專利名稱：計(jì)算機(jī)斷層造影灌注測量的射線硬化校正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從測量數(shù)據(jù)中重建檢查對象的圖像數(shù)據(jù)的方法，其中，在計(jì) 算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)的輻射源與檢查對象之間相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，事先采集一系列測量數(shù)據(jù) 組，并且這些測量數(shù)據(jù)組涉及在連續(xù)時間點(diǎn)上檢查對象的相同片段。
背景技術(shù)：
利用CT系統(tǒng)掃描檢查對象的方法眾所周知。在此，例如使用圓掃描，具有進(jìn)給的 順序圓掃描或者螺旋掃描。也可以是不以圓周運(yùn)動為基礎(chǔ)的其它類型的掃描，例如具有線 性片段的掃描。利用至少一個X射線源和至少一個相對的采集器從不同的拍攝角度拍攝檢 查對象的吸收數(shù)據(jù)并將這樣收集的吸收數(shù)據(jù)或投影借助相應(yīng)的重建方法計(jì)算出檢查對象 的剖面圖像。為從計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(CT機(jī))的X射線-CT-數(shù)據(jù)組中，也就是從所采集的投影 中重建計(jì)算機(jī)斷層掃描的圖像，目前作為標(biāo)準(zhǔn)方法使用所謂的濾波反投影方法(Filtered Back Projection ;FBP)。在數(shù)據(jù)采集之后進(jìn)行所謂的“重排(Rebirming) ”步驟，其中這樣 重排利用扇形地從源傳播的射線所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使得其以一種如在探測器由平行地朝向探 測器的X射線所射中時那樣的形式出現(xiàn)。然后將該數(shù)據(jù)變換到頻域。在頻域中進(jìn)行濾波， 然后將經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)進(jìn)行反變換。利用這樣經(jīng)整理(umsortierten)和濾波的數(shù)據(jù)，然后在 關(guān)注體積內(nèi)進(jìn)行到各體素的反投影。近年來開發(fā)出迭代的重建法。在此方面，首先從投影測量數(shù)據(jù)中重建初始的圖像 數(shù)據(jù)。為此例如可以使用卷積反投影方法(Faltungsrilckprojektionsverfahren)。然后利 用“投影器”、數(shù)學(xué)上應(yīng)盡可能良好反映測量系統(tǒng)的投影算子，從這些初始圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生 合成的投影數(shù)據(jù)。然后利用附屬于投影器的算子將與測量信號的差進(jìn)行反投影并且因此重 建殘留圖像(Residuum-Bild)，利用該殘留圖像更新初始圖像。又可以使用更新的圖像數(shù) 據(jù)，以便在下一個迭代步驟中借助投影算子產(chǎn)生新的合成投影數(shù)據(jù)，從中又形成與測量信 號的差并且計(jì)算新的殘留圖像，利用該殘留圖像又可以改善當(dāng)前的迭代級的圖像數(shù)據(jù)，等 等。利用這種方法可以重建圖像清晰度相當(dāng)好，但圖像噪聲小的圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)測量數(shù)據(jù)采集時的情況并取決于各自所觀察的檢查對象，CT圖像中會出現(xiàn)不 同類型的偽影。此方面的例子是射線硬化偽影。這種偽影通過如下產(chǎn)生，即由CT-X射線源 發(fā)射的輻射不是單色，而是多色的，而且X射線輻射的衰減取決于其各自的能量。此外，不 同的物質(zhì)具有取決于能量的不同衰減分布。如果在圖像重建時不考慮這一點(diǎn)，就會出現(xiàn)偽 影。如果存在檢查對象的具有高衰減值的成分的話，這一點(diǎn)特別嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于重建CT圖像的方法，其中，爭取避 免射線硬化偽影。此外提供一種相應(yīng)的控制和計(jì)算單元、CT系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程 序制品。
