專利名稱：在計算開支最小化條件下降低焦外輻射效應(yīng)的ct數(shù)據(jù)處理的制作方法
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，所述 測量數(shù)據(jù)是在計算機斷層掃描系統(tǒng)的發(fā)射焦點輻射和焦外輻射的輻射源與檢查對象之間 相對旋轉(zhuǎn)運動時由檢測器檢測的。
背景技術(shù)：
利用CT系統(tǒng)掃描檢查對象的方法眾所周知。在此方面，例如使用圓掃描、具有進(jìn) 給的順序圓掃描或者螺旋掃描。在這些掃描中，利用至少一個X射線源和至少一個相對的 檢測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)的重建方法計算出檢查對象的剖面圖像。為從計算機斷層掃描儀(CT機)的X射線-CT-數(shù)據(jù)組中，也就是從所檢測的投影 中重建計算機斷層掃描的圖像，目前作為標(biāo)準(zhǔn)方法使用所謂的濾波反投影(Filtered Back Projection ；FBP)。重建的CT圖像的對比度和清晰度此外取決于焦點的尺寸，也就是說，發(fā)射X輻射 的X射線管陽極的那個范圍。通常X射線管既發(fā)射焦點射線，也發(fā)射焦外輻射，也就是(可 能明顯)超出固有的有效焦點以外形成的輻射。焦外輻射擴大了X射線管的輻射面積并因 此使圖像的對比度和清晰度變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于重建CT圖像的方法，其中，需要考慮，X射線管 既發(fā)射焦點輻射，也發(fā)射焦外輻射。在這種情況下特別是注意降低計算開支。此外提供一 種相應(yīng)的控制和計算單元、CT系統(tǒng)、計算機程序和計算機程序制品。依據(jù)本發(fā)明的方法涉及從測量數(shù)據(jù)中重建檢查對象的圖像數(shù)據(jù)。在此，所述測量 數(shù)據(jù)是在計算機斷層掃描系統(tǒng)的發(fā)射焦點輻射和焦外輻射的輻射源與檢查對象之間相對 旋轉(zhuǎn)運動時由檢測器采集的。檢查投影的測量數(shù)據(jù)的彼此的差別。此外進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的校 正，以降低焦外輻射的效應(yīng)。在這種情況下，僅關(guān)于所選取的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行所述校正，而測 量數(shù)據(jù)的選取則取決于檢查結(jié)果。在使用得到校正的測量數(shù)據(jù)情況下進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的重 建。在數(shù)據(jù)采集后存在大量投影的測量數(shù)據(jù)。從這些測量數(shù)據(jù)中要重建檢查對象的 圖像。為此通常使用至少180°投影角度范圍的測量數(shù)據(jù)。在圖像重建之前進(jìn)行EFS校正 (EFS:焦外輻射)。為此處理一個、多個或者最好所有投影的測量數(shù)據(jù)。最好在求對數(shù)之前 對按照扇形或者錐形射線幾何形狀的強度數(shù)據(jù)進(jìn)行EFS校正。關(guān)于投影，不是校正所有測量數(shù)據(jù)，而是僅校正所選取的測量數(shù)據(jù)。根據(jù)對測量數(shù) 據(jù)的彼此差別的檢查來選取需要校正的這些測量數(shù)據(jù)。根據(jù)這些差別來校正投影的某些測 量數(shù)據(jù)，而不校正其他測量數(shù)據(jù)。所要校正的測量數(shù)據(jù)的這種選取在典型的臨床數(shù)據(jù)組情況下明顯減少圖像重建總共所需的計算時間。為對所選取的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行EFS校正使用本身公知的方法。此方面的例子是利用 專用的卷積核(Faltimgskern)對強度數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積，該卷積核精確或者良好近似地產(chǎn)生 EFS份額的“去卷積”。EFS校正改變測量數(shù)據(jù)，使得它們類似于沒有或者具有少量EFS所獲 得的那些測量數(shù)據(jù)。最后對于所觀察的投影存在新的測量數(shù)據(jù)組，其中對某些測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了 EFS校 正，而對其他測量數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行EFS校正。