CN1447636A - 抑制x射线图像中重像伪影的方法及相应的x射线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制X射线图像中的重像伪影的方法，其中，－通过X射线照射(3)，以时间顺序对一个或多个位于至少一个用于产生可见图像的固体探测器(1)的中间连接下的对象产生多幅X射线照片(R1，R2)；从每幅当前产生的X射线图像(7)中电去除一以前确定的校正图像(8)；通过未暴光的照片产生最后确定的校正图像(8.n)，并在使用该校正图像之前，检查现有的剩余图像效应；在超过对剩余图像效应成分(剩余图像成分)的预定边界值时，至少部分不采用该最近的校正图像(8.n)；至少部分地使用较早通过未暴光照片确定的、具有较少剩余图像成分的校正图像(8.n－x)来校正该当前X射线图像(7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于抑制X射线图像中人为重像的方法，其中，[通过X射线的照射，以时间顺序对一个或多个位于至少一个用于生成可见图像的固体探测器中间连接处的对象产生大量的X射线照片，并从每幅新产生的X射线图像中电去除先前算出的校正图像(偏差图像)。]
本发明还涉及一种用于产生X射线图像的X射线装置，其具有至少一个X射线源、一个固体探测器和一个图像处理装置，其中，该图像处理装置用于根据上述方法校正所拍摄的X射线图像。
背景技术
成像X射线装置，特别是用于医疗诊断的成像X射线装置已经公知。对这样的X射线装置，在以前、以及在现在仍部分地通过直接将X射线照射到对辐射敏感的胶片上来获得所产生的图像。随着技术的发展，为了改善图像效能，用所谓的可以数字X射线成像的固体探测器来替代胶片。这种固体探测器例如是碘化铯闪烁器，其中，通过X射线量子产生光脉冲，这些光脉冲又通过相应配置的光电二极管矩阵被转换为电荷，并且这些电荷被读出。这种也称为直接X射线转换器的固体探测器具有这样的缺点，即，基于该固体探测器的特性，会出现所谓的“记忆”效应，这种效应例如是通过不完全的电荷聚集或通过探测器材料中被深度激发的、以后才热感应排空的能级产生的。其结果是，在探测器中，残留了以前所拍摄照片中的剩余信号，它会与以后产生的图像叠加在一起。当然，两幅前后紧接着产生的照片之间的时间距离越短，或者所应用的、产生照片的X射线剂量越大，这种效应也就越大。
除了这种只基于所进行的拍摄才出现的剩余图像效应之外，固体探测器还具有在图像点到图像点之间不同的特性，例如暗电流、漏电流或像素容量。此外，每个读出信道同样通过不同的功率容量、输入放大器的输入容量等等来利用不同的特性。为了产生低噪声的图像，必须通过将只含有背景效果而无图像信息的校正图像从对象照片中消除来消除上述效应。
因此，为了改善所拍摄的数字X射线图像的图像质量，例如在欧洲专利文献EP 0642264B1中公开了一种这样的方法，从所拍摄的X射线图像中电消除先前确定的校正图像，并由此减少由于探测器矩阵的特殊特性或由于探测器矩阵上的剩余电荷而出现的可能的伪影(Artefakte)。
当然，一方面在定义将从当前图像中减去的校正图像时，使先前的拍摄和拍摄校正图像(无需对象即可进行)之间的时间尽可能长是有利的，以便保持较小的“记忆”效应。然而，另一方面，该校正图像应当尽可能是当前的，以便对探测器矩阵的更改能尽可能与实际拍摄时刻的状态一致。
因此，如果为了校正新图像而采用一幅基于“记忆”效应还包含部分旧照片的校正图像，则在校正的新图像上会出现所谓的“重像”，其源自较早照片的剩余物。另一方面，太早的校正图像虽然不包含“重像”信息，但在时间上距离待校正的照片太远，会产生很大的统计噪声。因为那时获得的校正值会由于其时间变化而不再和当前有待处理的校正值一致。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种减小现有重像伪影的方法，但同时使照片中的背景噪声尽可能保持在最小。
本发明人了解，可以通过对在当前X射线拍摄之前所拍摄的校正图像进行相应的处理和统计求值来识别该校正照片中的剩余图像部分有多大。通过对该值的认识，现在可以决定哪种方式更有利，是采用较早的具有较少剩余图像部分的校正图像照片还是采用最近的当前校正图像照片来校正当前照片。
根据这一基本思想，本发明人建议，对本身已公知的用于抑制X射线图像中重像伪影的方法，其中，通过X射线照射，以时间顺序对一个或多个位于至少一个用于生成可见图像的固体探测器的中间连接处的对象产生多幅X射线照片，并从每幅当前产生的X射线图像中电去除先前确定出的校正图像(偏差图像)，这样进行改进：通过未暴光的照片(Leeraufmahme)产生最后确定的校正图像，并在使用该校正图像之前，检查现有的剩余图像效应，在超过剩余图像效应成分(剩余图像成分)的预定边界值时，至少部分不采用最近的校正图像，而将较早的通过未暴光照片确定的、具有较少剩余图像成分的校正图像至少部分地用于校正当前X射线图像。
根据本发明，完全不采用最近的校正图像，而完全由较早的校正图像来代替。
另一方面，也可以通过由旧校正图像和最近的校正图像形成图像点的浮动加权平均值，将最近校正图像只部分地转变为新校正图像，并由此产生一幅可以用于校正的校正图像。
