CN106157345A - 用于生成图像的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于生成图像的方法，其中方法包括以下步骤：借助于第一组检测器单元检测第一投影数据集，其中第一组具有第一多个第一检测器单元，其中第一检测器单元每个具有多于给定数目的检测器元件；借助于第二组检测器单元检测第二投影数据集，其中第二组具有第二多个第二检测器单元，其中第二检测器单元每个最多具有给定数目的检测器元件；基于第一投影数据集重构第一图像数据；基于第二投影数据集重构第二图像数据；组合第一图像数据和第二图像数据。

Description

用于生成图像的方法
技术领域
本发明涉及用于根据通过第一组检测器单元检测的第一投影数据集和通过第二组检测器单元检测的第二投影数据集来生成对象的图像的方法。本发明还涉及用于根据通过第一组检测器单元检测的第一投影数据集和通过第二组检测器单元检测的第二投影数据集来生成对象的图像的数据处理单元。本发明还涉及成像设备、计算机程序产品和计算机可读介质。
背景技术
在成像应用中，特别是在计算机断层扫描中，可以使用检测器来检测投影数据集。在检测投影数据集辐射量子、例如X射线量子时，投影数据集辐射量子从辐射源、例如X射线源发出，并且穿透要成像的对象的区域，撞击检测器。可以基于投影数据集来生成要成像的对象的区域的图像。可以将量子计数检测器设计用于辐射量子的频谱分辨检测。特别地，量子计数检测器使得能够根据入射辐射量子的能量来检测投影数据集。由于辐射量子与材料的交互依赖于辐射量子的能量，所以量子计数检测器在对象的结构的描绘和识别方面提供很多优点。
为了检测辐射量子的入射位置，检测器包括多个检测器单元。这些检测器单元中的每个可以分别被分配给辐射量子在该处能够撞击检测器的至少一个位置。撞击检测器单元的辐射量子的通量密度可能非常高，尤其是在辐射没有明显被对象衰减的情况下。为了使得能够在检测投影数据集时实现高的准确性，特别是在量子计数检测器中，在给定时间段期间由检测器单元注册的辐射量子的数目作为规则一定不能超过许可值。这一许可值可能取决于例如检测器的电子设备和检测器的物理属性。例如，这一许可值可能取决于在检测辐射量子时提供的电流和/或电压脉冲的宽度等。
检测器单元可以具有一个或多个检测器元件。仅具有一个检测器元件的检测单元也称为子像素。具有多个检测器元件的检测器单元也称为宏像素。量子计数检测器的检测器元件的投影表面通常非常小，例如大致是边长为250微米的正方形。许可值因此甚至在高通量密度的辐射量子撞击检测器的情况下可以满足。另外，从而可以实现非常高的空间分辨率。在边长为250微米的示例中，可以实现空间分辨率使得能够分辨每厘米40对的线。例如，因此可以以在传统血管造影术中使用的平板检测器的空间分辨率对特别是内耳或血管的骨结构成像。
这一空间分辨率的使用可能对扫描数据的频谱质量有不利影响。在检测器元件的边长很小的情况下，在不同的能量范围内注册的辐射量子的频谱分辨率可能由于增加的物理效应的影响而受损。例如，在电荷共享的情况下，即靠近两个检测器元件的边界注册的两个检测器元件中的辐射量子的同时检测，辐射量子的能量检测非常不准确。另外，与更大的检测器元件相比，更小的检测器元件的信号稳定性减小和/或由于检测器材料的非均匀性而使得噪声增加。
具有多个检测元件的检测器单元的选择因此对于检测器的良好的频谱质量而言很有利并且对于检测器的良好的空间分辨率而言是不利的。
根据DE 10 2011 077 859 B4已知量子计数辐射检测器，其中检测器元件分为相邻检测器元件的组以便形成更大的检测器单元。
发明内容
本发明的目的是使得能够生成具有改进的空间分辨率并且改进的频谱质量的图像。
这一目的通过如权利要求1中的方法、通过如权利要求11中的数据处理单元、通过如权利要求14中的成像设备、通过如权利要求15中的计算机程序产品以及通过如权利要求16中的计算机可读介质来实现。另外的从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
在用于生成图像的发明方法中，借助于第一组检测器单元检测第一投影数据集并且借助于第二组检测器单元检测第二投影数据集。第一组具有第一多个第一检测器单元，其中第一检测器单元每个具有多于给定数目的检测器元件。第二组具有第二多个第二检测器单元，其中第二检测器单元每个最多具有给定数目的检测器元件。基于第一投影数据集重构第一图像数据。基于第二投影数据集重构第二图像数据。组合第一图像数据和第二图像数据。特别地，组合第一图像数据和第二图像数据以形成图像。
第一投影数据集和第二投影数据集可以涉及例如从辐射源开始被投影到检测器单元上并且在过程中穿透要映射的对象的区域的辐射的辐射量子。第一投影数据集和第二投影数据集可以包括例如与辐射和对象的交互有关的信息、特别是对象对辐射的衰减有关的信息。