這種新的測量數(shù)據(jù)組用于重建檢查對象的圖像。 該圖像與在使用原始測量數(shù)據(jù)的情況下獲得的圖像相比得到改進(jìn)對比度和清晰度得到提 高，因為基于EFS的偽影不存在或者很少存在。在本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成中，僅對與其他測量數(shù)據(jù)具有最小差別的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行校 正。為此可以確定閾值，超過該閾值則說明，需要對相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行EFS校正。所述其 他測量數(shù)據(jù)(關(guān)于其確定差別，也就是各個所觀察的測量數(shù)據(jù)與其進(jìn)行比較)可以按照不 同方式來確定。例如，檢測器可以具有至少一個包括多個檢測元件的檢測行，在檢查時將一個檢 測行的檢測元件的測量數(shù)據(jù)與相同檢測行的處于確定距離上的另一個檢測元件的測量數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較。這種距離可以意味著使用直接相鄰的檢測元件；但距離最好更大。對所有檢 測元件最好使用相同的距離。例如，檢測器可以具有至少一個包括多個檢測元件的檢測行，在檢查時將一個檢 測行的檢測元件的測量數(shù)據(jù)與相同檢測行的處于確定距離上的另外兩個檢測元件的測量 數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。具有優(yōu)點的是，另外兩個檢測元件與所觀察的檢測元件的兩側(cè)對稱設(shè)置。但 兩側(cè)上的距離也可以不同。在這里同樣適用的是，可以使用直接相鄰的檢測元件；但距離最 好更大。對所有檢測元件最好使用相同的距離。此外，另外兩個檢測元件可以處于所觀察 的檢測元件的相同側(cè)上。例如，檢測器可以具有至少一個包括多個檢測元件的檢測行，并在檢查時將一個 檢測行的檢測元件的測量數(shù)據(jù)與相同檢測行的處于確定距離上的另外四個檢測元件的測 量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。具有優(yōu)點的是，另外四個檢測元件與所觀察的檢測元件的兩側(cè)對稱設(shè)置， 也就是說，四個檢測元件的兩個設(shè)置在檢測元件的左側(cè)并且四個檢測元件的兩個設(shè)置在右 側(cè)，其中，到左側(cè)的距離與到右側(cè)的距離相同。但檢測元件兩側(cè)上的距離也可以不同。在這 里也適用的是，可以使用直接相鄰的檢測元件；但距離最好更大。對所有檢測元件最好使用 相同的距離。此外，另外四個檢測元件可以處于所觀察的檢測元件的相同側(cè)上。最好對檢測行的所有檢測元件進(jìn)行比較。如果一個檢測元件設(shè)置在行的邊緣上， 那么不能保持確定的距離，因為不存在這種距離的檢測元件，所以對該檢測元件要么不進(jìn) 行比較，要么選擇其他距離。如果檢測器具有多行，那么最好對每個檢測行的所有檢測元件 進(jìn)行比較。關(guān)于為比較而使用的唯一的檢測行內(nèi)部的檢測元件的確定所介紹的方法也可以 關(guān)于在不同檢測行內(nèi)的檢測元件被采用。在本發(fā)明的構(gòu)成中，測量數(shù)據(jù)校正與一個檢測元件相關(guān)地進(jìn)行，方法是，通過卷積 將該檢測元件的測量數(shù)據(jù)與相同檢測行的一定數(shù)量的相鄰檢測元件的測量數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。在 這種相互聯(lián)系中特別有益的是，其他檢測元件與所觀察的檢測元件具有的確定距離相當(dāng)于相鄰檢測元件數(shù)量的四分之一或者至少大約四分之一。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，這樣進(jìn)行選取，使測量數(shù)據(jù)的校正顯而易見僅在測量 數(shù)據(jù)對比度大的區(qū)域內(nèi)起作用。為此目的，注意力特別是轉(zhuǎn)向投影的測量值之間的大的差 別上。這樣可以有針對性地使受到EFS特別不利影響的那些圖像區(qū)得到改進(jìn)。依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)成，為選取測量數(shù)據(jù)，使用顯示需要進(jìn)行校正的那些測量數(shù) 據(jù)的函數(shù)。