CN101578631B - 用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少。提供检测值，小运动确定单元(15)根据所述检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，大运动确定单元(16)根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述对象在大运动相位下的运动。重构单元(17)根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，所述重构单元(17)适于利用所确定的所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统、成像方法和计算机程序。本发明还涉及一种运动确定系统、运动确定方法和用于确定感兴趣区域中运动对象的运动的计算机程序，本发明还涉及一种用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像系统、成像方法和计算机程序。
背景技术
一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统是例如一种用于对患者心脏成像的计算断层摄影系统。通常将这种计算机断层摄影系统称为心脏CT系统。心脏CT系统包括用于确定心脏相位位置的心电图描记器，其中，为了重构心脏的感兴趣区域，仅使用了检测值，检测值是在心脏处于相对静止状态时心脏的特定相位位置采集的。于是，仅使用一部分检测值来重构心脏的感兴趣区域。这降低了信噪比并因此降低了图像质量。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统、成像方法和计算机程序，该运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，该系统、方法和程序重构出图像质量得到改进的感兴趣区域图像。
在本发明的第一方面，提供了一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统，该运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，该成像系统包括：
-检测值提供单元，其用于提供取决于运动对象性质的检测值，
-小运动确定单元，其用于根据所述检测值确定感兴趣区域中的对象在小运动相位下的运动，
-大运动确定单元，其用于根据所确定的对象在小运动相位下的运动确定感兴趣区域中的对象在大运动相位下的运动，
-重构单元，其用于根据所述检测值重构感兴趣区域的图像，其中，所述重构单元适于利用所确定的在小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
本发明基于如下的观点，由于在重构感兴趣区域期间将小和大运动相位下的运动用于执行运动补偿，也可以将对应于对象的大运动相位的检测值用于重构感兴趣区域。这增大了重构图像的信噪比并因此改善了重构图像的质量。
小运动相位是对象仅运动很少或根本不运动或运动得比大运动相位少的运动相位。例如，如果对象为心脏，小运动相位是心脏相对静止的相位，大运动相位是心脏运动更强的相位。
优选地，所述小运动确定单元适于
-根据检测值重构小运动相位之内若干相位位置处感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处感兴趣区域的图像确定感兴趣区域中所述对象在小运动相位下的运动。这允许以高可靠性确定感兴趣区域中的对象和小运动相位的运动。
进一步优选地，小运动确定单元适于
-通过确定相似性变换，使得相对于给定相似性度量而言，一个相位位置处已经被施加所述相似性变换的变换图像类似于另一个相位位置处的图像，从而确定一个相位位置到另一个相位位置之间的运动，
-至少在小运动相位之内若干相位点的两个之间确定至少一个相似性变换，其中所述至少一个相似性变换定义所述小运动相位之内的运动。
相似性变换例如是能够在若干相位点处的感兴趣区域图像中检测到的包括结构旋转、平移和缩放的变换。相似性变换优选地为九参数仿射变换。相似性度量例如为相关或绝对差之和。优选地，如果相似性度量生成小于预定相似性阈值的相似性值，变换的图像类似于另一图像。此外或可选地，如果施加到两个图像的相似性度量生成了最小相似性值，两个图像优选地是相似性的。优选地，不将相似性变换应用到整个图像，而是仅应用到在两个图像中都可以识别的结构。这样能够改善对运动的确定，并因此改善利用所确定的运动进行运动补偿的重构图像的质量。
进一步优选地，所述小运动确定单元适于通过首先确定平移，使得相对于所述给定相似性度量而言，一个相位位置处已经被施加所述平移的图像类似于另一个相位位置处的图像，从而确定一个相位位置处的图像和另一个相位位置处的图像之间的相似性变换，其中，将所确定的平移用作确定所述相似性变换的初始相似性变换。这为必需要确定的相似性变换赋予了良好的第一猜测，加快了确定并降低了用于确定相似性变换的计算成本，于是，加快了对运动的确定以及感兴趣区域图像的重构。
在感兴趣区域中，对象可以包括至少一个密度在给定密度范围内的高密度元素。在这种情况下，小运动确定单元优选地适于
-确定相似性变换，使得相对于给定相似性度量而言，已经被施加所述相似性变换的作为一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素的经变换的至少一个高密度元素类似于另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素，从而确定一个相位到另一个相位之间的运动，
-至少在小运动相位之内若干相位点的两个之间确定至少一个相似性变换，其中，所述至少一个相似性变换定义所述小运动相位之内的运动。高密度元素例如优选地为患者心脏中的钙化。此外，如果成像系统为计算机断层摄影系统，钙化的密度优选地在100到160Houndfield单位(HU)的范围中，进一步优选地在120到140HU的范围内，进一步优选地钙化密度为130HU。在Agatston等人的文章“Quantification of coronary arterycalcium using ultrafast computed tomography”(J.Am Coll Cardiol 15(4)pp.827-832，1990)中进一步公开了至少一个高密度元素的优选地密度，在此通过引用将其并入本文。
由于能够容易地在不同图像中识别至少一个高密度元素，所以进一步提高了确定相似性变换的精确度并因此提高了运动的精确度。此外，如果至少一个高密度元素为患者心脏的钙化，就可以根据利用运动补偿重构的重构图像确定钙化的尺度和形状，因此可以以高可靠性预先形成钙评分。如果心脏包括超过一个钙化，对于每个钙化，可以根据其他钙化的运动独立确定运动，并可以用运动补偿方式重构每个钙化，其中，针对每个钙化使用相应的运动。即使例如不同钙化以不同方式运动，这样也能够确定不同钙化的尺度和形状，因为它们位于患者心脏之内的不同位置。
进一步优选地，小运动确定单元适于通过首先确定平移，使得相对于所述给定相似性度量而言，作为已经被施加所述平移的作为一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素的已平移的至少一个高密度元素类似于另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素，从而确定一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素和另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素之间的相似性变换，其中，将所确定的平移用作确定所述相似性变换的初始相似性变换。这种平移是针对期望相似性变换的良好第一猜测，其中，加快了相似性变换的确定，且其中，降低了确定相似性变换所需的计算成本。
优选地，大运动确定单元适于通过在与大运动相位相邻的小运动相位的所确定运动之间进行内插来确定所述感兴趣区域中的对象在所述大运动相位下的运动。通过内插确定对象在大运动相位下的运动允许以低计算成本和高可靠性确定这种运动。
