CN102670230B - 用于在双能计算机断层造影中减少运动伪影的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在双能计算机断层造影中减少运动伪影的方法。在该方法中利用节距进行图像记录，该节距允许在每个层位置重建多个层图像。在此首先优选地从两个X射线图像拍摄***(1-4)的综合的测量数据中在每个层位置上重建多个第一层图像。从每个层位置的这些第一层图像中计算运动向量，所述运动向量表示层图像至层图像的运动度量。将这些运动向量内插到投影的时间栅格。随后选择在微弱运动阶段中记录的投影。最后双能图像重建仅基于所选择的投影进行。通过这种方式得到具有减少的运动伪影的双能图像照片。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用计算机断层造影设备在双能计算机断层造影中减少运动伪影的方法，该计算机断层造影设备具有两个分开的X射线图像拍摄***，也称为双源计算机断层造影设备。
背景技术
通过分别由X射线管和与X射线管相对布置的X射线探测器组成的两个分开的X射线图像拍摄***，可以利用两个不同的X射线能量同时记录X射线图像拍摄，方法是以不同的电压运行两个X射线管。双能拍摄例如能够区分在X射线图像中不同的组织类型。例如，公知用于检查肺部的双能(DE)肺部灌注计算机断层造影，其能够探测呼吸缺陷或通过血栓(Thromben)导致的灌注亏损。但在该应用的情况下能出现通过心脏运动引起的图像伪影，这些图像伪影关键性地影响灌注分析。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种方法，通过该方法可以在双能计算机断层造影(DECT)中减少运动伪影。
上述技术问题通过按照本发明的方法来解决。该方法的有利的实施方式是从属权利要求的内容或者可以从下面的描述以及实施例中得出。
在所建议的方法中，通过两个分开的X射线图像拍摄***以节距实施图像记录，利用该节距对于每个层位置z0获得数量n个投影，这些投影允许在每个层位置重建多个层图像。在此以公知的方式节距被理解为关于每次机架旋转造成的计算机断层造影设备的卧榻进给与成像层的层厚的比率。优选地，在所建议的方法中选择0.5或小于0.5的节距。按照通常的方式图像记录本身通过两个X射线管的不同X射线电压实施，以便利用不同的X射线能量采集检查对象的感兴趣的区域，例如肺部。
对于每个层位置，由此首先根据X射线图像拍摄***的时间上彼此依次部分回转的投影的测量数据重建多个第一层图像，对于该层图像优选地分别组合两个X射线图像拍摄***的测量数据。因为两个X射线图像拍摄***在双源计算机断层造影设备中彼此错开90°的角度布置在计算机断层造影设备的机架上，由此在这种情况下对于半个回转重建来说四分之一旋转就已足够，因为为了重建第一层图像综合两个X射线图像拍摄***的投影或测量数据。不同的X射线能量在此不起作用，因为在所建议的方法中该第一层图像仅被考虑用于确定可能的运动。对于每个X射线图像拍摄***来说，可以分开地重建第一层图像。在这种情况下由此对于重建分别需要机架的半个回转。
由此根据这些第一层图像对于每个层位置计算层图像至层图像的图像内容的时间上变化的度量。这点优选地通过将在各个时间上彼此依次的层图像，也就是根据时间上彼此依次部分回转的测量数据重建的层图像之间的逐像素的灰度值差相加来实现。在此获得的值表示在按照该层的图像记录变化的层位置上的运动度量，并且下面称为运动向量。通过对在每个层位置上的第一层图像进行分析得到关于在部分回转至部分回转的相应的层位置上的检查对象的感兴趣的区域中运动的信息。然后，将运动向量内插到各个投影的更细微的时间栅格(Zeitraster)。这点在最简单的情况下可以通过线性内插实现。关于各个投影，这点在心脏运动对感兴趣的区域的影响的情况下描绘地得出相应于心脏的抽吸运动(Pumpbewegung)具有最大值和最小值的历程。由此显而易见的是，在强烈运动阶段记录哪些投影以及在微弱运动或静止阶段记录哪些投影。
对于最终的双能图像重建，其中利用两个X射线图像拍摄***记录的测量数据分开地对于每个X射线图像拍摄***重建层图像，于是仅考虑在微弱运动或静止阶段这样的阶段中记录的投影或这些投影的测量数据。为此预先给定运动向量的上阈值。该阈值可以是绝对的值或者例如也可以作为确定的最大值的几分之一或作为最小值的几倍给出。
由此对于双能层图像的图像重建仅使用如下的投影，即其中在测量期间不运动或仅少量运动，从而在图像中明显地减少运动伪影。
所述方法能够非常有利地用于减少通过心脏运动引起的运动伪影，特别是在双能肺部灌注计算机断层造影时的运动伪影。
附图说明
下面根据实施例结合附图对所建议的方法作进一步说明。附图中：
图1示出了在双源计算机断层造影设备中X射线图像拍摄***的装置的示意图，
图2示出了执行所建议的方法的流程图，以及
图3示出了按照所建议的方法的示例的时间关系的示意图。
具体实施方式