為此例如適合使用數(shù)字函數(shù)。具有優(yōu)點的是，對于在函數(shù)從需要進(jìn)行校正的測 量數(shù)據(jù)向不需要進(jìn)行校正的測量數(shù)據(jù)過渡的情況下的測量數(shù)據(jù)，計算已校正和未校正測量 數(shù)據(jù)的混合。這一點相當(dāng)于疊化(IJberblendung )測量數(shù)據(jù)并避免函數(shù)過渡上的偽影。依據(jù)本發(fā)明的控制和計算單元用于從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)。該控制和計算單元包括用于儲存程序代碼的程序存儲器，其中，程序存儲器內(nèi)-必要 時除了別的之外-存在適用于實施上述類型方法的程序代碼。依據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)包括 這種控制和計算單元。此外，該系統(tǒng)可以包括例如用于采集測量數(shù)據(jù)所需的其他組成部分。依據(jù)本發(fā)明的計算機程序具有程序代碼裝置，當(dāng)在計算機上執(zhí)行計算機程序時， 所述程序代碼裝置適用于實施上述類型的方法。依據(jù)本發(fā)明的計算機程序制品包括儲存在計算機可讀數(shù)據(jù)載體上的程序代碼裝 置，其適用于在計算機上執(zhí)行計算機程序的情況下實施上述類型的方法。


下面借助實施例對本發(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算機斷層掃描系統(tǒng)的實施例的第一示意圖；圖2示出具有圖像重建組成部分的計算機斷層掃描系統(tǒng)的實施例的第二示意圖；圖3示出具有焦外輻射的X射線管的示意組成部分；圖4示出具有焦點輻射和焦外輻射的CT數(shù)據(jù)采集；圖5示出不同檢測元件的CT測量數(shù)據(jù)(衰減數(shù)據(jù))的曲線和具有從中計算的對 比度值的曲線；圖6A示出具有圖5平方對比度值的曲線和具有差值的曲線；圖6B示出用于顯示活化區(qū)的曲線和具有疊化系數(shù)的曲線。
具體實施例方式圖1首先示意示出具有圖像重建裝置C21的第一計算機斷層掃描系統(tǒng)Cl。處于機 架外殼C6內(nèi)的是這里未示出的封閉機架，其上設(shè)置第一 X射線管C2及相對的檢測器C3。 可選的是，在這里所示的CT系統(tǒng)中，設(shè)置第二 X射線管C4及相對的檢測器C5，從而通過附 加可供使用的輻射器/檢測器組合可以達(dá)到更高的時間分辨率，或者在使用不同的X射線 能量光譜時，輻射器/檢測器系統(tǒng)內(nèi)也可以進(jìn)行“雙能量(Dual-Energy)”檢查。CT系統(tǒng)Cl還具有病床C8，檢查時患者可以在病床上沿著也稱為ζ軸的系統(tǒng)軸線 C9移動到測量場內(nèi)，其中，掃描本身可以作為沒有患者進(jìn)給的純圓形掃描，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分別環(huán)繞患者旋轉(zhuǎn)。在此，檢測器C3或 C5與X射線源C2或C4相對地平行地同時運轉(zhuǎn)，以采集投影測量數(shù)據(jù)，這些投影測量數(shù)據(jù)然 后被用于重建剖面圖像。作為在各個掃描之間逐步地移動患者通過檢查區(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射線輻射的循環(huán)掃描期間連續(xù)沿者 系統(tǒng)軸線C9移動患者通過X射線管C2或C4與檢測器C3或C5之間的檢查區(qū)。通過患者 沿軸線C9的運動和X射線源C2或C4的同時循環(huán)，在測量期間在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來實現(xiàn)，即在患者不運動的情 況下機架沿軸線C9移動。CT系統(tǒng)Cl通過具有在存儲器中存在計算機程序代碼I^g1-Pan的控制和計算單元 ClO控制。從控制和計算單元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。由檢測器C3或C5采集的投影測量數(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傳送到控制和計算單元C10。然后這些原始數(shù)據(jù)ρ (在需要時在適當(dāng)?shù)念A(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在該實施例中在控制和 計算單元ClO內(nèi)以處理器上的軟件方式，例如以一個或者多個計算機程序代碼I^g1-Pan的 方式實現(xiàn)。