圖像數(shù)據(jù)的基于圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?。圖像數(shù)據(jù)是由測(cè)量數(shù)據(jù)的空間三維重建，在輻射源和檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下在角度范圍內(nèi)錄取測(cè)量數(shù)據(jù)。角度范圍包括多個(gè)子角度范圍，每個(gè)子角度范圍對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間控制點(diǎn)。在迭代方法第一步驟期間確定圖像數(shù)據(jù)的圖像度量的至少一個(gè)值，圖像度量是圖像數(shù)據(jù)中運(yùn)動(dòng)偽影的量度?；趫D像數(shù)據(jù)根據(jù)圖像度量能確定圖像數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)場(chǎng)。在第二步驟中確定子圖像數(shù)據(jù)，子圖像數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)來自子角度范圍的測(cè)量數(shù)據(jù)的空間三維重建。在第三步驟中借助優(yōu)化方法根據(jù)圖像度量在控制點(diǎn)上確定圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，在第四步驟中將子圖像數(shù)據(jù)按照運(yùn)動(dòng)場(chǎng)描述的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行變換。在第五步驟中通過拼合子圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的圖像數(shù)據(jù)。
【專利說明】圖像數(shù)據(jù)的基于圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ约坝?jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品和計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 計(jì)算機(jī)斷層造影是主要用于醫(yī)學(xué)診斷以及用于材料檢查的成像方法。在計(jì)算機(jī)斷 層造影中為了錄取空間上三維的圖像數(shù)據(jù)，輻射源以及與該輻射源一起工作的輻射探測(cè)器 圍繞檢查對(duì)象旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間在一個(gè)角度范圍內(nèi)錄取測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)是多個(gè) 投影，所述投影包含關(guān)于輻射通過檢查對(duì)象的衰減的信息。測(cè)量數(shù)據(jù)也稱為原始數(shù)據(jù)。從 這些測(cè)量數(shù)據(jù)中然后可以重建圖像數(shù)據(jù)，例如借助所謂的濾波反投影或借助迭代的重建方 法。如果檢查對(duì)象在錄取期間運(yùn)動(dòng)，則在圖像數(shù)據(jù)的重建中會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而形成模糊和偽影。
[0003] 因此一般公知的是，在斷層造影錄取期間的心臟運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致不一致和通過運(yùn)動(dòng)偽 影損害圖像數(shù)據(jù)。由此會(huì)嚴(yán)重限制圖像數(shù)據(jù)的臨床可用性。為了避免運(yùn)動(dòng)偽影，在現(xiàn)代的 斷層造影心臟成像中使用借助回顧性或前瞻性觸發(fā)的、測(cè)量數(shù)據(jù)的相位相關(guān)的錄取。因此 在前瞻性觸發(fā)中僅錄取在大約心臟的靜止階段的一定的時(shí)間間隔中的數(shù)據(jù)并且用于圖像 重建。該方案的共同目標(biāo)是"凍結(jié)"心臟運(yùn)動(dòng)，以減小數(shù)據(jù)不一致性和由此提高圖像質(zhì)量。
[0004] 在部分和周期運(yùn)動(dòng)的對(duì)象的情況中用于提高圖像質(zhì)量的一種方案從文獻(xiàn)DE 10 2011 083 643 Al公知。在那里公開了一種用于確定CT圖像數(shù)據(jù)組的圖像空間中的運(yùn)動(dòng) 場(chǎng)（Bewegungsfeld)的方法。在此對(duì)于預(yù)先給出的運(yùn)動(dòng)階段和投影角度范圍采集CT系統(tǒng) 的投影數(shù)據(jù)組。此外通過將利用第一分析重建算法在使用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的條件下運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)刂亟?的、第一圖像分辨率的CT圖像數(shù)據(jù)組的、基于原始數(shù)據(jù)的或變換到圖像空間中的成本函數(shù) 最小化，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的迭代確定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何能夠基于圖像數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象執(zhí)行圖像 數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