在用于從測量數(shù)據(jù)中重建檢查對象的圖像數(shù)據(jù)的本發(fā)明方法中，在計(jì)算機(jī)斷層掃 描系統(tǒng)的輻射源與檢查對象之間相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，首先采集一系列測量數(shù)據(jù)組；在此方面， 這些測量數(shù)據(jù)組涉及在連續(xù)時間點(diǎn)上檢查對象的相同片段。從這些測量數(shù)據(jù)組中分別重建 第一圖像數(shù)據(jù)，從而存在一系列第一圖像數(shù)據(jù)。確定顯示該系列第一圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的在時間 上的變化的改變量。借助該改變量在第一圖像數(shù)據(jù)內(nèi)進(jìn)行檢查對象不同成分之間的區(qū)分。 這種區(qū)分在用于計(jì)算改善的圖像數(shù)據(jù)的迭代算法中被用于射線硬化校正。因此不僅存在所要重建的單個圖像的測量數(shù)據(jù)，而且也存在系列圖像的測量數(shù) 據(jù)。這些測量數(shù)據(jù)表示圖像的時間順序。因?yàn)闇y量數(shù)據(jù)包含檢查對象的相同片段，所以可 以從該圖像系列中獲悉，該片段在測量的過程中在時間上如何變化。這種方法特別適用于 灌注測量。在第一圖像重建之后，對于每個測量數(shù)據(jù)組存在一個第一圖像。但這些第一圖像 由于射線硬化而含有偽影。這種不希望的效應(yīng)利用進(jìn)一步的方法得到減少。為此首先確定 改變量。從這些量中提取在不同的第一圖像之間是否存在和/或者存在多大變化的信息。 因?yàn)榈谝粓D像的系列表示時間上的順序，所以改變量因此表明在檢查對象的所觀察的片段 內(nèi)部的在時間上的變化。改變量被用于區(qū)分檢查對象的不同成分。這種區(qū)分之所以可能，是因?yàn)榇嬖跁r間 上不變的成分和隨著時間改變的其它成分。使用迭代算法，以便通過減少由射線硬化引起的偽影來改善圖像數(shù)據(jù)。這種迭代 算法最好以第一圖像數(shù)據(jù)開始。迭代算法在此方面這樣設(shè)計(jì)，使其執(zhí)行射線硬化校正。在 這種校正中，包括不同成分之間所確定的區(qū)分。在本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成中，用于該系列第一圖像數(shù)據(jù)的改變量逐個圖像點(diǎn)地提供 變化值。即每個圖像點(diǎn)存在一個或者多個數(shù)值，從中提取關(guān)于時間上變化的信息。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，為區(qū)分不同的成分，使用改變量區(qū)分靜態(tài)與動態(tài)的成分。這一 點(diǎn)由于提供改變量的時間信息而可能。靜態(tài)成分是經(jīng)過第一圖像系列在圖像內(nèi)其布置方面 沒有或者很少變化的那些成分。相反，動態(tài)成分在該系列圖像的過程中例如通過出現(xiàn)、消 失、量變或者形變等運(yùn)動。此外特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，為區(qū)分靜態(tài)成分內(nèi)部的不同成分，使用第一圖像數(shù)據(jù)區(qū) 分衰減不同強(qiáng)度的X射線的成分。即，按照這種方式可以給出具有靜態(tài)和強(qiáng)衰減物質(zhì)的圖 像區(qū)以及具有靜態(tài)和僅少量衰減物質(zhì)的圖像區(qū)并將其彼此分離。這種區(qū)分通過觀察第一圖 像數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行。同樣具有優(yōu)點(diǎn)的是，為區(qū)分動態(tài)成分內(nèi)部的不同成分，使用第一圖像數(shù) 據(jù)區(qū)分衰減不同強(qiáng)度的X射線的成分。即，按照這種方式可以給出具有動態(tài)和強(qiáng)衰減物質(zhì) 的圖像區(qū)以及具有動態(tài)和僅少量衰減物質(zhì)的圖像區(qū)并將其彼此分離。這種區(qū)分也通過觀察 第一圖像數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行。在本發(fā)明的構(gòu)成中，進(jìn)行成分水，骨和造影劑之間的區(qū)分。造影劑特別可以是通常 在灌注測量時使用的碘。這三種成分在其X射線輻射的衰減的能量依賴性方面明顯不同， 從而在射線硬化校正時分離具有特別重要的意義。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，從第一圖像數(shù)據(jù)中確定與不同成分相應(yīng)的多個分圖像 數(shù)據(jù)。這意味著，每種成分各自存在分圖像，從其獲悉，各個成分在哪些圖像點(diǎn)上存在。