[發明專利]用于傾斜的螺旋重構多片CT的方法和裝置

無效

• 申請號: 00137535.0
• 申請日: 2000-12-28
• 公開（公告）號: CN1304036A
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: J·斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N23/083
• 分類號: G01N23/083;A61B6/03;G06F19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,張志醒

一般地說本發明涉及一種對對象進行計算機X-射線斷層(CT)成像的方法和裝置，更具體地說涉及一種產生對象的經補償的螺旋掃描的CT圖像的方法和裝置。

在至少一種已知的計算機X-射線斷層(CT)成像系統結構中，X-射線源投射出扇形束，這種扇形束經準直后位于笛卡兒坐標系統的X-Y平面中，通常稱之為“成像平面”。X-射線束穿過所成像的對象比如患者。在被對象衰減后的射線束輻射到輻射檢測器陣列上。檢測器所接收的被衰減的X-射線束的輻射強度取決于對象對X-射線束的衰減情況。陣列的每個檢測器元件分別產生電信號，該電信號為射線束在該檢測器位置上的衰減的度量。分別采集來自所有檢測器的衰減度量以得到透射斷層圖像。

在已知的第三代CT系統中，X-射線源和檢測器陣列都在成像平面內圍繞要成像的對象與臺架一起旋轉，以使X-射線與對象相交的角度恒定地變化。在臺架上的某一角度上來自檢測器陣列的一組X-射線衰減度量(即投影數據(projection?data))稱為一個“視圖(view)”。在X-射線源和檢測器旋轉一圈的過程中對對象的一次“掃描”包括在不同臺架角度(或稱為視角)上得到的一系列視圖。在軸向掃描中，處理投影數據以構造與從對象中抽起的兩維片層相對應的圖像。在本領域中將從一系列的投影數據中重構圖像的方法稱為濾波背向投影技術。這種方法將掃描所得的衰減度量轉換成稱為“CT數”或“Houndsfield單元”的整數，應用這種整數來控制在陰極射線管顯示器上的相應像素的亮度。

在公知的多片層CT成像系統中，臺架傾斜造成不能進行螺旋掃描。當臺架傾斜時，由于等角點固有地取決于檢測器行所以造成降低圖像質量。該等角點相對于患者掃描軸線移動，并且該移動量取決于檢測器行、臺架傾斜量和投影角度。

例如，參考附圖3，描述了片層厚度為1.25毫米的人頭骨軸線掃描。該臺架傾斜-20°，并且在附圖3所示的圖像的重構中沒有應用投影數據加權。這種圖像應用15厘米的視場(FOV)和高分辨率算法重構以示出所掃描的模型的細微的結構細節。由于在傾斜的軸線掃描模式中沒有降低圖像質量，因此將這種圖像作為圖像質量評價標準。

為了對比，應用片層厚度為1.25毫米和3∶1的螺旋間距的螺旋模式掃描用于產生附圖3的圖像的相同模型以得到在附圖4中所示的圖像。為產生該圖像，在進行螺旋掃描的過程中臺架每旋轉一圈患者的工作臺移動了3.75毫米。不進行z-光滑并應用與在附圖3中相同的重構參數重構附圖4的圖像。由于等角點移動了，在附圖4中細微的骨結構變得模糊。

可以預料的是可以通過補償算法校正等角點的移動，該補償算法將投影數據插到理想的位置中。在克服雙重模糊結構方面這種算法被證明是有效的。然而，由于插值的核心對于投影數據是一種低通濾波器，所以所重構的圖像的空間分辨率受到了損害。為部分地補償這種分辨率降低，引入高頻的核心增強來加深(sharp，即使圖象清楚)圖像。然而，這并不能恢復空間分辨率。在附圖5中示出了加深的圖像的實例，所描述的加深圖像的掃描與附圖4的掃描相同。與附圖3所示的軸線掃描圖像進行比較發現空間分辨率損失很明顯。(附圖5的旋轉是執行過程中的假象引起的，與重構和加深算法無關)

因此理想的是提供一種對數據進行濾波以產生對象的經補償的傾斜螺旋掃描的CT圖像的方法和裝置。

因此，在一個實施例中提供一種對對象的計算機X-射線斷層掃描的投影數據進行濾波的方法。該方法包括如下的步驟：采集表示對對象的傾斜的螺旋掃描的投影數據；對所采集的投影數據進行補零；確定經補零的投影數據的傅立葉變換；確定經補零的投影數據的傅立葉變換、斜坡函數以及相移函數的乘積；以及確定經相乘并變換的投影數據的反向傅立葉變換作為經濾波的投影數據。

上述的方法提供一種經濾波的數據，該數據產生一種補償的傾斜的螺旋掃描的CT圖像，并且該圖像比應用較高頻率的核心增強的方法的圖像具有更好的空間分辨率。

附圖1是CT成像系統的視圖。

附圖2所示為在附圖1中所示的系統的示意性方塊圖。

附圖3-6所示為相同的模型的重構的圖像，每幅圖像都是以-20度臺架傾斜掃描，應用高分辨率算法重構并且DFOV=15毫米。附圖3所示為沒有應用投影加權的模型的軸線掃描圖像。附圖4是以3∶1的螺旋間距進行螺旋掃描并沒有進行z-光滑的重構圖像。附圖5所示為與附圖4所示相同的掃描并應用高分辨率核心增強的加深圖像。附圖6所示為與附圖4中所示的相同的掃描但應用了本發明的方法實施例的數據的圖像。