[0006] 以下描述關(guān)于要求保護(hù)的裝置和關(guān)于要求保護(hù)的方法的技術(shù)問題的按照本發(fā)明 的解決方案。在此提到的特征、優(yōu)點(diǎn)或替換實(shí)施方式同樣也適用于其他要求保護(hù)的內(nèi)容，反 之亦然。換言之，例如針對(duì)系統(tǒng)的具體權(quán)利要求也可以利用關(guān)于方法描述或要求保護(hù)的特 征來擴(kuò)展。方法的相應(yīng)功能特征在此通過相應(yīng)的具體模塊構(gòu)造。
[0007] 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?。圖像數(shù) 據(jù)是由測(cè)量數(shù)據(jù)的空間三維重建，其中在輻射源和檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下在 角度范圍內(nèi)錄取測(cè)量數(shù)據(jù)。該角度范圍包括多個(gè)子角度范圍，其中每個(gè)子角度范圍對(duì)應(yīng)于 一個(gè)時(shí)間控制點(diǎn)。特別地，時(shí)間控制點(diǎn)可以是通過時(shí)間間隔定義的時(shí)刻，在該時(shí)間間隔期間 在各自的子角度范圍內(nèi)錄取測(cè)量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的核心是以下的迭代方法。在按照本發(fā)明的 方法的第一步驟期間確定對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的圖像度量L的至少一個(gè)值，其中圖像度量是對(duì)于 圖像數(shù)據(jù)中運(yùn)動(dòng)偽影的量度。發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，基于圖像數(shù)據(jù)地根據(jù)圖像度量可以 確定用于圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)場(chǎng)S，其中運(yùn)動(dòng)場(chǎng)是按照對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)的量度。 為此在第二步驟中確定子圖像數(shù)據(jù)，其中子圖像數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)于來自于子角度范圍的測(cè)量 數(shù)據(jù)的空間三維重建。在第三步驟中借助優(yōu)化方法根據(jù)圖像度量在控制點(diǎn)上確定圖像數(shù)據(jù) 的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)S，從而在第四步驟中可以將子圖像數(shù)據(jù)按照通過運(yùn)動(dòng)場(chǎng)描述的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行變換。在 第五步驟中通過將子圖像數(shù)據(jù)拼合產(chǎn)生新的圖像數(shù)據(jù)。迭代方法的這些步驟一直進(jìn)行，直 到達(dá)到中斷標(biāo)準(zhǔn)。新的圖像數(shù)據(jù)通過被變換的子圖像數(shù)據(jù)的變換被運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償并且相對(duì)于初 始的圖像數(shù)據(jù)具有改善的圖像質(zhì)量。通過按照本發(fā)明基于圖像地進(jìn)行該方法，與其他基于 原始數(shù)據(jù)的方法相比，需要更小的計(jì)算開銷并且可以特別地在所謂的工作站上和獨(dú)立于重 建計(jì)算機(jī)進(jìn)行。由此證明按照本發(fā)明的方法是對(duì)于臨床實(shí)踐特別實(shí)用的。
[0008] 按照本發(fā)明的另一方面，角度范圍是對(duì)于斷層造影完整的重建所需的最小角度范 圍。在這樣的情況中，角度范圍通過18(F+q>給出，其中φ說明扇形角度，也就是在徑向方向 上通過輻射源發(fā)射的輻射扇形的開口角度。
[0009] 按照本發(fā)明的另一方面，通過首先進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)到頻率域的傅里葉變換，然后借 助濾波函數(shù)掩模圖像數(shù)據(jù)并且借助傅里葉變換又將掩模的頻譜轉(zhuǎn)換到空間域，確定子圖像 數(shù)據(jù)。本發(fā)明的該方面的優(yōu)點(diǎn)是，子圖像數(shù)據(jù)的確定可以利用小的計(jì)算開銷實(shí)現(xiàn)并且無需 訪問原始數(shù)據(jù)。
[0010] 按照本發(fā)明的另一方面，分別借助圖像數(shù)據(jù)的正投影和對(duì)應(yīng)于子角度范圍的一部 分投影后的圖像數(shù)據(jù)的然后的反投影來確定子圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明的該方面也可以利用小的 計(jì)算開銷進(jìn)行并且無需訪問原始數(shù)據(jù)。
[0011] 按照本發(fā)明的另一方面，在迭代方法執(zhí)行期間和/或之后，借助運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行圖像 數(shù)據(jù)的正投影以及然后的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆赐队?。在該方面中盡可能無失真地進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)特別高的圖像質(zhì)量。
