本发明专利技术涉及通过迭代的图像重建在CT拍摄中提高时间分辨率，具体地涉及一种用于从测量数据(SIN1)中重建运动的检查对象的图像数据的方法，其中，在计算机断层造影系统的辐射源和检查对象之间相对旋转运动的情况下采集所述测量数据(SIN1)。从不完整的测量数据组(SIN1a)中借助迭代算法(ITREKON)重建第一图像数据(PIC)，其中在迭代重建(IT?REKON)中使用参数，该参数包含涉及待重建的图像数据的像素值的概率信息。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种从测量数据中重建运动的检查对象的CT图像的方法。
技术介绍
断层造影成像方法的特征在于，能够对检查对象的内部结构进行检查，在此无需对其进行手术介入。一种可能的断层造影图像产生是，从不同的角度对待检查的对象拍摄多个投影。从这些投影中可以计算检查对象的二维截面图或者三维体图像。这样的断层造影成像方法的一个例子是计算机断层造影。利用CT系统扫描检查对象的方法是一般公知的。在此例如使用圆扫描、具有进给的顺序的圆扫描、或者螺旋扫描。不是基于圆运动的其他类型的扫描也是可以的，例如具有线性片段的扫描。借助至少一个X射线源和至少一个相对的探测器从不同的拍摄角度拍摄检查对象的吸收数据，并且将这样积累的吸收数据或投影借助相应的重建方法计算为通过检查对象的截面图像。为了从计算机断层造影设备(CT设备)的X射线-CT数据组中，即从所采集的投影中重建计算机断层造影图像，目前作为标准方法采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状地从辐射源传播的射线所产生的数据，使得其以就象探测器被平行地射向探测器的X射线所射中一样的形状呈现。然后将数据转换到频域中。在频域中进行滤波，并且然后将滤波的数据反向转换。然后借助这样重排的和滤波的数据进行到感兴趣体积内部的各个体素上的反向投影。近来开发了迭代的重建方法。在这样的迭代重建方法中，首先从投影测量数据中进行初始图像数据的重建。为此，例如使用卷积反投影方法(Faltungsrilckprojektionsve rfahren)。然后从这些初始图像数据中利用“投影器”、即应该在数学上对测量系统尽可能良好地描绘(abbilden)的投影算子，产生合成的投影数据。然后，利用投影器附属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，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，用以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。利用这样的方法可以重建具有相对好的图像清晰度却具有小的图像噪声的图像数据。该一般公知的计算方法的缺点在于，在运动的检查对象或者至少部分运动的检查对象的情况下，在图像中会形成运动模糊，因为在对于用于一幅图像所需的数据的扫描过程的时间期间，会出现检查对象或检查对象的一部分的位置偏移，从而得到一幅图像的基础数据不是反映检查对象的全部的空间上相同的情形。在进行患者的心脏CT检查中(在该心脏CT检查中由于心脏运动会在心脏区域中出现强的运动模糊)或者对于在其中要测量检查对象中相对快的变化的检查，特别突出地产生该运动模糊问题
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于重建运动的检查对象的CT图像的方法。此外，还提出一种相应的控制和计算单元、一种CT系统、一种计算机程序和一种计算机程序产品。在按照本专利技术的用于从测量数据中重建运动的检查对象的图像数据的方法中，事先在计算机断层造影系统的辐射源和检查对象之间相对旋转运动的情况下采集测量数据。 从不完整的测量数据组中借助迭代算法重建第一图像数据。在此在迭代重建中使用一个包含涉及待重建的图像数据的像素值的概率信息的参数。所采集的测量数据至少包括用于重建第一图像数据组的不完整的测量数据组。不完整性在计算机断层造影中意味着存在少于半个回转(Halbumlauf)的测量数据的测量数据。半个回转相应于在平行射线几何形状的情况下通过测量覆盖的180°的投影角度范围和在按照扇形辐射几何形状的情况下180°加上扇形孔径角。除了不完整的测量数据组外， 可以采集多个测量数据，使得整体上存在至少一个完整的测量数据组。