圖像重建方法與流程
2023-11-04 21:05:42
本發明涉及一種圖像重建方法、圖像重建設備和計算機斷層造影系統。
背景技術：
在x射線通過檢查對象的投影期間，根據所使用的光譜和要穿透的材料，發生不同的吸收和散射行為，其中吸收光譜中的低能量分量比高能量分量(輻射硬化(radiationhardening))更快。因此，在檢查對象後面檢測到的x射線輻射包含關於檢查對象的材料特性的信息。在其中同時檢測到x射線輻射的多個光譜的計算機斷層造影系統(ct系統)中，在獲取投影數據之後，可以重建包含關於包含在檢查對象中的材料的信息的圖像數據集合。「不同的x射線能量」應被理解為使用不同x射線能量光譜來檢測x射線輻射。這可以得以實現，首先在於以不同的電壓來操作x射線源。因此，通常x射線能量也簡單地用已經設置的x射線電壓(以kv為單位)表示。其次，可以在用於其的檢測器的部分中選擇性地檢測所投影的x射線光譜的各個區域。針對表示或評估而預先確定的能量不一定對應於所投影的x射線光譜的實際檢測能量，而是還可以藉助於在特定範圍內的插值來自由地確定。這裡，圖像數據集合應當被重建為儘可能免受由輻射硬化引起的偽像的影響。
從文獻de102005008767a1中已知一種基於原始數據的校正方法，其中，從x射線輻射的若干個不同的檢測光譜區域中，可以重建其中基本上抑制輻射硬化偽像的圖像。為此，對於每個材料成分，透射厚度被確定為測量值，其中，不同成分具有不同的吸收係數的能量相依性。因而，透射厚度被求和加權為偽單色測量值。根據這些偽單色測量值，然後重建其中基本上抑制輻射硬化偽影的圖像。因此，為了簡化圖像重建，材料成分的光譜上不同的測量值一起分組為偽單色測量值。
從實踐中已知的另一基於圖像數據的途徑是對x射線光譜的每個測量區域的單獨的輻射硬化校正。為此目的，首先進行第一重建並且選擇基本材料。在第一重建中，藉助於分割，標識具有其它基本材料的外加劑的那些體素。儘管這成功地減少了輻射硬化偽像，但是限制了材料特性(衰減貢獻或比例)的定量表示的精度，使得輻射硬化減少的圖像不一定對應於一致的單色圖像。這種限制特別應用於分離多於兩種材料。此外，在實踐中不能考慮光譜例如通過整形過濾器在視場上的變化。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種圖像重建方法、圖像重建設備和計算機斷層造影系統，利用它們可以改進成像。
該目的通過根據權利要求1所述的圖像重建方法、根據權利要求11所述的圖像重建設備和根據權利要求12所述的計算機斷層造影系統來實現。
該發明內容部分中提及的方法用於基於第一多個光譜原始數據集合來圖像重建，該第一多個光譜原始數據集合各自與不同的x射線光譜相關聯，該方法包括至少以下步驟：
首先，在步驟a)中，組合光譜原始數據集合以形成第二多個虛擬原始數據集合。在步驟b)中，基於虛擬原始數據集合(vd1，vd2，...，vdm)重建(r')相應的輔助圖像數據集合(hb1，hb2，...，hbm)。隨後，在步驟c)中，從包括多種材料的材料組中選擇第一材料。在步驟d)中，對於材料組的若干種第二材料，由第二材料的輔助圖像數據集合生成材料特定的映射圖(material-specificmap)。在步驟e)中，使用相應的材料特定的映射圖的前向投影，來確定第二材料的材料線積分。在步驟f)中，在此基礎上並且在虛擬原始數據集合的基礎上，確定每種材料的合成投影數據集合。最後，在步驟g)中，在合成投影數據集合的基礎上，重建材料組的若干種材料的至少一個圖像數據集合。
