Способ автокалибровки устройства для формирования изображений цифровой томографической реконструкции груди

1. Способ автокалибровки для цифровой томографической реконструкции груди (DBT), включающий:
получение множества двумерных проекционных рентгеновских изображений в угле томографии с использованием средств рентгенографии, включающих рентгеновский источник и рентгеновский детектор;
определение начальной оценки проекционной геометрии, описывающей пространственные позиции и ориентацию рентгеновского источника и рентгеновского детектора во время получения упомянутых проекционных рентгеновских изображений;
вычисление промежуточной DBT-реконструкции с использованием проекционных рентгеновских изображений и начальной оценки проекционной геометрии;
определение, для каждой проекции, корректирующих геометрических преобразований для коррекции начальной оценки проекционной геометрии на основе проекционных рентгеновских изображений, начальной оценки проекционной геометрии и промежуточной DBT-реконструкции; и
вычисление финальной DBT-реконструкции с использованием проекционных рентгеновских изображений и скорректированной оценки проекционной геометрии, соответствующей найденным корректирующим геометрическим преобразованиям.
при этом упомянутые проекционные рентгеновские изображения содержат ограниченное количество двумерных изображений, полученных в ограниченном угле томографии, а корректирующие геометрические преобразования для коррекции начальной оценки проекционной геометрии определяют в заданной для каждого проекционного изображения вращающейся системе координат, соответствующей пространственным позициям и ориентациям рентгеновского источника и рентгеновского детектора во время получения проекционных рентгеновских изображений.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутую заданную для каждого проекционного изображения вращающуюся систему координат задают путем выбора одной оси так, что она совпадает с центральным лучом, соединяющим рентгеновский источник с центром пиксельной матрицы рентгеновского детектора, и выбора двух других перпендикулярных осей так, что они совпадают с ортогональной проекцией пиксельной матрицы рентгеновского источника на плоскость, перпендикулярную упомянутому центральному лучу.
3. Способ по п. 1, в котором упомянутую вращающуюся систему координат для каждого проекционного изображения задают путем выбора двух перпендикулярных осей так, что они совпадают с пиксельной матрицей рентгеновского детектора, и выбора третьей перпендикулярной оси так, что она совпадает с нормалью к пиксельной матрице рентгеновского детектора.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором проекционную геометрию для реконструированной цифровым путем репроецированной рентгенограммы получают путем применения геометрического преобразования во вращающейся системе координат к начальной оценке проекционной геометрии.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором корректирующие геометрические преобразования определяют путем нахождения максимума сходства между проекционными рентгеновскими изображениями и соответствующими реконструированными цифровым путем репроецированными рентгенограммами промежуточной DBT-реконструкции.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором вычисляют результирующее преобразование в неподвижной системе координат и вычитают его из корректирующих геометрических преобразований, найденных во вращающейся системе координат.
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором вычисляют результирующее преобразование в неподвижной системе координат путем отображения геометрических преобразований для каждого проекционного изображения из вращающейся системы координат в неподвижную систему координат и их усреднения, и затем полученное среднее значение вычитают из геометрических преобразований после отображения из неподвижной во вращающуюся систему координат.
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором вычисление промежуточной DBT-реконструкции и определение корректирующих геометрических преобразований выполняют итеративно множество раз, при этом скорректированная оценка проекционной геометрии после каждой итерации служит новой начальной оценкой проекционной геометрии для последующей итерации, а финальная скорректированная оценка проекционной геометрии соответствует скорректированной оценке проекционной геометрии последней выполненной итерации.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором упомянутое ограниченное количество проекционных изображений составляет порядка десяти изображений.
10. Способ по любому из пп. 1-8, в котором упомянутое ограниченное количество проекционных изображений является меньшим 20 изображений.
11. Способ по любому из пп. 1-8, в котором упомянутое ограниченное количество проекционных изображений является меньшим 10 изображений.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором упомянутый ограниченный угол томографии составляет менее приблизительно 60 градусов.