[0012] 按照本發(fā)明的另一方面，圖像數(shù)據(jù)是分割的檢查對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。由此可以僅分 割在圖像數(shù)據(jù)中的如下區(qū)域，該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)被校正，從而圖像度量是對(duì)于待校正的運(yùn) 動(dòng)的特別有說服力的量度。此外圖像數(shù)據(jù)然后包括更少的像素或體素，從而待處理的數(shù)據(jù) 量被減小并且按照本發(fā)明的方法可以更快并且利用更小的計(jì)算開銷進(jìn)行。
[0013] 按照本發(fā)明的另一方面，檢查對(duì)象包括心臟的至少一個(gè)部分和/或至少一個(gè)冠狀 動(dòng)脈。在心臟或冠狀動(dòng)脈的成像中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是特別有意義的，因?yàn)樯婕翱焖龠\(yùn)動(dòng)的檢查對(duì) 象并且為了解釋心臟或冠狀動(dòng)脈的圖像數(shù)據(jù)而期望特別高的空間和時(shí)間分辨率。
[0014] 按照另一方面進(jìn)行分別對(duì)于來自于圖像數(shù)據(jù)的各個(gè)截面圖的圖像度量的值的確 定。因?yàn)閳D像度量對(duì)于在其錄取區(qū)域中實(shí)際上發(fā)生運(yùn)動(dòng)的那個(gè)截面圖是特別有說服力的。 由此對(duì)于各個(gè)截面圖的圖像度量的值的確定通常比對(duì)于整組圖像數(shù)據(jù)的圖像度量的單個(gè) 值的確定對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影更敏感。
[0015] 按照本發(fā)明的另一方面，圖像度量是圖像數(shù)據(jù)的熵、正性（PoshiviUit )、可壓縮 性或總變化。因?yàn)檫@些參數(shù)分別是對(duì)于運(yùn)動(dòng)偽影的良好量度。
[0016] 按照本發(fā)明的另一方面為了確定運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的優(yōu)化方法是梯度下降方法，其中梯度 5L(s)/ds是基于圖像地被確定。
[0017] 按照本發(fā)明的另一方面，將用于子圖像數(shù)據(jù)的變換的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)在控制點(diǎn)之間插值。 由此可以對(duì)于大數(shù)量時(shí)間點(diǎn)確定運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，從而可以以特別精確的方式實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)或子圖 像數(shù)據(jù)的變換。
[0018] 本發(fā)明還涉及一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí) 行時(shí)，執(zhí)行所有按照本發(fā)明的方法步驟。借助按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序可以快速、可靠和可 重復(fù)地執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。
[0019] 此外本發(fā)明涉及一種以機(jī)器可讀的載體形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在其上可調(diào)用地 存儲(chǔ)了按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)程序在機(jī)器可讀的載體上的存儲(chǔ)允許以技術(shù)簡(jiǎn)單 的方式和可重復(fù)地在不同的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。
[0020] 本發(fā)明同樣涉及一種用于圖像處理的計(jì)算機(jī)，包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)器 以及用于執(zhí)行存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序的處理器，其中在存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī) 程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，其執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。
[0021] 本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)，包括輻射源以及與輻射源共同工作的輻 射探測(cè)器，構(gòu)造為用于在輻射源和檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下在角度范圍內(nèi)采集 測(cè)量數(shù)據(jù)，還包括重建單元，構(gòu)造為用于從測(cè)量數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)據(jù)，還包括用于圖像處理的 按照本發(fā)明的計(jì)算單元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 以下借助在參考附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)描述和解釋本發(fā)明。其中：
[0023] 圖1示出按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)斷層造影裝置，