检测值提供单元优选地是用于生成取决于运动对象性质的检测值的检测值生成单元。进一步优选地，检测值生成单元是X射线源、X射线检测单元以及用于相对于感兴趣区域的移动X射线源的移动单元的组合，即，该成像系统优选地是至少包括权利要求1中定义的单元的计算机断层摄影系统。
在本发明的另一方面，提供了一种用于确定运动对象的运动的运动确定系统，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，由检测值提供单元为所述运动确定系统提供取决于所述运动对象的性质的检测值，其中，所述运动确定系统包括
-小运动确定单元，其用于根据所述检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
-大运动确定单元，其用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动。该运动确定系统优选地还包括重构单元，其用于根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，所述重构单元适于利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对运动对象之内的造影剂成像的成像系统，其中所述运动对象在所述感兴趣区域中包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像系统包括：
-检测值提供单元，如果对象之内没有造影剂，则该检测值提供单元用于提供取决于运动对象性质的第一检测值，
-小运动确定单元，其用于根据所述第一检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
-大运动确定单元，其用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
-重构单元，其用于根据所述第一检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第一图像，所述对象包括至少一个高密度元素，其中所述重构单元适于利用所确定的所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
其中，如果所述对象之内有所述造影剂，则所述检测值提供单元还适于提供取决于所述运动对象和所述造影剂中至少一个的性质的第二检测值，并且
其中，所述重构单元进一步适于从所述第二检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第二图像，
其中，所述成像系统还包括：
-配准单元，其用于将所述第一图像与所述第二图像配准，
-局部减影单元，其用于根据所述第二图像局部减去所述第一图像的至少一个高密度元素。
由于利用所确定的小和大运动相位下的运动以运动补偿方式重构了第一图像，所以可以以高可靠性确定至少一个高密度元素的尺度和形状，这允许以高可靠性从第二图像局部减去第一图像的至少一个高密度元素，获得示出感兴趣区域中对象之内的造影剂的第二图像，而降低了至少一个高密度元素的干扰，尤其是不受至少一个高密度元素的干扰。至少一个高密度元素优选地是包括造影剂的心脏的钙化。因此，改善了示出了造影剂的图像的质量，该造影剂例如示出了包含造影剂的心脏的脉管。
进一步优选地，所述小运动确定单元适于根据第二检测值确定所述感兴趣区域中的对象在小运动相位下的运动。
其中，所述大运动确定单元适于根据已从所述第二检测值确定的在所述小运动相位下的所述对象的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
其中，所述重构单元适于根据所述第二检测值重构所述感兴趣区域的第二图像，其中，所述重构单元适于利用已经根据所述第二检测值确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。由于第二图像也是以运动补偿的方式重构的，因此进一步提高了减影的质量并因此提高了没有至少一个高密度元素的最终第二图像的质量。
进一步优选地，所述重构单元适于根据所述第二检测值重构所述感兴趣区域的第二图像，其中，所述重构单元适于利用已经根据所述第一检测值确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。由于将针对第一图像确定的运动用于对第二图像进行运动补偿重构，仅需要为第一图像确定运动，从而降低了对感兴趣区域中的对象之内的造影剂成像所需的计算成本。
进一步优选地，所述检测值提供单元为检测值生成单元，如果所述对象之内没有所述造影剂，所述检测值生成单元用于生成取决于所述运动对象的性质的第一检测值，如果所述对象之内有所述造影剂，所述检测值生成单元用于生成取决于所述运动对象的性质的第二检测值。
在本发明的另一方面，提供了一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像方法，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像方法包括以下步骤：
-提供取决于所述运动对象的性质的检测值，
-根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动，
-根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，利用所确定的所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于由运动确定系统确定感兴趣区域中的运动对象的运动的运动确定方法，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，所述运动确定系统被提供取决于所述运动对象的性质的检测值，其中，所述运动确定方法包括如下步骤：
-由小运动确定单元根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-由大运动确定单元根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动，
在本发明的另一方面中，提供了一种用于对运动对象之内的造影剂成像的成像方法，其中，所述运动对象在所述感兴趣区域中包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像方法包括如下步骤：
-如果所述对象之内没有造影剂，则提供取决于所述运动对象的性质的第一检测值，
-根据所述第一检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动，
-根据所述第一检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第一图像，所述对象包括所述至少一个高密度元素，其中，利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
-如果所述对象之内有所述造影剂，则提供取决于所述运动对象和所述造影剂的至少一个的性质的第二检测值，
-根据所述第二检测值重构所述对象的所述感兴趣区域的第二图像，
-将所述第-图像与所述第二图像配准，
-从所述第二图像局部减去所述第一图像的至少一个高密度元素。
在本发明的另一方面，提供了一种用于对运动对象成像的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码模块，当在控制根据权利要求1所述的成像系统的计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块用于使计算机执行根据权利要求15所述的方法的步骤。
在本发明的另一方面，提供了一种用于确定运动对象的运动的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码模块，当在控制根据权利要求9所述的运动确定系统的计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块用于使计算机执行根据权利要求16所述的方法的步骤。