本文中的光譜原始數據集合表示檢查對象的投影數據，其優選地藉助於ct設備已經從多個不同的投影角度來獲取。在每種情況下，本文中根據所檢測的x射線光譜(即，與所投影的x射線輻射的能量光譜或波長區域相關聯)在「原始」或實際(與後來定義的虛擬相對)「光譜信道」，獲取光譜原始數據集合。這可以藉助於各種多能量ct途徑進行，例如，雙源、分割過濾器(split-filter)或kv切換等。優選地，為此目的，ct設備具有量子計數檢測器，其根據其在因此形成原始光譜信道的分離的倉中的能量閾值來檢測x射線輻射。
因此，藉助於若干個不同的原始光譜信道來定義多個(n)光譜原始數據集合。它們最初被組合以形成第二(優選地，相同或更小的)多個(m)「虛擬」原始數據集合。這可以例如通過光譜原始數據集合的線性組合(即，通過用可定義的加權係數的加權相加)來進行。因此，虛擬原始數據集合與新的虛擬光譜放在一起，並且因此也優選地被分配給「虛擬」光譜信道，其中材料也優選與該「虛擬」光譜信道相關聯。如下文將詳細描述的，該步驟用來使後續步驟的數據成為儘可能優選的形式。
根據虛擬原始數據集合，在諸如經過濾的反向投影之類的共同重建方法的幫助下，計算輔助圖像數據集合。輔助圖像數據集合基本上是如在正常重建在上文所描述的、先前已經修改的x射線光譜下的獲取中獲得的原始數據集合時可能生成的檢查對象的三維圖像。
輔助圖像數據集合的數目m(即，虛擬原始數據集合的數目m)對應於材料組的材料的數目m。材料組包含隨後在根據本發明的重建中考慮的材料。材料可以是化學元素(例如，鈣)或物質(例如，水)。因此，一般而言，它表示檢查對象中相對複雜的結構組成，例如，骨骼、軟組織等。然而，可以添加造影劑(例如，釓)作為用於數據獲取的附加材料，以便強調特定結構(諸如血管等)。
從材料組中選擇第一材料，其中隨後沒有生成材料特定的映射圖。其它材料是生成材料特定的映射圖的材料組的兩種材料。本文中的材料特定的映射圖表示材料密度分布，其是考慮到來自輔助圖像數據集合的材料相依的衰減係數的局部衰減貢獻而按體素確定的，即，一個體積圖像點接一個體積圖像點。因此，藉助於x射線輻射的光譜相依的空間分辨衰減，可以使檢查對象中的相應的材料濃度局部化。如下文詳細描述的，為了更準確地確定材料特定的映射圖，可以在進一步達到的圖像分析的幫助下來處理輔助圖像數據集合。
優選地，材料特定的映射圖的前向投影是用與虛擬原始數據集合相同的幾何形狀來建模。因此，生成對應於原始獲取期間的掃描布置的各個材料映射圖的虛擬投影。與從實踐中已知的方法相反，在本發明的上下文中，將投影幾何形狀考慮在內。這種虛擬前向投影遞送線積分，所謂的材料線積分作為第二材料中的每種第二材料的結果。這些各自表示投影路線上的整合材料成分。
在材料線積分的幫助下，生成用於確定優化的合成投影數據集合的成像函數。在該成像函數中，虛擬原始數據集合因此表示函數的自變量(argument)。成像函數因此用作重建矩陣，利用該重建矩陣，由虛擬原始數據集合來產生優化的合成投影數據集合。
這是基於以下考慮。在預先確定的光譜中，測量值可以被確定為第一函數，其形式為用於相應材料的材料線積分的(線性)組合。材料線積分因此是第一函數的分量。由於其嚴格的單調性，可以例如對第一函數的第一分量(第一分量在本文中被分配給第一材料)求逆。這意味著第一材料的材料線積分可以根據第一函數和剩餘材料線積分而表示為逆函數。然而，在本文中第一函數是測量值本身。因此，逆函數(第一材料的材料線積分)取決於測量值和剩餘材料線積分。
成像函數各自生成合成投影數據集合，即，合成測量值。因此，對於這些，還適用上述構造規則。第一分量在本文中以上文所描述的逆函數的形式表示，即，根據作為測量值的虛擬原始數據集合併且根據其它材料線積分。剩餘的分量由剩餘的材料線積分來產生。分配給每種材料的吸收係數用作各個分量的係數。
