断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法专利检索-断层地球科学专利检索查询-专利查询网

断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法

阅读：777发布：2020-05-12

专利汇可以提供断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种断层扫描设备包括：数据获取器，通过对对象执行断层扫描来获得与第一时间点相应的第一图像并获得与第二时间点相应的第二图像；图像重构器，基于在第一图像和第二图像之间的运动量获得与在对象的运动量和时间之间的关系相关的第一信息，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，通过使用预测第三图像以及与第三时间点相应的测量数据校正第一信息，通过使用校正第一信息重构第三图像；显示器，显示重构的第三图像。，下面是断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种断层扫描设备，包括：
数据获取器，被配置为通过对对象执行断层扫描来获得与第一时间点相应的第一图像并获得与第二时间点相应的第二图像；以及
图像重构器，被配置为基于所获得的第一图像和所获得的第二图像获得与在时间量和对象的运动量之间的关系相关的第一信息，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，通过使用预测第三图像以及与第三时间点相应的测量数据校正第一信息，并通过使用校正第一信息重构与第三时间点相应的最终第三图像。
2.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，第一信息包括指示在时间量以及与运动矢量场相应的对象的运动量之间的关系的信息，其中，运动矢量场在第一图像和第二图像之间。
3.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为基于通过相对于测量数据前向投射预测第三图像获得的预测数据来校正第一信息。
4.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为将通过前向投射预测第三图像所获得的预测正弦图与通过检测在与第三时间点相应的时间剖面内由对象投射的X射线所获得的测量正弦图进行比较，并校正第一信息使得在预测正弦图与测量正弦图之间的差别减少。
5.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为将通过反投射在第三时间点获得的测量数据所获得的第四图像与预测第三图像进行比较，并校正第一信息使得在预测第三图像与第四图像之间的差别减少。
6.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为校正在第三时间点的第一信息，其中，第三时间点是从第一时间点开始朝着第二时间点经过第一时间段的时间点。
7.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为校正在第三时间点的第一信息，其中，第三时间点是从第二时间点开始朝着第一时间点经过第一时间段的时间点。
8.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为通过校正在从第一时间点开始朝着第二时间点经过第一时间段的时间点的第一信息获得第二信息，通过校正在从第二时间点开始朝着第一时间点经过第一时间段的时间点的第一信息获得第三信息，并基于第二信息和第三信息产生校正第一信息。
9.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为基于校正第一信息将指示对象的体素的中心翘曲，并通过反投射所述体素的翘曲后的中心的位置来重构最终第三图像。
10.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，数据获取器还被配置为选择在预定时间剖面内对象的运动被最小化的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。
11.如权利要求1所述的断层扫描设备，还包括：显示器，被配置为显示包括第一图像、第二图像、第一信息、校正第一信息及最终第三图像之中的至少一个的屏幕图像。
12.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为通过使用校正第一信息重构多个图像，并通过使用所述多个图像产生运动画面，其中，所述多个图像与在第一时间点和第二时间点之间的多个时间点分别相应。
13.如权利要求12所述的断层扫描设备，还包括：显示器，被配置为显示与回放运动画面相关的用户界面(UI)图像。
14.如权利要求1所述的断层扫描设备，其中，图像重构器还被配置为通过使用校正第一信息针对第一图像和第二图像执行运动校正，并通过使用运动校正后的第一图像和运动校正后的第二图像重新获得第一信息。
15.一种用于重构断层扫描图像的方法，所述方法包括：
通过对对象执行断层扫描来获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像；
基于所获得的第一图像和所获得的第二图像获得与在对象的运动量和时间量之间的关系相关的第一信息，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，并通过使用预测第三图像以及与第三时间点相应的测量数据来校正第一信息；以及
通过使用校正第一信息重构与第三时间点相应的最终第三图像。

说明书全文

断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法

技术领域

[0001] 一个或更多个示例性实施例涉及一种断层扫描设备和由断层扫描设备重构断层扫描图像的方法。

[0002] 更具体地讲，一个或多个更示例性实施例涉及一种通过对运动对象执行断层扫描来构建断层扫描图像的断层扫描设备和由断层扫描设备可执行的重构断层扫描图像的方法。

背景技术

[0003] 医学成像设备是被配置用于获得对象的内部结构作为图像的设备。医学图像处理设备是捕捉人体的结构细节、内部组织及人体内的液体流动的图像、处理所述图像并显示处理后的图像的无创检查设备。用户(诸如医生)可通过使用从医学图像处理设备输出的医学图像来诊断患者的健康状态和疾病。

[0004] 用于将X射线辐射到患者上以扫描对象的设备的代表性示例包括断层扫描设备。断层扫描设备的示例包括计算机断层扫描(CT)设备。

[0005] 在医学图像处理设备之中，与普通X射线设备进行比较，CT设备能够提供对象的横截面图像并区别地表达对象的内部结构(例如，器官，诸如肾、肺等)。因此，CT设备被广泛地用于精确地诊断疾病。在下文中，由断层扫描设备获得的医学图像被称为“断层扫描图像”。具体而言，由CT设备获得的医学图像被称为“CT图像”。

[0006] 为了获得断层扫描图像，使用断层扫描设备对对象执行断层扫描并由此获得原始数据。使用所获得的原始数据重构断层扫描图像。原始数据可以是通过向对象投射X射线获得的投影数据或作为多条投影数据的集合的正弦图(sinogram)。

[0007] 例如，为了获得CT图像，应使用通过CT扫描获得的正弦图执行图像重构。现在将参照图1详细描述CT图像的重构。

[0008] 图1A和图1B是分别示出CT扫描和CT图像的重构的示意图和图像。

[0009] 具体而言，图1A是示出由CT设备执行的CT扫描的示意图，其中，CT设备在围绕对象25旋转的同时执行CT扫描并获得与CT扫描相应的原始数据。图1B示出由CT扫描获得的正弦图以及重构的CT图像。

[0010] CT设备产生X射线，将X射线辐射到对象25并通过使用X射线检测器(未示出)检测穿过对象25的X射线。X射线检测器产生与检测到的X射线相应的原始数据。

[0011] 具体而言，参照图1A，在CT设备中包括的X射线产生器20将X射线辐射到对象25。当CT设备执行CT扫描时，X射线产生器20围绕对象25旋转并获得分别与X射线产生器20旋转的角度相应的多条原始数据(例如，第一原始数据30、第二原始数据31及第三原始数据32)。具体而言，X射线检测器(未示出)在位置P1检测施加到对象25的X射线从而获得第一原始数据30，在位置P2检测施加到对象25的X射线从而获得第二原始数据31。X射线检测器(未示出)在位置P3检测施加到对象25的X射线从而获得第三原始数据32。原始数据可包括投影数据。

[0012] 为了产生一个横截面CT图像，X射线产生器20应在相对于对象旋转至少180的同时执行CT扫描。

[0013] 参照图1B，通过将在X射线产生器20按照如参照图1A所述的预定角度的间隔运动时获得的第一原始数据30、第二原始数据31及第三原始数据32组合来获得单个正弦图40。在一个循环期间经由在X射线产生器20旋转的同时执行的CT扫描获得正弦图40。与一个循环的旋转相应的正弦图40可被用于一个横截面CT图像的产生。根据CT系统的说明书，一个循环的旋转可以是约超过半圈或完整的一圈。

[0014] 通过针对正弦图40执行反投影(back-projection)来重构CT图像50。

[0015] 一般而言，X射线产生器20旋转半圈耗时约0.2秒。

[0016] 当作为CT扫描的目标的对象以相对快的速度运动时，在一个循环期间发生对象的运动。归因于对象的运动，在CT图像的重构中可发生运动伪影。

[0017] 可从多个横截面CT图像中重构三维(3D)CT图像。因此，在获得重构3D CT图像必需的原始数据时，对象的运动更频繁地发生。

[0018] 当在重构的CT图像中存在运动伪影时，对象的边缘可被模糊，或者图像可以是不清晰的。在CT图像中的运动伪影使CT图像的质量劣化，因此当用户(例如，医生)读取CT图像并诊断疾病时，用户无法精确地读取CT图像并诊断疾病。

[0019] 因此，当对运动对象执行CT扫描时，重构减少了由运动伪影造成的图像模糊的CT图像是重要的。发明内容

[0020] 技术问题

[0021] 当在重构的CT图像中存在运动伪影时，对象的边缘可被模糊，或者图像可以是不清晰的。在CT图像中的运动伪影使CT图像的质量劣化，因此当用户(例如，医生)读取CT图像并诊断疾病时，用户无法精确地读取CT图像并诊断疾病。

[0022] 技术方案

[0023] 因此，当对运动对象执行CT扫描时，重构减少了由运动伪影造成的图像模糊的CT图像是重要的。

[0024] 一个或更多个示例性实施例包括一种能够减少在重构的断层扫描图像内的运动伪影的发生的断层扫描设备和由断层扫描设备执行的断层扫描图像重构方法。

[0025] 有益效果

[0026] 一个或更多个示例性实施例能够减少在重构的断层扫描图像内的运动伪影的发生。附图说明

[0027] 从以下结合附图的示例性实施例的描述中，这些和/或其它方面将变得清楚且更容易理解，其中：

[0028] 图1A和图1B是分别示出计算机断层扫描(CT)扫描和CT图像的重构的示意图和图像；

[0029] 图2是断层扫描系统的示意图；

[0030] 图3示出图2的断层扫描系统的结构；

[0031] 图4是示出由在图2的断层扫描系统中包括的通信单元执行的通信的框图；

[0032] 图5是根据示例性实施例的断层扫描设备的框图；

[0033] 图6是根据另一示例性实施例的断层扫描设备的框图；

[0034] 图7是示出根据半重构方法的断层扫描图像的重构的示图；

[0035] 图8A和图8B是示出应用于断层扫描的扫描模式和扫描方法的示图；

[0036] 图9A和图9B是示出向对象投射的X射线束的形状的示图；

[0037] 图10是示出图6的断层扫描设备的操作的示意图；

[0038] 图11A和图11B是根据示例性实施例的示出第一图像和第二图像的重构的示意图；

[0039] 图12A、图12B及图12C是示出通过测量对象的运动获得第一信息的操作的示图；

[0040] 图13A、图13B及图13C是示出图6的断层扫描设备的操作的示意图；

[0041] 图14A和图14B是示出图6的断层扫描设备的操作的示意图；

[0042] 图15是示出对象的运动改变的示图；

[0043] 图16是示出第一信息的校正的示图；

[0044] 图17是示出第一信息的校正的示图；

[0045] 图18是根据示例性实施例的示出由图6的断层扫描设备执行的断层扫描图像重构的示意图；

[0046] 图19A和图19B是示出针对非运动对象的根据半重构方法的断层扫描图像重构的示图；

[0047] 图20A和图20B是示出针对运动对象的根据半重构方法的断层扫描图像重构的示图；

[0048] 图21是示出重构运动校正后的断层扫描图像的操作的示图；

[0049] 图22是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的示图；

[0050] 图23是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的另一示图；

[0051] 图24是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的另一示图；

[0052] 图25A和图25B示出在图6的断层扫描设备上所显示的屏幕图像；

[0053] 图26示出在图6的断层扫描设备上所显示的屏幕图像；

[0054] 图27示出在图6的断层扫描设备上所显示的屏幕图像；

[0055] 图28A和图28B是示出存在于重构的断层扫描图像中的运动伪影的示图；

[0056] 图29A和图29B是示出存在于重构的断层扫描图像中的运动伪影的示图；

[0057] 图30是根据示例性实施例的断层扫描图像重构方法的流程图。

[0058] 最佳实施方式

[0059] 本申请要求于2014年2月21日提交到美国专利和商标局的第61/942717号美国临时申请的利益以及于2014年10月13日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0137849号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过完整引用合并于此。

[0060] 一个或多个示例性实施例包括一种能够减少在重构的断层扫描图像内的运动伪影的发生的断层扫描设备和由断层扫描设备执行的断层扫描图像重构方法。

[0061] 附加的方面部分地将在随后的描述中被阐述，部分地将从描述中变得清楚，或者可通过所呈现的示例性实施例的实践而被获知。

[0062] 根据一个或多个示例性实施例，一种断层扫描设备包括：数据获取器，被配置为通过对对象执行断层扫描来获得与第一时间点相应的第一图像并获得与第二时间点相应的第二图像；图像重构器，被配置为基于所获得的第一图像和所获得的第二图像获得与在时间量和对象的运动量之间的关系相关的第一信息，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，通过使用预测第三图像及与第三时间点相应的测量数据校正第一信息，通过使用校正第一信息重构与第三时间点相应的最终第三图像；显示器，被配置为显示重构的最终第三图像。

[0063] 第一信息可包括指示在时间量和与运动矢量场(MVF)相应的对象的运动量之间的关系的信息，其中，MVF在第一图像和第二图像之间。

[0064] 图像重构器可还被配置为基于通过相对于测量数据前向投射预测第三图像获得的预测数据来校正第一信息。

[0065] 图像重构器可还被配置为将预测数据与测量数据进行比较并校正第一信息，使得在预测数据与测量数据之间的差别减少。

[0066] 图像重构器可还被配置为将通过前向投射预测第三图像所获得的预测正弦图与通过检测在与第三时间点相应的时间剖面内由对象投射的X射线所获得的测量正弦图进行比较，校正第一信息使得在预测正弦图与测量正弦图之间的差别减少。

[0067] 图像重构器可还被配置为将通过反投射在第三时间点获得的测量数据所获得的第四图像与预测第三图像进行比较，校正第一信息使得在预测第三图像与第四图像之间的差别减少。

[0068] 图像重构器可还被配置为校正在第三时间点的第一信息，其中，第三时间点是从第一时间点开始朝着第二时间点经过第一时间段的时间点。

[0069] 图像重构器可还被配置为校正在第三时间点的第一信息，其中，第三时间点是从第二时间点开始朝着第一时间点经过第一时间段的时间点。

[0070] 图像重构器可还被配置为通过校正在从第一时间点开始朝着第二时间点经过第一时间段的时间点的第一信息获得第二信息，通过校正在从第二时间点开始朝着第一时间点经过第一时间段的时间点的第一信息获得第三信息，基于第二信息和第三信息产生校正第一信息。

[0071] 图像重构器可还被配置为基于校正第一信息将指示对象的体素的中心翘曲，通过反投射所述体素的翘曲后的中心的位置重构最终第三图像。

[0072] 数据获取器可还被配置为选择在预定时间剖面内对象的运动被最小化的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。

[0073] 数据获取器可还被配置为按照预定时间剖面内的第二时间段的间隔重构图像，测量在第四时间点重构的图像和在与第四时间点相邻的第五时间点重构的图像之间的差别，基于测量出的差别选择对象的运动被最小化的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。

[0074] 数据获取器可还被配置为按照预定时间剖面内的第二时间段的间隔获得投影数据，测量在第四时间点重构的投影数据和在与第四时间点相邻的第五时间点重构的投影数据之间的差别，基于测量出的差别选择对象的运动被最小化的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。

[0075] 显示器可还被配置为显示与选择第一时间点和第二时间点相关的用户界面(UI)屏幕图像。

[0076] 显示器可还被配置为显示与选择在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相关的UI屏幕图像。

[0077] 图像重构器可还被配置为通过使用校正第一信息重构多个图像，其中，所述多个图像与在第一时间点和第二时间点之间的多个时间点分别相应。

[0078] 显示器可还被配置为显示包括所述多个图像的屏幕图像。

[0079] 图像重构器可还被配置为通过使用所述多个图像产生运动画面。

[0080] 显示器可还被配置为显示与回放运动画面相关的UI图像。

[0081] 图像重构器可还被配置为通过使用校正第一信息针对第一图像和第二图像执行运动校正，通过使用运动校正后的第一图像和运动校正后的第二图像重新获得第一信息。

[0082] 根据一个或多个示例性实施例，一种用于重构断层扫描图像的方法包括：通过对对象执行断层扫描来获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像；基于所获得的第一图像和所获得的第二图像获得与在对象的运动量和时间量之间的关系相关的第一信息，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，通过使用预测第三图像及与第三时间点相应的测量数据校正第一信息，通过使用校正第一信息重构与第三时间点相应的最终第三图像。

