修复原始CT投影数据的方法及装置、CT成像系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种修复原始CT投影数据的方法，包括：确定原始CT投影数据的待估计区域；在待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，第一投影轨迹能够与待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配，或者，第一投影轨迹为特定部位的投影轨迹；以及，沿着第一投影轨迹进行数据修复。

【技术实现步骤摘要】
修复原始CT投影数据的方法及装置、CT成像系统
本专利技术涉及X射线成像领域，尤其涉及一种修复原始CT投影数据的方法及装置、CT成像系统。
技术介绍
在计算机断层(ComputedTomography，CT)医学成像技术中，从探测器采集的原始数据排列成以探测器通道为横轴、以扫描视野为纵轴的二维矩阵,作为图像重建的原始的CT投影数据，也称为sinogram，其本质上是图像上各点所形成的曲线缠绕叠加。举例说来，如果把采集到的CT投影数据重建为尺寸为512*512的图像，则图像上任何一点，在原始的CT投影数据的矩阵中，都是一条曲线轨迹，该曲线轨迹的振幅取决于该点离虚拟采集旋转中心的距离，距离越大，振幅越大，该曲线轨迹的相位取决于该点在以旋转中心为圆心的某一个圆上的位置。原始的CT投影数据中，常常出现低可信度数据，这些低可信度数据可能由于多种原因造成，例如某个探测通道的短暂失灵或在整个采集过程中失灵、某个视野数据异常、球管打火导致的数据下降、检测体内的金属导致的对应的曲线轨迹上的数据不可信等。因此在进行CT图像重建时，常常需要对原始数据进行数据补偿或修复，例如有时也需要对相邻视野或相邻探测通道之间的数据进行加密操作或者对通道间大间距数据进行修补等。传统的数据补偿操作，都是基于探测器列内插值或列间相同张角的通道间的插值进行的，由此得到的重建图像的质量不能得到有效的提高，并且针对不同的被扫描物体会呈现出时好时坏的特性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种能够更准确地修复CT原始投影数据的方法和装置，以及应用该装置的CT成像系统。本专利技术的示例性实施例提供了一种修复原始CT投影数据的方法，包括：确定原始CT投影数据的待估计区域；在待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，第一投影轨迹能够与待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配，或者，第一投影轨迹为特定部位的投影轨迹；以及，沿着第一投影轨迹进行数据修复。本专利技术的示例性实施例还提供了一种修复原始CT投影数据的装置，包括待估计区域确定模块、第一投影轨迹估计模块以及数据修复模块。待估计区域确定模块用于确定原始CT投影数据的待估计区域。第一投影轨迹估计模块在待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，第一投影轨迹能够与待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配，或者，第一投影轨迹为特定部位的投影轨迹。数据修复模块用于沿着第一投影轨迹进行数据修复。本专利技术的示例性实施例还提供了一种CT成像系统，包括球管、探测器以及上述修复CT原始投影数据的装置，球管用于向扫描对象发射X射线，探测器用于接收穿过扫描对象的X射线以产生上述原始CT投影数据。通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明通过结合附图对于本专利技术的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1为本专利技术第一实施例提供的修复原始CT投影数据的方法的流程图；图2为本专利技术第一实施例中获取的原始CT投影数据的示意图；图3为本专利技术一个示例性实施例中根据可信区域的CT投影数据的纹理方向在待估计区域中确定第一向量的示意图；图4为本专利技术第二实施例中获取的原始CT投影数据的示意图；图5为本专利技术第三实施例中获取的一个像素点CT投影轨迹穿过待估计区域的示意图。图6为在图5的待估计区域外的第二投影轨迹的示意图；图7为在图5中的待估计区域中估计的第一投影轨迹的示意图；图8为用含有低可信度的CT投影数据重建得到的重建图像；图9A为用现有技术修复原始CT投影数据后重建得到的重建图像；图9B为用本专利技术第三实施例的技术方案修复原始CT投影数据后重建得到的重建图像；图10为本专利技术第四实施例中获取的原始CT投影数据的示意图；图11为根据图10所示的原始CT投影数据进行图像重建获得的原始CT图像；图12为在图11中获取的金属部位的图像；图13为根据图12所示的图像获取的金属部位的CT投影数据；图14为本专利技术实施例提供的一种修复原始CT投影数据的装置的框图；图15为本专利技术一个实施例提供的CT成像系统的框图。具体实施方式以下将描述本专利技术的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。第一实施例图1为本专利技术第一实施例提供的修复原始CT投影数据的方法的流程图。本领域技术人员可以理解，上述原始的CT投影数据可以为，例如从CT成像系统的探测器通道采集的投影数据，也可以是在采集后经过一些预处理的投影数据，该预处理可以包括，例如偏置(Offset)校正去除暗电流、参考(Reference)通道校正去除各视野的射线能量的拨动、空气(aircal)校正去除各通道初入能量的不均匀性、波束硬化校正去除高低能射线吸收率不一致、-In数学变换使得数据在理论上变成加和的含义等。