在本发明的另一方面，提供了一种用于对运动对象之内的造影剂成像的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码模块，当在控制根据权利要求11所述的成像系统的计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块用于使计算机执行根据权利要求17所述的方法的步骤。
应当理解，根据权利要求1所述用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统、根据权利要求9所述的用于确定运动对象的运动的运动确定系统、根据权利要求11所述的用于对运动对象之内的造影剂成像的成像系统、根据权利要求15所述的用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像方法、根据权利要求16所述的用于确定运动对象的运动的运动确定方法、根据权利要求17所述的用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像方法、根据权利要求18所述的用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的计算机程序、根据权利要求19所述的用于确定感兴趣区域中的运动对象的运动的计算机程序以及根据权利要求20所述的用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的计算机程序具有如从属权利要求中界定的类似和/或相同的优选地实施例。
应当理解，本发明的优选实施例还可以是例如两个或更多从属权利要求与相应独立权利要求的组合。
附图说明
参考下文所述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐释。在以下附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统的图示；
图2示出了示出根据本发明的用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像方法的实施例的流程图；
图3示出了示出根据本发明的确定感兴趣区域中对象在小运动相位下运动的实施例的流程图；
图4示意性地示出了在空间中用于根据所确定的对象在小运动相位下的运动确定感兴趣区域中的对象在大运动相位下的运动的内插；
图5示意性地示出了根据本发明的用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像系统的实施例；
图6示出了示出用于对感兴趣区域内的运动对象之内的造影剂成像的成像方法的实施例的流程图；
图7示出了示出确定感兴趣区域中的对象运动的实施例的流程图；
图8示意性地示出了仿射变换；
图9示出了每个角都分配了值的立方体；
图10示意性地示出了参考点的偏移；以及
图11示意性地示出了大运动场中运动的内插。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动更少。在本实施例中，这一成像系统是计算机断层摄影系统20。计算机断层摄影系统20包括台架1，所述台架1能够围绕平行于z方向延伸的旋转轴R旋转。在台架1上安装辐射源，在本实施例中辐射源是X射线源2。X射线源2具有准直器设备3，所述准直器设备3根据由X射线源2发射的辐射形成锥体辐射束4。在其他实施例中，准直器3可以适于形成具有另一种形状，例如具有扇形的辐射束。
辐射穿过运动对象(未示出)，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动得少，例如是患者的心脏和运动的技术对象。运动对象位于检查区5中。在已经穿过检查区5之后，X射线束4入射到安装在台架1上的检测单元6上，在本实施例中所述检测单元6为二维探测器。在其他实施例中，检测单元也可以是一维探测器。
台架1被电动机7以优选地恒定但可调的角速度驱动。提供另一个电动机8以平行于辐射R的轴或z轴的方向使运动对象所在的检查区5发生位移。运动对象例如位于可以由电动机8带动平行于辐射R的轴或z轴方向可运动的运动台或传送带上。这些电动机7、8、台架1、X射线源2和检测单元6形成检测值生成单元，用于生成取决于运动对象性质的检测值。电动机7、8受到控制单元9的控制，使得辐射源2和检查区5优选地沿着为圆形或螺旋形轨迹彼此相对地运动。为了沿着圆形轨迹彼此相对地移动X射线源2和检查区5，优选地旋转X射线源2而检查区5不动。为了沿着螺旋形轨迹彼此相对地移动X射线源2和检查区5，优选地旋转X射线源2而使检查区5平行于旋转轴R或z轴运动。
检测单元6采集到的检测值，即由检测值生成单元1、2、6、7、8生成的检测值被提供到运动确定系统10，以确定运动对象的运动，并根据检测值重构感兴趣区域的图像，其中，利用所判定的运动进行运动补偿。最终可以将重构的图像提供到显示器11以显示所生成的图像。
在另一个实施例中，附加地或可替代地，可以将感兴趣区域的重构图像提供到钙评分单元，所述钙评分单元利用感兴趣区域的重构图像进行钙评分。
运动确定系统10包括根据检测值确定感兴趣区域中的对象在小运动相位下的运动的小运动确定单元15、根据所判定的小运动相位下的对象运动确定大运动相位下感兴趣区域中的对象运动的大运动确定单元16，根据检测值重构感兴趣区域的图像的重构单元17，其中，所述重构单元17适于利用所判定的小和大运动相位下的运动进行运动补偿。运动确定系统10也优选地受控制单元9控制。
计算机断层摄影系统1还包括运动相位位置定义单元14，如果运动对象如在本实施例中那样周期性地运动，运动相位定义单元14用于定义运动对象运动周期之内的相位点。在本实施例中，运动相位定义单元14是用于提供心电图的心电图描记器，所述心电图被发送到运动确定系统10。运动相位定义单元14也优选地受控制单元9控制。
在下文中，将参考图2所示的流程图更详细地描述根据本发明的用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像方法，所述运动对象在小运动相位比在大运动相位运动更少。
在步骤201中，当X射线源2和检查区5沿着圆形轨迹彼此相对地运动的同时，即：在本实施例中旋转X射线源2而活动台或传送带不动，由检测单元6采集检测值。X射线源2照射运动对象，使得对于X射线源2的每个角位置，运动对象都完全位于锥形辐射束4之内。在另一实施例中，X射线源2和检查区5可以沿着螺旋形轨迹彼此相对地运动。在采集检测值过程中，运动相位定义单元14(在本实施例中为心电图描记器)记录心电图，从而可以将每个检测值分配给运动对象的运动相位位置。
将检测值和对应的所确定运动相位位置发送到小运动确定单元15，所述小运动确定单元15在步骤202中根据检测值确定感兴趣区域中对象在小运动相位下的运动。现在将参考图3中所示的流程图更详细地描述根据检测值确定感兴趣区域中对象在小运动相位下的运动。
在步骤301中，确定小运动相位和大运动相位。优选地通过重构由运动相位点定义单元14定义的若干相位位置重构的感兴趣区域图像确定小运动相位和大运动相位。可以用已知的选通重构技术进行这一重构。通过向相邻相位的图像施加相似性度量，例如相关和绝对差之和，来比较这些图像，如果对于相似性度量而言这些图像是相似性的，则在这两个相位位置处感兴趣区域中对象的运动为小运动，即，这两个相位点属于小运动相位，如果对于相似性度量这两个图像不相似性，则这两个相位点处对象的运动为大运动，这两个相位点属于大运动相位。如果向两幅图像施加相似性度量得到的相似性值大于预定阈值，则两幅图像是相似性的。可以通过校准或试验预先确定该阈值。
优选地，使用运动图方法和/或局部运动图确定小运动相位和大运动相位。在用于确定位置运动图的运动图方法中，在感兴趣区域之内比较相邻相位点处的重构图像，其中，感兴趣区域优选地为对象的子体积，例如，患者心脏的子体积。在Manzke等人文章“Automatic phase determination forretrospectively gated cardiac CT”(Med.Phys.31(12)2004年12月pp.3345-3362)中更详细地解释了用于确定局部运动图的运动图方法，在此通过引用将其并入本文。
