專利名稱：多焦點(diǎn)采集的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在醫(yī)療應(yīng)用中的圖像處理領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及處理感興趣的物體的投影數(shù)據(jù)組的方法，數(shù)據(jù)處理設(shè)備，CT掃描儀系統(tǒng)，和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。
已經(jīng)可以清楚地認(rèn)識(shí)到高端CT系統(tǒng)的當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。檢測(cè)器行的數(shù)目和圓錐角度不斷增加，與其關(guān)聯(lián)的是越來越短的機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間。從重建的觀點(diǎn)看來，必須在涉及它們的數(shù)值穩(wěn)定性、速度和它們對(duì)于各種各樣系統(tǒng)缺陷的靈敏度方面來評(píng)估不同的算法。用于螺旋掃描的重建算法可大致劃分成兩個(gè)組，近似算法和精確算法。
近似算法是對(duì)于速度而被優(yōu)化的，即重建時(shí)間短。然而，從商業(yè)觀點(diǎn)看來，圖像質(zhì)量和存在著一種在CT掃描儀系統(tǒng)中實(shí)施的精確算法的事實(shí)對(duì)于銷售量有重大的影響。該精確算法是基于保證一個(gè)連續(xù)數(shù)學(xué)函數(shù)被無誤差地重建的數(shù)學(xué)公式。這些公式通常是通過使用有關(guān)Radon反演的知識(shí)而得到的。精確的方法具有速度慢的和對(duì)于離散化誤差敏感的缺點(diǎn)。
然而，由于最近Alexander Katsevich公布用于螺旋線CT的新的精確的重建算法，情形已發(fā)生改變，該算法在A.Katsevich，“Analysis ofan exact inversion algorithm for spiral cone-beam CT(對(duì)用于螺旋圓錐波束CT的精確逆算法的分析)”，Physics in Medicine and Biology，vol47，pp 2583-2597(2002)中描述。
用于圓錐波束CT的數(shù)值上高效的濾波的后向投影型算法(例如，對(duì)于PI或3-PI采集)是基于Katsevich的工作。這些方法通常具有在第一預(yù)處理步驟中，必須計(jì)算平行波束的偏轉(zhuǎn)，隨后與圓錐波束幾何圖形的1/sinγ(γ是在Katsevich平面內(nèi)的角度)進(jìn)行卷積。更多的細(xì)節(jié)可以在Bontus，Koehler，and Proksa“A quasiexact reconsturctionalgorithm for helical CT using a 3-Pi acquisition(使用3-Pi采集的螺旋CT的準(zhǔn)精確重建算法)”，Medical Physics，vol 30，pp 2493-2502(2003)，的文章中找到，該文章在此引用以供參考。所有這些方法當(dāng)前都限于所謂的低分辨率模式，其中既沒有使用多焦點(diǎn)采集也沒有使用方位檢測(cè)器偏移來得到比起檢測(cè)器分辨率更高的分辨率的圖像。
本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的最后圖像。
按照如權(quán)利要求1中闡述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，以上目的是通過一種處理感興趣的物體的投影數(shù)據(jù)組的方法而達(dá)到的，其中藉助于生成波束的電磁輻射源和藉助于檢測(cè)波束的輻射檢測(cè)器采集投影數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例，投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形被重新歸類(rebin)到第二幾何圖形，以形成第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組，其中在第二幾何圖形中的第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組的第二徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
換句話說，通過例如執(zhí)行內(nèi)插而進(jìn)行投影數(shù)據(jù)組的重新分類，導(dǎo)致重歸類的投影數(shù)據(jù)組的改進(jìn)的分辨率。
按照如權(quán)利要求2中闡述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組包括第一聚焦數(shù)據(jù)組和第二聚焦數(shù)據(jù)組，其中第一聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第一位置處采集的，以及其中第二聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第二位置處采集的。
所以，按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，采集了兩個(gè)數(shù)據(jù)組，其中第一數(shù)據(jù)組相應(yīng)于輻射源的第一焦點(diǎn)設(shè)置以及第二數(shù)據(jù)組相應(yīng)于輻射源的第二焦點(diǎn)設(shè)置。因此，通過用不同的焦點(diǎn)設(shè)置采集兩個(gè)數(shù)據(jù)組，和通過在重歸類步驟中組合這兩個(gè)數(shù)據(jù)組，可以達(dá)到投影數(shù)據(jù)組的徑向分辨率的提高。有利地，使焦點(diǎn)位置移位是一種容易和快速執(zhí)行的過程，它不需要任何機(jī)械動(dòng)作，所以可以在正常數(shù)據(jù)采集期間執(zhí)行。
