减少计算机断层扫描图像数据中的多个移动伪像制造技术

本发明专利技术涉及基于投影测量数据对待检查对象的感兴趣区域进行成像的方法，该投影测量数据在X射线源‑检测器系统围绕该待检查对象在至少180°的第一角度扇区内的旋转运动的期间被记录，该方法包括以下步骤：生成第一起始图像数据；从该投影测量数据中选择具有第二角度扇区的部分投影测量数据，其中该第二角度扇区是该第一角度扇区的子区域；将该第一起始图像数据或者经校正起始图像数据与该部分投影测量数据进行比较，其中第一图像数据被生成；通过经训练校正单元对该第一图像数据进行伪像校正，其中该经校正起始图像数据被创建；以及其中该第一图像数据和该经校正起始图像数据分别包括该感兴趣区域的完整图像。

Reduction of multiple moving artifacts in computed tomography image data

The present invention relates to a method for imaging the region of interest of an inspected object based on projection measurement data. The projection measurement data is recorded during the rotation of the object in the first angle sector of at least 180 degrees around the X-ray source detector system. The method comprises the following steps: generating the first initial image data; selecting the device from the projection measurement data; Partial projection measurement data with a second angle sector, in which the second angle sector is a sub-region of the first angle sector; the first initial image data or the corrected initial image data are compared with the partial projection measurement data, in which the first image data is generated; and the first image data is corrected by a training correction unit, in which the artifact of the first image data is corrected by a calibration unit. The positive starting image data is created, and the first image data and the corrected starting image data include the complete image of the region of interest, respectively.

