本发明专利技术涉及用于在多源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的一种方法和一种计算机系统(10)，具有如下的方法步骤：-产生原始投影数据组，-利用至少一个探测器(3，5)的原始投影数据组重建对象(P)，-确定由每个辐射器(2，4)所产生的、仅在该至少一个其它辐射器的朝向其相对布置的探测器(3，5)的原始射线(O)的方向上的散射，-通过从所述原始投影数据组中去除所计算出的散射，产生校正后的投影数据组，-利用所述校正后的投影数据组重建对象(P)，并且-如果符合至少一个预先给定的中断标准，则在确定散射的情况下执行该方法的进一步迭代或者输出重建结果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于在多源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的一种方法和一种计算机系统，其中散射束校正在投影数据上迭代地执行。
技术介绍
在双源CT中通过同时使用两个辐射器-探测器系统，X射线量子在待测量的对象处从第一辐射器-探测器系统的X射线辐射器散射到在同一机架上角度错开地布置的第二辐射器-探测器系统的探测器，并且反之亦然。为了避免伪影必须通过合适的方法校正这些所谓的横向散射。为此，需要识别在每个投影中的散射束强度的轮廓(Profil)。为此以下三种方法基本上是公知的(i)根据关于校正时刻时间上在前的数据,从正弦图数据(Sinugrammdaten)中基于模型地估计散射。(ii)借助专用传感器测量散射。(iii)交替消隐相应的原始辐射并且在消隐阶段直接地测量横向散射。所有三个方案的共同点在于，在以原始数据计算CT图像之前对原始数据执行一次性的散射束校正。基于模型地估计以及利用专用传感器测量的方法成功地应用在可商业化使用的双源系统中。基于模型地估计的方法(i)的严格前提一方面在于以顺序模式进行扫描或者在沿着进给方向(=z方向)螺旋形地扫描时不改变或仅不太多地改变对象。但随着探测器的z覆盖的增加，在同样高的值的情况下，对于在螺旋形地扫描时的节距来说，对散射束轮廓的估计逐渐变得不正确。另一方面，例如在文献DE 10 2007 014 829 B3中公开的、用于分类散射的方法中，引入的对象切线在确定散射平面时出现多义性，其导致不足以估计在对像上形成的散射束轮廓。利用专用传感器测量的方法(ii) 一方面需要附加的硬件，该硬件可以构成双源设备的制造开销的不小部分。另一方面，在该方法中，散射束轮廓不直接在随后在其上执行校正的z位置处测量。也就是，不采集或者仅空间上强烈欠扫描地采集散射的z轮廓的可能的变化。这点在探测器的Z覆盖增加的情况下导致测量出的散射束轮廓与必要的数据校正逐渐缺少一致。交替消隐相应的原始辐射并且在消隐阶段直接测量横向散射的第三方法(iii)虽然在该处在z方向上的数据可能不缺少一致，但在此的数据不能任意细微地按照角方向进行扫描，这点导致在散射数据中以及在起始数据中对应的混淆差错。此外，通过消隐原始辐射增加了图像噪声。同样，剂量效率变得更低，因为在实际上辐射器的开阶段和关阶段不 可能任意短。特别地，快速消隐X射线辐射对CT设备的X射线辐射器和高压发电机提出了高要求
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，找到用于在多源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的一种改善的方法以及一种改善的计算机系统。专利技术人认识到，在迭代的图像重建的范围内可以根据重建的图像数据确定在双源扫描中出现的横向散射强度的轮廓，并且可以迭代地用于校正原始数据。也就是，通过每个迭代步骤得出更好地近似于在原始数据校正中使用的散射束强度。也就是成立fk+1 = fk-Q (A · fk+S (fk) -t) -R (fk)在此，fk是在迭代步骤k中的图像，A是前向投影的算子，Q表示例如根据WFBP方法(WFBP = Weighted Filtered Back-Projektion,加权滤波反投影)的反投影，t表示带有散射的原始数据以及R表示合适的正则化项。按照本专利技术该迭代方法可以通过下面描述的散射束估计S(fk)的不同方案来执行。方案I :根据对从探测器元件到初始图像的射线的追溯计算横向散射。在此，假定具有准直器的探测器装置，其中单个的探测器元件准直到相对布置的管的焦点，例如为此可以使用二维散射束栅格。通过该准直器对于每个探测器元件定义原始射线，沿着这些原始射线在对象或在重建图像中识别散射中心，并且必要时关于其散射性能进行分类。由此，对于每个散射中心i对于特定的管位置，散射角91是已知的，同样，散射射线的入射强度和能量分布也是已知的，从而可以由此计算各个微分的散射横截面。在第二步骤中，每个该计算出的散射幅度经受单独的衰减，该衰减由对从散射中心位置出发直至相应的探测器元件的对象衰减执行线性积分得出。由此，计算一阶散射分布，也就是每量子的一次散射事件。考虑限制散射中心的数量作为进一步简化，其也可以取决于对探测器进行线性积分的值。在最简单的情况下可以仅考虑在对象表面上的散射中心。更高阶，也就是每量子的多次散射事件，可以通过所描述的措施的级联包含在内，但计算时间是开销非常大的。方案2 :从初始重建的图像中确定散射平面。该方案2基于如下的认识，即图像有效的横向散射主要在散射对象的表面附近形成。也就是对对象表面的了解越精确，则对对象的横向散射分布的确定就会越精确。在迭代重建的范围内，在此可以考虑如下的子方案子方案a :根据查表(TabellenzugrifT)确定散射束轮廓。该方法表示基于模型的横向散射校正的扩展。