一种动态螺距CT图像重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种动态螺距CT图像重建方法及装置，该方法包括：将锥形射束重排为平行射束；根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息；根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线；根据所述至少一条PI射线与反投影重建算法，得到目标CT图像。本发明专利技术实施例通过采用上述技术方案，根据重排后的焦点位置信息与目标体素点的位置信息，能够查找出所有对待重建的目标体素点有贡献的PI射线，从而使得重建得到的目标CT图像的CT值更加均匀，大大改善重建图像的质量。

Dynamic pitch CT image reconstruction method and device

The embodiment of the invention provides a device and dynamic pitch CT image reconstruction method, the method comprises: a cone beam rearrangement for parallel beam offset; according to the information of the cone beam focus position information and the scanning bed, determine the focus position information of the parallel beam; determined according to at least one PI ray position the information focus position information and the target of the parallel beam element point; according to the at least one PI ray and the back projection reconstruction algorithm, get the target image CT. The embodiment of the invention adopts the technical scheme, according to the position information of the focus position information and target pixel rearrangement, to find out all the reconstructed PI ray treated voxel contributions, so that the reconstructed CT images of CT value is more uniform, greatly improve the quality of the reconstructed image.

【技术实现步骤摘要】
一种动态螺距CT图像重建方法及装置
本专利技术实施例涉及医学图像处理
，尤其涉及一种动态螺距CT图像重建方法及装置。
技术介绍
随着技术的进步，CT扫描模式和成像方法也在不断地改进，三维锥束CT已经成为研究和应用的主流，CT扫描已经在医学临床、安全检查、无损检测等领域得到了广泛的应用，尤其是在医学临床诊断中，CT扫描已经成为不可或缺的检查手段之一，CT扫描成像技术是决定检查结果是否准确的关键环节。目前的CT扫描成像技术，一般是通过CT设备围绕扫描对象螺旋状移动，通过球管发出射线，并由探测器排接收穿过扫描对象的投影数据，即CT扫描数据，基于CT扫描数据进行CT图像重建。现有的螺旋重建算法，通常根据固定的螺距选取当前射束一定扫描范围内的射束进行归一化处理，但是某些临床应用需要用到动态螺距扫描技术，如动态灌注，即在螺旋状移动的过程中，扫描床沿Z轴的移动速度不固定，使得某些扫描位置螺距较大，某些扫描位置螺距较小。现有的基于固定螺距计算扫描对象中某个待重建体素所需的射束信息，若当前射束处于螺距较大位置，在搜索穿过体素的射束时，则可能出现搜索范围设置过大，将对待重建体素无贡献的射束进行归一化；同样，若当前射束处于螺距较小位置，则可能出现搜索范围过小，无法将穿过待重建体素的所有射束进行归一化，从而影响CT图像的重建效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种动态螺距CT图像重建方法及装置，以解决现有螺旋CT重建算法得到的CT图像的CT值不均匀的技术缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供了一种动态螺距CT图像重建的方法，包括：将锥形射束重排为平行射束；根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息；根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线；根据所述至少一条PI射线与反投影重建算法，得到目标CT图像。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种动态螺距CT图像重建的装置，包括：重排模块，用于将锥形射束重排为平行射束；焦点位置确定模块，用于根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息；PI射线确定模块，用于根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线；重建模块，用于根据所述至少一条PI射线与反投影重建算法，得到目标CT图像。本专利技术实施例提供的技术方案，通过将锥形射束重排为平行射束后，确定重排后得到的所有焦点位置信息，之后根据重排后的焦点位置信息与待重建的目标体素的位置信息，确定出至少一条PI射线，根据选取的PI射线进行反投影图像重建，得到目标CT图像。本专利技术实施例通过采用上述技术方案，根据重排后的焦点位置信息与目标体素点的位置信息，能够查找出所有对待重建的目标体素点有贡献的PI射线，从而使得重建得到的目标CT图像的CT值更加均匀，大大改善重建图像的质量。附图说明图1a为本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备的结构示意图；图1b为本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备的局部结构示意图；图1c为本专利技术实施例一提供的一种动态螺距CT图像重建方法的流程示意图；图1d为本专利技术实施例一提供的射束重排原理示意图；图1e为本专利技术实施例一提供的射束重排后的焦点分布示意图；图1f为本专利技术实施例一提供的重建效果对比示意图；图2为本专利技术实施例二提供的一种动态螺距CT图像重建方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例三提供的一种动态螺距CT图像重建方法流的程示意图；图4为本专利技术实施例四提供的一种动态螺距CT图像重建装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。为清楚介绍本专利技术实施例的技术方案，首先介绍本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备及其扫描原理。如图1a所示为本专利技术实施例所适用的螺旋CT扫描设备的结构示意图，该设备包括扫描床和扫描架构成，扫描架内设置有扫描仪，扫描仪呈环形，围绕在扫描床外侧，按照设定扫描需要，扫描床以均匀速度或者可变速度，沿着扫描床的长度方向(人的身高方向，称为Z轴)水平移动。在水平移动的同时，扫描仪内部会绕Z轴旋转，形成图1a所示的螺旋扫描轨迹。扫描仪的具体结构包括分设在扫描仪内壁上，且相对于Z轴对称设置的射线发射源和探测器。如图1b所示为螺旋CT扫描设备的局部结构示意图，射线发射源一般为一个球管，其能够发射出锥形射束。多个探测器构成矩阵形式排列形成一个探测板，探测板上平行于Z轴的方向为探测器排方向，与探测器排方向垂直的方向称为探测器通道方向，图中箭头A表示球管的旋转方向，箭头B表示探测器的旋转方向，箭头Z表示扫描床的移动方向，球管发出的射束穿过被扫描的患者身体，被对面的探测器接收，作为扫描投影数据，由于扫描仪的扫描轨迹是呈螺旋状移动的，所以对于患者身体内的任意一个体素点，会对应于多个位置的球管所发出射束的扫描投影数据。将这些扫描投影数据进行图像重建，形成患者身体中该体素点的图像。患者身体内所有的体素点均这样处理，则可以形成针对患者身体各断面的扫描图像。本专利技术实施例基于上述结构的螺旋CT扫描设备，对其图像重建过程提供解决方案。实施例一图1c为本专利技术实施例一提供的一种动态螺距CT图像重建方法的流程示意图，该方法适用于CT图像重建的情况，该方法可以由动态螺距CT图像重建装置执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成CT成像设备中。如图1c所示，该方法包括：步骤101、将锥形射束重排为平行射束。首先获取一次螺旋扫描的所有扫描投影数据，在扫描过程中，虽然扫描仪是连续旋转的，但是会按照设定的采样频率进行扫描数据的采集。整个扫描过程中，在各采样时刻都存在球管所发射的锥形射束，如图1d中的图A所示为任意时刻的锥形射束。如图1d中的图B所示，当球管连续旋转时，则锥形射束会有扫描范围覆盖。如图1d中的图C所示，根据球管多次旋转，将扫描范围覆盖的锥形射束重排形成平行射束，则每条平行射束是由多个锥形射束中的射线汇集而成的，例如，可根据锥形射束中各射线的角度与平行射束的角度关系来进行汇集，重排后，球管发射的锥形射束将重排为具有一定张角的平行射束。步骤102、根据锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定平行射束的焦点位置信息。图1e为本专利技术实施例一提供的射束重排后的焦点分布示意图，焦点是指球管的阳极靶面被电子束轰击的地方，X射线从这块面积上发射出去，如图1e所示，锥形射束的焦点相对于被扫描物体的的移动轨迹位于一条螺旋线上，平行射束与该螺旋线的交点即为各平行射束的焦点。发射一次锥形射束的焦点通常是一个，可以称作中心焦点，射束重排后，平行射束的焦点不再是一个固定的焦点，而是一系列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态螺距CT图像重建方法，其特征在于，包括：将锥形射束重排为平行射束；根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息；根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线；根据所述至少一条PI射线与反投影重建算法，得到目标CT图像。

