[发明专利]再现三维立体图像的方法和X射线设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种从对象的两维投影图像中再现三维立体图像的方法和用于实施这样的方法的X射线设备。

背景技术

在这种借助C形弓架式设备的三维锥形射线再现中，在对一定的超过由拍摄几何参数(检测器尺寸和焦距)确定的最大宽度的身体部位(如腹部或胸部)进行检查时会出现所谓的宽对象(Wide Object)的问题。对于借助于滤波的反投影进行的3D再现，重要的处理步骤是对沿水平或近似水平地在检测器内延伸的行的投影数据的滤波。

由于滤波核(如斜坡滤波器或希尔伯特滤波器)的非局部性，滤波行(Filterlinien)必须穿过检查区域的整个投影并且在此不允许被截断，即便是仅要对感兴趣区域(ROI)的一部分进行再现也是如此。但受限的检测器宽度在很多拍摄中导致感兴趣区域投影的横向(transaxial)截断，因为感兴趣区域不能被视野(FoV)完全遮盖。这使得截断的滤波行在这些投影中跟随在后。结果是很强的再现伪影，如所谓的截断伪影，再现这些伪影使结果不真实并妨碍对其的高质量诊断、使高质量的诊断困难或无法进行。

几乎在当前所有基于经滤波的反投影工作的再现算法(FBP算法)中都会出现所谓的宽对象问题，这是普遍的。对于Feldkamp算法而言尤其如此，该算法用于焦点的圆形扫描轨道，并由L.A.Feldkamp，L.C.Davis，J.W.Kress的“Practical Cone-Beam Algorithm”，J.Opt.Soc.Am.A.Vol.1，Nr.6，S612-619而公知。较新的(例如由A.Katsevich的“Image Reconstruction for the Circle and ArcTrajectory”，Physics in Medicine and Biology，Vol.50，S.2249-2265，April 2005以及由J.Pack，F.Noo的“Cone-Beam Reconstruction Using ID Filtering Along theProjection of M-Lines”，Inverse Problems，Vol.21，S.1105-1120，April 2005已知的)确切再现方法要求扫描扩展的轨道曲线(如圆和线，圆和圆弧)，但仍存在该问题。因此，对于宽对象问题的可接受的解决方方案就成为对在计算机断层造影中解决再现问题的重要而核心的贡献。

在实施反投影之后才在对象空间中进行滤波并且仅对对象数据采取局部计算步骤的反投影过滤方法(BPF)，可以在一定程度上对截取的投影起作用。该方法曾对用于对锥形射线再现的扫描的螺旋形(J.Pack，F.Noo，R.Clackdoyle：“Cone-Beam  Reconstruction  Using  the  Backprojection of Locally FilteredProjections”，IEEE Transactions on Medical Imaging，Vo1.24，Nr.1，S.70-85，Januar2005；E.Y. Sidky，Y. Zou，X.Pan：“Minimum Data Image Reconstruction Algorithmswith Shift-Invariant Filtering for Helical，Cone-beam CT”，Physics in Medicine andBiology，Vo1.50，S.1643-1657，2005)和圆形(L YU，D.Xia，Y. Zou，X.Pan，C.Pelizzari，P.Munro：“Region of Interest Reconstruction from Truncated Data inCircular Cone-Beam CT”，Proceedings of the SPIE，Vo1.5747，S.412-418，2005)轨道曲线的例子进行过演示。BPF方法在一些情况下解决了截取投影的问题并使得能够在检查区域内对ROI进行无伪影再现。