计算机断层摄影中的运动伪影减少的制作方法

背景技术：

1、除非本文另外指示，否则在本部分中描述的方法不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不通过包括在本部分中而被承认是现有技术。

2、放射治疗是用于特定靶标组织(规划靶标体积)的局部处置，该特定靶标组织为诸如癌肿瘤。理想地，在规划靶标体积上执行放射治疗，该规划靶标体积使周围正常组织免于接收超过指定容限的剂量，从而最小化对健康组织的损伤的风险。在递送放射治疗之前，通常采用成像系统来提供靶标组织和周围区域的三维图像。根据这种成像，可以估计靶标组织的尺寸和质量，确定规划靶标体积，并且生成适当的处置计划。

3、为了在放射治疗期间将处方剂量正确地供应给规划靶标体积(即靶标组织)，患者应当相对于提供放射治疗的线性加速器正确地定位。通常，在处置之前和期间检查剂量测定和几何数据，以确保正确的患者放置以及所施予的放射治疗处置与先前规划的处置相匹配。该过程被称为图像引导放射治疗(igrt)，并且涉及紧接在放射处置被递送到规划靶标体积之前或在放射处置被递送到规划靶标体积的同时使用成像系统来观察靶标组织。igrt并入来自处置计划的成像坐标，以确保患者正确对准以在放射治疗设备中进行处置。

技术实现思路

1、在一个方面中，本发明提供了如权利要求1中所限定的对包括靶标体积的患者解剖学结构的区域进行成像的计算机实现的方法。在另一方面中，本发明提供了如权利要求14中所限定的非暂态计算机可读存储介质。在从属权利要求中指定了可选特征。

2、在另一方面中，本发明提供了一种对包括靶标体积的患者解剖学结构的区域进行成像的计算机实现的方法，该方法包括：

3、执行对区域的第一重建体积的高对比部分的自动分割，以生成被设置在区域内的高对比部分的三维(3d)表示，其中基于区域的所获取的二维(2d)投影集合来重建第一重建体积；

4、通过对3d表示执行前向投影过程来生成区域的2d掩模投影集合，其中2d掩模投影集合中的每个2d掩模投影包括位置信息，该位置信息指示在对3d表示执行的前向投影过程期间被高对比部分遮挡的像素；

5、基于所获取的2d投影集合和位置信息，生成区域的经校正的2d投影集合，在经校正的2d投影集合中高对比部分从经校正的投影中的每个经校正的投影被去除；

6、基于经校正的2d投影，生成区域的第二重建体积，其中第二重建体积不包括高对比部分；

7、通过对第二重建体积执行前向投影过程来生成区域的低对比2d投影集合；以及

8、基于低对比2d投影和位置信息来生成区域的第三重建体积，其中第三重建体积包括高对比部分。

9、根据各个实施例，处理患者解剖学结构的区域的重建体积，使得减少重建体积中的运动伪影。具体地，在一些实施例中，执行对存在于初始重建体积中的高对比结构的自动分割以生成高对比结构的3d表示。通过对3d表示执行前向投影来生成2d掩模投影，其中每个2d掩模投影包括指示在前向投影过程期间与高对比结构相对应(并且被高对比结构遮挡)的像素的位置信息。初始重建体积所基于的所获取的2d投影中的每个2d投影都利用图像修补过程来修改以生成患者解剖学结构的区域的经校正2d投影，其中所获取的2d投影使用来自2d掩模投影的信息来修改。即，所获取的2d投影中与高对比移动结构相关联的像素用低对比像素替换(例如使用插值)，这减少投影之间的不一致性。这些经校正的2d投影继而用于产生具有更少和/或更少视觉上显著的运动伪影的改进的重建体积。在一些实施例中，对得到的体积进行处理和前向投影以进一步改进初始重建体积。

10、前述
技术实现要素：
仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，其它方面、实施例和特征将变得显而易见。

技术特征：

1.一种对包括靶标体积的患者解剖学结构的区域进行成像的计算机实现的方法，所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括基于所述第二重建体积的前向投影和所述位置信息来生成所述区域的第三重建体积。

3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述第三重建体积包括所述高对比部分。

4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述第二重建体积的所述前向投影生成所述区域的低对比2d投影集合。

5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中生成所述第三重建体积包括：

6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中来自所述低对比2d投影的所述图像信息包括像素信息，所述像素信息针对所述低对比2d投影中的、与由所述位置信息指示的所述像素相对应的像素。

7.根据权利要求3、4、5或6所述的计算机实现的方法，还包括将所述第三重建体积与来自所述3d表示的、与所述高对比部分相对应的图像信息混合以生成第四重建体积。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述3d表示包括由所述高对比部分的所述自动分割生成的所述高对比部分的位置信息。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述高对比部分包括被设置在所述区域内的气泡或基准标记中的至少一者。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机实现的方法，还包括在执行对所述高对比部分的所述自动分割之前，使所述区域的所获取的所述2d投影集合被获取。

11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，其中使所获取的所述2d投影集合被获取包括：

12.根据权利要求1至11中任一项所述的计算机实现的方法，还包括基于经校正的所述2d投影来重建所述区域的第四重建体积。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机实现的方法，其中重建所述第四重建体积还基于来自所述2d掩模投影的图像信息。

14.一种非暂态计算机可读存储介质，包括指令，所述指令当由一个或多个处理器执行时将所述一个或多个处理器配置为执行以下步骤：

15.根据权利要求14所述的非暂态计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令当由一个或多个处理器执行时将所述一个或多个处理器配置为执行以下步骤：

16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中来自所述低对比2d投影的所述图像信息包括像素信息，所述像素信息针对所述低对比2d投影中的、与由所述位置信息指示的所述像素相对应的像素。

17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令当由一个或多个处理器执行时将所述一个或多个处理器配置为执行如下步骤：将所述第三重建体积与来自所述3d表示的、与所述高对比部分相对应的图像信息混合，以生成第四重建体积。

18.根据权利要求15、16或17所述的非暂态计算机可读存储介质，其中生成所述第三重建体积包括：

19.根据权利要求14至18中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述3d表示包括由所述高对比部分的所述自动分割生成的所述高对比部分的位置信息。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述高对比部分包括被设置在所述区域内的气泡或基准标记中的至少一者。

技术总结
一种对具有靶标体积的患者解剖学结构的区域(502)进行成像的方法包括：执行对区域的第一重建体积的高对比部分501的自动分割，以生成被设置在区域内的高对比部分的三维(3D)表示；以及通过对3D表示执行前向投影过程来生成区域的二维(2D)掩模投影集合，其中，该2D掩模投影集合中的每个2D掩模投影包括位置信息，该位置信息指示在对3D表示执行的前向投影过程期间被高对比部分遮挡的像素。基于所获取的2D的投影集合和位置信息，该方法还包括：生成区域的经校正的2D投影集合，在经校正的2D投影集合中高对比部分从经校正的投影中的每个经校正的投影被去除；以及基于经校正的2D投影，生成区域的第二重建体积，其中第二重建体积不包括高对比部分。

技术研发人员：A·M·斯泽莱基,D·M·西格斯,I·彼得利克,M·普莱蒙顿,P·派桑,P·穆洛,P·梅斯默
受保护的技术使用者：西门子医疗国际股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16