[發(fā)明專(zhuān)利]一種錐形束CT的斷層方向可調(diào)整的三維圖像重建方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410795915.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104599316A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙云松;張朋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津三英精密儀器有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/00;A61B6/03
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于X射線CT技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種由錐束CT掃描數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體三維圖像的方法，尤其是一種錐形束CT的斷層方向可調(diào)整的三維圖像重建方法。

背景技術(shù)

由于錐束CT具有射線利用率高、掃描速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此其在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷等方面獲得了廣泛應(yīng)用。

目前，商用的錐束CT設(shè)備在進(jìn)行三維圖像重建時(shí)，采用的圖像坐標(biāo)系均與掃描系統(tǒng)的坐標(biāo)系一致。因此，重建出的圖像斷層是垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸的。然而，在實(shí)際檢測(cè)中，被測(cè)物體在擺放時(shí)，是很難做到與掃描系統(tǒng)的坐標(biāo)系一致的，例如：線路板檢測(cè)中，很難將線路板擺放得使其基板平行或垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸。因此，這就導(dǎo)致直接重建出的斷層圖像是“傾斜”的。為了得到“正”的斷層圖像，常用的方法是對(duì)重建的三維圖像進(jìn)行三維插值。雖然通過(guò)三維插值能夠得到“正”的斷層圖像，但該方法同時(shí)也會(huì)降低圖像的空間分辨率。

通過(guò)檢索，發(fā)現(xiàn)如下幾篇與本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)相關(guān)的專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)：

1、用Micro-CT成像系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)目標(biāo)物體進(jìn)行掃描重建的方法(CN101756707A)，公開(kāi)了一種用Micro-CT成像系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)目標(biāo)物體進(jìn)行掃描重建的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：(1)從物體的初始位置開(kāi)始預(yù)掃描直到最終位置結(jié)束，得到整個(gè)物體的投影圖像；(2)在物體的投影圖像中，選擇感興趣區(qū)域作為重建范圍區(qū)域的掃描框，對(duì)掃描框進(jìn)行分段；從分段的重建區(qū)域計(jì)算對(duì)應(yīng)的投影圖像分段的實(shí)際位置信息；(3)調(diào)整載物臺(tái)位置到要采集物體的分段重建區(qū)域的最上段，依次掃描每個(gè)分段，對(duì)每個(gè)分段進(jìn)行重建；對(duì)分段重建序列進(jìn)行拼接，最終得到長(zhǎng)目標(biāo)物體的斷層圖。經(jīng)大量掃描重建證實(shí)該方法對(duì)長(zhǎng)目標(biāo)物體進(jìn)行掃描重建行之有效，有效的解決了長(zhǎng)目標(biāo)物體無(wú)法完整掃描重建的缺陷，且方法穩(wěn)定可靠，有很大的使用前景。

2、用于對(duì)對(duì)象進(jìn)行檢查的計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)C型臂系統(tǒng)和方法(CN101541240)，提供了一種用于對(duì)對(duì)象進(jìn)行檢查的計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)C型臂系統(tǒng)和方法。計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)C型臂系統(tǒng)用于檢查感興趣對(duì)象，所述CT-C型臂系統(tǒng)包括適于生成X射線的X射線管，用于獲取CT切片組的X射線探測(cè)單元，其中，X射線管和X射線探測(cè)單元適于在C型臂上圍繞檢查對(duì)象圍繞公共軸旋轉(zhuǎn)，以及處理單元，通過(guò)所述處理單元可執(zhí)行以下步驟：使用第一掃描參數(shù)獲取CT切片的第一3D數(shù)據(jù)體積；將所述第一數(shù)據(jù)體積調(diào)整為第二數(shù)據(jù)體積(分割后體積)，從而使得可以將至少一個(gè)預(yù)定Hounsfield(H)范圍的第一數(shù)據(jù)體積的體素值設(shè)置為至少一個(gè)預(yù)定H值；使用第一掃描參數(shù)生成第二數(shù)據(jù)體積的前向投影；將所述投影重建為第三數(shù)據(jù)體積；通過(guò)使第三體積與第二體積相減生成第四數(shù)據(jù)體積(僅偽影體積)；通過(guò)使第四體積與第一體積相加生成第五體積。

通過(guò)對(duì)比，本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)與上述專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)存在本質(zhì)的不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種方法簡(jiǎn)單、操作方便、易于實(shí)施、成本低廉，以更為直觀的方式調(diào)整描述重建圖像坐標(biāo)系的參數(shù)，獲得的重建后的三維圖像的空間分辨率得到了極大提高、能夠重建被測(cè)物體的任意方向斷層的圖像錐形束CT的斷層方向可調(diào)整的三維圖像重建方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種錐形束CT的斷層方向可調(diào)整的三維圖像重建方法，所述方法的步驟如下：

步驟S1.通過(guò)CT系統(tǒng)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行掃描，獲得CT系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)；

步驟S2.通過(guò)預(yù)重建模塊對(duì)CT系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，重建時(shí)采用的圖像坐標(biāo)系與掃描系統(tǒng)的坐標(biāo)系一致，得到預(yù)重建三維圖像；

步驟S3.通過(guò)參數(shù)調(diào)整模塊將預(yù)重建三維圖像以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶，并為用戶提供接口來(lái)調(diào)整描述圖像坐標(biāo)系的參數(shù)，通過(guò)參數(shù)調(diào)整，使視圖中顯示的斷層圖像滿足需求，并獲得對(duì)應(yīng)于該視圖斷層圖像的圖像坐標(biāo)系參數(shù)；

所述描述圖像坐標(biāo)系的參數(shù)指定了重建斷層的方向和感興趣區(qū)域的范圍；

步驟S4.通過(guò)重建模塊對(duì)CT系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)和參數(shù)調(diào)整模塊獲得的斷層圖像的圖像坐標(biāo)系參數(shù)進(jìn)行圖像重建，即獲得被測(cè)物體的三維圖像。

而且，所述步驟S2中重建時(shí)的重建算法采用解析方法或迭代方法。

而且，所述步驟S3中的參數(shù)調(diào)整模塊能夠直觀地調(diào)整描述圖像坐標(biāo)系的參數(shù)，并實(shí)時(shí)顯示調(diào)整后的斷層圖像。

而且，所述步驟S4中重建時(shí)的重建算法采用解析方法或迭代方法。

實(shí)施如上所述的錐形束CT的斷層方向可調(diào)整的三維圖像重建方法的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的CT系統(tǒng)、預(yù)重建模塊、參數(shù)調(diào)整模塊和重建模塊；