、220的计算机工作站130、230，其提供了用户界面140、240，用来为本文所述的数字X射线照相层析成像过程设定至少一个重建、剂量和(或)采集获取方面的参数。
[0027]所述数字层析成像系统120、220可用于获取和处理投影图像数据，并重建患者的体积图像或三维图像。所述数字层析成像系统120、220设置来获取投影图像数据，并处理这些数据来进行查看和分析。
[0028]所述计算机工作站130、230包括至少一个计算机132、232，该计算机具有控制器134、234、处理器136、236、存储器138、238和用户界面140、240。所述处理器136、236可连接于所述控制器134、234、所述存储器138、238和所述用户界面140、240。用户150、250通过计算机工作站130、230控制所述数字X射线照相层析成像系统100、200的操作。在一个实施例中，所述存储器138、238可以是存储装置、存储板、数据存储器以及本领域已知的任何其他存储形式。
[0029]所述数字层析成像系统120、220通过控制器134、234进行控制，该控制器不仅可提供能量，还可提供数字层析检查序列(digital tomosynthesis examinat1nsequences)的控制信号，该信号中包括X射线源相对于患者和探测器的位置。所述控制器134、234可通过指令获得探测器内产生的信号，还可执行各种信号处理和滤波的功能，t匕如，对动态范围的初始调节、数字图像数据的交错等。一般地，所述控制器134、234通过指令操作所述数字层析成像系统120、220，来执行检查方案，处理所获取的数据。在一个实施例中，所述控制器134、234接收来自计算机132、232的指令。在一个实施例中，所述控制器134、234可以是所述数字层析成像系统120、220的一部分，代替所述计算机工作站130、230。在一个实施例中，所述计算机132、232包括或者是连接到所述用户界面140、240，来与用户150、250进行交互作用，以选择和(或)改变与临床相关的参数，例如剂量、切片布置(重建设定)和采集参数等等。在一个实施例中，所述数字X射线照相层析成像系统100、200通过下载或整合于计算机132、232内的软件或算法的使用来实现运作。
[0030]在一个实施例中，所述用户界面140、240是一个可视界面，其可包括复数个预定义的工具，这些工具允许用户150、250查看、选择和编辑重建参数(设置)，查看和选择剂量参数，以及查看、选择和编辑层析参数。所述用户界面140、240还允许所述用户150、250查看重建的图像。
[0031]在一个实施例中，所述用户界面140、240可包括至少一个输入装置，用来输入和(或)选择用户界面140、240的显示器上显示的所述复数个预定义的工具上的信息。在一个实施例中，所述至少一个输入装置可以是触摸屏、鼠标、键盘、至少一个按钮或本领域已知的其他任何输入装置。
[0032]在使用时，患者106、206处于一定位置，以使目标客体(例如身体的一部分)的投影视图能通过探测器104、204获得，从所述投影视图获得投影图像数据后，可基于所述投影图像数据获得所述目标客体的复数个切片图像，作为该客体的三维影像学表示。在实践中，所述复数个切片图像可通过不同的重建算法获得，包括但不限于反向投影算法、滤波反投影算法和迭代算法。
[0033]图3示意性地显示了用反向投影对含金属的客体的重建。在进行反向投影时，可追踪各种角度的投影曲线(如LI和L2)，来获得探测器上的对应像素，在重建位置迭加。在一个三维空间有三种区域，它们的重建切片受客体内的金属的影响程度不同。其中第一种是金属所在的金属区域，所有穿过这一区域的投影视图载有金属信息；第二种是不受影响的背景区域，即，在任何投影视图中都没有被金属阻挡的非金属区域，所有穿过这一区域的投影视图都不包含金属信息，该区域内的像素是没有伪影的；第三种是受金属影响的背景区域，即在某些投影视图中会被金属阻挡的非金属区域。若基于包含这些被金属阻挡的投影视图在内的投影视图对这一区域进行重建，会将金属的信息带入这部分背景区域，从而产生纹波伪影。比如，如图4所示，图像中出现了与组织重叠的如同金属影子(假影)的纹波。所述纹波伪影的出现降低了目标结构的对比度，降低了在金属/结构界面处的细微异常结构的可辨别度，可能会导致误诊断。
