專利名稱：計(jì)算機(jī)x－射線斷層透視系統(tǒng)中用于螺旋圖像重構(gòu)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及計(jì)算機(jī)x-射線斷層(CT)成像技術(shù)，更明確地講是涉及CTx-射線透視系統(tǒng)中的圖像重構(gòu)。
在至少一種已知的CT系統(tǒng)配置中，x-射線源投射出扇形線束，該線束經(jīng)準(zhǔn)直后處于笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)的X-Y平面內(nèi)，一般稱之為“像平面”。x-射線線束穿透待成像的物體，例如患者。線束在經(jīng)物體衰減之后射到輻射檢測(cè)器陣列上。檢測(cè)器陣列接收到的衰減線束的輻射強(qiáng)度取決于物體對(duì)x-射線線束的衰減。陣列的每一個(gè)檢測(cè)器單元產(chǎn)生獨(dú)立的電信號(hào)，該信號(hào)是在檢測(cè)器位置上對(duì)線束衰減程度的度量。來自所有檢測(cè)器的衰減度量分別用來產(chǎn)生透射斷層圖形。
在已知的第三代CT系統(tǒng)中，x-射線源和檢測(cè)器陣列在像平面內(nèi)與門式臺(tái)架一起繞待成像物體旋轉(zhuǎn)，因此x-射線線束切入物體的角度總是在變化的。一組以一個(gè)門式臺(tái)架角度對(duì)來自于檢測(cè)器陣列的x-射線衰減的度量，即投射數(shù)據(jù)，稱為一幅“視圖(view)”。物體的一次“掃描”包括在x-射線源和檢測(cè)器的一次轉(zhuǎn)動(dòng)過程中以不同的門式臺(tái)架角度或視角獲得的一組視圖。在軸向掃描中，投射數(shù)據(jù)經(jīng)處理構(gòu)成一幅與貫穿物體的二維斷層相對(duì)應(yīng)的圖像。從一組投射數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像的一種方法在本領(lǐng)域中稱為濾波反向投射技術(shù)。該處理過程把來自掃描過程的衰減度量轉(zhuǎn)換為被稱作“CT數(shù)”或“Hounsfield單元”的整數(shù)，該數(shù)字用于控制陰極射線管顯示器上的相應(yīng)像素的亮度。
已知某些重構(gòu)過程步驟會(huì)在圖像中產(chǎn)生噪聲結(jié)構(gòu)。例如，在“運(yùn)動(dòng)(cine)”掃描中，即在患者保持靜止的同時(shí)獲取預(yù)定斷層號(hào)數(shù)據(jù)的掃描過程，欠掃描加權(quán)(“USW”)技術(shù)用于降低在掃描過程中由于患者組織的移動(dòng)而產(chǎn)生的移動(dòng)贗像。欠掃描加權(quán)算法一般是把搜集到的數(shù)據(jù)作為視角和檢測(cè)器通道指數(shù)的函數(shù)來進(jìn)行加權(quán)。明確地講，在濾波反向投射之前，數(shù)據(jù)根據(jù)作為視角和檢測(cè)器角度函數(shù)的螺旋加權(quán)因子進(jìn)行加權(quán)。特別是，對(duì)投射數(shù)據(jù)首先被濾波，然后被加權(quán)，接著被反向投射以生成各幅圖像。
為了降低總掃描時(shí)間，可以執(zhí)行“螺旋”掃描。為了執(zhí)行“螺旋”掃描，可以使患者移動(dòng)，同時(shí)獲取預(yù)定斷層號(hào)的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由一個(gè)扇形線束螺旋掃描過程生成單個(gè)的螺旋線結(jié)構(gòu)。由扇形線束影射出的螺旋線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生投射數(shù)據(jù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)預(yù)定斷層的圖像。
螺旋掃描重構(gòu)算法一般地使用螺旋加權(quán)(“HW”)算法，該算法把搜集到的數(shù)據(jù)作為視角和檢測(cè)器通道指數(shù)的函數(shù)進(jìn)行加權(quán)。明確地講，在濾波反向投射之前，根據(jù)螺旋加權(quán)因子對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，該因子是視角和檢測(cè)器角度的函數(shù)。與利用欠掃描加權(quán)一樣，在HW算法中，對(duì)投射數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、加權(quán)、并反向投射以生成各幅圖像。
在運(yùn)動(dòng)掃描和螺旋掃描中，對(duì)相同的投射數(shù)據(jù)重復(fù)地進(jìn)行濾波、加權(quán)和反向投射，盡管總是被賦予相同的加權(quán)。例如，投射數(shù)據(jù)P1可以用w1加權(quán)以生成第一幅圖像I1，還可以用w1加權(quán)以生成圖像I2。然而，只有對(duì)投射數(shù)據(jù)P1進(jìn)行再濾波、再加權(quán)和再反向投射，才能生成第二幅圖像I2。欠掃描加權(quán)算法和螺旋加權(quán)算法都需要圖像I1和I2分別獨(dú)立地由投射數(shù)據(jù)P1生成。因此，在欠掃描加權(quán)算法和螺旋加權(quán)算法中出現(xiàn)顯著的計(jì)算冗余。