第一图像数据的计算基于不完整的测量数据组进行。这具有如下优点由此提高了时间分辨率，这在运动的检查对象的情况下对于提高图像质量是重要的。因为用于采集不完整的测量数据组所需的时间小于用于测量完整的测量数据组所需的时间。第一图像数据可以是检查对象的二维的截面图或者是三维体图像。为了计算第一图像数据，使用迭代的算法。为此存在多个例子，例如代数重建技术 (ART)、同时的代数重建技术(SART)、迭代滤波反投影(IFBP)、或者还有统计迭代图像重建技术。迭代重建的原理是，计算CT图像，该CT图像至少作为用于计算下一级迭代图像的输入图像使用。在此逐步地努力，将迭代图像尽可能好地与测量数据匹配。如果将迭代算法不改变地应用到不完整的测量数据组，则结果图像由于该不完整性得到伪影。为了避免或者至少降低这一点，采用涉及待重建的图像数据的像素值的概率信息。由此可以强制第一图像数据的像素值的特定统计特性。概率信息特别可以说明，各个像素值(关于所有或一些像素值)的出现概率是多少，或者各个像素的特定像素值相对于其他像素的特定集合(关于所有或一些像素)的出现概率是多少。特别具有优势的是，在迭代重建中将参数作为边界条件采用。这样的边界条件必须由迭代重建的结果图像保持。在本专利技术的构造中，概率信息仅涉及待重建的图像数据的像素的一个子集。该子集例如可以通过查询像素值来得到。于是，存在如下可能性，对具有特定的预先给出的像素值的像素不应用概率信息。根据如下假定高于1000HU的衰减值表示骨骼，其时间上的高分辨显示不是基本应用的目的，可以在该原理的一种应用中例如对于概率信息仅考察具有低于1000HU的像素值或衰减值的这些像素。在本专利技术的扩展中，从测量数据的完整测量数据组中重建第二图像数据，并且将第二图像数据用于确定概率信息。由此呈现具有比第一图像数据低的时间分辨率的图像， 该图像用于获得概率信息。特别地，可以从第二图像数据中确定第二图像数据的像素值的直方图，并且从该直方图中确定第二图像数据的像素值的概率密度分布。对于直方图，对每个像素值计数，其有多频繁地包含在第二图像数据中。由此可以相应地计算所有的或一些像素值的概率密度分布。概率信息例如可以是对数概率密度值。直方图可以涉及整个图像。或者也可以确定一个或多个分别仅涉及第二图像数据的一个特定图像区域的直方图。具有优势的是，在计算概率信息之前对直方图进行平滑。在本专利技术的扩展中，概率信息包含如下百分比规定，该百分比规定涉及一个像素值相对于在相应的周围中的像素值。除了考察一个像素的周围，还可以考察整个图像，从而概率信息包含如下百分比规定，该百分比规定涉及一个像素值相对于其余图像中的像素值。特别具有优势的是，按照百分比规定，一个像素值不允许小于百分比阈值，其中该百分比阈值是由各自的周围中或其余图像中的特定比例的像素值至少达到或超过的像素值。对小像素值的特别考虑，在特别在该值域中产生有限角度伪影时是具有优势的。如果像素值小于该百分比阈值，则例如强制其等于该百分比阈值或者另一个值。在迭代重建中优选地将概率信息作为在待最小化的成本函数中的调节项采用。这使得可以将现有的成本函数应用于按照本专利技术的方法。可以将第一图像作为结果图像输出。为了进一步改善结果图像或者还可以将第一图像与基于完整测量数据组的图像数据混合。例如可以与第二图像数据混合。该混合相应于两个或多个图像的加权的或未加权的逐像素相加。优选地根本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从测量数据（ＳＩＮ１）中重建运动的检查对象的图像数据（ＰＩＣ）的方法，其中，在计算机断层造影系统（Ｃ１）的辐射源（Ｃ２，Ｃ４）和检查对象之间相对旋转运动的情况下采集所述测量数据（ＳＩＮ１），从不完整的测量数据组（ＳＩＮ１ａ）中借助迭代算法（ＩＴ ＲＥＫＯＮ）重建第一图像数据（ＰＩＣ），其中，在迭代重建（ＩＴ ＲＥＫＯＮ）中使用参数，该参数包含涉及待重建的图像数据的像素值的概率信息。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：霍尔格昆兹，哈拉尔德肖恩杜布，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
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