为了在若干运动相位位置重构感兴趣区域的图像，可以使用常规心脏CT重构算法，例如孔径加权心脏重构(AWCR)，例如，在Koken等人的文章“Aperture weighted cardiac reconstruction for cone-beam CT”(Phys.Med.Biol.51(2006)3433-3448)中披露了这种方法，在此通过引用将其并入本文。
在步骤302中，优选地利用更高分辨率并在运动相位之内更多相位位置处根据检测值重构小运动相位之内若干相位位置处的感兴趣区域的图像。为了这一重构还可以使用常规的心脏CT重构算法，例如AWCR。
在步骤302中，在若干相位位置处，优选地在50到150个相位位置的范围内，进一步优选地在80到120个相位位置的范围内，优选地重构感兴趣区域的图像，优选地在步骤302中在100个不同相位位置处重构感兴趣区域的图像。在其他实施例中，也可以将在步骤301重构的用于确定小运动相位和大运动相位的图像用于在步骤303中确定小运动相位之内的运动，其中，在这种情况下可以省略步骤302。
在以下步骤303中，通过比较相应小运动相位下若干相位位置处感兴趣区域的图像，确定感兴趣区域中对象在小运动相位下的运动，即：本实施例中的运动矢量场。
对于感兴趣区域的每个体素以及小运动相位下的重构感兴趣区域图像的每个相位位置，运动矢量场都包括运动矢量，该运动矢量描述相应体素从相应相位位置处的体素位置到重构感兴趣区域图像的下一相位位置处该体素位置的运动。
在步骤303中，为了确定小运动相位之内从一个相位位置到另一个相位位置的运动，确定相似性变换，使得相对于给定的相似性度量而言，已施加相似性变换的一个相位位置处的变换图像类似于其他相位位置处的图像。于是，在本实施例中，在小运动相位之内每一对相邻相位位置(在步骤302或在另一个实施例中在步骤301中重构感兴趣区域的图像的相位位置)之间确定相似性变换。所确定的小运动相位的相似性变换定义了感兴趣区域每个体素从一个相位位置到下一相位位置的运动，因此定义了小运动相位的运动矢量场，即小运动相位下感兴趣区域中的对象的运动。针对若干小运动相位，至少针对两个小运动相位确定相似性变换以及(因此)运动矢量场。
由小运动确定单元15确定相似性变换。优选地调节小运动确定单元15，从而通过如下方式确定一个相位位置处的图像和另一个相位位置处的图像之间的相似性变换：首先确定平移，使得相对于给定的相似性度量而言，在一个相位位置处已施加平移的感兴趣区域图像类似于其他相位位置处感兴趣区域的图像，其中，将所确定的平移用作确定相似性变换的初始相似性变换。
相似性变换优选地为九参数仿射变换。这种九参数仿射变换包括平移、旋转和缩放。相似性度量优选地为相关或绝对差之和。如上所述，优选地通过如下方式确定小运动相位之内两个相位位置之间的相似性变换：首先确定平移，并利用该平移作为用于用下山法确定最终相似性变换的初始相似性变换。
在另一实施例中，在步骤303中，可以在相应小运动相位下的不同相位位置处的重构图像中识别至少一个高密度元素，并可以确定相似性变换，使得相对于给定相似性度量而言，至少作为已施加相似性变换的一个相位位置处的图像中的高密度元素的已变换至少一个高密度元素类似于其他相位位置处图像中的至少一个高密度元素。同样在这种情况下，优选地首先将平移确定为使其作为确定小运动相位之内两个相位位置之间的最终相似性变换的初始相似性变换。于是，在本实施例中，仅为感兴趣区域图像的体素确定运动矢量场，该运动矢量场至少示出了至少一个高密度元素的一部分。由于可以容易地在小运动相位之内的不同相位位置处的不同图像中识别这些体素，且由于并非对感兴趣区域的所有体素，而是仅对示出了至少高密度元素的至少一部分的感兴趣区域体素需要确定运动矢量场，因此可以以高可靠性和降低的计算成本确定运动矢量场。如果仅需要以运动补偿形式重构至少一个高密度元素，这种运动矢量场是充分的。至少一个高密度元素是例如钙，其中，在小运动相位之内不同相位位置处的感兴趣区域图像的每幅图像中，可以通过设置阈值确定示出钙的至少一部分的体素。钙化是密度优选地在100到160HU的范围内，进一步优选地在120到140HU的范围内的高密度元素，进一步优选地高密度元素具有130HU的密度。
当在步骤202中，即在步骤301到303中确定了运动，在本实施例中即运动矢量场之后，在步骤203中由大运动确定单元16根据已在步骤202中确定的小运动相位下的感兴趣区域之内对象的运动确定大运动相位下感兴趣区域之内对象的运动。
大运动相位位于小运动相位之间。优选地，通过利用小运动相位的所确定运动，即运动矢量场进行内插来确定大相位下的运动矢量场。进一步优选地使用样条内插来确定大运动相位下的运动矢量场。为了进行内插，在本实施例中，首先利用匹配方法识别不同小运动相位下的对应体素。在执行完该识别和匹配方法之后，知道了若干不同小运动相位下的感兴趣区域之内的某一体素的运动。可以在空间中或在由相似性变换参数定义的参数空间中进行内插。
图4中示意性示出了空间中的内插。图4在空间中示意性示出了某一体素运动所沿的运动路径22。已经通过在步骤202中确定小运动相位的运动矢量场确定了位置A和位置B之间的体素运动。此外，也已经在步骤202中确定了经过位置C之后体素的运动，作为另一小运动相位的运动矢量场。位置B和C之间的区域对应于大运动相位，其位于两个相邻小运动相位之间。在图4中用叉和实线矢量23表示位置B和位置C处的体素位置。优选地通过样条内插或三次内插确定这些位置B和C之间体素的运动，即例如图4中的虚线矢量24。
在小运动相位的每两个相邻相位位置之间确定相似性变换，即，如果在小运动相位之内的50个相位位置处重构了50幅图像，相似性变换定义不同相位位置处的图像之间的49个变换。所得的运动矢量场描述了在小运动相位之内不同相位位置处的不同图像中感兴趣区域之内元素位置的运动。
在步骤204中，重构单元17利用运动补偿重构算法重构感兴趣区域的最终图像，其中，利用所确定的运动，即所确定的小和大运动相位下的运动矢量场进行运动补偿，且其中运动矢量场涉及到可以应用运动补偿重构的重构相位点。
运动补偿重构是公知的，并且例如在Schaefer等人的文章“Motion-Compensated and Gated Cone Beam Filtered Back-Projection for 3-DRotational X-Ray Angiography”(IEEE TRANSACTIONS ON MEDICALIMAGING，2006年7月7日第25卷第7期pp.898-906)中被披露，在此通过引用将其并入本文。
感兴趣区域优选地仅包括患者心脏的一个钙化。因此，针对不同的钙化，即彼此独立的不同感兴趣区域，确定运动。这允许独立于心脏的其他部分的运动确定感兴趣区域之内的运动，生成高质量的所确定运动，以及因此生成重构和运动补偿的图像。此外，由于也可以将对应于大运动相位的检测值用于重构，因此提高了信噪比并降低了运动伪影或不在存在伪影。
图5示意性示出了用于对感兴趣区域中运动对象之内的造影剂成像的另一成像系统120。在本实施例中，这种成像系统是计算机断层摄影系统。类似于图1中所示的成像系统20，图5中所示的成像系统120包括台架101、X射线源102、准直器设备103、锥体辐射束104、检查区105、检测单元106、电动机107、108、控制单元109和运动相位定义单元114，它们类似于图1中所示的成像系统20的对应单元。
要对其中的造影剂成像的运动对象是一个运动对象，其包括至少一个高密度元素且在小运动相位下比在大运动相位下运动更少，所述高密度元素具有感兴趣区域给定密度范围之内的密度。对象是例如以钙作为高密度元素的患者心脏。台架101、X射线源102、检测单元106和电动机107、108是检测值提供单元的部分。如果对象之内没有造影剂，检测值提供单元生成取决于运动对象性质的第一检测值。成像系统120还包括运动确定系统110，所述运动确定系统110包括用于根据第一检测值确定感兴趣区域中对象在小运动相位下的运动的小运动确定单元115、根据所确定的小运动相位下对象运动确定感兴趣区域中对象在大运动相位下的运动的大运动确定单元117以及用于根据第一检测值重构包括对象的感兴趣区域的第一图像的重构单元116，所述对象至少包括高密度元素，其中重构单元117适于利用所确定的小和大运动相位下的运动进行运动补偿。于是，根据第一检测值重构了感兴趣区域的运动补偿图像，其包括至少一个高密度元素而不包括造影剂。