投影数据集可以包括一个或多个投影轮廓。辐射源和/或检测器单元关于要映射的对象的区域的布置可以分别被分配、特别是被分配给这些投影轮廓中的每个。这种布置可以例如由转子的旋转角度来定义，辐射源和/或检测器单元布置在该转子上以绕着要映射的对象的区域旋转。
本发明的一个实施例提供，同时检测第一投影数据集和第二投影数据集。本发明的一个实施例提供，由第一组检测器单元直接提供第一投影数据集并且由第二组检测器单元直接提供第二投影数据集。
由于第一检测器单元每个具有多于给定数目的检测器元件，因此与第二投影数据集相比，可以以改进的频谱质量实现第一投影数据集。由于第二检测器单元每个最多具有给定数目的检测器元件，因此与第一投影数据集相比，可以以改进的空间分辨率实现第二投影数据集。
可以使用相同的重构方法或者不同的重构方法，例如基于已滤波后向投影，分别根据第一或第二投影数据集来重构第一或第二图像数据。特别地，可以使用与第一图像数据的重构不同的重构方法来重构第二图像数据。例如，基于第一图像数据的信息可以用于第二图像数据的重构。
组合第一图像数据和第二图像数据特别地可以包括数学运算的逐像素执行。数学运算特别地可以包括一个或多个基本的算术运算，例如加法和/或乘法。组合特别地可以包括对第一图像数据进行滤波和/或对第二图像数据进行滤波。数学运算可以涉及例如第一图像数据或已滤波第一图像数据的像素的值以及第二图像数据或已滤波第二图像数据的像素的值。
例如可以在被称为频率划分方法的方法的帮助下组合第一图像数据和第二图像数据。
根据本发明的优选方面，借助于第一滤波器对第一图像数据进行滤波，并且借助于第二滤波器对第二图像数据进行滤波，其中将已滤波第一图像数据和已滤波第二图像数据逐像素相加。
以这一方式，根据第一图像数据的空间频率和第二图像数据的空间频率来组合第一图像数据和第二图像数据。特别地，这应当被认为是表示，对于第一空间频率范围，来自第一图像数据的图像信息相对于来自第二图像数据的图像信息被更强地加权，并且对于第二空间频率范围，来自第二图像数据的图像信息相对于来自第一图像数据的图像信息被更强地加权。
以这一方式，可以生成对象的图像，其中第一空间频率范围内的图像具有基本上基于第一投影数据集的图像信息，并且第二空间频率范围内的图像具有基本上基于第二投影数据集的图像信息。从而可以实现其中第一检测器单元的改进的频谱质量与第二检测器单元的改进的空间分辨率被组合的图像。
根据本发明的优选方面，第一滤波器具有第一传递函数，并且第二滤波器具有第二传递函数，其中第一传递函数和第二传递函数的总和为常数函数。
从而可以满足边界条件：对于相同的第一和第二图像数据的概念上的情况，组合的图像数据与第一和第二图像数据相同。
根据本发明的优选方面，第一滤波器具有低通滤波器，并且第二滤波器具有高通滤波器。
本发明的一个实施例提供，第一滤波器为低通滤波器和/或第二滤波器为高通滤波器。
特别地，高通滤波器和低通滤波器可以彼此补充，使得高通滤波器的傅里叶变换和低通滤波器的傅里叶变换的总和基本上为常数。上述边界条件也能够以这一方式被满足。
从而可以生成对象的图像，其中在更深的空间频率的范围中，即更粗略的结构，图像具有频谱质量改进的信息，并且在更高空间频率的区域中，即更细的结构，图像具有空间分辨率改进的图像信息。
可以组合基于第二投影数据集的第一图像数据和后向投影数据，例如在被称为HYPR方法(高度约束的后向投影重构)的方法的帮助下。第一图像数据可以形成在这方面被称为先前图像的图像。这种方法例如从US 7,545,901 B2中已知。
根据本发明的优选方面，将第一图像数据和第二图像数据逐像素相乘。
根据本发明的优选方面，重构第二图像数据，其中生成基于第二投影数据集的后向投影数据，其中可以向后向投影数据的像素分配、特别地后向投影数据的像素分配后向投影路径。对后向投影数据归一化，其中使用基于像素组的信息用于后向投影数据的像素，其中像素组包括可以向后向投影路径分配、特别地向后向投影路径分配的第一图像数据的像素。将归一化后的后向投影数据逐像素相加。
可以基于第二投影数据集使用后向投影方法来生成后向投影数据。
优选地组合以这一方式重构的第二图像数据和第一图像数据，其中将第一图像数据和第二图像数据逐像素相乘。
从而可以生成对象的图像，使得对于更深的空间频谱，即更粗略结构，来自第一投影数据集的信息与来自第二投影数据集的信息相比可以被更强地加权，并且对于更高空间频率的区域，即更细的结构，来自第二投影数据集的信息与来自第一投影数据集的信息相比可以被更强地加权。在更深的空间频率的区域中，即更粗略的结构，以这一方式生成的图像具有频率质量改进的图像信息，并且在更高空间频率的区域中，即更细的结构，以这一方式生成的图像具有空间分辨率改进的图像信息。
作为规则，降低的空间分辨率在更粗略的结构中不太有害，并且降低的频谱质量在更细的结构中不太有害。因此，总体上本发明能够生成具有改进的空间分辨率和改进的频谱质量的图像。
