射線斷層 攝影設(shè)備執(zhí)行，和 圖6示出用于闡明按照圖5的方法的初始化階段的略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] W下闡述的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。但是在所述實(shí)施例中，實(shí)施方式 的所述的組件分別表示本發(fā)明的各個彼此無關(guān)地要觀察的特征，所述特征分別也彼此無關(guān) 地改進(jìn)本發(fā)明，并且因此也可W單獨(dú)地或者W與所示的組合不同的組合被看作本發(fā)明的組 成部分。此外，所述實(shí)施方式也能夠通過本發(fā)明的已經(jīng)描述的特征中的其他特征補(bǔ)充。
[0042] 在圖1中示出X射線斷層攝影設(shè)備10,所述X射線斷層攝影設(shè)備10例如可W是X射線 C弓設(shè)備。所述X射線斷層攝影設(shè)備10可W包括傳感器設(shè)備12、投影設(shè)備14和圖像產(chǎn)生設(shè)備 16。
[0043] 所述傳感器設(shè)備可W包括具有多個福射傳感器18的探測器，其中在圖1中出于一 目了然性僅幾個配備有附圖標(biāo)記。各個福射傳感器18的傳感器入射面20共同構(gòu)成投影面 22,也即總共對于預(yù)先確定的福射敏感的探測器面。每個單個傳感器入射面20構(gòu)成投影面 22的像素。所述探測器可W例如是平面探測器。所述投影面22于是是平的。
[0044] 所述投影設(shè)備14可W具有支承元件24、例如C弓，所述C弓可W承載傳感器設(shè)備12 和投影設(shè)備的福射源26。所述福射源26可W例如是X射線福射源。通過控制設(shè)備28可W執(zhí)行 支承設(shè)備24與傳感器設(shè)備12和福射源26-起圍繞身體30的運(yùn)動。所述身體30可W例如是要 檢查的病人。所述身體30表示要檢查的身體體積。
[0045] 所述控制設(shè)備28在此情況下可W使所述傳感器設(shè)備12沿著預(yù)先給定的軌跡32W 自身已知的方式運(yùn)動，并且在預(yù)先確定的記錄點(diǎn)處激活福射源26,所述記錄點(diǎn)通過關(guān)于身 體30的投影角度a定義。在圖1中例如對于投影角度a0、al、a2表明傳感器設(shè)備12的空間位 置。在激活福射源26時(shí)，所述福射源由福射產(chǎn)生射線扇或者錐形射線34。所述福射穿過身體 30并且到達(dá)投影面22。各個福射傳感器18于是探測侵入其各自的傳感器面20的福射量和/ 或福射強(qiáng)度，并且產(chǎn)生相對應(yīng)的像素值。像素值的集合作為原始數(shù)據(jù)RAW被傳輸?shù)綀D像產(chǎn)生 設(shè)備16。在此情況下，對于所有的投影角度a而言福射傳感器18的像素值指的是原始數(shù)據(jù) RAWo
[0046] 所述圖像產(chǎn)生設(shè)備16可W包括圖像處理設(shè)備36和顯示設(shè)備38。所述圖像處理設(shè)備 36可W例如包括一個或多個計(jì)算機(jī)。所述顯示設(shè)備28可W例如包括屏幕。所述圖像處理設(shè) 備36由所有的像素值、也就是說由初始數(shù)據(jù)RAW來計(jì)算身體30的透射區(qū)域的體積模型40。所 述體積模型40可W在此情況下模仿身體30的內(nèi)部器官42、諸如病人的肺的形狀和位置。
[0047] 在計(jì)算體積模型40時(shí)，通過圖像處理設(shè)備36考慮，例如支承設(shè)備24例如由于其自 重W及福射源26和傳感器設(shè)備12的重量可能根據(jù)采取的投影角度a變形，并且因此投影面 22在各個記錄之間、也即在駛向（4址曰虹611)投影角度曰1、曰2、曰3和其他投影角度時(shí)相對于福 射源26執(zhí)行相對運(yùn)動44。如果將實(shí)際的位置與按照X射線斷層攝影設(shè)備10的構(gòu)造計(jì)劃設(shè)置 的位置比較，所述相對運(yùn)動44引起:對于給定的投影角度曰，傳感器設(shè)備12可W相對于福射 源26在方向U和方向V上被推移。