此外，在與分圖像數(shù)據(jù)的結(jié)合下具有優(yōu)點(diǎn)的是，在迭代算法中對第一圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行正向投影，其中，分圖像數(shù)據(jù)與取決于X射線能量的和對各個成分來說是特定的衰減值 相關(guān)聯(lián)。這樣可以進(jìn)行非常精確的射線硬化校正。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，通過從變化值中至少部分去除檢查對象的運(yùn)動，在區(qū) 分不同成分之前，對變化值進(jìn)行校正。為此最好在單個第一圖像的內(nèi)部采用梯度形成。如 果從改變量中計(jì)算出檢查對象的運(yùn)動，例如心臟運(yùn)動，呼吸運(yùn)動，位置變化，在使用這些這 樣校正的改變量情況下可以更好地彼此區(qū)分這些成分。依據(jù)本發(fā)明的控制和計(jì)算單元用于從CT系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)中重建檢查對象的圖像 數(shù)據(jù)。該單元包括用于儲存程序代碼的程序存儲器，其中，里面-此外需要時-存在適用于 實(shí)施上述方法的程序代碼。依據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)包括這種控制和計(jì)算單元。此外該系統(tǒng) 可以包括采集測量數(shù)據(jù)所需的其它組成部分。依據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序具有程序代碼資源，其適用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行計(jì)算機(jī)程 序的情況下實(shí)施上述的方法。依據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序制品包括儲存在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)載體上的程序代碼資 源，其適用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的情況下實(shí)施上述的方法。


下面借助實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中圖1示出具有圖像重建組成部分的計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)的第一示意圖；圖2示出具有圖像重建組成部分的計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)的第二示意圖；圖3示出用于三種不同物質(zhì)的、取決于能量的衰減分布；圖4示出用于在檢查對象的不同成分之間進(jìn)行區(qū)分的計(jì)算過程；圖5示出CT圖像、從中計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像和修改的標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像。
具體實(shí)施例方式圖1首先示意示出具有圖像重建裝置C21的第一計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)Cl。處于門 架外殼C6內(nèi)的是這里未示出的封閉門架，上面設(shè)置第一 X射線管C2及相對的采集器C3。 在這里所示的CT系統(tǒng)中，可選地設(shè)置第二 X射線管C4及相對的采集器C5，從而通過附加可 供使用的放射器/采集器組合可以達(dá)到更高的時間分辨率，或者在使用不同的X光能量譜 時，在放射器/采集器系統(tǒng)內(nèi)也可以進(jìn)行“雙能量(Dual-Energy)”檢查。CT系統(tǒng)Cl此外具有病床C8，檢查時患者可以在病床上沿也稱為ζ軸的系統(tǒng)軸線 C9移動到測量場內(nèi)，其中，掃描本身可以作為純圓形掃描在無患者進(jìn)給的情況下，僅在所關(guān) 心的檢查范圍內(nèi)進(jìn)行。在這種情況下，X射線源C2或C4各自環(huán)繞患者旋轉(zhuǎn)。在此方面，采 集器C3或C5與X射線源C2或C4相對地平行運(yùn)轉(zhuǎn)，以采集然后用于重建剖面圖像的投影測 量數(shù)據(jù)。作為逐步地在單個掃描之間將患者移動通過檢查區(qū)的順序掃描的替換，不言而喻， 也存在螺旋掃描的可能性，其中在采用X射線的循環(huán)掃描期間將患者連續(xù)沿系統(tǒng)軸線C9移 動通過在X射線管C2或C4與采集器C3或C5之間的檢查區(qū)。通過患者沿軸線C9的運(yùn)動 和X射線源C2或C4的同時循環(huán)，在測量期間X射線源C2或C4相對于患者的螺旋掃描時 形成螺旋軌跡。這種軌跡也可以通過如下得到，即在患者不運(yùn)動的情況下門架沿軸線C9移 動。