如果第一图像数据的给定像素对应于后向投影数据的像素，则可以将第一图像数据的给定像素特别地指定为可分配给后向投影路径，其中至少部分通过沿着后向投影路径的后向投影来确定后向投影数据的像素的值。对应的像素特别地应当被认为表示在要映射的对象的区域方面涉及相同位置的像素。
根据本发明的优选方面，将后向投影数据的像素的值除以像素组中的像素的值的总和。
特别地，后向投影数据的归一化可以包括将后向投影数据的像素的值除以像素组中的像素的值的总和。
例如可以根据下式来计算归一化后的后向投影数据的像素的值Rlmn：
Rlmn＝Plm/ΣnAmn (1)
可以根据下式来计算所生成的图像的值Cmn：
Cmn＝AmnΣlRlmn (2)
Plm表示基于第二投影数据集并且在后向投影路径上被后向投影以便生成后向投影数据的值。Amn表示像素组中的像素的值。Amn特别地表示可以向后向投影路径分配的第一图像数据的像素的值。索引1涉及第二投影数据集的投影轮廓，其中像素可以被分配给投影轮廓。索引m涉及后向投影路径。索引n涉及后向投影数据的像素的位置或者关于后向投影路径的第一图像数据的像素。
像素的值可以特别地涉及辐射量子的通量密度的衰减。然而，像素的值也可以替选地或者另外地涉及辐射量子与对象的另外的交互，例如相移。
第一检测器单元每个可以具有多个检测器元件。第二检测器单元每个可以具有一个或多个检测器元件。给定数目可以是例如1、4、9或16。
例如，第一组检测器单元可以具有至少一个第三检测器单元，其中第一多个第一检测器单元不具有至少一个第三检测器单元。例如，第二组检测器单元可以具有至少一个第四检测器单元，其中第二多个第二检测器单元不具有至少一个第四检测器单元。
例如，第一组可以具有一个或多个检测器单元，其至少具有给定数目的检测器元件。例如，第二组可以具有一个或多个检测器单元，其具有多于给定数目的检测器元件。
本发明的一个实施例提供，第一组检测单元包括第一多个第一检测器单元。
本发明的一个实施例提供，第二组检测单元包括第二多个第二检测器单元。
本发明的一个实施例提供，借助于第一多个第一检测器单元来检测第一投影数据集，并且借助于第二多个第二检测器单元来检测第二投影数据集。
本发明的一个实施例提供，第一检测器单元每个具有第一数目的检测器元件，并且第二检测器单元每个具有第二数目的检测器元件。第一数目可以是例如9或16。第二数目可以是例如1或4。
本发明的一个实施例提供，检测器单元每个具有给定数目的检测器元件的行，其中每行具有给定数目的列的检测器元件。列的数目优选地等于行的数目。列的数目和/或行的数目可以是例如1、2、3或4。
本发明的一个实施例提供，第一检测器单元每个具有多个检测器元件并且第二检测器单元每个仅具有一个检测器元件。以这一方式，第一检测器单元可以形成宏像素，并且第二检测器单元可以形成子像素。
检测器元件每个特别地被设计成根据相应检测器元件上辐射量子的入射来提供第一电信号，例如电量。
因此，如果可以被分配或者被分配给给定检测器单元的第二电信号根据给定检测器元件上辐射量子的入射被提供，则给定检测器单元特别地具有给定检测器元件。这例如可以通过处理级来实现，可以通过处理级分别向每个检测器单元提供第二电信号。这种处理级优选地被设计成使得第二电信号根据相应检测单元具有的检测器元件的第一电信号来被提供。处理级可以具有被设计成软件形式的部件。替选地或者另外地，处理级可以具有被设计成硬件形式的部件。
如果向给定检测器单元具有的检测器元件的第一电信号中的每个可以分配或者分配电量，则可以向给定检测器单元的第二电信号分配这些电量的总和。向检测器单元分配检测器元件的表述将与下面使用的检测器单元包括检测器元件的表述同义使用。
根据本发明的优选方面，可以向(特别地向)第一检测器单元或者第二检测器单元或者第一检测器单元和第二检测器单元二者分配给定检测器元件。可以向(特别地向)多个第一检测器单元或者多个第二检测器单元或者多个第一检测器单元和多个第二检测器单元二者分配给定检测器单元。
出于这一目的，处理级可以具有用于划分和/或用于复制检测器元件的第一电信号的装置。另外，处理级可以被设计成使得在处理支路上处理给定检测器元件的第一电信号的部分和/或副本，其中至少一个处理支路被分配给具有给定检测器元件的每个检测器单元。
检测器单元优选地具有多个相邻的检测器元件。然而，应当想到，能够向一个检测器单元分配相互间隔开的检测器元件。检测器元件到第一检测器单元和第二检测器单元的分配可以是固定的。还应当想到，能够根据用户的需要和/或检查的需要来设置检测器元件特别是到第一检测器单元和第二检测器单元的分配，例如借助于分配级。
分配级可以具有被设计为软件形式的部件。替选地或者另外地，分配级可以具有被设计为硬件形式的部件。
根据本发明的优选方面，将第一检测器单元和/或第二检测器单元每个设计用于辐射量子的频谱分辨检测。本发明的一个实施例提供，将第一检测器单元和/或第二检测器单元设计用于辐射量子的量子计数检测。特别地，可以将检测器元件设计用于辐射量子的量子计数检测。