根據以這種方式準備的合成投影數據，最後藉助於諸如經過濾的反向投影之類的共同重建方法，對至少一個圖像數據集合進行重建，但是優選地，每種材料一個圖像數據集合。
與現有技術相反，根據本發明，數據因此在開始時不被縮減為偽單能量數據集合，而是虛擬原始數據集合的數目m或合成投影數據集合的數目m保持相同，並且每個虛擬原始數據集合藉助於其自身的成像函數而被最佳地各個單色化。
根據本發明的圖像重建設備包括數據輸入接口、數據輸出接口，並且被配置成使得對於經由數據輸入接口接收的第一多個光譜原始數據集合，執行根據本發明的圖像重建方法。為此，其優選地還包括組合模塊和優化模塊。優選地，圖像重建設備還包括輸入接口。該輸入接口接收輸入值作為根據本發明的方法的參數。由此，例如，可以規定要選擇的材料、形成虛擬原始數據集合的光譜原始數據集合的組合的方式和方法、迭代步驟的數目等。
根據本發明的計算機斷層攝影系統具有至少一個源檢測器布置，其包括x射線輻射源和檢測器，並且被配置成使得檢測器接收在不同的原始光譜信道中從x射線輻射源發射的輻射作為光譜原始數據集合。計算機斷層造影系統還具有根據本發明的圖像重建設備。優選地，光譜原始數據集合通過源檢測器布置的原始數據輸出接口而傳遞到圖像重建設備，其數據輸入接口被連接到原始數據輸出接口以接收光譜原始數據集合。
根據本發明的圖像重建設備的基本部件(特別地，組合模塊和優化模塊)可以主要以軟體部件的形式來配置。然而，原則上，特別地，如果涉及特別快速的計算，這些部件還可以部分地以軟體支持的硬體(例如，fpga等)的形式來實現。類似地，所需的接口可以被配置為例如僅就接受來自其它軟體部件的數據而言的軟體接口。然而，它們也可以被配置為由硬體構成的接口，其由合適的軟體來控制。
特別地，根據本發明的圖像重建設備可以是用戶終端的一部分或計算機斷層造影系統的控制設備。
主要通過軟體實現的優點在於，常規使用的圖像重建設備也可以通過軟體更新的簡單方法來升級，以便以根據本發明的方式來操作。因此，該目的是通過具有電腦程式的對應的電腦程式產品來實現，該電腦程式可以直接加載到計算機斷層造影系統的圖像重建設備的存儲器存儲設施中，該電腦程式具有程序部分以便當在圖像重建設備中執行程序時，執行根據本發明的方法的所有步驟。除了電腦程式之外，這樣的電腦程式產品可以包括附加部件(如果相關的話)，諸如例如，文檔部件和/或包括硬體部件在內的附加部件，例如，硬體密鑰(加密狗等)，以便使用軟體。
為了傳送到圖像重建設備和/或為了存儲在圖像重建設備處或其中，可以使用計算機可讀介質，例如，記憶棒、硬碟或另一可傳遞的或牢固安裝的數據載體，在其上存儲可以通過圖像重建設備的計算機單元讀取和執行的電腦程式的程序步驟。為此目的，計算機單元可以具有一個或多個協作微處理器等。
通過從屬權利要求和以下的具體實施方式公開了本發明的其它特別有利的實施例和改進，其中，一個權利要求類別的獨立權利要求也可以類似於另一權利要求類別的從屬權利要求來開發，並且特別地，不同的示例性實施例或變型的各個特徵可以被組合以形成新的示例性實施例或變型。
在根據本發明的方法的一個有利的示例性實施例中，對光譜原始數據集合進行組合以形成虛擬原始數據集合，使得虛擬原始數據集合具有限定的平均能量。如下文所描述的，虛擬原始數據集合具有限定的平均能量的事實意味著它們包括具有限定的平均能量的虛擬測量值。一般而言，原始數據集合包含由多個測量值按像素組成的投影數據集合。在光譜原始數據集合的組合期間按像素來組合根據其能量檢測的光譜原始數據集合的實際測量值，使得所得到的虛擬測量值具有限定的平均能量。限定的平均能量在本文中可以由用戶指定或者根據材料的特定特性(諸如吸收係數等)來規定。