具体实施方式

[0083] 通过参照以下示例性实施例的详细描述以及附图，一个或多个示例性实施例以及实现所述示例性实施例的方法的优点和特征可被更容易地理解。就此而言，本示例性实施例可具有不同形式并且不应理解为限于在此展示的描述。相反地，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底且完整的，并将向本领域普通技术人员全面地传达本示例性实施例的构思，并且本发明构思将仅由权利要求书限定。贯穿说明书，同样的附图标号指示同样的元件。

[0084] 在下文中，将简要限定在说明书中所使用的术语，并且将详细描述示例性实施例。

[0085] 应将在此使用的全部术语(包括描述性或技术术语)理解为具有对本领域普通技术人员而言是公知的含义。然而，所述术语可根据本领域普通技术人员的意图、先例或新技术的出现而具有不同含义。此外，一些术语可由申请人任意选择，在这种情况下，将在详细描述中具体描述所选择的术语的含义。因此，必须基于所述术语的含义连同贯穿说明书的描述来限定在此使用的术语。

[0086] 当一个部件“包括”或“包含”一个元件时，除非存在与此相反的具体描述，否则所述部件可还包括其它元件而非排除所述其它元件。此外，在示例性实施例中的术语“单元”意指软件组件或硬件组件(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))并且执行特定功能。然而，术语“单元”不限于软件或硬件。所述单元可被形成在可寻址存储介质中或者可被形成为操作一个或多个处理器。因此，例如，术语“单元”可指示组件(诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件及任务组件)并且可包括处理、功能、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、阵列和/或变量。由所述组件和“单元”提供的功能可与数量更少的组件和单元相关联或者可被划分为额外的组件和“单元”。

[0087] 现在将详细参照在附图中示出其示例的示例性实施例，其中，同样的附图标号始终指示同样的元件。就此而言，本示例性实施例可具有不同形式并且不应理解为限于在此展示的描述。在以下描述中，公知的功能或构造不被详细描述，以便不会利用不必要的细节来模糊示例性实施例。

[0088] 贯穿说明书，“图像”可指示由离散图像元素(例如，二维(2D)图像中的像素以及三维(3D)图像中的体素)形成的多维度数据。例如，图像可包括由计算机断层扫描(CT)成像设备捕捉到的对象的医学图像。

[0089] 断层扫描设备是被配置用于通过向患者投射X射线捕捉对象的图像的设备之中的典型设备。具体而言，断层扫描系统可包括所有的断层扫描设备，诸如计算机断层扫描(CT)设备、光学相干断层扫描(OCT)或正电子发射断层扫描(PET)-CT设备。在以下描述中，CT系统被例举为断层扫描系统。

[0090] 贯穿说明书，CT图像可指示通过将在CT成像设备围绕相当于对象的至少一个轴旋转的同时拍摄对象获得的多个X射线图像合成所产生的图像。

[0091] 另外，在本说明书中，“对象”可以是人、动物或者人或动物的一部分。例如，对象可包括器官(例如，肝脏、心脏、子宫、大脑、胸部或腹部)、血管和/或其组合。此外，对象可以是模型。所述模型意指具有与有机体的密度、有效原子数及体积几乎相同的密度、有效原子数及体积的材料。例如，所述模型可以是具有类似于人体的特性的球体模型。

[0092] 贯穿说明书，用户可以是但不限于医学专家(包括医生、护士、医学实验室技师、医学图像专家)或修理医学设备的技术人员。

[0093] 由于CT系统能够提供对象的横截面图像，因此与一般的X射线成像设备相比，CT系统可不同地表达对象的内部结构，例如，器官(诸如肾或肺)。

[0094] CT系统可每秒获得具有不超过2mm的厚度的多条图像数据数十次至数百次，然后可处理所述多条图像数据，使得CT系统可提供对象的相对精确的横截面图像。根据现有技术，仅可获得对象的水平横截面图像，但是这一问题因各种图像重构方法已被克服。3D图像重构方法的示例有：

[0095] 遮蔽表面显示(SSD)-用于仅显示具有预定亨氏单位(HU)值的体素的初始3D成像方法。

[0096] 最大强度投影(MIP)/最小强度投影(MinIP)-用于仅显示构成图像的体素之中具有最大或最小HU值的体素的3D成像方法。

[0097] 体渲染(VR)-能够根据感兴趣区域调整构成图像的体素的色彩和透明度的成像方法。

[0098] 虚拟内窥镜-实现在通过使用VR方法或SSD方法重构的3D图像中的内窥镜观察的方法。

[0099] 多平面重建(MPR)-用于将图像重构为不同的横截面图像的方法。用户可按照任何期望的方向重构图像。

[0100] 编辑-用于编辑相邻体素以便使用户能够在体渲染时容易地观察感兴趣区域的方法。

[0101] 感兴趣体素(VOI)-用于在体渲染时仅显示所选择的区域的方法。

[0102] 现在将参照图2描述所提议的本示例性实施例。CT系统100可包括各种装置中的任何一种。

[0103] 图2示意性地示出CT系统100。参照图2，CT系统100可包括台架102、台子105、X射线产生器106及X射线检测单元(在此也被称为“X射线检测器”)108。

[0104] 台架102可包括X射线产生器106及X射线检测单元108。

[0105] 对象10可位于台子105上。

[0106] 台子105可在CT成像程序期间按照预定方向(例如，上、下、右、左方向中的至少一个)移动。此外，台子105可按照预定方向倾斜和/或旋转预定角度。

[0107] 台架102也可按照预定方向倾斜预定角度。

[0108] 图3是示出CT系统100的结构的框图。

[0109] CT系统100可包括台架102、台子105、控制单元(在此也被称为“控制器”)118、存储单元(在此也被称为“存储器”)124、图像处理单元(在此也被称为“图像处理器”)126、输入单元(在此也被称为“输入装置”)128、显示单元(在此也被称为“显示装置”和/或“显示器”)130以及通信单元(在此也被称为“通信器”)132。

[0110] 如上所述，对象10可位于台子105上。在本示例性实施例中，台子105可按照预定方向(例如，上、下、右、左方向中的至少一个)移动，并且可由控制单元118控制台子105的移动。

[0111] 台架102可包括旋转框架104、X射线产生器106、X射线检测单元108、旋转驱动单元(在此也被称为“旋转驱动器”)110、数据获得系统(DAS)116以及数据发送单元(在此也被称为“数据发送器”)120。

[0112] 台架102可包括具有环形的能够相对于预定旋转轴RA旋转的旋转框架104。可选地，旋转框架104可具有盘形。

[0113] 旋转框架104可包括被布置为彼此面对以具有预定视场(FOV)的X射线产生器106和X射线检测单元108。旋转框架104也可包括防散射滤线栅114。防散射滤线栅114可位于X射线产生器106和X射线检测单元108之间。

[0114] 虽然图3示出旋转框架104包括一个X射线产生器106，但是旋转框架104可包括多个X射线产生器。当旋转框架104包括多个X射线产生器时，旋转框架104包括与所述多个X射线产生器分别相应的多个X射线检测器。具体而言，一个X射线产生器106是一个X射线源。例如，当旋转框架104包括两个X射线产生器106时，可以说旋转框架104包括双源。在以下描述中，当旋转框架104包括一个X射线产生器106时，在旋转框架104中包括的所述一个X射线产生器106被称为“单源”。当旋转框架104包括两个X射线产生器(未示出)时，在旋转框架104中包括的所述两个X射线产生器被称为“双源”。在两个X射线产生器形成双源的情形中，一个X射线产生器被称为“第一源”，另一个X射线产生器被称为“第二源”。一个X射线产生器106被包括在旋转框架104中的CT系统100被称为“单源断层扫描设备”，两个X射线产生器被包括在旋转框架104中的CT系统100被称为“双源断层扫描设备”。在医学成像系统中，到达检测器(或光敏膜)的X射线辐射不仅包括形成有用图像的衰减原辐射，而且包括使图像的质量劣化的散射辐射。为了发送大部分原辐射并使散射辐射衰减，防散射滤线栅114可位于患者和检测器(或光敏膜)之间。

[0115] 例如，可通过交替地堆叠铅箔条和空隙材料(诸如固体聚合物材料、固体聚合物和/或纤维复合材料中的任何一种)形成防散射滤线栅114。然而，防散射滤线栅114的形成不限于此。

[0116] 旋转框架104可从旋转驱动单元110接收驱动信号并且可使X射线产生器106和X射线检测单元108按照预定旋转速度旋转。旋转框架104可在旋转框架104经由滑环(未示出)接触旋转驱动单元110的同时从旋转驱动单元110接收驱动信号和电能。此外，旋转框架104可经由无线通信从旋转驱动单元110接收驱动信号和电能。

[0117] X射线产生单元106可经由滑环(未示出)以及随后的高电压产生单元(在此也被称为“高压产生器”)(未示出)从电能分配单元(PDU)(未示出)接收电压和电流，并且可产生并发射X射线。当高电压产生单元将预定电压(在下文中，称之为“管电压”)施加到X射线产生器106时，X射线产生器106可产生具有与管电压相应的多个能量谱的X射线。

[0118] 由X射线产生器106产生的X射线可因准直器112而按照预定形式被发射。

[0119] X射线检测单元108可被置于面对X射线产生器106。所述多个X射线检测装置均可建立一个信道，不过一个或更多个示例性实施例不限于此。

[0120] X射线检测单元108可检测由X射线产生器106产生并穿过对象10的X射线，并且可产生与检测到的X射线的强度相应的电信号。

[0121] X射线检测单元108可包括被配置用于在将辐射转换为光之后检测辐射的间接型X射线检测器以及被配置用于在将辐射直接转换为电荷之后检测辐射的直接型X射线检测器。间接型X射线检测器可使用闪烁器。此外，直接型X射线检测器可使用光子计数检测器。DAS 116可被连接到X射线检测单元108。由X射线检测单元108产生的电信号可由DAS 186经由电线或无线地收集。此外，由X射线检测单元108产生的电信号可经由放大器(未示出)提供给模数转换器(未示出)。

[0122] 根据层厚或层数，可经由数据发送单元120仅将由X射线检测单元108收集的多条数据中的一些提供给图像处理单元126，或者图像处理单元126可仅选择所述多条数据中的一些。

[0123] 可经由数据发送单元120将所述数字信号提供给图像处理单元126。可将数字信号经由电线或无线地提供给图像处理单元126。

[0124] 控制单元118可控制CT系统100中的元件中的每个的操作。例如，控制单元118可控制台子105、旋转驱动单元110、准直器112、DAS 116、存储单元124、图像处理单元126、输入单元128、显示显示130、通信单元132等的操作。

[0125] 图像处理单元126可经由数据发送单元120接收由DAS 116获得的数据(例如，作为在处理之前的数据的纯数据)，并且可在接收到的数据上执行预处理。

[0126] 预处理可包括(例如)校正信道间的灵敏度不规则性的处理以及校正归因于信号强度的快速下降或归因于X射线吸收材料(诸如金属)的存在的信号损失的处理中的任何一个。

[0127] 从图像处理单元126输出的数据可被称为“原始数据”和/或“投影数据”。投影数据连同在数据的获得期间存在的与成像条件(例如，管电压、成像角度等)相关的信息被存储在存储单元124中。

[0128] 投影数据可以是与穿过对象10的X射线的强度相应的一组数据值。为便于描述，按照同一成像角度同时从所有信道获得的多条投影数据的群组被称为“投影数据集”。

[0129] 存储单元124可包括从闪存型存储介质、硬盘型存储介质、微型多媒体卡存储介质、卡片型存储器(例如，SD卡、XD存储器等)、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ROM(EEPROM)、可编程ROM(PROM)、磁性存储器、磁盘以及光盘之中的至少一个存储介质。

[0130] 图像处理单元126可通过使用所获得的投影数据集重构对象10的横截面图像。横截面图像可以是3D图像。具体而言，图像处理单元126可基于所获得的投影数据集通过使用锥形束重构方法等重构对象10的3D图像。

[0131] 输入单元128可接收针对X射线断层扫描成像条件、图像处理条件等的外部输入。例如，X射线断层扫描成像条件可包括管电压、针对多个X射线的能量值设置、成像协议的选择、图像重构方法的选择、FOV区域的设置、层数、层厚、针对图像后处理的参数设置等中的任何一个。此外，图像处理条件可包括图像的分辨率、针对图像的衰减系数设置、图像组合比的设置等中的任何一个。

[0132] 输入单元128可包括被配置用于从外部源接收预定输入的装置。例如，输入单元128可包括麦克风、键盘、鼠标、操纵杆、触摸板、触摸笔、语音识别装置、手势识别装置等中的任何一个。

[0133] 显示单元130可显示由图像处理单元126重构的X射线图像。

[0134] 可通过使用有线通信、无线通信及光学通信中的至少一个执行在前述元件之间的数据、电能等的交换。

[0135] 通信单元132可经由服务器134等执行与外部装置、外部医学设备等中的任何一个的通信。现在将参照图4描述所述通信。

[0136] 图4是示出由通信单元132执行的通信的框图。

[0137] 通信单元132可被有线地或无线地连接到网络301并由此可与外部装置(诸如服务器134、医学设备136和/或便携式装置138中的任何一个)执行通信。通信单元132可与在经由影像归档和通信系统(PACS)连接的医院中的医院服务器和/或其它医学设备交换数据。

[0138] 通信单元132可根据医学数字成像和通信(DICOM)标准与外部装置等执行数据通信。

[0139] 通信单元132可经由网络301发送和接收与诊断对象10相关的数据。通信单元132可发送和/或接收从医学设备136(诸如磁共振成像(MRI)设备、X射线设备等中的任何一个)获得的医学图像。

[0140] 另外，通信单元132可从服务器134接收关于患者的诊断历史和/或医学治疗日程，并可将诊断历史和/或医学治疗日程用于诊断患者。此外，通信单元132可不仅与医院中的服务器134或医学设备136而且与用户或患者的便携式装置138执行数据通信。

[0141] 此外，通信单元132可经由网络301向系统管理器或服务管理器发送关于装置错误的信息、关于质量控制状态的信息等，并且可从系统管理器或服务管理器接收针对所述信息的反馈。

[0142] 图5是根据示例性实施例的断层扫描设备500的框图。

[0143] 参照图5，断层扫描设备500包括数据获取器510和图像重构器620。断层扫描设备500可还包括显示器530。

[0144] 断层扫描设备500可被包括在上面参照图3和图4描述的断层扫描系统中。可选地，断层扫描设备500可被包括在图4的医学设备136或便携式装置138中并且可被连接到CT系统100以运行。具体而言，断层扫描设备500可包括利用通过使用穿过对象的光束获得的数据重构图像的任何或所有医学成像设备。详细地讲，断层扫描设备500可以是利用通过使用穿过对象的光束获得的投影数据重构图像的所有医学成像设备。具体而言，断层扫描设备500可包括计算机断层扫描(CT)设备、光学相干断层扫描(OCT)设备和/或正电子发射断层扫描(PET)-CT设备中的任何一个。因此，由根据本示例性实施例的断层扫描设备500获得的断层扫描图像可包括CT图像、OCT图像和/或PET图像中的任何一个。在以下描述参照的附图中，CT图像被例举为断层扫描图像。当断层扫描设备500被包括在图2或图3的CT系统100中时，图5的数据获取器510和图像重构器520可被包括在图3的图像处理单元126或控制单元
118中。显示器530可与图3的显示器130相应。因此，在此不再重复与参照图2和图3进行的描述相同的CT设备500的描述。

[0145] 数据获取器510通过对对象执行断层扫描获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像。具体而言，数据获取器510可接收原始数据并通过使用原始数据重构与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像。第一图像和第二图像可以是二维(2D)断层扫描图像或3D断层扫描图像。

[0146] 对象可包括预定器官。具体而言，对象可包括从心脏、腹部、子宫、大脑、胸部及肝脏之中所选择的至少一个。例如，对象可包括由其表面表达的心脏。心脏可包括在预定区域中具有不同亮度值的组织中的至少一个。

[0147] 具体而言，数据获取器510可包括图3的X射线产生器106。X射线产生器106可通过在围绕对象旋转的同时执行断层扫描来获得原始数据。数据获取器510可从X射线产生器106接收原始数据。