辐射量子的频谱分辨检测、例如量子计数检测应当特别地被认为表示，根据入射辐射量子的能量来提供第一电信号或第二电信号。入射辐射量子因此可以分别被分配给多个给定能量范围中的一个。以这一方式，可以针对多个给定能量范围中的每个分别检测第一投影数据集和第二投影数据集。
根据本发明的优选方面，第一检测器单元和/或第二检测器单元每个具有频谱分辨率，其中频谱分辨率可以由(特别地由)相应检测器单元所包含的检测器元件的数目来定义。第一检测器单元和/或第二检测器单元每个优选地被设计成使得给定检测器单元的频谱分辨率随着给定检测器单元所包含的检测器元件的数目的增加而改善。
根据本发明的优选方面，第一检测器单元和/或第二检测器单元每个具有空间分辨率，其中空间分辨率可以由(特别地由)相应检测器单元所包含的检测器元件的数目来定义。第一检测器单元和/或第二检测器单元每个优选地被设计成使得给定检测器单元的空间分辨率随着给定检测器单元所包含的检测器元件的数目的减小而改善。
本发明特别地使得能够根据来自具有第一组检测器单元和第二组检测器单元的量子计数检测器的数据来生成同时具有高的空间分辨率和良好的频谱分辨率的图像。
本发明的一个实施例提供，第一检测器单元每个具有大于给定表面值的投影表面，并且第二检测器单元每个具有最多与给定表面值一样大的投影表面。检测器单元或检测器元件的投影表面特别地应当被认为表示出于检测投影数据集的目的而被提供和/或设计用于辐射量子的入射的表面。
本发明的一个实施例提供，给定检测器单元的投影表面由给定检测器单元所呈现的检测器元件的投影表面来形成和/或等于给定检测器单元呈现的检测器元件的投影表面的总和。
发明的数据处理单元具有第一组检测器单元、第二组检测器单元、重构单元和组合单元。第一组检测器单元被设计用于检测第一投影数据集。第一组具有第一多个第一检测器单元，其中第一检测器单元每个具有多于给定数目的检测器元件，其中第一检测器单元每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。第二组检测器单元被设计用于检测第二投影数据集。第二组具有第二多个第二检测器单元，其中第二检测器单元每个最多具有给定数目的检测器元件，其中第二检测器单元每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。重构单元被设计用于基于第一投影数据集重构第一图像数据并且基于第二投影数据集重构第二图像数据。组合单元被设计用于组合第一图像数据和第二图像数据。
一个实施例提供，组合单元具有第一滤波器、第二滤波器和加法单元。第一滤波器被设计用于对第一图像数据进行滤波。第二滤波器被设计用于对第二图像数据进行滤波。加法单元被设计用于对已滤波第一图像数据和已滤波第二图像数据逐像素相加。
根据本发明的优选方面，重构单元具有后向投影单元、归一化单元和加法单元。重构单元被设计用于基于第二投影数据集生成后向投影数据，其中可以向(特别地向)后向投影数据的像素分配后向投影路径。归一化单元被设计用于归一化后向投影数据，其中基于像素组的信息用于后向投影数据的像素，其中像素组包括可以向(特别地向)后向投影路径分配的第一图像数据的像素。加法单元被设计用于将归一化后的后向投影数据逐像素相加。
一个实施例提供，归一化单元具有除法单元，其中除法单元被设计用于将后向投影数据的像素的值除以像素组中的像素的值的总和。
根据本发明的优选方面，数据处理单元被设计用于执行发明的方法。
本发明因此能够基于第一投影数据集和第二投影数据集生成具有改进的空间分辨率和改进的频谱质量的图像。
发明的成像设备具有辐射源、检测器和发明的数据处理单元。
根据本发明的实施例，检测器具有第一组检测器单元和第二组检测器单元。根据本发明的实施例，检测器具有多个检测器元件。
本发明的一个实施例提供，一种方法包括以下步骤：
借助于第一组检测器单元检测第一投影数据集，其中第一组具有检测器的第一多个第一检测器单元，其中检测器的第一检测器单元每个具有多于给定数目的检测器元件，其中第一检测器单元每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
借助于第二组检测器单元检测第二投影数据集，其中第二组具有检测器的第二多个第二检测器单元，其中检测器的第二检测器单元每个最多数据给定数目的检测器元件，其中第二检测器单元每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
基于第一投影数据集重构第一图像数据；
基于第二投影数据集重构第二图像数据；
组合第一图像数据和第二图像数据。
根据本发明的实施例，检测器是单源计算机断层扫描。特别地，发明的图像设备的实施例可以是单源计算机断层扫描。
根据本发明的另外的方面，发明的成像设备具有第一辐射源、与第一辐射源交互的第一检测器、第二辐射源、与第二辐射源交互的第二检测器以及发明的数据处理单元。特别地，发明的成像设备可以是双源计算机断层扫描装置。