由圖像重建組成部分C21重建的圖像數(shù)據(jù)f然后被存儲在控制和計算單元ClO 的存儲器C22內(nèi)和/或者以常見的方式在控制和計算單元ClO的屏幕上被輸出。它們也可 以通過圖1中未示出的接口被輸入到與計算機斷層掃描系統(tǒng)Cl連接的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，例如放射信 息系統(tǒng)(RIS)并存儲在那里接入的大容量存儲器內(nèi)或者作為圖像輸出?？刂坪陀嬎銌卧狢lO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 制和計算單元Cio之間傳導(dǎo)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C11，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。此外還可以實施灌注測量，對于灌注測量同樣適用所提出方 法。圖2示出一個C弧系統(tǒng)，其中與圖1的CT系統(tǒng)不同，外殼C6攜帶C弧C7，其上一 方面固定了 X射線管C2、另一方面固定了相對的檢測器C3。C弧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測定相應(yīng)的 投影數(shù)據(jù)P。圖2的C弧系統(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算 單元C10。本發(fā)明可以在圖1和2所示的兩個系統(tǒng)中使用。此外，原則上也可以用于其他CT 系統(tǒng)，例如具有形成完整一圈檢測器的CT系統(tǒng)。圖3示出X射線管的示意圖，正如可以在圖1和2的系統(tǒng)中使用的那樣。通過利 用在陰極K與陽極A之間施加的電壓來加速從熱陰極K發(fā)出的電子e_，產(chǎn)生由X射線管發(fā) 射的X射線輻射。在快速的電子e_進(jìn)入陽極材料(例如鎢)內(nèi)時，形成X射線輻射。這種 輻射主要相當(dāng)于電子e_的減速輻射。重建的圖像的清晰度主要取決于X射線管陽極A上焦斑(Brermfleck)的尺寸。有 效焦斑i^ok，也就是發(fā)射大部分X射線輻射的陽極A的范圍稱為有效焦點。在診斷的X射線 管情況下焦點尺寸通常在0. 3mm到2mm之間。根據(jù)X射線管的結(jié)構(gòu)的不同，在本身的有效 焦點Fok的外面在數(shù)厘米的范圍上發(fā)出X射線輻射，其因此使圖像的對比度顯示不清晰、變差。這種寄生的X射線輻射稱為焦外輻射，簡稱EFS(英語EFR，extra focalradiation，也寫做off-focus radiation)。EFS的形成做如下解釋一部分高速擊中陽極A的電子e_要么彈性地從陽極A反射，要么它們在陽極A內(nèi)引發(fā)重新離開陽極表面 的次級電子。這些散射的初級或者次級電子e_的能量與初級電子e_的能量相比減少約 20%。通過陽極A的電場的吸引，電子再次擊中陽極A。由這些電子產(chǎn)生的X射 線輻射為焦外輻射。由于電子e_前面的能量損耗，EFS平均比焦點的X射線輻射更柔。 在此，散射電子e_的擊中部位一般情況下遠(yuǎn)離本來的焦點R)k。電子e_擴大了發(fā)射區(qū) 和由此的成像的輻射源，使有效焦點Fok擴展。這一點在圖3中通過有效焦點Fok旁邊的 區(qū)域Δ表示。由X射線管發(fā)射的全部輻射的EFS比例根據(jù)X射線管的結(jié)構(gòu)典型地最高約 為 10%。如果沒有將EFS全部析出，那么它成為掃描檢查對象所使用的X射線輻射的組成 部分。圖4示意示出通過檢查對象0的投影值的采集。檢查對象0內(nèi)部空間上的衰減分布 或密度分布為f(2L)。這一點適用于通過從所采集的投影值(也就是從測量數(shù)據(jù))中重建來 測定。然后f(2L)可以作為灰度值圖像顯示。h(i)表示陽極上的發(fā)射分布；它包括焦點輻 射和焦外輻射。發(fā)射分布h(i)即說明從陽極的哪個點發(fā)出多少X射線發(fā)射。陽極的延伸-簡化為一維-采用t表示。JId表示確定的檢測器像素或元件。檢 測器具有一個或者多個檢測行，其中，每行包括大量并排設(shè)置的檢測元件。ζ F(t)、ζ F(t') 和ζρ“〃 )為陽極的位置t、t'和t〃向檢測器像素JLd的X射線。X射線通過檢查對象 0的軌跡沿線性參數(shù)s分布。角度α是投影角度，該角度在CT系統(tǒng)的輻射源/接收器對環(huán) 繞檢查對象0旋轉(zhuǎn)時改變。即可以通過α的數(shù)據(jù)來識別確定的投影。