计算机断层摄影系统120，尤其是检测值提供单元101、102、106、107、108还适于提供至少取决于运动对象和造影剂(如果对象之内存在造影剂)的至少一个的性质的第二检测值。重构单元117进一步适于根据第二检测值重构包括对象的感兴趣区域的第二图像。
成像系统120还包括用于将第一图像与第二图像配准的配准单元118以及用于从第二图像局部减去第一图像的至少一个高密度元素的局部减影单元119，其中优选地至少将高密度元素用于配准。可以在显示器111上显示已经减去第一图像的至少一个高密度元素的第二图像。
在局部减影之前，第二图像示出了至少一个高密度元素和感兴趣区域之内的造影剂，第一图像示出了没有造影剂的至少一个高密度元素。于是，通过从第二图像局部减去第一图像的至少一个高密度元素，在局部减影之后，第二图像示出了基本没有至少一个高密度元素的感兴趣区域之内的造影剂。例如，如果运动对象是包括用于对冠状动脉成像的造影剂的患者心脏，且如果至少一个高密度元素为钙，成像系统120可以提供造影剂，即冠状动脉的图像而降低钙的干扰，尤其是不被钙干扰。优选地，设定感兴趣区域的尺寸，使其仅包括一个感兴趣的冠状动脉和钙化。成像系统120可以独立地对对象(具体而言为患者心脏)中不同位置处的不同感兴趣区域成像。即使对象的不同部分以不同方式运动，这样也能够对对象之内的造影剂进行高质量的重构。
在下文中，将参考图6所示的流程图描述用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像方法实施例，其中，运动对象包括至少一个密度在感兴趣区域中给定密度范围之内的高密度元素，并且其中，运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动得少。
在步骤401中，X射线源102围绕着旋转轴R或z方向旋转，对象不运动，即：X射线源102沿着围绕对象的圆形轨迹运动。优选地，在X射线源102沿着圆形轨迹运动期间，对象始终完全在锥体辐射束104之内。在另一实施例中，X射线源102和检查区105可以沿着另一种轨迹，例如沿着螺旋形轨迹彼此相对地运动。X射线源102发射穿过对象的X射线辐射，对象中没有造影剂。对象例如是患者的器官，例如患者的心脏或技术对象。由检测单元106检测通过对象的X射线辐射，生成取决于运动对象性质的第一检测值。
在步骤402中，小运动确定单元115根据第一检测值确定感兴趣区域中的对象在小运动相位下的运动。优选地参考图2中的步骤202和图3中的步骤301到303如上所述进行对感兴趣区域中对象运动的这一确定。
在步骤403中，大运动确定单元116根据所确定的小运动相位下的对象运动，具体而言通过内插，确定感兴趣区域中的对象在大运动相位下的运动。优选地，参考图2中的步骤203如上所述地执行对感兴趣区域中的对象在大运动相位下运动的这一确定。
重构单元117在步骤404中根据第一检测值重构包括对象的感兴趣区域的第一图像，所述对象包括至少一个高密度元素，其中，重构单元117利用在步骤402和403中确定的小和大运动相位下的运动进行运动补偿。优选地参考图2中的步骤204如上所述进行该重构。
在步骤405中，检测值提供单元101、102、106、107、108生成第二检测值，其中，X射线源102和检查区在步骤401如上所述彼此相对地运动，即在步骤401和405中，X射线源102相对于检查区105的采集几何形状和运动是类似的。这些步骤之间的差异在于，在步骤401中，对象之内没有造影剂，而在步骤405中，在感兴趣区域中的对象之内存在造影剂，例如基于钇或碘的造影剂。
在步骤406中由重构单元117利用所采集的第二检测值重构对象的第二图像。可以利用选通重构技术重构第二图像，其中，在本实施例中使用心电图描记器114的心电图，在本实施例中心电图描记器是运动相位定义单元114。可选地，为了重构第二图像，也可以参考图2中的步骤202、203或参考图6中的步骤402和403如上所述根据第二检测值确定小运动相位之内的运动和大运动相位之内的运动，并也可以将这些确定的小运动相位和大运动相位下的运动用于类似于参考图2的步骤204或图6的步骤404的如上所述的运动补偿重构的根据第二检测值对第二图像进行的运动补偿重构。在另一实施例中，也可以将在步骤402和403中在小运动相位和大运动相位下根据第一检测值确定的运动对象的运动用于在步骤406中根据第二检测值对第二图像进行运动补偿重构，即，可以将根据第一检测值确定的运动用于第二图像的运动补偿重构。
在步骤407中，配准单元118相对于第二图像配准第一图像，具体而言是通过配准示出了第一和第二图像中至少一个高密度元素的至少一部分的体素来实现配准的。
在步骤408中，由局部减影单元119从第二图像中局部减去一图像中可通过阈值设定识别的至少一个高密度元素。已经局部减去第一图像的至少一个高密度元素的第二图像示出了感兴趣区域中对象之内的造影剂，而至少一个高密度元素的干扰得以减少，尤其是不受至少一个高密度元素的干扰。
运动对象优选地为患者的心脏，至少一个高密度元素优选地为钙化。此外，优选地设定感兴趣区域的尺寸使其包括一个钙化。如果患者的心脏包括若干钙化，优选地将步骤401和405中的采集执行一次，但针对每个感兴趣区域，即，针对每个钙化执行步骤402到404和步骤406到408中的运动确定和重构。于是，可以以高可靠性重构和确定每个钙化的位置和形状，并可以从相应的第二图像减去第一图像中所示的钙化，生成第二图像中钙化的高质量抑制。每个第二图像优选地示出感兴趣的冠状动脉而不受钙化的干扰。
通过仅在第二图像的体素从第二图像减去第一图像的至少一个高密度元素来进行局部减影，所述体素包括至少一个高密度元素的至少一部分，所述高密度元素优选地为钙化。在执行局部减影时，在减去钙化的地方对比度消失，而留下冠状动脉的其余腔管。在M.van Straten等人的文章“Removal of arterial wall calcifications in CT angiography by localsubtraction”(Med.Phys.30(5)2003，pp.761-770)中更详细地介绍了局部减影，在此通过引用将其并入本文。
在步骤401中，优选地进行钙评分扫描，在步骤405中优选地进行冠状动脉血管造影扫描。此外，在步骤401和405中，优选地利用大探测器阵列进行小间距螺旋扫描或圆形计算机断层摄影扫描，在优选地对象运动的至少一个周期上，具体而言在至少一个心脏搏动周期上能够进行完全对象覆盖。于是，对象优选地是周期性运动对象。
优选地，在步骤406中，进行感兴趣冠状动脉的选通重构，在步骤407中，优选地将第一图像的钙化与第二图像配准，在步骤408中，进行局部减影。或者，优选地在步骤405中进行感兴趣冠状动脉的一组选通重构，将其用于根据选通重构确定冠状动脉的运动，具体而言按照图6中的步骤402、图3中的步骤301到303以及图2中的步骤202如上所述进行确定，并优选地对感兴趣冠状动脉进行运动补偿重构。此外，在步骤407中，优选地将第一图像的钙化与示出了感兴趣脉管结构的第二图像的钙化配准，在步骤408中，进行局部减影。在另一个实施例中，在步骤406中，使用在步骤402和403中针对心动周期中的钙化运动所确定的运动矢量场对包含钙化的感兴趣冠状动脉进行运动补偿重构。在这种情况下，在步骤407中，将第一图像的钙化与示出了脉管结构的第二图像的钙化配准，在步骤408中，进行局部减影。
上文所述从示出脉管结构的第二图像局部减去第一图像的钙化减轻了冠状动脉计算机断层摄影血管照像扫描中的钙模糊效应。如果将这些冠状动脉计算机断层摄影血管照像扫描用于分析脉管管腔，则改善了脉管管腔分析。
在下文中，描述用于确定感兴趣区域中运动对象运动的另一实施例，该运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，假设感兴趣区域包括组织、钙化以及(如果有的话)从组织到空气的突变过渡堵塞物。
由于像骨骼那样的钙化导致X射线的强烈衰减，因此它们具有比周围组织大得多的CT数量。因此，钙化的损伤提供了强特征。因此，优选地通过设定阈值并随后通过区域生长技术来完成钙化区域的分割。使用分割的钙化施加块匹配。可以使用块匹配检测平移位移。因此，对最大的钙化进行分割和成帧，以充当在另一时间帧中进行比较的块。
结果是给出了关于运动的平移部分的信息的位移矢量。