根据本发明的一个实施例，提供了，第一检测器具有第一组检测器单元和/或第二检测器具有第二组检测器单元。根据本发明的一个实施例，提供了，第一检测器具有多个检测器元件和/或第二检测器具有多个检测器元件。
发明的计算机程序产品具有计算机程序，计算机程序可以被直接加载到成像设备的数据处理单元中，计算机程序具有程序分段以便在计算机程序在数据处理单元中运行时执行发明的方法的所有步骤。
可以由数据处理单元读取和执行的程序分段存储在发明的计算机可读介质上以便在程序分段由数据处理单元执行时执行发明的方法的所有步骤。
根据本发明的优选方面，成像设备选自包括以下各项的组：计算机断层扫描装置、单光子发射计算机断层扫描装置(SPECT设备)、正电子发射断层扫描装置(PET设备)、磁性谐振断层扫描装置及其组合。特别地，医疗成像设备可以具有X射线装置、C臂X射线装置、超声波装置等。成像设备也可以是多个成像和/或照射形态的组合，例如PET-CT设备或SPECT-CT设备。照射形态可以具有例如用于治疗性照射的照射装置。
在本发明的上下文内，关于不同实施例和/或不同权利要求种类(方法、单元等)描述的特征可以组合以形成另外的实施例。特别地，关于发明的方法描述的特征、优点和实施例也可以转移到发明的数据处理单元、发明的成像设备、发明的计算机程序产品和发明的计算机可读介质，反之亦然。换言之，具体的权利要求也可以由与方法相结合地描述或要求保护的特征来开发。方法的对应功能特征由适当的具体模块、特别是由硬件模块来形成。
附图说明
下面在此参考附图使用示例性实施例来说明本发明。附图中的说明是示意性的并且高度简化，而不一定按比例。
在附图中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的用于生成图像的方法的流程图；
图2示出了根据本发明的第二实施例的用于生成图像的方法的流程图；
图3示出了根据本发明的第三实施例的用于生成图像的方法的流程图；
图4示出了根据本发明的第四实施例的用于生成图像的方法的流程图；
图5示出了第一图像数据和反向投影数据的示例；
图6示出了根据本发明的第五实施例的数据处理单元；
图7示出了根据本发明的第六实施例的数据处理单元；
图8示出了根据本发明的第七实施例的成像设备；
图9示出了第一组检测器单元的第一示例、第二示例和第三示例；以及
图10示出了第二组检测器单元的第一示例、第二示例和第三示例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的第一实施例的用于生成图像的方法的流程图。
在步骤RP1，借助于第一组G1检测器单元检测第一投影数据集P1。在步骤RP2，借助于第二组G2检测器单元检测第二投影数据集P2。第一组G1具有第一多个第一检测器单元DET1，其中第一检测器单元DET1每个具有多于给定数目的检测器元件DEL，其中第一检测器单元DET1每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。第二组G2具有第二多个第二检测器单元DET2，其中第二检测器单元DET2每个最多具有给定数目的检测器元件DEL，其中第二检测器单元DET2每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。在步骤RI1，基于第一投影数据集P1重构RI1第一图像数据I1。在步骤RI2，基于第二投影数据集P2重构RI2第二图像数据I2。在步骤K12，组合K12第一图像数据I1和第二图像数据I2。特别地，在步骤K12组合第一图像数据I1和第二图像数据I2以形成图像IF。
在以下示出的实施例中，基本上描述每种情况下与以上说明的实施例的不同之处。基本上不变的特征、特别是方法步骤基本上提供相同的附图标记。
图2示出了根据本发明的第二实施例的用于生成图像的方法的流程图。
本发明的第二实施例提供，步骤K12包括步骤F1、F2和A12。在步骤F1，借助于第一滤波器F1对第一图像数据I1进行滤波。在步骤F2，借助于第二滤波器F2对第二图像数据I2进行滤波。在步骤A12，将已滤波第一图像数据FI1和已滤波第二图像数据FI2逐像素相加。以这一方式，将已滤波第一图像数据FI1和已滤波第二图像数据FI2组合以形成图像IF。在步骤PIF，供应图像IF，例如用于显示和/或进一步处理。
图3示出了根据本发明的第三实施例的用于生成图像的方法的流程图。
本发明的第三实施例提供，步骤RI2包括步骤B2、N2和A2。在步骤B2，基于第二投影数据集P2生成反向投影数据BP2，其中能够向反向投影数据BP2的像素PIX2分配反向投影路径BPP。在步骤N2，归一化反向投影数据BP2，其中使用基于像素组PG1的信息用于反向投影数据BP)的像素PIX2，其中像素组PG1包括能够向(特别地向)反向投影路径BPP分配的第一图像数据I1的像素。在步骤A2，将归一化后的反向投影数据NBP2逐像素相加。
