本發(fā)明涉及X射線成像領(lǐng)域，尤其涉及一種CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置及方法、CT成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在計算機斷層(Computed Tomography，CT)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中，從探測器采集的原始數(shù)據(jù)排列成以探測器通道為橫軸、以掃描視野為縱軸的二維矩陣,作為圖像重建的原始的CT投影數(shù)據(jù)，也稱為sinogram，其本質(zhì)上是圖像上各點所形成的曲線纏繞疊加。舉例說來，如果把采集到的CT投影數(shù)據(jù)重建為尺寸為512*512的圖像，則圖像上任何一點，在原始的CT投影數(shù)據(jù)的矩陣中，都是一條曲線軌跡，該曲線軌跡的振幅取決于該點離虛擬采集旋轉(zhuǎn)中心的距離，距離越大，振幅越大，該曲線軌跡的相位取決于該點在以旋轉(zhuǎn)中心為圓心的某一個圓上的位置。

原始的CT投影數(shù)據(jù)中，常常出現(xiàn)低可信度數(shù)據(jù)，這些低可信度數(shù)據(jù)可能由于多種原因造成，其中一個原因可能是檢測體內(nèi)的特定部位成分造成的，該特定部位成分可以是金屬部位或者其它會引起投影數(shù)據(jù)不可信的組織成分。例如在CT投影數(shù)據(jù)的某個數(shù)據(jù)點上，不僅包括可信數(shù)據(jù)，例如與肌肉組織、骨頭組織等相關(guān)的數(shù)據(jù)，還包括例如與金屬部位相關(guān)的不可信數(shù)據(jù)，可信數(shù)據(jù)和不可信數(shù)據(jù)疊加在一起，因此需要對該數(shù)據(jù)點進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)。

現(xiàn)有的對不可信數(shù)據(jù)的修復(fù)方法，都是基于探測器列內(nèi)插值或列間相同張角的通道間的插值進(jìn)行的，由此得到的重建圖像的質(zhì)量不能得到有效的提高，并且針對不同的被掃描物體會呈現(xiàn)出時好時壞的特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置及方法以及CT成像系統(tǒng)，以能夠產(chǎn)生更準(zhǔn)確的CT投影數(shù)據(jù)并基于更準(zhǔn)確的CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，最終提升圖像質(zhì)量。

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取方法，包括：獲取原始CT投影數(shù)據(jù)；根據(jù)原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像；檢測始CT圖像中的特定部位；在原始CT圖像中去除特定部位以外的圖像，以獲得特定部位的圖像；對特定部位的圖像進(jìn)行正投影以獲取特定部位的CT投影數(shù)據(jù)；以及，將原始CT投影數(shù)據(jù)減去特定部位的CT投影數(shù)據(jù)以得到原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置，包括：原始數(shù)據(jù)獲取模塊、圖像重建模塊、檢測模塊、特定部位圖像獲取模塊、正投影模塊以及可信數(shù)據(jù)獲取模塊。原始數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取原始CT投影數(shù)據(jù)；圖像重建模塊于根據(jù)原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像；檢測模塊用于檢測原始CT圖像中的特定部位；特定部位圖像獲取模塊用于在原始CT圖像中去除定部位以外的圖像，以獲得特定部位的圖像；正投影模塊，用于對特定部位的圖像進(jìn)行正投影以獲取特定部位的CT投影數(shù)據(jù)；可信數(shù)據(jù)獲取模塊用于將原始CT投影數(shù)據(jù)減去特定部位的CT投影數(shù)據(jù)以得到原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種CT成像系統(tǒng)，包括球管、探測器以及上述的CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置，球管用于向掃描對象發(fā)射X射線，探測器用于接收穿過掃描對象的X射線以產(chǎn)生上述原始CT投影數(shù)據(jù)。

通過下面的詳細(xì)描述、附圖以及權(quán)利要求，其他特征和方面會變得清楚。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的原始CT投影數(shù)據(jù)；

圖3為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的原始CT圖像；

圖4為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的金屬部位的圖像；

圖5示出了本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的金屬部位的CT投影數(shù)據(jù)；

圖6為本發(fā)明一個實施例提供的CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置的框圖；

圖7為本發(fā)明一個實施例中提供的CT成像系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

以下將描述本發(fā)明的具體實施方式，需要指出的是，在這些實施方式的具體描述過程中，為了進(jìn)行簡明扼要的描述，本說明書不可能對實際的實施方式的所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實施方式的實際實施過程中，正如在任意一個工程項目或者設(shè)計項目的過程中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會做出各種各樣的具體決策，而這也會從一種實施方式到另一種實施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復(fù)雜并且冗長的，然而對于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一些設(shè)計，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本公開的內(nèi)容不充分。

