CN107644447A - 用于基于运动补偿的ct数据重建的设备和方法 - Google Patents

用于基于运动补偿的ct数据重建的设备和方法 Download PDF

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Abstract

公开的是用于基于运动补偿的计算机断层摄影(CT)图像数据重建的设备。该设备用于基于运动补偿的计算机断层摄影(CT)图像数据重建，该设备包括：存储器，其被配置为存储CT投影射线照片；以及图像处理器，其被配置为从CT投影射线照片中获得多对相对投影射线照片，并且基于每一对相对投影照片中的投影射线照片之间的相关性来对射线照相对象的运动进行补偿。

Description

用于基于运动补偿的CT数据重建的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求分别于2016年7月22日和2016年12月16日提交的申请号为10-2016-0093759及10-2016-0172635的韩国专利申请的优先权其，在此出于所有目的通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于计算机断层摄影(CT)数据重建的技术。更具体地，本发明涉及基于运动补偿的CT数据重建。
背景技术
计算机断层摄影(Computed Tomography)(下文中，被指定为CT)是这样一种医学图像处理方法，其通过以不同的角度对射线照相对象执行X射线照相来为射线照相对象提供三维射线照片。因为射线照相对象的内部截面等以非破坏性的方式被精确地详细显示，所以使用CT所获得的三维医学射线照片被广泛用于治疗和医疗领域。CT设备包括具有X射线源和X射线检测器的CT台架(gantry)，X射线源和X射线检测器被布置成越过射线照相对象而彼此相对。为了获得CT射线照片，当X射线源用X射线束照射射线照相对象时，CT台架在X射线源和X射线检测器之间的固定轴上旋转。穿过射线照相对象的X射线束被X射线检测器检测，并且在不同方向获得射线照相对象的投影数据并将其用于重建CT数据。
然而，如以上所述，在从不同的方向获得射线照相对象的投影数据期间，即使当作为射线照相对象的患者轻微运动时，由于运动伪影(artifact)效应而可能无法保证CT射线照片的质量。固定工具可以被用于抑制射线照相对象运动，但是使用固定工具来抑制射线照相对象运动是有限度的。并且，诸如摄像头的传感器可以被用于感知射线照相对象的运动，并且存在当被感知时相反于该运动而修正投影数据的方法。然而，在这种情况下，需要用于感知射线照相对象的运动的传感器，并且需要额外的时间和计算以比较不同的信息(传感器的感知结果和投影数据)。
因此，在这个技术领域中，需要一种用于CT数据重建的方法，该方法即使患者在没有固定工具和传感器的情况下运动，也能够提供具有可靠质量的CT射线照片。
前面提到的仅仅旨在有助于理解本发明的背景，并不意味着本发明属于本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
发明内容
因此，考虑到现有技术中出现的上述问题，提出了本发明，并且本发明旨在提出一种用于CT数据重建的设备和方法，即使射线照相对象运动，其也能够仅使用投影数据而无需固定工具和传感器来提供具有可靠质量的CT射线照片。
应当理解，本公开所解决的技术问题不限于前面提到的技术问题，并且对于本公开所属的本领域普通技术人员，没有提及的其它技术问题将从以下说明书中显而易见。
为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供用于基于运动补偿的(CT)数据重建的设备，该设备包括：存储器，其被配置为存储N个CT投影射线照片，其中N是自然数；以及图像处理器，其被配置为从N个CT投影射线照片中获得多对相对投影射线照片，并且基于每一对相对投影照片中的投影射线照片之间的相关性来确定射线照相对象是否已经运动。
在实施例中，图像处理器可以被配置为使得当确定射线照相对象已经运动时，图像处理器对N/2对相对投影射线照片中的每一对中的一个投影射线照片执行运动补偿以生成运动-补偿的投影射线照片，并且通过使用N个CT投影射线照片中的运动-未补偿的CT投影射线照片和运动-补偿的投影射线照片来重建CT数据。
在实施例中，N/2对相对投影射线照片中的每一对可以包括第一投影射线照片和第二投影射线照片，并且对于N/2对相对投影射线照片中的每一对，图像处理器可以进一步被配置为基于第一投影射线照片来确定用于第二投影射线照片的第一运动矢量以及基于第二投影射线照片来确定用于第一投影射线照片的第二运动矢量。
