3]
[0094] 其中
[009引 乂護(hù)):根據(jù)單次圓形掃描重建的物體，
[0096] .片(巧：基于單次圓形掃描根據(jù)化i的方式重建的物體，
[0097] ,/。,(巧：根據(jù)稀疏螺旋線掃描[引重建的物體，
[009引基于圖7A，乂護(hù))和/;(巧的數(shù)學(xué)公式可W描述為：

[0105] 用于螺旋線掃描的重建項可W設(shè)計成一種濾波反向投影(FBP):
[0106]
[0107] ">(/，巧)是用于對通過螺旋線掃描采集的但是已經(jīng)被圓形掃描獲得的Radon數(shù)據(jù) 進(jìn)行分塊(block out)的窗函數(shù)?；谠搾呙柙O(shè)計，螺旋線掃描在該掃描期間將不可避免地 遭遇縱向截斷。它所采集的一些radon點(diǎn)不能反映實際的Radon數(shù)據(jù)，應(yīng)該在反向投影期間 被消除。窗口而,，供的用于實現(xiàn)運(yùn)一目的。
[0108] 雖然上面已經(jīng)公開了優(yōu)選實施例及其變體，但是閱讀了本說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人 員將會很容易認(rèn)識到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可W實現(xiàn)其他實施例。例如，數(shù)值是示例性的而 非限制性的。而且，本發(fā)明可W在任意適當(dāng)?shù)膾呙柙O(shè)備上實現(xiàn)，包括波束發(fā)射器、平板或其 他二維檢測器或其他適當(dāng)檢測器W及用于該二者相對移動的托架的任意適當(dāng)?shù)慕M合，W及 用于處理該圖像數(shù)據(jù)W產(chǎn)生圖像的計算機(jī)和適當(dāng)輸出（例如顯示器或打印機(jī))或用于該圖 像的存儲介質(zhì)。用于執(zhí)行本發(fā)明的軟件可W在任意介質(zhì)上實現(xiàn)為任意適當(dāng)?shù)母袷?，例如，?理介質(zhì)如CD-ROM或通過因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的連接。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被解釋為僅由所附的權(quán) 利要求限定。
【主權(quán)項】
1. 一種用于產(chǎn)生患者胸部的錐束計算機(jī)斷層掃描(CT)圖像的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 托架框架； 至少一個電機(jī)，用于移動所述托架框架以形成數(shù)據(jù)采集幾何； 附著到所述托架框架以隨著所述托架框架移動的錐束輻射源； 附著到所述托架框架以隨著所述托架框架移動的二維檢測器，所述二維檢測器被設(shè)置 在所述錐束輻射源的輻射路徑上； 支架，當(dāng)獲取所述胸部的投影圖像時所述患者靠在所述支架上，所述支架支撐所述患 者以使得所述胸部被設(shè)置在所述錐束輻射源和所述二維檢測器之間；和 至少一個計算機(jī)系統(tǒng)，用于控制對所述胸部的掃描、執(zhí)行對所述胸部的重建和對所述 胸部的一組半掃描重建以及對圖像的圖像分析； 所述設(shè)備其特征還在于： 所獲取的圖像是所述胸部圖像的錐束CT投影； 所述至少一個電機(jī)移動所述托架框架，以便通過使所述錐束輻射源和所述二維檢測器 圍繞經(jīng)過所述胸部的軸同步旋轉(zhuǎn)以形成錐束CT的數(shù)據(jù)采集幾何，從而獲取所述胸部的體積 掃描，所述體積掃描得到一組二維(2D)錐束CT投影圖像； 通過根據(jù)一組所述錐束CT投影圖像來執(zhí)行錐束CT重建以產(chǎn)生所述胸部的三維（3D)衰 減系數(shù)分布，從而形成三維錐束CT圖像； 所述至少一個電機(jī)包括用于移動所述錐束輻射源和二維檢測器以限定數(shù)據(jù)采集幾何 的電機(jī)； 所述數(shù)據(jù)采集幾何至少包括單個360°掃描，在所述360°掃描內(nèi)獲取對應(yīng)于不同視角的 起始點(diǎn)的所述胸部的多組錐束CT投影圖像，以及所述多組投影圖像的每組被選擇用于半掃 描重建； 所述至少一個計算機(jī)系統(tǒng)利用加權(quán)因子對所述多組投影圖像的每組加權(quán)以產(chǎn)生多組 加權(quán)投影數(shù)據(jù)，其中隨著行遠(yuǎn)離所述掃描平面，所述加權(quán)因子減小，以及根據(jù)所述加權(quán)投影 數(shù)據(jù)來形成所述圖像，其中所述加權(quán)因子是加權(quán)角的函數(shù)，所述加權(quán)角是所述行和掃描角 的函數(shù)，其中加權(quán)角是其中β是掃描角，m是行數(shù)，ξ是所述檢測器的虛擬檢測采樣間隔，以及so是從所述錐束 輻射源到所述掃描幾何的起點(diǎn)的距離；以及其中所述加權(quán)因子是其中，η是列數(shù)，p是沿著t軸的虛擬檢測器采樣間隔，M0是所述檢測器的一半寬度；以及 其中，根據(jù)選擇的多組所述加權(quán)投影數(shù)據(jù)使用半掃描重建來產(chǎn)生多個3D錐束CT重建矩 陣，以及每個所述重建矩陣是所述胸部的不同3D衰減系數(shù)分布或表示所述胸部的不同狀 ??τ 〇2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征還在于所述數(shù)據(jù)采集幾何是被限定為180°加扇形 角圓形掃描的半掃描，所述扇形角被限定在所述掃描平面中。3. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征還在于所述數(shù)據(jù)采集幾何是圓形掃描幾何。4. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征還在于所述數(shù)據(jù)采集幾何是螺旋幾何。5. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征還在于所述數(shù)據(jù)采集幾何是圓形加線形幾何。6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征還在于所述圓形加線形幾何包括單條線。7. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征還在于圓形加線形幾何包括多條線。8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述處理器向所述加權(quán)投影數(shù)據(jù)中添加表示通過圓 形掃描不能采集到的Radon空間中的信息的校正項。9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射器、檢測器、托架和處理器實時運(yùn)行。10. -種用于產(chǎn)生患者胸部的錐束計算機(jī)斷層掃描(CT)圖像的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 托架框架； 至少一個電機(jī)，用于移動所述托架框架以形成數(shù)據(jù)采集幾何； 附著到所述托架框架以隨著所述托架框架移動的輻射源； 附著到所述托架框架以隨著所述托架框架移動的二維檢測器，所述二維檢測器被設(shè)置 在所述輻射源的輻射路徑上； 支架，當(dāng)獲取所述胸部的投影圖像時所述患者靠在所述支架上，所述支架支撐所述患 者以使得所述胸部被設(shè)置在所述輻射源和所述二維檢測器之間；以及 至少一個計算機(jī)系統(tǒng)，用于控制對所述胸部的掃描、執(zhí)行所述胸部的重建和對圖像的 圖像分析； 所述設(shè)備其特征在于： 所述輻射源是錐束輻射源； 所獲取的圖像是錐束CT投影圖像； 所述至少一個電機(jī)移動所述托架框架，以便能夠通過使所述輻射源和二維檢測器圍繞 經(jīng)過所述胸部的軸同步旋轉(zhuǎn)來形成用于錐束體積計算機(jī)斷層掃描的數(shù)據(jù)采集幾何，從而獲 取對所述胸部的體積掃描，所述體積掃描得到圖像信號； 通過對所述圖像信號執(zhí)行錐束體積計算機(jī)斷層掃描重建以產(chǎn)生所述胸部的三維衰減 系數(shù)分布，從而根據(jù)所述圖像信號形成三維錐束體積CT圖像； 所述至少一個電機(jī)移動所述托架框架以使得所述二維檢測器對所述胸部進(jìn)行體積掃 描； 所述設(shè)備還包括所述托架框架上的滑環(huán)，用于提供電源到托架上部件的連接和所述二 維檢測器與計算機(jī)系統(tǒng)之間的通信； 所述數(shù)據(jù)采集幾何至少包括單個360°掃描，在所述360°掃描內(nèi)，具有對應(yīng)于不同視角 的起始點(diǎn)的所述胸部的多組錐束CT投影圖像，以及所述多組投影圖像的每組被選擇用于半 掃描重建，以及 所述至少一個計算機(jī)系統(tǒng)利用加權(quán)因子對所述多組投影圖像的每組加權(quán)以產(chǎn)生多組 加權(quán)投影數(shù)據(jù)，其中隨著行遠(yuǎn)離所述掃描平面，所述加權(quán)因子減小，以及根據(jù)所述加權(quán)投影 數(shù)據(jù)形成所述圖像，其中所述加權(quán)因子是加權(quán)角的函數(shù)，所述加權(quán)角是所述行和掃描角的 函數(shù)，其中加權(quán)角是其中β是掃描角，m是行數(shù)，ξ是所述檢測器的虛擬檢測采樣間隔，以及so是從所述錐束 輻射源到所述掃描幾何的起點(diǎn)的距離；以及其中所述加權(quán)因子是其中，η是列數(shù)，p是沿著t軸的虛擬檢測器采樣間隔，M0是所述檢測器的一半寬度；以及 其中，根據(jù)選擇的多組所述加權(quán)投影數(shù)據(jù)使用半掃描重建來產(chǎn)生多個3D錐束CT重建矩 陣，以及每個所述重建矩陣是所述胸部的不同3D衰減系數(shù)分布或表示所述胸部的不同狀 ??τ 〇11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征還在于所述數(shù)據(jù)采集幾何是ΝΧ360°的掃描，其 中Ν是正整數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種錐束CT動態(tài)成像的方法和設(shè)備，其中通過使用錐束發(fā)射器和檢測器執(zhí)行圓形加稀疏螺旋掃描幾何或部分圓形加稀疏螺旋掃描幾何以獲得投影數(shù)據(jù)，而在掃描平面內(nèi)執(zhí)行對所述物體的錐束掃描，其中所述掃描幾何包括圓形加螺旋掃描幾何或部分圓形掃描幾何加螺旋掃描幾何，以及其中所述投影數(shù)據(jù)包括僅在沿著所述螺旋掃描幾何的離散點(diǎn)獲取的投影數(shù)據(jù)，其中所述部分螺旋掃描包括4π角度的覆蓋；以及根據(jù)所述投影數(shù)據(jù)形成所述錐束重建圖像。從而實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)是實時采集的。
【IPC分類】A61B6/04, A61B6/03
【公開號】CN105596022
【申請?zhí)枴緾N201510962389
【發(fā)明人】寧若拉, D.楊
【申請人】羅切斯特大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2007年2月27日
【公告號】CA2643931A1, CN101594825A, CN101594825B, CN103908282A, CN103908282B, EP1988826A2, EP1988826A4, US7643605, US8976925, US20070253528, US20100158335, WO2007098284A2, WO2007098284A3, WO2007098284B1