如權(quán)利要求3中闡述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，還包括把第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形再重歸類到第三幾何圖形，從而導(dǎo)致第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組。第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組包括第三聚焦數(shù)據(jù)組，其中第三聚焦數(shù)據(jù)組的第三徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
有利地，按照本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例，投影數(shù)據(jù)組的第二重歸類可以允許重歸類回到初始的幾何圖形。但這時(shí)經(jīng)二次重歸類的投影數(shù)據(jù)組，按照本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，只包括一個(gè)聚焦數(shù)據(jù)組而不包括兩個(gè)聚焦數(shù)據(jù)組(正如在兩個(gè)重歸類步驟之前的情形)。因此，按照本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例，數(shù)據(jù)組可以在初始幾何圖形中生成，它是電磁輻射源的焦點(diǎn)的一個(gè)位置的數(shù)據(jù)組，但具有更高的，例如加倍的徑向分辨率。
按照如權(quán)利要求4中闡述的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一幾何圖形是扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一，而第二幾何圖形是平行波束幾何圖形。另外，第三幾何圖形是扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一。
有利地，按照本發(fā)明的這個(gè)示例性實(shí)施例，投影數(shù)據(jù)組是在圓錐波束幾何圖形中采集的，然后被重歸類到更高的徑向分辨率的平行波束幾何圖形。在第二重歸類步驟中，投影數(shù)據(jù)組被重歸類回到圓錐波束幾何圖形。這里，保持了平行投影的高的分辨率，從而導(dǎo)致比起原先的圓錐波束投影具有更高分辨率的圓錐波束投影組。
按照如權(quán)利要求5和6中闡述的本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形到第二幾何圖形的重歸類是通過第一角度內(nèi)插而實(shí)行的，以及投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形到第三幾何圖形的重歸類是通過第二角度內(nèi)插而執(zhí)行的，其中第一角度內(nèi)插和第二角度內(nèi)插是沿具有恒定扇形角度的視角方向執(zhí)行的。
有利地，這可以允許投影數(shù)據(jù)組的快速處理。
而且，按照如權(quán)利要求7中闡述的本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，感興趣的物體的重建是通過經(jīng)濾波的后向投影算法執(zhí)行的。數(shù)據(jù)在此或者通過使用與體素有關(guān)的放大而被直接后向投影的，或者被施加另一個(gè)并行的重歸類，跟隨著不帶有放大的簡(jiǎn)單的后向投影。
有利地，按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，經(jīng)濾波的后向投影過程可以是一個(gè)確切的算法，諸如基于A.Katsevich，“Analysis of an exactinversion algorithm for spiral cone-beam CT(對(duì)用于螺旋圓錐波束CT的精確逆算法的分析)”，Physics in Medicine and Biology，vol 47，pp2583-2597(2002)的工作的算法，該文章在此引用以供參考。這可以提供投影數(shù)據(jù)組的快速的和精確的處理。
按照如權(quán)利要求8中闡述的本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，電磁輻射源是多色X射線源，其中該輻射源圍繞感興趣的物體沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，以及其中波束具有扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一。
應(yīng)用多色X射線源是有利的，因?yàn)槎嗌玐射線源易于生成和提供良好的圖像分辨率。應(yīng)當(dāng)指出，因?yàn)镃T掃描儀系統(tǒng)的幾何圖形可以具有不同的設(shè)計(jì)，諸如，例如圓錐波束或扇形波束幾何圖形，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法可用到多個(gè)不同的掃描儀系統(tǒng)和不限于CT掃描儀系統(tǒng)，而是可應(yīng)用到PET(正電子放射層析X射線照相術(shù))掃描儀系統(tǒng)或SPECT(單光子放射計(jì)算的層析X射線照相術(shù))掃描儀系統(tǒng)。