改進(jìn)圖像生成的某些方面的重構(gòu)技術(shù)是已知的。例如，過掃描加權(quán)用于降低與利用投射數(shù)據(jù)重構(gòu)疊蓋圖像有關(guān)的計(jì)算冗余。特別是，在過掃描加權(quán)中，搜集到的投射數(shù)據(jù)只作為視角的函數(shù)進(jìn)行加權(quán)。因此，在沒有消除計(jì)算冗余的情況下，過掃描加權(quán)降低了圖像重構(gòu)所需的計(jì)算量。此外，已知過掃描加權(quán)可以降低在360度的CT掃描過程中由于患者移動(dòng)而產(chǎn)生的移動(dòng)贗像?；颊叩囊苿?dòng)使在投射開始和結(jié)束時(shí)的視圖不一致和不連續(xù)。然而，盡管過掃描加權(quán)可以有效地降低移動(dòng)贗像，但過掃描加權(quán)還可能在終級(jí)圖像中產(chǎn)生噪聲結(jié)構(gòu)，并使圖像質(zhì)量惡化。在螺旋掃描中，由過掃描加權(quán)產(chǎn)生的圖像惡化一般是十分嚴(yán)重的，因此在螺旋掃描中應(yīng)避免使用過掃描加權(quán)技術(shù)。
在CT x-射線透視系統(tǒng)中(“CT透視”)，已知的是生成連續(xù)幀圖像。一幀，如同一幅視圖，對(duì)應(yīng)于一幅貫穿待成像物體的二維斷層。特別是，以幀速率處理投射數(shù)據(jù)以構(gòu)成物體的圖像幀。一般情況下，不對(duì)投射數(shù)據(jù)加權(quán)可以增加幀速率。然而，已知未加權(quán)的投射數(shù)據(jù)在生成的圖像中會(huì)產(chǎn)生顯著的陰影和條紋。為了降低這種陰影和條紋，可以使用螺旋加權(quán)算法加權(quán)對(duì)相應(yīng)于每個(gè)幀的投射數(shù)據(jù)。然而，對(duì)投射數(shù)據(jù)的過濾、加權(quán)和反向投射愈頻繁，幀速率愈低。幀速率受限于CT透視系統(tǒng)的計(jì)算能力。
當(dāng)然，所期望的是，在螺旋掃描圖像重構(gòu)中，降低計(jì)算的冗余性。還期望的是促進(jìn)贗像的降低，并在CT x-射線透視螺旋圖像重構(gòu)中，在降低贗像和幀速率間提供合理的折衷。
這些和其它目的可以在一種系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施方案中對(duì)螺旋掃描投射數(shù)據(jù)使用了增量重構(gòu)算法，該算法不需要對(duì)生成各幅圖像的全部投射數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、加權(quán)和反向投射。特別是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，過掃描加權(quán)算法生成施加于投射數(shù)據(jù)以便生成基本圖像投射數(shù)據(jù)的加權(quán)因子。對(duì)于后續(xù)圖像，基本圖像投射數(shù)據(jù)用于生成圖像數(shù)據(jù)。明確地講，更新加權(quán)算法生成施加于基本圖像投射數(shù)據(jù)以便生成后續(xù)圖像投射數(shù)據(jù)的更新加權(quán)因子。
利用上述的增量重構(gòu)算法能夠由螺旋掃描數(shù)據(jù)重構(gòu)后續(xù)圖像，而不需要獨(dú)立地生成每一幅圖像。此外，在CT透視螺旋圖像重構(gòu)中，還降低了生成圖像的計(jì)算成本和在CT透視螺旋成像重構(gòu)中產(chǎn)生圖像的費(fèi)用。該算法還降低了處理時(shí)間，并在降低贗像和幀速率之間提供了合理的折衷。另外，可以相信，該圖像算法不會(huì)顯著地降低圖像質(zhì)量。


圖1是CT成像系統(tǒng)的圖解視圖。
圖2是示于圖1的系統(tǒng)的框圖。
圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，示例了用于生成第一幅圖像的過掃描加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線。
圖3b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，示例了用于生成第二幅圖像的過掃描加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線。
圖3c是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，示例了用于生成第二幅圖像的更新加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線。
