[发明专利]冠状动脉的迭代重建

说明书

本发明涉及X射线成像领域。具体地，本发明涉及用于检查感兴趣对 象的检查装置、用检查装置检查感兴趣对象的方法、图像处理设备、计算 机可读介质和程序单元。

可以根据旋转X射线血管造影投影序列执行冠状动脉的三维重建。为 了重建一个心脏相位，仅可以使用来自对应于这一相位的序列的投影。小 数量的投影(通常为5到10个)所导致的严重欠采样可能使利用特殊的重 建算法成为必要。

一种方案是使用具有适当的正则化的迭代重建方法。在以引用的方式 合并于此的文献[1，2]中公开了一种用于重建稀疏的平滑对象(例如冠状动 脉树)的方法。这种方法使用图像的L1范数(L1-norm)的最小化作为正 则化，并结合Gibbs平滑先验。然而，该方法不能良好地作用于来自标准血 管造影获取的临床数据。

可能期望具有一种用于冠状血管造影的改进的重建方案。

本发明提供一种检查装置、一种图像处理设备、一种计算机可读介质、 一种程序单元以及一种检查感兴趣对象的方法，其特征如独立权利要求所 述。

应该注意到，下面描述的本发明的示例性实施例也适用于所述检查感 兴趣对象的方法，适用于所述计算机可读介质，适用于所述图像处理设备 并适用于所述程序单元。

根据本发明的一方面，提供了一种用于检查感兴趣对象的检查装置， 所述检查装置包括计算单元，所述计算单元适于对与所述感兴趣对象的投 影相对应的投影数据进行滤波，从而简化投影背景(由此例如仅保留所述 感兴趣对象)，并且适于在有利于稀疏对象的正则化的基础上执行所述感兴 趣对象的迭代重建。

换句话说，提供了一种检查装置，其能够通过应用用于去除比一定尺 寸大的结构的滤波器来简化投影的背景。这一预处理步骤之后是迭代重建 步骤，该迭代重建步骤有利于稀疏对象，例如脉管树。

这可以为较小的脉管提供改进的对比度。

根据本发明的另一示例性实施例，对所述投影数据进行滤波包括应用 高帽(top-hat)滤波器，该高帽滤波器去除比预定尺寸大的结构。

应用这种高帽滤波器可以在预处理数据的过程中进行有效滤波。

根据本发明的另一示例性实施例，所述迭代重建基于作为正则化的L1 最小化迭代重建。

这种L1最小化迭代重建基于L1范数，该L1范数是矢量的所有元素的 范数的总和。在这一背景下，L1最小化意味着这一总和被最小化，从而有 效地有利于稀疏对象。

根据本发明的另一示例性实施例，所述迭代重建进一步基于作为正则 化的Gibbs平滑先验，由此有利于平滑对象。

然而，应该注意，可以实现有利于平滑对象的其他形式的正则化。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，所述计算单元还适于计算三 维脉管性先验，其表示投影数据的重建体积中的点要被管状结构占据的概 率。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，所述三维脉管性先验的计算 是在将二维脉管性滤波器应用于所述投影图像并且然后利用L1最小化迭代 重建方法来从经脉管性滤波的投影重建三维脉管性信息的基础上执行的。

这可以提供高质量的脉管性先验。

根据本发明的另一示例性实施例，所述迭代重建基于使所重建的图像 与所述脉管性先验之间的重叠最小化的项，由此有利于管状对象。

换句话说，所述迭代重建可以基于有利于稀疏对象的正则化，诸如L1 最小化迭代重建、Gibbs平滑先验(有利于平滑对象)和/或使所重建的图 像与所述脉管性先验之间的重叠最小化的项(由此有利于管状对象)。

根据本发明的另一示例性实施例，所述迭代重建是在比期望的最终重 建体积大的体积上执行的，并且随后裁切至所述最终重建体积。

例如，在重建之后，通过去除所重建的图像中在期望的感兴趣体积之 外的区域，单一的图像或图像序列可以被裁切或截断至所述最终体积。

根据本发明的另一示例性实施例，所述感兴趣对象的所述迭代重建是 三维迭代重建。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，所述感兴趣对象是冠状脉管 树，其中所述检查装置适用于人类冠状血管造影。

根据本发明的另一示例性实施例，所述检查装置适于作为三维旋转C 形臂X射线装置和三维计算机断层摄影装置中的一种。