[0148] 原始数据可包括通过向对象投射辐射获得的投影数据或作为多条投影数据的集合的正弦图。原始数据也可包括通过对投影数据或正弦图执行滤波反投影产生的图像。具体而言，当在预定位置的X射线产生器106向对象投射X射线时，X射线产生器106面对对象的视点或方向被称为“视点”。投影数据是与视点相应地获得的原始数据，正弦图表示通过按顺序列出多条投影数据获得的原始数据。

[0149] 具体而言，当X射线产生器106在围绕运动的对象旋转的同时发射锥形波束时，数据获取器510可获得与锥形束相应的原始数据并可通过重新排列获得的原始数据将获得的原始数据转换为与平行波束相应的原始数据。可通过使用与平行波束相应的原始数据获得第一信息。这样做时，锥形波束被转换为平行波束，这被称为“重排(rebinning)”，并且可通过使用与平行波束相应的原始数据获得第一信息。下文将参照图9A和图9B详细描述锥形波束的重排。

[0150] 图像重构器520基于在第一图像和第二图像之间的运动量获得指示在对象的运动量与相应时间量之间的关系的第一信息。具体而言，第一信息指示根据时间流逝的对象的运动量，第一信息可包括指示在预定时间点的形成对象的表面的运动的信息。图像重构器520基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，并且通过使用与第三时间点相应的预测第三图像和测量数据来校正第一信息。在第三时间点获得的测量数据表示当使用穿过对象并被检测到的X射线产生原始数据时在与第三时间点相应的时间剖面中获得的原始数据或者通过使用在与第三时间点相应的时间剖面中获得的原始数据重构的图像。详细地讲，在第三时间点获得的测量数据表示为了创建在第三时间点的对象的图像而实际获得的原始数据或者使用实际获得的原始图像重构的图像。使用第一信息预测出的数据表示与在基于由第一信息指示的对象的运动量预测出的预定时间点的对象的状态相应的原始数据或图像。在下文中，使用第一信息预测出的数据将被称为“预测数据”。

[0151] 由图像重构器520重构的断层扫描图像可以是2D断层扫描图像或3D断层扫描图像。现在将示出将投影数据用作原始数据的情况。重构与第一时间点相应的第一图像必需的原始数据被称为“第一投影数据”，重构与第二时间点相应的第二图像必需的原始数据被称为“第二投影数据”。重构与第三时间点相应的第三图像必需的原始数据被称为“第三投影数据”

[0152] 在下文中，通过使用预测第三图像校正第一信息的结果被称为“校正第一信息”。图像重构器520通过使用校正第一信息重构第三图像。在下文中，使用校正第一信息重构的与第三时间点相应的第三图像被称为“最终第三图像”。

[0153] 所述运动量可以是归因于对象的运动所产生的在第一图像中包括的预定对象的形状、尺寸及位置中所选择的至少一个和第二图像中包括的预定对象的形状、尺寸及位置中所选择的至少一个之间的差别。

[0154] 显示器530显示第三图像。由于显示器530与图3的显示器130相应，因此将省略其重复描述。

[0155] 现在将参照图6至图20详细描述断层扫描设备500的详细操作。

[0156] 图6是根据另一示例性实施例的断层扫描设备600的框图。

[0157] 由于图6的数据获取器610和图像重构器620一致地与图5的数据获取器510和图像重构器520相应，因此省略其重复描述。

[0158] 参照图6，断层扫描设备600包括数据获取器610和图像重构器620。断层扫描设备600可还包括从显示器630、台架640、用户界面650、存储器660及通信器670中所选择的至少一个。由于在断层扫描设备600中包括的显示器630、台架640、用户界面650、存储器660及通信器670分别具有与图3的显示器130、台架102、输入单元128、存储单元124及通信单元132相同的操作和结构，因此省略其重复的描述。

[0159] 数据获取器610通过对对象执行断层扫描获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像。第一图像和第二图像可以是3D断层扫描图像。第一图像和第二图像可以是作为2D横截面图像的2D断层扫描图像。具体而言，第一图像和第二图像可以是通过对作为运动对象的心脏执行断层扫描获得的心脏图像或者可以是四维(4D)心脏图像。

[0160] 图像重构器620基于在第一图像和第二图像之间的运动量获得指示在对象的运动量和相应时间量之间的关系的第一信息。图像重构器620基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，并通过使用与第三时间点相应的预测第三图像和测量数据校正第一信息。图像重构器620通过使用校正第一信息重构最终第三图像。原始数据可包括通过向对象投射X射线获得的投影数据和/或作为多条投影数据的集合的正弦图。可由台架640获得原始数据。可选地，可由外部断层扫描系统(未示出)获得原始数据并经由通信器670接收。

[0161] 具体而言，第一信息可以是与在第一图像和第二图像之间的运动矢量场(MVF)相应的值。详细地讲，第一信息可包括指示在与MVF相应的对象的运动量和时间之间的关系的信息。下文将参照图12A、图12B及图12C更详细地描述第一信息。

[0162] 具体而言，图像重构器620可将通过使用第一信息对应于第三时间点预测出的信息与对应于第三时间点测量出的信息进行比较并校正第一信息，使得在所述两条信息之间的差别减少。将参照图16和图17详细地描述由图像重构器620对第一信息的校正。

[0163] 图像重构器620可通过使用校正第一信息将与第三时间点相应的测量数据翘曲来重构最终第三图像。术语“翘曲”表示在图像中所包括的对象的调整以经由在图像中所包括的对象的状态的改变适合于对象的期望状态，诸如(例如)扩展、收缩、运动和/或形状变换。具体而言，图像重构器620可通过使用校正第一信息执行运动校正获得作为运动校正后的图像的最终第三图像，使得第三图像精确地显示在第三时间点的对象的状态。

[0164] 显示器630显示预定屏幕图像。具体而言，显示器630可显示对执行断层扫描有用的用户界面屏幕图像或重构的断层扫描图像。下文将参照图18至图20B详细描述根据示例性实施例的在显示器630上所显示的屏幕图像。

[0165] 台架640可包括图3的X射线产生器106、图3的X射线检测单元108以及图3的DAS 116。台架640向对象投射X射线，检测穿过对象的X射线并产生与检测到的X射线相应的原始数据。

[0166] 具体而言，X射线产生器106产生X射线。X射线产生器106在围绕对象旋转的同时向对象投射所产生的X射线。然后，X射线检测器108检测穿过对象的X射线。DAS 116产生与检测到的X射线相应的原始数据。原始数据可包括通过将辐射投射到对象获得的投影数据和/或作为多条投影数据的集合的正弦图。

[0167] 在以下描述中，通过使用随着X射线产生器106旋转半圈获得的原始数据重构一个横截面断层扫描图像被称为“半重构方法”，通过使用随着X射线产生器106旋转一圈获得的原始数据重构一个截面断层扫描图像被称为“完全重构方法”。此外，在以下描述中，旋转以获得重构一个截面断层扫描图像所需的原始数据的X射线产生器106的旋转时间、角度或相位被称为“单循环”。

[0168] 此外，术语“单循环斜剖面”可表示在X射线产生器106旋转以获得一个截面断层扫描图像的重构所需的原始数据期间的斜剖面。可选地，单循环斜剖面可表示重构一个截面断层扫描图像所需的投影数据的剖面。在这种情况下，单循环斜剖面可被称为“投影数据的单循环斜剖面”。

[0169] 例如，在半重构方法中的单循环可以是180或更多，在完全重构方法中的单循环可以是360。例如，在使用重排的平行波束的半重构方法中的投影数据的单循环斜剖面可以是通过将扇形角与180度相加的180+扇形角的角。例如，当扇形角是约60时，在半重构方法中的投影数据的单循环斜剖面可以是约240(180+60)。在完全重构方法中的单循环斜剖面可以是通过将扇形角与360相加的420(360+60)。

[0170] 通过使用在少于单循环的斜剖面中获得的原始数据重构断层扫描图像被称为“局部角重构(PAR)方法”。

[0171] 针对PAR方法、完全重构方法及半重构方法均可采用根据示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600。

[0172] 具体而言，台架640可根据从PAR方法、完全重构方法及半重构方法中所选择的至少一个执行断层扫描来获得原始数据。数据获取器610通过使用从台架640接收到的原始数据或从外部连接的断层扫描系统接收到的原始数据重构第一图像和第二图像。

[0173] 用户界面650产生并输出与从用户接收命令或数据相关的用户界面(UI)图像并经由UI图像从用户接收命令或数据。将由用户界面650输出的UI图像输出到显示器630。然后，显示器630可显示UI图像。用户可从在显示器630上所显示的UI图像中识别出一些信息并可经由UI图像输入命令或数据。

[0174] 例如，用户界面650可包括用于输入预定数据的鼠标、键盘和/或包括硬键的输入装置中的任何一个。例如，用户可通过操纵从鼠标、键盘及在用户界面650中所包括的其它输入装置中所选择的至少一个输入预定数据或命令。

[0175] 用户界面650可包括触摸板。具体而言，用户界面650包括与在显示器630中所包括的显示面板(未示出)结合的触摸板(未示出)并且将UI图像输出到显示面板。当经由UI图像输入命令时，触摸板可感测所述输入操作并识别由用户输入的命令。

[0176] 具体而言，当用户界面650包括触摸板并且用户触摸在UI图像上的特定点时，用户界面650感测所触摸的点。然后，用户界面650可向图像重构器620发送感测到的信息。然后，图像重构器620可识别对应于在感测到的点上显示的菜单的用户请求或命令并且可根据识别出的请求或命令执行断层扫描图像重构。

[0177] 存储器660可存储根据断层扫描获得的数据。具体而言，存储器660可存储作为原始数据的从投影数据和正弦图中所选择的至少一个。存储器660也可存储重构断层扫描图像必需的各种数据、程序等中的任何一种并且也存储最终重构的断层扫描图像。存储器660也可存储第一信息的获得所需要的各种数据以及获得的第一信息。

[0178] 存储器660可包括从闪存型存储介质、硬盘型存储介质、微型多媒体卡型存储介质、卡片型存储器(例如，安全数字(SD)存储器或极限数字(XD)存储器)、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ROM(EEPROM)、可编程ROM(PROM)、磁性存储器、磁盘以及光盘中所选择的至少一个存储介质。

[0179] 通信器670可与外部装置、外部医学设备等中的任何一个执行通信。例如，通信器670可被连接到外部断层扫描系统或外部断层扫描设备并且可从其接收第一图像和第二图像。可选地，通信器670可接收重构第一图像和第二图像必需的原始数据。在这种情况下，数据获取器610可经由通信器670接收第一图像和第二图像或用于重构第一图像和第二图像必需的原始数据。当数据获取器610可接收原始数据时，图像重构器620可基于接收到原始数据重构第一图像和第二图像。

[0180] 如上所述，当对象与心脏一样快运动时，在重构的断层扫描图像内通常存在运动伪影。现在将参照图7至图24详细描述能够通过使重构的断层扫描图像内的运动伪影的发生最小化来提高图像的质量的断层扫描设备600的操作。

[0181] 在根据示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600中，可根据多种扫描模式中的任何一种获得第一图像和第二图像。在根据示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600中，可采用产生按照多种形状中的任何一种发射的X射线的X射线产生器106。

[0182] 现在将参照图7至图9B详细描述可应用于断层扫描设备500和断层扫描设备600的图像重构方法、扫描模式以及X射线的辐射形状。

[0183] 图7是示出根据半重构方法的断层扫描图像的重构的示图。

[0184] 参照图7，当X射线产生器106在预定位置投射具有扇形形状的锥形波束时，X射线产生器106可按照半重构方法在旋转等同于180+(扇形角2)的角度的角度的同时执行断层扫描，并且可通过使用以180+(扇形角2)的角度获得的原始数据重构断层扫描图像。当通过将扇形波束转换为平行波束执行重构操作时或者当X射线产生器106投射平行波束时，可按照半重构方法通过使用与具有180+扇形角的角度的斜剖面相应的原始数据重构断层扫描图像。详细地讲，当使用锥形波束时，与利用通过使用平行波束获得的原始数据重构断层扫描图像的情况相比，所需要的原始数据量随着扇形角增加而增加。

[0185] 具体而言，当波束不是锥形波束而是如图9B所述的平行波束时，针对附加旋转的角度被减少至小于针对锥形波束的情况的扇形角a，并且X射线产生器106旋转180+a的角度作为单循环。例如，当扇形角是60时，使用锥形波束的情况需要在300(180+2a)的斜剖面中获得的原始数据，使用平行波束的情况需要在240(180+a)的斜剖面中获得的原始数据。因此，当使用平行波束时，可按角度240(180+a)执行半重构方法作为单循环。

[0186] 图7示出使用平行波束的情况，其中，通过使用在(例如)180+扇形角a的斜剖面中获得的原始数据执行半重构方法。

[0187] 参照图7，当在波束位置710的X射线产生器106向对象705投射X射线时，X射线检测器108检测在检测平面720上的X射线。波束位置710围绕作为中心的对象705旋转180+a的角度，这是单循环。检测平面720对应于波束位置710旋转。具体而言，波束位置710从a+Y轴到a-Y轴移动180并进一步移动等同于a的扇形角至位置733。

[0188] 按照半重构方法，通过使用在第一a斜剖面735、中间斜剖面737及最后a斜剖面736中获得的多条投影数据重构一个横截面断层扫描图像。

[0189] 随着为获得重构横截面断层扫描图像必需的原始数据所耗费的时间减少，可重构具有减少的运动伪影的图像。

[0190] 另外，随着为获得重构一个横截面断层扫描图像必需的原始数据所耗费的时间减少，可增加时间分辨率。因此，当X射线产生器106按照预定速度旋转时，根据半重构方法重构的断层扫描图像可具有比根据完全重构方法重构的断层扫描图像更高的时间分辨率。

[0191] 另外，根据示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600可根据多种扫描模式中的任何一种通过执行断层扫描获得第一图像和第二图像。用于断层扫描的扫描模式的示例可包括下文将参照图8A和图8B详细描述的前瞻模式(prospective mode)和回顾模式(retrospective mode)。根据示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600可根据多种扫描方法中的任何一种执行断层扫描。用于断层扫描的扫描方法的示例包括下文将参照图8A和图8B详细描述的轴扫描方法和螺旋扫描方法。

[0192] 图8A和图8B是示出被应用于断层扫描的扫描模式和扫描方法的示图。具体而言，图8A是示出根据轴扫描方法的断层扫描的示图。可选地，图8A是示出根据前瞻模式的断层扫描的示图。图8B是示出根据螺旋扫描方法的断层扫描的示图。另外，图8B是示出根据回顾模式的断层扫描的示图。

[0193] 可根据受成像影响的患者的心率是否恒定来确定扫描模式。心电图(ECG)门控可被用于获得用于图像的重构的原始数据。在图8A和图8B中，在执行断层扫描时，按照患者805的轴向移动图3的台子105。

[0194] 参照图8A，轴扫描方法是以下断层扫描方法：在停止图3的台子105时投射用于扫描的X射线，将台子105从801移动预定间隔到802，然后针对预定剖面922投射X射线，从而获得原始数据。根据本示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600可通过使用轴扫描方法执行断层扫描并由此获得从第一图像、第二图像、第三图像及最终第三图像中所选择的的至少一个。

[0195] 参照图8A，针对具有恒定心率的人，通过采用前瞻模式有规则地门控ECG信号810。在前瞻模式中，在与R峰值811间隔预定时间段的时间点t3自动选择预定剖面821。在门控的预定剖面821期间将X射线应用于对象805以获得原始数据。在前瞻模式中，在与R峰值812间隔预定时间段的时间点t4自动选择预定剖面822。在这时，在图3的台子105停止时，投射用于扫描的X射线，按照从801到802的预定间隔移动台子105，然后针对预定剖面822投射X射线，从而获得原始数据。如图8A所示的用于通过按照对象的轴向移动执行断层扫描的方法被称为“轴重构方法”。具体而言，作为半重构方法，如图8A所示的用于通过按照对象的轴向移动执行断层扫描的方法被称为“轴半重构方法”。根据本示例性实施例的断层扫描设备
500和断层扫描设备600可采用轴扫描方法。