參照?qǐng)D1和圖2，計(jì)算機(jī)x-射線斷層(CT)成像系統(tǒng)10顯示為包括代表“第三代”CT掃描機(jī)的門式臺(tái)架12。門式臺(tái)架12具有一個(gè)x-射線源14，射線源把一束x-射線16投射到門式臺(tái)架12相對(duì)邊上的檢測(cè)器陣列18上。檢測(cè)器陣列18由檢測(cè)器單元20構(gòu)成，這些單元共同檢測(cè)透射過醫(yī)療患者22的投射x-射線。每個(gè)檢測(cè)器單元20產(chǎn)生表示照射x-射線線束強(qiáng)度的電信號(hào)，并因此表示了在它透射患者22時(shí)線束的衰減程度。在獲取x-射線投射數(shù)據(jù)的掃描過程中，門式臺(tái)架12和安裝于其上的元件繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心24轉(zhuǎn)動(dòng)。
門式臺(tái)架12的轉(zhuǎn)動(dòng)和x-射線源14的操作受CT系統(tǒng)10的控制機(jī)構(gòu)26控制?？刂茩C(jī)構(gòu)26包括為x-射線源14提供能量和定時(shí)信號(hào)的x-射線控制器28和控制門式臺(tái)架12的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和位置的門式臺(tái)架電機(jī)控制器30?？刂茩C(jī)構(gòu)26中的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)32對(duì)來自檢測(cè)器單元20的模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為供后續(xù)處理用的數(shù)字信號(hào)。圖像重構(gòu)器34接收來自DAS 32的取樣數(shù)字化x-射線數(shù)據(jù)，并進(jìn)行高速圖像重構(gòu)。重構(gòu)圖像作為在大容量存儲(chǔ)設(shè)備38中存儲(chǔ)圖像的計(jì)算機(jī)36的輸入施加。
計(jì)算機(jī)36還通過具有鍵盤的控制臺(tái)40從操作者處接收命令和掃描參數(shù)。輔助陰極射線管顯示器42允許操作者從計(jì)算機(jī)36觀察重構(gòu)的圖像和其它數(shù)據(jù)。操作者提供的命令和參數(shù)被計(jì)算機(jī)36用來向DAS 32、x-射線控制器28和門式臺(tái)架電機(jī)控制器30提供控制信號(hào)和信息。另外，計(jì)算機(jī)36控制工作臺(tái)電機(jī)控制器44，該控制器控制電動(dòng)工作臺(tái)46把患者22放置于門式臺(tái)架12內(nèi)。特別是，工作臺(tái)46把患者22部分移過門式臺(tái)架孔48。
已知螺旋重構(gòu)算法一般可以分為螺旋外差(HE)算法和螺旋內(nèi)差(HI)算法。為了重構(gòu)圖像，這些算法通常對(duì)投射數(shù)據(jù)施加加權(quán)因子。該加權(quán)因子通常是基于，即取決于，扇形角度和視角。雖然HE和HI算法通常能夠提供可接受的圖像質(zhì)量，但該算法有了顯著的計(jì)算冗余，并且在對(duì)重構(gòu)速度有嚴(yán)格要求時(shí)需要很高的硬件花消。例如，幾乎所有用于生成原始圖像的投射必須經(jīng)過再加權(quán)、再濾波和再反向投射以便生成甚至只是轉(zhuǎn)動(dòng)部分的一小部分的新圖像。特別是，甚至于在后續(xù)圖像的投射發(fā)生顯著重疊的位置上，為在每次門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)中生成n幅圖像，n倍的生成單幅圖像所需的計(jì)算量為在門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所需的計(jì)算量。
下面對(duì)過掃描加權(quán)算法和更新加權(quán)算法的討論常常是明確地指利用螺旋掃描或移動(dòng)掃描的CI透視系統(tǒng)。然而，過掃描加權(quán)算法和更新算法并不局限于在該系統(tǒng)中使用，可以用于其它CT系統(tǒng)。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，過掃描加權(quán)算法和更新算法可以用于計(jì)算機(jī)36，例如，可以處理存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)設(shè)備38中的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，許多其它的應(yīng)用也是可能的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，過掃描加權(quán)用于為基本圖像生成基本圖像數(shù)據(jù)。明確地講，為生成基本圖像，門式臺(tái)架12轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為一周加上視角β0，即轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為(0，2π+β0)，以便獲取投射數(shù)據(jù)。角度β0表示在螺旋掃描過程中門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)得超過360°的角度。然后，在螺旋掃描過程中獲取的濾波投射數(shù)據(jù)利用過掃描加權(quán)算法加權(quán)。過掃描加權(quán)算法把加權(quán)因子w(β)施加給在不同視角β獲取的投射數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，加權(quán)因子w(β)是w(β)＝3x2(β)-2x3(β)，(1)其中