为了实现关于对象旋转和缩放的信息，块匹配算法使用九参数仿射变换模型，该模型经由相似性度量的多维优化找到有关平移、旋转和缩放的最佳拟合。
通过内插在大运动相位下确定运动矢量场。
运动矢量场之间的内插使小运动相位之间的间隙靠近。
在本实施例中，通过确定局部运动图来确定小和大运动相位，这是一种确定小运动相位的有价值方法。结果是作为相位点，具体而言心脏相位点的函数的相似性度量。在每个小运动相位之内，可以应用图像配准。图像配准优选地将一个图像(模板图像)与另一个(目标图像)比较，选择每个小运动相位之内的一个图像来充当模板。在下文中将该图像，例如每个小运动相位的中心图像，称为锚定相位点P锚定。参考局部运动图选择小运动相位。
在本实施例中，图像配准意味着被表示为模板和目标图像的两个图像之间的最佳拟合。目标是找到最佳地描述小运动相位i的锚定相位点Pi 锚定和相应相同小运动相位之内的相位点之间变换的那些参数。重构的模板图像具有强度值将要把强度值匹配到具有的目标图像上。优选的算法由三个部分构成：变换模型、价值函数、最优化算法。
对于给定的变换参数集
对3D图像进行变换。目的是将该变换图像最佳地匹配到目标图像由相似性度量给出价值函数于是，价值最小化产生最佳转换参数：
其中，通过改变进行最小化。
在图7中示出了找到最佳变换参数集的策略。
在图7中，为下山单纯形算法(Downhill Simplex Algorithm)馈送开始矢量和步长矢量，生成参数空间中的一组点，其形成开始猜测矩阵K0。可以利用额外的块匹配算法确定开始猜测。价值函数是变换模板和目标图像之间的相似性度量。
变换通常通过修改图像，使得体素中心不与目标网格匹配。不是将模板投射到新帧中，有利地通过应用逆矩阵A模板，目标 -1反向计算体素值。由于中心被八个其他体素(除边界处外)包围，可以使用这八个邻居来确定新中心位置处的强度(图8)。于是，取变换图像的特定体素并经由逆矩阵A模板，目标 -1计算其初始位置是适当的。在初始帧中，可以利用内插方案计算体素的强度。
三线内插是一种在顶点有给定值的(立体)盒之内内插线性点的方法。考虑如图9所示的每个角都分配了值的单位立方体。每个顶点的值被表示为Vijk。立方体之内的位置(x，y，z)处的值由下式确定
Vxyz＝V000(1-x)(1-y)(1-z)
+V100x(1-y)(1-z)
+V010(1-x)y(1-z)
+V001(1-x)(1-y)z
+V101x(1-y)z
+V011(1-x)yz
+V110xy(1-z)
+V111xyz (4)
价值函数测量和之间的相似性。于是，由下式确定该值
用于体内治疗相似性度量的通用价值函数为均方差、互相关或相关系数。相关系数对被比较图像的幅度变化不敏感。相关系数被实现为价值函数。所实施的最优化算法寻求最小值。因此，该函数变为：
其中，带上划线的变量表示平均值。
实施用于最佳拟合的自动搜索的最后步骤优选地为最优化算法，最优化算法寻求变换参数集首选是下山单纯形法。任务是九维度中的最优化问题，因为变换分别包括三个维度中的平移、旋转和缩放。
优选地组成十个变换猜测的集合以开始算法。可以利用一个变换矢量和提供边缘长度的步长矢量建立这种集合。
用于匹配显然几乎未继承例如小运动相位之内的位移的图像的适当的开始猜测可以是不对图像进行变换的矢量：
第二输入是步长矢量该矢量生成一组代表参数空间中下山单纯形算法顶点的参数矢量。它们的尺寸为单个参数的典型长度尺度。对于平移分量tx，ty和tz而言，有意义的选择是几毫米，例如±3mm，的步长，这是由于开始猜测将提供良好的第一猜测。认为旋转和缩放是适度的。因此，优选地将rx，ry和rz的步长设置成±0.2(11.46°)，优选地将mx，my和mz的设置成±0.2。
在本实施例中，假设局部运动主要为平移。因此，所实施的块匹配算法应当能够提供有关参数tx，ty和tz的大致信息。在下坡单形算法之前可以使用完全搜索以便找到开始猜测：
为了应用块匹配，在模板图像之内分割适当的块。在跟踪钙化区域的特殊情况下，最大钙化周围的立方体帧充当搜索块。使用阈值并随后通过区域生长算法分割钙化。然后，在整个目标图像上移动该块以便找到最佳匹配。所获得的变换信息完成了方程(9)中的开始矢量。最后，利用该矢量和步长矢量建立开始猜测。
到现在为止，在本实施例中已经计算了小运动相位的运动矢量场。这意味着我们分别获得了每个小运动相位的锚定相位点及其相邻相位点之间的运动矢量场。
采集到的每个部分的运动信息通常不连接到其他小运动相位。于是，在内插之前，优选地所有运动矢量场都与一个单相位点相关。通常，可以将小运动相位的每个相位点选作参考相位点。为了使计算工作最小化，可以选择锚定相位点之一。
为了将运动矢量场从一个小运动相位变换到另一个，确定锚定点Pi 锚定和参考相位点之间的运动矢量场，如上所述例如为中心锚定相位点Pc 锚定。在两个(不同)相位点的图像之间进行图像配准。令Aij为表示从相位点Pi到Pj的变换的矩阵，Aik为属于相位点Pi和Pk的变换矩阵：
利用方程(10)和方程(11)，得到
因此
在相位点k处的位移为(参见图10)
将带入方程(12)和(13)得到
其中，I为4x 4单位矩阵。
在该实施例中，在图10中，为了使参考点偏移，必需要拥有从旧参考点到新参考点的运动矢量以及表示从旧参考点到感兴趣相位点的运动矢量的
方程(13)描述了从相位点Pi到Pk传播运动矢量场所需的计算：如果从一个参考相位点Pi 参考到新参考相位点Pj 参考以及从Pi 参考到Pk的运动矢量场可用，就可以直接计算从Pj 参考到Pk的运动矢量场。
为了估计强运动，即大运动相位下的运动，优选地进行内插。有两种优选的方法来获得内插运动矢量场：在空间域中内插以及在参数域中内插。
内插通常是估计特定数量节点之间的值。可以使用几种用于内插的方法，例如线性内插、多项式拟合、三次内插或贝塞尔内插。
空间域中的内插针对所有相位点i并针对感兴趣区域(ROI)的所有体素在之间进行内插。优选地由提供用于内插的节点，这是小运动相位之内Pc 锚定和所有相位点之间的体素的位移矢量。空间域空间中的内插使用每一单个体素的估计矢量进行内插。
根据仿射变换为运动矢量场堵塞的内插给出了第二种可能。由于生成变换矩阵A的参数是时间的函数，因此可以实现参数内插，将其表示为参数域中的内插。
在图11中，示出了参数与不同相位点之间的关系。在小运动相位下计算变换参数(虚线)。参数空间中的内插使用计算出的变换参数进行内插(实线)。
运动矢量场涉及到可以施加运动补偿心脏重构的重构相位点。
尽管已经在附图和前述说明中展示和描述了本发明，应当将这种展示和描述视为例示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。
成像系统还可以包括存储器作为检测值提供单元，在其中存储检测值，也许还存储像心电图描记器的运动相位定义单元的值，所述检测值例如是由计算机断层摄影系统采集的。此外，对象可以是整个对象或对象的一部分，对象也可以是技术对象或器官，其不是心脏，例如，对象可以是肾动脉。此外，在参考图6的以上描述中，在对象之内存在造影剂时对第二检测值的采集可以进行于在对象之内没有造影剂时对第一检测值的采集之前。此外，也可以在重构第一图像之前进行第二图像的重构。优选地，对运动矢量场进行平滑化，尤其是如果运动矢量场具有形状弯曲的情况下。
此外，至少一个高密度元素可以具有比上述160HU更大的密度。
本领域的技术人员通过研究附图、公开和所附权利要求实践所主张的发明，可以理解和实施对所公开实施例的其他变化。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元或其他单元可以完成权利要求中提到的若干项目的功能。可以由一个或若干计算机程序和/或专用硬件实现一个或几个单元，尤其是其功能。在互不相同的从属权利要求中提到特定度量这一简单事实不表示不能出于有利的目的使用这些度量的组合。
计算机程序可以被存储/分布在适当介质上，诸如光存储介质或与其他硬件一起供应或作为其一部分的固态介质，但也可以以其他形式分布，诸如经由因特网或其他有线或无线远距离通信系统分布。
权利要求中的任何附图标记都不应被理解为限制范围。
Claims (19)
1.一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像系统，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像系统包括：