在每個投影中，由每 個檢測元件采集測量值。可以看出，無論是由焦點發(fā)出的射線(F(t')，還是由焦點外面 發(fā)出的射線(F(t)和(F(t")，均為檢測器像素JId的測量結(jié)果提供份額。EFS的存在使CT機的調(diào)制傳輸函數(shù)變差。借助調(diào)制傳輸函數(shù)可以將重建的圖像 內(nèi)部的對比度與成像的對象內(nèi)部的對比度進(jìn)行比較。調(diào)制傳輸函數(shù)是本振頻率的函數(shù)，其 作為每個長度單位的線對(Linienpaar)的數(shù)量給出。通過可能與有效焦點距離相當(dāng)遠(yuǎn)的 EFS，調(diào)制傳輸函數(shù)特別是在本振頻率小的情況下變差。這樣使圖像的對比度變差。特別是 低對比度的對象組成部分在高對比度的對象組成部分的附近更差地成像。例如在拍攝頭顱 時會出現(xiàn)這種不希望的效應(yīng)。在頭顱邊緣的附近，例如在靠近外頭蓋骨的大腦區(qū)內(nèi)，EFS可 能使對比度發(fā)生明顯變化。為消除EFS的消極影響，在重建檢查對象的圖像之前可以進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的EFS去 卷積(英語EFS deconvolution)。為此使用去卷積函數(shù)，其考慮哪些射線來自焦點和哪些 射線是EFS。為此需要認(rèn)識X射線源的輻射特性(Abstrahlcharakteristik)以及所檢查的 對象的(至少近似的)模型。通過EFS去卷積從測量數(shù)據(jù)中“計算出”EFS射線。進(jìn)行EFS去卷積，方法是，在使用去卷積函數(shù)的情況下，為每個投影重新計算(也 就是校正)所有測量數(shù)據(jù)，也就是每個檢測行的每個檢測元件的測量數(shù)據(jù)。關(guān)于確定的檢 測元件，這一點意味著去卷積函數(shù)具有確定的寬度，例如49 ；與此相應(yīng)觀察一系列的測量 數(shù)據(jù)，這些測量數(shù)據(jù)由所觀察的檢測元件一側(cè)上、中間的所觀察的檢測元件上的檢測元件 的對，和所觀察的檢測元件另一側(cè)上的檢測元件的M個測量數(shù)據(jù)組成。長度49的這一系 列測量數(shù)據(jù)現(xiàn)在利用去卷積函數(shù)卷積。該計算的結(jié)果是各個檢測元件的EFS校正測量值。 對于各個投影的所有檢測元件并且對于所有投影進(jìn)行相應(yīng)的計算。因此產(chǎn)生一個用于圖像 重建的得到修正的測量數(shù)據(jù)組。由此重建的圖像消除了通過EFS引起的偽影。
但卷積運算的計算非常費時。與此相應(yīng)，通過測量數(shù)據(jù)的去卷積明顯提高計算CT 圖像的持續(xù)時間。因此通常僅對于所選取的圖像進(jìn)行EFS去卷積，即對于這種圖像進(jìn)行其 在對象邊緣附近的低對比度顯示對診斷是特別重要的。為取得測量數(shù)據(jù)的快速EFS去卷積，按如下所述進(jìn)行僅在如下圖像區(qū)內(nèi)應(yīng)用EFS去卷積在該圖像區(qū)中，EFS由于偽影或質(zhì)量損失而變 得明顯。上面已經(jīng)詳細(xì)介紹過，由于EFS導(dǎo)致的質(zhì)量損失主要在對比度非常大的對象組成 部分的附近出現(xiàn)。與此相應(yīng)，EFS去卷積被限制在高對比度的區(qū)域上。這一點在圖5中示 思不出ο圖5中橫坐標(biāo)上標(biāo)出信道編號N。在這種情況下，這是一行檢測元件的編號。圖5 的曲線ATT示出對數(shù)的衰減值。為獲得這些數(shù)值，對各個測量值(也就是由檢測元件接收 的X射線強度)標(biāo)準(zhǔn)化、求對數(shù)和改變符號。曲線ATT因此相當(dāng)于測量數(shù)據(jù)。導(dǎo)致圖5的 曲線ATT的拍攝是頭顱掃描。右側(cè)和左側(cè)上的兩個波峰來自頭部外殼，在拍攝期間頭顱由 頭部外殼保持。陡峭的上升和下降由如下的X射線引起該X射線縱向地透射頭皮和外頭 蓋骨。圓形頂峰來自既穿過頭蓋骨也穿過腦內(nèi)部的X射線。可以看出，衰減分布中出現(xiàn)兩個大的突變大致是在信道編號270和信道編號460 處。在這種情況下這是從空氣向頭顱的過渡?，F(xiàn)在為每個投影和每個信道如下檢查測量數(shù)據(jù)組，在哪些區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大的對比 度。高對比度相當(dāng)于彼此相鄰的檢測元件的測量值的大的值差。這種檢查的結(jié)果作為曲線 CON在圖5中示出。數(shù)值CON可以按照不同的方式計算。