除非另作定義，權(quán)利要求書和說明書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟S101：獲取原始CT投影數(shù)據(jù)。

步驟S103：根據(jù)上述原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像。

步驟S105：檢測上述原始CT圖像中的特定部位。

步驟S107:在原始CT圖像中去除上述特定部位以外的圖像，以獲得特定部位的圖像。

步驟S109：對上述特定部位的圖像進(jìn)行正投影以獲取特定部位的CT投影數(shù)據(jù)。

步驟S111：將原始CT投影數(shù)據(jù)減去特定部位的CT投影數(shù)據(jù)以得到原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)。

步驟S101中獲取的原始CT投影數(shù)據(jù)可以為，例如從CT成像系統(tǒng)的探測器通道采集的CT投影數(shù)據(jù)。

可選地，步驟S103之前還可以包括數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟：對上述原始CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。因此在步驟S103中，可以直接根據(jù)探測器通道采集的原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像，也可根據(jù)預(yù)處理后的原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像。該預(yù)處理可以包括，例如偏置(Offset)校正去除暗電流、參考(Reference)通道校正去除各視野的射線能量的撥動、空氣(aircal)校正去除各通道初入能量的不均勻性、波束硬化校正去除高低能射線吸收率不一致、-In數(shù)學(xué)變換使得數(shù)據(jù)在理論上變成加和的含義等。

圖2為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的原始CT投影數(shù)據(jù)。圖2中的橫軸表示探測通道，縱軸表示掃描視野，對于原始的CT投影數(shù)據(jù)中的每個數(shù)據(jù)點，都是在對應(yīng)的掃描視野下由對應(yīng)的探測通道所采集的數(shù)據(jù)的疊加。

圖3為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的原始CT圖像。在根據(jù)原始CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建得到的原始CT圖像中，不同組織成分具有不同的CT值，例如，通常情況下金屬部位的CT值不小于3500HU，當(dāng)然在不同的機型中得到的金屬部位的CT值也會有所變化。

因此在步驟S105中，可以通過檢測原始CT圖像的CT值來確定特定部位成分所在的區(qū)域，即上述特定部位，具體地，步驟S105可以包括以下步驟：

將原始CT圖像中各像素的CT值與預(yù)設(shè)CT值進(jìn)行比較；

將CT值大于上述預(yù)設(shè)CT值的像素所在的區(qū)域確定為特定部位。

例如，上述預(yù)設(shè)CT值可以為3500HU，則可以在圖3所示的原始CT圖像中將CT值大于3500HU的像素所在的區(qū)域確定為金屬部位。

可選地，步驟S107可以包括，將原始CT圖像中處于特定部位以外的各像素的CT值設(shè)為0，通過這種方式，即可在原始CT圖像中去除特定部位以外的圖像。

圖4為本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的金屬部位的圖像。具體地，在步驟S107中，可以將圖3中金屬部位以外的像素處的CT值均設(shè)為0，以獲得僅包括金屬部位的圖像，即如圖4所示的金屬部位的圖像。

圖5示出了本發(fā)明一個示例性實施例中獲取的金屬部位的CT投影數(shù)據(jù)。 步驟S109中，通過對特定部位的圖像進(jìn)行正投影可獲得該特定部位的CT投影數(shù)據(jù)，例如，對圖4所示的圖像進(jìn)行正投影可獲取圖5所示的CT投影數(shù)據(jù)。

步驟S111中，將原始CT投影數(shù)據(jù)與獲取的特定部位的CT投影數(shù)據(jù)相減，即可獲得原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)，例如去除圖2中金屬軌跡區(qū)域內(nèi)的金屬投影，剩余非金屬物質(zhì)在此區(qū)域的投影軌跡。具體地，可進(jìn)行如下操作：

如果數(shù)據(jù)點屬于圖5中金屬軌跡所劃過的區(qū)域，則針對該區(qū)域的每個數(shù)據(jù)點，將其在圖2中的數(shù)據(jù)值(包括CT投影值)減去在圖5中的數(shù)據(jù)值，得到新的數(shù)據(jù)值，該新的數(shù)據(jù)值即為在圖2中提取的可信數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)點不屬于圖5中金屬軌跡所劃過的區(qū)域，則保留其在圖2中的數(shù)據(jù)值。

可選地，在步驟S111之前還可以包括：調(diào)整上述特定部位的CT投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量級。例如，在對圖5所示的數(shù)據(jù)與原始CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行運算操作前，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)腟cale(比例)變換或加權(quán)處理，以適應(yīng)可能出現(xiàn)的、某些中間計算過程帶來的數(shù)據(jù)量級的變化，通過這種方式，可以使特定部位的CT投影數(shù)據(jù)與原始CT投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量級相適應(yīng)。

