[發明專利]運動補償的迭代重建

有效

• 申請號: 201480052947.5
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN105580053B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: B·J·布倫德爾;T·克勒;R·D·比普斯;R·普羅克紹
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

一種方法包括：將表示參考運動狀態的當前圖像數據重新采樣為多個不同的組，每個組對應于移動的感興趣組織的不同運動狀態；對所述多個組中的每個組進行前向投影；生成多組經前向投影的數據，每組經前向投影的數據對應于一組經重新采樣的當前圖像數據；基于所述經前向投影的數據與測得的投影數據之間的比較來確定更新投影數據；將所述更新投影數據分為多個組，每個組對應于移動的感興趣組織的不同運動狀態；對所述多個組中的每個組進行背向投影；生成多組更新圖像數據；針對當前圖像的參考運動狀態對更新圖像數據的每個組進行重新采樣；并且基于所述當前圖像數據和經重新采樣的更新圖像數據來生成新的當前圖像數據。

技術領域

以下總體涉及重建，并且更具體而言，涉及運動補償的迭代重建，并且對計算機斷層攝影(CT)的特定應用進行描述；然而，以下也適用于其他成像模態，諸如，正電子發射斷層攝影(PET)、單光子發射計算機斷層攝影(SPECT)和/或其他成像模態。

背景技術

CT掃描器通常包括X射線管，其被安裝在旋轉機架上，與定位在檢查區域對面的探測器陣列相對。旋轉機架并且因此X射線管，圍繞檢查區域旋轉，并且X射線管發射穿過檢查區域和其中的對象的一部分的輻射。探測器陣列探測輻射并且生成指示所探測到的輻射的投影數據。重建器重建投影數據，生成體積圖像數據，體積圖像數據能夠被處理以生成一幅或多幅圖像。

重建算法包括非迭代重建算法(諸如濾波背向投影(FBP))和迭代重建算法(諸如基于代數和統計的重建算法)。迭代重建算法與常規FBP重建算法相比可以減少針對給定圖像質量所需要的劑量。遺憾的是，迭代重建算法計算成本高，與FBP重建算法相比需要更多的重建時間。這在許多年來阻止了在臨床環境中迭代重建的使用。最近，利用現代化硬件和大量的并行，才可能實現允許針對臨床環境中的選定應用使用迭代重建的重建時間。

己經使用運動補償的重建(MCR)算法來降低重建圖像中由運動引起的模糊，例如，針對心臟和/或其他應用。一個途徑是基于低質量的FBP重建來估計心臟的不同運動狀態之間的運動，并且在二次重建中使用該信息來生成改進的FBP圖像。估計的運動通常被表示為描述每個圖像體素從參考心臟時相到若干其他心臟時相的移動的運動向量場(MVF)的集合。在背向投影期間應用MVF以針對每個投影確定己經在相應的射線中的體素。該途徑改進了圖像質量。

Isola等人的“Motion-compensated iterative cone-beam CT imagereconstruction with adapted blobs as basis functions”(Phys.Med.Biol.53,第6777頁(2008年))描述了一種將運動補償與迭代重建進行組合的途徑，其允許同時的劑量減少和降低的圖像模糊。利用該途徑，通過針對每個心臟時相不同地修改體素位置、尺寸和形狀，運動矢量場被并入到迭代重建中。遺憾的是，基于體積的投影(在所述體積中，體素不再被放置在規則的網格上，并且其中，體素具有不同的尺寸和形狀)顯著增加了重建時間，從而在相當程度上增加在臨床環境下使用的復雜度。

發明內容

本文中描述的各方面解決以上提到的問題和其他問題。

以下描述了一種將迭代重建(IR)與運動補償的重建(MCR)進行組合的途徑，其通過經由對圖像數據進行重新采來將運動矢量場(MVF)并入到迭代重建中，重新采樣通過以下方式進行：表示體積數據的體素的位置和幾何結構(例如，尺寸、形狀等)在前向投影和背向投影期間被保持在規則的網格上，獨立于MVF。在一個實例中，這允許并行處理并且與體素位置和幾何結構被改變的配置相比降低了重建時間。