專(zhuān)利名稱(chēng)：減少x射線成像檢查中使用的放射劑量的方法及ct系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在X射線成像檢查中、特別是在CT檢查中減少所使用的放射劑量的一種方法以及一種CT系統(tǒng)，其中，通過(guò)X射線放射對(duì)患者進(jìn)行掃描或者透視，產(chǎn)生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像，并且為了改善圖像質(zhì)量對(duì)圖像進(jìn)行濾波。
背景技術(shù)：
公知的用于降噪的算法基本上源于兩種不同的且分開(kāi)應(yīng)用的原理，S卩，一種是擴(kuò)散濾波器(Diffusionsfilter)，另一種是形態(tài)學(xué)的或者邊緣保護(hù)(kantenerhaltendes)濾波器。擴(kuò)散濾波器考慮的是與統(tǒng)計(jì)學(xué)上的不可靠性相關(guān)的像素值的差值(Different。 依據(jù)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 10 2009 039 987. 9_35除了簡(jiǎn)單的擴(kuò)散濾波器外，雙邊(bilateral) 濾波器或者在迭代重構(gòu)中使用的重構(gòu)器(Regularisierer)也屬于該類(lèi)別。這種濾波器原理的問(wèn)題在于，相鄰數(shù)值間的差值是被單獨(dú)地觀察的。當(dāng)這類(lèi)濾波器被實(shí)施為帶有邊緣時(shí)，會(huì)增大含有甚至是加劇異常統(tǒng)計(jì)值的風(fēng)險(xiǎn)。其中還包括由噪聲引起的邊緣的散邊 (Ausfransungen von Kanten)。就這點(diǎn)而言，在同時(shí)帶有邊緣的情況下可以達(dá)到的最大程度的降噪是有限的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)改善的圖像濾波器技術(shù)(Bildfilter-technik) 找出改進(jìn)的方法來(lái)降低在成像X射線檢查中、特別是在CT檢查中使用的放射劑量。發(fā)明人具有以下的認(rèn)知形態(tài)學(xué)的或者結(jié)構(gòu)上的濾波器常被用于分析環(huán)境的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并且特別用于確定邊緣的取向。這些可如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的借助于適合的算子來(lái)完成。替代地，也可像出版物DE 10 2004 008 979 B4和DE 10 2005 038 940 B4所描述的那樣，通過(guò)計(jì)算取決于方向的方差值(Varianzwerte)來(lái)完成。接著，應(yīng)用局部自適濾波器 (lokal adaptive Filter)，其依據(jù)確定出的取向最優(yōu)地進(jìn)行匹配。因?yàn)榭煽康男螒B(tài)學(xué)的分析是以所應(yīng)用的算子的一定的空間范圍為前提的，所以存在在濾波時(shí)損壞微小結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)空間范圍太小時(shí)統(tǒng)計(jì)的效應(yīng)會(huì)影響所算出的取向，并由此使所進(jìn)行的濾波與實(shí)際的取向不相匹配，從這個(gè)意義上講，所述分析是不可靠的。就這點(diǎn)而言，應(yīng)該按照本發(fā)明對(duì)形態(tài)學(xué)的濾波器在取向計(jì)算的可靠性與對(duì)小結(jié)構(gòu)的損壞間達(dá)成妥協(xié)，為此可以用到由智能邊緣保護(hù)圖像濾波器得到的信息，該濾波器不是被直接作用于圖像數(shù)據(jù)用以提高質(zhì)量就是被用于迭代方法中作為重整化的步驟。通過(guò)巧妙地將兩個(gè)原理結(jié)合來(lái)改善所述圖像濾波的結(jié)果以及由此提高降噪和降低放射劑量的潛能。以這種方式可以使小空間范圍的和取決于像素值差值的濾波器以及取向分析在較大的長(zhǎng)度標(biāo)尺上同時(shí)進(jìn)行。本文更后面將對(duì)此的具體示例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。因此，本發(fā)明展示出了一種方法和一種X射線系統(tǒng)，特別是一種CT系統(tǒng)，其中，為了減少在成像X射線檢查中所使用的放射劑量，對(duì)所拍攝的圖像的每個(gè)像素確定在該像素周?chē)o定距離內(nèi)的可能存在的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息，并且，在各個(gè)被檢查的像素上應(yīng)用一個(gè)取決于方向的低通濾波器，該低通濾波器的空間范圍小于所述給定的距離，并且，通過(guò)該低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來(lái)考慮可能存在的結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)信息。
依據(jù)上述基本思路以及下述的具體示例，本發(fā)明人建議，通過(guò)以下方法步驟來(lái)實(shí)施已公知的用于減少在成像X射線檢查中、特別是在CT檢查中使用的放射劑量的方法
-通過(guò)X射線來(lái)掃描或者透視患者，
-產(chǎn)生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像，并且
-對(duì)圖像進(jìn)行濾波以便改善圖像的質(zhì)量。
按照本發(fā)明，通過(guò)以下步驟來(lái)改進(jìn)上述方法
-對(duì)每個(gè)像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內(nèi)尋找結(jié)構(gòu)信息，包括可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息，并且
-在所檢查的像素上應(yīng)用取決于方向的低通濾波器，其中，一方面該低通濾波器的空間范圍小于上述第一半徑，并且，另一方面通過(guò)上述低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來(lái)考慮可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息。
有利的是，可以如現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣通過(guò)由至少一個(gè)形態(tài)學(xué)濾波器進(jìn)行的濾波來(lái)確定所述結(jié)構(gòu)信息。
另外，可優(yōu)選地使用擴(kuò)散濾波器作為取決于方向的低通濾波器。