在实施例中，图像处理器可以进一步被配置为对所确定的N/2个第一运动矢量执行平滑滤波，并且被配置为对所确定的N/2个第二运动矢量执行平滑滤波。
在实施例中，其中对于N/2对相对投影射线照片中的每一对，图像处理器可以进一步被配置为：(i)使用第一运动矢量对第二投影射线照片执行运动补偿，以生成运动-补偿的第二投影射线照片；(ii)从运动-补偿的第二投影射线照片和N个CT投影射线照片中除了第二投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片中重建第一截面图像；(iii)使用第二运动矢量对第一投影射线照片执行运动补偿，以生成运动-补偿的第一投影射线照片；(iv)使用运动-补偿的第一投影射线照片和N个CT投影射线照片中除了第一投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片来重建第二截面图像；(v)识别第一截面图像和第二截面图像中的哪个图像具有更高的分辨率；以及(vi)当识别出第一截面图像的分辨率高于第二截面图像的分辨率时，将运动-补偿的第二投影射线照片确定为运动-补偿的投影射线照片，或者当识别出第二截面图像的分辨率高于第一截面图像的分辨率时，将运动-补偿的第一投影射线照片确定为运动-补偿的投影射线照片。
在实施例中，其中对于N/2对相对投影射线照片中的每一对，图像处理器可以进一步被配置为：(i)在第一投影射线照片中设置第一碎块；(ii)在第二投影射线照片中设置第一搜索区域，其中，第一搜索区域包括与第一碎块相对应的区域；(iii)将在第一搜索区域中运动对应于第一碎块的第二碎块时、第一碎块与第二碎块之间的相似性最高的位置确定为第二碎块的位置；(iv)基于第一碎块的位置和第二碎块的位置来确定第一运动矢量；(v)在第二投影射线照片中设置第三碎块；(vi)在第一投影射线照片中设置第二搜索区域，其中，第二搜索区域环绕与第三碎块相对应的区域；(vii)将在第二搜索区域中运动对应于第三碎块的第四碎块时、第三碎块与第四碎块之间的相似性最高的位置确定为第四碎块的位置；以及(viii)基于第三碎块的位置和第四碎块的位置来确定第二运动矢量。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的上述及其它目的、特征和其它优点将被更清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本发明的实施例的用于基于运动补偿的CT数据重建的设备的配置的视图；
图2是示出投影数据的获得的原理的视图，其中射线照相对象由X射线源用X射线束照射，并且X射线检测器检测已经穿过对象的X射线束；
图3是示出在射线照相对象在CT射线照相期间没有运动的情况下，根据本发明实施例的一对相对投影射线照片的示例；
图4是示出在射线照相对象在CT射线照相期间运动的情况下，根据本发明实施例的一对相对投影射线照片的示例的视图；
图5是示出根据本发明的实施例的用于基于运动补偿的CT数据重建的方法的流程图；
图6是示出根据本发明的实施例的确定第一运动矢量的方法的视图；
图7是示出根据本发明的实施例的确定第二运动矢量的方法的视图；
图8是示出根据本发明的实施例的确定第一运动矢量和第二运动矢量的过程的流程图；
图9是示出N/2个第一运动矢量的X轴分量以及对其执行平滑滤波的仿真结果的视图；
图10是示出根据本发明的实施例的从一对相对投影射线照片中选择一个投影射线照片以执行运动补偿的过程的流程图；以及
图11(a)、图11(b)、图12(a)、图12(b)、图13(a)、及图13(b)是分别示出根据传统技术的通过重建CT数据来被渲染的截面图像以及根据本发明的实施例的通过重建CT数据来被渲染的截面图像的视图。
具体实施方式
从以下结合附图的实施例的详细描述中，本发明的上述及其它方面、特征和优点将变得显而易见。应当理解，本发明不限于以下实施例并可以以不同的方式实施，以下实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，并使本发明所属技术领域的普通技术人员全面理解本发明。本发明的范围仅由权利要求书来限定。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并非旨在作为限制。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”、“具有”等时，其指定所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或添加。