13. Способ по любому из пп. 1-11, в котором упомянутый ограниченный угол томографии составляет менее приблизительно 40 градусов, например, 15-30 градусов.
14. Компьютерная программа, включающая компьютерный программный код, который сконфигурирован для выполнения способа по любому из пп. 1-13 при его выполнении в вычислительном устройстве.
15. Устройство, включающее:
по меньший мере один процессор для выполнения компьютерных программ; и
по меньшей мере одну память, сконфигурированную для хранения компьютерных программ и связанных с ними данных;
отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью соединения с медицинским устройством формирования изображений и сконфигурировано для выполнения способа по любому из пп. 1-13.
16. Система для формирования изображений медицинской цифровой томографической реконструкции груди, включающая:
медицинское устройство формирования изображений; и
устройство по п. 15, соединенное с медицинским устройством формирования изображений.
17. Способ авто калибровки для цифровой томографической реконструкции груди (DBT), включающий:
получение набора экспонированных проекционных рентгеновских изображений; и
формирование начальной оценки проекционной геометрии, соответствующей каждому из экспонированных проекционных рентгеновских изображений;
отличающийся тем, что способ также включает:
вычисление промежуточной DBT-реконструкции;
установление набора параметров жесткого преобразования, применяемых к начальной оценке проекционной геометрии для каждого экспонированного проекционного рентгеновского изображения, которые соответствуют результату калибровки; и
вычисление финальной DBT-реконструкции с использованием набора экспонированных проекционных рентгеновских изображений и финальной калиброванной оценки проекционной геометрии.
18. Способ по п. 17, в котором финальное реконструированное DBT-изображение вычисляют с использованием исходных рентгеновских изображений и уточненной проекционной геометрии на основе установленного набора параметров жесткого преобразования.
19. Способ по п. 17 или 18, также включающий выполнение, для каждого проекционного изображения, жесткого преобразования начальной оценки проекционной геометрии путем применения установленного набора параметров жесткого преобразования.
20. Способ по любому из пп. 17-19, в котором преобразование включает параллельный перенос и поворот.
21. Способ по любому из пп. 17-20, в котором применение набора параметров жесткого преобразования к текущей оценке проекционной геометрии для заданного проекционного изображения дает результатом изменение или уточнение формы проекционной геометрии, соответствующей виртуальному перемещению рентгеновского источника и рентгеновского детектора.
22. Способ по п. 21, в котором жесткое преобразование соответствующей начальной оценки проекционной геометрии предшествует вычислению DRR-изображения промежуточной DBT-реконструкции.
23. Способ по п. 21 или 22, также включающий выполнение жесткого преобразования во вращающейся системе координат, заданной для каждого проекционного изображения.
24. Способ по любому из пп. 21-23, также включающий измерение сходства вычисленного DRR-изображения и соответствующего измеренного проекционного рентгеновского изображения.
25. Способ по любому из пп. 21-24, также включающий оптимизацию параметров жесткого преобразования для каждой проекции путем нахождения экстремума меры сходства между измеренным проекционным рентгеновским изображением и вычисленным проекционным DRR-изображением, как функции параметров жесткого преобразования.
26. Способ по любому из пп. 17-25, который выполняют итеративно множество раз, при этом полученные параметры преобразования используют в следующей итерации в качестве начальной оценки для дальнейшей оптимизации параметров.
27. Компьютерная программа, включающая компьютерный программный код, который сконфигурирован для осуществления способа по любому из пп. 17-26 при его выполнении в вычислительном устройстве.
28. Устройство, включающее:
по меньший мере один процессор для выполнения компьютерных программ; и
по меньшей мере одну память, сконфигурированную для хранения компьютерных программ и связанных с ними данных;
отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью соединения с медицинской системой формирования изображений и сконфигурировано для выполнения способа по любому из пп. 17-26.
29. Система для формирования изображений медицинской цифровой томографической реконструкции груди, включающая:
медицинское устройство формирования изображений и
устройство по п. 28, соединенное с медицинским устройством формирования изображений.