一種具有優(yōu)點的可能性如下S(i)是求對數(shù)的測量值，也就是曲線ATT的單值。參數(shù)i在此方面表示信道編號。 為所有信道i按照下列憑經(jīng)驗推導(dǎo)的公式計算對比度CON CON ⑴=(I S ⑴-S (i+w) I +1 S ⑴-S (i_w) |)2即計算在當(dāng)前觀察的信道的值S (i)與向一側(cè)位移w個信道的信道的值S (i+w)之 間的差，并計算在當(dāng)前觀察的信道的值s(i)與向另一側(cè)位移w個信道的信道的值S(i-W) 之間的差。可以根據(jù)需要選取參數(shù)W。特別合適的是，w大約相當(dāng)于EFS去卷積函數(shù)的濾波寬 度的四分之一。在圖5和6的具有EFS去卷積函數(shù)的49個濾波元件的例子中w選擇為12。為計算CON(i)，將數(shù)值S(i)僅與兩個處于確定的相鄰區(qū)域內(nèi)的數(shù)值S(i+w)和 S(i-w)進(jìn)行比較就足夠了。分別僅使用所觀察的信道的右側(cè)和左側(cè)的一個比較值就足夠 了，因為需要觀察緩慢變化的結(jié)構(gòu)，而不是局部噪聲。與此相應(yīng)，曲線CON的計算僅需很少 時間。特別地，它-與每個單個信道i相關(guān)一與EFS去卷積相比計算強度小得多，該EFS去 卷積不僅涉及另外兩個檢測元件的測量值，而且涉及大量其他檢測元件的。作為分別僅采用在右側(cè)和左側(cè)上的一個數(shù)值用于比較的例子的替換，也可以將每 側(cè)上的兩個數(shù)值用于比較。在這種情況下，對比度CON的公式為CON (i) = (I S (i) -S (i+w) I +1 S (i) -S (i-w) | +1 S (i) -S (i+v) | +1 S (i) -S (i-v) |)2在這種情況下，ν是與w不同的第二參數(shù)。將數(shù)值CON(i)分別與可選擇的(例如對所有信道N相同的)參數(shù)cO進(jìn)行比較。 從中確定圖6B的曲線ACT。正如借助信道編號N所看到的那樣，圖6A和6B的曲線僅涉及 圖5所示區(qū)域的一部分。該部分包括圖5曲線ATT的兩個左側(cè)波峰。
在各個數(shù)值CON (i)超過極限值cO的情況下，曲線ACT具有數(shù)值1，如果不是這種 情況則具有數(shù)值0。數(shù)值0在這種情況下意味著，在各個檢測元件的附近不存在大的測量值 差別，而數(shù)值1則表示這種差別的存在?？梢钥闯觯€ACT僅在曲線ATT的陡峭上升的區(qū) 域內(nèi)具有數(shù)值1。從曲線ACT可以知道，為哪些檢測元件進(jìn)行EFS去卷積僅為曲線ACT具有數(shù)值1 的那些檢測元件進(jìn)行EFS去卷積。因此這些測量值依據(jù)S(i) =>Σ (i)通過去卷積的測 量值取代，其中，Σ (i)是EFS校正的數(shù)值。關(guān)于單個檢測元件的EFS校正的計算在這種情 況下可以按照傳統(tǒng)的本身公知的方式進(jìn)行。曲線ACT具有數(shù)值0的其他檢測元件的測量值 在無EFS校正的情況下被用于圖像重建。即此時存在修改的EFS校正數(shù)據(jù)組，圖像重建可 以該數(shù)據(jù)組為依據(jù)。在該經(jīng)修改的數(shù)據(jù)組內(nèi)不做改變地接收了絕大多數(shù)測量值，而對于所選擇的測量 值進(jìn)行EFS校正。即，為進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的EFS校正，不是像傳統(tǒng)那樣校正所有測量值，而是僅 校正在其相鄰區(qū)域內(nèi)確定了大對比度或大測量值差別的那些測量數(shù)據(jù)。這樣做的優(yōu)點是， 用于計算新EFS校正的測量數(shù)據(jù)組所需的計算時間極大減少。該減少以哪個倍數(shù)進(jìn)行，基 本上取決于參數(shù)w和cO的選擇以及所掃描的對象。正如已經(jīng)提到的那樣，在具有49個濾 波元件的卷積核的圖5和6的例子中選擇為12。對于頭顱檢查的情況來說，cO例如可以選 擇為0. 75，這在典型的掃描時使EFS去卷積所需的計算時間減少約70% -80%。使用參數(shù)C0N，其使得測量值僅在如下區(qū)域內(nèi)通過EFS校正而改變，在該區(qū)域中存 在大的對比度值。取決于參數(shù)CON來作出關(guān)于實施EFS校正的決定，是一種合理的方法，正 如借助圖6A所看到的那樣。該圖以縮放的方式示出圖5的曲線CON。曲線DIF表示與原始 的測量值相比的改變，其是在完全EFS校正時獲得的。(曲線DIF的確定對圖像重建來說 沒必要；它的進(jìn)行只是為了演示該方法的合理性。)