在本发明的实施例中，诸如“模块”或“单元”的术语表示用于执行至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件或软件或两者的组合来实施。并且，除了由特定硬件实施的“模块”或“单元”之外，多个“模块”或多个“单元”可以被集成为至少一个模块，并且因此由至少一个处理器来实施。
除非另有定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的具有相同的含义。可以进一步理解的是，本文所使用的术语应被解释为具有与本说明书的上下文中和相关领域中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来被解释，除非本文明确如此定义。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。然而，在下面的描述中，应当注意，当传统元件的功能和与本发明相关的元件的详细描述可能使本发明的要点不清楚时，将省略对这些元件的详细描述。
图1是示出根据本发明的实施例的用于基于运动补偿的CT数据重建的设备的配置的视图。
如图1所示，根据本发明的实施例，用于数据重建的设备100可以包括输入接口110、图像处理器120、存储器130和显示器140。输入接口110可以被用于将帧以帧为单位指示CT投影射线照片的投影数据输入到存储器130，该投影数据由诸如锥束CT设备的CT设备(未被示出)所获得。投影数据是使用CT设备、通过执行X射线照相在不同的方向所获得的射线照相对象的投影数据。CT设备包括具有X射线源和X射线检测器的台架，X射线源和X射线检测器被布置成越过射线照相对象而彼此相对。通过在旋转轴上旋转台架来操作CT设备，所述旋转轴是在X射线源和X射线检测器之间的轴。这里，旋转轴可以被固定在射线照相对象的纵向方向上。
如图2所示，具有X射线源222的CT设备的CT台架(未被示出)在穿过射线照相对象S的固定旋转轴232上沿着轨迹237旋转。由X射线源222用X射线束来照射射线照相对象S，并且已经穿过射线照相对象S的X射线束由X射线检测器210来检测。这里，通过检测来自X射线源222的X射线束所获得的以帧为单位的多个数据被称为投影数据。由X射线检测器210检测到的以帧为单位的多个投影数据可以包括关于多个CT投影射线照片的信息。输入接口110可以由用于输入用户命令以执行根据本发明实施例的射线照相分析/处理的硬件模块和软件模块构成。输入接口110可以被用于输入必要的各种命令到图像处理器120，或者被用于在显示器140上指示部分或全部射线照片以对其执行各种类型的射线照片处理。在本实施例中，输入接口110可以包括计算机的键盘、小键盘、触摸板、鼠标等，但是，输入接口110的类型不限于此。例如，输入接口110可以包括能使用上述的输入装置来控制的图形用户接口。显示器140显示根据本发明的实施例所重建的三维CT射线照片或者三维CT射线照片的截面图像或者两者。显示器140可以包括诸如LCD、LED显示器、AMOLED显示器、CRT显示器等的各种显示装置。
存储器130可以被用于存储指示CT投影射线照片的投影数据。图像处理器120可以从在存储器130中所存储的CT投影射线照片中获得多对相对投影射线照片330和340。如图3所示，一对相对投影射线照片330和340是两个射线照片，其中在这两个射线照片被获得的时刻的X射线检测器210的位置彼此相差180°。在图3中，为了便于说明，作为由X射线检测器210所检测的投影数据的CT投影射线照片帧在X射线检测器210的位置处被示出。并且，在下文中，为了便于说明，投影射线照片帧被称为“投影射线照片”。例如，一对相对投影射线照片330和340可以由当X射线检测器210位于0°时所获得的投影射线照片和当X射线检测器210位于180°时所获得的投影射线照片构成。作为另一示例，该对相对投影射线照片330和340可以由当X射线检测器210位于30°时所获得的投影射线照片和当X射线检测器210位于120°时所获得的投影射线照片构成。当CT投影射线照片的总数量为N时，多对相对投影射线照片330的对数量可能是N/2。存储器130可以被用于存储：作为执行根据本发明的实施例的射线照片处理的中间结果的射线照片数据(例如，运动-补偿的射线照片的数据)；作为执行根据本发明的实施例的射线照片处理的最终结果的另一射线照片数据(例如，重建的CT数据或其截面图像数据或两者皆有)；以及执行根据本发明的实施例的射线照片处理所必要的变量值(例如，运动矢量)。存储器130可以进一步存储实施图像处理器120所需要的软件/硬件等。存储器130可以被实施为闪速存储器、硬盘、多媒体卡(MMC)、卡型存储器(例如，安全数字(SD)卡或极限数字(XD)卡等)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘和光盘中的任何一个存储介质。但是对于本领域普通技术人员很显然的是，其不限于此。
