圖像質(zhì)量指數(shù)和/或基于其的成像參數(shù)推薦的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下文總體上涉及成像，并且具體結(jié)合計算機(jī)斷層攝影(CT)的應(yīng)用進(jìn)行描述。然而，下文也適于其他模態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]在CT成像中，采集和/或重建參數(shù)的選擇能夠非常特定于在手邊的成像任務(wù)。例如，一個掃描可以是針對諸如肝腫瘤的低對比組織，而另一掃描可以是針對骨骼，其是高對比組織。這意味著放射科醫(yī)師和/或技術(shù)專家需要在臨床指示(即，原因)和參數(shù)之間轉(zhuǎn)化。然而，成像員工的訓(xùn)練的變化性可能導(dǎo)致圖像的參數(shù)選擇和因此診斷質(zhì)量的變化性。另夕卜，個體放射科醫(yī)師可以具有對于給定類型的研究變化的不同偏好。
[0003]此外，用非傳統(tǒng)重建算法，例如去噪重建算法，傳統(tǒng)成像權(quán)衡可以不再適用。例如，當(dāng)傳統(tǒng)圖像重建算法被使用在CT成像中時，在得到圖像中的噪聲通常是圖像的質(zhì)量的良好指標(biāo)。在許多情況下，圖像噪聲是用于表示圖像質(zhì)量的僅有指標(biāo)，例如劑量調(diào)制算法旨在將圖像體積中的均勻圖像噪聲來作為實(shí)現(xiàn)對比圖像質(zhì)量的方式。然而，從圖像中去除的噪聲中的一些或全部之后，讀者不再具有可視化噪聲提示，所述可視化噪聲提示指示應(yīng)當(dāng)被置于圖像中的圖像的質(zhì)量或置信度水平。
[0004]此外，傳統(tǒng)圖像質(zhì)量度量傾向于考慮在最終圖像和/或圖像空間分辨率中的噪聲。當(dāng)與去噪重建算法一起使用時，這樣的度量可以提供誤導(dǎo)信息，這是因?yàn)橛貌煌瑒┝克讲杉膬蓚€圖像數(shù)據(jù)集可以導(dǎo)致具有類似圖像噪聲的圖像，盡管他們對應(yīng)于不同質(zhì)量的采集，例如，劑量的減少可以導(dǎo)致低對比探測能力的顯著改變。此外，基于空間分辨率的度量傾向于強(qiáng)調(diào)高對比目標(biāo)，例如骨骼，其一般不易受劑量減少影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中描述的各方面解決了以上提到的問題和其他問題。
[0006]下文描述了其中臨床指示和/或低對比可探測性(即，檢測低對比目標(biāo)的能力)被用于識別采集或重建參數(shù)中的至少一個和/或計算指示采集(例如，劑量)的質(zhì)量和/或在結(jié)果圖像數(shù)據(jù)中檢測低對比目標(biāo)的能力的置信度的指數(shù)的途徑。
[0007]在一個方面中，一種方法包括確定掃描的低對比可探測性，并且基于所確定的低對比可探測性來生成圖像質(zhì)量指數(shù)。
[0008]在另一方面中，一種方法包括識別感興趣圖像質(zhì)量指數(shù)，基于圖像質(zhì)量指數(shù)、被掃描的目標(biāo)、以及在圖像質(zhì)量指數(shù)與采集參數(shù)以及重建參數(shù)之間的預(yù)定的映射來識別采集和/或重建參數(shù)的集合，并且顯示識別的采集和/或重建參數(shù)。
[0009]在另一方面中，一種系統(tǒng)包括:度量確定器，其基于掃描的低對比可探測性或掃描的投影域噪聲中的至少一個來確定掃描的第一圖像質(zhì)量指數(shù)；和/或參數(shù)推薦器，其基于第二圖像質(zhì)量指數(shù)來推薦掃描的采集或重建參數(shù)中的至少一個；以及顯示器，其可視化地呈現(xiàn)第一圖像質(zhì)量指數(shù)或第二圖像質(zhì)量指數(shù)。
[0010]本發(fā)明可以采用各種部件和各部件的布置，以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制。
【附圖說明】
[0011]圖1示意性地圖示了與度量確定器和參數(shù)推薦器連接的成像系統(tǒng)。
[0012]圖2圖示了度量確定器的非限制性范例。
[0013]圖3圖示了度量確定器的另一非限制性范例。
[0014]圖4圖示了用于確定成像采集的圖像質(zhì)量指數(shù)的示范性方法。
[0015]圖5圖示了用于利用圖像質(zhì)量指數(shù)來確定采集和/或重建參數(shù)的示范性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如下面更詳細(xì)地描述，臨床指示和/或低對比可探測性被用于識別采集或重建參數(shù)中的至少一個和/或計算指示采集的質(zhì)量和/或在得到的圖像數(shù)據(jù)中檢測低對比目標(biāo)的能力的置信度的指數(shù)。因?yàn)閳D像質(zhì)量指數(shù)提供關(guān)于通過重建去除可視噪聲的信息，該途徑很適合于去噪重建算法。
