[發明專利]用于確定x射線圖像數據集的方法和x射線裝置

在審

• 申請號: 201710940810.9
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107928691A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: S.鮑爾
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 侯宇,張建鋒

技術領域

本發明涉及一種用于確定檢查對象的目標區域的x射線圖像數據集的方法，其中，借助x射線裝置從不同投影方向沿拍攝軌跡拍攝顯示目標區域的投影圖像，并且由這些投影圖像重建更高維的x射線圖像數據集，其中，向目標區準直地拍攝投影圖像的第一部分，投影圖像的第二部分沿至少一個方向未截斷地顯示檢查對象，從而由投影圖像的第二部分推導出至少一個截斷信息，所述截斷信息用于在重建x射線圖像數據集時減少截斷偽影。本發明還涉及一種x射線裝置。

背景技術

在x射線成像中長久以來就已知由低維投影圖像確定高維圖像數據集。在此例如在不同的投影方向沿拍攝軌跡、例如圓形軌道拍攝二維的投影圖像，以便然后能通過重建方法例如迭代重建法和/或濾波反投影法由二維投影圖像確定更高維的x射線圖像數據集。同樣已知的是，使用一維的投影圖像確定二維的剖切圖像。為了能拍攝這種x射線圖像數據集，首先已知適宜地使用所謂的計算機斷層造影-x射線裝置，其中，包括x射線發射器和x射線探測器的拍攝裝置例如在機架內圍繞患者導引。然而由于高維的、尤其三維的圖像數據集與介入或者說干預的結合也被證明是有用的，所以建議了通過其他的x射線裝置確定與計算機斷層造影相似的圖像，首要的是帶有C形架的x射線裝置，在C形架上相對置地固定x射線發射器和x射線探測器。通過C形架的相應的運動性、尤其可回轉性可以實現拍攝軌跡，以便測量實現三維圖像數據集重建的投影圖像。

所述計算機斷層造影可以帶有專門的計算機斷層造影-x射線裝置或者例如作為C形架計算機斷層造影，其與所有x射線成像方法一樣都包含對電離輻射的使用。因此，很多方法都致力于降低掃描所需的電離輻射量，這對于患者和他人都有利。在此情況下尤其建議了借助準直儀把成像限制在真正感興趣的目標區域上，也就是需要關切的體積上。以這種方式可以明顯地降低x射線劑量，因為由于x射線被對準使得在預定目標區域以外的區域中在數據拍攝期間被擋住。其具有的優點還在于，明顯降低了散射，使得診斷的圖像質量被提高。不過，被對準的投影圖像受制于截斷，就是說在拍攝軌跡的平面中檢查對象沒有完整成像。這種限制與常用的重建算法是不兼容的。若其還是被使用，就會出現所謂的截斷偽影。

為了減少截斷偽影，在現有技術中建議了大量方法。因此已知，估計截斷的投影圖像數據并且再插入投影圖像(所謂的去截斷)。在此，第一種應用基于擬人啟發式算法，例如基于假設待拍攝的患者可以作為水柱成像。這種方法的示例是J.Hsieh等人的《A novel reconstruction algorithm to extend the CT scan field-of-view》(Medical Physics，Volume 31，No.9，2385-2391頁，2004)和K.Sourbelle等人的《Reconstruction from truncated projections in CT using adaptive detruncation》(European Radiology，Volume 15，No.5，1008-1014頁，2005)。

這種方法的缺點原因在于采用了極其簡化的假設，其又造成重建偽影、例如剩余的杯狀偽影和錯誤的HU值。用于估計被截斷的投影圖像數據(去截斷)的另一種方法利用了針對患者的、未截斷的事先的CT掃描，由此得到三維的事先的圖像數據集，由此又可以通過正投影得到未截斷式的投影圖像，其用于完善被截斷的投影圖像，例如見D.Kolditz等人的《Volume-of-interest(VOI)imaging in C-arm flat-detector CT for high image quality at reduced dose》(Medical Physics 37(6)，2719-2730頁，2010)。該方法的缺點在于，必須存在未截斷的事先的CT掃描，因此患者要經歷另外的電離輻射。還必須確?；颊咴谂臄z先行圖像數據集期間沒有移動，或者必須進行可能很耗費的2D-3D配準用于克服運動偽影。

另一種方法是使用重建算法，該重建算法已被證明相對于截斷是可靠的，例如見F.Dennerlein和A.Maier的文獻《Approximate truncation robust computed tomography–ATRACT》(Physics in Medicine and Biology，Volume 58，6133-6148頁，2013)。然而在這種算法中也出現殘余的重建偽影，此外還存在偏移/可擴展性問題。