在根據本發明的方法的另一有利的示例性實施例中，對光譜原始數據集合進行組合以形成虛擬原始數據集合，使得虛擬原始數據集合具有限定的有效能量。如上文已經定義的那樣進行組合，但是使用有效能量代替平均能量。有效光譜特別在量子計數檢測器中取決於被檢測器實際獲取的信號。這意味著，有效光譜也明顯根據信號隨著引入到光束路徑中的檢查對象而改變。因而，在光譜原始數據集合的組合中考慮該改變，以形成具有限定的有效能量的虛擬原始數據集合。
在根據本發明的方法的另一有利的示例性實施例中，對光譜原始數據集合進行組合以形成虛擬原始數據集合，使得虛擬原始數據集合與光譜原始數據集合相同，並且剩餘虛擬原始數據集合的統計相關性位於特定極限值以下，並且優選地被最小化。通過這種方法，最佳地利用了被檢測器獲取的光譜原始數據的可用量子信息，即，使包含在數據中的噪聲最小化。
在本文中，方法的組合也是可能的。在該示例性實施例與前述實施例的這種組合中，可以認為在一定範圍內，對於虛擬原始數據集合，主要是噪聲將被最小化、還是要儘可能地獲得特定的平均能量或有效能量。可以例如藉助於用戶的輸入來規定選項之間的比例。
優選地，在根據本發明的圖像重建方法中，選擇水作為第一材料。這是有利的，因為在用於已建立的計算機斷層攝影獲取方法的光譜數據中，水根據其在線積分中的照射長度來基本上線性地傳遞。
在本發明的有利改進中，使用閾值函數由輔助圖像數據集合來生成步驟d)中的材料特定的映射圖。輔助圖像數據集合的圖像值(通常為hu值)用作函數自變量。該閾值函數優選地是具有線性路線的這樣的函數：其假設與零相同的函數值直到閾值甚至更大的值。閾值在本文中被設置為大於輔助圖像數據集合中的第一材料通常採用的值的值。這樣，主要包含第一材料的輔助圖像數據集合的這樣的區域可以被忽略，即，設置為零。相比之下，其它區域被表示為與通常一樣。
在根據本發明的圖像重建方法的有利的實施例中，對於作為材料特定的映射圖的第二材料，使用電子密度映射圖、原子序數映射圖、和/或衰減係數映射圖。
不同的材料特定的映射圖在本文中是基於x射線輻射與材料的不同相互作用效應。電子密度映射圖基本上基於康普頓效應，對於該康普頓效應，大多數材料中的相互作用與其質量密度成比例。與此相反，原子序數映射圖基本上基於給出關於檢查對象的元素材料組成的信息的光電效應。特別地，根據本發明的方法還可能生成對與x射線輻射具有特定相互作用特性的材料敏感的材料特定的映射圖。該材料的示例是造影劑釓，其在通常使用的x射線輻射的區域中具有k邊緣，並且因此在光譜上容易與其它材料分離。
吸收係數由各個相互作用(光電效應、康普頓散射和可能的配對成形)的總和來產生，並且因此準許廣泛考慮。例如，在病變的區域中，通常增加吸收係數。根據本發明的方法使得能夠區分原子序數和電子密度，即，例如可以在材料特定的映射圖的基礎上在鈣化和節點之間進行區別。
在根據本發明的圖像重建方法的有利的迭代實施例中，重複若干個遍次的步驟b)至f)，並且在步驟中的至少一個步驟中，一遍次的合成投影數據集合在隨後遍次中用作虛擬原始數據集合。例如，遍次的數目可以在本文中預先定義、由用戶確定、或者根據終止準則(諸如對比度的最小值、信噪比等)來指定。如果相關的話，類似於根據本發明的圖像重建方法的步驟a)，可以在下一迭代遍次之前重新組合合成投影數據集合以形成虛擬原始數據集合。
因此，藉助於該迭代方法，將在前一遍次中準備的合成投影數據再次用作輸入值，即，用作用於進一步優化的虛擬原始數據集合。因此，虛擬光譜信道的數據集合總是進一步單色化。本文中，隨著遍次數目的增加，相應的成像函數進一步轉變為相同的圖像，即，在一定數目的遍次之後，數據集合是單色的，使得在其它遍次時，它們幾乎不再變為單色。