[0196] 数据获取器610通过使用在门控的剖面821和剖面822中获得的多条原始数据重构断层扫描图像831和832。

[0197] 参照图8B，螺旋扫描方法是以下断层扫描方法：在从t＝0到t＝结束的预定时间段期间移动图3的台子105的同时连续投射用于扫描的X射线。具体而言，在以预定速度将在其上躺着包括对象的患者805的图3的台子105连续移动预定时间段并在台子105移动的同时连续向对象投射X射线来执行断层扫描。因此，X射线的运动轨迹850可以是螺旋形式。

[0198] 参照图8B，当患者的心率不规则时，如在心律失常患者的情况下，心率的规则性恶化并由此不可能如在前瞻模式下均匀地检测所述循环。在这种情况下，在回顾模式下不规则地门控ECG信号860。在回顾模式下，在ECG信号的所有循环中或在ECG信号的连贯预定循环中辐射X射线以获得原始数据，然后选择用于断层扫描图像重构的部分循环。详细地讲，在回顾模式下，在用户单独地设置用于图像重构的部分循环以检测部分循环861、862及863之后，用户将在检测到的部分循环861、862及863期间分别获得的多条原始数据用于断层扫描图像重构。

[0199] 具体而言，在回顾模式下，将X射线连续投射从t＝0到t＝结束的特定时间段，从而执行断层扫描。由于图3的台子105以预定速度连续移动预定时间段，因此X射线的运动轨迹850是螺旋形式。

[0200] 用于在使台子移动的同时通过连续投射X射线执行X射线扫描使得运动轨迹850具有如图8B所示的螺旋形式的方法被称为“螺旋重构方法”。具体而言，在半重构方法之中，用于在使台子移动的同时通过连续投射X射线执行X射线扫描的方法被称为“螺旋半重构方法”。根据本示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600可采用螺旋半重构方法。

[0201] 在详细的示例中，针对具有不规则心率的患者，可通过将回顾模式应用于螺旋扫描方法执行断层扫描。针对具有规则心率的患者，可通过将前瞻模式应用于轴扫描方法执行断层扫描。然而，示例性实施例不限于此并可通过将前瞻模式应用于螺旋扫描方法或将回顾模式应用于轴扫描方法来执行断层扫描。

[0202] 图9A和图9B是示出投射到对象的X射线束的形状的示图。具体而言，图9A示出X射线产生器106以锥形波束的形式投射X射线的示例。图9B示出X射线产生器106以平行波束的形式投射X射线的示例。

[0203] 参照图9A，当X射线产生器106沿着轨迹910移动并在预定位置920投射X射线时，如图9A所示，以锥形形状930将X射线投射到对象。

[0204] 参照图9B，当X射线产生器106沿着轨迹950移动并在预定位置960投射X射线时，如图9B所示，以平行平面形状970将X射线投射到对象。

[0205] 参照图9B，当X射线产生器106以锥形波束的形式投射X射线时，以锥形的形式投射的X射线波束被重新排列以在通过将X射线检测器108的行和X射线产生器106所在的位置960连接形成的平面980上平行。详细地讲，锥形波束可被转换为伪平行波束以供使用。当将锥形波束转换为平行波束以供使用时，在锥形波束中，与平行波束相比，X射线产生器106需要通过进一步旋转扇形角a以获得原始数据。具体而言，当扇形角是a时，投射锥形波束的X射线产生器106可通过使用在具有180+2a的角度的斜剖面中获得的原始数据获得与具有与重排的平行波束相应的180+a的角度的斜剖面相应的原始数据。

[0206] 如上参照图9A和图9B所述，可将根据本示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600应用于辐射锥形波束的断层扫描设备和辐射平行波束的断层扫描设备。

[0207] 为便于解释，在半重构方法中，在作为X射线产生器106旋转以获得为获取一个横截面断层扫描图像所需的投影数据的斜剖面的单循环斜剖面中，除180以外的斜剖面将被称为“附加角”。在上述示例中，当使用通过重排从X射线产生器106投射的锥形波束获得的重排的平行波束时，所述附加角可以是2a。当使用从X射线产生器106投射的平行波束时，所述附加角可以是a。当使用重排的平行波束时，X射线产生器106通过使用在旋转具有180+2a的角度的斜剖面时获得的原始数据获得与具有180+a的角度的斜剖面相应的投影数据。假设被获得用于重构一个横截面断层扫描图像的投影数据的剖面是单循环斜剖面，所述附加角可表示通过从投影数据的单循环斜剖面中减去180获得的斜剖面。在上述示例中，当投射锥形波束的X射线产生器106旋转具有180+2a的角度的斜剖面并由此通过使用重排的平行波束获得与具有180+a的角度的斜剖面相应的投影数据时，投影数据的单循环斜剖面可以是180+a并且在投影数据的单循环斜剖面中的附加角可以是a。

[0208] 另外，当X射线产生器106通过向对象投射锥形波束执行断层扫描并通过使用如在上述示例中的重排的平行波束获得第一信息和断层扫描图像时，用于X射线产生器106的旋转的单循环斜剖面可以是180+2*扇形角(＝180+2a)，附加角可以是2*扇形角(＝2a)。

[0209] 当根据本示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600执行CT扫描时，可应用使用单层执行CT扫描的单层CT方法和使用多层执行CT扫描的多层CT方法。根据本示例性实施例的断层扫描设备500和断层扫描设备600可被应用于将一个光源和一个检测器用于执行CT扫描的单源单检测器(或单源断层扫描设备)和将两个光源和两个检测器用于执行CT扫描的双源双检测器(或双源断层扫描设备)。所述光源是指X射线产生器107，所述检测器是指X射线检测器108。

[0210] 图10是根据示例性实施例的示出断层扫描设备600的操作的示意图。

[0211] 数据获取器610获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像。具体而言，通过在不同时间点在同一对象上执行断层扫描获得第一图像和第二图像。包括多条投影数据的正弦图将被例举为原始数据，现在将描述第一图像和第二图像是3D断层扫描图像的情况。

[0212] 具体而言，当用户期望重构在预定时间剖面中包括的时间点的对象的断层扫描图像时，第一时间点可与预定时间剖面的下限相应，第二时间点可与预定时间剖面的上限相应。例如，当用户想要在t1与t2之间的时间剖面中包括的时间点的心脏的断层扫描图像时，第一时间点可以是t1，第二时间点可以是t2。在t1与t2之间的时间剖面被称为“总时间剖面”，总时间剖面是P1、P2或P3。例如，在t1与t2之间的时间剖面可与心脏的心率相应。

[0213] 参照图10，数据获取器610可获得在与第一时间点t1相应的第一时间剖面P11的正弦图1021和在与第二时间点t2相应的第二时间剖面P12的正弦图1022。数据获取器610可通过使用正弦图1021重构第一图像1050并通过使用正弦图1022重构第二图像。例如，第一时间点t1可以是第一时间剖面P11的中间点，第二时间点t2可以是第二时间剖面P12的中间点。

[0214] 各种重构方法中的任何一种可被用于重构断层扫描图像。例如，作为用于在断层扫描设备500和断层扫描设备600中重构断层扫描图像的方法，可使用反投影方法、滤波反投影方法、迭代方法、逆矩阵法、分析法等中的任何一种。

[0215] 根据反投影方法，通过将在多个视点中获得的投影数据反投射到像素平面并将反投射的数据求和来重构图像。具体而言，反投影方法可涉及通过使用多个方向中的多条投影数据获得类似于真实图像的图像。此外，可附加地执行滤波以便移除存在于重构的图像中的伪影并提高图像质量。

[0216] 滤波反投影方法是对反投影方法的改进并移除了可在反投影方法中发生的模糊或伪影。根据滤波反投影方法，在执行反投影之前将原始数据滤波，并且将滤波后的原始数据反投射，从而重构断层扫描图像。

[0217] 滤波反投影方法一般被广泛用于断层扫描图像的重构，是可被简单实施的方法并且就用于图像重构的计算量而言是有效的。滤波反投影方法是从作为从2D图像中获得正弦图的处理的Radon变换中数学导出逆变换的方法。根据滤波反投影方法，将2D图像扩展为3D图像相对简单。具体而言，在滤波反投影方法中，通过在使用作为一种高通滤波器的Shepp-Logan滤波器将投影数据滤波之后执行反投影来重构图像。

[0218] 在以下描述中，描述作为示例的通过使用滤波反投影方法重构断层扫描图像的情况。

[0219] 具体而言，数据获取器610在ECG信号的多个循环门控用于产生第一图像1050的多个第一时间剖面P11、P21及P31。在第一时间剖面P11、P21及P31中分别获得正弦图1021、1031及1041。数据获取器610也在ECG信号的多个循环门控用于产生第二图像1060的多个第二时间剖面P12、P22及P32。在第二时间剖面P12、P22及P32中分别获得正弦图1022、1032及
1042。数据获取器610可通过反投射正弦图1021、1031及1041重构第一图像1050，并且可通过反投射正弦图1022、1032及1042重构第二图像1060。

[0220] 然后，数据获取器610可通过将第一图像1050和第二图像1060进行比较来产生第一信息。下文将参照图12A、图12B及图12C更详细地描述第一信息的产生。

[0221] 虽然图10示出在多个时间剖面中获得的正弦图被用于重构第一图像1050和第二图像1060的情况，但是可通过使用在单个时间剖面中获得的正弦图重构第一图像1050和第二图像1060。

[0222] 现在将参照图11A和图11B详细描述经由ECG门控对第一图像1050和第二图像1060的重构。

[0223] 图11A和图11B是根据示例性实施例的示出第一图像1120和第二图像1150的重构的示意图。具体而言，图11A是示出第一图像1120的产生的示图。图11B是示出第二图像1150的产生的示图。第一图像1120和第二图像1150分别一致地与图10的第一图像1050和第二图像1060相应。

[0224] 图11A和图11B示出第一图像1120和第二图像1150是三维地表达心脏的3D断层扫描图像。可将3D断层扫描图像重构为代表各种视点(诸如矢状视点、冠状视点及横轴视点)中的任何一种。由图像重构器620重构的第一图像和第二图像可以是2D断层扫描图像。

[0225] 参照图11A，数据获取器610通过门控ECG信号1100提取在使心脏的运动最小化期间的多个时间剖面P11、P21、P31、P41及P51。使用在所述多个时间剖面P11、P21、P31、P41及P51中分别获得的正弦图重构多个图像剖面1121、1122、1123、1124及1125。在图11A中，时间剖面P11、P21及P31分别一致地与图10的时间剖面P11、P21及P31相应。

[0226] 具体而言，数据获取器610通过使用在时间剖面P11期间获得的正弦图重构第一图像剖面1121，通过使用在时间剖面P21期间获得的正弦图重构第二部分图像剖面1122，通过使用在时间剖面P31期间获得的正弦图重构第三图像剖面1123。数据获取器610通过使用在时间剖面P41期间获得的正弦图重构第四图像剖面1124并通过使用在时间剖面P51期间获得的正弦图重构第五图像剖面1125。

[0227] 通过将所述多个图像剖面1121、1122、1123、1124及1125合成来重构第一图像1120。

[0228] 参照图11B，数据获取器610通过门控ECG信号1100提取在使心脏的运动最小化期间的多个时间剖面P12、P22、P32、P42及P52。使用在所述多个时间剖面P12、P22、P32、P42及P52中分别获得的正弦图重构多个图像剖面1151、1152、1153、1154及1155。在图11B中，时间剖面P12、P22及P32分别一致地与图10的时间剖面P12、P22及P32相应。

[0229] 具体而言，数据获取器610通过使用在时间剖面P12期间获得的正弦图重构第一图像剖面1151，通过使用在时间剖面P22期间获得的正弦图重构第二图像剖面1152，通过使用在时间剖面P32期间获得的正弦图重构第三图像剖面1153。数据获取器610通过使用在时间剖面P42期间获得的正弦图重构第四图像剖面1154并通过使用在时间剖面P52期间获得的正弦图重构第五图像剖面1155。

[0230] 通过将所述多个图像剖面1151、1152、1153、1154及1155合成来重构第二图像1150。

[0231] 图12A、图12B及图12C是示出通过测量对象的运动获得第一信息的操作的示图。现在将参照图10至图12C详细描述图像重构器620获得第一信息的操作。具体而言，图12A是示出在第一图像1210和第二图像1220之间的比较的示图。图12B是示出在第一图像1210和第二图像1220之间的运动量的示图。图12C是示出第一信息1280的示图。

[0232] 参照图12A，第一图像1210和第二图像1220分别一致地与图10的第一图像1050和第二图像1060相应。然而，为便于解释，图12A简单地示出第一图像1210和第二图像1220。

[0233] 现在将描述第一图像1210和第二图像1220是2D图像并且对象的表面被显示为图像内的边缘的情况。

[0234] 参照图12A，第一图像1210和第二图像1220是通过扫描运动对象获得的断层扫描图像的示意性图解。在图12A中，至少一个对象(即，在一个图像中包括的对象1211和对象1212或对象1221和对象1222)被表达为圆形对象。

[0235] 具体而言，为了将对象的各个运动量进行比较，在第一图像1210中包括的对象1211和对象1212与在第二图像1220中包括的对象1221和对象1222进行比较。根据比较的结果，如在比较图像1230中所示，可获得所述对象中的每个的运动量。

[0236] 参照图12B，可将指示在第一图像1210和第二图像1220中包括的对象的相同部分的表面相互进行比较并由此可获得指示在所比较的表面之间的位置差值和方向的运动矢量。所述运动矢量可被用作对象的运动量的表现。包括运动矢量并指示对象的预定部分的运动量的信息可包括运动矢量场(MVF)。详细地讲，MVF指示形成对象的表面的运动量。

[0237] MVF是针对对象的运动的提取而获得的信息并且可通过使用非刚性注册测量对象的运动量。可通过使用多种运动测量技术(诸如刚性注册、光流技术及特征匹配技术)中的任何一种测量对象的运动量。

[0238] 在以下描述中，描述作为示例的使用非刚性注册以获得MVF的情况。

[0239] 具体而言，在第一图像1210或第二图像1220的图像栅格中设置多个控制点并且在每个控制点计算最佳运动矢量。运动矢量是包括运动的方向和量级的矢量。在控制点的各个运动矢量被插值以获得指示在所有体素中的运动矢量的MVF。例如，B样条自由变形方法(B-spl ine free form deformation method)可被用作运动矢量插值方法。最优化技术可被用作计算在每个控制点的最佳运动矢量的方法。具体而言，根据最优化技术，通过重复更新在所述多个控制点中的每个的运动矢量将MVF更新，基于更新后的MVF将第一图像1210或第二图像1220翘曲，然后将翘曲的第一图像或第二图像与在翘曲前的第一图像1210或第二图像1220进行比较。当翘曲前的图像和翘曲后的图像之间的相似度足够高时，终止所述重复并计算最佳运动矢量。可通过使用将被比较的两个图像的亮度值的平方差的总和的负值指示所述相似度。

[0240] 在另一方法中，可通过在对象的表面上设置多个控制点并将指示第一图像1210和第二图像1220中的对象的相同位置的控制点进行比较来获得运动矢量。具体而言，通过将第一图像1210中的对象的控制点匹配到第二图像1220中的对象的控制点来获得在控制点之间的相对差。相对差值可被用作在当前控制点的运动矢量。然后，将在控制点的各个运动矢量插值以获得指示在所有体素中的运动矢量的MVF。类似于上述示例，B样条自由变形方法可被用作运动矢量插值方法。

[0241] 参照图12C，总时间剖面1260、第一时间剖面1261及第二时间剖面1262分别一致地与在图10中描述的总时间剖面(例如，P1)、第一时间剖面P11及第二时间剖面P12相应。

[0242] 在作为描述第一信息1280的曲线图的图12C中，x轴表示总时间剖面，y轴表示运动量。具体而言，当由在0和1之间的值表示在MVF内的对象的运动量时，Y轴表示对象的量化运动量。例如，当在MVF内的运动矢量的绝对值等同于对象的运动量时，可将运动矢量的绝对值转换为在0和1之间的值。

