[發明專利]用于計算機斷層攝影圖像重建的方法和設備

在審

• 申請號: 201080013329.1
• 申請日: 2010-02-18
• 公開（公告）號: CN102362292A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: D·舍費爾;M·格拉斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;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

本申請總體涉及醫學成像領域。更具體而言，其提供了用于重建計算 機斷層攝影(CT)圖像的方法和設備。本申請主題至少與x射線CT成像 一起使用并將具體參考其加以描述。然而，其還具有與其他成像方法以及 在其他領域中更為一般的應用，諸如單光子發射計算機斷層攝影(SPECT) 或正電子發射斷層攝影(PET)。

常規的CT成像裝置包括x射線源和設置在檢查區域對側的x射線敏感 探測器。人類患者或其他待檢查對象在檢查區域中由合適的支撐物支撐。 源發射x射線輻射，x射線輻射貫穿檢查區域并在源和探測器關于旋轉中心 旋轉時由探測器進行探測。能夠具有補償設置(offset)探測器幾何結構的 CT成像裝置包括可以在特定構造中的橫斷平面內橫向偏離旋轉中心的x射 線源和x射線敏感探測器。這樣的補償設置探測器幾何結構CT成像裝置是 所希望的，因為它們能夠實現增大的視場或者允許使用更小尺寸的探測器。

然而，如果這種補償設置探測器幾何結構CT成像裝置的探測器未跨越 被成像對象的全部寬度，則所獲得的投影數據被刪節。偽影，諸如錐形射 束和陰影偽影，常常在重建這種被刪節的投影數據的過程中被引入。在非 對稱對象和不同心的對象的情況下尤其如此。

目前，已知兩種通用方法用于重建從在原始錐形射束幾何結構中具有 補償設置探測器的CT成像系統獲得的投影數據。Ge?Wang在Med.Phys.29 (7)，July?2002，第1634-1636頁的X-Ray?Micro-CT?With?a?Displaced?Detector? Array一文中描述了第一種已知的方法。根據Wang的方法，在使用 Feldkamp-Davis-Kress(FDK)重建算法或一些其他重建算法重建被刪節的 投影數據之前，向測量到的線積分應用冗余加權。

Cho等人在Phys.Med.Biol.40(1995)，第1863-1883頁的Cone-beam?CT for?Radiotherapy?Applications一文中描述了第二種常規的方法。根據Cho等 人的這種方法，在FDK算法的濾波步驟之前，通過使用采集軌線(trajectory) 對側上的探測器測量到的投影數據擴展被刪節的投影，作為估計的投影數 據，并將其與實際測量到的投影數據拼接，以生成未刪節的投影數據。在 根據Cho等人的這種方法獲得估計的未刪節的投影數據之后，對所述投影 數據進行濾波。然后在濾波步驟之后并且在FDK重建算法中的反投影之前 向所述投影數據應用冗余加權。Cho等人的這種方法的冗余加權去除了在 反投影步驟之前與實際測量到的投影數據拼接的估計的投影數據。

希望提供一種更為有效地重建從具有補償設置探測器幾何結構的CT 成像裝置獲得的投影數據，并防止或減輕通常會在重建這種投影數據的過 程中出現的偽影的方法和設備。

本發明的各方面解決了這些問題和其他問題。

根據本發明的一個方面，提供了用于改善重建從具有補償設置探測器 幾何結構的CT成像裝置獲得的投影數據的方法和設備。根據本發明的特定 方面，提供了一種包括以下步驟的方法：(i)匹配在采集軌線的對側測量到 的投影數據并將其拼接在一起，以生成完整的、未刪節的投影數據集；(ii) 區分所述投影數據；(iii)利用濾波器，諸如Hilbert濾波器，對經區分的投 影數據進行濾波；(iv)向經濾波的投影數據應用冗余加權；以及(v)反投 影經冗余加權的投影數據，以生成圖像數據。根據這一方面，能夠防止或 減輕通常隨著重建從具有補償設置探測器幾何結構的CT成像裝置獲得的 成像數據而出現的偽影。

本領域技術人員通過閱讀和理解下文的詳細描述，應當意識到本發明 的其他方面。本領域技術人員通過閱讀對優選實施例的詳細描述，諸多附 加優點和益處將變得顯而易見。

本發明可以具體化為不同的部件和部件的布置，以及不同的處理操作 和處理操作的安排。附圖僅用于圖示說明優選實施例，而不應解釋為其對 本發明的構成限制。

圖1A是根據本發明實施例的補償設置探測器CT采集幾何結構的示意 性透視圖；

圖1B是根據本發明實施例的補償設置探測器CT采集幾何結構的橫斷 視圖，其中源和探測器圖示處在相對位置；

圖2是根據本發明實施例的成像系統；

圖3描繪了根據本發明實施例的圖像重建方法；