在迭代方法的有利發展中，一遍次的合成投影數據集合在隨後遍次中用作步驟b)和步驟f)中的虛擬原始數據集合，並且使用原始虛擬原始數據集合。本文中，與第一變型不同，它不是用作相應成像函數的函數變量的先前遍次的合成投影數據集合，而是始終是在方法開始時(即，在第一遍次中)確定的原始虛擬原始數據集合。因此，在該變型中，僅迭代地改進相應的成像函數。隨著遍次數目的增加，對相應成像函數的改變變得越來越小，以使其朝向極限函數而收斂。
在用於圖像重建的迭代方法的有利發展中，對合成投影數據集合進行加權，使得在合成投影數據集合在隨後遍次中用作虛擬原始數據集合之前，合成投影數據集合在統計上儘可能弱地相關。這可以藉助於相應數據集合的線性組合，如已經關於圖像重建方法的示例性實施例所描述的那樣來發生。
附圖說明
現在，將參照附圖使用示例性實施例再次對本發明進行詳細描述。在各種附圖中，相同的部件設有相同的附圖標記。附圖原則上不按比例繪製。
在附圖中：
圖1是根據本發明的計算機斷層攝影系統的示例性實施例的示意表示，
圖2是根據本發明的圖像重建設備的示例性實施例的示意表示，其中具有根據本發明的圖像重建方法的示例性實施例的框圖；
圖3是根據本發明的用於圖像重建的第一迭代方法的示例性實施例的示意表示；以及
圖4是根據本發明的用於圖像重建的第二迭代方法的示例性實施例的示意表示。
具體實施方式
在圖1中作為示例、並且粗略示意性地示出了根據本發明的計算機斷層造影系統1，其包括用戶終端25和計算機斷層攝影設備2。計算機斷層攝影系統1被配置成執行根據本發明的圖像重建方法。計算機斷層造影設備2包括用於定位作為檢查對象的患者1的患者臺12，其可以沿著系統軸線16位移。系統軸線16在下文也被表示為z軸，其可以隨著患者10位移到掃描場。它還包括具有源-檢測器布置4、5的臺架3，其被安裝成可繞系統軸線16轉動。源-檢測器布置4、5具有x射線輻射源5和量子計數檢測器4，其彼此相對定向，使得在操作中從x射線束源5的焦點出射的x射線束入射到檢測器4上。檢測器4被構建成用於以單獨的像素17來空間分辨獲取x射線輻射，這些像素17布置在多個檢測器行中。目前，使用具有總共64行或更多行、並且具有亞毫米範圍內的空間解析度的檢測器4。對於每個投影，檢測器4生成投影數據集合。本文中的投影數據表示被患者1衰減的x射線輻射的所有像素17的衰減值。根據它們的能量，它們在檢測器4的像素17的單獨的倉中被檢測到。在對應的倉中用相同能量已經檢測到的所有投影的投影數據的相應比例在本文中是一個光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn。光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn使用圖像重建設備13被傳遞到用戶終端25上，並且藉助於根據本發明的方法被計算為所得到的圖像，該圖像例如可以顯示在顯示單元19和/或存儲在存儲器存儲裝置中和/或可以被發送到其它系統。為此目的，圖像重建設備13包括組合模塊14和優化模塊15。用戶終端25還包括作為輸入設備的鍵盤26，如果相關的話，用戶可以使用該鍵盤在圖像重建中設置參數值。
已知使用這種類型的計算機斷層造影設備2用於3-d圖像重建。為了從檢查區域(或感興趣區域)捕獲圖像，在源-檢測器布置4、5轉動時，從在倉中能量分辨的多個不同投影方向獲取投影數據作為光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn。在螺旋掃描的情況下，在源-檢測器裝置4、5的一次轉動期間，例如，同時進行患者臺12在系統軸線16的方向上的連續調整。通過這種類型的掃描，x射線輻射源5和檢測器4因此在圍繞患者10的螺旋路徑上移動。