在此，对每个投影的特定的、列表的散射束分布的选择通过分置三个参数来进行，这三个参数例如是在对象与横向散射的探测器之间的气隙的宽度、在对象与引起横向散射的X射线源之间的气隙的宽度以及在散射表面的法线与入射射线之间的角度。原则上也可以考虑其它参数，例如还可以考虑在散射平面的平面法线与散射射线之间的角度。但是按照本专利技术，感兴越的对象边缘直接从初始或最后可用的重建图像中得出。此外，根据重建的层厚也可以考虑横向散射的z变化，因为对于每个重建的层给出不同的参数组。 子方案b :表面散射的模型。作为方案I的简化可以根据函数/0,^确定向探测器元件发射的原始射线中的每一个的散射。在此，<9是探测器元件的原始射线与在弯曲的对象表面上的参考点(Aufpunkt)的平面法线之间的角度。角度φ是在该平面法线与到X射线源的连接线之间的角度。函数/(>9,炉)表征了发生的横向散射过程。例如，如果横向散射的基本过程简单地是反射，(入射角=出射角)则函数/(>9#)与狄拉克δ函数成比例/( 9,炉)=￡.外9-炉)。但X射线量子与对象表面的相互作用是更复杂的。由光子效应和康普顿散射组成的、在对象表面上发生的X射线量子的散射过程例如可以通过在函数/(5,^中解析的模型来采集。第二可能性是通过蒙特卡罗法(Monte-Carlo-Verfahren)对情况进行仿真。第三可能性在于，直接测量不同角度的函数并且将其存储在二维表格中。在此，函数/0,^可以作为分量的加权和来理解，从而成立Λ3，、= Σαη ·。在此，每个分量η表示在平面上特定阶的散射例如具有不同半径的平面、球体等。在迭代重建期间，表面的每个点的相应的权重an可以根据该点的局部环境来确定。在最简单的情况下，也可以仅近似于平面上的散射，具有方案3 :利用蒙特卡罗法计算横向散射。 也可以通过蒙特卡罗法对横向散射进行预测，其中对从源出发的、穿过对象并到达探测器的大量光子的路径进行仿真。在此，蒙特卡罗法可以直接将对象的没有散射校正的初始重建的三维衰减分布作为散射对象使用。这允许得出对散射束分布非常精确地预测。但该方法非常麻烦，因为一方面穿过按像素的对象跟踪射线要求大量计算操作，并且另一方面仅有很少的散射光子到达探测器，而此必须对极多的原始光子进行仿真。补充地，为了确定物质分布也可以以公知的方式对初始或最后重建的取决于能量的图像数据进行多成分地分解。为了加速并简化可以采用如下的子方案子方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.23 DE 102011004598.81. 一种用于在多源CT、特别是双源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的方法，具有如下的方法步骤 I. I.通过至少两个在平面上角度错开地布置的辐射器-探測器系统(2，3 ;4，5)对对象(P)进行扫描，其中每个辐射器(2，4)将射线束(Ba，Bb)分别发射到相对布置的探測器(3,5)并且在每个探測器(3，5)上采用了散射格栅(3. 1,5. I)，并且产生原始投影数据组， 1.2.利用至少ー个探測器(3，5)的原始投影数据组重建对象(P)， 1.3.确定由每个辐射器(2，4)所产生的、仅在该至少ー个其它辐射器的朝向其相对布置的探測器(3，5)的原始射线(O)的方向上的散射， I. 4.通过从所述原始投影数据组中去除所计算出的散射，产生校正后的投影数据组， 1.5.利用所述校正后的投影数据组重建对象(P)， 1.6.检查至少ー个中断标准，并且 1.7.从特征I. 3开始执行所述方法的进ー步迭代，或者根据由特征I. 6得出的结果输出重建结果。2.根据上述权利要求I所述的方法，其特征在于，仅考虑在对象(P)的表面上形成的散射。3.根据上述权利要求2所述的方法，其特征在干，为了确定在对象(P)的表面上的散射，可以考虑对象表面的曲率、入射射线(Z)的入射角(Cp)以及在至少ー个其它探测器(3)的方向上的至少ー个反射的散射(S)的至少ー个反射角(& )。4.根据上述权利要求3所述的方法，其特征在于，为了确定散射采用三维表格，其中录入了来自预先试验的基于入射角((P)、反射角(3 )以及散射的对象的表面曲率的散射值。5.根据上述权利要求4所述的方法，其特征在于，所述散射的对象(P)的表面曲率借助此前重建的图像数据来确定。6.根据上述权利要求I所述的方法，其特征在于，在整个对象(P)中在产生散射的射线束的原始射线(0)与对于各个其它射线路径来说至少一个其它射线束的其它射线路径的至少一部分交点上，在考虑在对象(P)中衰减的情况下确定所述原始射线(0)的強度和仅在该至少一个其它射线路径的方向上形成的散射及其在探測器上的強度。7.根据上述权利要求6所述的方法，其特征在干，为了确定在观察的交点上的散射，直接通过考虑到入射角(CP )、散射角(<9 )以及由最后的重建数据所确定的散射物质的函数来计算所述散射。8.根据上述权利要求7所述的方法，其特征在于，为了确定在形成散射的位置上的原始射线(0)的強度和/或能量，假设均匀的物质分布。9.根据上述权利要求7所述的方法，其特征在于，为了确定在形成散射的位置上的原始射线(0)的强度，假设预定的与身体类似的物质分布。10.根据上述权利要求7所述的方法，其特征在于，为了确定在形成散射的位置上的原始射线(0)的強度，假设至少近似于从对象(P)的最后重建得出的物质分布。11.根据上述权利要求6所述的方法，其特征在于，为了确定在所观察的交点上的散射，通过蒙特卡罗仿真来确定所述散射。12.根据上述权利要求11所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：T弗洛尔，M彼得希尔卡，K斯蒂尔斯托佛，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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