函数可以描述X射线设备10的成像系统对点状感兴趣对象22的响应，即由X射线设备根据点状感兴趣对象22生成的图像。
[0051]滤波反投影和迭代重建(参见下面的步骤40)通常在笛卡尔坐标网格48上被执行。
[0052]然而在该情况下，点扩散函数未与笛卡尔坐标网格48对齐，如图4A和4B中示出的。
[0053]图4A和4B(以及图5和6)示出平行于z轴的通过三维图像的切片(其中，z被定义为X射线的主方向)。例如，y坐标可以被保持固定以产生这样的切片。全部图4A到图6示出具有15个投影(即具有15幅二维X射线投影图像32)的范例。
[0054]图4A和4B示出关于笛卡尔坐标网格48的滤波反投影的点扩散函数60。非常小的对象的经重建的三维图像，点扩散函数不仅在中央切片(图4A)中延伸，而且延伸到邻近切片(图4B)。
[0055]图5示出了关于与X射线设备的几何配置匹配的坐标网格50的点状对象的滤波反投影的点扩散函数62。图5示出了包括点状对象的切片。完全点扩散函数62位于该切片中。将网格几何配置调整到射束几何配置(例如，锥形网格)可以允许将点扩散函数62聚集在单个切片中。
[0056]此外，利用几何配置匹配的网格50，点扩散函数沿读出方向(即z方向)可以是空间上更恒定的。点扩散函数62可以变得平坦而其z分辨率能够未改进。
[0057]图5中示出的点扩散函数62可以被看作三维图像体积36中的滤波反投影的伪影。
[0058]根据本发明的实施例，伪影和/或点扩散函数是扇形的。
[0059]在步骤38中，根据反投影的三维图像体积36生成去卷积的三维图像40。
[0060]能够在三维中执行去卷积。然而，三维中的去卷积可以是计算要求高的，由于大的欠定方程组而倾向于噪声和伪影，并且因此在实践中几乎不可行。
[0061]然而，利用所述方法，去卷积仅在二维中被执行。断层合成中(并且在一般计算机断层摄影中)的去卷积的一般问题可以是点扩散函数60是空间依赖的。因此，基于频率域的方法(例如，Wiener去卷积)能够是有问题的。代替地，能够需要基于图像域的去卷积。
[0062]利用所述方法，能够通过在几何配置匹配的网格50上逐切片地进行操作来对滤波反投影的重建的断层合成图像进行去卷积。该方法可以利用由滤波反投影提供的更加锐利的点扩散函数62，并且可以仅操作在二维中。针对所述方法，数值问题的状况可以被显著减轻。
[0063]如图2中指示的，关于与锥形射束21的几何配置对齐的坐标网格48执行滤波反投影和去卷积。在这样的几何配置中，点扩散函数62可以几乎与坐标网格50的切片完全对齐，使得二维去卷积可以被应用以恢复完全三维X射线图像40。
[0064]例如，二维去卷积可以在切片52中被执行，所述切片平行于射束20的X射线。这是例如当坐标X或y中的一个在切片52中保持恒定时的情况。
[0065]根据本发明的实施例，三维原始图像体积36的切片52具有关于坐标网格50的恒定坐标值。
[0066]根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤:通过将二维去卷积应用到三维原始图像体积36的切片52，来生成去卷积的三维图像40，所述切片52适于坐标网格50。
[0067]为了执行去卷积，可以利用与由滤波反投影产生的点扩散函数和/或伪影62相匹配的核函数来对每个切片52进行去卷积。核函数可以是空间变化的。
[0068]根据本发明的实施例，利用三维核函数对三维原始图像体积36的每个切片52进行去卷积。
[0069]原则上，核函数可以等于点扩散函数62。
[0070]在利用核函数进行去卷积之后，点扩散函数62被理想地映射到点函数64或者点状函数64，如图6中所示。换言之，去卷积可以被看作将点状对象投影到点扩散函数62的变换的逆变换。
[0071]根据本发明的实施例，核函数适于将在三维原始图像体积36的重建期间根据感兴趣对象22的点状部分生成的在切片52中的伪影映射回到对应于点状部分的切片52中的点。
[0072]总而言之，利用该方法，关于X射线设备10的几何信息，并且更准确地说，点扩散函数62用于通过去卷积恢复完全三维图像40。去卷积可以在坐标网格50 (例如，锥形网格)上执行，以将去卷积降低到二维问题。二维去卷积可以被应用到三维断层合成图像，所述三维断层合成图像已经经由滤波反投影利用它们的更加锐利的点扩散函数被重建。总体地，所述方法可以促进断层合成中的显著改进的深度分辨率，并且可以降低伪影，尤其是当角视图范围小时。相比于图4A，由所述方法提供的改进的z分辨率可以在图6中看到。
[0073]在操作步骤40中，在去卷积之后获得的三维图像36可以被用作针对迭代重建的开始图像。换言之，可以根据去卷积的三维图像36生成迭代重建的三维图像44。
[0074]根据本发明的实施例，所述方法包括迭代地重建去卷积的三维图像40的步骤。
[0075]在迭代重建期间，三维图像40可以被正向投影到二维图像，并且与二维图像32比较。根据差异，在步骤34期间的三维图像36的生成和/或在步骤38期间的去卷积中的错误可以被确定并且校正。前向投影和比较可以在新生成的校正的三维图像44上被执行若干次，即迭代地被执行。
[0076]迭代重建可以由其有利，因为深度分辨率的改进可以在于迭代重建问题的空的空间内，并且因此通过迭代被保持。此外，可以通过迭代方法改进噪声和去卷积伪影。
[0077]在步骤46中，三维图像40、44的切片可以被显示在显示器24上。这样的切片，其例如可以正交于z方向，可以被看作根据三维图像40或44重建的二维图像。