如權(quán)利要求9和10中闡述的本發(fā)明的其它示例性實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)處理設(shè)備，用于通過把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形而處理感興趣的物體的投影數(shù)據(jù)組，這可導(dǎo)致投影數(shù)據(jù)組的徑向分辨率的提高。
按照如權(quán)利要求11和12中闡述的本發(fā)明的其它示例性實(shí)施例，提供了一種CT掃描儀系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，和用于按照本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例對(duì)感興趣的物體的投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理器。
本發(fā)明還涉及例如可以在諸如圖像處理器那樣的處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。這樣的計(jì)算機(jī)程序例如可以是CT掃描儀系統(tǒng)的一部分。按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序是在權(quán)利要求13和14中闡述的。計(jì)算機(jī)程序優(yōu)選地可被裝載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)處理器因此被配備來實(shí)行本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例。計(jì)算機(jī)程序可以以任何適當(dāng)?shù)木幊陶Z言，例如以C++被編寫，以及可被存儲(chǔ)在諸如CD-ROM那樣的計(jì)算機(jī)可讀的媒體。另外，這些計(jì)算機(jī)程序是可以從網(wǎng)絡(luò)可得到的，諸如萬維網(wǎng)，這些程序可以通過該網(wǎng)絡(luò)下載到圖像處理單元或處理器，或任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)。
作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的要點(diǎn)，可以看到，從第一幾何圖形到第二幾何圖形執(zhí)行對(duì)包括多個(gè)數(shù)據(jù)子組的投影數(shù)據(jù)組的重歸類，其中每個(gè)子組是在不同的焦點(diǎn)的位置采集的。通過重歸類投影數(shù)據(jù)組，多個(gè)子組被組合成一個(gè)被重歸類的投影數(shù)據(jù)組，由此，提高從數(shù)據(jù)組重建的圖像的徑向分辨率。按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一幾何圖形是圓錐波束幾何圖形，和第二幾何圖形是平行波束幾何圖形。有利地，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，可以執(zhí)行從平行波束幾何圖形返回到圓錐波束幾何圖形的另外的重歸類，從而導(dǎo)致在具有更高徑向分辨率的初始幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組。
參照此后描述的實(shí)施例將明白和闡述本發(fā)明的這些和其它方面。
下面參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。


圖1顯示按照本發(fā)明的計(jì)算層析X射線照相術(shù)(CT)的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意圖。
圖2顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的第一重歸類步驟的示意圖。
圖3顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的第二重歸類步驟的示意圖。
圖4顯示按照本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。
圖5顯示用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的、按照本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的示例性實(shí)施例。
圖1顯示按照本發(fā)明的計(jì)算層析X射線照相術(shù)(CT)掃描系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意圖。參考這個(gè)示例性實(shí)施例，本發(fā)明是對(duì)于醫(yī)療成像的應(yīng)用描述的。然而，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于醫(yī)療成像領(lǐng)域的應(yīng)用，而是可被使用于諸如行李檢查的應(yīng)用，以用于檢測(cè)在行李物品中的諸如爆炸物的危險(xiǎn)物品，或使用于諸如材料測(cè)試的其它工業(yè)應(yīng)用。
圖1所示的掃描儀是圓錐波束CT掃描儀。圖1所示的CT掃描儀包括機(jī)架1，它可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)。機(jī)架藉助于電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)。標(biāo)號(hào)4表示諸如X射線源的輻射源，它按照本發(fā)明的一個(gè)方面發(fā)射多色輻射。
標(biāo)號(hào)5表示孔徑系統(tǒng)，它把從輻射源發(fā)射的輻射形成為圓錐形輻射波束6。
