[发明专利]图像数据的重建

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于基于借助X射线-计算机断层造影装置获得的投影数据组重建图像数据组的方法以及一种用于借助X射线-计算机断层造影装置产生对象内部的图像数据的方法，其中使用该重建方法。此外本发明还涉及一种这样图像重建装置以及一种用于执行所述方法的X射线-计算机断层造影装置。

背景技术

在X射线-计算机断层造影装置中通常利用X射线从多个投影方向透视对象以获取投影数据组。然后从该投影数据组中重建图像数据组。这一点通常利用反投影方法进行，其中在大多数情况下由X射线-计算机断层造影装置的扫描仪获得的投影数据预处理。然后进行三维的“重整”步骤，其中将利用扇形地从源传播的射线产生的数据这样重整，使得其以如就好像探测器被平行地到达探测器的X射线波前击中那样的形状呈现。借助这样重整和滤波的数据然后在感兴趣体积内部进行到各个图像点的反投影。通常在此作为标准方法使用所谓的滤波反投影方法（Filtered Back Projection;FBP）。在该方法中通常首先将“重整的”数据转换到频域，在那里通过乘以卷积核进行滤波。然后反转换滤波的数据，并且利用滤波的数据进行反投影。通过选择卷积核可以影响期望的图像特征，特别是图像清晰度和噪声。但是不利地，在这样的简单的反投影方法中图像清晰度总是耦合到图像噪声。实现的清晰度越高，则图像噪声也越高并且反之亦然。由此近来开发了可以用来部分地克服该局限的迭代的重建方法。在这样的迭代重建方法中首先从投影测量数据中重建初始的图像数据。为此例如可以使用卷积-反投影方法。从这些初始的图像数据中然后利用应当尽可能好地数学上映射测量系统的“投影器”（投影算子）产生合成的投影数据。与测量信号的差然后被反投影并且由此重建残差图像，利用该残差图像更新初始的图像。更新后的图像数据又可以被用来在下一个迭代步骤中借助投影算子产生新的合成投影数据，从中又形成与测量信号的差并且计算新的残差图像，利用该残差图像又可以改善当前的迭代级的图像数据，等等。利用这样的方法可以重建具有相对好的图像清晰度却具有小的图像噪声的图像数据。不利地，这样的“基于原始数据的”或“基于投影数据的”迭代方法由于所需的重复的虚拟的从图像数据空间到投影数据空间的投影和从投影数据空间到图像数据空间的反投影而计算量非常大并且由此要求性能极高的硬件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，实现一种替换的重建方法和相应的图像重建装置，其产生改进的图像数据组，而不要求具有多个虚拟的投影和反投影的基于投影数据的迭代。

按照本发明的用于基于借助X射线-计算机断层造影装置所获得的投影数据组重建图像数据组的方法包括至少以下方法步骤：

首先基于投影数据组产生第一图像数据组，这例如可以按照常规的方式利用简单的反投影或上面描述的滤波反投影来进行。

此外产生边缘图像数据组，所述边缘图像数据组取决于位置地、即位置分辨地说明在第一图像数据组中在至少一个空间/时间方向上出现的边缘的边缘强度的度量。这一点可以在产生第一图像数据组之前、同时或之后进行。

为此要指出，图像数据组不仅可以是空间的图像数据，而且也可以是包括时间维度的图像数据。例如，可以是在不同的时刻拍摄相同的层，如该层的一种电影拍摄那样，或者是在不同的时刻被拍摄的三维体积。在后一种情况下由此呈现四维图像数据组。不管仅是时间上静态的空间图像数据组还是包括了时间维度的图像数据组，以下将通过图像数据组的空间和时间坐标张开的空间称为“图像数据空间”，并且将“位置”理解为在该多维图像数据空间中的图像点，即体素或像素，其位置通过相应的空间和时间坐标值的元组，例如x,y,z和t来定义。相应地，“取决于位置”或“位置分辨”的概念也理解为在时间方向上的图像点依赖性或分辨率，只要图像数据空间包括了时间维的话。空间图像数据组（或图像数据组的空间部分）既可以是层图像的积累，例如一起看来按层地覆盖特定的体积，也可以是真的体积数据。

按照本发明然后基于该第一图像数据组进行输出图像数据组的产生，其中在至少一个空间/时间方向上在考虑边缘图像数据组的条件下又取决于位置地进行在第一图像数据组中的分辨率的提高。取决于位置的分辨率提高在此理解为对于图像数据空间中的不同的位置，局部地进行数据分辨率的空间的或时间方向上的不同的提高。优选地，分辨率提高也是取决于方向的，即，在每个方向上是不同的。