[发明专利]图像重建方法

说明书

本发明涉及一种基于第一多个(N)光谱原始数据集合(SD₁，SD₂，...，SD_N)的图像重建方法，该第一多个(N)光谱原始数据集合各自与不同的X射线光谱相关联。本发明还包括图像重建设备(13)和计算机断层摄影系统(1)。

技术领域

本发明涉及一种图像重建方法、图像重建设备和计算机断层造影系统。

背景技术

在X射线通过检查对象的投影期间，根据所使用的光谱和要穿透的材料，发生不同的吸收和散射行为，其中吸收光谱中的低能量分量比高能量分量(辐射硬化(radiationhardening))更快。因此，在检查对象后面检测到的X射线辐射包含关于检查对象的材料特性的信息。在其中同时检测到X射线辐射的多个光谱的计算机断层造影系统(CT系统)中，在获取投影数据之后，可以重建包含关于包含在检查对象中的材料的信息的图像数据集合。“不同的X射线能量”应被理解为使用不同X射线能量光谱来检测X射线辐射。这可以得以实现，首先在于以不同的电压来操作X射线源。因此，通常X射线能量也简单地用已经设置的X射线电压(以kV为单位)表示。其次，可以在用于其的检测器的部分中选择性地检测所投影的X射线光谱的各个区域。针对表示或评估而预先确定的能量不一定对应于所投影的X射线光谱的实际检测能量，而是还可以借助于在特定范围内的插值来自由地确定。这里，图像数据集合应当被重建为尽可能免受由辐射硬化引起的伪像的影响。

从文献DE 10 2005 008 767 A1中已知一种基于原始数据的校正方法，其中，从X射线辐射的若干个不同的检测光谱区域中，可以重建其中基本上抑制辐射硬化伪像的图像。为此，对于每个材料成分，透射厚度被确定为测量值，其中，不同成分具有不同的吸收系数的能量相依性。因而，透射厚度被求和加权为伪单色测量值。根据这些伪单色测量值，然后重建其中基本上抑制辐射硬化伪影的图像。因此，为了简化图像重建，材料成分的光谱上不同的测量值一起分组为伪单色测量值。

从实践中已知的另一基于图像数据的途径是对X射线光谱的每个测量区域的单独的辐射硬化校正。为此目的，首先进行第一重建并且选择基本材料。在第一重建中，借助于分割，标识具有其它基本材料的外加剂的那些体素。尽管这成功地减少了辐射硬化伪像，但是限制了材料特性(衰减贡献或比例)的定量表示的精度，使得辐射硬化减少的图像不一定对应于一致的单色图像。这种限制特别应用于分离多于两种材料。此外，在实践中不能考虑光谱例如通过整形过滤器在视场上的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像重建方法、图像重建设备和计算机断层造影系统，利用它们可以改进成像。

该目的通过根据权利要求1所述的图像重建方法、根据权利要求11所述的图像重建设备和根据权利要求12所述的计算机断层造影系统来实现。

该发明内容部分中提及的方法用于基于第一多个光谱原始数据集合来图像重建，该第一多个光谱原始数据集合各自与不同的X射线光谱相关联，该方法包括至少以下步骤：

首先，在步骤a)中，组合光谱原始数据集合以形成第二多个虚拟原始数据集合。在步骤b)中，基于虚拟原始数据集合(VD₁，VD₂，...，VD_M)重建(R')相应的辅助图像数据集合(HB₁，HB₂，...，HB_M)。随后，在步骤c)中，从包括多种材料的材料组中选择第一材料。在步骤d)中，对于材料组的若干种第二材料，由第二材料的辅助图像数据集合生成材料特定的映射图(material-specific map)。在步骤e)中，使用相应的材料特定的映射图的前向投影，来确定第二材料的材料线积分。在步骤f)中，在此基础上并且在虚拟原始数据集合的基础上，确定每种材料的合成投影数据集合。最后，在步骤g)中，在合成投影数据集合的基础上，重建材料组的若干种材料的至少一个图像数据集合。