[0078]根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤:基于通过去卷积的或者重建的三维图像40的切片来生成经重建的二维图像。
[0079]根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤:在显示设备24上显示经重建的二维图像。
[0080]尽管已经在附图和前文描述中详细图示并描述了本发明，但是这样的图示和描述应被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或控制器或其他单元可以完成权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
【主权项】
1.一种用于处理X射线设备(10)的图像数据的方法，所述方法包括以下步骤: 接收来自感兴趣对象(22)的多幅二维投影图像(32)，其中，所述投影图像已经通过关于不同视角发射X射线(20)通过所述感兴趣对象(20)而被采集； 关于适于所发射的X射线(20)的几何配置的坐标网格(50)，根据所述多幅二维投影图像(32)，来生成三维原始图像体积(36); 通过将二维去卷积应用到所述三维原始图像体积(36)的切片(52)来生成去卷积的三维图像(40)，所述切片(32)适于所述坐标网格(50)。2.根据权利要求1所述的方法， 其中，所述坐标网格(50)定义关于正交网格的锥形。3.根据权利要求1或2所述的方法， 其中，所述X射线(20)由点源(12)生成，并且经由锥形射束(21)被发射通过所述感兴趣对象； 其中，所述坐标网格(50)具有沿所述锥形射束延伸的坐标线。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述三维原始图像体积(36)是通过关于所述坐标网格(50)对所述二维投影图像(32)进行滤波反投影来生成的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述三维原始图像体积(36)的所述切片(52)具有关于所述坐标网格(50)的恒定坐标值。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述三维原始图像体积(36)的每个切片(52)利用二维核函数而被去卷积。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述核函数适于将所述切片(52)中的伪影映射回到对应于点状部分的在所述切片(52)中的点，所述伪影是在所述三维原始图像体积(36)的重建期间根据所述感兴趣对象(22)的所述点状部分生成的。8.根据权利要求7所述的方法， 其中，所述伪影是扇形的。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤: 使用所述去卷积的三维图像作为开始图像(40)来执行另外的迭代重建。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述多幅二维投影图像(32)仅在视角的受限的角范围(18)内被采集。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，所述多幅二维投影图像(32)包括少于30幅图像。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤: 基于通过所述去卷积的三维图像(40)的切片来生成经重建的二维图像； 在显示设备(24)上显示所述经重建的二维图像。13.—种用于处理X射线设备(10)的图像数据的计算机程序，所述计算机程序当在处理器上运行时，适于执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法的步骤。14.一种计算机可读介质，其上存储有根据权利要求13所述的计算机程序。15.—种X射线设备(10)，包括: X射线源(12)和X射线探测器(14)，所述X射线源和X射线探测器适于采集感兴趣对象(22)的二维投影图像(32)，其中，所述X射线源(12)和/或所述X射线探测器(14)能够关于所述感兴趣对象(22)移动以关于不同视角采集二维投影图像(32);以及控制器(16)，其适于执行根据权利要求1至12中的任一项所述的方法的步骤。
【专利摘要】一种用于处理X射线设备(10)的图像数据的方法，包括以下步骤：接收来自感兴趣对象(22)的多幅二维投影图像(32)，其中，所述投影图像已经通过关于不同视角发射X射线(20)通过所述感兴趣对象(20)而被采集；关于适于所发射的X射线(20)的几何配置的坐标网格(50)，根据所述多幅二维投影图像(32)，生成三维原始图像体积(36)；通过将二维去卷积应用到所述三维原始图像体积(36)的切片(52)，来生成去卷积的三维图像(40)，所述切片(32)适于所述坐标网格(50)。
【IPC分类】G06T11/00
【公开号】CN105229702
【申请号】CN201480027351
【发明人】H·H·霍曼, K·埃哈德, T·尼尔森
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年5月14日
【公告号】EP2997545A1, US20160071293, WO2014184218A1