[0024] 圖2示出按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)，包括C形臂X射線設(shè)備，
[0025] 圖3示出按照本發(fā)明的方法的框圖，和
[0026] 圖4示出借助傅里葉變換確定子圖像數(shù)據(jù)的圖例。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖1和圖2分別示出按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1。在此處示出的例子中 患者P在錄取測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS時(shí)臥于患者臥榻8上?；颊吲P榻8構(gòu)造為將患者P在斷層造 影錄取期間沿著系統(tǒng)軸9移動(dòng)。在錄取測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS時(shí)輻射源2和與輻射源2共同工作 的輻射探測(cè)器5圍繞系統(tǒng)軸9旋轉(zhuǎn)。輻射源9在此這樣發(fā)出輻射，使得該輻射對(duì)于輻射探 測(cè)器5是基本上可探測(cè)的。輻射通過各自的檢查對(duì)象衰減，特別是通過輻射的吸收和反射。 測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS在此處示出的例子中是患者P的身體部位的多個(gè)投影，其中投影分別說明輻 射通過患者P的身體部位的衰減。
[0028] 在圖1中示出的具有計(jì)算機(jī)斷層造影裝置的實(shí)施例中X射線探測(cè)器是具有多個(gè)行 和列的探測(cè)器，而在圖2中示出的C形臂X射線設(shè)備具有以平板探測(cè)器形式的X射線探測(cè) 器。X射線探測(cè)器可以分別既作為閃爍晶體計(jì)數(shù)器又作為直接轉(zhuǎn)換的X射線探測(cè)器構(gòu)造。 此外其還可以作為計(jì)數(shù)的X射線探測(cè)器構(gòu)造，其構(gòu)造為探測(cè)并且計(jì)數(shù)單個(gè)光子。此外計(jì)算 機(jī)斷層造影裝置在圖1中示出的例子中還具有兩對(duì)互相共同工作的以X射線管形式的輻射 源2、4和以X射線探測(cè)器形式的輻射探測(cè)器5、4。由此在此示出的計(jì)算機(jī)斷層造影裝置特 別適合于多重能量錄取，在所述多重能量錄取中兩個(gè)X射線管分別發(fā)出具有不同的能量譜 的X射線輻射。在此處未示出的另一個(gè)實(shí)施方式中按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1的 計(jì)算機(jī)斷層造影裝置僅具有分別一個(gè)X射線管作為輻射源和一個(gè)X射線探測(cè)器作為輻射探 測(cè)器。在計(jì)算機(jī)斷層造影裝置中X射線管和X射線探測(cè)器集成在機(jī)架6中。在C形臂X射 線設(shè)備中X射線管和X射線探測(cè)器通過C形臂7相連，所述C形臂又固定在機(jī)架6上。計(jì) 算機(jī)斷層造影裝置的機(jī)架6可以這樣構(gòu)造，使得其可以圍繞垂直于系統(tǒng)軸9的至少一個(gè)軸 翻轉(zhuǎn)。在圖2中示出的C形臂X射線設(shè)備的C形臂7分別可以沿著兩個(gè)箭頭中的一個(gè)擺動(dòng) 或旋轉(zhuǎn)。
[0029] 在此示出的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1附加地還具有用于將造影劑注射到患者P的血 液循環(huán)中的造影劑注射器11。由此可以借助造影劑這樣錄取測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS，使得例如患者 P的血管，特別是跳動(dòng)的心臟的心室，在圖像數(shù)據(jù)F中可以以提高的對(duì)比度被示出。此外利 用造影劑注射器11還存在執(zhí)行灌注測(cè)量的可能性，建議的方法同樣適合于所述灌注測(cè)量。 造影劑一般地理解為這樣的試劑，其在成像方法中改善身體的結(jié)構(gòu)和功能的顯示。在此處 呈現(xiàn)的申請(qǐng)的范圍內(nèi)造影劑既理解為傳統(tǒng)的造影劑，諸如碘，也理解為示蹤物，諸如 18F, 11C 或 13N。
[0030] 此外按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)10,其也稱為工作站。在此 示出的計(jì)算機(jī)10構(gòu)造為用于控制計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)的各個(gè)單元，例如用于控制患者臥 榻8、造影劑注射器11和X射線管以及X射線探測(cè)器。計(jì)算機(jī)10與輸出單元以及輸入單元 相連。輸出單元例如是一個(gè)（或多個(gè)）LCD、等離子體或OLED顯示器。輸出單元上的輸出包 括例如圖形用戶界面或圖像數(shù)據(jù)的輸出。輸入單元構(gòu)造為用于輸入數(shù)據(jù)諸如患者數(shù)據(jù)以及 用于輸入和選擇對(duì)于計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)的各個(gè)單元的參數(shù)。輸入單元例如是鍵盤、鼠標(biāo)、 所謂的觸摸屏或用于語音輸入的麥克風(fēng)。
