锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种投影值确定设备(14)，所述投影值确定设备适于基于由已经被锥形射束(4)的X射线穿过的探测元件的三维布置的探测元件生成的探测值而不是基于由未被所述X射线穿过的探测元件生成的探测值来确定针对所述X射线的投影值。因此，所述投影值确定设备并不基于由未被各自的X射线穿过的探测元件生成的探测值来确定针对各自的X射线的投影值。具体地，同样地，在锥形方向上，仅考虑由已经被所述各自的X射线实际穿过的探测元件已经生成的探测值，以用于生成投影值。这能够引起减少的串扰和具有改善的图像质量的计算机断层摄影图像。

Projection value system and method for cone beam computed tomography

The invention relates to a projection value determining device (14), the projection value is determined based on the equipment suitable for the cone beam (4) has been a three-dimensional arrangement of components of the X ray detection through the detection device generates the detection value rather than by the detection is not generated by the detecting element through X ray based on the values of to determine the projection for the value of the X ray. Therefore, the projection value determines that the device is not based on the detection values generated by the detection elements which are not passed by the respective X rays, and determines the projection values for the respective X rays. Specifically, in the conical direction, we only consider the detection values that have been generated by the detected elements that have been actually passed by the respective X rays, so as to generate projection values. This can cause a reduced crosstalk and a computed tomography image with improved image quality.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统和方法
本专利技术涉及锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统和方法。本专利技术还涉及用于提供锥形射束计算机断层摄影投影值的计算机程序。
技术介绍
在谱锥形射束计算机断层摄影系统中，用于提供由X射线形成的锥形射束的辐射设备和包括用于生成探测值的探测元件的三维布置的探测器绕与对象对齐的旋转轴旋转，其中，基于所生成的探测值来重建对象的计算机断层摄影图像。探测器包括探测元件的若干二维正交布置，其中，探测元件的每个二维正交布置形成探测元件的各自的平面，并且其中，探测元件的平面平行于旋转轴并且在X射线的扇形方向上与X射线对齐。已经在探测器内的不同深度处生成的探测值对应于不同的能量，使得探测值是谱探测值。由于锥形方向上的串扰会降低谱探测值的质量，这可能导致计算机断层摄影图像中的伪影，因此会导致图像质量降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种允许提供锥形射束计算机断层摄影投影值的锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统，所述锥形射束计算机断层摄影投影值能够用于重建具有改善的图像质量的计算机断层摄影图像。本专利技术的另外的目的是要提供对应的锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统和用于提供锥形射束计算机断层摄影投影值的计算机程序。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于提供对象的锥形射束计算机断层摄影投影值的锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统，其中，所述系统包括：-用于提供探测值的探测值提供设备，所述探测值在旋转设备使得至少辐射设备和所述对象绕旋转轴相对于彼此旋转时通过使用所述辐射设备和探测器已经生成，其中，所述辐射设备适于提供由X射线形成的锥形射束，并且所述探测器包括探测元件的三维布置，其中，所述探测元件被布置用于被所述X射线穿过，并且适于生成取决于已经穿过所述探测元件的所述X射线的探测值，-用于确定投影值的投影值确定设备，其中，所述投影值确定设备适于基于由被X射线穿过的探测元件生成的探测值而不是基于由未被所述X射线穿过的探测元件生成的探测值来确定针对所述X射线的投影值。