-检测值提供单元(1、2、6、7、8)，其用于提供取决于所述运动对象的性质的检测值，
-小运动确定单元(15)，其用于根据所述检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
-大运动确定单元(16)，其用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
-重构单元(17)，其用于根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，所述重构单元(17)适于利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
其中，所述小运动确定单元(15)适于
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
2.根据权利要求1所述的成像系统，
其中，所述小运动确定单元(15)适于
-通过确定相似性变换，使得相对于给定相似性度量而言，一个相位位置处已经被施加所述相似性变换的变换图像类似于另一个相位位置处的图像，从而确定所述一个相位位置到所述另一个相位位置之间的运动，
-至少在小运动相位之内若干相位点的两个之间确定至少一个相似性变换，其中，所述至少一个相似性变换定义所述小运动相位之内的运动。
3.根据权利要求2所述的成像系统，
其中，所述小运动确定单元(15)适于通过首先确定平移，使得相对于所述给定相似性度量而言，一个相位位置处已经被施加所述平移的图像类似于另一个相位位置处的图像，从而确定所述一个相位位置处的图像和所述另一个相位位置处的图像之间的相似性变换，其中，将所确定的平移用作用于确定所述相似性变换的初始相似性变换。
4.根据权利要求1所述的成像系统，其中，在所述感兴趣区域中，所述对象包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述小运动确定单元(15)适于
-通过确定相似性变换，使得相对于给定相似性度量而言，已经被施加所述相似性变换的作为一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素的经变换的至少一个高密度元素类似于另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素，从而确定所述一个相位到所述另一个相位之间的运动，
-至少在小运动相位之内若干相位点的两个之间确定至少一个相似性变换，其中，所述至少一个相似性变换定义所述小运动相位之内的运动。
5.根据权利要求4所述的成像系统，
其中，所述小运动确定单元(15)适于通过首先确定平移，使得相对于所述给定相似性度量而言，已经被施加所述平移的作为一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素的已平移的至少一个高密度元素类似于另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素，从而确定所述一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素和所述另一个相位位置处的图像中的至少一个高密度元素之间的相似性变换，其中，将所确定的平移用作确定所述相似性变换的初始相似性变换。
6.根据权利要求1所述的成像系统，
其中，所述大运动确定单元(16)适于通过在与大运动相位相邻的小运动相位的所确定运动之间进行内插来确定所述感兴趣区域中的对象在所述大运动相位下的运动。
7.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述检测值提供单元(1、2、6、7、8)是用于生成取决于所述运动对象的性质的检测值的检测值生成单元(1、2、6、7、8)。
8.一种用于确定感兴趣区域中的运动对象的运动的运动确定系统(10)，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，由检测值提供单元(1、2、6、7、8)为所述运动确定系统(10)提供取决于所述运动对象的性质的检测值，其中，所述运动确定系统(10)包括
-小运动确定单元(15)，其用于根据所述检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
-大运动确定单元(16)，其用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
其中，所述小运动确定单元(15)适于
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
9.根据权利要求8所述的运动确定系统(10)，
还包括重构单元(17)，其用于根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，所述重构单元(17)适于利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
10.一种用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像系统，其中，所述运动对象在所述感兴趣区域中包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像系统包括：
-检测值提供单元(101、102、106、107、108)，如果所述对象之内没有所述造影剂，则所述检测值提供单元用于提供取决于所述运动对象的性质的第一检测值，
-小运动确定单元(115)，其用于根据所述第一检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
-大运动确定单元(116)，其用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
-重构单元(117)，其用于根据所述第一检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第一图像，所述对象包括至少一个高密度元素，其中，所述重构单元(117)适于利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
其中，如果所述对象之内有所述造影剂，则所述检测值提供单元(101、102、106、107、108)还适于提供取决于所述运动对象和所述造影剂中至少一个的性质的第二检测值，并且
其中，所述重构单元(117)进一步适于根据所述第二检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第二图像，
其中，所述成像系统还包括：
-配准单元(118)，其用于将所述第一图像与所述第二图像配准，
-局部减影单元(119)，其用于根据所述第二图像局部减去所述第一图像的至少一个高密度元素，
其中，所述小运动确定单元(115)适于
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
11.根据权利要求10所述的成像系统，
其中，所述小运动确定单元(115)适于根据所述第二检测值确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述小运动相位下的运动，
其中，所述大运动确定单元(116)适于根据已根据所述第二检测值确定的在所述小运动相位下的所述对象的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
其中，所述重构单元(117)适于根据所述第二检测值重构所述感兴趣区域的第二图像，其中，所述重构单元(117)适于利用已经根据所述第二检测值确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
12.根据权利要求11所述的成像系统，
其中，所述重构单元(117)适于根据所述第二检测值重构所述感兴趣区域的第二图像，其中，所述重构单元(117)适于利用已经根据所述第一检测值确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿。
