在心脏计算机断层造影显示中降低级间伪影的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在心脏ＣＴ显示中降低进给方向（９）上的级间伪影的方法，其中，利用计算机断层造影系统（１）再现心脏立体的两个子立体（Ｎ，Ｎ＋１）的立体图像或截面图像（Ⅰ），其中，用于再现的每个子立体（Ｎ，Ｎ＋１）的检测器数据来自不同的心脏周期，在此，该两个子立体在进给方向（９）上彼此相邻并在重叠区域内部分地重叠，并在以下分别被称为第一和第二子立体；关于第一子立体（Ｎ）重叠区域（１５）中的至少一个选出的部位（１３）确定相对于第二子立体（Ｎ＋１）的移动向量（１４），并对该第二子立体至少部分地相应于该至少一个移动向量（１４）进行空间变换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在心脏CT显示中降低级间伪影(Stufenartefakt)的方法，其中，利用计算机断层造影系统(CT)再现心脏立体的两个子立体的立体图像或截面图像，并且从不同的心脏周期中提取用于再现的、每个子立体的检测器数据，在此，该两个子立体在进给方向上彼此相邻并在重叠区域内部分地重叠。
技术介绍
已知在建立心脏的心脏CT图像时，可能由于整体显示的心脏立体是由多个其再现数据分别为在不同的心脏周期中记录的子立体组合而成，而产生级间伪影。迄今用于减少这样的级间伪影的方法在于对再现阶段的块专用(block-individuell)的选择。该方法可以通过查找具有最小运动的时刻手动地或自动地实现。该方法以“运动映射(Motion Mapping)”而公知，并在Manzke，R.等人的论文“Automatic phase determination for retrospectively gated cardiacCT”，Med.Phys.31(12)，pp 3345-3362，Dec 2004中有详细描述。在一些情况下该方法能够提供较之于在整个数据组上恒定再现阶段更好的结果。但是也表明，该方法不能消除心脏CT拍摄中所有出现的级间伪影。
技术实现思路
因此本专利技术要解决的技术问题在于，找到一种更好的在心脏CT拍摄中减少级间伪影的方法，该方法还可以消除不是通过在数据采集期间的运动引起的级间伪影。专利技术人了解，在心脏CT拍摄中产生级间伪影的另一个原因在于，在其数据用于再现CT图像的心脏静止阶段之间可能存在空间错位。尽管心脏在前后接续的心脏周期的静止阶段中不运动，却也不一定会在同一位置上。在此，这可以是整个心脏的移位，或者可以仅是刚被扫描过的心脏区域的移位。如果在前后接续的心脏周期中的不同位置是造成级间伪影的原因，则优化的相位也不能对成像的改善起作用。因此需要在对再现后的子立体进行组合时将这些子立体这样合并不考虑相对于CT的相对定向，而是考虑相对于心脏轮廓的相对定向。在心脏螺旋CT中仅采用特定的时间数据窗，该数据窗通常位于心脏舒张期的范围内。这使得在支架足够快地旋转的情况下再现几乎不包含运动，即产生不包含伪影的图像。不过，在一个心脏阶段中最多只能相应于检测器宽度在进给方向或z方向上拍摄一个立体，因此整个立体必须由在不同心脏周期拍摄的块(所谓的“堆叠”)组合而成。在此，各个堆叠或者可以由多个再现后的截面图像组成，或者可以表示逐体素再现的子立体。心脏不同区域的运动曲线不必在每个周期中都是相同的。因此尽管每个堆叠本身可以是一致的，即不包含伪影的，但在不同的块之间由于静止阶段的不同位置却可能出现错位。如果在x/y平面上出现移动，则该效应尤其可见并会干扰诊断。堆叠相互之间的全局移位不一定会引发该问题，因为错位也可以是局部的，即例如LCA(左冠状动脉)具有与心室壁不同的位置改变。通过提高支架的旋转速度或采用多X射线管CT系统能够结构性地优化用于降低伪影的时间分辨率；而所描述的该问题则是生理的本性，并且无法由此来克服。因此，需要在将顺序拍摄的子立体组合成心脏的总体图像时，对子立体进行空间变换，该变换考虑了在各静止阶段或拍摄阶段之间心脏的错位。在此尤其还要注意，多数情况下对全部子立体的简单线性变换是不够的，而是还需要构成产生类似于形态方法(Morphingverfahren)的与位置相关的空间变换的向量场，该空间变换在重叠区域内明显的轮廓上对准再现的子立体。因此专利技术人提出一种对在心脏CT显示中降低级间伪影的方法的改进，其中，利用计算机断层造影系统(CT)再现心脏立体的两个子立体的立体图像或截面图像，其中用于再现的每个子立体的检测器数据来自不同的心脏周期，在此，该两个子立体在进给方向上彼此相邻并在重叠区域内部分地重叠，并在以下分别被称为第一和第二子立体。