[發(fā)明專利]暗場(chǎng)計(jì)算機(jī)斷層攝影成像

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380025354.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN104321805B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·克勒;B·J·布倫德爾;E·勒斯?fàn)?/a>;U·范斯特文達(dá)勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

技術(shù)領(lǐng)域

以下總體上涉及暗場(chǎng)CT成像，并且更具體地涉及重建暗場(chǎng)CT圖像數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

在常規(guī)CT成像中，通過被掃描目標(biāo)的構(gòu)成部分的吸收截面的差異來獲得對(duì)比度。這在諸如骨骼的高吸收結(jié)構(gòu)被嵌入在吸收相對(duì)較弱的材料(例如，人體的周圍組織)的基體中的情況下產(chǎn)生良好的結(jié)果。然而，在研究具有相似的吸收截面的不同形式的組織的情況下(例如乳房X線照相術(shù)或血管造影術(shù))，X射線吸收對(duì)比度相對(duì)較差。因此，對(duì)于特定的組織構(gòu)成，在利用當(dāng)前的基于醫(yī)院的X射線系統(tǒng)獲得的吸收射線照片中從非病理組織中辨別出病理組織實(shí)際上仍然是不可能的。

暗場(chǎng)(或基于光柵的差分相位對(duì)比度)成像克服了以上特別提到的對(duì)比度限制。總體上，暗場(chǎng)成像利用X射線光柵，所述X射線光柵允許以相位對(duì)比度來采集X射線圖像，所述相位對(duì)比度提供關(guān)于被掃描目標(biāo)的額外信息。利用暗場(chǎng)成像，基于由被掃描目標(biāo)衍射的X射線輻射的散射成分來生成圖像。然后能夠以非常高的分辨率示出被掃描目標(biāo)的非常輕微的密度差異。在Pfeiffer等人的“Hard X-ray dark-field imaging using a grating interferometer”(Nature Materials 7，第134-137頁)中更加詳細(xì)地討論了暗場(chǎng)成像。

Wang等人的“New solution for reconstruction problem about grating-based dark field computed tomography”(Proc.Fully 3D，2009年，第438頁)和Bech等人的“Quantitative x-ray dark-field computed tomography”(Phys.Med.Biol.55(2010年)5529)提出暗場(chǎng)圖像是物理質(zhì)量的線積分，即小散射分布的二階矩。Wang等人和Bech等人都提出了使用簡(jiǎn)單的常規(guī)濾波反投影以用于重建暗場(chǎng)圖像。然而，這些公布是基于使用平行射束和/或相對(duì)較小的視場(chǎng)(非全部身體)的實(shí)驗(yàn)，并且不考慮目標(biāo)相對(duì)于光柵的位置。

遺憾的是，簡(jiǎn)單的常規(guī)濾波反投影(FBP)并不是十分適合于扇形射束幾何結(jié)構(gòu)和較大的視場(chǎng)(例如醫(yī)院中出于診斷目的而用于對(duì)人進(jìn)行掃描的那些視場(chǎng))，這是因?yàn)楹?jiǎn)單的常規(guī)濾波反投影(FBP)隱含地假設(shè)了偏離真實(shí)的采集的數(shù)據(jù)采集模型，稍后將對(duì)此進(jìn)行更加詳細(xì)的討論。真實(shí)的采集與標(biāo)準(zhǔn)FBP中使用的簡(jiǎn)化模型的這種不匹配導(dǎo)致偽影(如帽狀偽影或杯狀偽影)。因此，存在對(duì)于用于重建暗場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)的其他方法的未解決的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本文中描述的各方面解決了以上提及的問題和其他問題。

在一個(gè)方面中，一種方法包括獲得從目標(biāo)的暗場(chǎng)CT掃描生成的暗場(chǎng)信號(hào)，其中，所述暗場(chǎng)CT掃描至少是360度掃描。所述方法還包括對(duì)所述暗場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。所述方法還包括對(duì)所述360度掃描上的經(jīng)加權(quán)的暗場(chǎng)信號(hào)執(zhí)行錐形束重建，從而生成體積圖像數(shù)據(jù)。

在另一方面中，一種成像系統(tǒng)包括：焦斑，其發(fā)射穿過檢查區(qū)域的輻射；干涉儀，其針對(duì)目標(biāo)的暗場(chǎng)成像掃描對(duì)發(fā)射的輻射進(jìn)行濾波；探測(cè)器陣列，其探測(cè)穿過所述檢查區(qū)域的輻射；以及重建器，其重建360度上的所述暗場(chǎng)信號(hào)，生成體積圖像數(shù)據(jù)。

在另一方面中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被編碼具有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器運(yùn)行時(shí)，令所述處理器：獲得從目標(biāo)的至少360度暗場(chǎng)CT掃描生成的暗場(chǎng)信號(hào)；對(duì)所述暗場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；并且對(duì)360度上的經(jīng)加權(quán)的暗場(chǎng)信號(hào)執(zhí)行錐形束重建，從而生成體積圖像數(shù)據(jù)。

本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置，以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解讀為對(duì)本發(fā)明的限制。

附圖說明

圖1-圖3示意性地圖示了針對(duì)衰減對(duì)比度成像的衰減和放大。

圖4-圖6示意性地圖示了針對(duì)暗場(chǎng)成像的衰減和放大。

圖7和圖8示意性地圖示了具有用于暗場(chǎng)成像的干涉儀的示例性成像系統(tǒng)。

圖9示意性地圖示了針對(duì)與圖6的射線互補(bǔ)的射線的衰減。

圖10圖示了用于利用重建算法來重建暗場(chǎng)信號(hào)的示例性方法，所述重建算法包括對(duì)被掃描目標(biāo)的反向信號(hào)放大。

圖11圖示了用于利用濾波反投影重建算法來重建平均暗場(chǎng)信號(hào)的示例性方法。

圖12和圖13分別示出了對(duì)全(或360度)掃描上的互補(bǔ)射線的另一描繪。

圖14圖示了示例性的軸向錐形束CT暗場(chǎng)重建方法。

圖15圖示了示例性的螺旋錐形束CT暗場(chǎng)重建方法。

具體實(shí)施方式