图1强烈示意性地示出了在双源计算机断层造影设备中的两个X射线图像拍摄***的装置。分别由X射线管1、3和与X射线管相对布置的X射线探测器2、4组成的两个X射线图像拍摄***在角度错开90°的条件下布置在计算机断层造影设备的机架5内部。通过这种方式可以同时利用两个X射线图像***分别记录错开90°的投影。由此，测量数据在数据处理单元6中分析并且重建为期望的层图像。患者在图像记录期间以公知的方式位于未示出的患者卧榻上，该患者卧榻在z方向上移动穿过机架5。在附图中z方向对应于垂直于页平面的方向。
在所建议的方法中，以小的节距采集双能测量数据，在本示例中为此选择大约0.5的节距。由此测量值投影p1(z0)，...，pn(z0)促成在位置z0的图像层或重建的层图像。由于小的进给值，所示的层可以在多个以时间上依次彼此相距π/2的间隔的双源重建中成像。在tk＝(k-1)*π/2+ts时刻的双源重建在此表示由两个X射线图像记录***1、2或3、4的π/2角度互补的测量数据形成的半个回转重建。ts是第一测量值投影(p1)的时刻，该第一测量值投影促成在层位置z0的图像重建。通过将机架旋转了90°的角度由此可以通过合并两个X射线图像拍摄***的测量数据来采集关于180°的角度范围的投影，并且由此执行半个回转重建。对于每个k获得在图像位置z0处的图像信号Ik(z0)。基于0.5的小的节距此处可以实施例如k＝8的不相交的半个回转重建，以便获得在层位置z0处的8个层图像。从该图像堆中可以确定运动向量(Motionvektor，运动向量MMk)。这例如可以通过将时间上相邻的图像信号或层图像的逐像素的灰度值差相加来实现：
在此当然也可以是其它间隔大小。由此将运动向量内插到投影扫描的更细微的时间栅格。通常由于心脏运动预计具有运动最大值和最小值的平滑曲线。对于双能重建，也就是分开重建探测器2和探测器4的测量数据，对于相应的层位置仅考虑在运动向量的静止阶段采集的测量值投影。由此得到仅包含最小运动伪影的双能CT图像。通常每个图像层的少量射线为图像作出贡献。在反投影器中的标准化的情况下考虑这点。
为此图2示意性示出了在所建议的方法的情况下的上述流程。图3中再次示例性示出时间上的关系。在此，图3的上部表示心电图，该心电图示出了心脏运动。在下部示例性表示时间范围7，在该时间范围内记录用于在层位置z0处进行重建的测量数据。由于小的进给速度，可以从在该时间范围7内记录的测量数据中重建多个层图像，每四分之一回转(π/2)重建一幅层图像，如这在附图中通过箭头表示的那样。对于该重建在此组合两个X射线图像拍摄***的测量数据。然后从这些图像中计算运动向量并且内插到各个投影的时间栅格。在附图的下部示出了结果，其中示意性表示通过这种方式获得的运动向量的时间上的历程。按照预期，该运动向量分别具有在心脏强烈运动阶段范围中的最大值和在静止阶段的最小值。由此，运动向量显示不同强度的运动的区域。由此为了运动补偿地重建双能CT图像，仅使用来自于尽可能不运动的阶段8的投影。
Claims (8)
1.一种利用计算机断层造影设备在双能计算机断层造影中减少运动伪影的方法，所述计算机断层造影设备具有两个分开的X射线图像拍摄***（1-4），其中
-图像记录利用节距进行，利用该节距对于每个层位置获得多个投影，这些投影允许在每个层位置重建多个不相同的层图像，
-对于每个层位置X射线图像拍摄***（1-4）的时间上彼此依次部分回转的投影的测量数据中重建多个第一层图像，
-对于每个层位置分别计算第一层图像的层图像至层图像的图像内容的时间上变化的度量，并且通过内插确定投影至投影的时间上的变化，
-选择如下的投影，即其中投影至投影的时间上的变化小于预先给定的阈值，并且
-对于每个X射线图像拍摄***（1-4）重建第二层图像，其中仅使用各自X射线图像拍摄***（1-4）和所选择的投影的测量数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个X射线图像拍摄***（1-4）分开地进行所述第一层图像的重建。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述第一层图像的重建分别组合两个X射线图像拍摄***（1-4）的测量数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于每个层位置分别从X射线图像拍摄***（1-4）的时间上彼此依次四分之一回转的测量数据中重建第一层图像。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过≤0.5的节距进行图像记录。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过将在各个第一层图像的对应像素之间的灰度值差相加来获得层图像至层图像的图像内容的时间上变化的度量。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，用于减少心脏运动伪影。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，用于减少在双能肺部灌注图像的图像记录时的心脏运动伪影。
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