改进之处在于，至少关于第一子立体重叠区域中的至少一个选出的部位确定相对于第二子立体的移动向量，并对该第二子立体至少部分地相应于该至少一个移动向量进行空间变换。在该方法中，该至少一个移动向量可以垂直于进给方向、或在三维空间中确定。在该第一变形中，仅对垂直于系统轴的平面内的级间伪影进行补偿，而在该第二变形中，还可以消除空间定向的移动以及由此产生的级间伪影。此外有利的是，在一个单独的移动向量的位置上确定关于整个重叠区域的移动向量的场。在此首先要考虑的是，移动并不是在所有位置上均匀地进行的，而可以是与位置相关的。此外，通过在明显突出的图像部位之间确定至少一个移动向量尤其可以简化对移动的识别和定义。尤其是可以采用较高的对比度跳跃以及其周围作为明显突出的图像部位。此外优选的是，为了确定至少一个移动向量，在明显部位的周围移动所述第一和第二子立体的重叠区域，直至在该两个重叠区域的比较中误差达到最小，并将该在此使用的移动作为最佳移动向量使用。如果在一个或少数几个移动向量的位置上确定移动向量的场，则优选的是，在确定移动向量的场时，对重叠区域的各个明显部位进行比较，确定其最佳移动向量，并通过插值计算来确定位于最佳移动向量之间的移动向量。相应于本专利技术方法的一种简单的变形，为使第二子立体接近于第一子立体，对该第二子立体进行完全的变换。此外，还可以为使第二子立体接近于第一子立体，对该第二子立体在整个子立体上进行相同的变换。不过，尤其优选的是，为使第二子立体接近于第一子立体，利用向量场对该第二子立体进行变换，该向量场具有不同方向和大小的移动向量。在此，例如可以利用与重叠区域增长的距离来简化移动向量，优选连续地简化和/或简化为0。附图说明以下借助附图和优选实施方式对本专利技术进行详细描述，其中仅示出了理解本专利技术所需的特征并采用以下附图标记1CT系统；2第一X射线管；3第一检测器；4第二X射线管；5第二检测器；6支架外壳；7患者；8患者卧榻；9进给方向/系统轴；10控制和计算单元；11存储器；13重叠区域中明显突出的部位；14移动向量；15重叠区域；I，I′截面图像；N，N-1，N+1子立体；P位置；SX选择掩模；t时间；Prg1-Prgn程序； z进给方向/系统轴；Δt时间窗；ΔP错位。附图中图1示出心脏运动曲线的示意图； 图2示意性示出三个具有关于进给方向z和时间的重叠区域的经再现的堆叠；图3示出心脏的CT截面图像；图4示出根据公式(2)的CNR(p)；图5示出通过根据CNR(p)的阈值运算的选择掩模S；图6以流程图示出按照本专利技术的方法，其中示意性示出平移向量场；图7概略地示出具有计算单元和用于实施本专利技术方法的程序的CT系统。具体实施例方式图1借助心脏的位置改变、即通过关于两个心脏周期的运动曲线，示意性地示出本专利技术所基于的实际问题。图中绘出心脏的任意部位的位置P关于时间t的变化。在该两个周期内各有一个相当于舒张期中心脏静止阶段的阴影区域。在该区域内利用时间窗Δt对每个心脏周期扫描一个子立体并进行再现。理想情况下现有技术的出发点是，心脏以及心脏的每个部位在每个周期阶段中都处于同一位置。但如由图1可见，所观察的心脏部位的位置错开ΔP。实践中，为了显示心脏将源自不同心脏周期的多个子立体组合成心脏的总体图像。图2借助多个所谓的堆叠(＝一个心脏周期的截面图像堆)举例示出这种情况。关于时间轴t示出了各堆叠N-1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在心脏计算机断层造影显示中降低进给方向上的级间伪影的方法，至少包括以下步骤：　１．１．利用计算机断层造影系统（ＣＴ）再现心脏立体的两个子立体（Ｎ－１，Ｎ，Ｎ＋１）的立体图像或截面图像（Ⅰ），其中，从不同的心脏周期中提取用于再 现的、每个子立体的检测器数据，在此，该两个子立体（Ｎ－１，Ｎ，Ｎ＋１）在进给方向（ｚ，９）上彼此相邻并在重叠区域内部分地重叠，并在以下分别被称为第一和第二子立体，其特征在于，１．２．至少关于第一子立体（Ｎ）重叠区域（１５）中 的至少一个选出的部位（１３）确定相对于第二子立体（Ｎ＋１）的移动向量（１４），以及１．３．对该第二子立体至少部分地相应于该至少一个移动向量（１４）进行空间变换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特布鲁德，雷纳劳帕克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]