计算机断层造影灌注测量的射线硬化校正制造技术

本发明专利技术涉及一种用于从测量数据（ｐ）中重建检查对象图像数据（ｆ）的方法，其中，在计算机断层扫描系统（Ｃ１）的辐射源（Ｃ２，Ｃ４）与检查对象之间相对旋转运动时，首先采集一系列测量数据组（ｐ），并且这些测量数据组（ｐ）涉及在连续时间点上检查对象的相同片段。从这些测量数据组（ｐ）中分别重建第一图像数据（ｆ），从而存在一系列第一图像数据（ｆ）。确定显示该系列第一图像数据内部时间上变化的改变量，并借助该改变量在第一图像数据（ｆ）内进行检查对象不同成分之间的区分。这种区分在计算改善的图像数据（ｆ）的迭代算法中用于射线硬化校正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于从测量数据中重建检查对象的图像数据的方法，其中，在计 算机断层扫描系统的辐射源与检查对象之间相对旋转运动时，事先采集一系列测量数据 组，并且这些测量数据组涉及在连续时间点上检查对象的相同片段。
技术介绍
利用CT系统扫描检查对象的方法众所周知。在此，例如使用圆扫描，具有进给的 顺序圆扫描或者螺旋扫描。也可以是不以圆周运动为基础的其它类型的扫描，例如具有线 性片段的扫描。利用至少一个X射线源和至少一个相对的采集器从不同的拍摄角度拍摄检 查对象的吸收数据并将这样收集的吸收数据或投影借助相应的重建方法计算出检查对象 的剖面图像。为从计算机断层扫描仪(CT机)的X射线-CT-数据组中，也就是从所采集的投影 中重建计算机断层扫描的图像，目前作为标准方法使用所谓的滤波反投影方法(Filtered Back Projection ;FBP)。在数据采集之后进行所谓的“重排(Rebirming) ”步骤，其中这样 重排利用扇形地从源传播的射线所产生的数据，使得其以一种如在探测器由平行地朝向探 测器的X射线所射中时那样的形式出现。然后将该数据变换到频域。在频域中进行滤波， 然后将经滤波的数据进行反变换。利用这样经整理(umsortierten)和滤波的数据，然后在 关注体积内进行到各体素的反投影。近年来开发出迭代的重建法。在此方面，首先从投影测量数据中重建初始的图像 数据。为此例如可以使用卷积反投影方法(Faltungsrilckprojektionsverfahren)。然后利 用“投影器”、数学上应尽可能良好反映测量系统的投影算子，从这些初始图像数据中产生 合成的投影数据。然后利用附属于投影器的算子将与测量信号的差进行反投影并且因此重 建残留图像(Residuum-Bild)，利用该残留图像更新初始图像。又可以使用更新的图像数 据，以便在下一个迭代步骤中借助投影算子产生新的合成投影数据，从中又形成与测量信 号的差并且计算新的残留图像，利用该残留图像又可以改善当前的迭代级的图像数据，等 等。利用这种方法可以重建图像清晰度相当好，但图像噪声小的图像数据。根据测量数据采集时的情况并取决于各自所观察的检查对象，CT图像中会出现不 同类型的伪影。此方面的例子是射线硬化伪影。这种伪影通过如下产生，即由CT-X射线源 发射的辐射不是单色，而是多色的，而且X射线辐射的衰减取决于其各自的能量。此外，不 同的物质具有取决于能量的不同衰减分布。如果在图像重建时不考虑这一点，就会出现伪 影。如果存在检查对象的具有高衰减值的成分的话，这一点特别严重。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种用于重建CT图像的方法，其中，争取避 免射线硬化伪影。此外提供一种相应的控制和计算单元、CT系统、计算机程序和计算机程 序制品。在用于从测量数据中重建检查对象的图像数据的本专利技术方法中，在计算机断层扫 描系统的辐射源与检查对象之间相对旋转运动时，首先采集一系列测量数据组；在此方面， 这些测量数据组涉及在连续时间点上检查对象的相同片段。从这些测量数据组中分别重建 第一图像数据，从而存在一系列第一图像数据。确定显示该系列第一图像数据内的在时间 上的变化的改变量。借助该改变量在第一图像数据内进行检查对象不同成分之间的区分。 这种区分在用于计算改善的图像数据的迭代算法中被用于射线硬化校正。因此不仅存在所要重建的单个图像的测量数据，而且也存在系列图像的测量数 据。这些测量数据表示图像的时间顺序。因为测量数据包含检查对象的相同片段，所以可 以从该图像系列中获悉，该片段在测量的过程中在时间上如何变化。这种方法特别适用于 灌注测量。在第一图像重建之后，对于每个测量数据组存在一个第一图像。但这些第一图像 由于射线硬化而含有伪影。