[0034]对于滤波反投影算法，其包括滤波和反向投影。典型地，滤波是一种微分操作，可帮助增强图像的对比度和锐度。通常地，滤波是一种将斜变滤波器内核与窗口函数相乘的过程。比如，图5A显示了空域内的一种斜变滤波器内核的示例，图5B显示了该空域像素灰度值曲线，其中的较高的平台阶段表示高衰减部分，如金属，其余表示背景部分。所述滤波通常是空域内的一个卷积过程，在该过程中，如图5A所示的内核被施加到如图5B所示的曲线中。滤波后获得如图5C所示的曲线。但是，由于高衰减部分如金属具有高X射线吸收率，可能导致其边缘附近产生激烈的强度变化，这可能会导致滤波后产生下冲或上冲的问题。因此，如图6所示，在重建图像中，下冲或上冲的缺陷通常出现在高衰减部分(如植入金属部件)和人体结构连接处附近的一些明暗对比边界处，这妨碍了对这些连接处的观察。此夕卜，由于滤波反投影算法还包括反向投影步骤，如前文所解释的，在反向投影过程中，所述具有高X射线吸收率的高衰减部分也可能给不同的重建平面带来如同其复制影子的纹波伪影。
[0035]对于迭代算法，其以一种递归方式实现重建，而不像反向投影和滤波反投影算法中采用的一步式操作。以迭代算法进行重建时，三维目标模型被不断更新，直至该模型收敛于优化一个目标函数的解。所述目标函数界定了所述重建解的标准。在用迭代算法进行重建时，由于不需要进行滤波，可避免下冲或上冲的缺陷。
[0036]在一些实施例中，提供了用层析成像系统来重建包括高衰减部分和背景部分的客体的方法，以获得减少了平面内和平面外伪影的三维图像。图7显示了一种示例性的方法300，在投影步骤310中，包括背景部分和高衰减部分的客体被扫描，以获得该客体在不同角度的投影数据。在分割步骤320中，基于所述投影数据将高衰减部分和背景部分区分开来。然后在步骤330和340中，分别对所述高衰减部分和背景部分进行重建，以获得高衰减部分的重建图像331和背景部分的重建图像341。在步骤350中融合所述图像331和341以获得最后的图像。
[0037]在投影步骤310中，可通过层析成像系统的探测器获得投影视图，可从所述投影视图获得投影数据。在一些实施例中，可对所述投影数据进行预处理以获得所述客体的像素灰度值，这样就可以基于所述像素灰度值来将背景部分和高衰减部分分割开来。
[0038]本文所用的“分割”是指在高衰减部分和背景部分之间划界限，即将高衰减部分和背景部分区分开来。在分割步骤320中，可用掩码(mask)来使高衰减部分中的像素灰度值保持不变，而高衰减部分之外的部分中的像素灰度值变为0，获得一个高衰减部分图像，或使高衰减部分中的像素灰度值变为0，高衰减部分之外的部分中的像素灰度值保持不变，获得一个背景部分图像。此处所用的“掩码”是指用于逐位运算(bitwise operat1ns)以产生一定区域为I而其余区域为O的图像的数据，其可用来与目标图像相乘来获得滤波图像。
[0039]所述高衰减部分和背景部分可以用相同的算法进行重建，也可以用不同的算法进行重建。高衰减部分和背景部分中的任一个或它们两者都可以用反向投影算法、滤波反投影算法和迭代算法中的一个进行重建。
[0040]在一些实施例中，所述高衰减部分是用反向投影算法进行重建的，以避免产生由滤波反投影中的滤波过程导致的下冲或上冲缺陷。
[0041]在一些实施例中，所述背景部分是用滤波反投影算法进行重建的，其中的滤波过程用来增强图像的对比度和锐度，从而提高结构的可分辨度。
[0042]为了减少纹波伪影，在对背景部分进行重建时，可判断是否投影数据包括被高衰减部分阻挡的视图，如果是，可将这些被高衰减部分阻挡的视图忽略而不将其用于重建。再参考图3，当对像素P进行重建时，只有这些不经过金属区域的投影数据被采用。比如，射线源的位置从S2到Sn所获得的投影数据被用来重建P，而射线源的位置在SI所获得的投影数据不用于P的重建。在对高衰减部分如金属进行重建时，只有穿过该高衰减部分的投影视图用于重建，这样就不会带入金属信息，从而可以避免产生纹波伪影。
[0043]为了减少由于滤波操作以及由于高衰减部分和背景部分之间的高对比度(如金属-组织对比)导致的下冲或上冲的缺陷，可通过降低高衰减部分和背景部分之间的对比度来抑制明-暗边界，从而减少下冲或上冲缺陷。
[0044]一种在背景部分的重建过程中降低所述高衰减部分和背景部分之间的对比度的方法是，在原高衰减区域，即高衰减部分原本所在的区域，或是至少在原高衰减区域的边界区域填充与其相邻的背景部分的像素灰度值