[0031] 在此處示出的例子中計(jì)算機(jī)10還構(gòu)造為借助計(jì)算機(jī)斷層造影裝置或C形臂X射 線設(shè)備的數(shù)據(jù)連接獲得測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS和借助重建單元從測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS中重建圖像數(shù)據(jù) F。在本發(fā)明的替換實(shí)施方式中計(jì)算機(jī)10與以重建計(jì)算機(jī)形式的計(jì)算系統(tǒng)相連，通過另一 個(gè)數(shù)據(jù)連接可以向其傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS，由此計(jì)算系統(tǒng)可以從測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS中借助重建 單元重建圖像數(shù)據(jù)F。特別地在此計(jì)算機(jī)10可以作為客戶機(jī)并且計(jì)算系統(tǒng)可以作為服務(wù)器 起作用。在該替換實(shí)施方式的變形中計(jì)算機(jī)10不具有重建單元并且不是構(gòu)造為用于將測(cè) 量數(shù)據(jù)MEAS重建為圖像數(shù)據(jù)F。不取決于，重建單元是作為本地計(jì)算機(jī)10的部分還是作為 必要時(shí)作為服務(wù)器起作用的、單獨(dú)的計(jì)算系統(tǒng)的部分，重建單元既可以作為軟件也可以作 為硬件實(shí)現(xiàn)。
[0032] 此外計(jì)算機(jī)10還包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序Prg1-Prgn的存儲(chǔ)器以及用于執(zhí)行存 儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序Prg 1-Prgn的處理器。在此處示出的實(shí)施方式中在存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)至少一個(gè) 計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)10上運(yùn)行時(shí)，其執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的全部方法步 驟。用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的方法步驟的計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼。此外計(jì)算機(jī)程序 還可以作為可執(zhí)行的文件構(gòu)造和/或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)10之外的其他計(jì)算系統(tǒng)上。例如計(jì)算 機(jī)斷層造影系統(tǒng)1可以這樣構(gòu)造，使得計(jì)算機(jī)10將用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程 序經(jīng)過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或經(jīng)過因特網(wǎng)加載到其內(nèi)部工作存儲(chǔ)器中。此外計(jì)算機(jī)程序可以可調(diào)用地存 儲(chǔ)在以機(jī)器可讀的載體形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品上。特別地，機(jī)器可讀的載體可以是CD、DVD、 藍(lán)光盤、記憶棒或硬盤。
[0033] 此外計(jì)算機(jī)10在圖1中示出的實(shí)施方式中構(gòu)造為借助EKG數(shù)據(jù)連接12獲得并且 處理患者P的EKG信號(hào)。借助獲得的EKG信號(hào)，計(jì)算機(jī)10特別地構(gòu)造為在所謂的前瞻性觸 發(fā)的范圍內(nèi)確定錄取測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS的時(shí)刻并且在定義的時(shí)刻開始相應(yīng)的錄取。此外計(jì)算 機(jī)10構(gòu)造為在所謂的回顧性觸發(fā)的范圍內(nèi)將所錄取的投影的僅一部分用于重建圖像數(shù)據(jù) F以及提供關(guān)于心臟階段的信息，其簡(jiǎn)化對(duì)已經(jīng)重建的圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。本發(fā)明的典 型應(yīng)用范圍是心臟成像和/或冠狀血管成像。由此在以下描述的按照本發(fā)明的方法的檢查 對(duì)象特別地可以包括患者P的跳動(dòng)的心臟和/或至少一個(gè)冠狀動(dòng)脈。
[0034] 圖3示出了按照本發(fā)明的方法的框圖。在按照本發(fā)明的方法之前，在輻射源2和 檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下在角度范圍Ω內(nèi)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS的錄取。角度范 圍Ω在圖1中不出的本發(fā)明的實(shí)施方式中垂直于系統(tǒng)軸9延伸。一般公知，在18(F+(p的 角度范圍Ω下必須錄取用于圖像數(shù)據(jù)的空間三維重建的一組測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS，以滿足完整 性標(biāo)準(zhǔn)。
[0035] 在此φ說明了扇形角度，也就是扇形在徑向方向上的開口角度。在C形臂X射線設(shè) 備的情況下，人們不是提到扇形，而是通常提到X射線輻射的圓錐體，但是該圓錐體也具有 定義的開口角度Φ。原則上，本發(fā)明可以基于完整的也可以基于不完整的測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS的 重建REK0N。特別地,角度范圍可以大于、小于或等于18(Ρ+φ。典型地,角度范圍Ω是連續(xù) 的角度范圍。然而也可以考慮，按照本發(fā)明的方法利用不連續(xù)的角度范圍Ω進(jìn)行，例如，因 為角度范圍Ω的單個(gè)部分分別相應(yīng)于作為檢查對(duì)象的心臟的靜止階段。