根据本发明，为了确定当前校正图像中的剩余图像成分，可以从该当前校正图像中重新减去没有剩余图像成分的校正图像，从而可以很容易地从由此得到的图像中识别出剩余图像成分。
此外，为了确定剩余图像成分，利用图像技术象处理常规X射线照片那样处理当前校正图像。
一种用于确定校正图像中剩余图像成分的方法在于，对该校正图像的图像点值进行统计求值，其中，例如将所确定的校正图像的图像点值的信号值和/或标准偏差用作剩余图像成分大小的度量。
由于对数字化X射线图像的总面积进行完全的统计求值需要很大的计算量，因此，为了避免大量计算，也可以首先综合校正图像的部分区域，然后将每个综合的区域作为一个新的、待计算的图像图像点进行计算。这种用于减小计算量的技术基本上以术语“融合”(Binnung)为公众所知。
另一种用于减小计算量的方法在于，对于统计求值只考虑校正图像的部分区域，其中，所考虑的部分区域可以是从图像矩阵中选出的行和/或列，也可以只考虑从图像矩阵中选出的特定区域。此外，还可以从图像点中进行统计随机取样，以便对整幅图像进行统计观察。
此外优选的是，在统计求值之前，对校正图像进行具有不同核大小的低通滤波，其中，通过具有较小核(Kernel)的低通滤波消除统计噪声，通过具有较大核的低通滤波去除零附近的波动，例如由温度或电偏差引起的波动。
为了判断校正图像中是否含有过高的剩余图像成分，还可以利用以下事实，即，校正图像中在预先给定的波动范围之外的图像点数是否最小。
本方法还通过以下方式获得了改进，即，对预定的边界值进行时间匹配，超过该边界值即认为具有过高的剩余图像成分，由此，可以考虑到关于校正图像与实际X射线照片之间时间距离的相互矛盾的要求。
此外，根据本发明的上述方法和基本思想，本发明人还建议，对本身已公知的用于产生X射线图像的、具有至少一个X射线源、一个固体探测器和一个用于校正所拍X射线图像的图像处理装置的X射线装置这样进行改进，即，该图像处理装置具有用于实现本发明方法的部件，优选至少具有一带有存储器和程序部件的处理器。
附图说明
以下通过结合附图对优选实施方式的描述，进一步说明本发明的其它特征和优点。以下将借助附图进一步说明本发明。其中，示出了：
图1为一固体探测器的部分外观示意图；
图2为用于校正X射线照片的现有方法；
图3举例示出了X射线拍摄的时间顺序；
图4为根据本发明的校正方法的示意图。
具体实施方式
图1示出了固体探测器1的截面。固体探测器1主要由设置在读出矩阵4上的、一般是由碘化铯构成的闪烁器层2组成。读出矩阵4具有多个棋盘状分布的图像点(像素)5，其中，每个图像点都包含一光电二极管5′，用于探测由于X射线3照射进闪烁器层2而出现的光信号。此外，各像素5除了包含将光转换为电信号的光电二极管5′之外，还包含一开关6，借助它读出该电信号。以这种方式，通过读出多个棋盘状分布的像素5，可以产生具有图像信息矩阵的电图像，其中的图像信息可以做进一步处理。
基于固体探测器的特殊性质，为了获得优化的X射线照片，有必要对早期的图像信息进行后处理。这种后处理是在不对对象进行X射线拍摄、也就是在没有X射线照射的阶段拍摄未暴光的校正图像8来进行的。然后借助相减的方法，将该校正图像从随后拍摄的X射线照片7中减去，然后通过增益图像12进行增益校正13，最后作为经过偏移校正和增益校正的X射线图像14用于进一步的图像处理15。其它校正，例如对缺陷像素的校正，可以随后进行。
图3示出了这类拍摄的时间顺序的一个例子。它示出了时间轴t。在时间轴t下面，示出了校正图像01至07的校正图像产生时间过程，时间轴t的上面，是所产生的X射线图像R1至R2的时间过程。
在两次拍摄X射线图像R1和R2之间拍摄校正图像03，其通过前不久拍摄的X射线图像R1还包含该X射线图像R1的剩余图像成分。如果现在采用该校正图像03，以便校正随后拍摄的X射线图像R2，则仍包含在校正图像03中的剩余图像成分会产生仍源自X射线图像R1的、所不期望的阴影(重像)。如果使用以前拍摄的不包含或只包含很少剩余图像成分的校正图像02来校正X射线图像R2，则会从该X射线照片R2中获得大大改善的X射线图像。这里，可以进一步避免产生重像，另一方面，拍摄校正图像02和X射线照片R2之间的距离仍很短，以致作为校正图像对当前探测特性仍然很重要。
图4再次说明了基于本发明的思想，其示意性地示出了根据本发明的图像校正的流程。
图4同样示出了借助减法和随后用增益图像12进行的增益校正13，通过校正图像10校正X射线照片7的基本方法。接着，对所获得的图像14进行进一步的图像处理15。然而，本方法的新颖之处在于，首先将校正图像8.n通过检查方法16，以取代不经过检查就使用最后拍摄的校正图像8.n，其中，对可能的剩余图像成分进行探测，并确定采用哪一幅图像更为有利，是最近的校正图像8.n还是以前拍摄的校正图像8.n-x。
比较新旧剩余图像成分的另一个结果还在于，通过在以前测量的或同样计算出的校正图像的图像点之间形成浮动加权的平均值来产生新的校正图像，从而在不采用和完全采用所拍摄的校正图像之间找到了折衷点。这里，可以通过选择相应的权重因子，既考虑当前拍摄的校正图像的剩余图像成分，也考虑较早校正图像的形成时间，其中，这些权重因子一方面较少地考虑较早的图像，而较多地考虑较新的图像，另一方面，相对于具有较少剩余图像成分的图像，减小对具有较高剩余图像成分的图像的估值。
