[發明專利]使用經移位的幾何結構改進CT圖像采集的方法和設備

有效

• 申請號: 200980139576.3
• 申請日: 2009-10-05
• 公開（公告）號: CN102177430A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: P·福斯曼;T·克勒;U·范斯特文達勒;M·貝爾特拉姆;S·維斯納;C·施雷特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;A61B6/03
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

本申請涉及計算斷層攝影(“CT”)。具體而言，本申請應用于針對醫療應用的CT。

本申請還應用于物品和安全檢查、非破壞性試驗、臨床前成像以及其他能夠通過CT數據提供有關對象的結構或功能的有用信息的情況。CT成像系統獲得廣泛接受的一個領域是醫療領域，其中放射科醫師和其他醫療專業人員廣泛地將CT掃描器用于疾病的診斷和治療。

2006年8月17日提交的美國專利申請No.60/822678描述了一種在相對于設置于檢查區域中的對象的多個角位置采集投影數據的CT設備和方法，該專利文獻以引用方式并入本申請。該CT設備包括在過軸平面中從旋轉中心橫向移位(即，偏離中心、偏移或偏離焦點)的X射線源和探測器。具有偏移幾何結構的CT設備是合乎需要的，因為其實現了增大的視場。X射線源和探測器繞旋轉中心旋轉且彼此保持固定的機械關系，以便在多個投影角采集投影數據。X射線源發射具有橫向扇角的輻射，對橫向視場進行全角采樣需要在大于180度加扇角的角范圍上采集投影數據。CT設備利用重建技術，例如濾波反投影，重建由CT設備產生的投影數據，以產生表示被檢查對象的體數據。

在X射線源處于單一位置時，具有偏移的X射線源和探測器的CT設備可能無法完全照射整個被檢查對象。此外，在重建期間對投影數據進行濾波涉及完全投影。因此，在重建期間，利用單一位置的源所采集的投影數據可以使用在過軸平面中位于相對位置的源所采集的數據進行擴展。由于錐束幾何結構的射線是發散的，所以來自相對錐體的X射線在過軸平面外部不能彼此補充，除非對象的形狀在軸向方向上是恒定且均勻的。X射線在過軸平面之外的這種發散在濾波期間導致誤差。此外，更大的X射線源和探測器偏移可能使重建圖像的質量劣化。希望找到一個偏移，針對每個被檢查對象實現圖像質量和視場尺寸之間期望的平衡。

本發明的各個方面解決了這些和其他問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種使用經移位的采集幾何結構以改進CT圖像采集的方法和設備。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于在相對于設置于檢查區域中的對象的多個角位置采集斷層攝影投影數據的設備。該設備包括輻射源和用于探測由所述源所發射的輻射的輻射敏感探測器。在所述投影數據的采集期間所述源和所述探測器的橫向中心可以從橫向視場的中心橫向移位。可以基于所述對象的尺寸確定所述源和所述探測器的橫向中心距所述橫向視場的中心的橫向位移的量。這樣一來，可以確定能夠實現圖像質量和視場尺寸之間期望平衡的偏移。

根據另一方面，提供了一種用于在多個角位置采集斷層攝影投影數據的計算斷層攝影方法。在所述投影數據的采集期間使用的CT設備具有從橫向視場的中心橫向移位的源和探測器的橫向中心。可以基于對象的尺寸確定所述源和所述探測器的橫向位移的量。這樣一來，可以確定能夠實現圖像質量和視場尺寸之間期望平衡的偏移。可以調節所述源和探測器以改變橫向視場的尺寸。可以在第一投影角從所述源發射輻射。探測器可以采集表示在第一投影角的第一輻射的計算斷層攝影投影數據。可以在多個投影角的每個重復這個過程以采集CT數據集。

根據另一方面，提供了一種用于校正由CT設備所生成的斷層攝影投影數據的方法，其中在投影數據的采集期間CT設備具有從橫向視場的中心橫向移位的源和探測器的橫向中心。從所述源發射輻射，探測器采集在多個投影角的每個的計算斷層攝影投影數據以采集第一CT數據集。重建第一CT數據集以生成表示被檢查對象的體數據。可以使用該體數據模擬由探測器在一個或多個投影角不能采集的缺失投影數據。可以使用所模擬的投影數據獲得針對投影角中的至少一個的第二CT數據集。利用所述第二CT數據集補充所述第一CT數據集以產生經校正的CT數據集。重建所述經校正的CT數據集以生成表示所述對象的經校正的體數據。

在閱讀并理解說明書后，本領域技術人員將認識到本發明的其他方面。

通過閱讀下文中對優選實施例的詳細說明，更多額外的優點和益處對于本領域技術人員而言將變得顯而易見。本發明可以實現為各種部件或部件布置，以及各種過程操作或過程操作的安排。附圖僅僅是為了對優選實施例進行圖示說明，不應認為其對本發明構成限制。

圖1是根據本發明實施例的經移位的CT采集幾何結構的過軸視圖；

圖2繪示出根據本發明實施例的成像系統；

圖3繪示出根據本發明實施例的成像方法；

圖4繪示出根據本發明實施例的圖像重建方法；以及

圖5A和5B是繪示出圖4的圖像重建方法的所模擬的掃描的投影數據的過軸視圖。