【技术实现步骤摘要】
减少计算机断层扫描图像数据中的多个移动伪像
本专利技术涉及能够减少计算机断层扫描图像数据中的多个移动伪像的一种成像方法，一种图像重建设备，一种计算机断层扫描系统，一种计算机程序以及一种计算机可读数据介质。
技术介绍
计算机断层扫描是一种成像方法，其主要用于医疗诊断以及材料检查。在计算机断层扫描中，辐射源(例如，X射线源)以及与其相互作用的检测器装置围绕待检查对象旋转，以便记录空间三维图像数据。在旋转运动期间，在一个角度扇区内记录测量数据。投影测量数据需要多个投影，这些投影包括关于检查对象从不同投影角度对辐射的衰减的信息。从这些投影中可以计算该检查对象的二维图像切片或者三维体积图像。该投影测量数据也被称为原始数据，或者该投影测量数据可以是已经被预处理的，以便例如减少检测器引入的衰减强度差异。然后，可以从该投影测量数据重建图像数据，例如，通过所谓的滤波反投影或者通过迭代重建方法来重建。例如，如果该检查对象在记录期间移动，则在该图像数据重建期间可能发生由该移动产生的不清晰区域和伪像。已知使用计算机断层扫描系统来扫描检查对象的多种方法。例如，采用轨道扫描，具有预先扫描或者螺旋扫描的顺序轨道扫描。不基于轨道移动的其他类型的扫描(例如，具有线性段的扫描)也是可行的。借助于至少一个X射线源和至少一个相对的检测器装置，从不同记录角度记录检查对象的吸收数据，并且通过对应重建方法对以这种方式收集的吸收数据或者投影测量数据进行计算，以得到穿过检查对象的图像切片。当前使用的、用于从计算断层扫描系统的投影测量数据中重建计算断层扫描图像的标准方法被称为滤波反投影方法(FBP)或者迭代重建。由于它们近似的操作方法，具有所谓的锥束伪像、螺旋伪像、螺旋伪像和有限视图伪像的滤波反投影方法可能会出现问题。滤波反投影方法属于一组近似的重建方法。虽然当前几乎没有使用过精确重建方法组，但是现在还存在一组精确的重建方法。迭代方法形成了第三组重建方法。迭代重建方法使得滤波反投影中的至少一些上述限制能够被克服。这种迭代重建方法以从投影测量数据重建起始图像数据开始。例如，滤波反投影方法可以被用于该目的。迭代重建方法随后逐渐地生成改进的图像数据。例如，可以使用“投影子(projector)”从起始图像数据生成合成投影数据，该投影子是设计用于在数学上尽可能地映射测量系统的投影算子。然后，使用与投影子相邻的算子将与测量信号的差异投影回来，并且以此方式，重建残差图像，使用该残差图像更新初始图像。更新的图像数据又可以在下一个迭代步骤中借助投影算子使用，以生成新的合成投影数据，以从该新的合成投影数据再次形成与测量信号的差异并且计算新的残差图像，使用该新的残差图像再次改进当前迭代阶段的图像数据。迭代重建方法的示例是：代数重建技术(ART)，同时代数重建技术(SART)，迭代滤波反投影(IFBP)，或者统计迭代图像重建技术。公开文本DE102006007058A1公开了一种CT系统，该CT系统具有用于对可围绕系统轴线旋转的至少一个焦点/检测器系统进行紧固的机架(gantry)。该CT系统包括：焦点，其作为辐射源；以及检测器，其接收由该焦点发射的辐射；第一焦点/检测器系统；以及至少一个第二焦点/检测器系统，该第二焦点/检测器系统被布置为以旋转方式偏移于该第一焦点/检测器系统，该第二焦点/检测器系统被机械地耦合到该第一焦点/检测器系统并且与该第一焦点/检测器系统在该机架上共同旋转；其中每个焦点/检测器系统包括从该焦点通过该系统轴线延伸到该检测器的中心波束，以及从该焦点延伸到该检测器的几何中心的中间波束，并且至少一个焦点/检测器系统相对于该系统轴线被偏心地布置。公开文本DE102008051043B3公开了一种X射线CT系统，以及借助于X射线CT系统产生断层扫描记录的方法，该X射线CT系统具有两个发射器-检测器装置，这两个发射器-检测器装置在机架上进行具有角度偏移的操作并且具有至少两种不同的X射线能谱，其中从具有不同X射线能谱的两个四分之一旋转重建至少一个第一记录，并且从超过半个旋转的发射器-检测器装置中的至少一个的扫描的检测器数据创建至少一个第二记录。这些记录在它们的空间频率方面经过高通滤波或者低通滤波，然后经滤波的这些记录被组合以形成结果记录。公开文本DE102010019016A1公开了一种用于从测量数据重建移动检查对象的图像数据的方法，其中测量数据先前已经在计算机断层扫描系统的辐射源与检查对象之间的相对旋转移动中被建立。通过迭代算法从不完整的测量数据记录重建第一图像数据，其中在迭代重建中，使用包括与待重建的图像数据的像素值有关的概率信息的维度。偏移90°的两个发射器-检测器装置可以用于同时记录数据，使得在机架旋转90°之后，已经达到180°的投影角度覆盖。这相当于对可实现的时间分辨率进行加倍。备选地，记录可以在时间上每个超过90°的两个部分上进行，其中它们分别描绘心脏在连续心跳上的相同运动状态。最大可能的时间分辨率被加倍。通过提高机架的旋转速度也可以增加可实现的时间分辨率。然而，针对有限时间分辨率问题的机械解决方案受到限制。在计算机断层扫描中，特别地单个图像(切片)的时间分辨率由记录了一个角度扇区的各个投影或者投影测量数据的时段来定义，从该角度扇区中重建了图像。因此，对于时间分辨率十分关键的应用，例如在冠状动脉成像中，通常仅使用最小必要角度扇区的最小必要数目的投影或投影测量数据。对于迄今为止常见的图像重建技术，通常假设最小必要投影角度范围为180°。在机架(包括在由X射线源和检测器装置组成的图像记录系统中)的旋转速度为0.5秒的情况下，对应于最小必要角度扇区为180°，由于至少需要来自半个旋转的投影数据，因此可以实现0.25秒的最大时间分辨率。例如，如果在记录投影或投影测量数据期间，要表示的检查对象的感兴趣区域移出最小必要角度扇区，则在重建(结果)图像中形成所谓的移动伪像。这些移动伪像的减少或消除是本专利技术的目的。本专利技术的目的是提供有助于减少移动伪像或者增加时间分辨率的一种成像方法，一种图像重建设备，一种计算机断层扫描系统，一种计算机程序以及一种计算机可读数据介质。该目的是根据本专利技术通过如权利要求1所述的方法，如权利要求13所述的图像重建设备，如权利要求14所述的计算机断层扫描系统，如权利要求15所述的计算机程序以及如权利要求16所述的计算机可读数据介质来实现的。
技术实现思路
本专利技术涉及一种基于投影测量数据对待检查对象的感兴趣区域进行成像的方法，该投影测量数据在X射线源-检测器系统围绕待检查对象在至少180°的第一角度扇区内旋转运动的期间被记录。该方法包括生成步骤、选择步骤、比较步骤、以及伪像校正步骤。在生成步骤中，第一起始图像数据被生成。在选择步骤中，具有第二角度扇区的部分投影测量数据从投影测量数据而被选择，其中第二角度扇区是第一角度扇区的子区域。在比较步骤中，将第一起始图像数据或者经校正起始图像数据与部分投影测量数据进行对比，其中第一图像数据被生成。在伪像校正步骤中，第一图像数据通过经训练校正单元来校正，其中经校正起始图像数据被创建。第一图像数据和校正起始图像数据分别包括感兴趣区域的基本完整图像。本专利技术的目的是对来自计算机断层扫描投影测量数据的结果图像进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于投影测量数据(S1)对一个待检查对象(39)的一个感兴趣区域进行成像的方法(V)，所述投影测量数据(S1)在一个X射线源‑检测器系统(29、37)围绕所述待检查对象(39)在至少180°的第一角度扇区中的旋转运动的期间被记录，所述方法包括以下多个步骤：‑生成(V2)第一起始图像数据(B1)，‑从所述投影测量数据(S1)中选择(V3)具有第二角度扇区的部分投影测量数据(S1a)，其中所述第二角度扇区是所述第一角度扇区的一个子区域，‑将所述第一起始图像数据(B1)或者经校正起始图像数据(Bn)与所述部分投影测量数据(S1a)进行比较(V4)，其中第一图像数据(BSn)被生成，‑通过一个经训练校正单元(ML)对所述第一图像数据(BSn)进行伪像校正(V5)，其中所述经校正起始图像数据(Bn)被创建，以及其中所述第一图像数据(BSn)和所述经校正起始图像数据(Bn)分别包括所述感兴趣区域的一个基本完整图像。