图4示出了根据本发明的第四实施例的用于生成图像的方法的流程图。
本发明的第四实施例提供，步骤N2包括步骤D2并且步骤K12包括步骤M12。在步骤M12，将第一图像数据I1和第二图像数据I2逐像素相乘。在步骤D2，将反向投影数据BP2的像素PIX2的值除以所述像素组PG1的像素的值的总和。
图5示出了第一图像数据I1和反向投影数据BP2的示例。
能够向(特别地向)反向投影数据BP2的像素PIX2分配反向投影路径BPP。这一可分配性或分配的一个准则是，投影数据集P2的投影轮廓PP2的投影值PV2沿着反向投影路径BPP被反向投影以便确定像素PIX2的值。
像素组PG1包括能够向(特比地向)反向投影路径BPP分配的第一图像数据I1的像素。第一图像数据I1的像素PIX1A可以被(特别地被)分配给反向投影路径BPP。其对应于反向投影数据BP2的像素PIX2A，其中反向投影数据BP2的像素PIX2A的值至少部分由沿着反向投影路径BPP的反向投影来确定。像素PIX1A和像素PIX2A关于要映射的对象的区域涉及相同的位置。
图6示出了根据本发明的第五实施例的数据处理单元35。
数据处理单元35具有第一组G1检测器单元DET1、第二组G2检测器单元、重构单元51和组合单元52。第一组G1检测器单元被设计用于检测RP1第一投影数据集P1，第二组G2检测器单元被设计用于检测RP2第二投影数据集P2。第一组G1具有第一多个第一检测器单元DET1，其中第一检测器单元DET1每个具有多于给定数目的检测器元件DEL，其中第一检测器单元DET1每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。第二组G2具有第二多个第二检测器单元DET2，其中第二检测器单元DET2每个最多具有给定数目的检测器元件DEL，其中第二检测器单元DET2每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。重构单元51被设计用于基于第一投影数据集P1重构第一图像数据I1并且用于基于第二投影数据集P2重构第二图像数据I2。组合单元52被设计用于组合第一图像数据I1和所述第二图像数据I2。
图7示出了根据本发明的第六实施例的数据处理单元35。
本发明的第六实施例提供，重构单元51具有反向投影单元60、归一化单元61和加法单元62。反向投影单元60被设计用于基于第二投影数据集P2生成反向投影数据BP2，其中能够向(特别地向)反向投影数据BP2的像素PIX2分配反向投影路径BPP。归一化单元61被设计用于归一化N2反向投影数据BP2，其中基于像素组PG1的信息用于反向投影数据BP2的像素PIX2，其中像素组PG1包括能够向(特别地向)反向投影路径BPP分配的第一图像数据I1的像素。加法单元62被设计成将归一化后的反向投影数据NBP2逐像素相加A2。
数据处理单元35可选地被设计成执行根据本发明的所描述的实施例的一个或多个方法。
图8示出了根据本发明的第七示例的成像设备1。
作为示例，示出了计算机断层扫描装置用于成像设备1，而没有限制一般发明概念。
成像设备1具有门架20。门架20具有固定支承框架21。门架20具有转子24，转子24被安装成使得其能够被枢转承载设备旋转。成像设备1具有由隧道状开口形成的图像记录区域4。要映射的对象的区域可以布置在图像记录区域4中。
图8所示的对象是患者13。成像设备1具有患者定位设备10。患者定位设备10具有定位台11和用于定位患者13的运送板12。运送板12布置在定位台11上因此其能够相对于定位台11移动，使得运送板12可以在运送板12的纵向方向上被引入到图像记录区域4中。
转子24上布置有辐射投影设备26、28。辐射投影设备26、28具有被设计成发出辐射量子的辐射源26以及被设计用于辐射量子的检测的检测器28。辐射量子27可以从辐射源26传递到要映射额的区域，在与要映射的区域的交互之后，撞击检测器28。以这一方式，可以检测要映射的区域的投影轮廓。
可以通过辐射投影设备26、28绕图像记录区域的旋转关于要映射的对象的区域针对辐射源26和检测器的不同布置分别检测至少一个投影轮廓。多个投影轮廓可以形成投影数据集。可以基于投影数据集重构要映射的区域的断层扫描图像。
成像设备3具有用于控制成像设备3的控制设备36。成像设备3还具有用于输入控制信息、例如成像参数和检查参数的输入单元38以及用于输出控制信息和图像、特别是发明生成的图像的输出单元39。
检测器28具有检测器元件DEL。检测器元件DEL形成第一组G1检测器单元和第二组G2检测器单元。成像设备1具有根据本发明的一个实施例的数据处理单元，例如图6和/或图7所示的数据处理单元35，其中数据处理单元具有第一组G1检测器单元和第二组G2检测器单元。
图9示出了第一组G1检测器单元的第一示例G11、第二示例G12和第三示例G13。特别地，图9示出了关于第一组G1的检测器元件DEL和第一检测器单元DET1的分配。
