[發明專利]圖像數據的各向同性重建

有效

• 申請號: 201380051630.5
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN104685545B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: A.馬恩肯;M.塞德爾邁爾;B.施密特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 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基于投影測量數據來重建圖像數據的方法，一種用于基于投影測量數據來重建圖像數據的重建單元以及一種具有相應的重建單元的成像系統。

背景技術

借助現代成像方法通常產生三維圖像數據，其可以用于顯示成像的檢查對象和此外可以用于其它應用。例如可以將患者或其它檢查對象的器官或其它結構在其空間位置方面進行采集，以便例如基于此導入其它分析。尤其也可以執行各個器官或結構的所謂分割，從而這些數據可以用于隨后的考慮。在此決定性的是，盡可能地抑制或避免在三維圖像數據的、即所謂的“體積圖像數據”的產生時的幾何失真。

對于重建體積圖像數據所需的投影測量數據例如借助計算機斷層成像系統(CT系統)采集。在CT系統中，布置在可旋轉的機架上的X射線源和對置布置的X射線檢測器的組合圍繞測量空間轉動，檢查對象(其下面在不限制一般性的情況下稱作患者)位于該測量空間中。旋轉中心(也稱作“對稱中心”)在此與所謂的系統軸z重合，其平行于患者臥榻的進給方向延伸。借助患者臥榻可以將患者移入和移出測量空間。在一個或多個轉動中患者被X射線源的X射線輻射透射，其中借助對置的X射線檢測器采集投影測量數據或者說X射線投影數據。X射線系統的轉動在此橫向于、尤其垂直于系統軸z地規定所謂的軸向平面或橫向平面，在其中分別產生和采集投影數據。這種軸向平面內的空間方向下面稱作“軸向平面方向”。

在現代的計算機斷層成像中，除了軸向視圖之外補充地，所重建的(二維的)圖像數據或截面圖像典型在不同空間方向上被重組或者從中如上面提及那樣產生和顯示連續的三維圖像數據，即“體積圖像數據”。開頭提及的所重建的體積圖像數據的例如用于分割或也用于三維顯示的進一步處理卻相對困難。所重建的體積圖像數據至少部分地取決于X射線檢測器的幾何結構或者以其它方式取決于計算機斷層成像系統的構造或“硬件”。檢測器和計算機斷層成像系統的構造例如預先給定了三維圖像數據的可實現的最小分辨寬度、也就是體素的最小尺寸。

尤其通?；谠谳S向平面中采集的投影測量數據重建所謂的軸向“原始層”，其具有在z方向上的特定延伸。原始層的該延伸可以通過檢測器幾何結構和尤其通過各個檢測器元件(檢測器的像素)在系統軸z的方向上的延伸來預先給定。原始層由此具有在z方向上的“硬件相關的延伸”。如所提及的，通常患者臥榻或者機架平行于系統軸z移動，從而檢測器和X射線源相對于患者運動。從一系列多個軸向截面圖像或原始層中于是也可以重建三維圖像數據，其中體積圖像點(體素)的延伸小于檢測器元件在z方向上的延伸。為此患者臥榻在z方向上的進給(即在來自相同的投影方向的兩個拍攝時刻之間檢測器在z方向上駛過的路徑)必須小于檢測器元件在z方向上的延伸。在該情況下，得到在z方向上空間重疊的投影測量數據或原始層，其允許以在z方向上提高的分辨率進行重建；在該情況下可以說成通過所謂的“過掃描”實現的分辨率提高。相應的體積圖像數據又具有在z方向上的“硬件相關的延伸”，其通過患者臥榻的進給和單個檢測器元件的尺寸給出。

圖像數據在軸向平面方向中的、即橫向于系統軸z的分辨率此外同樣是“硬件相關地預定的”。即，基本上，原始層在軸向平面中的分辨率通過測量空間的幾何結構或輻射源圍繞測量空間的旋轉來確定。

因為這些“硬件導致的因素”本身可以在借助相同CT系統進行的不同CT測量中變化(例如可以改變患者臥榻的進給速度)，所以通常出現開頭提到的、在進一步使用所重建的圖像數據中的困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題的是，提供一種三維圖像數據，使得其可以以簡單的方式顯示和必要時被提供用于進一步的應用或者以簡單的方式進行隨后處理。

該技術問題通過根據權利要求1所述的重建方法、根據權利要求11所述的重建單元和根據權利要求14所述的成像系統來解決。

本發明在此基于這樣的認識，即，對于三維圖像數據的進一步使用有利的是，圖像數據盡可能與開頭提到的數據采集的硬件特性無關地構造。尤其應當將成像系統的構造對所重建的體積圖像數據的影響保持為盡可能小。