在此，例如可以通過(guò)對(duì)局部濾波步驟(lokale Filterschritte)的迭代應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)所述擴(kuò)散濾波器。
在第一個(gè)特別的實(shí)施方式變體中對(duì)在位置ρ的像素值V(p)可以按如下方式定義所述局部濾波步驟
權(quán)利要求
1. 一種用于在X射線成像檢查中、特別是在CT檢查中減少所使用的放射劑量的方法， 包括下列方法步驟1.1.通過(guò)X射線來(lái)掃描或者透視患者(P)，1.2.產(chǎn)生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像(3.1)，并且1.3.對(duì)圖像進(jìn)行濾波以改善圖像的質(zhì)量，其特征在于，1. 4.對(duì)每個(gè)像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內(nèi)尋找結(jié)構(gòu)信息，包括可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息，1.5.在所檢查的像素上應(yīng)用取決于方向的低通濾波器，其中，一方面該低通濾波器的空間作用范圍小于所述第一半徑，并且，另一方面通過(guò)所述低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來(lái)考慮可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)使用至少一個(gè)形態(tài)學(xué)濾波器的濾波來(lái)確定所述結(jié)構(gòu)信息。
3.按照權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用擴(kuò)散濾波器作為取決于方向的低通濾波器。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)散濾波器通過(guò)對(duì)局部濾波步驟的迭代應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)在位置ρ的像素值V(p)定義所述局部濾波步驟如下
6.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)在位置ρ的像素值V(ρ)定義所述局部濾波步驟如下
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)與在所述像素q和ρ的連線方向上具有局部噪聲振幅O的局部一維方差值Vm的對(duì)比，來(lái)完成對(duì)所述方差值“大”或者“小”的評(píng)判。
8.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，用按照下列規(guī)定確定最小方差值vp,min和最大方差值vp,_的方法，通過(guò)與各個(gè)方向的方差值的比較，來(lái)完成對(duì)所述方差值的“大”或者“小”的評(píng)判Vpjmin = min {vp, Jq e ρ 的鄰域}并且 Vp,max = max{vp, Jqep 的鄰域}，其中，在Vm - Vp,fflin的條件下判定方差值為“小”，在Vm - Vp,fflax的條件下判定方差值為“大”。
9.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述修正因數(shù)Wvp,,)定義為
10.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述修正因數(shù)I1(Vm)定義為
11.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)在所述位置ρ的像素值V(p)的所述局部濾波步驟定義如下
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用權(quán)重函數(shù)
13. 一種帶有存儲(chǔ)器及儲(chǔ)存于其中的計(jì)算機(jī)程序(Prg1-Prgn)的用于處理X射線圖像數(shù)據(jù)組和/或CT圖像數(shù)據(jù)組的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Cl)，其特征在于，至少儲(chǔ)存了一個(gè)在使用中可以執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，該程序執(zhí)行具有如下方法步驟的方法b ,1計(jì)算出(V,。13. 1.接收具有大量像素的X射線圖像數(shù)據(jù)組或者CT圖像數(shù)據(jù)組， 13. 2.對(duì)每個(gè)像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內(nèi)尋找結(jié)構(gòu)信息，包括可能所找到的結(jié)構(gòu)的方向信息，13.3.在所檢查的像素上應(yīng)用取決于方向的低通濾波器，其中，一方面該低通濾波器的空間非特征點(diǎn)范圍小于所述第一半徑，并且，另一方面通過(guò)所述低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來(lái)考慮可能找到的結(jié)構(gòu)的方向信息。
14.一種按照權(quán)利要求13的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Cl)，其特征在于，至少儲(chǔ)存了一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，該程序在使用中執(zhí)行具有權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的特征的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法以及一種X射線系統(tǒng)，特別是一種CT系統(tǒng)(C1)，其中，為了減少在成像X射線檢查中使用的放射劑量，對(duì)所拍攝的每個(gè)像素確定在被檢查的像素周?chē)o定距離內(nèi)的可能存在的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息，并在每個(gè)被檢查的像素上應(yīng)用取決于方向的低通濾波器，該低通濾波器的空間作用范圍小于所述給定距離，并且，通過(guò)該低通濾波器的取決于方向的權(quán)重來(lái)考慮可能存在的結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)信息。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102525531SQ20111036293
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者H.布魯?shù)? R.勞佩克, T.弗洛爾 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司