图10示出了第二组G2检测器单元的第一示例G21、第二示例G22和第三示例G23。特别地，图10示出了关于第二组G2的检测器元件DEL和第二检测器单元DET2的分配。
图10示出了与图9相同的检测器元件DEL。图9和图10所示的检测器元件DEL形成具有多个相邻行的阵列，其中每个行具有多个相邻的检测器元件DEL。
第一组G11、G12、G13每个具有第一多个第一检测器单元DET1，其中第一检测器单元DET1每个具有多于给定数目的检测器元件DEL，其中第一检测器单元DET1每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测。第二组G2每个具有第二多个第二检测器单元DET2，其中第二检测器单元DET2每个最多具有给定数目的检测器元件DE，其中第二检测器单元DET2每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测L。第一检测器单元DET1和第二检测器单元DET2用以封闭的线为边界的阴影线区域表示。
第一组G11具有多个第三检测器单元DET3，其每个最多具有给定数目的检测器元件DEL。第二组G21具有第四检测器单元DET4，其包括多于给定数目的检测器元件DEL。第三检测器单元DET3和第四检测器单元DET4用以虚线为边界的阴影线区域表示。第一组G12包括第一多个第一检测器单元DET1。第二组G22包括第二多个第二检测器单元DET2。在第一组G13中，第一检测器单元DET1每个具有9个检测器元件DEL。在第二组G23中，第二检测器单元DET2每个具有1个检测器元件DEL。
图9和图10所示的检测器元件DEL可以可选地被(特别地被)分配给第一检测器单元DET1和第二检测器单元DET2二者。
图9和图10所示的检测器元件DEL中的一个或多个可以可选地被(特别地被)分配给多个第一检测器单元DET1和多个第二检测器单元DET2。例如，检测器元件DELX被分配给多个第一检测器单元DET1和多个第二检测器单元DET2。
检测器元件DEL特别地到第一检测器单元DET1和第二检测器单元DET2的分配可选地可以根据用户的需要和/或检查的需要来设置，例如借助于分配级来设置。例如，分配级的第一操作状态下的分配可以产生第一组G11和第二组G21，在分配级的第二操作状态下的分配可以产生第一组G12和第二组G12，在在分配级的第三操作状态下的分配可以产生第一组G13和第二组G23。
参考以下事实：不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”的使用不排除相关特征也出现多次。类似地，术语“单元”不排除包括可以可选地在空间上分布的多个部件。
参考以下事实：所描述的方法和所描述的数据处理单元以及所描述的成像设备仅是本发明的优选示例性实施例，本领域技术人员可以对本发明做出变化，而没有偏离权利要求规定的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于生成图像(IF)的方法，其中所述方法包括以下步骤：
借助于检测器单元的第一组(G1)检测(RP1)第一投影数据集(P1)，其中所述第一组(G1)具有第一多个第一检测器单元(DET1)，其中所述第一检测器单元(DET1)每个具有多于给定数目的检测器元件(DEL)，其中所述第一检测器单元(DET1)每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
借助于检测器单元的第二组(G2)检测(RP2)第二投影数据集(P2)，其中所述第二组(G2)具有第二多个第二检测器单元(DET2)，其中所述第二检测器单元(DET2)每个最多具有所述给定数目的检测器元件(DEL)，其中所述第二检测器单元(DET2)每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
基于所述第一投影数据集(P1)重构(RI1)第一图像数据(I1)；
基于所述第二投影数据集(P2)重构(RI2)第二图像数据(I2)；以及
将所述第一图像数据(I1)和所述第二图像数据(I2)组合(K12)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中借助于第一滤波器(F1)对所述第一图像数据(I1)进行滤波并且借助于第二滤波器(F2)对所述第二图像数据(I2)进行滤波，其中将已滤波的所述第一图像数据(FI1)和已滤波的所述第二图像数据(FI2)逐像素相加。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一滤波器具有第一传递函数并且所述第二滤波器具有第二传递函数，其中所述第一传递函数和所述第二传递函数的总和为常数函数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述第一滤波器具有低通滤波器并且所述第二滤波器具有高通滤波器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一图像数据(I1)和所述第二图像数据(I2)逐像素相乘和/或重构(RI2)所述第二图像数据(I2)包括以下步骤：