圓錐波束6被引導(dǎo)，使得它穿透被安排在機(jī)架1的中心即在CT掃描儀的檢查區(qū)域中的感興趣物體7，并且投射到檢測(cè)器8。正如可以從圖1看到的，檢測(cè)器8被安排在機(jī)架1上在輻射源4的對(duì)面，以使得檢測(cè)器8的表面被圓錐波束6覆蓋。圖1所示的檢測(cè)器8包括多個(gè)檢測(cè)器單元。
在對(duì)感興趣物體7的掃描期間，輻射源4、孔徑系統(tǒng)5和檢測(cè)器8沿機(jī)架1以箭頭16所示的方向旋轉(zhuǎn)。為了使帶有輻射源4、孔徑系統(tǒng)5和檢測(cè)器8的機(jī)架1旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)3被連接到電動(dòng)機(jī)控制單元17，該控制單元又被連接到計(jì)算單元18。
在圖1上，感興趣物體被放置在傳送帶19上。在對(duì)感興趣物體7進(jìn)行掃描期間，在機(jī)架1圍繞病人7旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳送帶19把感興趣物體7沿平行于機(jī)架1的旋轉(zhuǎn)軸2的方向位移。通過這樣做，感興趣物體7被沿螺旋線掃描路徑進(jìn)行掃描。傳送帶19在掃描期間也可以停止。在醫(yī)療應(yīng)用中，例如，其中感興趣物體7是病人，可使用可移動(dòng)的臺(tái)面以代替提供傳送帶19。然而應(yīng)當(dāng)看到，在描述的各種情形下，也有可能執(zhí)行圓形掃描，這時(shí)平行于旋轉(zhuǎn)軸2的方向上沒有移位，而只有機(jī)架1圍繞旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)。
檢測(cè)器8被連接到計(jì)算單元18。計(jì)算單元18接收檢測(cè)結(jié)果，即來自檢測(cè)器8的檢測(cè)器單元的讀出值，和根據(jù)讀出值確定掃描結(jié)果。檢測(cè)器8的檢測(cè)器單元可以適合于測(cè)量由感興趣物體對(duì)圓錐波束造成的衰減。而且，計(jì)算單元18與電動(dòng)機(jī)控制單元17通信，以便通過電動(dòng)機(jī)3和20或傳送帶19協(xié)調(diào)機(jī)架1的運(yùn)動(dòng)。
計(jì)算單元18可以適合于從檢測(cè)器8的讀出值重建圖像。由計(jì)算單元18生成的圖像可以經(jīng)由接口22輸出到顯示器(圖1上未示出)。
可以由數(shù)據(jù)處理器實(shí)現(xiàn)的計(jì)算單元18也可以適合于執(zhí)行對(duì)感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組的處理，在其中投影數(shù)據(jù)組是藉助于輻射源和來自檢測(cè)器8的檢測(cè)器單元的讀出值而采集的。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，投影數(shù)據(jù)組的處理可以通過根據(jù)在視角方向的角度內(nèi)插而把投影數(shù)據(jù)組從圓錐波束幾何圖形重歸類到平行波束幾何圖形來實(shí)現(xiàn)。可以執(zhí)行從平行波束幾何圖形返回到圓錐波束幾何圖形的另一個(gè)重歸類，從而導(dǎo)致具有更高徑向分辨率的數(shù)據(jù)組。
另外，正如可以從圖1看到的，計(jì)算單元18被連接到揚(yáng)聲器21以便例如自動(dòng)輸出報(bào)警。
圖2顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的采集的數(shù)據(jù)的幾何圖形和第一重歸類步驟的示意圖。圖2顯示如何用多個(gè)焦點(diǎn)采集來提高最后的圖像的分辨率。每一行方塊代表一個(gè)圓錐(扇形)波束投影。在這里顯示的雙焦點(diǎn)采集中，焦點(diǎn)被調(diào)整以使得每隔一個(gè)投影對(duì)在不同的扇形角度位置β處的線積分進(jìn)行采樣。
圖2和3顯示雙焦點(diǎn)采集的情形，但應(yīng)當(dāng)看到，按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在數(shù)據(jù)采集期間可以采用兩個(gè)以上的不同的聚焦。
如在標(biāo)準(zhǔn)WEDGE重建中那樣，兩個(gè)聚焦數(shù)據(jù)組的圓錐波束數(shù)據(jù)(對(duì)于第一聚焦數(shù)據(jù)組由標(biāo)號(hào)31，32，33代表，以及對(duì)于第二聚焦數(shù)據(jù)組由標(biāo)號(hào)34，35，36代表)被平行重新分選或重歸類到兩倍徑向分辨率的平行投影45。
應(yīng)當(dāng)指出，在圖2和3上，只表示了圓錐波束數(shù)據(jù)的一個(gè)扇形。
在每個(gè)數(shù)據(jù)組內(nèi)只施加了角度內(nèi)插，如由虛線所表示，例如線37和線41。按照Katsevich的精確重建算法，對(duì)這些數(shù)據(jù)計(jì)算第一導(dǎo)數(shù)。更多的細(xì)節(jié)可以在Bontus，Koehler，and Proksa“A quasiexactreconsturction algorithm for helical CT using a 3-Pi acquisition(使用3-Pi采集的螺旋CT的準(zhǔn)精確重建算法)”，Medical Physics，vol 30，pp2493-2502(2003)的文章中找到，該文章在此引用以供參考。