[0048] 所述圖像處理設(shè)備36還考慮，所述身體30可W基于在X射線斷層攝影設(shè)備10中的 平移運(yùn)動46改變所述身體30的位置，使得身體30在X射線斷層攝影設(shè)備10中的對象位置在 投影角度a之間改變。所述圖像處理設(shè)備36還考慮，所述器官42通過非剛性運(yùn)動、例如通過 病人的呼吸運(yùn)動彼此相對推移并且改變其形狀，也即身體體積可W遭受例如膨脹48或者壓 縮50。但是在圖像處理設(shè)備36中，運(yùn)不導(dǎo)致，體積模型40不清晰地對所述器官42成像。
[0049] 為了闡明在產(chǎn)生體積模型40時(shí)由圖像處理設(shè)備36為了補(bǔ)償所述運(yùn)動和形變執(zhí)行 的方法，在圖2中進(jìn)行X射線斷層攝影設(shè)備10的圖示到對于W下闡述基本的特征的抽象化。
[0050] 圖2從福射源26角度示出投影面22。由于傳感器設(shè)備12相對于福射源26的相對運(yùn) 動44,投影面22在不同的投影角度a處的各個投影之間沿著方向向量U和方向向量V改變其 相對于福射源26的位置。投影面22的該剛性運(yùn)動根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可W通過相應(yīng)的校準(zhǔn)方法或 者迭代圖像優(yōu)化方法被補(bǔ)償。而不可能通過運(yùn)種方法補(bǔ)償身體30的身體體積的膨脹48和壓 縮50。
[0051] 所述圖像處理設(shè)備36因此執(zhí)行在圖3中闡明的將投影面22劃分為分面52,其中，在 圖3中出于一目了然性僅一些分面配備有附圖標(biāo)記。每個分面52可W例如具有瓷磚或者正 方形的形狀。每個分面52在此可W包括多個像素，也就是說包括多個傳感器入射面20,如運(yùn) 在圖3中對于分面闡明的那樣。所述圖像處理設(shè)備36基于:每個分面52在沿著軌跡32運(yùn)動時(shí) 可W與其他分面52無關(guān)地運(yùn)動。換句話說，在給定投影角度a的情況下，對于每個分面52假 設(shè)，所述分面52沿著方向向量U移動了線段ul、u2、…un和相應(yīng)地沿著運(yùn)動方向V運(yùn)動了線段 vl、v2、…、vn。所述投影面22因此總共在示出的示例中被劃分成n個分面，其中在圖帥n=12 適用。所述線段ul、u2至un、vl、v2至vn構(gòu)成在優(yōu)化體積模型40時(shí)的自由度，所述自由度例如 可W W遞歸方法逐步地如下被適配，即身體30的透射的身體體積的膨脹48和壓縮50在計(jì)算 體積模型時(shí)被補(bǔ)償，使得所述器官42清晰地在體積模型中被成像。所述向量ul、u2至un和 vl、v2至vn表示校正向量，其中ul、u2、…、un和vl、v2至vn優(yōu)選地分別是S維向量。所述向量 也可W是分面52的絕對的位置說明。
[0052]在圖4中闡明，對于給定的投影角度a,為了補(bǔ)償身體30的非剛性運(yùn)動，分面52可W 如何通過線段ul、u2、…、un、vl、v2、…、vn的相應(yīng)的值虛擬地彼此相對推移。在圖4中分面52 已經(jīng)運(yùn)動遠(yuǎn)離。當(dāng)然運(yùn)不意味著:所述傳感器設(shè)備12實(shí)際上W運(yùn)種方式變形，也即所述探測 器18瓦解(auseinandergefallen)。相反地，借助于線段說明ul、u2、…、un、vl、v2、...、vn分 面52的位置變化因此與如如果投影面22(如在圖3中示出的)保持不變并且身體體積30將會 變形則會得出的運(yùn)樣的原始數(shù)據(jù)RAW相對應(yīng)。