[0243] 具体而言，第一信息1280可包括指示在第一图像1210与第二图像1220间的MVF中的对象的运动量和相应时间量之间的关系的信息。所述时间量可基于由用户等设置的时间剖面。所述时间量也可基于在第一时间点t1与第二时间点t2之间的时间剖面。例如，如果用户想要观看对象的运动两秒，则用户可将总时间剖面1260设置为等同于两秒。当将在对象的运动最小时的两个时间点设置为第一时间点t1与第二时间点t2时，在第一时间点t1与第二时间点t2之间的时间剖面可被设置为总时间剖面1260。

[0244] 当通过使用作为参考图像的第一图像1210测量利用在第二时间剖面1262中获得的正弦图重构的第二图像1220的运动量时(其中，通过使用在作为总时间剖面1260的开始剖面的第一时间剖面1261中获得的正弦图重构第一图像1210)，第一图像1210的运动量可具有0％的运动值，第二图像1220的运动量可具有100％的运动值。

[0245] 具体而言，当对象的运动量和相应时间量具有线性关系时，数据获取器610可将0MVF和指示第一图像1210与第二图像1220间的运动量的MVF分别与最小加权值或0％和最大加权值或100％匹配。具体而言，0MVF可与总时间剖面1260的开始点t＝0相应，指示第一图像1210与第二图像1220间的运动量的MVF可与总时间剖面1260的结束点相应。具体而言，当已经计算出第一图像1210与第二图像1220之间的MVF时，具有100％的运动值的运动量可以是在第一图像1210与第二图像1220之间的MVF中的所有运动矢量的绝对值的总和、平均值等。在第一信息1280中，运动量可被表达为在MVF中计算出的运动量所转化的加权值。

[0246] 在图12C中，与在第一图像1210和第二图像1220之间的运动量相应的MVF被量化为具有0和1之间的值。第一信息1280中与对象的运动量相应的Y轴的值将被称为“加权值”。

[0247] 如图12C所示，第一信息1280中在时间量与加权值之间的关系可具有线性。例如，当总时间剖面1260短(例如，约0.2秒)时，第一信息1280中在时间与加权值之间的关系可具有线性。具体而言，加权值和时间可被显示为曲线图1270。

[0248] 表示第一信息1280中在加权值与时间之间的关系的曲线图1270的形状可与对象的运动模式相应。例如，当总时间剖面1260相对长(例如，约1至2秒)时，可根据可由二次方程建模的关系或可由统计信息建模的关系来确定第一信息1280中在时间与加权值之间的关系。

[0249] 例如，可从统计学上将对象的运动模式建模。具体而言，当对象是心脏时，可从统计学上将心脏的运动建模，并且可将第一信息1280中的曲线图1270的形状设置为与建模的心脏的运动相应。

[0250] 在第一信息1280中，指示在加权值与时间之间的关系的曲线图1270可具有初始设置的形状。在第一信息1280中，指示在加权值与时间之间的关系的曲线图1270可具有由用户经由用户界面650设置的形状。

[0251] 在第一信息1280中，指示对象的运动模式的曲线图1270的形状可根据对象而变化。例如，当对象是整个心脏时，在第一信息1280中的曲线图1270的形状可反映整个心脏的运动模式。当对象是在心脏中包括的冠状动脉时，第一信息1280的曲线图1270的形状可反映冠状动脉的运动模式。即使当对象是在心脏中包括的冠状动脉时，运动模式可根据心脏中的冠状动脉的位置而变化，因此第一信息1280的曲线图1270的形状可被设置为根据冠状动脉的位置而变化。当对象是在心脏中包括的二尖瓣值(MV)时，第一信息1280的曲线图1270的形状可反映MV的运动模式。

[0252] 另外，运动模式可根据将被断层扫描的对象的每个局部区域而变化。在这种情况下，可针对每个局部区域获得第一信息1280以反映针对每个局部区域的不同运动模式。可通过使用针对每个局部区域分别获得的第一信息执行针对每个局部区域的运动校正来重构指示整个对象的目标图像。例如，当对象是心脏时，左心室、右心室、左心房及右心房可具有不同运动模式。在这种情况下，可针对左心室、右心室、左心房及右心房中的每个单独获得第一信息，对左心室、右心室、左心房及右心房中的每个的局部图像执行运动校正，并且将运动校正后的局部图像合成以便重构指示心脏的目标图像。

[0253] 第一时间剖面1261的中心可以是第一时间点t1，第二时间剖面1262的中心可以是第二时间点t2。

[0254] 用户界面650可产生与选择第一时间点t1和第二时间点t2相关的UI图像(未示出)。然后，用户可经由UI图像选择并输入第一时间点t1和第二时间点t2。例如，UI图像可显示患者的ECG信号，用户可从UI图像中选择ECG信号的预定时间点作为第一时间点t1和第二时间点t2。

[0255] 数据获取器610可选择在预定时间剖面内在对象的运动被最小化时的两个时间点作为第一时间点t1和第二时间点t2。稍后将参照图13A、图13B、图13C、图14A及图14B更详细地描述第一时间点t1和第二时间点t2的设置。预定时间剖面可以是在ECG信号的R峰值与下一个R峰值之间的R-R剖面。图13A、图13B及图13C是根据另一示例性实施例的示出断层扫描设备600的操作的示意图。

[0256] 数据获取器610可在预定时间剖面内按照第二时间段的间隔重构图像，测量在一个时间点重构的图像和在与所述一个时间点相邻的另一时间点重构的图像之间的差别，并基于测量出的差选择在对象的运动被最小化时的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。

[0257] 参照图13A，数据获取器610从ECG信号1310中按照预定时间的间隔重构图像。例如，再次参照图13B，数据获取器610通过使用在与时间点t11相应的时间剖面中门控的正弦图重构断层扫描图像1321并通过使用在与时间点t12相应的时间剖面中门控的正弦图重构断层扫描图像1322。例如，数据获取器610通过使用在与时间点t(n-2)相应的时间剖面中门控的正弦图重构断层扫描图像1323并通过使用在与时间点t(n-1)相应的时间剖面中门控的正弦图重构断层扫描图像1324。

[0258] 参照图13C，数据获取器610通过将与两个相邻时间点i和(i+1)相应的两个图像1341和图像1342相互进行比较产生与差值1343相应的图像。然后，数据获取器610产生将各个差值描述为时间的函数的曲线图1350。

[0259] 参照图13C的曲线图1350，X轴可表示时间，Y轴可表示差值。

[0260] 数据获取器610可获得曲线图1350中Y轴的值是最小的两个时间剖面1361和1362，并且选择分别与两个时间剖面1361和1362相应的时间点作为第一时间点t1和第二时间点t2。在与两个相邻时间点相应的两个图像之间的最小差意指对象的运动在所述两个相邻时间点之间是最小的。因此，对象的运动在Y轴的值是最小的两个时间剖面1361和1362之间是最小的。因此，数据获取器610可获得其间心脏的运动最静态且最稳定的时间剖面。

[0261] 图14A和图14B是根据另一示例性实施例的示出断层扫描设备600的操作的示意图。

[0262] 参照图14A，数据获取器610在预定时间剖面内按照第二时间段的间隔获得投影数据并测量在与一个时间点相应的时间剖面中获得的投影数据和在与邻近所述一个时间点的另一时间点相应的时间剖面中获得的投影数据之间的差别。然后，数据获取器610可基于测量出的差别选择对象的运动被最小化时的两个时间点作为第一时间点和第二时间点。

[0263] 参照图14A，代表一个R-R循环的心脏相位被表达为100％并且被划分为50个剖面。因此，一个剖面被表达为2％。

[0264] 数据获取器610按照2％的间隔获得投影数据。然后，数据获取器610测量在通过积累在与一个时间点相应的时间剖面中获得的多条投影数据获得的正弦图1411和通过积累在与邻近所述一个时间点的另一时间点相应的时间剖面中获得的多条投影数据获得的正弦图1412之间的差值1413。例如，正弦图1411可以是在-2％和0％之间的时间间隔期间获得的正弦图，正弦图1412可以是在0％和2％之间的时间间隔期间获得的正弦图。然后，数据获取器610产生描述各个差值1413的曲线图1430。

[0265] 参照图14B的曲线图1430，X轴表示代表一个R-R循环的心脏相位，Y轴表示与差值1413相应的值。

[0266] 数据获取器610可获得在曲线图1430中作为所述差值的Y轴的值是最小时的两个时间点1451和1452并选择两个时间点1451和1452作为第一时间点t1和第二时间点t2。因此，数据获取器610可获得其间心脏的运动最静态且最稳定的时间剖面。

[0267] 如图13A、图13B、图13C、图14A及图14B所示，可选择在对象的运动最小时的第一时间点t1和第二时间点t2，并且在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面可被设置为总时间剖面1260。

[0268] 图像重构器620可将通过使用在总时间剖面1260内除第一时间点t1和第二时间点t2以外的第三时间点t3的第一信息预测出的数据和与第三时间点t3相应的数据进行比较，并校正第一信息使得在所述两条数据之间的差减少。具体而言，图像重构器620可校正在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面内按照规则间隔或不规则间隔相互隔开的多个时间点中的每个的第一信息。

[0269] 具体而言，图像重构器620可将第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面除以n，并且可从第一时间点t1和第二时间点t2中的至少一个开始校正在按照作为所述除法的商的第一时间段的间隔相互隔开的多个时间点中的每个的第一信息。具体而言，图像重构器620可校正在第三时间点t3的第一信息，其中，第一信息是从第一时间点t1开始朝着第二时间点t2经过第一时间段的时间点。图像重构器620也可校正在第三时间点t3的第一信息，其中，第三时间点t3是从第二时间点t2开始朝着第一时间点t1经过第一时间段的时间点。

[0270] 例如，当将第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面除以n时，时间间隔为(t2-t1)/n。因此，图像重构器620可校正在与第一时间点t1相隔一个时间间隔的时间点(t1+(1/n)*(t2-t1))的第一信息，并且也可校正在与时间点(t1+(1/n)*(t2-t1))相隔一个时间间隔的时间点(t1+(1/n)*(t2-t1))的第一信息。如上所述，图像重构器620可重复校正在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面内按照规则间隔或不规则间隔相互隔开的多个时间点中的每个的第一信息。

[0271] 图像重构器620可校正在与第二时间点t2相隔一个时间间隔的时间点(t2-(1/n)*(t2-t1))的第一信息，并且也可校正在与时间点(t2-(1/n)*(t2-t1))相隔一个时间间隔的时间点(t2-(2/n)*(t2-t1))的第一信息。如上所述，图像重构器620可重复校正在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面内按照规则间隔或不规则间隔相互隔开的多个时间点中的每个的第一信息。

[0272] 图像重构器620可通过校正在第三时间点t3的第一信息来获得第二信息，其中，第三时间点t3是从第一时间点t1开始朝着第二时间点t2经过第一时间段的时间点。图像重构器620可通过校正在第三时间点t3的第一信息来获得第二信息，其中，第三时间点t3是从第二时间点t2开始朝着第一时间点t1经过第一时间段的时间点。图像重构器620可基于第一信息和第二信息产生校正第一信息。具体而言，图像重构器620可通过计算第一信息和第二信息的平均值来产生校正第一信息。

[0273] 现在将描述图像重构器620校正在第一时间点t1与第二时间点t2之间的时间剖面内的时间点t3的第一信息。

[0274] 图15是示出对象的运动改变的示图。

[0275] 图15的对象1501可一致地与在图12A中示出的对象中的任何一个(例如，1211)相应。

[0276] 当将在与第一时间点t1相应的第一图像中包括的对象和在与第二时间点t2相应的第二图像中包括的对象相互进行比较并由此获得对象的运动量以及第一信息时，可通过使用第一信息来预测在总时间剖面1510中的对象的尺寸改变。

[0277] 参照图15，在与第一时间点t1相应的第一图像中包括的对象可具有第一尺寸1520，在与第二时间点t2相应的第二图像中包括的对象可具有第二尺寸1530。

[0278] 例如，当与对象的运动量相应的加权值和第一信息中的时间量具有如图12C所示的线性关系时，对象1501的尺寸线性增加。

[0279] 因此，如图15所示，可预料到将在第三时间点t13的对象的尺寸改变第一改变量1542以大于第一尺寸1520。因此，可预料到在第三时间点t13的对象的尺寸可具有第三尺寸
1521。

[0280] 也可预料到将在第四时间点t14的对象1501的尺寸改变第二改变量1544以大于第一尺寸1520。因此，可预料到在第四时间点t14的对象1501的尺寸可具有第四尺寸1522。也可预料到将在第五时间点t15的对象1501的尺寸改变第三改变量1546以大于第一尺寸1520。因此，可预料到在第五时间点t15的对象1501的尺寸可具有第五尺寸1523。

[0281] 可通过基于第一信息将具有第二尺寸1530的对象收缩来预测在第三时间点t13、第四时间点t14及第五时间点t15的对象1501的尺寸。

[0282] 详细地讲，可通过使用第一信息预测在第三时间点t13的尺寸改变量，并且可基于预测出的尺寸改变量获得在第三时间点t13的对象的图像。具体而言，图像重构器620可基于第一信息通过将第一图像、第二图像及与第三时间点t13相应的原始数据中所选择的至少一个翘曲来获得预测图像。翘曲处理表示经由在图像中包括的对象的扩展或收缩对在图像中包括的对象的尺寸的调整以适合于对象的期望尺寸。

[0283] 具体而言，参照图12C，第一信息1280中与第三时间点t3相应的加权值W1被用于预测在总时间剖面1260中在第三时间点t3的图像。从第一信息1280中获得与第三时间点t3相应的加权值W1，并且可使用与加权值W1相应的运动量将第一图像翘曲，或者可使用与加权值(1-W1)相应的运动量将第二图像翘曲。可通过使用从翘曲后的第一图像和翘曲后的第二图像中所选择的至少一个预测与第三时间点t3相应的图像。可选地，可基于第一信息通过将与第三时间点t13相应的原始数据翘曲来获得预测第三图像。

[0284] 在下文中，通过使用第一信息在第三时间点t3预测出的预测图像被称为“预测第三图像”。上述与第三时间点相应的预测数据可以是预测第三图像或者与预测第三图像相应的投影数据或正弦图。

[0285] 图像重构器620通过使用在第三时间点t3获得的预测第三图像和测量数据校正第一信息。所述测量数据是指实际测量出的投影数据或实际测量出的正弦图或者通过将实际测量出的投影数据或实际测量出的正弦图反投射重构的图像。现在将参照图16和图17详细描述图像重构器620对第一信息的校正。

[0286] 图16是示出第一信息的校正的示图。

[0287] 参照图16，曲线图1610表示校正之前的第一信息，曲线图1620表示校正之后的第一信息。图16示出根据在总时间剖面P中的时间获得的正弦图1630。经由在总时间剖面P期间的断层扫描获得正弦图1630。详细地讲，正弦图1630是指通过转换在断层扫描期间感测到的X射线所获得的数据并由此代表测量数据值。也可在回顾模式下通过在总时间剖面P期间执行断层扫描来获得正弦图1630。也可通过根据螺旋扫描方法执行断层扫描来获得正弦图1630。

[0288] 重构与第三时间点t3相应的图像必需的正弦图是在与第三时间点t3相应的时间剖面期间获得的正弦图1632并且可被显示为图像1661。例如，当使用重排的平行波束获得投影数据以重构与第三时间点t3相应的图像时，需要通过包括第三时间点在与具有180+附加角的角度的斜剖面相应的时间剖面P3中获得的正弦图。

[0289] 图像重构器620可将通过将使用第一信息获得的预测第三图像1650前向投射获得的预测正弦图1651和在第三时间点t3获得的测量正弦图1661进行比较并可校正第一信息使得在预测正弦图1651和测量正弦图1661之间的差减少。具体而言，图像重构器620可校正第一信息，使得预测正弦图1651具有与测量正弦图1661相同的值。

[0290] 例如，如果当在校正之前的第一信息1610中在第三时间点t3的Y轴值增加时在测量正弦图1632、测量正弦图1661和预测正弦图1651之间的差减少，则可将在第一信息1610中在第三时间点t3的加权值从W1增加至W1C。

[0291] 类似地，图像重构器620可校正在从第三时间点t3经过预定时间间隔的第四时间点t4的第一信息1610的加权值，并且可校正在从第四时间点t4经过预定时间间隔的第五时间点t5的第一信息1610的加权值。

