用于生成图像数据的方法和计算机断层扫描系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于借助计算机断层扫描系统生成检查对象的图像数据的方法，该计算机断层扫描系统具有数据处理单元，还具有X射线源和X射线探测器，X射线源和X射线探测器悬挂在支架处并绕z轴可旋转地被支承，并且该计算机断层扫描系统还具有用于支承检查对象的检查台和相对于检查台以固定的相对位置布置的参考对象，其中X射线源和X射线探测器相对于检查对象移动以生成原始数据集，其中在生成原始数据集时借助于X射线对检查对象的至少一部分与参考对象的至少一部分一起进行扫描，并且其中对参考对象的至少一部分的扫描被用于在X射线源和X射线探测器相对于检查对象移动时至少部分地补偿运动误差的影响。

【技术实现步骤摘要】
用于生成图像数据的方法和计算机断层扫描系统
本专利技术涉及一种用于借助计算机断层扫描系统生成检查对象的图像数据的方法。此外，本专利技术还涉及一种计算机断层扫描系统和计算机程序产品。
技术介绍
计算机断层扫描仪通常具有包括X射线源和X射线探测器的所谓机架，并且众所周知其用于通过X射线来检查对象。在此，在大多数情况下通过所谓的螺旋扫描或螺旋采样检查相应的对象，并在这种螺旋扫描过程中生成原始数据集，然后基于该原始数据集可产生或计算图像数据，例如对象的断层图像。在此，在生成相应的原始数据集时，通过栅格将待检查对象的待检查体积细分为所谓的体像素或3D像素，并且为每个体像素分配一种类型的衰减值，该衰减值表示X射线穿过相应体像素时的衰减特性。在此，相应衰减值的计算或分配需要了解在相应螺旋扫描期间在任何时间点X射线源和X射线探测器相对于待检查体积的相对位置，并且在不同时间点所已知的相对位置越精确，则在图像数据、例如对象断层图像中的图像质量就越高。实际上，在计算衰减值时，通常假设一方面X射线探测器并且另一方面X射线源在每次螺旋扫描时沿着绕z轴或z方向的理想螺旋路径移动，也就是说以恒定速度移动，该速度由在检查前可选择从而能够可变地指定的螺距系数确定。然后，借助于复杂的运动机制尽可能地重构这种理想运动，以使假定的相对位置与真实的相对位置近似一致。通常不通过测量技术来检测可能的运动误差，即实际相对位置与沿理想螺旋路径的假定相对位置的偏差，从而在计算衰减值时不考虑这些误差。为了实现尽可能精确的运动机制，在许多情况下，在安装过程中，一方面将机架并且另一方面将检查台或至少检查台的底座以彼此固定的相对位置和彼此固定的相对方位布置在检查室中，并且此外例如牢固地固定在检查室的地板上。为了所需的相对运动，则在这种情况下检查台的台面通常可通过强制引导沿z方向线性移动，并且X射线探测器和X射线源通过强制引导可旋转地悬挂在机架中。此外还已知所谓的滑动机架系统，其与上述系统的不同之处在于，不是借助于检查台及其台面实现沿z方向或反向于z方向的线性运动，而是为此将机架沿z方向可移动地支承在固定安装的导轨系统上。在这两种情况下，在检查台和机架之间都有一定的(位置)耦合，在支承待检查对象的检查台与悬挂在机架中的X射线源以及X射线探测器之间的相对运动的运动自由度受到这种耦合的限制，和/或通过该耦合预定了共同的(位置)参考系统。这种耦合减少了可能的运动误差，即实际相对位置与沿理想螺旋路径的假定相对位置的偏差，从而提高了可达到的图像质量。此外，在申请DE102016208123A1中还公开了一种组件，该组件具有医学成像设备的机架和用于使组件相对于基座移动的全向底架。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种用于生成图像数据的有利方法、一种有利的计算机断层扫描系统和一种有利的计算机程序产品。该目的通过根据本专利技术的方法、计算机断层扫描系统以及计算机程序产品来实现。优选的改进方案也记载在本专利技术中。关于该方法提及的优点和优选设计方案也可类似地适用于计算机断层扫描系统和/或计算机程序产品，反之亦然。在此，该方法用于借助计算机断层扫描系统生成检查对象(例如患者)的图像数据，该计算机断层扫描系统具有数据处理单元以及X射线源和X射线探测器，该X射线源和X射线探测器悬挂在支架处并且绕z轴可旋转地被支承，并且该计算机断层扫描系统具有用于支承检查对象的检查台(或患者台)以及相对于检查台以固定的相对位置布置的参考对象。在此，X射线源和X射线探测器的支架例如以所谓的C型臂的方式设计。而支架优选地由机架的转子构成，从而在这种情况下计算机断层扫描系统具有机架。数据处理单元例如为控制单元、计算机或服务器。根据优选的实施变型方案，计算机断层扫描系统具有两个数据处理单元，即第一数据处理单元和第二数据处理单元，数据处理单元例如是控制单元和计算机，其中根据本专利技术的方法的一部分通常借助于第一数据处理单元来执行，并且根据本专利技术的方法的另一部分借助于第二数据处理单元来执行。特别是当计算机断层扫描系统还具有机架时，则第一数据处理单元(例如控制单元)进一步优选为机架的一部分，而第二数据处理单元(例如计算机或服务器)被设计为至少在空间上与机架分离的结构单元，该结构单元为了数据交换的目的例如通过线束连接、滑动触点或无线电连接与机架耦连或可与机架耦连。在这种情况下，第二数据处理单元通常也被设置在与机架不同的房间中。如果现在将检查对象置于检查台上或暂时置于台面上，则在执行根据本专利技术用于生成原始数据集的方法的过程中，使X射线源和X射线探测器相对于检查对象移动，并且在生成原始数据集时，借助于X射线将检查对象的至少一部分与参考对象的至少一部分一起进行扫描。然后，对参考对象的至少一部分的扫描随后被用于在X射线源和X射线探测器相对于检查对象移动时至少部分地补偿运动误差的影响，即特别是补偿开头所述类型的运动误差的影响。