这种不希望的效应利用进一步的方法得到减少。为此首先确定 改变量。从这些量中提取在不同的第一图像之间是否存在和/或者存在多大变化的信息。 因为第一图像的系列表示时间上的顺序，所以改变量因此表明在检查对象的所观察的片段 内部的在时间上的变化。改变量被用于区分检查对象的不同成分。这种区分之所以可能，是因为存在时间 上不变的成分和随着时间改变的其它成分。使用迭代算法，以便通过减少由射线硬化引起的伪影来改善图像数据。这种迭代 算法最好以第一图像数据开始。迭代算法在此方面这样设计，使其执行射线硬化校正。在 这种校正中，包括不同成分之间所确定的区分。在本专利技术的进一步构成中，用于该系列第一图像数据的改变量逐个图像点地提供 变化值。即每个图像点存在一个或者多个数值，从中提取关于时间上变化的信息。特别具有优点的是，为区分不同的成分，使用改变量区分静态与动态的成分。这一 点由于提供改变量的时间信息而可能。静态成分是经过第一图像系列在图像内其布置方面 没有或者很少变化的那些成分。相反，动态成分在该系列图像的过程中例如通过出现、消 失、量变或者形变等运动。此外特别具有优点的是，为区分静态成分内部的不同成分，使用第一图像数据区 分衰减不同强度的X射线的成分。即，按照这种方式可以给出具有静态和强衰减物质的图 像区以及具有静态和仅少量衰减物质的图像区并将其彼此分离。这种区分通过观察第一图 像数据的数值进行。同样具有优点的是，为区分动态成分内部的不同成分，使用第一图像数 据区分衰减不同强度的X射线的成分。即，按照这种方式可以给出具有动态和强衰减物质 的图像区以及具有动态和仅少量衰减物质的图像区并将其彼此分离。这种区分也通过观察 第一图像数据的数值进行。在本专利技术的构成中，进行成分水，骨和造影剂之间的区分。造影剂特别可以是通常 在灌注测量时使用的碘。这三种成分在其X射线辐射的衰减的能量依赖性方面明显不同， 从而在射线硬化校正时分离具有特别重要的意义。依据本专利技术的进一步构成，从第一图像数据中确定与不同成分相应的多个分图像 数据。这意味着，每种成分各自存在分图像，从其获悉，各个成分在哪些图像点上存在。此外，在与分图像数据的结合下具有优点的是，在迭代算法中对第一图像数据进行正向投影，其中，分图像数据与取决于X射线能量的和对各个成分来说是特定的衰减值 相关联。这样可以进行非常精确的射线硬化校正。依据本专利技术的进一步构成，通过从变化值中至少部分去除检查对象的运动，在区 分不同成分之前，对变化值进行校正。为此最好在单个第一图像的内部采用梯度形成。如 果从改变量中计算出检查对象的运动，例如心脏运动，呼吸运动，位置变化，在使用这些这 样校正的改变量情况下可以更好地彼此区分这些成分。依据本专利技术的控制和计算单元用于从CT系统的测量数据中重建检查对象的图像 数据。该单元包括用于储存程序代码的程序存储器，其中，里面-此外需要时-存在适用于 实施上述方法的程序代码。依据本专利技术的CT系统包括这种控制和计算单元。此外该系统 可以包括采集测量数据所需的其它组成部分。依据本专利技术的计算机程序具有程序代码资源，其适用于在计算机上执行计算机程 序的情况下实施上述的方法。依据本专利技术的计算机程序制品包括储存在计算机可读数据载体上的程序代码资 源，其适用于在计算机上执行计算机程序的情况下实施上述的方法。附图说明下面借助实施例对本专利技术进行详细说明。其中图1示出具有图像重建组成部分的计算机断层扫描系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从测量数据（ｐ）中重建检查对象的图像数据（ｆ）的方法，其中，在计算机断层扫描系统（Ｃ１）的辐射源（Ｃ２，Ｃ４）与检查对象之间相对旋转运动时，事先采集一系列测量数据组（ｐ），并且这些测量数据组（ｐ）涉及在连续时间点上检查对象的相同片段，从这些测量数据组（ｐ）中分别重建第一图像数据（ｆ，ｇ（ｒ，ｔ）），从而存在一系列第一图像数据（ｆ，ｇ（ｒ，ｔ）），确定显示该系列第一图像数据（ｆ，ｇ（ｒ，ｔ））内部的在时间上的变化的改变量（σ（ｒ）），借助在第一图像数据（ｆ，ｇ（ｒ，ｔ））内的该改变量（σ（ｒ））对检查对象的不同成分进行区分，在用于计算改善的图像数据（ｆ）的迭代算法中使用该区分，用于射线硬化校正。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯奥尔门丁格，马克卡切尔里斯，伯恩哈德施密特，菲利普斯滕纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]