[0053] 每個線段ul、u2、…、un、vl、v2、...、vn在此被描述為向量。由向量ul、vl組成的組合 在此描述位置變化，相應(yīng)的分面52必須被認(rèn)為按所述位置變化推移，W便在相應(yīng)的分面52 的區(qū)域中補(bǔ)償身體體積的非剛性運(yùn)動。相應(yīng)的內(nèi)容適用于剩余的線段說明u2、…、un、 v2、...、vn〇
[0054] 在圖5中闡明一種方法，所述方法可W通過圖像處理設(shè)備36執(zhí)行，W便獲得描述的 校正向量Ul、u2至un和Vl、v2至vn。所述圖像處理設(shè)備36在此情況下可W將針對給定的投影 角度a的校正向量ul、u2、…、un聯(lián)合成矩陣U(a)=[ul(a)，u2(a)，…，un(a)]。完全一樣地，對 于沿著運(yùn)動方向V的運(yùn)動，在給定的投影角度a情況下可W對于分面聯(lián)合出矩陣V(a) = [vl (a)，v2(a)，vn(a)]。附加地可W規(guī)定，對于福射源26,也設(shè)置向量s(a)用于福射源26的運(yùn)動 校正。如果存在多個福射源，那么源位置可W同樣地被聯(lián)合成矩陣S(a)。身體30的剛性運(yùn)動 要么可W通過矩陣S、U、V補(bǔ)償，而要么也可W定義附加的對象位置0(a)。
[0055] 通過矩陣U、V在所有的投影角度a上定義多段軌跡，也即對于每個分面52均定義軌 跡。挑戰(zhàn)現(xiàn)在在于，確定正確的向量矩陣，W便實(shí)現(xiàn)身體30的運(yùn)動估計(jì)和/或X射線斷層攝影 設(shè)備10的相容的幾何形狀。相容的運(yùn)里意味著，在由原始數(shù)據(jù)RAW計(jì)算體積模型40時(shí)，像素 值應(yīng)當(dāng)作為如在理想剛性機(jī)械組件和剛性無運(yùn)動的身體30情況下會得出的輸入值被提供。
[0056] 由于分面52的現(xiàn)在可能的、單獨(dú)的和獨(dú)立的（虛擬的或者計(jì)算上的）運(yùn)動，不是那 么簡單地能夠?qū)崿F(xiàn)用于計(jì)算體積模型40的傳統(tǒng)的Feldkamp重建。然而，為了在接收原始數(shù) 據(jù)RAW的步驟SlO之后初始化，作為初始化54可W在步驟S12中執(zhí)行虛擬的FDK重建。為了能 夠計(jì)算所述虛擬FDK重建，所述分面52(如在圖6中闡明的）首先人工地被聯(lián)合成具有剛性投 影面22'的剛性探測器。由此可W進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的FDK重建。但是該FDK重建是不相容的，也就是 說所述FDK重建不補(bǔ)償X射線斷層攝影設(shè)備10中的相對運(yùn)動(Reltivbewegungen)。但是對此 所述FDK重建初始地提供第一體積模型（Init-WL),在所述第一體積模型中，所述器官52相 對模糊地被模仿。所述FDK算法也可W在該階段中作為用于剛性投影面22'、福射源26和身 體30的軌跡的輸入值獲得初始向量矩陣(S、0、U、V)。
[0057] 所述初始向量矩陣于是必須在迭代優(yōu)化56的過程中被改變。該優(yōu)化的結(jié)果是新的 向量矩陣58,在所述向量矩陣58中，對于探測器的所有子段、也即分面52并且對于所有的源 位置(也即矩陣S(a))，合適的子軌跡被算出，通過所述子軌跡例如補(bǔ)償非剛性運(yùn)動48、50。 [005引由此于是最后可W在重建步驟S14中將經(jīng)運(yùn)動補(bǔ)償?shù)闹亟ǖ捏w積(Recon Vol)計(jì) 算為體積模型40(WL)，并且例如在顯示設(shè)備38上被顯示為體積圖形。為了在步驟S14中重 建身體體積，并且也在迭代優(yōu)化46期間，代替FDK算法，優(yōu)選地借助于迭代重建方法、尤其 ART執(zhí)行優(yōu)化。為此對于每