即為確定曲線DIF，對所有測量值S(i) 進(jìn)行EFS校正。從原始測量值中減去這些校正的測量值。這種比較的結(jié)果是曲線DIF。它 因此表明在完全EFS校正的情況下哪些檢測元件中出現(xiàn)變化。顯而易見，曲線CON主要在 曲線DIF與0明顯不同的位置上明顯不等于0。這一點意味著，僅對于值CON2與0明顯不 同的那些信道進(jìn)行EFS校正就足夠。為了在與曲線ACT的突變相應(yīng)的邊界上不引起偽影，在這些邊界上可以進(jìn)行EFS 校正的和未EFS校正的測量值的混合。通過這種疊化在邊界上產(chǎn)生軟過渡。為此計算疊化 函數(shù)F (i)，例如圖6B的曲線FAD中所示。然后通過下列公式進(jìn)行疊化Σ (i) => F(i)* Σ (i) + (l-F(i))*S(i)也就是說，使用相關(guān)信道i的疊化函數(shù)F (i)的數(shù)值，以便從各個信道EFS的EFS 校正的數(shù)據(jù)Σ (i)和未EFS校正的數(shù)據(jù)S(i)中計算混合，也就是加權(quán)總和。一個檢測元件的測量值與其他檢測元件的比較和取決于此的EFS校正借助單個 檢測行進(jìn)行了說明。作為對此的替換或者補充，比較和EFS校正也可以在檢測器的維中與 之垂直地進(jìn)行；在這種情況下，將檢測元件與另一個檢測行的檢測元件進(jìn)行比較并在該方 向上使用EFS校正。該方向在圖1和2中采用C9標(biāo)注。該方法類似也可以在檢測器的兩 個維中使用；在這種情況下，為EFS校正進(jìn)行二維卷積。前面借助實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明。不言而喻，可以進(jìn)行大量的變化和修改，而不偏離本發(fā)明的框架。
權(quán)利要求
1.用于從測量數(shù)據(jù)(P、ATT)中重建檢查對象(0)圖像數(shù)據(jù)(f)的方法，其中，所述測 量數(shù)據(jù)(P、ATT)是在計算機斷層掃描系統(tǒng)(Cl)的發(fā)射焦點輻射和焦外輻射的輻射源(C2、 C4)與檢查對象(0)之間相對旋轉(zhuǎn)運動時由檢測器(C3、C5)采集的，檢查投影的測量數(shù)據(jù)(P、ATT)的彼此的差別(CON)， 進(jìn)行測量數(shù)據(jù)校正，以降低焦外輻射的效應(yīng)，其中，所述校正僅關(guān)于所選取的測量數(shù)據(jù)(P、ATT)進(jìn)行，而測量數(shù)據(jù)(p、ATT)的選取則 取決于檢查結(jié)果，在使用得到校正的測量數(shù)據(jù)(P、ATT)情況下進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)(f)的重建。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，僅對與其他測量數(shù)據(jù)(P、ATT)具有最小差別的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)進(jìn)行所述校正。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述檢測器(C3、m)具有至少一個包括多個檢測元件(N)的檢測行，并在檢查時將一 個檢測行的檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)與相同檢測行的處于確定的距離上的另一個 檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(ρ、ATT)進(jìn)行比較。
4.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述檢測器(C3、m)具有至少一個包括多個檢測元件(N)的檢測行，并在檢查時將一 個檢測行的檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)與相同檢測行的處于確定的距離上的另外兩 個檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(ρ、ATT)進(jìn)行比較。
5.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述檢測器(C3、m)具有至少一個包括多個檢測元件(N)的檢測行，并在檢查時將一 個檢測行的檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)與相同檢測行的處于確定的距離上的另外四 個檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(ρ、ATT)進(jìn)行比較。