通過具有存在于存儲器內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序代碼I^rg1-Pan的控制和計(jì)算單元ClO控 制CT系統(tǒng)10。需要指出的是，不言而喻，這種計(jì)算機(jī)程序代碼I^rg1-Pan也可以包含在外 部的存儲媒體上并且在需要時可以載入控制和計(jì)算單元ClO內(nèi)。從控制和計(jì)算單元ClO可 以通過控制接口 M傳遞采集控制信號AS，以便依據(jù)確定的測量協(xié)議控制CT系統(tǒng)Cl。
由采集器C3或C5獲得的投影測量數(shù)據(jù)ρ (下面也稱為原始數(shù)據(jù))通過原始數(shù)據(jù)接 口 C23傳送到控制和計(jì)算單元ClO。然后這些原始數(shù)據(jù)ρ在可能的適當(dāng)預(yù)處理后在圖像重建 組成部分C21內(nèi)被進(jìn)一步處理。圖像重建組成部分C21在該實(shí)施例中在控制和計(jì)算單元ClO 內(nèi)以處理器上的軟件方式，例如以一個或者多個計(jì)算機(jī)程序代碼I3rgl-Pi^n的方式實(shí)現(xiàn)。關(guān) 于圖像重建，正如關(guān)于測量過程的控制已經(jīng)介紹的那樣，這些計(jì)算機(jī)程序代碼I3rgl-Pi^n也 可以包含在外部的存儲媒體上，并在需要時可以被載入控制和計(jì)算單元ClO內(nèi)。由圖像重建組成部分C21重建的圖像數(shù)據(jù)f然后寄存在控制和計(jì)算單元ClO的存 儲器C22內(nèi)和/或者以常見的方式在控制和計(jì)算單元ClO的屏幕上輸出。它們也可以通過 圖1中未示出的接口輸入到與計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)Cl連接的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，例如放射信息系統(tǒng) (RIS)并寄存在那里接入的大容量存儲器內(nèi)或者作為圖像輸出?？刂坪陀?jì)算單元ClO附加地還可以執(zhí)行EKG函數(shù)，其中，導(dǎo)線C12用于在患者與控 制和計(jì)算單元Cio之間傳到(Ableitung)EKG勢能。圖1中所示的CT系統(tǒng)Cl附加地還具 有造影劑注射器Cl 1，通過其可以附加地將造影劑注入患者的血液循環(huán)內(nèi)，從而可以更好顯 示患者的血管，特別是跳動的心臟的心室。此外因此還存在實(shí)施灌注測量的可能性，對于灌 注測量，所提出方法同樣適用。圖2示出一個C形架系統(tǒng)，其中與圖1的CT系統(tǒng)相反，外殼C6攜帶C形架C7，在 上面一方面固定X射線管C2、另一方面固定相對的采集器C3。C形架C7為掃描同樣環(huán)繞系 統(tǒng)軸線C9回轉(zhuǎn)，從而可以從大量的掃描角度進(jìn)行掃描并可以從大量的投影角度中確定相 應(yīng)的投影數(shù)據(jù)P。圖2的C形架系統(tǒng)Cl與圖1中的CT系統(tǒng)一樣具有圖1所述類型的控制 和計(jì)算單元C10。在圖1和2所示的兩個系統(tǒng)中都可以應(yīng)用本發(fā)明。此外，原則上其也可以用于其 它CT系統(tǒng)，例如具有形成完整一圈采集器的CT系統(tǒng)。灌注測量時，將造影劑注入檢查對象的血管內(nèi)，并隨后進(jìn)行多次在時間上連續(xù)的 CT拍攝。因此存在一系列CT圖像，從而可以看到檢查對象體內(nèi)處于血液內(nèi)并與血液同時輸 送的造影劑的在時間上的分布。從血流量的這種時間上的信息中，例如通過造影劑延遲到 達(dá)確定部位上可以識別缺損。特別重要的是心臟的局部缺血區(qū)，也就是心肌血流不暢的部 位。這些部位可以提醒面臨心梗的危險。這種涉及心肌的CT技術(shù)稱為心肌CT灌注檢查。通常使用碘作為造影劑。這種造影劑對X射線輻射強(qiáng)吸收，從而其在CT圖像中是 可以清晰可見的。碘的CT值處于300到500HU(HOunsfield Units)之間。這種高值典型地 達(dá)到血管或者其中碘還具有高反差的心室內(nèi)，在肌肉內(nèi)該值變小，一般情況下處于約100HU 的數(shù)量級。與此相應(yīng)，肌肉內(nèi)碘的濃度也可以容易地以稀釋的方式借助CT圖像確定。拍CT時使用多色的X射線輻射。X射線輻射穿過物質(zhì)時，X射線的低能量部分比 高能量部分更強(qiáng)地衰減，也就是被吸收和散射。多能量的輻射在穿過物質(zhì)時因此硬化。