[0292] 如上所述，当将在预定时间点的预测正弦图和测量正弦图进行比较并基于在预测正弦图和测量正弦图之间的差校正第一信息时，可通过校正在总时间剖面P内的第一信息来获得校正第一信息1620。校正第一信息1620更精确地反映对象的运动模式。因此，当基于校正第一信息1620执行运动校正以便精确地反映在第三时间点t3的对象的状态时，可精确地重构与第三时间点t3相应的图像。具体而言，当将被获得用于重构与第三时间点t3相应的图像的原始数据翘曲或将通过反投射获得的原始数据所获得的图像翘曲精确地重构与第三时间点t3相应的图像时，与预定时间点相应的图像可被容易且精确地重构。

[0293] 图17是示出第一信息的校正的示图。

[0294] 图像重构器620可将通过反投射在第三时间点t3获得的测量数据获得的测量图像和预测图像进行比较并校正第一信息，使得在测量图像和预测图像之间的差减少。

[0295] 参照图17，曲线图1710表示校正之前的第一信息，曲线图1720表示在校正之后的第一信息。图17示出在总时间剖面P中获得的正弦图1730。在总时间剖面P期间经由断层扫描获得正弦图1730。详细地讲，正弦图1730是经由断层扫描测量出的数据值。重构与第三时间点t3相应的图像必需的正弦图可被显示为图像1751。

[0296] 参照图17，图像重构器620将通过反投射在与第三时间点t3相应的时间段P3期间获得的正弦图1751产生的测量图像1752和通过使用校正之前的第一信息1710将第一图像和第二图像中的至少一个翘曲产生的预测图像1760进行比较。图像重构器620可校正第一信息，使得在测量图像1752和预测图像1760之间的差减少。

[0297] 例如，如果当校正之前的第一信息1710中在第三时间点t3的Y轴值增加时在测量图像1752和预测图像1760之间的差减少，则可将在第一信息1710中在第三时间点t3的加权值从W1增加至W1C。

[0298] 类似地，图像重构器620可校正在从第三时间点t3经过预定时间间隔的第四时间点t4的第一信息1710的加权值，并且可校正在从第四时间点t4经过预定时间间隔的第五时间点t5的第一信息1710的加权值。

[0299] 如上参照图16和图17所述，在与将使用校正第一信息重构的第三图像相应的第三时间点t3可以是从第一时间点t1和第二时间点t2中的至少一个经过预定时间间隔的时间点。可经由用户界面650设置第三时间点t3。具体而言，显示器630可显示从在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面中选择第三时间点t3相关的UI图像(未示出)。然后，用户可经由用户界面650选择第三时间点t3。

[0300] 如上所述，校正第一信息1720更精确地反映对象的运动模式。因此，与图16所示类似，当基于校正第一信息1720执行运动校正以精确地反映在第三时间点t3的对象的状态时，与第三时间点t3相应的图像可被精确地重构。

[0301] 图18是根据示例性实施例的示出由断层扫描设备600执行的断层扫描图像重构的示意图。

[0302] 参照图18，示出在总时间剖面P中获得的校正第一信息1810和原始数据1830。原始数据1830可包括对应于多个连续视点获得的多条投影数据的集合。原始数据1830可包括在总时间剖面P中获得的正弦图。由于校正第一信息1810一致地与图12C的第一信息和上文参照图16和图17描述的第一信息1620和第一信息1720相应，将省略其重复描述。

[0303] 参照图18，图像重构器620可基于表示在总时间剖面P内的对象的运动量的校正第一信息1810重构与在总时间剖面P中包括的预定时间点相应的断层扫描图像。

[0304] 现在将描述图像重构器620根据半重构方法执行图像重构并使用重排的平行波束执行图像重构的情况。因此，现在将描述使用在具有180+a(＝扇形角)的角度的斜剖面中获得的原始数据获得一个断层扫描图像的情况。

[0305] 具体而言，为了重构在第一时间点t1的对象的断层扫描图像，需要与第一时间点t1相应且在具有180+a(＝扇形角)的角度的斜剖面中获得的原始数据。原始数据1831可包括在从0至对应于具有180+a(＝扇形角)的角度的斜剖面的a的时间剖面中获得的正弦图1850。正弦图1850可由对应于多个连续视点的多个投影数据1851、1852及1853构成。为了重构在第三时间点t3的对象的断层扫描图像，需要与第三时间点t3相应且在与具有180+a(＝扇形角)的角度的斜剖面相应的时间点b和c之间的时间剖面中获得的原始数据1832。原始数据1832可包括在具有180+a(＝扇形角)的角度的斜剖面中获得的正弦图1860。正弦图
1860可由对应于多个连续视点的多个投影数据1861、1862及1863构成。

[0306] 具体而言，为了重构与第三时间点t3对应的最终第三图像，可将作为测量数据的正弦图1860反投射来重构与第三时间点t3相应的断层扫描图像，并且可基于校正第一信息翘曲重构的断层扫描图像。执行翘曲处理以校正运动对象的运动，并且将参照图19A至图24更详细地描述翘曲处理。

[0307] 图19A和图19B是根据示例性实施例的示出根据半重构方法的断层扫描图像重构的示图。图19A是示出指示未移动的对象的目标图像的重构的示图。具体而言，图19A示出X射线产生器106在围绕对象1901旋转的同时执行断层扫描。图19B示出在对经由断层扫描获得的原始数据进行滤波获得的多条投影数据执行反投影的操作。

[0308] 在图19A和图19B中，描述作为示例的X射线产生器106围绕对象1901旋转并执行断层扫描并且通过滤波反投影方法重构断层扫描图像的情况。此外，描述作为示例的如图19A所示的对象1901包括圆形目标1902的情况。根据半重构方法重构一个断层扫描图像必需的单循环斜剖面是作为投影数据的剖面的180+扇形角的角度。然而，在图19A中，为便于解释，描述作为示例的在使用旋转180的同时获得的原始数据执行断层扫描的情况。

[0309] 参照图19A，随着X射线产生器106在沿着圆形的源轨迹1910移动的同时在具有预定角间隔的多个位置中的每个向对象1901投射X射线时，获得投影数据。对投影数据进行滤波并由此获得滤波后的投影数据。在图19A中，位于源轨迹1910上的多个点指示X射线产生器106所在的投射X射线的位置。例如，当按照预定角间隔(诸如0.5、1或3)移动时，X射线产生器106可向对象1901投射X射线。旋转开始于时间点t11并停止于时间点t15。因此，时间点t11与旋转角度0相应，时间点t15与旋转角度180相应。

[0310] 通过从时间点t11旋转到时间点t15获得的多条投影数据可与重构一个横截面断层扫描图像必需的如上参照图18描述的原始数据1831、1832或1833相应。

[0311] 具体而言，当X射线产生器106在时间点t11向对象1901投射X射线时，按照X射线投影方向1932投射的X射线穿过对象1913并由此可获得信号1931。根据对象1913的材料，归因于X射线的透射率的差别，信号1931的值可在对象1913的表面上变化。具体而言，信号1931的值可在按照平行于X射线投影方向1932的方向排列的表面上变化。

[0312] 当X射线产生器106在时间点t12向对象1901投射X射线时，按照X射线投影方向1934投射的X射线穿过对象1914并由此可获得信号1933。信号1933的值可在按照平行于X射线投影方向1934的方向排列的表面上变化。

[0313] 当X射线产生器106在时间点t13向对象1901投射X射线时，按照X射线投影方向1936投射的X射线穿过对象1915并由此可获得信号1935。信号1935的值可在按照平行于X射线投影方向1936的方向排列的表面上变化。

[0314] 当X射线产生器106在时间点t14向对象1901投射X射线时，按照X射线投影方向1938投射的X射线穿过对象1916并由此可获得信号1937。信号1937的值可在按照平行于X射线投影方向1938的方向排列的表面上变化。

[0315] 当X射线产生器106在时间点t15向对象1901投射X射线时，按照X射线投影方向1924投射的X射线穿过对象1917并由此可获得信号1939。信号1939的值可在按照平行于X射线投影方向1924的方向排列的表面上变化。

[0316] 由于信号1931包括关于按照X射线投影方向1932排列的表面的信息，因此通过对信号1931执行滤波反投影获得的图像1951有助于按照X射线投影方向1932排列的表面的成像。由于信号1933包括关于按照X射线投影方向1934排列的表面的信息，因此与信号1933相应的投影数据有助于按照X射线投影方向1934排列的表面的成像。详细地讲，在每个视点获得的投影数据有助于对应于每个视点的对象的表面的成像。这可通过使用傅里叶切片定理进行解释，其中，傅里叶断层定理展示了在图像的频率分量与通过向对象1901投射平行波束获得的投影数据的值之间的关系。所述视点与X射线产生器106向对象投射X射线时的方向、位置和/或旋转角度相应。

[0317] 图3的DAS 116可获得信号，例如，信号1931。图3的图像处理单元可处理信号1931并产生滤波后的投影数据。将滤波投影数据反投射，从而获得图像1951。

[0318] 具体而言，当X射线产生器106旋转并在多个位置或视点投射X射线并由此获得多条滤波后的投影数据时，将所述多条滤波后的投影数据积累和反投射，从而重构断层扫描图像。详细地讲，可经由反投影处理获得代表对象的图像，其中，在所述反投影处理中，将滤波后的投影数据反射到图像像素。

[0319] 参照图19B，在时间点t11的对象1901中包括的圆形目标1902的表面出现在与时间点t11相应的反投射的图像1951中。针对随着X射线产生器106逆时针旋方向转获得的各个视点，将所述多条滤波后的投影数据积累和反投射。

[0320] 例如，通过将在角度为22.5的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像1953。在对象1901中的圆形目标1902的局部表面1954出现在反投射的图像1953中。

[0321] 接下来，通过将在角度为45的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像1955。在对象1901中的圆形目标1902的局部表面1956出现在反投射的图像1955中。

[0322] 接下来，通过将在角度为98的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像1957。在对象1901中的圆形目标1902的局部表面1958出现在反投射的图像1957中。

[0323] 接下来，通过将在角度为180的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像1959。在对象1901中的圆形目标1902的整个表面1964出现在反投射的图像1959中。

[0324] 针对未移动的对象，当参考作为在单循环斜剖面中包括的多个时间点的时间点t11、时间点t12、时间点t13、时间点t14、时间点t15中的每个时，对象1901的状态(例如，尺寸、位置及形状中的至少一个)未被改变。

[0325] 因此，在通过将与单循环斜剖面中包括的所述多个视点分别相应的所述多条投影数据的多条滤波反投射的数据积累来重构断层扫描图像时，由于在所述多个视点的对象1901的各个状态彼此相同，因此在最终重构的反投射的图像1959中未产生归因于运动伪影的模糊。

[0326] 图20A和图20B是根据另一示例性实施例的示出根据半重构方法的断层扫描图像重构的示图。具体而言，图20A示出X射线产生器106在围绕对象2005旋转的同时执行断层扫描。图20B示出对将经由断层扫描获得的原始数据进行滤波所获得的多条投影数据执行反投影的操作。在图20B中，描述作为示例的通过使用滤波反投影方法重构断层扫描图像的情况。此外，描述作为示例的如图20A所示的对象2005包括两个圆形目标2006和2007的情况。在以下描述中，为便于解释，对象2005靠上的圆形目标2006被称为“第一目标2006”，对象
2005靠下的圆形目标2007被称为“第二目标2007”。如上所述，在半重构中的单循环斜剖面角度为180+扇形角。然而，在图20A中，为便于解释，描述作为示例的在旋转180的同时执行断层扫描的情况。

[0327] 参照图20A，随着X射线产生器106在沿着圆形的源轨迹2010移动的同时在具有预定角间隔的多个位置中的每个向对象2005投射X射线，获得投影数据。对投影数据进行滤波并由此获得滤波后的投影数据。在图20A中，位于源轨迹2010上的多个点指示X射线产生器106所在的投射X射线的位置。例如，在按照预定角间隔(诸如0.5、1或3)移动的同时，X射线产生器106可向对象2005投射X射线。旋转开始于时间点t11并结束于时间点t15。因此，时间点t11与旋转角度0相应，时间点t15与旋转角度180相应。

[0328] 对象2005可如同分别在时间点t11、时间点t12、时间点t13、时间点t14及时间点t15的对象2020、对象2021、对象2022、对象2023及对象2030一样移动。具体而言，在对象2005中包括的第一目标2006的尺寸在没有改变其位置的情况下扩展，而第二目标2007不扩展而是可从左向右移动。

[0329] 具体而言，当X射线产生器106在时间点t11向对象2005投射X射线时，按照X射线投影方向2045投射的X射线穿过对象2020并由此可获得信号2040。根据对象2020的材料，归因于X射线的透射率的差别，信号2040的值可在对象2020的表面上变化。具体而言，信号2040的值可在按照平行于X射线投影方向2045的方向排列的表面上变化。

[0330] 当X射线产生器106在时间点t12向对象2005投射X射线时，按照X射线投影方向2046投射的X射线穿过对象2021并由此可获得信号2041。信号2041的值可在按照平行于X射线投影方向2046的方向排列的表面上变化。

[0331] 当X射线产生器106在时间点t13向对象2005投射X射线时，按照X射线投影方向2047投射的X射线穿过对象2022并由此可获得信号2042。信号2042的值可在按照平行于X射线投影方向2047的方向排列的表面上变化。

[0332] 当X射线产生器106在时间点t14向对象2005投射X射线时，按照X射线投影方向2049投射的X射线穿过对象2023并由此可获得信号2043。信号2043的值可在按照平行于X射线投影方向2049的方向排列的表面上变化。

[0333] 当X射线产生器106在时间点t15向对象2005投射X射线时，按照X射线投影方向2050投射的X射线穿过对象2030并由此可获得信号2044。信号2044的值可在按照平行于X射线投影方向2050的方向排列的表面上变化。

[0334] 由于信号2040包括关于按照X射线投影方向2045排列的表面的信息，因此通过对信号2040执行滤波反投影获得的图像2061有助于按照X射线投影方向2045排列的表面的成像。由于信号2041包括关于按照X射线投影方向2046排列的表面的信息，因此与信号2041相应的投影数据有助于按照X射线投影方向2046排列的表面的成像。详细地讲，在每个视点获得的投影数据有助于对应于每个视点的对象的表面的成像。所述视点与当X射线产生器106向对象投射X射线时的方向、位置和/或旋转角度相应。

[0335] 图3的DAS 116可获得信号(例如，信号2040)。图3的图像处理单元126可处理信号2040并产生滤波后的投影数据。将滤波投影数据反投射，从而获得图像2061。

[0336] 具体而言，当X射线产生器106旋转并在多个位置或视点投射X射线并由此获得多条滤波后的投影数据时，将所述多条滤波后的投影数据积累和反投射，从而重构断层扫描图像。详细地讲，可通过反投影处理获得代表对象的图像，其中，在所述反投影处理中，将滤波后的投影数据反射到图像像素。

[0337] 参照图20B，在时间点t11的第一目标2006的表面2062和第二目标2007的表面2063出现在与时间点t11相应的反投射的图像2061中。针对随着X射线产生器106逆时针旋转获得的各个视点，将所述多条滤波后的投影数据积累和反投射。

[0338] 例如，通过将在角度为22.5的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像2065。第一目标2006的局部表面2066和第二目标2007的局部表面2076出现在反投射的图像2065中。

[0339] 接下来，通过将在角度为45的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像2070。第一目标2006的局部表面2071和第二目标2007的局部表面2072出现在反投射的图像2070中。

[0340] 接下来，通过将在角度为150的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像2075。第一目标2006的局部表面2076和第二目标2007的局部表面2077出现在反投射的图像2075中。

[0341] 接下来，通过将在角度为180的斜剖面中获得的所述多条滤波后的投影数据积累和反投射来获得反投射的图像2080。第一目标2006的整个表面2082和第二目标2007的整个表面2081出现在反投射的图像2080中。

[0342] 在图20B中，图像2090是展示作为反投影处理的结果的最终重构的对象的断层扫描图像。

[0343] 然而，归因于对象的运动，在每个视点获得的所述多条滤波后的投影数据的多条表面信息相互不匹配。因此，当将在单循环斜剖面中获得的多条滤波后的投影数据积累时，如图20B所示，所述表面不清晰地出现并由此产生模糊2081和模糊2082。