每一個(gè)生成的加權(quán)因子施加于投射數(shù)據(jù)以便為基本圖像生成基本圖像投射數(shù)據(jù)。特別是，把濾波投射數(shù)據(jù)和生成的加權(quán)因子相乘，然后反向投射。
然后，把更新加權(quán)因子施加于基本圖像投射數(shù)據(jù)以便生成后續(xù)圖像。特別是，為后續(xù)圖像的第一次投射選定視角ξ。對(duì)后續(xù)圖像有貢獻(xiàn)的投射數(shù)據(jù)處于(ξ，2π+ξ+β0)范圍內(nèi)。通過執(zhí)行更新加權(quán)算法，生成基于各個(gè)視角β的更新加權(quán)因子和在范圍(ξ，2π+ξ+β0)內(nèi)的過掃描加權(quán)因子w(β)。明確地講，更新加權(quán)算法決定了施加給先前經(jīng)濾波、加權(quán)和反向投射的基本圖像投射數(shù)據(jù)的更新加權(quán)因子，這樣，不需要對(duì)所有的基本圖像投射數(shù)據(jù)進(jìn)行再濾波、再加權(quán)和再反向投射就可以生成后續(xù)圖像。
例如，圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示例了用于生成第一幅圖像的過掃描加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線。圖3b是示例了用于生成后續(xù)圖像的過掃描加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線，其中后續(xù)圖像從視角ξ開始。特別是，ξ表示后續(xù)圖像的第一次投射所處的視角，曲線示例了為生成后續(xù)圖像而施加給投射數(shù)據(jù)的加權(quán)。圖3c是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案示例了用于生成后續(xù)圖像的更新加權(quán)因子與視角的關(guān)系曲線。如圖所示，更新加權(quán)因子對(duì)應(yīng)于施加于基本圖像投射數(shù)據(jù)的過掃描加權(quán)因子和施加于相同的后續(xù)圖像投射數(shù)據(jù)的過掃描因子間的差異。因此，更新加權(quán)因子直接施加于先前經(jīng)濾波和加權(quán)的基本圖像投射數(shù)據(jù)(圖3a)，以便生成該投射數(shù)據(jù)(圖3b)對(duì)后續(xù)圖像的適當(dāng)貢獻(xiàn)。
如圖3c所示，對(duì)于范圍(ξ+β0，2π)內(nèi)的投射數(shù)據(jù)，過掃描加權(quán)因子對(duì)于第一幅和后續(xù)圖像是相同的。因此，更新加權(quán)算法在該范圍內(nèi)生成的加權(quán)因子的值為零。明確地講，先前經(jīng)濾波、加權(quán)和反向投射的基本圖像投射數(shù)據(jù)只是簡(jiǎn)單地被重新用來生成后續(xù)圖像。相反的是，施加于范圍(0，ξ+β0)和(2π，2π+ξ+β0)內(nèi)的投射數(shù)據(jù)的過掃描加權(quán)因子對(duì)于第一幅圖像和后續(xù)圖像是不同的。因此，更新加權(quán)算法在這些范圍內(nèi)生成非零更新加權(quán)因子。更加明確地講，更新加權(quán)算法生成更新加權(quán)因子，該因子在施加于基本圖像投射數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)基本圖像投射數(shù)據(jù)重新進(jìn)行加權(quán)，這樣，依據(jù)過掃描加權(quán)因子，基本數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)圖像的貢獻(xiàn)示例于圖3b。然而，不必再對(duì)這種基本投射數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行濾波。因此，未經(jīng)對(duì)先前獲取的基本圖像投射數(shù)據(jù)進(jìn)行再濾波、再加權(quán)或再反向投射就可以生成后續(xù)圖像的基本部分。相應(yīng)地，略去了大量的濾波、相乘和反向投射過程，由此提高了系統(tǒng)的計(jì)算效率。更加明確地講，需要經(jīng)濾波后生成后續(xù)圖像的投射數(shù)據(jù)只是先前為生成基本圖像投射數(shù)據(jù)而未經(jīng)濾波的投射數(shù)據(jù)。如圖3c所示，不存在大量的數(shù)據(jù)。
更新加權(quán)算法根據(jù)是ξ＜β0還是ξ≥β0而變化，特別是，f(β)表示區(qū)域(0，β0)的過掃描加權(quán)，那么在ξ≥β0時(shí)，用于生成第k幅圖像(其中k＝0表示基本圖像)的更新加權(quán)因子F(β)為
在ξ＜β0時(shí)，用于生成第k幅圖像的更新加權(quán)因子F(β)為
然后，加權(quán)因子F(β)施加于投射數(shù)據(jù)以便生成圖像。