這 種效應(yīng)在強(qiáng)吸收的物質(zhì)例如像骨或者碘相互靠近時特別明顯。處于其間的軟組織的CT值 在這種情況下被明顯低估。這些偽影相當(dāng)于所謂的杯狀凹陷(Cupping)效應(yīng)。人們稱之為6射線硬化偽影。在例如心CT的灌注測量的分析時，通過典型的30秒的時間重復(fù)拍攝恒定的層 位置。事先給予的造影劑灌注心肌并獲得可以對所拍攝的組織進(jìn)行灌注分析的時間-密 度曲線。在這種情況下，CT值的高精確度是重要的，因?yàn)榉駝t關(guān)于血流方面的結(jié)果斷 言是不可靠的。因此射線硬化偽影在灌注測量時是一個特殊問題。特別是在造影劑團(tuán) (Kontrastmittelbolus)流過心室和/或主動脈的時刻，出現(xiàn)使得不可能準(zhǔn)確確定灌注的 干擾射線硬化偽影。這種情況出現(xiàn)于造影劑的高衰減值時。因此嘗試通過適當(dāng)?shù)拇胧┍M可 能降低射線硬化偽影。存在大量用于射線硬化校正的簡單方法。這些方法的內(nèi)容通常包括水的預(yù)校正。 在此假定，所檢查的組織具有與水的衰減相應(yīng)的取決于能量的衰減。所有CT值在這種情況 下均以水的CT值為標(biāo)準(zhǔn)。這種類型方法的例子在下列文獻(xiàn)中有所介紹P.Kijewski. B. Bjarngard :Correction for beam hardening in CT, Med. Phys. Vol. 5，no. 3，S. 209-214，Mai/Juni 1978G. Hermann Correction for beam hardening in CT. Phys. Med. Biol.，vol. 24, no. 1，S. 81-106，1979M. Kachelrie β , K. Sourbelie, E. Kalender :Empirical Cupping Correction :a first order rawdata precorrection for cone beam computed tomography,Med. Phys.， vol. 33，no. 5，S.1269-1274，Mai 2006。因?yàn)楦鶕?jù)水的能量依賴性標(biāo)準(zhǔn)化，所以對所有的其它物質(zhì)存在誤差。相應(yīng)地，這些 標(biāo)準(zhǔn)預(yù)校正特別是在圖像內(nèi)存在更高序數(shù)的物質(zhì)例如像骨或者碘的情況下不起作用。在這 種情況下，盡管進(jìn)行預(yù)校正，仍導(dǎo)致上述的射線硬化偽影。因此具有優(yōu)點(diǎn)的是進(jìn)行迭代的圖 像重建，其中射線硬化偽影從迭代到迭代逐步下降。迭代法的基礎(chǔ)在于，在正向投影時考慮 檢查對象不同成分的準(zhǔn)確的能量依賴性。即，能量依賴性雖然已知，但圖像內(nèi)各個物質(zhì)的空 間分布并不已知。圖3示出對于三種不同物質(zhì)，物質(zhì)的單位密度的取決于X射線的能量E(單位為keV)的X射線輻射衰減# (單位為1()3^^)。繪出水Wa的曲線，骨Bo的曲線和碘Jo的Pιυ g曲線?？梢郧宄闯觯呛偷怆m然具有兩個高CT衰減值，但衰減的能量依賴關(guān)系彼此不同。 在骨衰減非常小的35keV時對于碘的K邊特別出現(xiàn)這一點(diǎn)。因此缺點(diǎn)是，在射線硬化校正 時僅關(guān)注骨，而不區(qū)分碘這種成分。因?yàn)橛纱藳]有排除通過碘的存在而產(chǎn)生的射線硬化偽影。下面首先介紹如何獲得用于迭代算法的更新方程式或迭代方程式。首先采集測量 數(shù)據(jù)。采集如在灌注測量時那樣通常在多個時間點(diǎn)上進(jìn)行，從而存在系列測量數(shù)據(jù)。從這 些測量數(shù)據(jù)中分別通過重建算法Rf-1計(jì)算出第一圖像f。重建算法Rf-1的下標(biāo)f在此方面 表示，應(yīng)用導(dǎo)致對于所有物質(zhì)的射線硬化偽影的水預(yù)校正，這些物質(zhì)的取決于能量的衰減 與水的明顯不同。現(xiàn)在存在一系列的第一圖像f。這些圖像由于射線硬化而包含偽影。所尋找的無 射線硬化偽影的結(jié)果圖像采用g標(biāo)注。尋找多色氡變換算子艮，從而適用Rff = Rgg公式(1)
