專利名稱：減少x射線成像檢查中使用的放射劑量的方法及ct系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于在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，其中，通過X射線放射對患者進行掃描或者透視，產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量對圖像進行濾波。
背景技術：
公知的用于降噪的算法基本上源于兩種不同的且分開應用的原理，S卩，一種是擴散濾波器(Diffusionsfilter)，另一種是形態學的或者邊緣保護(kantenerhaltendes)濾波器。擴散濾波器考慮的是與統計學上的不可靠性相關的像素值的差值(Different。 依據專利申請DE 10 2009 039 987. 9_35除了簡單的擴散濾波器外，雙邊(bilateral) 濾波器或者在迭代重構中使用的重構器(Regularisierer)也屬于該類別。這種濾波器原理的問題在于，相鄰數值間的差值是被單獨地觀察的。當這類濾波器被實施為帶有邊緣時，會增大含有甚至是加劇異常統計值的風險。其中還包括由噪聲引起的邊緣的散邊 (Ausfransungen von Kanten)。就這點而言，在同時帶有邊緣的情況下可以達到的最大程度的降噪是有限的。

發明內容
因此，本發明的技術問題是通過改善的圖像濾波器技術(Bildfilter-technik) 找出改進的方法來降低在成像X射線檢查中、特別是在CT檢查中使用的放射劑量。發明人具有以下的認知形態學的或者結構上的濾波器常被用于分析環境的結構特點并且特別用于確定邊緣的取向。這些可如在現有技術中已知的借助于適合的算子來完成。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，通過計算取決于方向的方差值(Varianzwerte)來完成。接著，應用局部自適濾波器 (lokal adaptive Filter)，其依據確定出的取向最優地進行匹配。因為可靠的形態學的分析是以所應用的算子的一定的空間范圍為前提的，所以存在在濾波時損壞微小結構的風險。當空間范圍太小時統計的效應會影響所算出的取向，并由此使所進行的濾波與實際的取向不相匹配，從這個意義上講，所述分析是不可靠的。就這點而言，應該按照本發明對形態學的濾波器在取向計算的可靠性與對小結構的損壞間達成妥協，為此可以用到由智能邊緣保護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據用以提高質量就是被用于迭代方法中作為重整化的步驟。通過巧妙地將兩個原理結合來改善所述圖像濾波的結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度標尺上同時進行。本文更后面將對此的具體示例進行詳細說明。因此，本發明展示出了一種方法和一種X射線系統，特別是一種CT系統，其中，為了減少在成像X射線檢查中所使用的放射劑量，對所拍攝的圖像的每個像素確定在該像素周圍給定距離內的可能存在的結構的結構信息，并且，在各個被檢查的像素上應用一個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，通過該低通濾波器的取決于方向的權重來考慮可能存在的結構的形態學信息。
依據上述基本思路以及下述的具體示例，本發明人建議，通過以下方法步驟來實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X射線來掃描或者透視患者，
-產生具有大量像素的投影圖像或者X射線斷層圖像，并且
-對圖像進行濾波以便改善圖像的質量。
按照本發明，通過以下步驟來改進上述方法
-對每個像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內尋找結構信息，包括可能找到的結構的方向信息，并且
-在所檢查的像素上應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，另一方面通過上述低通濾波器的取決于方向的權重來考慮可能找到的結構的方向信息。
有利的是，可以如現有技術中公知的那樣通過由至少一個形態學濾波器進行的濾波來確定所述結構信息。
另外，可優選地使用擴散濾波器作為取決于方向的低通濾波器。
在此，例如可以通過對局部濾波步驟(lokale Filterschritte)的迭代應用來實現所述擴散濾波器。
在第一個特別的實施方式變體中對在位置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X射線來掃描或者透視患者(P)，1.2.產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.對圖像進行濾波以改善圖像的質量，其特征在于，1. 4.對每個像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內尋找結構信息，包括可能找到的結構的方向信息，1.5.在所檢查的像素上應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，另一方面通過所述低通濾波器的取決于方向的權重來考慮可能找到的結構的方向信息。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，通過使用至少一個形態學濾波器的濾波來確定所述結構信息。
3.按照權利要求1至2中任意一項的方法，其特征在于，使用擴散濾波器作為取決于方向的低通濾波器。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于，所述擴散濾波器通過對局部濾波步驟的迭代應用來實現。
5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，對在位置ρ的像素值V(p)定義所述局部濾波步驟如下
6.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，對在位置ρ的像素值V(ρ)定義所述局部濾波步驟如下
7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，通過與在所述像素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的對比，來完成對所述方差值“大”或者“小”的評判。
8.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，用按照下列規定確定最小方差值vp,min和最大方差值vp,_的方法，通過與各個方向的方差值的比較，來完成對所述方差值的“大”或者“小”的評判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.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，所述修正因數Wvp,,)定義為
10.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，所述修正因數I1(Vm)定義為
11.按照權利要求4所述的方法，其特征在于，對在所述位置ρ的像素值V(p)的所述局部濾波步驟定義如下
12.按照權利要求11所述的方法，其特征在于，用權重函數
13. 一種帶有存儲器及儲存于其中的計算機程序(Prg1-Prgn)的用于處理X射線圖像數據組和/或CT圖像數據組的計算機系統(Cl)，其特征在于，至少儲存了一個在使用中可以執行的計算機程序，該程序執行具有如下方法步驟的方法b ,1計算出(V,。13. 1.接收具有大量像素的X射線圖像數據組或者CT圖像數據組， 13. 2.對每個像素在圍繞所檢查的像素具有第一半徑的圓內尋找結構信息，包括可能所找到的結構的方向信息，13.3.在所檢查的像素上應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范圍小于所述第一半徑，并且，另一方面通過所述低通濾波器的取決于方向的權重來考慮可能找到的結構的方向信息。
14.一種按照權利要求13的計算機系統(Cl)，其特征在于，至少儲存了一個計算機程序，該程序在使用中執行具有權利要求2至12中任一項所述的特征的方法。
全文摘要
本發明涉及一種方法以及一種X射線系統，特別是一種CT系統(C1)，其中，為了減少在成像X射線檢查中使用的放射劑量，對所拍攝的每個像素確定在被檢查的像素周圍給定距離內的可能存在的結構的結構信息，并在每個被檢查的像素上應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，通過該低通濾波器的取決于方向的權重來考慮可能存在的結構的形態學信息。
文檔編號G06F19/00GK102525531SQ20111036293
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者H.布魯德, R.勞佩克, T.弗洛爾 申請人:西門子公司