作為一個(gè)明確的例子，其中β0＝ξ＝π/4，只有在視角范圍(2.25π，2.5π)內(nèi)的123附加視圖(984之外)經(jīng)濾波后生成后續(xù)圖像。在范圍(0，0.5π)和(2π，2.5π)范圍內(nèi)的視圖只需用更新加權(quán)因子再加權(quán)，并再次反向投射。此外，由于范圍(0，0.5π)和(2π，2.5π)內(nèi)的視圖不在一次轉(zhuǎn)動(dòng)之內(nèi)，可以在濾波和反向投射之前首先進(jìn)行加權(quán)投射。然而，范圍(0.5π，2π)內(nèi)的視圖既不需要再濾波、再加權(quán)，也不需要再反向投射。因此，只需對(duì)大約1/8的投射數(shù)據(jù)組進(jìn)行濾波，只需對(duì)大約1/4的視圖進(jìn)行反向投射以便獲得后續(xù)圖像。
上面的β0和ξ的值均為π/4。然而，β0和ξ可以具有其它值，并不需要具有相同值。類似地，例如，β0和ξ的值可以選定并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)36中。另外，當(dāng)然，該值可以在圖像質(zhì)量評(píng)估的最后階段選定。
β0的值與CT透視系統(tǒng)的計(jì)算效率和圖像質(zhì)量緊密相關(guān)。特別是，較小的β0值一般可提供較高的計(jì)算效率，因?yàn)樾枰獮V波的視圖數(shù)目和需要反向投射的視圖數(shù)目直接與β0有關(guān)。然而，如果β0過小，將會(huì)降低CT透視系統(tǒng)對(duì)贗像的抑制能力，由此降低了圖像質(zhì)量。
另外，ξ與所需的CT透視系統(tǒng)的幀速率密切相關(guān)。特別是，幀速率越高，ξ值越小。然而，如果選擇了十分高的幀速率，例如24幀每轉(zhuǎn)，ξ值將十分地小，降低了計(jì)算效率。因此，β0和ξ的值可以進(jìn)行修改以便在圖像質(zhì)量和計(jì)算效率間進(jìn)行折衷。
類似地，根據(jù)已知的螺旋加權(quán)算法，更新加權(quán)算法可以用于折衷計(jì)算效率和圖像質(zhì)量。特別是，可相信的是，只要在CT透視系統(tǒng)的z方向滿足恩奎斯特(Nyquist)采樣定理，在螺旋加權(quán)算法中使用的圖像空間內(nèi)差就不會(huì)降低圖像質(zhì)量。
上述算法便于提高計(jì)算效率，而不會(huì)在CT透視系統(tǒng)的圖像重構(gòu)中顯著降低圖像質(zhì)量。該算法還可以降低處理時(shí)間，并在減少贗像和幀速率間提供合理的折衷。
根據(jù)上面對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施方案的描述，很明顯的是實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述和示例了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解的是這僅僅是說明和舉例，而不是限制性的。例如，這里所述的CT系統(tǒng)是CT透視系統(tǒng)?？梢允褂迷S多其它的CT系統(tǒng)。類似地，在此描述的β和ξ的值可以在圖像質(zhì)量評(píng)估的最后階段選定，任何一個(gè)或所有的這些值可以預(yù)先選定并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。此外，所述的過掃描加權(quán)由線性函數(shù)，即w(β)正比于β，決定。然而，過掃描加權(quán)也可以由非線性函數(shù)或其它的線性函數(shù)生成。另外，根據(jù)螺旋掃描描述了本發(fā)明，本發(fā)明也可以用于移動(dòng)掃描。相應(yīng)地，本發(fā)明的精神和范圍只受附屬權(quán)利要求的條款的限制。
權(quán)利要求
1一種利用在掃描過程中獲得的投射數(shù)據(jù)產(chǎn)生物體的基本x-射線斷層掃描圖像和后續(xù)x-射線斷層掃描圖像的系統(tǒng)，包括x-射線源和檢測(cè)器陣列，檢測(cè)器陣列包括多個(gè)檢測(cè)器，系統(tǒng)配置得向投射數(shù)據(jù)施加過掃描加權(quán)算法以便生成基本圖像投射數(shù)據(jù)；判定后續(xù)圖像視角；和利用判定的后續(xù)圖像視角，向基本圖像投射數(shù)據(jù)施加更新加權(quán)算法以便生成后續(xù)圖像數(shù)據(jù)。
2根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于過掃描加權(quán)算法是w(β)＝3x2(β)-2x3(β)，其中
β為視角；β0為在螺旋掃描過程中超過360°的門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)角度；x(β)為加權(quán)函數(shù)；和w(β)為相應(yīng)于視角β的過掃描加權(quán)因子。
3根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于更新加權(quán)算法F(β)為
其中ξ≥β0，和
其中ξ＜β0；和其中β為視角；β0為在螺旋掃描過程中超過360°的門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)角度；k為編號(hào)的生成圖像；f(β)為區(qū)域(0，β0)內(nèi)的過掃描加權(quán)；和ξ為后續(xù)圖像視角。