[0036] 角度范圍Ω可以被劃分為多個(gè)子角度范圍ω」_。如果測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS在角度范 圍Ω = 360°中被錄取，則其可以被劃分為20個(gè)子角度范圍，其中j = 1，2…20,其中成立 ω」_ = 18°。每個(gè)子角度范圍現(xiàn)在可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)間控制點(diǎn)t_j。時(shí)間控制點(diǎn)t_ j例如是時(shí)間重點(diǎn)（Schwerpunkt)或時(shí)間間隔的開始或結(jié)束,在所述時(shí)間間隔中已經(jīng)錄取 屬于各自的子角度范圍的投影。如果測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS的錄取例如持續(xù)一秒，則在不同 的時(shí)間控制點(diǎn)之間的間隔在20個(gè)等距的子角度范圍c〇_j和保持相同的錄取速度的情況下 為50ms。當(dāng)然也可以選擇其它數(shù)量的子角度范圍c〇_j或時(shí)間控制點(diǎn)t_j。此外在本發(fā)明 的其他實(shí)施方式中子角度范圍或時(shí)間控制點(diǎn)t_j可以不是等距的。
[0037] 在此處描述的按照本發(fā)明的方法的初始化INIT中，從測(cè)量數(shù)據(jù)MEAS中進(jìn)行圖像 數(shù)據(jù)F的空間三維重建REC0N。此外在初始化INIT的范圍中可以確定圖像數(shù)據(jù)F中的所謂 的感興趣區(qū)域R0I。通過選擇感興趣區(qū)域ROI可以減小圖像數(shù)據(jù)F的范圍，從而可以更快和 以更小的計(jì)算開銷執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。此外可以更靈敏地確定在選擇的圖像區(qū)域中的 運(yùn)動(dòng)偽影。感興趣區(qū)域ROI例如可以通過圖像數(shù)據(jù)F的分割來確定。在這樣的情況中，圖 像數(shù)據(jù)F在以下是指分割的圖像數(shù)據(jù)。特別地可以將檢查區(qū)域，也就是例如患者P的心臟 和/或冠狀動(dòng)脈，在圖像數(shù)據(jù)F中作為感興趣區(qū)域ROI分割。
[0038] 優(yōu)化OPT是迭代的并且對(duì)于每個(gè)迭代包括多個(gè)步驟，所述步驟的目的在于基于圖 像地確定圖像數(shù)據(jù)F的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)s，并且具體來說借助圖像度量L來確定，其中圖像度量L是 對(duì)于圖像數(shù)據(jù)F中的運(yùn)動(dòng)偽影的量度。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)s說明在圖像空間內(nèi)部單個(gè)圖像元素（例如 體素或像素）的運(yùn)動(dòng)，并且也可以作為矢量場(chǎng)描述。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)場(chǎng)s應(yīng)當(dāng)在控制點(diǎn)t_j被確 定，所以運(yùn)動(dòng)場(chǎng)S特別地可以是具有三個(gè)空間的和一個(gè)時(shí)間的分量的四維矢量場(chǎng)。以下省 略時(shí)間分量的依賴關(guān)系，只要這對(duì)于理解是不需要的。圖像度量例如是圖像數(shù)據(jù)F的熵、正 性、可壓縮性或總變化。圖像的梳偏加誦忖
[0039] ⑴

【權(quán)利要求】
1. 一種用于對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)（巧進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ? 其中，所述圖像數(shù)據(jù)（巧是由測(cè)量數(shù)據(jù)（MEA巧的空間H維重建（RECON)，其中，在福 射源（2)和檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的情況下在角度范圍（Q)內(nèi)錄取所述測(cè)量數(shù)據(jù) (MEAS)，其中，所述角度范圍（Q)包括多個(gè)子角度范圍，其中每個(gè)子角度范圍（《」'）對(duì)應(yīng) 于一個(gè)時(shí)間控制點(diǎn)（t」）， 其中，所述方法包括W下步驟： (i) 確定對(duì)于圖像數(shù)據(jù)（巧的圖像度量（L)的至少一個(gè)值，其中，所述圖像度量（L)是 對(duì)于圖像數(shù)據(jù)（F)中運(yùn)動(dòng)偽影的量度， (ii) 確定子圖像數(shù)據(jù)其中，所述子圖像數(shù)據(jù)（f_j)分別對(duì)應(yīng)于來自于子角度范 圍（《」）的測(cè)量數(shù)據(jù)的空間H維重建， (iii) 借助優(yōu)化方法根據(jù)所述圖像度量（L)在控制點(diǎn)（t」）上確定圖像數(shù)據(jù)（巧的運(yùn) 動(dòng)場(chǎng)（S)，其中，所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（S)是對(duì)于圖像數(shù)據(jù)（巧的運(yùn)動(dòng)的量度， (iv) 將所述子圖像數(shù)據(jù)（t」）按照通過所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（S)描述的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行變換， (V)通過將所述子圖像數(shù)據(jù)（f_j)拼合產(chǎn)生新的圖像數(shù)據(jù)巧)， 