方程式左側(cè)的表達(dá)式是測量數(shù)據(jù)；通過在第一圖像f上使用正向投影&獲得 這些測量數(shù)據(jù)。氡變換算子&就此而言是多色的，因?yàn)樗粌H考慮水的、而且也考慮了不同物質(zhì) 的衰減的能量依賴性。為獲得迭代方程式，在使用艮=Rg+R-R的情況下改寫公式(1)。在這種情況下，R 是單色的氡變換，也就是說，沿射線L的簡單線積分Rf = / dLf。R可逆。通過代入公式(1)得出Rff = (Rg+R-R) g公式在兩側(cè)上使用IT1后這得出g = g+R—1 (Rff-Rgg)公式(3)從中直接導(dǎo)出更新或迭代方程式g(n+1) = Sw+^1 (Rff-Tgg(n))公式 G)在這種情況下，g(n)是第η次迭代的圖像，從中借助公式(4)計(jì)算出第η+1次迭代 的圖像g(n+1)。迭代過程以g(°) = f開始?？梢钥吹剑看蔚鷷r在測量數(shù)據(jù)與借助正向 投影利用艮從當(dāng)前圖像g(n)中獲得的投影之間進(jìn)行平衡。這種偏差越大，則下個圖像g(n+1) 與當(dāng)前圖像g(n)的差別越多。依據(jù)公式(4)的迭代方程式用于時間系列的所有圖像。多色正向投影算子&越好，迭代的結(jié)果就越好。下面介紹如何建立特別適用的算 子Rg°為射線L測量投影值q (L)q(L) = -In f dEe—J dLlJ (Ε, 公式(5)在這種情況下，μ (Ε, r)是所尋找的衰減值。該衰減值取決于X射線輻射的能量 E和圖像內(nèi)部的位置r。衰減值μ (Ε, r)可以劃分成其取決于能量的部分Ψ (E)和其空間 上的分布g(r)。下面將對象分成三種物質(zhì)μ U’r) = ig々k^) = gWf (五)公式(6)i = li在這種情況下表示三種物質(zhì)水、骨和碘。因此是與確定的物質(zhì)相應(yīng)的分圖 像。如果將公式(6)代入公式(5)，那么得到q = Rgg = -In f dEe—f dLg(r). ψ (E)公式(7)已知能量依賴性Vi(E),參見圖3。因此為了能夠確定須已知空間的物質(zhì)分 布。這意味著，必須確定，三種成分中的哪一種處于哪個圖像點(diǎn)上。通過確定圖像點(diǎn)值在時間上的變化，進(jìn)行不同成分之間的區(qū)分。正如已經(jīng)提到的， 在灌注測量中常見的那樣，拍攝通過檢查對象的相同片段的一系列時間上連續(xù)的數(shù)據(jù)組， 其中，從每個測量數(shù)據(jù)組中計(jì)算第一圖像f。如果拍攝心臟，那么這樣采集數(shù)據(jù)或這樣重建 圖像，使所有圖像對應(yīng)于相同的心相，例如心舒張期。在注入造影劑或者造影劑到達(dá)所觀察 的區(qū)域之前，第一圖像屬于時間點(diǎn)tQ。因此存在大量的圖像f(r，t)，其中，每個圖像屬于測量時間點(diǎn)t。從中計(jì)算時間上 取平均值的圖像
權(quán)利要求
1.一種用于從測量數(shù)據(jù)(P)中重建檢查對象的圖像數(shù)據(jù)(f)的方法，其中，在計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(Cl)的輻射源(C2，C4)與檢查對象之間相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，事先 采集一系列測量數(shù)據(jù)組(P)，并且這些測量數(shù)據(jù)組(P)涉及在連續(xù)時間點(diǎn)上檢查對象的相 同片段，從這些測量數(shù)據(jù)組(P)中分別重建第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))，從而存在一系列第一圖 像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))，確定顯示該系列第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))內(nèi)部的在時間上的變化的改變量(ο (r))，借助在第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))內(nèi)的該改變量(ο (r))對檢查對象的不同成分進(jìn)行 區(qū)分，在用于計(jì)算改善的圖像數(shù)據(jù)(f)的迭代算法中使用該區(qū)分，用于射線硬化校正。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于該系列第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r,t))的改變量 (σ (r))逐個圖像點(diǎn)地給出改變值。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，使用所述改變量(σ(r))對靜態(tài)與動態(tài)的 成分進(jìn)行區(qū)分，以區(qū)分不同的成分。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其中，使用所述第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))區(qū)分衰減不同 強(qiáng)度的X射線的成分，以區(qū)分靜態(tài)成分內(nèi)部的不同成分。
