[發明專利]X射線CT成像器的運動層分解校準

有效

• 申請號: 201380029896.X
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104334081B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: J·布雷多諾;E·S·漢西斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;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

技術領域

下文總體上涉及X射線計算機斷層攝影。其特別應用于與掃描器校準及圖像偽影補償相結合，并且特別參考掃描器校準及圖像偽影補償來進行描述。然而，應當理解，本發明也應用于其他使用情形，而不必限于上述應用。

背景技術

諸如錐形束計算機斷層攝影(CBCT)、3D旋轉血管造影、X射線CT(XCT)、介入X射線、C型臂之類的X射線計算機斷層攝影系統發射X射線并且探測穿過對象之后的所發射的X射線，以重建圖像。空氣校準或旋轉增益校準投影圖像通常在沒有對象時在多個機架位置中的每個處被收集并且被存儲以進行針對對應位置的均勻性校正。存儲的針對每個機架位置的均勻性校正數據被用在圖像重建中。空氣校準確定不是由對象引起、而是由其他源和掃描器的元件引起的X射線衰減及強度改變。理論、理想成像系統在每個機架角度處的空氣投影圖像是均勻空白圖像。在實踐中，空氣投影圖像包括：來自于射束路徑中的衰減結構的非均勻性、X射線源的非均勻照射、不均勻的探測器敏感性等。當對患者成像時，這些非均勻性重疊在所述患者的吸收外觀上。通過利用每個機架角度處的空氣投影圖像來規一化在相同機架角度處的患者投影圖像來補償非均勻性，以產生校正的患者投影圖像。來自圍繞患者的多個機架角度的經校正的投影圖像能夠被重建為3D圖像。

由于CT系統發展出諸如C型臂系統及更簡單、更為靈活(less rigid)的機架的更開放的系統，可以發現一個采集之內以及在不同采集之間的非均勻性(以及相應的空氣投影圖像)的改變。改變不必是可重現的。開放系統中的空氣投影圖像的一些改變是由相對彼此運動的元件引起的。例如，定位于一個臂的元件可以與在另一個臂上的元件不同地運動。在一端處的源可以與在另一端的探測器不同地運動。在系統磨損臂運動、意外沖擊、熱膨脹/收縮及其他環境因素的情況下，即使處于相同的臂上的個體元件也能相對于彼此運動。例如，盡管防散射光柵固定于探測器，探測器的傾斜引起由光柵的薄板引起的陰影的改變。針對每次運動能夠發生位置的不同改變，當對對象成像時，這能夠導致未補償的圖像偽影機不精確地重建吸收系數。從生成空氣校準的時間到對對象成像的時間，校正由于掃描器元件而產生的衰減和強度改變的空氣校準可能并不仍然有效。

發明內容

下文公開了新的并且改進的斷層攝影圖像校準的系統和方法，其解決了上述及其他問題。

根據一個方面，一種X射線計算機斷層攝影系統包括機架、多個元件和一個或多個處理器。所述機架運動到不同取向并且生成包括為多個所述取向的圖像投影數據的X射線數據。所述多個元件連接到所述機架并且引起所生成的投影數據的X射線衰減。所述一個或多個處理器被編程為接收所生成的X射線數據，并且將接收到的圖像投影數據分解為對處于所述機架的不同位置的所述多個元件的相對位置的指示。

根據另一個方面，一種X射線計算機斷層攝影校準的方法包括接收X射線數據，所述X射線數據包括為繞成像區域的多個機架取向中的每個的圖像投影數據。對接收到的圖像投影數據進行分解，以導出處于一個或多個機架取向的多個元件的相對位置，所述元件中的每個引起接收到的圖像投影數據中可歸因于所述元件的X射線衰減。基于所述多個元件的所述相對位置來生成對測量到的衰減的校正。

根據另一個方面，一種X射線計算機斷層攝影系統包括可旋轉機架、存儲器、分解單元以及校正單元。所述可旋轉機架承載元件，所述元件包括X射線源、X射線濾波器、快門/準直器、X射線探測器以及防散射光柵，并且所述機架運動到不同取向。所述存儲器存儲可歸因于所述元件中的每個的衰減。所述分解單元將為所述不同取向的空氣掃描投影圖像分解為所述元件中的每個的相對位置。所述校正單元基于所述元件中的每個的所述相對位置，來針對投影圖像數據調整對衰減的校正。

一個優點是偽影降低。

另一個優點在于在成像會話期間動態調整的動態偽影補償。

另一個優點在于用于校正由于掃描器元件運動而產生的偽影的后處理技術。

另一個優點在于更精確地重建吸收系數。

另一個優點在于并入已存在的系統和程序。

另一個優點在于靈活地適應于已存在的和新的更開放CT機架設計。

本領域的普通技術人員在閱讀并理解了下面的具體實施方式后將意識到進一步的優點。

附圖說明

本發明可以采取各種部件和各部件的布置的形式，并且可以采取各種步驟和各步驟安排形式。附圖僅是為了圖示優選實施例而不應被解釋為對本發明的限制。

圖1示意性圖示了示范性現有技術X射線成像系統的元件。