圖6為本發(fā)明一個實施例提供的CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置的框圖。如圖6所示，該裝置可以包括原始數(shù)據(jù)獲取模塊610、圖像重建模塊620、檢測模塊630、特定部位圖像獲取模塊640、正投影模塊650、以及可信數(shù)據(jù)獲取模塊660。

原始數(shù)據(jù)獲取模塊610可以用于獲取原始CT投影數(shù)據(jù)，例如圖2所示的原始CT投影數(shù)據(jù)。圖像重建模塊620可以用于根據(jù)該原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像，例如圖3所示的原始CT圖像。檢測模塊630可以用于檢測原始CT圖像中的特定部位，如金屬部位。特定部位圖像獲取模塊640可以用于在原始CT圖像中去除特定部位以外的圖像，以獲得特定部位的圖像，例如獲得圖4所示的金屬部位的圖像。正投影模塊650可以用于對特定部位的圖像進(jìn)行正投影以獲取特定部位的CT投影數(shù)據(jù)，例如圖5所示的金屬部位的CT投影數(shù)據(jù)。可信數(shù)據(jù)獲取模塊660可以用于將原始CT投影數(shù)據(jù)減去特定部位的CT投影數(shù)據(jù)以得到該原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)。

可選地，本發(fā)明的原始CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置還可以包括預(yù)處理模塊，其可以用于對原始數(shù)據(jù)獲取模塊610獲取的原始CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，此時，圖像重建模塊620可以根據(jù)預(yù)處理后的原始CT投影數(shù)據(jù)重建原始CT圖像。

可選地，上述檢測模塊630可以包括比較單元和特定部位確定單元。比較單元可以將原始CT圖像中各像素的CT值與預(yù)設(shè)CT值進(jìn)行比較；特定部位確定單元可以將CT值大于該預(yù)設(shè)CT值的像素所在的區(qū)域確定為特定部位。

可選地，特定部位圖像獲取模塊640用于將原始CT圖像中處于上述特定部位以外的各像素的CT值設(shè)為0，以通過這種方式，來在原始CT圖像中去除特定部位以外的圖像。

可選地，上述特定部位包括金屬部位。

可選地，本發(fā)明的原始CT投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置還可以包括數(shù)據(jù)量級調(diào)整模塊，其可以用于在對特定部位的CT投影數(shù)據(jù)與原始CT投影數(shù)據(jù)進(jìn)行運算前，調(diào)整特定部位的CT投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量級，以與該原始CT投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量級相適應(yīng)。

圖7為本發(fā)明一個實施例中提供的CT成像系統(tǒng)的框圖，如圖7所示，該CT成像系統(tǒng)可以包括球管710、探測器720以及上述的CT原始投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置，球管可以用于向掃描對象發(fā)射X射線，探測器用于接收穿過該掃描對象的X射線以產(chǎn)生原始CT投影數(shù)據(jù)。CT原始投影數(shù)據(jù)中可信數(shù)據(jù)的提取裝置可以提取該原始CT投影數(shù)據(jù)中的可信數(shù)據(jù)，以供進(jìn)行圖像重建。

本發(fā)明的實施例中，通過在基于原始CT投影數(shù)據(jù)重建的原始CT圖像中檢測特定部位，并去除特定部位以外的圖像以獲得僅含有該特定部位的圖像，進(jìn)而對該特定部位的圖像進(jìn)行正投影以獲得不可信的數(shù)據(jù)，該不可信的數(shù)據(jù)可以是特定部位的投影軌跡。通過在原始CT投影數(shù)據(jù)中減去該不可信的數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)了在原始CT投影數(shù)據(jù)的軌跡曲線中去除例如金屬的特定部位的軌跡曲線，即可提取可信數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明的實施例實現(xiàn)了基于CT投影數(shù)據(jù)中的投影軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)的修復(fù)，相較傳統(tǒng)的在探測器列內(nèi)或列間插值的方式，能夠為圖像重建提供更可靠的數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得質(zhì)量更高的圖像。

上面已經(jīng)描述了一些示例性實施例。然而，應(yīng)該理解的是，可以做出各種修改。例如，如果所描述的技術(shù)以不同的順序執(zhí)行和/或如果所描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、設(shè)備或電路中的組件以不同方式被組合和/或被另外的組件或其等同物替代或補充，則可以實現(xiàn)合適的結(jié)果。相應(yīng)地，其他實施方式也落入權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。