在此，计算机断层扫描系统通常被设计为使得不存在开头所述类型的(位置)耦合或者至少在很小范围上存在耦合，从而可预期运动误差，即特别是开头所述类型的运动误差，其显著降低了对于检查对象的图像数据可达到的图像质量。因此有利的是，在螺旋扫描或螺旋采样时进一步实现相对运动，其中X射线源和X射线探测器分别以相当恒定的速度沿螺旋路径移动，然而该运动机制通常不太精确，因此可假设实际相对位置与理想螺旋路径的假定相对位置之间存在更大和/或更频繁的偏差。在此，计算机断层扫描系统优选地具有机架，该机架被构造为可自由移动的机架或自推进机架，并且例如具有轮子或链传动装置。由此，机架不是固定的，而是可相对于地球系统自由移动，例如可以在检查室的地板上自由移动。在此，机架通常不是绑定到某个房间，特别是某个检查室，而是例如也可以在不同的检查室之间移动。此外，还优选地例如不借助于导轨来强制引导机架。机架通常可在两个线性独立的且特别是正交的方向上自由移动，为此机架例如具有带有轮子或带有链传动装置的滑架。然后，优选通过机架执行螺旋扫描所需的在z轴方向或z方向上的线性运动，其中该机架为此具有控制单元，即特别是前述第一数据处理单元，利用该第一数据处理单元在螺旋扫描时自动执行相应的线性运动。在此，这种线性运动例如也在检查室的波浪形地板上进行，则这会导致相关的运动误差。无论哪种方式，通常都可假设实际相对位置与理想螺旋路径的假定相对位置之间存在更大和/或更频繁的偏差。因此，所实现的轨迹通常将大大偏离理想的轨迹。理想的轨迹仍然优选用作原始数据集的生成和体像素衰减值的计算的基础。然而此外还进行原始数据集的后处理，其中运动误差的影响至少部分地并且优选完全地被补偿。在此，为了进行后处理，优选仅使用来自原始数据集的数据和存储在计算机断层扫描系统存储器中的数据，并且进一步优选省去对传感器数据的使用，这些传感器数据借助于附加传感器系统生成以通过测量技术检测相对位置。在此，原始数据集的后处理有利地在计算机断层扫描系统的数据处理单元中进行并且优选地在前述第二数据处理单元中进行。相应的数据处理单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助计算机断层扫描系统(2)生成检查对象(20)的图像数据的方法，所述计算机断层扫描系统(2)具有：/n-一个数据处理单元(22)，/n-一个X射线源(14)以及一个X射线探测器(16)，所述X射线源(14)和所述X射线探测器(16)悬挂在一个支架(8)处并且绕z轴(18)可旋转地被支承，和/n-用于支承所述检查对象(20)的一个检查台(4)以及相对于所述检查台(4)以固定的相对位置布置的一个参考对象(6)，/n其中/n-所述X射线源(14)和所述X射线探测器(16)相对于所述检查对象(20)移动(A)，以生成原始数据集，/n-在生成所述原始数据集时，借助于X射线对所述检查对象(20)的至少一部分与所述参考对象(6)的至少一部分一起进行扫描(A)，并且/n-对所述参考对象(6)的至少一部分的扫描被用于在X射线源(14)和X射线探测器(16)相对于所述检查对象(20)移动时至少部分地补偿运动误差的影响(B至E)。/n

【技术特征摘要】
20190521 DE 102019207419.71.一种用于借助计算机断层扫描系统(2)生成检查对象(20)的图像数据的方法，所述计算机断层扫描系统(2)具有：
-一个数据处理单元(22)，
-一个X射线源(14)以及一个X射线探测器(16)，所述X射线源(14)和所述X射线探测器(16)悬挂在一个支架(8)处并且绕z轴(18)可旋转地被支承，和
-用于支承所述检查对象(20)的一个检查台(4)以及相对于所述检查台(4)以固定的相对位置布置的一个参考对象(6)，
其中
-所述X射线源(14)和所述X射线探测器(16)相对于所述检查对象(20)移动(A)，以生成原始数据集，
-在生成所述原始数据集时，借助于X射线对所述检查对象(20)的至少一部分与所述参考对象(6)的至少一部分一起进行扫描(A)，并且
-对所述参考对象(6)的至少一部分的扫描被用于在X射线源(14)和X射线探测器(16)相对于所述检查对象(20)移动时至少部分地补偿运动误差的影响(B至E)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自所述原始数据集的数据或从所述原始数据集导出的数据与训练后的数据进行比较，并且其中由此确定用于生成所述检查对象(20)的图像数据的至少一个校正量(B至E)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在生成所述检查对象(20)的图像数据之前，首先基于所述原始数据集生成所述参考对象(6)的图像数据(B)，其中在评估过程中将所述参考对象(6)的图像数据与所述参考对象(6)的训练后的图像数据进行比较(C)，并且其中利用所述评估过程通过所述图像数据比较来确定至少一个校正量(C)。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述图像数据代表所述参考对象(6)的多个断层图像。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中在校正过程中基于所述原始数据集并借助于至少一个所确定的校正量生成校正后的原始数据集(D)，并且其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·阿尔门丁格尔，C·霍夫曼，H·舍恩杜贝，
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