本发明专利技术涉及一种用于从运动的辐射源（１１）穿过对象（１８）而落在检测器（１３）上的投影数据中再现对象（１８）的断层造影图像的方法，其中在再现时对投影数据进行滤波和反投影，在辐射源（１１）、检测器（１３）和位于待扫描对象（１８）位置处的测试对象（５８）具有至少一种相同的空间布局的条件下通过测试投影和迭代分析再现技术确定滤波器，该滤波器在该给定布局下向该断层造影图像给出测试对象的投影数据的最佳滤波和反投影，在该给定布局下扫描位于该测试对象位置处的对象（１８）并获得投影数据，利用该投影数据和根据步骤１．１确定的滤波器再现该断层造影图像。此外本发明专利技术还涉及一种用于执行该方法的断层造影设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于从运动的辐射源落在检测器上的投影数据中再现对象的断层造影图像的方法，在该再现中对投影数据进行滤波和反投影。此外本专利技术还涉及一种采用不同的辐射来获取投影的断层造影设备。
技术介绍
计算机断层造影(CT)为医学和检测技术提供了一种检查和测量方法，借助这种方法可以检查患者或受检对象的内部结构，而不必在此过程中介入患者体内或损坏受检对象。在此对所要检查的对象从不同角度拍摄多个投影，从这些投影中可以计算出该对象的三维描述。普遍公知通过所谓的滤波反投影(Filtered Back Projection，FBP)来解决该问题，例如参考以下文献BuzugEinführung in die Computertomographie.1.Auflage 2004.Springer-Verlag，ISBN3-540-20808-9和Kak，SlaneyPrinciples of Computerized Tomographic Imaging.1987，IEEE Press.ISBN0-87942-198-3。FBP是一种高性能计算方法，其中对测量的投影进行滤波并反投影到该图像上。在该方法中图像质量取决于所采用的滤波器或卷积核。对于简单的扫描几何形状来说可以分析准确地给定该滤波器或卷积核。主要是其中以均匀的角度步长拍摄很多投影的圆形轨道。打破这一假设的更为复杂的拍摄几何形状在尝试分析地确定滤波器时会产生问题。对此的一个例子就是断层造影图像的合成，其中在最普通的情况下在一个空闲轨道上只能从有限的角度范围获得很少的投影。对于这种再现问题适用迭代方法，如代数再现技术(ART)。对该技术参考以下文献BuzugEinführung in die Computertomographie.1.Auflage 2004.Springer.ISBN3-540-20808-9；Kak，SlaneyPrinciples of ComputerizedTomographic Imaging.1987，IEEE Press.ISBN 0-87942-198-3；T.Wu，J.Zhang，R.Moore，E.Rafferty，D.Kopans，W.Meleis，D.KaeliDigital TomosynthesisMammography Using a Parallel Maximum Likelihood Reconstruction Method，Medical Imaging 2004Physics of Medical Imaging，Proceedings of SPIE VOL.，5368(2004)1-11。有利的是在这种ART中迭代方法不需要在FBP中需要的滤波器。但由于其迭代特性计算持续时间明显更长并因此在实践中通常无法应用。ART的另一个缺点在于与FBP不同无法利用该方法再现对象的部分区域。还要补充说明专利申请US2005/0058240A1，其中专利技术人采用极度简化的启发式假设来分析计算再现滤波器。因此该方法局限于少数简单的拍摄几何形状和断层造影图像的合成。因此存在要找到一种有效方法来从投影数据中再现对象的断层造影图像的问题，该方法一方面不对再现的必要计算效率提出太大的要求，而另一方面可以用于任意拍摄几何形状以及辐射源、检测器与对象之间在测量期间的相对运动。
技术实现思路