探测剩余图像成分已在前面详细说明过，它主要基于以下事实，即，照片中的剩余图像成分没有常规的统计波动，而基于其自身的统计特性波动的固体探测器的校正拍摄中的其余校正值没有规律，而是有利的随机行为。
在本发明的一种简单实施方式中，根据图4示出的方法，在当前校正图像的剩余图像成分过高的情况下，则再次分别采用以前获得的校正图像。然而，还可以综合过去的校正图像，在校正图像的形成时间和剩余图像成分之间找到最佳折衷点，并相应地选择要应用的校正图像。
可以理解，在不背离本发明范围的情况下，本发明的上述特征不仅在上述组合中，还能在其它组合中或独立应用。
Claims (16)
1.一种抑制X射线图像中的重像伪影的方法，其中，
-通过X射线照射(3)，以时间顺序对一个或多个位于至少一个用于产生可见图像的固体探测器(1)的中间连接下的对象产生多幅X射线照片(R1，R2)；
-从每幅当前产生的X射线图像(7)中电去除一以前确定的校正图像(8)，其特征在于，
-通过未暴光的照片产生最后确定的校正图像(8.n)，并在使用该校正图像之前，检查现有的剩余图像效应；
-在超过对剩余图像效应成分(剩余图像成分)的预定边界值时，至少部分不采用该最近的校正图像(8.n)；
-至少部分地使用较早通过未暴光照片确定的、具有较少剩余图像成分的校正图像(8.n-x)来校正该当前X射线图像(7)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，完全不采用最近的校正图像，而由较早的校正图像(8.n-x)代替。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过由旧校正图像和所述最后校正图像的图像点(5)构成浮动加权的平均值，将最近校正图像(8.n)部分产生为新的校正图像，并用于校正。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定当前校正图像(8.n)的剩余图像成分，从该当前校正图像(8.n)中减去没有剩余图像成分的较早校正图像(8.n-x)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述剩余图像成分，利用图像技术象处理常规X射线照片那样处理所述当前校正图像(8)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定校正图像(8)中的剩余图像成分，对校正图像(8)的图像点值进行统计求值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所确定的校正图像(8)的图像点值的信号值和/或标准偏差用作剩余图像成分大小的度量。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的方法，其特征在于，首先综合所述校正图像(8)的部分区域用于所述统计求值，优选是求平均值，然后将每个所综合的区域作为图像点来进行计算。
9.根据权利要求6至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述统计求值只考虑所述校正图像(8)的部分区域。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所考虑的校正图像(8)的部分区域是从图像矩阵中选出的行和/或列。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所考虑的校正图像(8)的部分区域是从图像矩阵中选出的区域。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所考虑的校正图像(8)的部分区域是在图像矩阵(4)的图像点(5)上的统计随机取样。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，在所述统计求值之前，对所述校正图像(8)进行低通滤波。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，在所述校正图像(8)中，须使位于预先给定的波动范围之外的图像点的数量最小，此时，不采用该校正图像(8)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，对所述预定边界值进行时间上的匹配。
16.一种用于产生X射线图像的X射线装置，具有至少一个X射线源、一个固体探测器(1)和一个用于校正(11，13)所拍摄的X射线图像(7)的图像处理装置，其特征在于，该图像处理装置具有用于实现根据权利要求1至15中至少一项所述的方法的部件，优选至少具有一带有存储器和程序部件的处理器。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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