【技术特征摘要】
2017.09.13 EP 17190895.71.一种基于投影测量数据(S1)对一个待检查对象(39)的一个感兴趣区域进行成像的方法(V)，所述投影测量数据(S1)在一个X射线源-检测器系统(29、37)围绕所述待检查对象(39)在至少180°的第一角度扇区中的旋转运动的期间被记录，所述方法包括以下多个步骤：-生成(V2)第一起始图像数据(B1)，-从所述投影测量数据(S1)中选择(V3)具有第二角度扇区的部分投影测量数据(S1a)，其中所述第二角度扇区是所述第一角度扇区的一个子区域，-将所述第一起始图像数据(B1)或者经校正起始图像数据(Bn)与所述部分投影测量数据(S1a)进行比较(V4)，其中第一图像数据(BSn)被生成，-通过一个经训练校正单元(ML)对所述第一图像数据(BSn)进行伪像校正(V5)，其中所述经校正起始图像数据(Bn)被创建，以及其中所述第一图像数据(BSn)和所述经校正起始图像数据(Bn)分别包括所述感兴趣区域的一个基本完整图像。2.根据权利要求1所述的方法(V)，其中所述经训练校正单元基于一种机器学习方法、一种统计方法、一种映射协议、多种数学函数、一种人工神经网络或者一种学习数据库。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(V)，其中在所述生成步骤(V2)中，基于所述投影测量数据(S1)生成所述起始图像数据(B1)。4.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的方法(V)，其中在所述生成步骤(V2)中，独立于所述投影测量数据S1生成所述起始图像数据(B1)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述比较步骤和所述伪像校正步骤被迭代执行，其中在第一次迭代中，将所述第一起始图像数据(B1)与所述部分投影测量数据(S1a)进行比较，以及在至少另一次迭代中，将所述经校正起始图像数据(Bn)与所述部分投影测量数据(S1a)进行比较。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在图像空间(RB)中执行所述比较步骤(V4)。7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的方法，其中在投影数据空间(...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·舍恩杜贝，S·卡普勒，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE