[发明专利]用于在医学成像中与时相相关地图像重建的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从医学成像的断层造影的测量数据中与时相相关地（phasenkorrelierten）图像重建的方法，该测量数据在包括多个心动周期的时间段上来记录。本发明还涉及一种用于执行所建议的方法的装置。该方法和装置适合于计算机断层造影（CT）、特别是心脏CT（Kardio-CT）中的图像重建。

背景技术

目前在心脏CT中使用如下的采集方案和重建方法：或者通过可预料到的触发或者通过回溯数据选择（门控）实现关于时相地显示心脏。在可预料到的触发的情况下仅在每个心动周期的特定心脏时相期间记录测量数据。在其余时间段中不运行或仅以明显降低的功率运行X射线管。通过EKG信号产生触发脉冲。由此可以在重建的图像中避免由于心脏运动导致的运动伪影。在回溯数据选择的情况下原则上可以关于整个心动周期记录测量数据，以便事后选择在心动周期的各个相同的时相中所记录了的测量数据并且为图像重建引入。

在快速的机架旋转时和/或在采用双管系统时达到高的时间分辨率。但在较高的心率的情况下在可预料到的触发中X射线管的高电流区域必须扩展出诊断相关的时间范围，因为此处必须回溯地调整最佳的心脏时相。此外对于功能检查，在心缩收缩末期（Endsystole）还需要辐照。在两种情况下与回溯数据选择一样需要所谓的过辐射，该过辐射不完全被临床使用。但为了改善量子统计法在重建的图像中期望使用全部施加的辐射，以便最佳地使用所施加的剂量。如果能够完全使用所施加的辐射，则在恒定的对比度对噪声（Kontrast-zu-Rauschen）的情况下可以减小患者剂量。

为了改善所施加的X射线剂量的利用，可以配准根据不同的时相的测量数据。为此首先对于不同的心脏时相分别关于时相地重建图像并且然后借助3D-3D配准确定运动场。然后该运动场找出由测量数据运动补偿地进行图像重建中的开始部分。但由关于时相重建的图像来确定运动场必须是高精的，以确保心脏冠状动脉的精确配准。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供用于从医学成像的断层造影的测量数据中与时相相关地图像重建的一种方法和一种装置，该方法无需确定运动场就能完全使用施加的剂量。

上述技术问题通过按照本发明的方法和装置来解决。该方法和装置的优选的实施方式是从属权利要求的内容或者可以从随后的描述以及实施例中得出。

在所建议的方法中，根据关于包括多个心动周期的时间段记录的断层造影的测量数据首先由全部或至少一部分测量数据关于多个心动周期重建不与时相相关的3D图像或图像体积f_std。图像重建以公知的方法通过合适的反投影进行。然后迭代地重建与时相相关的图像，该图像通过不与时相相关的图像体积f_std来初始化。在该迭代的与时相相关的图像重建中在第k个迭代步骤中根据如下等式（更新等式）重新计算重建的图像体积f_k：

f_k+1=f_k+X^-1_pc*(p-X_pc*f_k)+R(f_k)

其中X^-1_pc相应于对图像重建的反投影，X_pc相应于对应的投影，p相应于用于时相正确的反投影的与时相相关的测量数据，并且R（f_k）相应于用于稳定迭代的正则化项。用于时相正确的反投影的与时相相关的测量数据p是分别在相同的时间段中在每个心动周期的相同心脏时相期间的测量数据。该测量数据由此也相应于在回溯数据选择的情况下用于重建的测量数据。同样可以以常见的方式由在采集测量数据期间同时记录的EKG触发信号导出相同的心脏时相或相同的时间段。在此测量数据被理解为在执行成像期间绘制的并且必要时在重建图像之前进一步处理的数据，根据这些测量数据然后重建3D图像或图像体积。

在所建议的方法中，在固定预定数量的迭代步骤之后或者在达到或超过在当前迭代步骤的重建的图像体积与前面迭代步骤的重建的图像体积之间的一致程度之后可以结束迭代。在迭代结束之后在显示器上显示与时相相关的重建的图像体积。

通过所建议的方法基于与时相相关的图像重建来减少由于心脏运动引起的运动伪影，但同时使用全部记录的测量数据或从中选择部分来减小图像噪声。由此实现与时相相关的图像重建，该图像重建无需精确地确定运动场就已足够并且尽管如此却最佳地使用所施加的辐射。