[发明专利]三维体图像数据的伪影校正方法

说明书

本发明涉及一种用于对物体的三维体图像数据进行伪影校正的方法。该方法包括步骤：借助第一接口接收第一体图像数据，其中第一体图像数据基于借助计算机断层摄影设备记录的投影测量数据，其中计算机断层摄影设备具有系统轴线，并且其中第一体图像数据具有伪影，其在系统轴线(AR)的方向上具有高频第一部分，并在垂直于系统轴线的平面中具有相对于高频第一部分的低频第二部分；通过借助计算单元将受训函数应用于第一体图像数据来确定经伪影校正的第二体图像数据；借助第二接口输出经伪影校正的第二体图像数据。

技术领域

本发明涉及一种用于对三维体图像数据进行伪影校正的方法。此外，本发明涉及一种用于对三维体图像数据进行伪影校正的校正系统以及一种包括这种校正系统的计算机断层摄影设备。此外，本发明涉及一种用于调整受训函数的方法、一种用于调整这种受训函数的训练系统以及一种计算机程序产品和一种计算机可读存储介质。

背景技术

计算机断层扫描(CT)是一种成像程序，主要用于医学诊断。在计算机断层摄影时，X射线管以及与之配合的X射线探测器围绕要检查的物体旋转，以在空间上记录三维体图像数据。为此，在计算机断层摄影(CT)设备中，将X射线管和X射线探测器布置在转台或转子上，该转台或转子在CT设备的操作期间围绕定位要成像物体所遵循的轴线执行旋转运动。该轴线通常被本领域技术人员称为系统轴线或CT设备的z轴。通常，医学成像现在使用螺旋和/或多层CT设备。在螺旋CT的情况下，物体通过CT设备持续前进，而X射线管和X射线探测器围绕物体连续旋转。因此，X射线管的X射线画出围绕物体的连续螺旋。术语“多层或多行CT(Mehrschicht-oder Mehrzeilen-CT)”涉及如下被使用的X射线探测器：其不仅包括一列或一行探测器元件，而且还包括在系统轴线的方向上彼此相邻的多列或多行探测器元件，因此X射线管每旋转一圈，物体的多个层同时被记录。

在X射线管旋转运动期间，借助于X射线探测器针对多个角度方向记录投影测量数据。投影测量数据涉及一个或多个投影，其针对相应的角度方向包含关于辐射穿过检查物体衰减的信息。投影测量数据也称为原始数据或原始数据集。然后可以例如借助所谓的滤波反投影(FBP)的方法，从这些投影测量数据重建或计算出检查物体的二维截面图像数据或三维体图像数据。

伪影在CT成像中的一个突出实例是所谓的“风车伪影”。特别是这种风车伪影的特征在于，通过在体图像数据中在系统轴线方向上的高频部分和与此相对的在垂直于系统轴线的图像平面中的低频部分。

风车伪影在多行螺旋CT成像中发生，并且是由在z方向上的给定探测器元件在X射线探测器中固有的欠采样、进而由沿系统轴线未满足香农采样定理所导致。风车伪影在此特别与沿着系统轴线的高对比度跳跃有关，即在系统轴线方向上在要记录的物体中存在X射线对比度强烈的梯度。梯度例如可能是由于物体中的相邻材料对X射线的吸收行为有很大不同而引起，例如在患者脊柱的椎体区域中。

可能的解决方案例如是重建较厚的层，其中可以通过在系统轴线方向上适当组合相邻的探测器行来满足采样定理。但是，这会导致在系统轴线方向上的图像分辨率损失。此外，可以使用在系统轴线方向上具有所谓的“Springfokus(弹性焦点)”的CT设备。在此，原始数据集的每个第二记录在系统轴线方向上偏移了半个检测行的宽度，并且因此近似满足采样定理。这里的缺点尤其是非常高的设计消耗。此外，可以使用这样的措施，该措施基于已经重建的图像数据起作用，并且例如通过非线性滤波器从体图像数据中去除或减少伪影。在此，滤波器参数的最佳调整对于有效且无差错地校正图像数据至关重要。缺点是物体中具有相似特征的其他结构也会被过滤，因此图像信息会丢失。由文献WO 2011/042821 A1或K.M.布朗等人的“Method for Reducing Windmill Artifacts in Multi-Slice CT(多层CT中减少风车伪影的方法)”(SPIE论文集，第7961卷，79611页，https：//doi.org/10.1117/12.877437)公开了这种过滤过程的示例。