4根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于ξ＝π/4。
5根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于β0＝π/4。
6根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，還包括具有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，其中ξ和β0的值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
7根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還配置得可以合并在同一次門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)分開的投射數(shù)據(jù)。
8一種在CT系統(tǒng)中，利用在掃描過程中獲得的投射數(shù)據(jù)重構(gòu)物體圖像的方法，CT系統(tǒng)具有投射x-射線的x-射線源和檢測(cè)器陣列，檢測(cè)器陣列包括多個(gè)檢測(cè)器，該方法包括以下步驟向投射數(shù)據(jù)施加過掃描加權(quán)算法以便生成基本圖像投射數(shù)據(jù)；和向基本圖像投射數(shù)據(jù)施加更新加權(quán)算法以便生成后續(xù)圖像投射數(shù)據(jù)。
9根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于過掃描加權(quán)算法是w(β)＝3x2(β)-2x3(β)，其中β/β00≤β≤β0x(β)＝ 1 β0≤β≤2π(2π+β0-β)/β02π≤β≤2π+β0β為視角；β0為在螺旋掃描過程中超過360°的門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)角度；x(β)為加權(quán)函數(shù)；和w(β)為相應(yīng)于視角β的過掃描加權(quán)因子。
10根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于更新加權(quán)算法F(β)為
其中ξ＝＞β0，和
其中ξ＜β0；和其中β為視角；β0為在螺旋掃描過程中超過360°的門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)角度；k為編號(hào)的生成圖像；f(β)為區(qū)域(0，β0)內(nèi)的過掃描加權(quán)；和ξ為后續(xù)圖像視角。
11根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于ξ＝π/4。
12根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于β0＝π/4。
13根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括具有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，其中方法還包括為ξ和β0選值的步驟，并把選定的ξ和β0值存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
14根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括合并在同一次門式臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)分開的投射數(shù)據(jù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明,一般地講,是為螺旋掃描所需的投射數(shù)據(jù)提供圖象重構(gòu)的系統(tǒng)。更明確地講,系統(tǒng)為螺旋掃描投射數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了增量重構(gòu)算法,該算法不必為生成每一幅圖像而對(duì)上述投射數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波,加權(quán)和反向投射。特別是,過掃描加權(quán)算法生成施加于投射數(shù)據(jù)以便生成基本圖像投射數(shù)據(jù)的加權(quán)因子。更新加權(quán)算法生成施加于基本圖像投射數(shù)據(jù)以便生成后續(xù)圖像投射數(shù)據(jù)的更新加權(quán)因子。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1180876SQ9712002
公開日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1997年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月11日
發(fā)明者J·思厄 申請(qǐng)人:通用電氣公司