圖2示出了根據本發明的圖像重建設備13的示意表示，其中具有根據本發明的圖像重建方法的框圖。圖像重建設備13包括組合模塊14和優化模塊15以及輸入接口20和輸出接口21。輸入接口20接收通過計算機斷層造影設備2獲取的若干個(n)光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn並且將它們傳遞到組合模塊14。組合模塊14執行光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn的線性組合k，並且在其中生成若干個(m)虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm。從虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm生成開始，索引1，2，...，m表示虛擬光譜信道。因此，它們被分配給相應地組合的光譜，並且隨後分配給材料。
在線性組合k中，虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm的光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn各自乘以係數(即，標量因子)並且隨後相加，以使根據操作者的選擇，它們已經定義了平均能量或有效能量和/或在統計上儘可能弱地相關。數目m優選為3，特別優選為2，因此小於光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn的數目n，因為檢測器4通常將x射線輻射的光譜解析為比目前可以有效用於隨後重建的材料相依優化的能量閾值更多的能量閾值。
優化模塊15包括第一輸入接口22和第二輸入接口23以及輸出接口24。虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm從組合模塊14不僅傳遞到第一輸入接口22以生成優化成像函數g1，g2，...，gm，而且還傳遞到第二輸入接口23作為優化成像函數g1，g2，...，gm的自變量。
由第一輸入接口22接收的虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm各自藉助於作為輔助測量而被過濾的反向投影r'來重建，以形成輔助圖像數據集合hb1，hb2，...，hbm。下面是輔助圖像數據集合hb1，hb2，...，hbm的另一可選的線性組合k`，以形成新加權的輔助圖像數據集合，其被分配給材料，並且例如再次儘可能弱地靜態相關。輔助圖像數據集合hb1中的一個輔助圖像數據集合被分配給被選擇的材料「水」(按照上文所描述的方法的步驟c))。藉助於閾值函數f，通過其它m-1個輔助圖像數據集合hb2，hb3，...，hbm，在每種情況下按體素來計算材料特定的映射圖mk2，mk3，...，mkm。這些基本上圖示了相應材料的局部濃度，但也可以表示電子密度映射圖或原子序數映射圖。
隨後(根據上文所描述的方法的步驟e))，藉助於具有與用於獲取原始數據相同的幾何形狀的虛擬前向投影p，從每種材料的材料特定的映射圖mk2，mk3，...，mkm來獲取材料線積分l2，...，lm。隨後，基本上藉助於用吸收係數μ2，μ3，...，μm加權的材料線積分l2，...，lm的線性組合來生成m個優化成像函數g1，g2，...，gm。附加於此，作為材料線積分l2，...，lm以及所選擇的材料的吸收係數μ1j和分配給相應的虛擬光譜信道j＝1，...，m的虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm的函數hj，分配給所選擇的材料的相應成像函數gj(其中j＝1，...，m)的第一分量形成為自變量，如下：