图像处理器120可以对投影射线照片执行诸如预处理滤波等的预定的射线照片处理。在下文中，对其执行射线照片处理的CT投影射线照片或CT投影射线照片都可以被称为“CT投影射线照片”或“投影射线照片”。
当CT投影射线照片的总数量为N时，图像处理器120可以对N/2对相对投影射线照片330和340中的每一对中的一个投影射线照片执行运动补偿，以生成运动-补偿的投影射线照片。如图3所示，在使用CT设备的射线照相期间，当作为射线照相对象S的患者不运动时，在一个位置处所获得的投影射线照片330与在相对的位置(即，从获得投影射线照片330的位置旋转180°)处所获得的投影射线照片340之间的相关性可能是最大的。也就是说，在这种情况下，该对相对投影射线照片330和340可能是它们之间具有最大相关性的射线照片。然而，如图4所示，在使用CT设备的射线照相期间，当射线照相对象S运动时，当射线照相对象S运动时所获得的投影射线照片430与在相对的位置(即，从获得投影射线照片430的位置旋转180°)处所获得的投影射线照片440之间具有低相关性。
因此，图像处理器120可以从被存储在存储器130中的CT投影射线照片中获得多对相对投影射线照片430和440，并且可以基于每一对投影射线照片之间的相关性来感知或确定射线照相对象是否已经运动。
当射线照相对象S的运动为平移刚性运动(translating rigid motion)时，投影射线照片430可以通过基于相对投影射线照片440对运动进行估计来被补偿。类似地，即使当射线照相对象S运动时所获得投影射线照片为投影射线照片440，投影射线照片440也可以通过基于相对投影射线照片430对运动进行估计来被补偿。在下文中，构成该对相对投影射线照片的投影射线照片430和投影射线照片440被称为“第一投影射线照片430”和“第二投影射线照片440”。
对于N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对，图像处理器120可以基于第一投影射线照片430来确定用于第二投影射线照片440的第一运动矢量，并且基于第二投影射线照片440来确定用于第一投影射线照片430的第二运动矢量。在本实施例中，图像处理器120可以使用碎块匹配算法或者块匹配算法来确定第一运动矢量和第二运动矢量。图像处理器120可以对所确定的N/2个第一运动矢量执行平滑滤波，并且可以对所确定的N/2个第二运动矢量执行平滑滤波。
对于N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对，图像处理器120可以选择运动-补偿的第二投影射线照片和运动-补偿的第一投影射线照片中的一个作为期望的运动-补偿的投影射线照片，该运动-补偿的第二投影射线照片通过使用第一运动矢量补偿第二投影射线照片440来被生成，且该运动-补偿的第一投影射线照片通过使用第二运动矢量补偿第一投影射线照片430来获得。在本实施例中，所述选择可以基于使用运动-补偿的第二投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第二投影射线照片440以外的剩余的CT投影射线照片的CT数据重建的结果、与使用运动-补偿的第一投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第一投影射线照片430以外的剩余的CT投影射线照片的CT数据重建的结果之间的分辨率差异。当使用运动-补偿的第二投影射线照片的CT射线照片重建的结果优于使用运动-补偿的第一投影射线照片的CT射线照片重建的结果时，则可估计第二投影射线照片440是在投影射线照相对象S运动时被获得的。因此，在该对相对投影射线照片430和440当中使用运动-补偿的第二投影射线照片来进行最终的CT重建是合理的。
代替如传统技术中使用N个CT投影射线照片来进行CT射线照片重建，图像处理器120可以使用N个CT投影射线照片中的运动补偿不被执行的N/2个CT投影射线照片及运动补偿被执行的N/2个CT投影射线照片来重建CT数据。因此，基于使用运动-补偿运动-补偿的投影射线照片所重建的CT数据来被渲染的三维射线照片或者该三维射线照片的截面图像的清晰度可以被显著增强。CT数据的重建可以使用诸如众所周知的“反投影算法(backprojection algorithm)”来被执行。反投影算法是这样一种算法，多方向的X射线投影数据被投影到射线照相对象中的每个位置上以获得在该位置处的相关(relative)X射线衰减。反投影算法在本技术领域中是众所周知的，因此将省略对其的详细描述。作为参照，能应用于本发明实施例中的CT重建算法不限于上述算法。
