用于产生对象断层造影图像的方法和计算机断层造影系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于产生对象、优选为患者的计算机断层造影图像的方法，其中将代表特定角度范围内的射线（Ｓ↓［ｘ］）并扫描对象的特定部分区域的一组检测器输出数据（Ｐ）分为ｍ≥２个完整的子检测器输出数据组（Ｐ’，Ｐ”），这些子检测器输出数据组分别覆盖相同的完整的角度区域，但其扫描厚度减小１／ｍ，并具有相互独立的数据组，从ｍ个完整的子检测器输出数据组中再现出ｍ个代表相同对象区域的中间图像数据组（１１，１１’），在ｍ个中间图像数据组（１１，１１’）之间进行相关分析，产生只由相关数据组成并且不包含非相关数据的图像数据组（１６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于产生对象、优选是患者的计算机断层造影图像的方法和计算机断层造影设备，其中为了扫描该对象至少使一个X射线管相对于该对象围绕该对象和系统轴旋转，其中利用至少一个检测器、优选为至少一个多行检测器检测在该至少一个X射线管旋转期间X射线的衰减，并作为检测器输出数据输出到控制和计算单元，并从这些检测器输出数据中再现出计算机断层造影图像。这些图像是对象的二维截面图像或者立体数据组。
技术介绍
这样的方法以多种变形而一般地公知，其中可以在原理上区分2D和3D再现方法并且这些方法主要用于诊断患者。由于所采用的扫描患者的射线具有电离特性以及由此而引发细胞变质的危险，在这些方法中始终要考虑用尽可能少的剂量来进行检查。由于在扫描患者时使用的剂量很少，现有的量子噪声对图像质量的相关性很大，并影响图像质量。为了改善图像质量部分建议采用非线性图像滤波器，其与简单的线性方法相反可以减小噪声，但不会干扰图像中包含的对象的边缘。通常这种智能滤波器利用各像素的二维或三维环境中的图像特性，以首先确定边缘的位置并接着例如与检测边缘并行地应用合适的滤波器。这种方法例如描述在西门子公司的专利申请DE102004008979.5-53中。但这种用于减小噪声的方法存在以下缺点如果只以一个步骤来执行滤波器，则空间作用范围必须大得足以实现足够的低通作用。但由此又增大了干扰小结构的危险。如果希望将滤波器的作用范围保持得尽可能小并且尽管如此也能有效减小噪声，则必须采用迭代方法，其性能由于有限的计算能力而在实际应用中存在问题。另一种减小量子噪声的可能性描述在公开文献DE 10305221A1中。为此将该文献的公开内容完全包含在本申请中。在该文献中展示了一种用于减小二维或三维图像中的噪声结构的方法，其中在以相同或以确定方式改变的几何条件下拍摄同一个对象，然后在频域中对产生的图像进行变换，并通过将图像分解为多个频带而找出与频率相关的相关性，最后只从该与频率相关的相关性中反变换出一幅新的图像。由此图像的不相关的噪声部分保持不变，而新产生的变换回来的图像则只包含相关的图像成分，也就是可以回溯到实际对象结构的成分。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是找到一种方法和计算机断层造影设备，其同样可以从计算机断层造影图像显示中消除量子噪声，但不需要进行两次时间上或空间上错开的拍摄。专利技术人已经了解，如果将一次扫描过程的数据均匀地分为多个数据组，由这些数据组再现图像或立体数据组，接着对这些图像或者立体数据组进行相关分析，其中抑制不相关的图像成分并由相关的图像成分(其必定包含实际存在的对象结构)重新生成图像，则也可以获得就量子噪声来说统计上相互独立的图像或三维图像信息。例如在此可以采用位置空间中的交叉相关函数或小波系数来确定数据组之间的相关性。因此不再需要进行时间上或空间上错开的扫描，而是可以在唯一的一次扫描过程中获得所有的数据，其中只需要将数据均匀地分为完整的子数据组。如果数据组覆盖相同的角度范围，则该数据组就是完整的，即子数据组，因为其只包括整个现有数据材料的一部分，子数据组的和又等于整个数据组，其中在各个子数据组之间不允许有冗余，由此在各个子数据组中具有统计上相互独立的数据。根据该基本思想专利技术人提出一种用于产生对象、优选为患者的计算机断层造影图像的方法，至少具有以下方法步骤-为了扫描该对象使至少一个X射线管相对于该对象围绕该对象和系统轴旋转，-由至少一个检测器、优选至少一个多行检测器检测在该至少一个X射线管旋转期间X射线的衰减，并作为检测器输出数据输出到控制和计算单元，-将代表特定角度范围内的射线并扫描对象的特定部分区域的一组检测器输出数据分为m≥2个完整的子检测器输出数据组，这些子检测器输出数据组分别覆盖相同的完整的角度区域，但其扫描厚度减小1/m，并具有相互独立的数据组，-从m个完整的子检测器输出数据组中再现出m个代表相同对象区域的中间图像数据组，-在m个中间图像数据组之间进行相关分析，-产生只由相关数据组成并且不包含不相关数据的图像数据组。