述多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及对于所述多个投影角度中的每一个，将高分辨率组成部分与低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对所述多个投影角度中的每一个的最终增益图。

本公开参考附图描述了本技术的一些示例，其中仅示出了一些可能的示例。但是，其它方面可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的示例。相反，提供这些示例是为了使本公开透彻和完整，并将可能示例的范围充分传达给本领域技术人员。

虽然本文描述了具体示例，但是本技术的范围不限于那些具体示例。本领域技术人员将认识到在本技术范围内的其它示例或改进。因此，仅作为说明性示例公开了具体的结构、动作或介质。除非本文另有说明，否则根据本技术的示例还可以组合一般公开但没有明确组合例示的元件或部件。本技术的范围由所附权利要求及其中的任何等同形式限定。

Claims (20)

1.一种用于在断层合成扫描的多个成像参数下进行增益校准的方法，所述方法包括：

执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个成像参数之一相关联；

通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；

生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；

生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与和所述多个成像参数之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；

将所述多个低剂量增益图中的每一个分解成多个组成部分级别；

对于所述多个低剂量增益图中的每一个，从所述多个组成部分级别中提取低分辨率组成部分；以及

对于所述多个成像参数中的每一个，将高剂量增益图与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对所述多个成像参数中的每一个的最终增益图。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

存储所述多个成像参数中的每一个的最终增益图；

在所述多个成像参数中的每一个下采集患者乳房的断层合成X射线图像；以及

使用针对所述多个成像参数中的每一个所存储的最终增益图对患者乳房的断层合成X射线图像进行增益校正，以产生增益校正的乳房图像。

3.如权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中所述成像参数包括以下之一：投影角度、kVp、滤波器材料类型、乳房厚度和栅格位置。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中所述一次或多次断层合成扫描由包括X射线源和X射线图像接受器的图像采集单元执行，其中所述图像采集单元在所述多个成像参数下采集对象的投影X射线图像。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中生成高剂量增益图包括：

确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的平均信号计数；

确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的原始信号计数；

计算与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的增益校正系数，其中增益校正系数是特定像素的平均信号计数与原始信号计数的倒数的乘积；以及

将像素阵列中的每个像素的增益校正系数组装到高剂量增益图中。

6.如权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中分解所述多个低剂量增益图中的每一个包括分解成多个分辨率级别，其中所述多个分辨率级别中的每个级别包括详细图像和残余图像。

7.如权利要求6所述的方法，其中使用多尺度分解处理来执行分解所述多个低剂量增益图中的每一个。

8.如权利要求6-7中的任一项所述的方法，其中提取低分辨率组成部分包括从所述多个分辨率级别中的最后一个级别的残余图像中提取低分辨率组成部分。

9.如权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中高剂量增益图包括X射线检测器像素到像素增益变化数据。

10.如权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中低分辨率组成部分包括以下之一：角度数据、kV数据、滤波器数据、栅格数据和厚度数据。

11.一种用于在多个投影角度下进行增益校准的断层合成成像系统，所述系统包括：

图像采集单元，包括X射线源和X射线图像接受器，其中图像采集单元在所述多个投影角度下采集对象的投影X射线图像；

处理器；

存储器，包括指令，该指令在由所述处理器执行时，使得处理器：

执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个投影角度之一相关联；

通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；

生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；

将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；

从所述第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；

生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与和所述多个投影角度之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；

将所述多个低剂量增益图中的每一个分解成第二多个组成部分级别；

从所述多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及

对于所述多个投影角度中的每一个，将高剂量增益图的高分辨率组成部分与低剂量增益图的低分辨率组成部分中的每一个组合，以生成针对所述多个投影角度中的每一个的最终增益图。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时，还使得所述处理器：

存储所述多个投影角度中的每一个的最终增益图；

在所述多个投影角度中的每一个下采集患者乳房的断层合成X射线图像；以及

使用针对所述多个投影角度中的每一个所存储的最终增益图对患者乳房的断层合成X射线图像进行增益校正，以产生增益校正的乳房图像。

13.如权利要求11-12中的任一项所述的系统，其中执行所述一次或多次断层合成扫描以采集体模的多个断层合成投影X射线图像。

14.如权利要求11-13中的任一项所述的系统，其中所述指令在被所述处理器执行以生成高剂量增益图时使得所述处理器：

确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列的平均信号计数；

确定与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的原始信号计数；

计算与高剂量X射线图像相关联的像素阵列中的每个像素的增益校正系数，其中增益校正系数是特定像素的平均信号计数与原始信号计数的倒数的乘积；以及

将像素阵列中的每个像素的增益校正系数组装到高剂量增益图中。

15.如权利要求11-14中的任一项所述的系统，其中分解高剂量增益图和分解所述多个低剂量增益图中的每一个包括分解成多个分辨率级别，其中所述多个分辨率级别中的每个级别包括详细图像和残余图像。

16.如权利要求15所述的系统，其中分解高剂量增益图和分解所述多个低剂量增益图中的每一个是使用多尺度分解处理来执行的。

17.如权利要求15-16中的任一项所述的系统，其中提取高分辨率组成部分包括从高于所述多个分辨率级别中的最后一个级别的级别的详细图像中提取高分辨率组成部分，并且提取低分辨率组成部分包括从所述多个分辨率级别中的最后一个级别的残余图像中提取低分辨率组成部分。

18.如权利要求11-17中的任一项所述的系统，其中高分辨率组成部分包括X射线检测器像素到像素增益变化数据。

19.如权利要求11-18中的任一项所述的系统，其中低分辨率组成部分还包括角度数据、kV数据、滤波器数据、栅格数据和厚度数据之一。

20.一种用于断层合成扫描的多个投影角度下的增益校准的方法，所述方法包括：

执行一次或多次断层合成扫描以采集多个断层合成投影X射线图像，所述多个断层合成投影X射线图像中的每一个与所述多个投影角度之一相关联；

通过对所述多个断层合成投影X射线图像进行平均来生成高剂量X射线图像；

生成与高剂量X射线图像相关联的高剂量增益图；

将高剂量增益图分解成第一多个组成部分级别；

从所述第一多个组成部分级别中提取高分辨率组成部分；

生成多个低剂量增益图，所述多个低剂量增益图中的每一个与和所述多个投影角度之一相关联的所述多个断层合成投影X射线图像之一相关联；

将所述多个低剂量增益图的每一个分解成第二多个组成部分级别；

从所述多个低剂量增益图中的每一个中提取低分辨率组成部分，其中低分辨率组成部分包括角度图；以及

对于所述多个投影角度中的每一个，将高分辨率组成部分与低分辨率组成部分中的每一个组合以生成针对所述多个投影角度中的每一个的最终增益图。