其中，迭代地一直進(jìn)行步驟（i)至（V)，直到達(dá)到中斷標(biāo)準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中，所述角度范圍是對(duì)于斷層造影地完整的重建所需的最小角度范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其中，借助W下步驟確定所述子圖像數(shù)據(jù)（f_j): -圖像數(shù)據(jù)（巧到頻率域的傅里葉變換， -借助濾波函數(shù)來掩模圖像數(shù)據(jù)（巧的頻譜， -將掩模后的頻譜轉(zhuǎn)換到空間域的傅里葉變換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其中，分別借助圖像數(shù)據(jù)（巧的正投影W及對(duì)應(yīng)于子角度范圍（《」）的一部分投影后 的圖像數(shù)據(jù)（F)的然后的反投影，來確定所述子圖像數(shù)據(jù)
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，還包括： (Vi)借助所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（S)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)（巧的正投影W及然后的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆赐队啊?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述圖像數(shù)據(jù)（巧是被分割的檢查對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述檢查對(duì)象包括也臟的至少一個(gè)部分和/或至少一個(gè)冠狀動(dòng)脈。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，進(jìn)行分別對(duì)于來自于圖像數(shù)據(jù)（巧的各個(gè)截面圖的圖像度量（L)的值的確定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述圖像度量（L)是W下圖像參數(shù)之一： -賭， -正性， -可壓縮性， -總變化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，用于確定所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（S)的優(yōu)化方法是梯度下降方法，其中，基于圖像來確定梯 度 6L(s)/5s。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，對(duì)用于子圖像數(shù)據(jù)（f_j)的變換的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（S)在控制點(diǎn)（t」）之間進(jìn)行插值。
12. -種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，用于當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)（10)上執(zhí)行 時(shí)，執(zhí)行按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法的所有方法步驟。
13. -種W機(jī)器可讀的載體形式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在其上可調(diào)用地存儲(chǔ)了按照權(quán)利 要求12所述的計(jì)算機(jī)程序。
14. 一種用于圖像處理的計(jì)算機(jī)（10)，包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)器W及用于執(zhí) 行存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序的處理器，其中，在所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在 所述計(jì)算機(jī)（10)上執(zhí)行時(shí)，其執(zhí)行按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法的所有方法 步驟。
15. -種計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)（1)，包括福射源（2) W及與福射源（2)共同工作的福射 探測(cè)器（3)，所述福射探測(cè)器被構(gòu)造為用于在福射源（2)和檢查對(duì)象之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 情況下在角度范圍內(nèi)采集測(cè)量數(shù)據(jù)，還包括重建單元，所述重建單元被構(gòu)造為用于從測(cè)量 數(shù)據(jù)（MEA巧中重建圖像數(shù)據(jù)（F)，W及還包括按照權(quán)利要求14的用于圖像處理的計(jì)算機(jī) (10)。
【文檔編號(hào)】G06T15/00GK104424659SQ201410429770
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】T.奧爾門丁格, H.布魯?shù)? T.弗洛爾, C.羅科爾 申請(qǐng)人:西門子公司