為了得到以平行的視線在圓上采樣的數(shù)據(jù)，例如在圓38上采樣的，僅僅在視角的方向上執(zhí)行角度內(nèi)插。角度內(nèi)插是沿虛線37的視角的方向上在數(shù)據(jù)點(diǎn)39與40之間執(zhí)行的。而且，為了得到在圓44上采樣的數(shù)據(jù)，例如角度內(nèi)插是沿虛線31(再次在視角的方向s)在數(shù)據(jù)點(diǎn)42與43之間執(zhí)行的。在內(nèi)插期間，扇形角度β保持不變。然而，應(yīng)當(dāng)指出，也可以使用更高階的內(nèi)插，這將要求，有必要使用更多沿線41的數(shù)據(jù)。
圖3顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的第二個(gè)重歸類步驟的示意圖。在第二個(gè)重歸類步驟中，平行數(shù)據(jù)組54，55，56，57，58被重歸類返回圓錐波束幾何圖形數(shù)據(jù)50，51，52。這里，平行投影的高分辨率被保持，導(dǎo)致具有兩倍于原先圓錐波束投影31，32，33，34，35(如圖2所示)分辨率的一組圓錐波束投影50，51，52。
正如可以從圖3看到的，重歸類的數(shù)據(jù)組50，51，52只代表焦點(diǎn)的一個(gè)位置，但具有兩倍于原先的圓錐波束的分辨率。為了得到在小矩形的數(shù)據(jù)點(diǎn)的中心處采樣的圓錐波束數(shù)據(jù)，僅僅在視角方向上執(zhí)行內(nèi)插。
例如，為了得到在圓錐波束幾何圖形中的數(shù)據(jù)點(diǎn)，來自平行投影54的數(shù)據(jù)點(diǎn)61和來自平行投影55的數(shù)據(jù)點(diǎn)60被使用來形成沿虛線59的內(nèi)插(在視角方向s，扇形角度β保持為恒定的)。相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)66例如通過同樣是以視角方向s在數(shù)據(jù)點(diǎn)64與數(shù)據(jù)點(diǎn)65之間進(jìn)行內(nèi)插而得到。所以，要進(jìn)行從平行數(shù)據(jù)到圓錐波束的重歸類，其中在圓錐波束幾何圖形中的數(shù)據(jù)這時(shí)只代表焦點(diǎn)的一個(gè)位置，但與原先的圓錐波束數(shù)據(jù)相比較具有兩倍的分辨率。
圖4顯示按照本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟S1開始后，在步驟S2，在焦點(diǎn)的兩個(gè)位置處采集感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組。這例如可以通過使用適當(dāng)?shù)腃T掃描儀或通過從貯存裝置讀取投影數(shù)據(jù)來完成。在隨后的步驟S3，根據(jù)在視角方向的角度內(nèi)插，把投影數(shù)據(jù)組從圓錐波束幾何圖形重歸類到具有雙分辨率的平行幾何圖形。這時(shí)應(yīng)當(dāng)指出，在原理上，可以在不同于角度方向的任何其它方向上執(zhí)行內(nèi)插。
然后，在步驟S4，執(zhí)行投影數(shù)據(jù)的第二次重歸類，這次是從平行幾何圖形返回到圓錐波束幾何圖形，導(dǎo)致只具有焦點(diǎn)的一個(gè)位置但具有兩倍于原先圓錐波束數(shù)據(jù)的徑向分辨率的重歸類的投影數(shù)據(jù)。再次地，重歸類根據(jù)在視角方向上的角度內(nèi)插被執(zhí)行，但按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以在不同于視角方向的任何其它方向執(zhí)行。有利地，在第一次重歸類步驟S3中角度內(nèi)插的方向是與在第二次重歸類步驟S4中角度內(nèi)插的方向相同的。
以后，在步驟S5，執(zhí)行具有1/sinγ的卷積，其中γ是在Katsevich平面內(nèi)的角度。更多的細(xì)節(jié)可以在Bontus，Koehler，and Proksa“Aquasiexact reconsturction algorithm for helical CT using a 3-Piacquisition(使用3-Pi采集的螺旋CT的準(zhǔn)精確的重建算法)”，MedicalPhysics，vol 30，pp 2493-2502(2003)的文章中找到，該文章在此引用以供參考。
在下一個(gè)步驟，這時(shí)或者根據(jù)與體素有關(guān)的放大使投影數(shù)據(jù)組被直接后向投影(步驟S6)，或者對(duì)投影數(shù)據(jù)施加從圓錐波束返回到平行波束幾何圖形的另一個(gè)平行的重歸類(步驟S7)，隨后在步驟S8，進(jìn)行不帶有放大的簡(jiǎn)單的后向投影。該方法在步驟S9結(jié)束。
圖5顯示用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的、按照本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的示例性實(shí)施例。圖5所示的數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括中央處理單元(CPU)或圖像處理器151，它被連接到用于存儲(chǔ)描繪例如病人的感興趣物體的圖像的存儲(chǔ)器152。數(shù)據(jù)處理器151可被連接到多個(gè)輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)或診斷設(shè)備，諸如MR設(shè)備或CT設(shè)備。數(shù)據(jù)處理器還可被連接到顯示設(shè)備154，例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器，用于顯示信息或在數(shù)據(jù)處理器151中計(jì)算的或適配的圖像。操作員或用戶可以經(jīng)由鍵盤155和或圖5上未示出的其它輸出設(shè)備與數(shù)據(jù)處理器151互動(dòng)。