因此本专利技术要解决的技术问题在于提供一种方法来克服上述问题。专利技术人已经认识到，在数字成像中、准确地说是在从一维或二维投影照片或来自一维投影的二维图像中获得三维图像和立体数据的过程中，可以从迭代方法、优选为ART中获得用于任意扫描几何形状的滤波器，然后将该滤波器用于根据FBP方法的再现。为此在辐射源、检测器和作为待扫描对象的测试对象具有特定的空间布局的条件下借助对测量对象的投影用迭代再现技术对每个投影确定一个滤波器，该滤波器在给定的布局中将投影数据最佳地反投影到测试对象上。然后将这样确定的滤波器用于通过对检查对象的投影数据进行滤波和反投影来进行再现，该检查对象在给定布局下在位于测试对象的位置被扫描。在此虽然正确滤波器的计算强度很大，但对于给定的扫描几何形状来说只有一次。采用该给定滤波器的FBP的计算开销与经典FBP没有什么不同。与经典FBP相比，该方法提供了为任意扫描形体产生和应用与问题相匹配的滤波器的可能性。与ART相比显著提高了速度。此外该方法还提供了选择性地再现对象的部分区域(感兴趣区，ROI)的可能性，这在经典FBP中已公知。原则上该方法既可以用于断层造影图像又可以用于断层造影合成，并且对所有的成像断层造影方法来说都可以与射线类型无关地使用。根据这一认识，本专利技术人建议，改善本身公知的用于从运动的辐射源落在检测器上的投影数据中再现对象的断层造影图像的方法，其中为了再现对投影数据进行滤波和反投影，使得在辐射源、检测器和位于待扫描对象位置处的测试对象具有至少一种相同的空间布局的条件下通过测试投影和迭代分析再现技术确定滤波器，该滤波器在给定布局下向该断层造影图像给出测试对象的投影数据的最佳滤波和反投影，在给定布局下扫描位于测试对象位置处的对象并获得投影数据，利用该投影数据和确定的滤波器再现该断层造影图像。按照本专利技术，可以再现对象的至少一幅二维截面图像或三维立体图像。此外为了确定滤波器和再现而采用一维投影或二维投影。就拍摄几何形状而言不存在什么限制，从而可以例如以扇形辐射几何形状或锥形辐射几何形状来拍摄投影。通常辐射源和检测器在圆形轨道或螺旋轨道上相对于被扫描对象运动。在该方法中可以自由选择这些轨道。还可以用测量的数据进行重整(Rebinning)，从而用于再现的投影数据例如以平行射线几何形状出现。本专利技术方法的另一个特征是，为了采集对象可以在＜180度的角度范围内进行扫描。此外在该方法中可以比较大的角度间隔来扫描对象，例如投影之间的角度间隔可以至少为2°。还可以各测量的投影之间的可变步长来扫描。有利的，尤其是当辐射源的路径以非圆形变化时，为每个投影角确定自己的滤波器并用于再现。相应的还可以为辐射源和/或检测器的每个投影位置确定自己的滤波器并用于再现。该滤波器在最普通的情况下还可以与位置有关。有利的，为了确定要采用的滤波器可以对至少一个测试对象进行测量，或者可以计算对模拟测试对象的投影。测试对象应当包含尽可能多的位置频率。因此有利的是，例如采用一个或多个导线或小球体的设置。作为模拟测试对象合适的除了上述测试对象之外例如还有具有高斯形密度分布的噪声、球或棒。为了避免在采用的各计算系统中有太大的存储需要，有利的是从原始迭代确定的滤波器中通过其对位置和/或投影角的平均值来计算较少数量的新的平均滤波器。。如果采用这种数量减少的滤波器或者在开始时就只存在比在实际扫描期间测量投影的阶跃大的滤波器，则用于一个特定位置和/或一个特定投影的滤波器可以通过在属于其它位置和/或投影的滤波器之间进行插值来计算。根据本专利技术的基本思想和上述方法，该方法可用于各种类型的断层造影设备、但尤其是用于从X射线成像、从磁共振成像、从超声波成像或从光学成像中获得投影的断层造影设备。此外对于这种断层造影设备专利技术人建议具有数据存储器来长期存储预先确定的滤波器。尤其是应用于大型综合医本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从运动的辐射源（１１）穿过对象（１８）而落在检测器（１３）上的投影数据中再现该对象（１８）的断层造影图像的方法，其中，在该再现中对投影数据进行滤波和反投影，其特征在于， １．１．在辐射源（１１）、检测器（１３）和位于待扫描对象（１８）位置处的测试对象（５８）的具有至少一种相同的空间布局的条件下通过测试投影和迭代再现技术确定滤波器，该滤波器在该给定的布局下向该断层造影图像给出测试对象的投影数据的最佳滤波和反投影， １．２．在该给定布局下扫描位于该测试对象位置处的对象（１８）并获得投影数据， １．３．利用该投影数据和根据步骤１．１确定的滤波器再现该断层造影图像。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁霍海塞尔，沃尔夫冈黑尔，霍尔格孔泽，卡尔斯蒂尔斯托弗，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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