13.根据权利要求10所述的成像系统，其中，所述检测值提供单元(101、102、106、107、108)为这样的检测值生成单元(101、102、106、107、108)，如果所述对象之内没有所述造影剂，则所述检测值生成单元用于生成取决于所述运动对象的性质的第一检测值，如果所述对象之内有所述造影剂，则所述检测值生成单元用于生成取决于所述运动对象的性质的第二检测值。
14.一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像方法，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像方法包括以下步骤：
-提供取决于所述运动对象的性质的检测值，
-根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动，
-根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像，其中，利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
其中，确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动包括：
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
15.一种用于由运动确定系统确定感兴趣区域中的运动对象的运动的运动确定方法，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，所述运动确定系统被提供取决于所述运动对象的性质的检测值，其中，所述运动确定方法包括如下步骤：
-由小运动确定单元根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-由大运动确定单元根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动，
其中，确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动包括：
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
16.一种用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像方法，其中，所述运动对象在所述感兴趣区域中包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像方法包括以下步骤：
-如果所述对象之内没有造影剂，则提供取决于所述运动对象的性质的第一检测值，
-根据所述第一检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动，
-根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动，
-根据所述第一检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第一图像，所述对象包括所述至少一个高密度元素，其中，利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
-如果所述对象之内有所述造影剂，则提供取决于所述运动对象和所述造影剂中至少一个的性质的第二检测值，
-根据所述第二检测值重构所述对象的所述感兴趣区域的第二图像，
-将所述第一图像与所述第二图像配准，
-从所述第二图像局部减去所述第一图像的至少一个高密度元素，
其中，确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动包括：
-根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像，
-通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动。
17.一种用于对包括运动对象的感兴趣区域成像的成像装置，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像装置包括：
-用于提供取决于所述运动对象的性质的检测值的模块，
-用于根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块，
-用于根据所确定的所述对象在所述小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在所述大运动相位下的运动的模块，
-用于根据所述检测值重构所述感兴趣区域的图像的模块，其中，利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
其中，用于确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的所述模块包括：
-用于根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像的模块，
-用于通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块。
18.一种用于由运动确定系统确定感兴趣区域中的运动对象的运动的运动确定装置，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，所述运动确定系统被提供取决于所述运动对象的性质的检测值，其中，所述运动确定装置包括：
-用于由小运动确定单元根据所述检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块，
-用于由大运动确定单元根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动的模块，
其中，用于确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的所述模块包括：
-用于根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像的模块，
-用于通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块。
19.一种用于对感兴趣区域中的运动对象之内的造影剂成像的成像装置，其中，所述运动对象在所述感兴趣区域中包括至少一个密度在给定密度范围之内的高密度元素，且其中，所述运动对象在小运动相位下比在大运动相位下运动较少，其中，所述成像装置包括：
-用于如果所述对象之内没有造影剂，则提供取决于所述运动对象的性质的第一检测值的模块，
-用于根据所述第一检测值确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块，
-用于根据所确定的所述对象在小运动相位下的运动确定所述感兴趣区域中的所述对象在大运动相位下的运动的模块，
-用于根据所述第一检测值重构包括所述对象的所述感兴趣区域的第一图像的模块，所述对象包括所述至少一个高密度元素，其中，利用所确定的在所述小和大运动相位下的运动进行运动补偿，
-用于如果所述对象之内有所述造影剂，则提供取决于所述运动对象和所述造影剂中至少一个的性质的第二检测值的模块，
-用于根据所述第二检测值重构所述对象的所述感兴趣区域的第二图像的模块，
-用于将所述第一图像与所述第二图像配准的模块，
-用于从所述第二图像局部减去所述第一图像的至少一个高密度元素的模块，
其中，用于确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的所述模块包括：
-用于根据所述检测值重构所述小运动相位之内若干相位位置处的所述感兴趣区域的图像的模块，
-用于通过比较所述若干相位位置处所述感兴趣区域的图像确定所述感兴趣区域中所述对象在所述小运动相位下的运动的模块。
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