另外，經(jīng)由總線系統(tǒng)153，也有可能把圖像處理和控制處理器151連接到例如監(jiān)視感興趣物體的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)監(jiān)視器。在例如成像病人的肺的情形下，運(yùn)動(dòng)傳感器可以是呼氣傳感器。在成像心臟的情形下，運(yùn)動(dòng)傳感器可以是心電圖(ECG)。
權(quán)利要求
1.一種處理感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組的方法，其中投影數(shù)據(jù)是藉助于生成波束的電磁輻射源和藉助于檢測(cè)波束的輻射檢測(cè)器而采集的，該方法包括以下步驟把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形，得到第一采樣點(diǎn)經(jīng)重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第二幾何圖形中的第一經(jīng)重歸類的投影數(shù)據(jù)組的第二徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組包括第一聚焦數(shù)據(jù)組和第二聚焦數(shù)據(jù)組；其中第一聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第一位置處被采集的；以及其中第二聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第二位置處被采集的。
3.權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟把第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形重歸類到第三幾何圖形，導(dǎo)致第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組包括第三聚焦數(shù)據(jù)組；以及其中第三聚焦數(shù)據(jù)組的第三徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
4.權(quán)利要求3的方法，其中第一幾何圖形是扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一；其中第二幾何圖形是平行波束幾何圖形；以及其中第三幾何圖形是扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一。
5.權(quán)利要求3的方法，其中把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形是通過第一角度內(nèi)插而執(zhí)行的；以及其中把投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形重歸類到第三幾何圖形是通過第二角度內(nèi)插而執(zhí)行的。
6.權(quán)利要求5的方法，其中第一和第二角度內(nèi)插是沿具有恒定扇形角度的視角方向執(zhí)行的。
7.權(quán)利要求3的方法，還包括以下步驟通過經(jīng)濾波的后向投影過程而重建感興趣的物體；其中經(jīng)濾波的后向投影過程通過以下兩種方式之一執(zhí)行，即或者通過使用與體素相關(guān)的放大而直接執(zhí)行；或者在不使用放大而把第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形進(jìn)一步重歸類到第二幾何圖形后執(zhí)行。
8.權(quán)利要求1的方法，其中電磁輻射源是多色X射線源；其中源圍繞感興趣的物體沿螺旋線運(yùn)動(dòng)；以及其中波束具有扇形波束幾何圖形和圓錐波束幾何圖形之一。
9.數(shù)據(jù)處理設(shè)備，包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)組；數(shù)據(jù)處理器，用于處理感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組，其中投影數(shù)據(jù)是藉助于生成波束的電磁輻射源和藉助于檢測(cè)波束的輻射檢測(cè)器采集的，其中數(shù)據(jù)處理器適合于執(zhí)行以下步驟把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形，導(dǎo)致第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第二幾何圖形中的第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組的第二徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
10.權(quán)利要求9的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中數(shù)據(jù)處理器還適合于執(zhí)行以下步驟把第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形重歸類到第三幾何圖形，導(dǎo)致第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組包括第一聚焦數(shù)據(jù)組和第二聚焦數(shù)據(jù)組；其中第一聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第一位置處被采集的；以及其中第二聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第二位置處被采集的；其中第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組包括第三聚焦數(shù)據(jù)組；以及其中第三聚焦數(shù)據(jù)組的第三徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