图5是示出根据本发明的实施例的用于基于运动补偿的CT数据重建的方法的流程图。
根据本发明的实施例的用于CT数据重建的方法从在步骤S505获得N个投影射线照片开始。N个投影射线照片可以通过将由X射线检测器210所检测的投影数据存储到存储器130中N次来获得。如以上所述，由第一投影射线照片430和第二投影射线照片440所构成的N/2对相对投影射线照片430和440可以作为N个投影射线照片。在步骤S510，对N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对中的一个投影射线照片执行运动补偿，以生成运动-补偿的投影射线照片。在该步骤，如图6和图7所示，对于N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对，可以基于第一投影射线照片430来确定用于第二投影射线照片440的第一运动矢量d1和基于第二投影射线照片440来确定用于第一投影射线照片430的第二运动矢量d2。
在下文中，将参照图6至图8公开确定第一运动矢量d1和第二运动矢量d2的过程。可以对N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对执行以下所描述的步骤。
参照图8，该过程从步骤S805在第一投影射线照片430中设置第一碎块610开始。在本实施例中，第一碎块610可以被设置为在第一投影射线照片430的中间部分处的小块。在另一实施例中，第一碎块610可以被设置为在具有第一投影射线照片430的特征的部分处的小块。在步骤S810，在第二投影射线照片440中设置包含与第一碎块610相对应的区域的第一搜索区域630被。第一搜索区域630的大小足够大于第一碎块610的大小，并且小于第二投影射线照片440的大小，以便不会过度增加图像处理器120的计算负荷。在步骤S815，在第一搜索区域630中运动对应于第一碎块610的第二碎块620时，将第一碎块610与第二碎块620之间的相似性最高的位置被确定为第二碎块620的位置。这里，可以选择相关性和均方误差(MSE)中的一个作为指示相似性的度量。在步骤S820，第一运动矢量d1基于第一碎块610的位置和第二碎块620的位置来确定。当第二投影射线照片440被放置在指示坐标(x，y)的XY平面上时，例如，当第一碎块610具有参考坐标(300，400)并且第二碎块620具有参考坐标(302，405)时，第一运动矢量d1可以是坐标(2，5)。
在步骤S825，可以在第二投影射线照片440中设置第三碎块710。在本实施例中，第三碎块710可以被设置为在第二投影射线照片440的中间部分处的小块。在另一实施例中，第三碎块710可以被设置为在具有第二投影射线照片440的特征的部分处的小块。在步骤S830，在第一投影射线照片430中设置包含与第三碎块710相对应的区域的第二搜索区域730。第二搜索区域730的大小足够大于第三碎块710的大小，并且小于第一投影射线照片430的大小，以便不会过度增加图像处理器120的计算负荷。在步骤S835，在第二搜索区域730中运动与第三碎块710相对应的第四碎块720时，将第三碎块710与第四碎块720之间的相似性最高的位置被确定为第四碎块720的位置。在步骤S840，第二运动矢量d2基于第三碎块710的位置和第四碎块720的位置来被确定。例如，当第三碎块710具有参考坐标(302，405)并且第四碎块720具有参考坐标(300，400)时，第二运动矢量d2可以具有坐标(-2，-5)。
参照图5，在步骤S510，对被确定用于N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对中的第一运动矢量d1和第二运动矢量d2执行平滑滤波。当射线照相对象S缓慢运动时，运动矢量的值不会迅速变化。因此，使用用于与特定投影射线照片相邻的投影射线照片的运动矢量来对在特定投影射线照片中具有突变的运动矢量执行平滑滤波。在本实施例中，可以对N/2个第一运动矢量和N/2个第二运动矢量单独执行平滑滤波。在本实施例中，可以对运动矢量的每个分量执行平滑滤波。图9是示出N/2个第一运动矢量d1的X轴分量以及对其执行平滑滤波的仿真结果的视图。对于N/2个第一运动矢量d1的Y轴分量以及对其执行平滑滤波的仿真结果可以按照同样的方式示出。参照图9，对错误估计的运动矢量的分量执行平滑滤波。