6.按權(quán)利要求3-5之一所述的方法，其中，所述比較對檢測行的所有檢測元件進(jìn)行。
7.按權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其中，所述測量數(shù)據(jù)校正關(guān)于一個檢測元件(N)進(jìn)行，方法是通過卷積將該檢測元件(N)的 測量數(shù)據(jù)(P、ATT)與相同檢測行的一定數(shù)量的相鄰檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)相關(guān)聯(lián)。
8.按權(quán)利要求7和權(quán)利要求3-6之一所述的方法，其中，所述確定的距離大致相當(dāng)于相 鄰檢測元件(N)數(shù)量的四分之一。
9.按權(quán)利要求1-8之一所述的方法，其中，所述選取這樣進(jìn)行，使測量數(shù)據(jù)校正僅在測 量數(shù)據(jù)(P、ATT)的對比度大的區(qū)域內(nèi)起作用。
10.按權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其中，對于測量數(shù)據(jù)(P、ATT)的選取，使用顯示需要進(jìn)行校正的那些測量數(shù)據(jù)(ρ、ATT)的函 數(shù)(ACT)。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其中，對于在所述函數(shù)(ACT)從需要進(jìn)行校正的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)向不需要進(jìn)行校正的測量 數(shù)據(jù)(P、ATT)過渡的情況下的測量數(shù)據(jù)，計算已校正的和未校正的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)的混合。
12.按權(quán)利要求1-11之一所述的方法，其中，所述檢測器(C3、m)具有多個包括大量檢測元件(N)的檢測行，并在檢查時將一個檢 測行的一個檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)與一個或多個其他檢測行的一個或者多個其 他檢測元件(N)的測量數(shù)據(jù)(ρ、ATT)進(jìn)行比較。
13.—種控制和計算單元(ClO)，用于從CT系統(tǒng)(Cl)的測量數(shù)據(jù)(p、ATT)中重建檢查 對象(0)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施按權(quán)利要求1-12之一所述方法的程序代碼(Prg1-Prgn)。
14.一種CT系統(tǒng)(Cl)，具有按權(quán)利要求13所述的控制和計算單元(ClO)。
15.一種具有程序代碼裝置(Prg1-Prgn)的計算機程序，以便在計算機上執(zhí)行計算機程 序的情況下實施按權(quán)利要求1-12之一所述的方法。
16.一種計算機程序制品，包括儲存在計算機可讀數(shù)據(jù)載體上的計算機程序的程序代 碼裝置(Prg1-Prgn)，以便在計算機上執(zhí)行計算機程序的情況下實施按權(quán)利要求1-12之一 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)中重建檢查對象的圖像數(shù)據(jù)(f)的方法，其中，所述測量數(shù)據(jù)(p)是在計算機斷層掃描系統(tǒng)(C1)的發(fā)射焦點輻射和焦外輻射的輻射源(C2、C4)與檢查對象之間相對旋轉(zhuǎn)運動時由檢測器(C3、C5)采集的。檢查投影的測量數(shù)據(jù)(p)的彼此的差別，以及進(jìn)行測量數(shù)據(jù)校正，以降低焦外輻射的效應(yīng)。在此，僅關(guān)于所選取的測量數(shù)據(jù)(p)進(jìn)行所述校正，而測量數(shù)據(jù)(p)的選取則取決于檢查結(jié)果。在使用得到校正的測量數(shù)據(jù)(p)情況下進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)(f)的重建。
文檔編號A61B19/00GK102138804SQ201010580280
公開日2011年8月3日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者斯蒂芬·卡普勒 申請人:西門子公司