[发明专利]用于确定x射线图像数据集的方法和x射线装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定检查对象的目标区域的x射线图像数据集的方法，其中，借助x射线装置从不同投影方向沿拍摄轨迹拍摄显示目标区域的投影图像，并且由这些投影图像重建更高维的x射线图像数据集，其中，向目标区准直地拍摄投影图像的第一部分，投影图像的第二部分沿至少一个方向未截断地显示检查对象，从而由投影图像的第二部分推导出至少一个截断信息，所述截断信息用于在重建x射线图像数据集时减少截断伪影。本发明还涉及一种x射线装置。

背景技术

在x射线成像中长久以来就已知由低维投影图像确定高维图像数据集。在此例如在不同的投影方向沿拍摄轨迹、例如圆形轨道拍摄二维的投影图像，以便然后能通过重建方法例如迭代重建法和/或滤波反投影法由二维投影图像确定更高维的x射线图像数据集。同样已知的是，使用一维的投影图像确定二维的剖切图像。为了能拍摄这种x射线图像数据集，首先已知适宜地使用所谓的计算机断层造影-x射线装置，其中，包括x射线发射器和x射线探测器的拍摄装置例如在机架内围绕患者导引。然而由于高维的、尤其三维的图像数据集与介入或者说干预的结合也被证明是有用的，所以建议了通过其他的x射线装置确定与计算机断层造影相似的图像，首要的是带有C形架的x射线装置，在C形架上相对置地固定x射线发射器和x射线探测器。通过C形架的相应的运动性、尤其可回转性可以实现拍摄轨迹，以便测量实现三维图像数据集重建的投影图像。

所述计算机断层造影可以带有专门的计算机断层造影-x射线装置或者例如作为C形架计算机断层造影，其与所有x射线成像方法一样都包含对电离辐射的使用。因此，很多方法都致力于降低扫描所需的电离辐射量，这对于患者和他人都有利。在此情况下尤其建议了借助准直仪把成像限制在真正感兴趣的目标区域上，也就是需要关切的体积上。以这种方式可以明显地降低x射线剂量，因为由于x射线被对准使得在预定目标区域以外的区域中在数据拍摄期间被挡住。其具有的优点还在于，明显降低了散射，使得诊断的图像质量被提高。不过，被对准的投影图像受制于截断，就是说在拍摄轨迹的平面中检查对象没有完整成像。这种限制与常用的重建算法是不兼容的。若其还是被使用，就会出现所谓的截断伪影。

为了减少截断伪影，在现有技术中建议了大量方法。因此已知，估计截断的投影图像数据并且再插入投影图像(所谓的去截断)。在此，第一种应用基于拟人启发式算法，例如基于假设待拍摄的患者可以作为水柱成像。这种方法的示例是J.Hsieh等人的《A novel reconstruction algorithm to extend the CT scan field-of-view》(Medical Physics，Volume 31，No.9，2385-2391页，2004)和K.Sourbelle等人的《Reconstruction from truncated projections in CT using adaptive detruncation》(European Radiology，Volume 15，No.5，1008-1014页，2005)。

这种方法的缺点原因在于采用了极其简化的假设，其又造成重建伪影、例如剩余的杯状伪影和错误的HU值。用于估计被截断的投影图像数据(去截断)的另一种方法利用了针对患者的、未截断的事先的CT扫描，由此得到三维的事先的图像数据集，由此又可以通过正投影得到未截断式的投影图像，其用于完善被截断的投影图像，例如见D.Kolditz等人的《Volume-of-interest(VOI)imaging in C-arm flat-detector CT for high image quality at reduced dose》(Medical Physics 37(6)，2719-2730页，2010)。该方法的缺点在于，必须存在未截断的事先的CT扫描，因此患者要经历另外的电离辐射。还必须确保患者在拍摄先行图像数据集期间没有移动，或者必须进行可能很耗费的2D-3D配准用于克服运动伪影。

另一种方法是使用重建算法，该重建算法已被证明相对于截断是可靠的，例如见F.Dennerlein和A.Maier的文献《Approximate truncation robust computed tomography–ATRACT》(Physics in Medicine and Biology，Volume 58，6133-6148页，2013)。然而在这种算法中也出现残余的重建伪影，此外还存在偏移/可扩展性问题。