对于N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对，从该对相对投影射线照片430和440中选择一个投影射线照片用于运动补偿，并且在步骤S510对所选择的投影射线照片执行运动补偿。可以通过根据运动矢量在水平方向或垂直方向或这两个方向上运动投影射线照片来对投影射线照片执行运动补偿。在本实施例中，一个投影射线照片的选择可以基于使用运动-补偿的第二投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第二投影射线照片440以外的剩余的CT投影射线照片的CT数据重建的结果、与使用运动-补偿的第一投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第一投影射线照片430以外的剩余的CT投影射线照片的CT数据重建的结果之间的分辨率差异。也就是说，当使用运动-补偿的第二投影射线照片的CT射线照片重建的结果优于使用运动-补偿的第一投影射线照片的CT射线照片重建的结果时，运动-补偿的第二投影射线照片被选择用于最终的CT数据重建。
在下文中，将参照图10，将描述从该对相对投影射线照片430和440中选择一个投影射线照片以对所选择的投影射线照片执行运动补偿的过程。在下文中，可以对N/2对相对投影射线照片430和440中的每一对执行步骤。
参照图10，过程通过在步骤S1010使用第一运动矢量d1对第二投影射线照片440执行运动补偿来生成运动-补偿的第二投影射线照片开始。在步骤S1020，使用运动-补偿的第二投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第二投影射线照片440以外的剩余的CT投影射线照片来重建第一截面图像。在步骤S1030，通过使用第二运动矢量d2对第一投影射线照片430进行运动补偿来生成运动-补偿的第一投影射线照片。在步骤S1040，使用运动-补偿的第一投影射线照片和N个CT投影射线照片中的除了第一投影射线照片430以外的剩余的CT投影射线照片来重建第二截面图像。在步骤S1050，执行确定在第一截面图像与第二截面图像之间的哪个图像具有更高的分辨率。在步骤1060，如果第一截面图像的分辨率高于第二截面图像的分辨率，运动-补偿的第二投影射线照片被确定为运动-补偿的投影射线照片。相反，在步骤S1070，如果第二截面图像的分辨率高于第一截面图像的分辨率，运动-补偿的第一投影射线照片被确定为运动-补偿的投影射线照片。
参考图5，在步骤S515，使用对其不执行运动补偿的N/2个CT投影射线照片和对其执行运动补偿N/2个投影射线照片来重建CT数据。如以上所述，基于使用运动-补偿的投影射线照片所重建的CT数据来被渲染的三维射线照片或该三维射线照片的截面图像的清晰度可能被显著提高。在本实施例中，可以使用反投影算法来重建CT数据。
图11(a)、图11(b)、图12(a)、图12(b)、图13(a)、及图13(b)是分别示出根据传统技术的通过重建CT数据来被渲染的截面图像以及根据本发明的实施例的通过重建CT数据来被渲染的截面图像的视图。图11(a)、图11(b)、图12(a)、图12(b)、图13(a)、及图13(b)(参照箭头标记的部分)表明，与根据传统技术的截面图像的分辨率相比，根据本发明的实施例的通过重建CT数据来被渲染的截面图像的分辨率被显著提高。
在所描述的本发明的实施例中，所描述的组件的布置可以根据要被实施的环境或需求而变化。例如，一些组件可以被省略，或者一些组件可以被集成为作为一个组件来被操作。此外，一些组件之间的布置的顺序和连接关系可以改变。
尽管已经示出并描述了本发明的各种实施例，但是本发明不限于已经提到的特定实施例，在不脱离所附权利要求书的精神和范围的前提下，本领域技术人员可以进行各种修改，并且这些修改不应与所附权利要求书的精神和范围分开理解。因此，本发明的技术范围应该仅由所附的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种用于基于运动补偿的计算机断层摄影(CT)数据重建的设备，所述设备包括：
存储器，其被配置为存储N个CT投影射线照片，其中N是自然数；以及