gj(vdj,l2,…,lm)＝hj(vdj；l2,…,lm)μ1j+l2μ2j+l3μ3j+…
通過優化成像函數g1，g2，...，gm(按照上文所描述的方法的步驟f))，由作為自變量的虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm生成相應的優化合成投影數據p1，p2，...，pm。這使得優化模塊15經由輸出接口24離開。
在以下步驟(按照上文所描述的方法的步驟g))中，在每種情況下，藉助於經過濾的反向投影r將合成投影數據p1，p2，...，pm重建為圖像數據集合b1，b2，...，bm。這些集合被傳遞到輸出接口21，並且然後例如可以在計算機斷層造影系統1的用戶終端25的顯示單元19上顯示，或者還被傳遞到任意其它顯示單元和/或存儲器存儲設施。
通常，所描述的方法的所有數據(即，從光譜原始數據sd1，sd2，...，sdn到圖像數據b1，b2，...，bm)、特別是成像函數gj具有對射束參數的相依性。射束參數例如是投影角度、信道數目、檢測器行等。例如，這種關係存在，是因為由於整形過濾器，x射線光譜根據距轉動點的間距而改變。諸如吸收係數μ之類的變量自然保持與射束參數無關。
圖3是用於圖像重建的迭代方法的第一變型的示例性示意表示。虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm由光譜原始數據集合sd1，sd2，...，sdn(在此未示出)在準備步驟中藉助於組合模塊14得以組合。由此，在任意數目個優化階段i，ii，iii，...中，生成優化合成投影數據集合p1，p2，...，pm。為此，特別優選地被配置為軟體模塊的優化模塊相應地運行多次。這裡，作為備選實施例，清楚地示出了相繼連接的對應數目個優化模塊15。第一優化模塊15在兩個輸入接口22，23處接收虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm。隨後，其計算合成投影數據集合p1，p2，...，pm，並且將它們經由其輸出接口24傳遞到布置在其後面的優化模塊15的兩個輸入接口22，23。該過程重複所需的遍次數目。最後，即，一旦已經實現期望的優化程度，則輸出優化的合成投影數據集合p1，p2，...，pm，然後如已經所描述的那樣進行重建，以形成圖像數據集合b1，b2，...，bm(這裡未示出)。
圖4作為示例示意性地示出了用於圖像重建的迭代方法的第二變型。圖4在本文中和圖3類似。不同之處在於，僅相應的優化模塊15的第一輸入接口22從先前優化遍次i'，ii'，iii'，...接收優化的合成投影數據集合p1，p2，...，pm作為虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm。相比之下，第二輸入接口23一直(即，在每個遍次)接收原始虛擬原始數據集合vd1，vd2，...，vdm。
根據本發明的方法使得能夠靈活地使用多光譜信息，以用於減少輻射硬化偽像或用於計算單色圖像或基本材料圖像。因此，它統一了基於圖像的方法和基於原始數據的方法的優點，並且避免了各自的缺點。
最後，應當再次注意，上文所詳細描述的設備和方法僅僅是示例性實施例，其可以在不背離本發明的範圍的情況下，由本領域技術人員以各種方式進行修改。因此，例如，合成吸收係數也可以以下形式來分配給材料：即，使得對於特定材料，吸收係數被設置為等於零以便隱藏該材料。進一步地，不定冠詞「一(a)」或「一個(an)」的使用不排除相關特徵也可以存在多個。類似地，術語「單元」、「模塊」和「部件」不排除由多個協作部分部件組成的相關部件，如果必要，這些部件也可以在空間上分布。