原则上虽然可以采用多于两个子检测器输出数据组，并产生两个中间图像数据组，但优选的是恰好产生两个中间图像数据组并对其进行相关分析。优选地还有，这样变换用于相关分析的中间图像，使得图像信息位于多个频带中，将这些信息相互比较并只用相关数据重新变换出一幅图像。例如，可以为了在m个中间图像数据组之间进行相关分析而执行交叉相关方法。此外，为了在m个中间图像数据组之间进行相关分析对中间图像数据组进行小波变换，并利用相同或不一致的小波系数来评价相关性。在本方法的特别应用中，可以在计算截面图像时这样执行该方法，将一个具有投影角度α1至αn的n次投影的完整投影组分为m个完整的子投影组，其中每个子投影组分别包含第m个以另一个相连续的投影角开始的投影角，其中由每个子投影组再现出一幅中间截面图像，针对该m个中间截面图像进行相关分析，并由相关数据重新计算出一幅截面图像。在截面图像计算的另一个变形中，将一个具有投影角度α1至αn、且每个投影P分别代表平行射线S1至Si的n次投影的完整投影组分为m个完整的子投影组，其中每个子投影组都包含所有的投影角α1至αn，但只表示第m个平行射线的数据，由每个子投影组再现出一幅中间截面图像，针对该m个中间截面图像进行相关分析，并由相关数据重新计算出一幅截面图像。如果取代截面图像而计算立体数据组，则可以这样采用本方法，将一个具有投影角度α1至αn、且每个投影P分别代表平行射线S1至Si的n次投影的完整投影组分为m个完整的子投影组，其中每个子投影组都包含所有的投影角α1至αn，但只表示第m个平行射线的数据，由每个子投影组再现出一幅中间截面图像，针对该m个中间截面图像进行相关分析，并由相关数据重新计算出一幅截面图像。优选地还有，由m个完整的子检测器输出数据组再现出m个立体数据组，其中针对m个立体数据组进行相关分析并由相关数据重新计算出立体数据组。此外优选地是，在通过多行检测器扫描对象时将棋盘状排列的检测器元件的检测器输出数据组合成两个完整的子检测器输出数据组，每一个对应于“白”区域的检测器元件对应于第一子检测器输出数据组，每一个对应于“黑”区域的检测器元件对应于第二子检测器输出数据组，由每一个这样获得的子检测器输出数据组再现出至少一幅中间图像，接着对每两幅具有时间和空间相同对象扫描的中间图像进行相关分析，并由相关数据计算出图像数据组。上述方法一方面可以用于计算正确显示对象结构的完整的图像或立体数据组，还可以将本方法用于所谓的不完整截面图像或立体数据，如SMPR方法公开的那样。相应地，角度范围可以一方面至少包括应用本方法的检测器输出数据组所源自的180°，另一方面还可以使角度范围只包括小于180°的片段，并为了产生最终图像数据组而将多个图像数据组累加，使得这些图像数据组综合起来至少包括180°的角度范围。这只意味着所描述的用于抑制量子噪声的方法不仅可以用于可视地显示对象结构的图像，还能用于所谓的不完整数据组，其要通过累加多个综合起来至少等于180°的不完整图像数据组才能变成完整和可识别的图像。本专利技术的方法既可与螺旋扫描又可与顺序扫描结合使用。此外本专利技术人还提出了一种用于拍摄对象、优选为患者的计算机断层造影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生对象、优选为患者（７）的计算机断层造影图像的方法，至少具有以下方法步骤：　１．１．为了扫描该对象至少使一个Ｘ射线管（２）相对于该对象围绕该对象和系统轴（４）旋转，１．２．由至少一个检测器（３）、优选至少一个多行检 测器检测在该至少一个Ｘ射线管（２）旋转期间Ｘ射线的衰减，并作为检测器输出数据输出到控制和计算单元（９），１．３．将代表特定角度范围内的射线（Ｓ↓［ｘ］）并扫描对象的特定部分区域的一组检测器输出数据（Ｐ）分为ｍ≥２个完整的子检测器输出 数据组（Ｐ’，Ｐ”），这些子检测器输出数据组分别覆盖相同的完整的角度区域，但其扫描厚度减小１／ｍ，并具有相互独立的数据组，　１．４．从该ｍ个完整的子检测器输出数据组中再现出ｍ个代表相同对象区域的中间图像数据组（１１，１１’），　 　１．５．在该ｍ个中间图像数据组（１１，１１’）之间进行相关分析，１．６．产生只由相关数据组成并且不包含非相关数据的图像数据组（１６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳劳帕克，奥托森布里茨基，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]