基于所述第二投影数据集(P2)生成(B2)反向投影数据(BP2)，其中能够向所述反向投影数据(BP2)的像素(PIX2)分配反向投影路径(BPP)，
归一化(N2)所述反向投影数据(BP2)，其中使用基于像素组(PG1)的信息以用于所述反向投影数据(BP2)的像素(PIX2)，其中所述像素组(PG1)包括能够向所述反向投影路径(BPP)分配的所述第一图像数据(I1)的像素，以及
将归一化后的所述反向投影数据(NBP2)逐像素相加(A12)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述反向投影数据(BP2)的像素(PIX2)的值除以所述像素组(PG1)的像素的值的总和。
7.根据权利要求1到6中的一项所述的方法，其中能够可选地向第一检测器单元(DET1)或第二检测器单元(DET2)、或者第一检测器单元(DET1)和第二检测器单元(DET2)二者分配给定的检测元件(DEL)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一检测器单元(DET1)和/或所述第二检测器单元(DET2)每个具有频谱分辨率，其中所述频谱分辨率能够由相应的检测器单元(DET1，DET2)所包含的检测器元件(DEL)的数目来定义。
9.根据权利要求1到8中的一项所述的方法，其中所述第一检测器单元(DET1)和/或所述第二检测器单元(DET2)每个具有空间分辨率，其中所述空间分辨率能够由相应的检测器单元(DET1，DET2)所包含的检测器元件(DEL)的数目来定义。
10.一种数据处理单元(35)，包括：
第一组(G1)检测器单元(DET1)，其中所述第一组(G1)检测器单元(DET1)被设计用于检测(RP1)第一投影数据集(P1)，其中所述第一组(G1)具有第一多个第一检测器单元(DET1)，其中所述第一检测器单元(DET1)每个具有多于给定数目的检测器元件(DEL)，其中所述第一检测器单元(DET1)每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
第二组(G2)检测器单元，其中所述第二组(G2)检测器单元被设计用于检测(RP2)第二投影数据集(P2)，其中所述第二组(G2)具有第二多个第二检测器单元(DET2)，其中所述第二检测器单元(DET2)每个最多具有所述给定数目的检测器元件(DEL)，其中所述第二检测器单元(DET2)每个被设计用于射线量子的频谱分辨检测；
重构单元(51)，被设计用于基于所述第一投影数据集(P1)重构(RI1)第一图像数据(I1)并且用于基于所述第二投影数据集(P2)重构(RI2)第二图像数据(I2)；以及
组合单元(52)，被设计用于组合(K12)所述第一图像数据(I1)和所述第二图像数据(I2)。
11.根据权利要求10所述的数据处理单元(35)，其中所述重构单元(51)具有以下单元：
反向投影单元(60)，被设计用于基于所述第二投影数据集(P2)生成(B2)反向投影数据(BP2)，其中能够向所述反向投影数据(BP2)的像素(PIX2)分配反向投影路径(BPP)；
归一化单元(61)，被设计用于归一化(N2)所述反向投影数据(BP2)，其中基于像素组(PG1)的信息用于所述反向投影数据(BP2)的像素(PIX2)，其中所述像素组(PG1)包括能够向所述反向所述投影路径(BPP)分配的所述第一图像数据(I1)的像素；以及
加法单元(62)，被设计成将归一化后的所述反向投影数据(NBP2)逐像素相加(A12)。
12.根据权利要求10或11所述的数据处理单元(35)，被设计成执行根据权利要求1到10中的一项所述的方法。
13.一种成像设备(1)，包括辐射源(26)、检测器(28)和根据权利要求10到12中的一项所述的数据处理单元(35)。
14.一种具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序能够直接加载到成像设备(1)的数据处理单元(35)中，所述计算机程序具有当所述计算机程序在所述数据处理单元(35)中运行时用以执行根据权利要求1到9中的一项所述的方法的全部步骤的程序分段。
15.一种计算机可读介质，存储能够被数据处理单元(35)读取和执行的程序分段，以在所述程序分段由所述数据处理单元(35)执行时执行根据权利要求1到9中的一项所述的方法的全部步骤。
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