5.按權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，使用所述第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))區(qū)分衰減 不同強(qiáng)度的X射線的成分，以區(qū)分動態(tài)成分內(nèi)部的不同成分。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，進(jìn)行成分水、骨和造影劑之間的區(qū)分。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，從所述第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))中確定與 不同成分相應(yīng)的多個分圖像數(shù)據(jù)feB。(r，t)，gffa(r, t)，gJO(r, t))。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其中，在迭代算法中對所述第一圖像數(shù)據(jù)(f，g(r，t))進(jìn) 行正向投影，其中，所述分圖像數(shù)據(jù)feB。(r，t)，gWa(r，t)，gj。(r，t))與取決于X射線能量的 并對各個成分來說是特定的衰減值相關(guān)聯(lián)。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過從所述改變量(σ(r))中至少部分去 除檢查對象的運(yùn)動，在區(qū)分不同成分之前對所述改變量(σ (r))進(jìn)行校正。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述系列測量數(shù)據(jù)組是在灌注測量的情況 下被采集的。
11.一種控制和計(jì)算單元(C10)，用于從CT系統(tǒng)(Cl)的測量數(shù)據(jù)(P)中重建檢查對象 的圖像數(shù)據(jù)(f)，包括用于儲存程序代碼(Prg1-Prgn)的程序存儲器，其中，在所述程序存儲 器中存在實(shí)施按權(quán)利要求1-10之一所述方法的程序代碼(Prg1-Prgn)。
12.—種CT系統(tǒng)(Cl)，具有按權(quán)利要求11所述的控制和計(jì)算單元(ClO)。
13.一種具有程序代碼資源(Prg1-Prgn)的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上 被執(zhí)行時，其執(zhí)行按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法。
14.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括在計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體上存儲的計(jì)算機(jī)程序的程序 代碼資源(Prg1-Prgn)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行時，其執(zhí)行按照權(quán)利要求1至 10中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從測量數(shù)據(jù)(p)中重建檢查對象圖像數(shù)據(jù)(f)的方法，其中，在計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)(C1)的輻射源(C2，C4)與檢查對象之間相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，首先采集一系列測量數(shù)據(jù)組(p)，并且這些測量數(shù)據(jù)組(p)涉及在連續(xù)時間點(diǎn)上檢查對象的相同片段。從這些測量數(shù)據(jù)組(p)中分別重建第一圖像數(shù)據(jù)(f)，從而存在一系列第一圖像數(shù)據(jù)(f)。確定顯示該系列第一圖像數(shù)據(jù)內(nèi)部時間上變化的改變量，并借助該改變量在第一圖像數(shù)據(jù)(f)內(nèi)進(jìn)行檢查對象不同成分之間的區(qū)分。這種區(qū)分在計(jì)算改善的圖像數(shù)據(jù)(f)的迭代算法中用于射線硬化校正。
文檔編號A61B6/03GK102048552SQ20101062166
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者伯恩哈德·施密特, 托馬斯·奧爾門丁格, 菲利普·斯滕納, 馬克·卡切爾里斯 申請人:西門子公司