[0017]圖1圖示了包括諸如計算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器的成像裝置101的系統(tǒng)100。成像裝置101包括大體固定機(jī)架102和旋轉(zhuǎn)機(jī)架104。旋轉(zhuǎn)機(jī)架104由固定機(jī)架102可旋轉(zhuǎn)地支撐并且圍繞檢查區(qū)域關(guān)于縱軸或Z-軸旋轉(zhuǎn)?；颊咧挝?06 (例如臥榻)支撐檢查區(qū)域中的目標(biāo)或?qū)ο?，例如人類患者?br>[0018]輻射源108，例如X-射線管，由旋轉(zhuǎn)機(jī)架104可旋轉(zhuǎn)地支撐。輻射源108隨旋轉(zhuǎn)機(jī)架104旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)出穿過檢查區(qū)域的輻射。輻射敏感探測器陣列110在檢查區(qū)域?qū)γ媾c輻射源108相對，對向一角度弧。探測器陣列110包括沿著Z-軸方向延伸的探測器行，所述探測器行探測穿過檢查區(qū)域的輻射，并且生成投影數(shù)據(jù)。
[0019]通用計算系統(tǒng)或計算機(jī)充當(dāng)操作者控制臺112并且包括(一個或多個)輸入設(shè)備(例如鼠標(biāo)、鍵盤等)和(一個或多個)輸出設(shè)備(例如顯示監(jiān)控器114、膠片器等)?？刂婆_112允許操作者與系統(tǒng)100交互，和/或控制系統(tǒng)100的操作。這包括提供信息，例如臨床指示、感興趣圖像質(zhì)量指數(shù)、閱讀放射科醫(yī)師識別、和/或其他信息。
[0020]重建器113重建投影數(shù)據(jù)，生成指示定位于成像區(qū)域106的對象或目標(biāo)的被掃描部分的體積圖像數(shù)據(jù)。重建器113能夠采用各種重建算法116，包括但不限于，濾波反投影(FBP)、迭代和/或其他重建算法。這包括采用傳統(tǒng)(或非去噪)和/或去噪，包括迭代、重建算法。
[0021]系統(tǒng)100還包括具有計算機(jī)處理器和計算機(jī)可讀指令的模擬器120，所述計算機(jī)可讀指令存儲在計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上，所述計算機(jī)可讀指令在由計算機(jī)處理器執(zhí)行時，令所述處理器模擬掃描。這包括接收采集和/或重建參數(shù)(例如，由用戶輸入的和/或接受的計算機(jī)建議參數(shù))以及生成模擬投影數(shù)據(jù)和/或圖像數(shù)據(jù)。模擬器120能夠是控制臺112的部分和/或單獨(dú)的計算系統(tǒng)。
[0022]系統(tǒng)100還包括度量確定器122，其確定針對掃描和/或模擬掃描的至少一個度量。在該圖示性實(shí)施例中，度量確定器122基于投影數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)或低對比可探測性中的一個或多個來確定度量。投影數(shù)據(jù)和/或圖像數(shù)據(jù)能夠從成像裝置101和/或模擬器120獲得，和/或從輸入到控制臺112的參數(shù)導(dǎo)出，并且低對比可探測性能夠從查找表(LUT) 121和/或以其他方式獲得。
[0023]圖2和3圖示了度量確定器122的非限制性范例。
[0024]在圖2中，投影數(shù)據(jù)噪聲確定器202接收投影數(shù)據(jù)作為輸入，并且基于其來確定投影域噪聲。圖像數(shù)據(jù)噪聲確定器204接收圖像數(shù)據(jù)作為輸入，并且基于其來確定圖像域噪聲。圖像分辨率確定器206也接收圖像數(shù)據(jù)作為輸入，而基于其來確定圖像分辨率。低對比可探測性檢索器208接收信息，例如目標(biāo)尺寸、目標(biāo)對比、劑量/噪聲等作為輸入，并且利用該信息來從LUT121識別低對比可探測性。
[0025]能夠以各種方式生成低對比可探測性LUT 121。例如，基于由觀察具有已知目標(biāo)對比和不同噪聲水平、目標(biāo)尺寸等的訓(xùn)練圖像集的(一個或多個)讀者的閱讀能夠確定低對比可探測性。一般地，增加噪聲和/或減少目標(biāo)尺寸導(dǎo)致更低百分比的正確閱讀，其轉(zhuǎn)化成更低置信度水平，而減少噪聲和/或增加目標(biāo)尺寸導(dǎo)致更高百分比的正確閱讀，其轉(zhuǎn)化成更高置信度水平。
[0026]然后在閱讀結(jié)果和目標(biāo)尺寸、噪聲/劑量等之間的關(guān)系能夠被用于生成低對比可探測性LUT 121，其中，因素中的每個組合與LUT 121中的條目相關(guān)聯(lián)，其存儲可探測性或置信度水平。在變型中，基于來自讀者的結(jié)果生成計算機(jī)模型。然后計算機(jī)微處理器執(zhí)行計算機(jī)模型以讀取輸入的圖像集，結(jié)果被用于生成低對比可探測性LUT 121。
[0027]圖像質(zhì)量指數(shù)確定器210基于投影域噪聲、圖像域噪聲、圖像分辨率或低對比可探測性中的一個或多個的輸出，使用(一種或多種)算法212來確定圖像質(zhì)量指數(shù)。在圖示的實(shí)施例中，權(quán)重214的集合能夠被用于在確定中相對于其他輸出而影響這些輸出中的任一個的效果。在圖示的范例中，用戶輸入能夠被用于識別，若有的話，關(guān)于其他輸出應(yīng)當(dāng)更高地加權(quán)輸出中的哪個，同樣地，或更低地加權(quán)輸出中的哪個。
[0028]例如，如果用戶對低對比可探測性(例如，當(dāng)尋找肝病變時)的高置信度感興趣，輸入可以指示以比其他輸入更高地加權(quán)低對比可探測性輸入，或僅僅使用低對比可探測性輸入。同樣地，如果掃描的相對劑量是感興趣，輸入指示應(yīng)當(dāng)更高地加權(quán)投影數(shù)據(jù)噪聲。例如，歸因于去噪重建算法，這可以是兩個不同劑量水平產(chǎn)生具有相同噪聲水平的圖像的情況。該信息能夠備選地是用戶可編程的。
[0029]圖3圖示了圖2的變型，其中，低對比可探測性確定器30