[發(fā)明專利]減少X射線成像檢查中使用的放射劑量的方法及CT系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110362931.2
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102525531A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.布魯?shù)?/a>;T.弗洛爾;R.勞佩克
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B19/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 謝強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在X射線成像檢查中、特別是在CT檢查中減少所使用的放射劑量的一種方法以及一種CT系統(tǒng)，其中，通過X射線放射對患者進(jìn)行掃描或者透視，產(chǎn)生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像，并且為了改善圖像質(zhì)量對圖像進(jìn)行濾波。

背景技術(shù)

公知的用于降噪的算法基本上源于兩種不同的且分開應(yīng)用的原理，即，一種是擴(kuò)散濾波器(Diffusionsfilter)，另一種是形態(tài)學(xué)的或者邊緣保護(hù)(kantenerhaltendes)濾波器。

擴(kuò)散濾波器考慮的是與統(tǒng)計(jì)學(xué)上的不可靠性相關(guān)的像素值的差值(Differenz)。依據(jù)專利申請DE?10?2009?039?987.9-35除了簡單的擴(kuò)散濾波器外，雙邊(bilateral)濾波器或者在迭代重構(gòu)中使用的重構(gòu)器(Regularisierer)也屬于該類別。這種濾波器原理的問題在于，相鄰數(shù)值間的差值是被單獨(dú)地觀察的。當(dāng)這類濾波器被實(shí)施為帶有邊緣時，會增大含有甚至是加劇異常統(tǒng)計(jì)值的風(fēng)險(xiǎn)。其中還包括由噪聲引起的邊緣的散邊(Ausfransungen?von?Kanten)。就這點(diǎn)而言，在同時帶有邊緣的情況下可以達(dá)到的最大程度的降噪是有限的。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的技術(shù)問題是通過改善的圖像濾波器技術(shù)(Bildfilter-technik)找出改進(jìn)的方法來降低在成像X射線檢查中、特別是在CT檢查中使用的放射劑量。

發(fā)明人具有以下的認(rèn)知：形態(tài)學(xué)的或者結(jié)構(gòu)上的濾波器常被用于分析環(huán)境的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并且特別用于確定邊緣的取向。這些可如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的借助于適合的算子來完成。替代地，也可像出版物DE?10?2004?008?979?B4和DE?10?2005?038?940?B4所描述的那樣，通過計(jì)算取決于方向的方差值(Varianzwerte)來完成。接著，應(yīng)用局部自適濾波器(lokal?adaptive?Filter)，其依據(jù)確定出的取向最優(yōu)地進(jìn)行匹配。因?yàn)榭煽康男螒B(tài)學(xué)的分析是以所應(yīng)用的算子的一定的空間范圍為前提的，所以存在在濾波時損壞微小結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)空間范圍太小時統(tǒng)計(jì)的效應(yīng)會影響所算出的取向，并由此使所進(jìn)行的濾波與實(shí)際的取向不相匹配，從這個意義上講，所述分析是不可靠的。就這點(diǎn)而言，應(yīng)該按照本發(fā)明對形態(tài)學(xué)的濾波器在取向計(jì)算的可靠性與對小結(jié)構(gòu)的損壞間達(dá)成妥協(xié)，為此可以用到由智能邊緣保護(hù)圖像濾波器得到的信息，該濾波器不是被直接作用于圖像數(shù)據(jù)用以提高質(zhì)量就是被用于迭代方法中作為重整化的步驟。

通過巧妙地將兩個原理結(jié)合來改善所述圖像濾波的結(jié)果以及由此提高降噪和降低放射劑量的潛能。以這種方式可以使小空間范圍的和取決于像素值差值的濾波器以及取向分析在較大的長度標(biāo)尺上同時進(jìn)行。本文更后面將對此的具體示例進(jìn)行詳細(xì)說明。

因此，本發(fā)明展示出了一種方法和一種X射線系統(tǒng)，特別是一種CT系統(tǒng)，其中，為了減少在成像X射線檢查中所使用的放射劑量，對所拍攝的圖像的每個像素確定在該像素周圍給定距離內(nèi)的可能存在的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息，并且，在各個被檢查的像素上應(yīng)用一個取決于方向的低通濾波器，該低通濾波器的空間范圍小于所述給定的距離，并且，通過該低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來考慮可能存在的結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)信息。

依據(jù)上述基本思路以及下述的具體示例，本發(fā)明人建議，通過以下方法步驟來實(shí)施已公知的用于減少在成像X射線檢查中、特別是在CT檢查中使用的放射劑量的方法：

-通過X射線來掃描或者透視患者，

-產(chǎn)生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像，并且

-對圖像進(jìn)行濾波以便改善圖像的質(zhì)量。

按照本發(fā)明，通過以下步驟來改進(jìn)上述方法：

-對每個像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內(nèi)尋找結(jié)構(gòu)信息，包括可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息，并且

-在所檢查的像素上應(yīng)用取決于方向的低通濾波器，其中，一方面該低通濾波器的空間范圍小于上述第一半徑，并且，另一方面通過上述低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來考慮可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息。

有利的是，可以如現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣通過由至少一個形態(tài)學(xué)濾波器進(jìn)行的濾波來確定所述結(jié)構(gòu)信息。

另外，可優(yōu)選地使用擴(kuò)散濾波器作為取決于方向的低通濾波器。

在此，例如可以通過對局部濾波步驟(lokale?Filterschritte)的迭代應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)所述擴(kuò)散濾波器。

在第一個特別的實(shí)施方式變體中對在位置p的像素值V(p)可以按如下方式定義所述局部濾波步驟：