[发明专利]用于在心脏CT中改进时间分辨率的CT图像重建

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从测量数据中重建运动的检查对象的图像数据的方法，其中，所述测量数据是在计算机断层造影系统的辐射源和检查对象之间相对旋转运动的情况下采集的。

背景技术

利用CT系统来扫描检查对象的方法是一般公知的。在此，例如使用圆形扫描、具有进给的顺序圆形扫描或螺旋形扫描。在这些扫描中借助至少一个X射线源和至少一个相对的探测器从不同的记录角度记录检查对象的吸收数据，并且将这些这样收集的吸收数据或者说投影借助相应的重建方法计算为通过检查对象的截面图。

为了从计算机断层造影设备(CT设备)的X射线CT数据组中、即从所采集的投影中重建计算机断层造影图像，目前作为标准方法采用所谓的滤波反投影方法(Filtered Back Projection；FBP)。在数据采集之后进行所谓的“重排(Rebinning)”步骤，在该步骤中这样重排利用扇形地从源传播的辐射而产生的数据，使得其以一种如在探测器由平行地朝向探测器的X射线所射中时那样的形式出现。然后将该数据变换到频域。在频域中进行滤波，然后将经滤波的数据进行反变换。然后，借助于这样经整理(umsortierten)和滤波的数据，进行到感兴趣体积内部的单个像素的反投影。然而，由于其近似的工作方式，利用经典的FBP方法存在具有所谓的低频锥形射线(Kegelstrahl)伪影和螺旋伪影的问题。

因此，近来开发了迭代的重建方法，利用这些方法至少能够消除FBP方法的一些局限。在这样的迭代重建方法中，首先从投影测量数据中进行初始图像数据的重建。为此，例如使用卷积反投影方法(Faltungsrückprojektionsverfahren)。然后，从这些初始图像数据中利用“投影器”、应该在数学上对测量系统尽可能良好地成像的投影算子，产生合成的投影数据。然后利用附属于投影器的算子将与测量信号的差进行反投影并且因此重建残留图像(Residuum-Bild)，利用该残留图像获得初始图像。又可以使用获得的图像数据，以便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留图像，利用该残留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。

所有的计算方法的缺点在于，在运动的检查对象或者至少部分运动的检查对象的情况下，在图像中会形成运动模糊，因为在对于用于一幅图像所需的数据的扫描过程的时间期间，会出现检查对象或检查对象的一部分的位置偏移，从而得到一幅图像的测量数据在空间上不是全部相同地反映检查对象的情形。在进行患者的心脏CT检查中(在该心脏CT检查中由于心脏运动会在心脏区域中出现强的运动模糊)或者对于在其中要测量检查对象中相对快的变化的检查，特别加强地产生该运动模糊问题。

通过提高CT拍摄的时间分辨率可以降低不期望的运动伪影。为此有不同的方法。一方面，可以减小机架的旋转时间。然而在此碰到机械限制，因为作用在组件上的离心力在旋转时间增加的情况下成平方地增加。另一方面，可以在图像重建的范围内通过使用相邻的心脏循环的同相位的角度互补的数据来改善时间分辨率。然而该益处取决于心率与机架转动时间(Gantryumlaufszeit)的比并且几乎是不可影响的。最后，开发了双辐射器CT系统，也就是具有两个X射线源和与其对应的探测器的CT设备。相应于通过存在两个X射线源探测器系统而减半的测量时间，该两辐射器CT系统允许加倍的时间分辨率。在此的缺点是，极大提高了用于双倍布置核心组件(诸如辐射器、探测器等)的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种用于重建CT图像的方法，其中，要考虑出现运动的检查对象。此外，还提出一种相应的控制和计算单元、一种CT系统、一种计算机程序和一种计算机程序产品。

上述技术问题是通过按照本发明的方法、计算单元、CT系统、计算机程序和计算机程序产品解决的。

对于按照本发明的用于从测量数据中重建运动的检查对象的图像数据的方法，事先在计算机断层造影系统的辐射源和检查对象之间相对旋转运动的情况下采集测量数据。从测量数据的用于图像重建的完整的测量数据组中计算检查对象的第一图像。此外，从测量数据的用于图像重建的不完整的测量数据组中计算检查对象的第二图像。将第一和第二图像分别进行到至少一个低频和高频分量的频率分割。第二图像的低频分量的图像数据被补充以第一图像的低频分量的图像数据。在进一步处理步骤中，通过减小由第二图像的测量数据组的不完整性产生的误差，在使用第一图像的条件下改善这样补充后的第二图像。