[0344] 根据一个或多个示例性实施例，即使当对象包括如在图20A和图20B的对象2005中的各种材料、表面和/或形状时，可在不限制将被断层扫描的对象的情况下跟踪对象2005的运动并可精确地估计对象2005的运动。因此，可重构根据其被运动校正的图像。现在将参照图21、图22、图23及图24详细描述通过使用校正第一信息的对最终第三图像的重构。

[0345] 图21是示出重构运动校正后的断层扫描图像的操作的示图。

[0346] 图像重构器620通过使用指示对象的运动的信息(例如，MVF)重构在目标时间点T_target的对象的图像。目标时间点T_target是当期望执行图像重构时的时间点。在图18中，期望通过使用原始数据1832重构的第三图像的目标时间点T_target是第三时间点t3。

[0347] 现在将详细描述通过使用校正第一信息2180产生作为通过校正第三图像的运动获得的运动校正图像的最终第三时间点的操作。在图21中，将描述作为示例的目标时间点T_target是第三时间点t3并且重构作为在第三时间点t3的图像的对象的最终第三图像的情况。在图18和图21中，作为目标时间点T_target的第三时间点t3是单循环斜剖面的中心。

[0348] 如上参照图12A、图12B及图12C所述，可通过使用MVF 1250获得第一信息1280。参照图21，校正第一信息2180表示在重构最终第三图像必需的单循环斜剖面中的对象的运动量。具体而言，校正第一信息2180是表示在上文针对图18描述的时间点b和时间点c之间的时间剖面中的对象的运动量的信息。因此，在图21的校正第一信息2180中在时间点b和时间点c之间的时间剖面与在图18的校正第一信息1810中在时间点b和时间点c之间的时间剖面相应。

[0349] 可通过使用校正第一信息2180估计在目标时间点T_target的对象2005的运动的程度。可选地，可通过使用校正第一信息2180估计包括在目标时间点T_target的对象2005的尺寸、形状及位置中的至少一个的状态。

[0350] 如上在图20中所述，在单循环斜剖面中包括的每个视点或预定斜剖面中获得的投影数据有助于对对象2005的不同表面和/或不同区域进行成像。

[0351] 在目标图像的重构中，图像重构器620可通过使用第一信息针对通过使用在除目标时间点T_target以外的时间点获得的多条投影数据所成像的对象2005的表面部分或区域执行运动校正，通过使用在目标时间点T_target获得的投影数据所成像的对象2005的表面部分或区域除外。

[0352] 在图21中，为便于解释，作为重构一个横截面图像必需的多条投影数据的斜剖面的所述单循环斜剖面被划分为五个斜剖面2101、2102、2103、2104及2105，并且示出通过将在五个斜剖面2101、2102、2103、2104及2105中的每个中获得的投影数据反投射所获得的图像。具体而言，通过将第一斜剖面2101中获得的投影数据反投射获得局部图像2121。通过将第二斜剖面2102中获得的投影数据反投射获得局部图像2131。通过将第三斜剖面2103中获得的投影数据反投射获得局部图像2141。通过将第四斜剖面2104中获得的投影数据反投射获得局部图像2151。通过将第五斜剖面2105中获得的投影数据反投射获得局部图像2161。

[0353] 参照图21，单循环斜剖面的开始时间点t＝a和结束时间点t＝b分别和在与图18的原始数据1832相应的斜剖面中的开始时间点b和结束时间点c相同。参照图21，描述作为示例的将目标时间T_目标T_target设置为单循环斜剖面的中间的情况。如上参照图20所述，当将在与目标时间T_target相邻的斜剖面中获得的投影数据反投射时，仅在局部图像2141中对按照水平方向排列的表面2142、2143、2144及2145进行成像。通过使用单循环斜剖面中除包括目标时间T_target的第三斜剖面2103以外的斜剖面中获得的多条投影数据对在局部图像2141中未被成像的表面进行成像。

[0354] 在对局部图像2141中未被成像的表面进行成像时，图像重构器620可通过使用校正第一信息2180执行运动校正以便减少模糊。

[0355] 具体而言，基于校正第一信息2180来校正在第一斜剖面2101中获得的局部图像2121中示出的表面或局部区域。详细地讲，参照校正第一信息2180，假设在时间点b的对象
2005的运动量W是W11，在时间点c的对象2005的运动量W是W12。为便于解释，假设在第一斜剖面2101中在时间点t11的对象2005的运动量W同样是在时间点b的W11，在第五斜剖面2105中在时间点t15的对象2005的运动量W同样是在时间点c的W12。还假设在作为目标时间点T_target的第三时间点t3的对象2005的运动量W是W1。然后，可通过将在与第一斜剖面2101相应的局部图像2121中包括的对象2005翘曲运动量(W1-W11)来精确地获得在第三时间点t3的对象2005的表面。因此，与在单循环斜剖面中产生的总运动量(W12-W11)进行比较，基于从时间点a到第三时间点t3所产生的运动量2124，通过对局部图像2121执行运动校正产生校正局部图像2122。总运动量2123可与在单循环斜剖面中产生的总运动量(W12-W11)相应，运动量2124可与在时间点t＝a的运动量W11和在作为目标时间点T_target的第三时间点t3的运动量W1之间的差(W1-W11)相应。具体而言，总运动量2123可以是与在时间点a的图像和在时间点b的图像之间的MVF相应的值。例如，总运动量2123可以是通过将在时间点a的图像和在时间点b的图像之间的MVF中包括的所有运动矢量的绝对值的总和转换为加权值所获得的值。

[0356] 按照与第一斜剖面相同的方式对其它斜剖面执行运动校正。具体而言，与总运动量2123进行比较，基于从时间点t12到作为目标时间点T_target的第三时间点t3所产生的运动量2214通过对将第二斜剖面2102中获得的投影数据反投射获得的局部图像2131执行运动校正来产生校正局部图像2122。

[0357] 与总运动量2123进行比较，基于从结束时间点t＝b到作为目标时间点T_target的第三时间点t3所产生的运动量2164，通过对将第五斜剖面2105中获得的投影数据反投射获得的局部图像2161执行运动校正产生校正局部图像2162。与总运动量2123进行比较，基于从时间点t14到作为目标时间点T_target的第三时间点t3所产生的运动量2154，通过对将第四斜剖面2104中获得的投影数据反投射获得的局部图像2151执行运动校正产生校正局部图像2152。

[0358] 可按照相反方向执行使用在目标时间点T_target之前的时间点获得投影数据的运动校正和使用在目标时间点T_target之后的时间点获得的投影数据的运动校正。具体而言，参照校正第一信息2180，按照运动量W增加的方向2185执行在目标时间点T_target 2081之前的运动校正，按照运动量W减少的方向2186执行在目标时间点T_target 2081之后的运动校正。因此，在时间点t11的总运动量2123的方向和在时间点t15的总运动量2123的方向被示为彼此相反。

[0359] 可通过使用校正局部图像2122、2132、2152及2162以及在包括目标时间点T_target的第三斜剖面2103中获得的局部图像2141来重构与作为目标时间点T_target的第三时间点t3相应的最终第三图像。由于校正局部图像2122、2132、2152及2162精确地反映在第三时间点t3的对象2005的运动状态，因此可在通过使用校正第一信息2180执行运动校正重构的最终第三图像中减少运动伪影的产生。

[0360] 当在没有执行运动校正的情况下通过断层扫描运动对象来重构图像时，归因于在远离目标时间点T_target的时间点获得的投影数据，可在表面部分中产生严重的模糊。具体而言，在包括目标时间点T_target的第三斜剖面2103中获得的局部图像2141中对按照水平方向延伸的表面进行成像，在分别与离目标时间点T_target最远的时间点t1和时间点t15相应的局部图像2121和局部图像2161中对在局部图像2141中未被成像的按照垂直方向延伸的表面进行成像。归因于对象2005的运动，在作为开始斜剖面的第一斜剖面2101中获得的局部图像2121和作为结束斜剖面的第五斜剖面2105中获得的局部图像2161中所成像的表面在其位置和尺寸方面明显不同。详细地讲，在通过使用开始斜剖面中获得的投影数据和结束斜剖面中获得的投影数据最终重构的图像中产生最严重的模糊。因此，归因于具有不同位置和尺寸并在局部图像2121和局部图像2161中成像的表面，在目标图像中按照垂直方向延伸的表面被模糊。

[0361] 在示例性实施例中，图像重构器620可通过使用第一信息对单循环斜剖面中获得的多个局部图像执行运动校正来产生目标图像2170，并由此可减少运动伪影。

[0362] 此外，当将目标时间点T_target设置为从第一时间点t11到结束时间点t15的单循环斜剖面的中间时，可减少在重构的图像中的运动伪影。因此，可将目标时间点T_target设置为单循环斜剖面的中间时间，并且通过使用校正第一时间执行运动校正，由此可构建具有优化的图像质量的目标图像。

[0363] 虽然图21示出单循环斜剖面被划分为多个斜剖面并针对与所述多个斜剖面分别相应的多个反投射的图像中的每个执行运动校正的情况，但是可对通过将单循环斜剖面中包括的每个视点中获得的投影数据反投射获得的局部图像执行运动校正。可选地，可在将每个视点中获得的投影数据反投射的处理中执行运动校正。可对通过将包括若干视点的视点群组中获得的投影数据反投射获得的局部图像执行运动校正。可选地，可在将所述视点群组中获得的投影数据反投射的处理中执行运动校正。

[0364] 虽然图21示出对局部图像执行运动校正的情况，但是可对与每个视点相应的投影数据执行运动校正并且可通过对与每个视点相应的校正投影数据执行滤波反投影来重构目标图像。

[0365] 图22是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的示图。

[0366] 为了重构目标图像，图像重构器620执行反投影，即在指示对象的图像域2201中反映在单循环斜剖面中包括的多个视点获得的滤波后的投影数据。在以下描述中，对图像域2201中包括的局部区域2202执行反投影。如图22所示，区域2202可包括包含像素值的图像数据或由像素值表示的图像。此外，区域2202可包括用于对对象进行成像的图像空间。在图
22中，描述作为示例的将随着在作为单循环斜剖面的开始时间点的图21中的第一时间t11按照方向2211投射X射线获得的滤波后的投影数据2210被反投射的情况。在区域2202中包括的图像数据可被称为“反投射的投影数据”。

[0367] 参照图22，图像重构器620可将由多个像素构成的图像栅格翘曲以基于第一信息根据在目标时间点T_target的对象的运动量对对象进行成像，并可通过使用翘曲的图像栅格重构目标图像。

[0368] 具体而言，参照图22，将滤波后的投影数据2210反射到在区域2202中包括的图像栅格。滤波后的投影数据2210到包括图像空间的图像栅格的反射被称为“反投影”。

[0369] 因此，如图22所示，区域2202充满像素值2213。当对象未产生运动时，即使在根据每个视点的滤波后的投影数据2210累积反射到图像栅格的同时对图像进行成像，在重构的目标图像中也可能不产生运动伪影。然而，当在单循环斜剖面期间对象产生运动时，在多个视点分别获得的多条滤波后的投影数据中产生指示对象的相同部分的表面之间的差别。因此，当将根据每个视点的滤波后的投影数据2210累积反射到图像栅格以对图像进行成像时，可在重构的目标图像中产生运动伪影。

[0370] 在本示例性实施例中，为了减少运动对象的运动伪影，如参照图21所述，执行运动校正。在以下描述中，详细描述用于运动校正的图像重构器620对图像栅格的翘曲处理。

[0371] 图像重构器620通过使用指示对象的运动的校正第一信息将图像栅格2230翘曲以根据指示在区域2202中对象朝着目标时间点T_target的运动量的MVF对与区域2202相同的部分进行成像。例如，可根据在MVF 2207中的矢量将图像栅格2230中的左上区域翘曲。MVF 2207指示对象的表面的运动量。

[0372] 相应地，产生从图像栅格2230中翘曲后的图像栅格2240。图像重构器620将在滤波后的投影数据2210中包括的像素值反射到翘曲后的图像栅格2240。因此，如图22所示，在一致地与区域2202相应的区域2235中包括像素值。在区域2235中，被表示为虚线网格的矩形图像栅格2241指示未被翘曲的普通图像栅格。

[0373] 接下来，图像重构器620将包括根据翘曲后的图像栅格2240的像素值的区域2235再采样到包括根据矩形图像栅格2241的像素值的区域2245。具体而言，通过使用二次图像像素矩阵将根据翘曲后的图像栅格2240的像素值插值并由此将其转换为根据笛卡尔坐标的像素值。

[0374] 在以下描述中，描述作为示例的将在翘曲后的图像栅格2240中包括的像素2242和2243的像素值再采样到在矩形图像栅格2241中包括的像素2254的像素值的情况。在翘曲后的图像栅格2240中包括的像素2242具有信号值2并且像素2243具有信号值1。从这一方面来讲，由于在像素2242的整个区域中包括的图像信号值为2，因此通过按照像素2242的面积比分配将信号值2包括在像素2242中。因此，信号值1可被包括在与像素2242的整个区域的一半相应的局部区域2261中。由于在像素2243的整个区域中包括的图像信号值是1，因此通过按照像素2243的面积比分配将信号值1包括在像素2243中。因此，信号值0.5可被包括在与像素2243的整个区域的一半相应的局部区域2262中。作为局部区域2261的信号值1和局部区域2262的信号值0.5的总和的信号值1.5可被包括在根据包括局部区域2261和局部区域
2262的矩形图像栅格2241和2251的像素2254中。

[0375] 因此，根据矩形图像栅格2251在再采样的区域2245中排列像素值2255。因此，可通过将在区域2235中包括的所有像素值再采样来产生在区域2245中包括的像素值2255。

[0376] 除上述方法以外，可采用各种方法中的任何一种作为将根据翘曲后的图像栅格排列的像素值转换为根据矩形图像栅格排列的像素值的方法。

[0377] 可通过使用针对与在单循环斜剖面中包括的多个视点分别相应的所有反投射的投影数据中的每条的翘曲处理来执行运动校正。可通过积累在其上执行运动校正的反投射的投影数据来重构作为目标图像的最终第三图像。

[0378] 可不针对每个视点执行经由图像栅格的翘曲处理实现的运动校正，而是可针对每个预定斜剖面或针对多个视点所划分的每个群组执行运动校正。

[0379] 如在上述示例中，图像重构器620可通过使用基于第一信息翘曲后的图像栅格产生运动校正后的图像数据2270。

[0380] 图23是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的另一示图。此处省略与以上参照图22描述的事项的重复描述。

[0381] 具体而言，图像重构器620可根据第一信息通过将反投射的图像翘曲来产生运动校正后的目标图像。具体而言，在反投影处理中，图像重构器620可基于第一信息将与经由断层扫描获得的数据相应的像素翘曲来重构目标图像。具体而言，图像重构器620可根据在目标时间点T_target的对象的运动量将像素翘曲。

[0382] 参照图23，基于指示校正第一信息的运动量的MVF 2207将通过反投射滤波后的投影数据2210所产生的图像(或图像数据)2330的像素翘曲。因此，基于MVF 2207将图像2330中包括的像素2331的像素值产生为与在目标时间点T_target的对象的运动相应的翘曲后的图像2335。具体而言，滤波后的投影数据2311的像素值2与在翘曲后的图像2335的第三列中的像素2336的像素值2相应。滤波后的投影数据2312的像素值2与在翘曲后的图像2335的第四列中的像素值2337的像素值2相应。

[0383] 翘曲后的图像2335通过在如上参照图22描述的方法中执行再采样处理来产生运动校正后的图像2355。在运动校正后的图像2355中包括的像素2356的像素值精确地反映在目标时间点T_target的对象的运动。因此，可减少在作为最终重构的目标图像的最终第三图像中的运动伪影。

