[发明专利]图像数据的各向同性重建

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于基于投影测量数据来重建图像数据的方法，一种用于基于投影测量数据来重建图像数据的重建单元以及一种具有相应的重建单元的成像系统。

背景技术

借助现代成像方法通常产生三维图像数据，其可以用于显示成像的检查对象和此外可以用于其它应用。例如可以将患者或其它检查对象的器官或其它结构在其空间位置方面进行采集，以便例如基于此导入其它分析。尤其也可以执行各个器官或结构的所谓分割，从而这些数据可以用于随后的考虑。在此决定性的是，尽可能地抑制或避免在三维图像数据的、即所谓的“体积图像数据”的产生时的几何失真。

对于重建体积图像数据所需的投影测量数据例如借助计算机断层成像系统(CT系统)采集。在CT系统中，布置在可旋转的机架上的X射线源和对置布置的X射线检测器的组合围绕测量空间转动，检查对象(其下面在不限制一般性的情况下称作患者)位于该测量空间中。旋转中心(也称作“对称中心”)在此与所谓的系统轴z重合，其平行于患者卧榻的进给方向延伸。借助患者卧榻可以将患者移入和移出测量空间。在一个或多个转动中患者被X射线源的X射线辐射透射，其中借助对置的X射线检测器采集投影测量数据或者说X射线投影数据。X射线系统的转动在此横向于、尤其垂直于系统轴z地规定所谓的轴向平面或横向平面，在其中分别产生和采集投影数据。这种轴向平面内的空间方向下面称作“轴向平面方向”。

在现代的计算机断层成像中，除了轴向视图之外补充地，所重建的(二维的)图像数据或截面图像典型在不同空间方向上被重组或者从中如上面提及那样产生和显示连续的三维图像数据，即“体积图像数据”。开头提及的所重建的体积图像数据的例如用于分割或也用于三维显示的进一步处理却相对困难。所重建的体积图像数据至少部分地取决于X射线检测器的几何结构或者以其它方式取决于计算机断层成像系统的构造或“硬件”。检测器和计算机断层成像系统的构造例如预先给定了三维图像数据的可实现的最小分辨宽度、也就是体素的最小尺寸。

尤其通常基于在轴向平面中采集的投影测量数据重建所谓的轴向“原始层”，其具有在z方向上的特定延伸。原始层的该延伸可以通过检测器几何结构和尤其通过各个检测器元件(检测器的像素)在系统轴z的方向上的延伸来预先给定。原始层由此具有在z方向上的“硬件相关的延伸”。如所提及的，通常患者卧榻或者机架平行于系统轴z移动，从而检测器和X射线源相对于患者运动。从一系列多个轴向截面图像或原始层中于是也可以重建三维图像数据，其中体积图像点(体素)的延伸小于检测器元件在z方向上的延伸。为此患者卧榻在z方向上的进给(即在来自相同的投影方向的两个拍摄时刻之间检测器在z方向上驶过的路径)必须小于检测器元件在z方向上的延伸。在该情况下，得到在z方向上空间重叠的投影测量数据或原始层，其允许以在z方向上提高的分辨率进行重建；在该情况下可以说成通过所谓的“过扫描”实现的分辨率提高。相应的体积图像数据又具有在z方向上的“硬件相关的延伸”，其通过患者卧榻的进给和单个检测器元件的尺寸给出。

图像数据在轴向平面方向中的、即横向于系统轴z的分辨率此外同样是“硬件相关地预定的”。即，基本上，原始层在轴向平面中的分辨率通过测量空间的几何结构或辐射源围绕测量空间的旋转来确定。

因为这些“硬件导致的因素”本身可以在借助相同CT系统进行的不同CT测量中变化(例如可以改变患者卧榻的进给速度)，所以通常出现开头提到的、在进一步使用所重建的图像数据中的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题的是，提供一种三维图像数据，使得其可以以简单的方式显示和必要时被提供用于进一步的应用或者以简单的方式进行随后处理。

该技术问题通过根据权利要求1所述的重建方法、根据权利要求11所述的重建单元和根据权利要求14所述的成像系统来解决。

本发明在此基于这样的认识，即，对于三维图像数据的进一步使用有利的是，图像数据尽可能与开头提到的数据采集的硬件特性无关地构造。尤其应当将成像系统的构造对所重建的体积图像数据的影响保持为尽可能小。