【技术特征摘要】
1.一种动态螺距CT图像重建方法，其特征在于，包括：将锥形射束重排为平行射束；根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息；根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线；根据所述至少一条PI射线与反投影重建算法，得到目标CT图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述锥形射束的焦点位置信息与扫描床的位置偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息，包括：根据所述平行射束内的射束与所述锥形射束，确定通道偏移信息；根据所述通道偏移信息与所述扫描床的位置偏移信息，确定焦点偏移信息；根据所述锥形射束的焦点位置信息与所述焦点偏移信息，确定所述平行射束的焦点位置信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线包括：在所述平行射束中选择初始射束；计算所述初始射束的焦点和目标体素点所确定的射线落在探测器排方向的位置，作为射束落点位置；判断所述初始射束的射束落点位置是否处于探测器排位置范围内，若否，则停止PI射线的确定操作，若是，则将所述初始射束确定为PI射线，确定所述初始射束以及与所述初始射束相差1/2圈的射束均作为当前射束，并执行后续操作；以当前射束为基准，确定与所述当前射束相差1圈的射束，更新为当前射束；计算当前射束的焦点和目标体素点确定的射线落在探测器排方向的位置，作为射束落点位置；判断所述当前射束的射束落点位置是否处于探测器排位置范围内，若否，则停止PI射线的确定操作，若是，则将所述当前射束确定为PI射线，并返回执行更新当前射束的操作。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算当前射束的焦点和目标体素点确定的射线落在探测器排方向的位置，作为射束落点位置，包括：确定所述当前射束的焦点位置信息与所述目标体素点的位置信息；根据所述焦点位置信息与所述目标体素点的位置信息，计算所述当前射束的焦点和所述目标体素点确定的射线落在探测器排方向的位置，作为所述射束落点位置。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述平行射束的焦点位置信息与目标体素点的位置信息确定至少一条PI射线还包括：在所述平行射束中选择初始射束；计算所述初始射束的焦点和目标体素点所确定的射线落在探测器排方向的位置，作为射束落点位置；判断所述初始射束的射束落点位置是否处于探测器排位置范围内，若否，则停止PI射线的确定操作，若是，则将所述初始射束确定为PI射线，确定所述初始射束以及与所述初始射束相差1/2圈的射束均作为基准射束，并执行后续操作；确定与所述基准射束相差n圈的射束为备用射束，其中，n为整数；依据n的绝对值增大的方向，依次计算各备用射束的焦点和目标体素点确定的射线落在探测器排方向的位置，作为射束落点位置；依次判断各备用射束的射束落点位置是否处于探测器排位置范围内，若否，则停止PI射线的确定操作，若是，则将对应的备用射束确定为PI射线。6.一种动态螺距CT图像重建装置，其特征在于，包括：重排模块，用于将锥形射束重排为平行射束；焦点位置确定模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31