11.一種CT掃描儀系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)組；數(shù)據(jù)處理器，用于處理感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組，其中投影數(shù)據(jù)是藉助于生成波束的電磁輻射源和藉助于檢測(cè)波束的輻射檢測(cè)器而采集的，其中數(shù)據(jù)處理器適合于執(zhí)行以下步驟裝載投影數(shù)據(jù)組；把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形，導(dǎo)致第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第二幾何圖形中的第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組的第二徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
12.權(quán)利要求11的CT掃描儀系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)處理器適合于執(zhí)行以下步驟把第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形重歸類到第三幾何圖形，導(dǎo)致第二個(gè)重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組包括第一聚焦數(shù)據(jù)組和第二聚焦數(shù)據(jù)組；其中第一聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第一位置處被采集的；以及其中第二聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第二位置處被采集的；其中第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組包括第三聚焦數(shù)據(jù)組；以及其中第三聚焦數(shù)據(jù)組的第三徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
13.一種計(jì)算機(jī)程序，用于處理感興趣物體的投影數(shù)據(jù)組，其中當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在處理器上被執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)程序使得處理器執(zhí)行以下步驟裝載投影數(shù)據(jù)組；把投影數(shù)據(jù)組從第一幾何圖形重歸類到第二幾何圖形，導(dǎo)致第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第二幾何圖形中的第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組的第二徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
14.權(quán)利要求13的計(jì)算機(jī)程序，其中當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在處理器上被執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)程序使得處理器還執(zhí)行以下步驟把第一重歸類的投影數(shù)據(jù)組從第二幾何圖形重歸類到第三幾何圖形，導(dǎo)致第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組；其中在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組包括第一聚焦數(shù)據(jù)組和第二聚焦數(shù)據(jù)組；其中第一聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第一位置處采集的；以及其中第二聚焦數(shù)據(jù)組是在相對(duì)于從源發(fā)射的電磁輻射的焦點(diǎn)的檢測(cè)器的第二位置處采集的；其中第二重歸類的投影數(shù)據(jù)組包括第三聚焦數(shù)據(jù)組；以及其中第三聚焦數(shù)據(jù)組的第三徑向分辨率高于在第一幾何圖形中的投影數(shù)據(jù)組的第一徑向分辨率。
全文摘要
圖像質(zhì)量對(duì)于CT掃描、特別是對(duì)于螺旋線圓錐波束掃描是重要的特性。通過使用在輻射波束的焦點(diǎn)的兩個(gè)不同位置處采集的投影數(shù)據(jù)和把該投影數(shù)據(jù)從第一幾何圖形重新歸類到第二幾何圖形，投影數(shù)據(jù)的兩個(gè)子組被組合成一個(gè)重新歸類的投影數(shù)據(jù)組，由此提高數(shù)據(jù)組的徑向分辨率。有利地，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，可以執(zhí)行從第二幾何圖形返回到第一幾何圖形的另外的重新歸類，從而導(dǎo)致在初始幾何圖形中具有更高的徑向分辨率的投影數(shù)據(jù)組。
文檔編號(hào)G06T11/00GK1934586SQ200580008439
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者T·克勒, C·邦圖斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司