图2为本专利技术第一实施例中获取的原始CT投影数据的示意图。图2中的横轴表示探测通道，纵轴表示扫描视野，对于原始CT投影数据中的每个数据点，都是在对应的扫描视野下由对应的探测通道所采集的数据的叠加。该原始CT投影数据中可能存在数据可信度低的区域，因此需要重新估计该区域内的各点的CT投影数据，以便更准确地进行图像重建。如图1所示，该修复原始CT投影数据的方法包括待估计区域确定步骤S110、第一投影轨迹估计步骤S120以及数据修复步骤S130。待估计区域确定步骤S110：确定原始CT投影数据的待估计区域。例如，可通过肉眼观察或者计算机数据分析等分析图2所示的原始CT投影数据中的可信度低的区域A，并将该可信度低的区域A确定为待估计区域。第一投影轨迹估计步骤S120：在待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，该第一投影轨迹能够与待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配。数据修复步骤S130：沿着第一投影轨迹进行数据修复。可选地，第一投影轨迹能够与待估计区域外的第二投影轨迹相匹配具体可以包括：第一投影轨迹能够与待估计区域外的至少一条第二投影轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复原始CT投影数据的方法，包括：确定原始CT投影数据的待估计区域；在所述待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，所述第一投影轨迹能够与所述待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配，或者，所述第一投影轨迹为特定部位的投影轨迹；以及，沿着所述第一投影轨迹进行数据修复。

【技术特征摘要】
1.一种修复原始CT投影数据的方法，包括：确定原始CT投影数据的待估计区域；在所述待估计区域中估计第一投影轨迹，其中，所述第一投影轨迹能够与所述待估计区域外的至少一条第二投影轨迹相匹配，或者，所述第一投影轨迹为特定部位的投影轨迹；以及，沿着所述第一投影轨迹进行数据修复。2.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，所述第一投影轨迹能够与所述待估计区域外的至少一条第二投影轨迹连接为一条完整的投影轨迹。3.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，所述第一投影轨迹包括在所述待估计区域中估计的第一向量，所述修复原始CT投影数据的方法还包括：在所述原始CT投影数据中确定与所述待估计区域相邻接的可信区域，所述可信区域中包括所述第二投影轨迹；以及，检测所述可信区域中的第二投影轨迹的纹理方向以获取多个第二向量；当所述第一向量与至少一个第二向量之间的方向差异不大于预设值时，所述第一投影轨迹与该第二向量对应的第二投影轨迹相匹配。4.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，沿着所述第一投影轨迹进行数据修复包括：根据与所述第一投影轨迹相匹配的第二投影轨迹上的CT投影数据插值计算所述第一投影轨迹上的CT投影数据。5.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，确定原始CT投影数据的待估计区域包括：确定所述原始CT投影数据的截断区域；在所述待估计区域中估计第一投影轨迹包括：从所述原始CT投影数据中检测被截断的CT投影轨迹作为所述第二投影轨迹；以及，对所述第二投影轨迹的坐标信息进行数据拟合获取所述第一投影轨迹；沿着所述第一投影轨迹进行数据修复包括：根据所述第二投影轨迹上的CT投影数据进行外插以得到所述第一投影轨迹上的CT投影数据。6.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，在所述待估计区域中估计第一投影轨迹包括：对原始CT图像上的全部或部分像素点做正向投影得到各像素点的CT投影轨迹，并将各像素点的CT投影轨迹在所述待估计区域外的部分作为所述第二投影轨迹，所述原始CT图像是根据所述原始CT投影数据进行重建获取的图像；以及，估计各像素点的CT投影轨迹穿过所述待估计区域的部分作为所述第一投影轨迹。7.根据权利要求1所述的修复原始CT投影数据的方法，其特征在于，确定原始CT投影数据的待估计区域包括：根据所述原始CT投影数据重建原始CT图像；检测所述原始CT图像中的特定部位；以及，对所述特定部位的图像进行正向投影以获取特定部位的CT投影轨迹，所述原始CT投影数据中与所述特定部位的CT投影轨迹相对应的区域为所述待估计区域；在所述待估计区域中估计第一投影轨迹包括：将所述特定部位的CT投影轨迹作为所述第一投影轨迹；沿着所述第一投影轨迹进行数据修复包括：将所述原始CT投影数据减去所述第一投影轨迹上的CT投影数据以得到所述原始CT投影数据中的可信数据。8.一种修复原始CT投影数据的装置，包括：待估计区域确定模块，用于确定原始CT投影数据的待估计区域；第一投影轨迹估计模块，用于在所述待估计区域中估计第一投影轨迹，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学礼，曹蹊渺，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US