[發明專利]用于在醫學成像中與時相相關地圖像重建的方法和裝置

無效

• 申請號: 201210284648.7
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102949201A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: H.布魯德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于從醫學成像的斷層造影的測量數據中與時相相關地（phasenkorrelierten）圖像重建的方法，該測量數據在包括多個心動周期的時間段上來記錄。本發明還涉及一種用于執行所建議的方法的裝置。該方法和裝置適合于計算機斷層造影（CT）、特別是心臟CT（Kardio-CT）中的圖像重建。

背景技術

目前在心臟CT中使用如下的采集方案和重建方法：或者通過可預料到的觸發或者通過回溯數據選擇（門控）實現關于時相地顯示心臟。在可預料到的觸發的情況下僅在每個心動周期的特定心臟時相期間記錄測量數據。在其余時間段中不運行或僅以明顯降低的功率運行X射線管。通過EKG信號產生觸發脈沖。由此可以在重建的圖像中避免由于心臟運動導致的運動偽影。在回溯數據選擇的情況下原則上可以關于整個心動周期記錄測量數據，以便事后選擇在心動周期的各個相同的時相中所記錄了的測量數據并且為圖像重建引入。

在快速的機架旋轉時和/或在采用雙管系統時達到高的時間分辨率。但在較高的心率的情況下在可預料到的觸發中X射線管的高電流區域必須擴展出診斷相關的時間范圍，因為此處必須回溯地調整最佳的心臟時相。此外對于功能檢查，在心縮收縮末期（Endsystole）還需要輻照。在兩種情況下與回溯數據選擇一樣需要所謂的過輻射，該過輻射不完全被臨床使用。但為了改善量子統計法在重建的圖像中期望使用全部施加的輻射，以便最佳地使用所施加的劑量。如果能夠完全使用所施加的輻射，則在恒定的對比度對噪聲（Kontrast-zu-Rauschen）的情況下可以減小患者劑量。

為了改善所施加的X射線劑量的利用，可以配準根據不同的時相的測量數據。為此首先對于不同的心臟時相分別關于時相地重建圖像并且然后借助3D-3D配準確定運動場。然后該運動場找出由測量數據運動補償地進行圖像重建中的開始部分。但由關于時相重建的圖像來確定運動場必須是高精的，以確保心臟冠狀動脈的精確配準。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供用于從醫學成像的斷層造影的測量數據中與時相相關地圖像重建的一種方法和一種裝置，該方法無需確定運動場就能完全使用施加的劑量。

上述技術問題通過按照本發明的方法和裝置來解決。該方法和裝置的優選的實施方式是從屬權利要求的內容或者可以從隨后的描述以及實施例中得出。

在所建議的方法中，根據關于包括多個心動周期的時間段記錄的斷層造影的測量數據首先由全部或至少一部分測量數據關于多個心動周期重建不與時相相關的3D圖像或圖像體積f_std。圖像重建以公知的方法通過合適的反投影進行。然后迭代地重建與時相相關的圖像，該圖像通過不與時相相關的圖像體積f_std來初始化。在該迭代的與時相相關的圖像重建中在第k個迭代步驟中根據如下等式（更新等式）重新計算重建的圖像體積f_k：

f_k+1=f_k+X^-1_pc*(p-X_pc*f_k)+R(f_k)

其中X^-1_pc相應于對圖像重建的反投影，X_pc相應于對應的投影，p相應于用于時相正確的反投影的與時相相關的測量數據，并且R（f_k）相應于用于穩定迭代的正則化項。用于時相正確的反投影的與時相相關的測量數據p是分別在相同的時間段中在每個心動周期的相同心臟時相期間的測量數據。該測量數據由此也相應于在回溯數據選擇的情況下用于重建的測量數據。同樣可以以常見的方式由在采集測量數據期間同時記錄的EKG觸發信號導出相同的心臟時相或相同的時間段。在此測量數據被理解為在執行成像期間繪制的并且必要時在重建圖像之前進一步處理的數據，根據這些測量數據然后重建3D圖像或圖像體積。

在所建議的方法中，在固定預定數量的迭代步驟之后或者在達到或超過在當前迭代步驟的重建的圖像體積與前面迭代步驟的重建的圖像體積之間的一致程度之后可以結束迭代。在迭代結束之后在顯示器上顯示與時相相關的重建的圖像體積。

通過所建議的方法基于與時相相關的圖像重建來減少由于心臟運動引起的運動偽影，但同時使用全部記錄的測量數據或從中選擇部分來減小圖像噪聲。由此實現與時相相關的圖像重建，該圖像重建無需精確地確定運動場就已足夠并且盡管如此卻最佳地使用所施加的輻射。