[0384] 图24是示出用于重构断层扫描图像的翘曲操作的另一示图。

[0385] 此处省略与上文参照图22和图23描述的事项重复的描述。图像重构器620可基于第一信息在反投影处理中执行运动校正。具体而言，图像重构器620可基于第一信息将指示对象的体素的中心翘曲，并可通过将翘曲后的体素的位置和/或体素的翘曲后的中心的位置反投射来重构目标图像。所述体素指示在用于对对象进行成像的虚拟3D栅格空间中的一个单位空间。在图24中，描述作为示例的利用形成2D栅格空间的像素而不是形成3D栅格空间的体素示出用于对对象进行成像的虚拟3D栅格空间的情况。

[0386] 具体而言，图像重构器620可通过使用从作为目标时间点T_target的第三时间点到由每个时间点的运动影响在将被重构的图像中的预定位置的像素值时的每个时间点的MVF找到应参考的检测器阵列中的像素的值。考虑到指示在目标时间点T_target的对象的体素，为了将在除目标时间点T_target以外的视点的滤波后的投影数据反投射到体素，需要通过反映对象的运动来计算体素在相应时间点移动的体素的目的地。可通过使用从相应时间点到目标时间点T_target的MVF的逆MVF来计算用于校正对象的运动的体素的运动量。可计算在根据计算出的校正量移动体素的位置之后将使用的检测器阵列中的像素的值。

[0387] 具体而言，参照图24，图像重构器620对指示由校正第一信息指示的目标时间点T_target的对象的运动量的MVF执行场反转(field inversion)并产生场反转后的MVF 2410。通过使用场反转后的MVF 2410来移动在反投射的图像2420中的每个像素的位置。

[0388] 例如，基于在场反转后的MVF 2410中包括的运动矢量2411、2421、2422及2423来移动在反投射的图像2420中的像素的位置。具体而言，基于矢量2421和矢量2422随着箭头2431移动在反投射的图像2420中第五行和第六列中的像素。基于运动矢量2423随着箭头
2432移动在反投射的图像2420中第五行和第六列中的像素。在未检测到运动的场反转后的MVF 2410的区域2427中的像素的位置保持不变。

[0389] 接下来，图像重构器620计算当基于移动后的像素位置投射特定像素的像素值时检测器阵列的哪个位置与所述特定像素中的像素值相应，并获取在计算出的位置的滤波后的投影数据2210以积累在所述特定像素(体素)中的值，从而获得反投射的图像2420。

[0390] 例如，在考虑移动后的位置2431的情况下，可通过使用在滤波后的投影数据2210中的位置P1的像素值获得在反投射的图像2450中的第一行和第六列中的像素2451的中心。位置P1不位于滤波后的投影数据2210中的第一行和第六列中的像素2456的中心，而是靠近在第一行和第五列中的像素2455，从而受像素2456和像素2455影响。因此，如图24所示，像素2451可具有受值为“0”的像素2456和值为“1”的像素2455影响的值“0.2”。

[0391] 类似地，如图24所示，根据像素的运动2432，在反投射的图像2450中第五列和第六列中的像素2452的中心位于彼此相邻的像素2452和像素2457的表面上。因此，像素2451受像素2456和像素2455影响。因此，像素2451可具有作为在值为“0”的像素2456和值为“1”的像素2455之间的中间值的值“0.5”。

[0392] 如上所述，图像重构器620可通过使用场反转后的MVF将体素翘曲而不是通过使用参照图22至图23描述的翘曲处理来获得作为运动校正后的反投射的图像的运动校正后的目标图像2470。

[0393] 类似于通过使用校正第一信息对对象上执行运动校正并重构最终第三图像，图像重构器620可基于校正第一信息对第一图像和第二图像执行运动校正。另外，图像重构器620可通过使用运动校正后的第一图像和第二图像重新获得第一信息。图像重构器620可利用重新获得的第一信息更新校正第一信息。具体而言，当基于校正第一信息对第一图像和第二图像执行运动校正时，可通过更精确地反映在第一时间点和第二时间点的对象的各自的状态来获得运动校正后的第一图像和第二图像。当通过使用运动校正后的第一图像和第二图像重新获得MVF时，可更精确地测量在第一时间点和第二时间点之间的运动量。因此，可通过重新获得来更新第一信息以具有更精确的值。

[0394] 图像重构器620可基于重新获得的第一信息预测与在第一时间点t1和第二时间点t2之间的第三时间点t3相应的第三图像，并且通过使用预测第三图像和与第三时间点t3相应的测量数据校正重新获得的第一信息，从而获得校正第一信息。

[0395] 如上所述，当基于校正第一信息对第一图像和第二图像执行运动校正然后使用运动校正后的第一图像和第二图像获得MVF时，可更精确地获得第一信息。

[0396] 图25A和图25B示出在图6的断层扫描设备600上所显示的屏幕图像。具体而言，图25A示出通过使用校正第一信息重构的2D断层扫描图像2500。图25B示出通过使用校正第一信息重构的3D断层扫描图像2550。

[0397] 参照图25A，显示器630可显示通过使用校正第一信息重构的2D断层扫描图像2500。

[0398] 具体而言，用户可经由用户界面650选择在总时间剖面内期望执行图像重构的目标时间点(例如，第三时间点t3)。然后，图像重构器620可通过使用校正第一信息将第一图像和第二图像中的至少一个翘曲来重构与所选择的目标时间点(例如，第三时间点t3)相应的2D断层扫描图像2500。可在显示器630上显示重构的2D断层扫描图像2500。

[0399] 参照图25B，显示器630可显示通过使用校正第一信息重构的3D断层扫描图像2550。在图25B中，3D断层扫描图像2550三维地表示心脏。

[0400] 用户界面650可从用户接收指示感兴趣区域(ROI)2560的信息。当设置有ROI 2560时，3D断层扫描图像2550可包括从表示作为对象的心脏的全部的图像2555以及分别具体表示ROI 2560的局部图像2570和2571中所选择的至少一个。例如，局部图像2570可以是在ROI 2560中的血管横截面图像，局部图像2571可以是通过放大在ROI 2560中包括的对象所获得的图像。

[0401] 图26示出在图6的断层扫描设备600上所显示的屏幕图像2600。

[0402] 图像重构器620可重构与在第一时间点t1和第二时间点t2之间的多个时间点分别相应的多个图像。可由图像重构器620自动设置或可经由用户界面650手动设置在第一时间点t1和第二时间点t2之间的所述多个时间点。例如，当可由图像重构器620自动设置在第一时间点t1和第二时间点t2之间的所述多个时间点时，图像重构器620可按照规则间隔划分在第一时间点t1和第二时间点t2之间的时间剖面以便获得多个时间点，并且可重构分别对应于所述多个时间点的多个图像。

[0403] 显示器630可显示包括由图像重构器620产生的多个图像的屏幕图像。

[0404] 参照图26，屏幕图像2600可包括与在第一时间点t1和第二时间点t2之间的所述多个时间点分别相应的多个图像2631、2632、2633及2634。

[0405] 屏幕图像2600可包括UI屏幕图像，并且可显示校正第一信息2611。用户可从校正第一信息2611中选择一些时间点。然后，图像重构器620可重构与所选择的时间点分别相应的图像并控制将在屏幕图像2600上显示的重构的图像。

[0406] 在图26中，示出作为示例的100msec、300msec、500msec及700msec被选择作为期望将被重构的图像的时间点的情况。因此，如图26所示，屏幕图像2600可包括与100msec相应的图像2631、与300msec相应的图像2632、与500msec相应的图像2633、与700msec相应的图像2634。

[0407] 图27示出在图6的断层扫描设备600上所显示的屏幕图像。

[0408] 图像重构器620可重构与在第一时间点t1和第二时间点t2之间的多个时间点分别相应的多个图像并按照时间顺序产生按顺序再现重构的图像的运动画面。

[0409] 显示器630可显示与再现运动画面2710的处理相关的UI屏幕图像2700。

[0410] 参照图27，UI屏幕图像2700包括与再现运动画面2710的处理相关的运动画面再现菜单图像2730。运动画面2710按照时间顺序有序再现与在第一时间点t1和第二时间点t2之间的多个时间点分别相应的多个图像。UI屏幕图像2700可还包括表示总时间剖面的菜单2740以及显示与当前被再现的图像相应的时间点的菜单2741。

[0411] 如上所述，通过按顺序显示与在总时间剖面中包括的多个时间点相应的图像，可容易确定根据时间的经过的对象的运动改变。

[0412] 图28A和图28B是示出存在于重构的断层扫描图像中的运动伪影的示图。具体而言，图28A示出根据一个或多个示例性实施例的由断层扫描设备500和断层扫描设备600重构的断层扫描图像。图28B示出根据反投影方法由现有技术的断层扫描设备重构的断层扫描图像。

[0413] 参照图28A的方框2810，示出通过使用校正第一信息以及第一图像和第二图像中的至少一个重构的多个重构图像2821、2822、2823、2824及2825。所述多个重构图像2821、2822、2823、2824及2825是与在总时间剖面内的多个时间点分别相应的断层扫描图像。

[0414] 参照图28B的方框2850，示出根据反投影方法重构的多个断层扫描图像2861、2862、2863、2864及2865。所述多个重构图像2861、2862、2863、2864及2865可以是与在总时间剖面内的多个时间点分别相应的断层扫描图像。

[0415] 当将图28A的图像和图28B的图像进行比较时，图像2821和图像2861是在相同时间点重构的图像，图像2822和图像2862是在相同时间点重构的图像。图像2823和图像2863是在相同时间点重构的图像，图像2824和图像2864是在相同时间点重构的图像，图像2825和图像2865是在相同时间点重构的图像。

[0416] 当将图像2822和图像2862相互比较时，归因于存在于图像2862中的运动伪影，在局部区域2871内的边缘未被精确重构，而在图像2822中在与局部区域2871相应的局部区域2811内的边缘被精确重构。

[0417] 当将图像2823和图像2863相互比较时，归因于存在于图像2863中的运动伪影，在局部区域2872内的边缘未被精确重构，而在图像2823中在与局部区域2872相应的局部区域2812内的边缘被精确重构。

[0418] 当将图像2824和图像2864相互比较时，归因于存在于图像2864中的运动伪影，在局部区域2873内的边缘未被精确重构，而在图像2824中在与局部区域2873相应的局部区域2813内的边缘被精确重构。

[0419] 图29A和图29B是示出存在于重构的断层扫描图像中的运动伪影的示图。

[0420] 具体而言，图29A示出根据反投影方法由现有技术的断层扫描设备重构的心脏断层扫描图像。具体而言，图29B示出根据一个或多个示例性实施例的由断层扫描设备500和断层扫描设备600重构的心脏断层扫描图像。

[0421] 参照图29A，示出根据反投影方法重构的多个图像集2910、2920、2930及2940。所述多个图像集2910、2920、2930及2940是与R-R时间剖面内的多个时间点分别相应的断层扫描图像。

[0422] 参照图29B，示出通过使用校正第一信息以及第一图像和第二图像中的至少一个重构的多个图像集2950、2960、2970及2980。所述多个图像集2950、2960、2970及2980是与R-R时间剖面内的多个时间点分别相应的断层扫描图像。

[0423] 在每个图像集(例如，2910)中，在上部的图像2912和在中部左侧的图像2911是表示腹部的横轴横截面的图像，在中部右侧的图像2913是表示腹部的矢状横截面的图像，在下部的图像2914是表示腹部的冠状横截面的图像。

[0424] 图像集2910和图像集2950是表示与R-R时间剖面的50％相应的时间点的重构图像的集合，图像集2920和图像集2960是表示与R-R时间剖面的60％相应的时间点的重构图像的集合。图像集2930和图像集2970是表示与R-R时间剖面的70％相应的时间点的重构图像的集合，图像集2940和图像集2980是表示与R-R时间剖面的80％相应的时间点的重构图像的集合。

[0425] 当将图像集2910和图像集2950相互比较时，明显存在运动伪影的多个局部区域(即，局部区域2915)出现在图像集2910内的重构图像中，而在图像集2950中运动伪影被显著减少。具体而言，归因于在与表示心脏内的冠状动脉的区域2915相应的区域2951内的运动伪影的罕见存在，对象的边缘被清晰地重构。

[0426] 当将图像集2920和图像集2960相互比较时，明显存在运动伪影的多个局部区域(即，局部区域2925和局部区域2926)出现在图像集2920内的重构图像中，而在图像集2960中运动伪影被显著减少。具体而言，归因于在与区域2925和区域2926分别相应的区域2965和区域2966内的运动伪影的罕见存在，冠状动脉的边缘被清晰地重构。

[0427] 当将图像集2930和图像集2970相互比较时，明显存在运动伪影的多个局部区域(即，局部区域2935和局部区域2936)出现在图像集2930内的重构图像中，而在图像集2970中运动伪影被显著减少。具体而言，归因于在与区域2935和区域2936分别相应的区域2975和区域2976内的运动伪影的罕见存在，冠状动脉的边缘被清晰地重构。

[0428] 当将图像集2940和图像集2980相互比较时，明显存在运动伪影的多个局部区域(即，局部区域2945)出现在图像集2940内的重构图像中，而在图像集2980中运动伪影被显著减少。具体而言，归因于在与区域2945相应的区域2985内的运动伪影的罕见存在，冠状动脉的边缘被清晰地重构。

[0429] 在传统的重构断层扫描图像的设备和方法中，当对运动对象执行断层扫描时，归因于运动伪影，对象的图像未被清晰地重构。例如，当扫描整个心脏时，即使当经由ECG门控处理从R-R时间剖面中找到心脏的运动最小期间的剖面然后重构断层扫描图像，归因于心脏的周期性心跳，在重构的断层扫描图像内存在运动伪影。在R-R时间剖面中未执行ECG门控处理期间的其它时间点，归因于运动伪影的增加，难以重构精确的图像。

[0430] 为了解决这个问题，在现有技术中，在心缩期的结束时间点或心舒期的结束时间点重构断层扫描图像。为了最小化归因于心脏的运动造成的运动伪影，向患者注射β受体阻滞剂，以便患者的心跳放慢，然后执行断层扫描。然而，在传统的断层扫描图像重构中，难以避免归因于心脏的运动造成的运动伪影。

[0431] 如上所述，在一个或多个示例性实施例中，表示对象的运动的第一信息被校正以更精确地反映对象的运动，由此第一信息可更精确地反映对象的运动改变。另外，使用校正第一信息执行图像重构，由此可重构具有高的时间分辨率的图像并且可重构运动伪影被最小化的图像。因此，用户可通过使用运动伪影被最小化的断层扫描图像更精确地诊断疾病。

[0432] 图30是根据示例性实施例的断层扫描图像重构方法3000的流程图。在断层扫描图像重构方法3000中包括的操作与上文参照图1A至图29B描述的在断层扫描设备500和断层扫描设备600中执行的操作相同。因此，此处不再重复与参照图1A至图29B所做的描述相同的断层扫描图像重构方法3000的描述。

[0433] 参照图30，在操作3010，通过对对象执行断层扫描获得与第一时间点相应的第一图像和与第二时间点相应的第二图像。可由断层扫描设备600的数据获取器610执行操作3010。

[0434] 基于在第一图像和第二图像之间的运动量获得指示在对象的运动量和相应时间量之间的关系的第一信息。然后，在操作3020，基于第一信息预测与在第一时间点和第二时间点之间的第三时间点相应的第三图像，并且基于与第三时间点相应的获得数据以及预测第三图像校正第一信息。可由断层扫描设备600的图像重构器620执行操作3020。第一信息可以是指示在与第一图像和第二图像之间的MVF相应的对象的运动量和相应时间量之间的关系的信息。

[0435] 在操作3030，通过使用校正第一信息重构第三图像。可由断层扫描设备600的图像重构器620执行操作3030。

[0436] 所述示例性实施例可被写为计算机程序并且可在使用暂时性或非暂时性计算机可读记录介质执行所述程序的通用数字计算机中实施。

[0437] 计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如，CD-ROM或DVD)等。

[0438] 应理解：以上描述的示例性实施例应被视为仅仅是描述性的而非为了限制的目的。在每个示例性实施例内的特征或各方面的描述通常应被视为可用于其它示例性实施例中的其它相似特征或方面。

[0439] 虽然已经参照附图描述一个或多个示例性实施例，但是本领域普通技术人员将理解：在不脱离由权利要求书限定的本公开的精神和范围的情况下，可在其中做出形式和细节方面的各种改变。

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