图像处理器，其被配置为：从所述N个CT投影射线照片中获得多对相对投影射线照片，并且基于每一对相对投影照片中的投影射线照片之间的相关性来确定射线照相对象是否已经运动。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述图像处理器被配置为使得当确定所述射线照相对象已经运动时，所述图像处理器对所述N/2对相对投影射线照片中的每一对中的一个投影射线照片执行所述运动补偿以生成运动-补偿的投影射线照片，并且通过使用所述N个CT投影射线照片中的运动-未补偿的CT投影射线照片和所述运动-补偿的投影射线照片来重建CT数据。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述N/2对相对投影射线照片中的每一对包括第一投影射线照片和第二投影射线照片，并且对于所述N/2对相对投影射线照片中的每一对，所述图像处理器进一步被配置为基于所述第一投影射线照片来确定用于所述第二投影射线照片的第一运动矢量以及基于所述第二投影射线照片来确定用于所述第一投影射线照片的第二运动矢量。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述图像处理器进一步被配置为对所确定的N/2个第一运动矢量执行平滑滤波，并且被配置为对所确定的N/2个第二运动矢量执行平滑滤波。
5.如权利要求3所述的设备，其中，对于所述N/2对相对投影射线照片中的每一对，所述图像处理器进一步被配置为：
(i)使用所述第一运动矢量对所述第二投影射线照片执行所述运动补偿，以生成运动-补偿的第二投影射线照片；
(ii)从所述运动-补偿的第二投影射线照片和所述N个CT投影射线照片中的除了第二投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片中重建第一截面图像；
(iii)使用所述第二运动矢量对所述第一投影射线照片执行所述运动补偿，以生成运动-补偿的第一投影射线照片；
(iv)使用所述运动-补偿的第一投影射线照片和所述N个CT投影射线照片中的除了第一投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片来重建第二截面图像；
(v)识别所述第一截面图像和所述第二截面图像中的哪个图像具有更高的分辨率；以及
(vi)当识别出所述第一截面图像的分辨率高于所述第二截面图像的分辨率时，将所述运动-补偿的第二投影射线照片确定为所述运动-补偿的投影射线照片，
或者当识别出所述第二截面图像的分辨率高于所述第一截面图像的分辨率时，将所述运动-补偿的第一投影射线照片确定为运动-补偿的投影射线照片。
6.如权利要求4所述的设备，其中，对于所述N/2对相对投影射线照片中的每一对，所述图像处理器进一步被配置为：
(i)使用所述第一运动矢量对所述第二投影射线照片执行所述运动补偿，以生成运动-补偿的第二投影射线照片；
(ii)从所述运动-补偿的第二投影射线照片和所述N个CT投影射线照片中的除了第二投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片中重建第一截面图像；
(iii)使用所述第二运动矢量对所述第一投影射线照片执行所述运动补偿，以生成运动-补偿的第一投影射线照片；
(iv)使用所述运动-补偿的第一投影射线照片和所述N个CT投影射线照片中的除了第一投影射线照片以外的剩余的CT投影射线照片来重建第二截面图像；
(v)识别所述第一截面图像和所述第二截面图像中的哪个图像具有更高的分辨率；以及
(vi)当识别出所述第一截面图像的分辨率高于所述第二截面图像的分辨率时，将所述运动-补偿的第二投影射线照片确定为所述运动-补偿的投影射线照片，
或者当识别出所述第二截面图像的分辨率高于所述第一截面图像的分辨率时，将所述运动-补偿的第一投影射线照片确定为运动-补偿的投影射线照片。
7.如权利要求3所述的设备，其中，对于所述N/2对相对投影射线照片中的每一对，所述图像处理器进一步被配置为：
(i)在所述第一投影射线照片中设置第一碎块；
(ii)在所述第二投影射线照片中设置第一搜索区域，其中，所述第一搜索区域包括与所述第一碎块相对应的区域；
(iii)将在所述第一搜索区域中运动对应于所述第一碎块的第二碎块时、所述第一碎块与所述第二碎块之间的相似性最高的位置确定为所述第二碎块的位置；
(iv)基于所述第一碎块的位置和所述第二碎块的位置来确定所述第一运动矢量；
(v)在所述第二投影射线照片中设置第三碎块；
(vi)在所述第一投影射线照片中设置第二搜索区域，其中，所述第二搜索区域环绕与所述第三碎块相对应的区域；
(vii)将在所述第二搜索区域中运动对应于所述第三碎块的第四碎块时、所述第三碎块与所述第四碎块之间的相似性最高的位置确定为所述第四碎块的位置；以及
(viii)基于所述第三碎块的位置和所述第四碎块的位置来确定所述第二运动矢量。
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