在已知的锥形射束计算机断层摄影系统中，当处理探测值时，假设在探测器的深度方向上被在彼此之上的探测元件生成的探测值属于同一X射线，尽管该假设在锥形方向上并不正确。这可能导致计算机断层摄影图像中的串扰和对应的伪影。因为根据本专利技术，所述投影值确定设备适于基于由被X射线穿过的探测元件生成的探测值而不是基于由未被X射线穿过的探测元件生成的探测值来确定针对X射线的投影值，为了确定针对X射线的投影值，如果这些探测元件已经被X射线实际穿过，则仅考虑由在深度方向上被布置在彼此之上的探测元件生成的探测值。具体地，同样地，在锥形方向上，仅考虑由已经被X射线实际穿过的探测元件已经生成的探测值，以用于生成针对各自的X射线的投影值。这引起减少的串扰和具有改善的图像质量的计算机断层摄影图像。所述探测值提供设备能够是存储单元，在所述探测值提供设备中已经存储了探测值，并且能够从中检索探测值以提供所述探测值。所述探测值提供设备也能够是用于从例如探测值采集单元接收探测值并用于提供接收到的探测值的接收单元。所述探测值提供设备也能够是探测值采集单元本身。所述探测器优选是直接转换半导体探测器。具体地，所述探测器是如X.Liu等人的文章“ASilicon-StripDetectorforPhoton-CountingSpectralCT:EnergyResolutionFrom40keVto120keV”(IEEETransactionsonNuclearScience，第61卷，第3期，第1099至1105页，2014年)中所公开的边缘硅条探测器一样的边缘硅条探测器，通过引用将其并入本文。所述投影值确定设备优选适于仅基于由被X射线穿过的一个或若干探测元件生成的一个或若干探测值来确定针对各自的X射线的投影值，并且不基于由未被X射线穿过的探测元件生成的一个或若干探测值来确定任何投影值。因此，优选地，所有投影值都是基于由被X射线穿过的一个或若干探测元件生成的一个或若干探测值而不是基于由未被X射线穿过的探测元件生成的一个或若干探测值来确定的。优选地，所述系统还包括重建设备，所述重建设备用于基于所确定的投影值来重建计算机断层摄影图像。锥形射束具有扇形方向和锥形方向，其中，对于锥形射束的每条X射线，能够分配扇形角和锥形角。各自的X射线的锥形角能够被定义为在锥形方向上的各自的X射线与锥形射束的中心X射线之间的角度。中心X射线优选与旋转轴正交。锥形方向优选平行于旋转轴。各自的X射线的扇形角可以被定义为在扇形方向上的各自的X射线与锥形射束的中心X射线之间的角度，其中，扇形方向优选被定义为与锥形方向正交的方向。探测器内的探测元件的深度优选被定义为探测器的入射表面与各自的探测元件之间的距离。探测器能够包括探测元件的三维布置，其中，探测元件的三维位置可以由锥形方向上的位置、扇形方向上的另外的位置和深度来定义。优选地，所述探测元件在扇形方向上与所述X射线对齐，并且在锥形方向上与所述X射线不对齐。具体地，所述探测器包括探测元件的若干二维布置，其中，探测元件的每个二维布置形成探测元件的各自的平面，其中，探测元件的所述平面平行于所述旋转轴，并且在扇形方向上与所述X射线对齐，并且在锥形方向上与所述X射线不对齐。由于探测元件在扇形方向上与X射线对齐，因此能够通过探测器的几何结构来减小扇形方向上的串扰。在另外的实施例中，探测元件也能够在锥形方向上与X射线对齐。在实施例中，探测元件的所述平面在扇形方向上被连续地布置并被交替地移位，使得所述平面被交替地布置在第一位置处和第二位置处，其中，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述辐射设备。这允许平面在扇形方向上彼此非常紧密地布置，并且同时提供用于根据期望电连接探测元件的大量空间。所述平面在扇形方向上的这种窄布置允许在生成探测值时进行准确的空间采样，从而进一步提高投影值的质量，并因此进一步提高最终重建的计算机断层摄影图像的质量。优选地，所述辐射设备适于提供所述锥形射束，使得所述锥形射束从不同的发射位置交替地发射，所述不同的发射位置被布置为沿着与平行于所述旋转轴的方向相对于彼此具有一偏移。这能够增加计算机断层摄影成像过程的视场，其中，投影值的质量以及因此经重建的计算机断层摄影图像的质量仍然相对较高，这是因为同样地在这种情况下为了确定针对X射线的投影值，仅被该X射线实际穿过的探测值被考虑。优选地，所述探测器和所述投影值确定设备适于使得各自的投影值指示所述X射线的光子数量。具体地，优选地，所述探测器和所述投影值确定设备适于使得所述各自的投影值指示处于各自的能量范围内的各自的X射线的光子数量，以便提供谱投影值。在优选实施例中，所述各自的能量范围取决于已经生成了这样的各自的探测值的各自的探测元件的深度：对所述各自的投影值的所述确定基于所述各自的探测值。为了确定针对X射线且针对某一能量范围的投影值，能够使用由被布置在对应于所述能量范围的一深度处且已经被所述X射线穿过的探测元件已经生成的一个或若干探测值。如果使用若干探测值来确定投影值，则这些探测值可以通过例如内插来组合。所述内插能够包括对探测值的加权，其中，各自的权重能够取决于各自的探测元件的中心到各自的X射线的中心的距离，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供对象的锥形射束计算机断层摄影投影值的锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统，所述系统包括：‑用于提供探测值的探测值提供设备(12)，所述探测值在旋转设备(1、8)使得至少辐射设备(40)和所述对象绕旋转轴(R)相对于彼此旋转时通过使用所述辐射设备(40)和探测器(6)已经生成，其中，所述辐射设备(40)适于提供由X射线(21；34)形成的锥形射束(4)，并且所述探测器(6)包括探测元件(20)的三维布置，其中，所述探测元件(20)被布置用于被所述X射线(21；34)穿过，并且适于生成取决于已经穿过所述探测元件(20)的所述X射线(21；34)的探测值，‑用于确定投影值的投影值确定设备(13)，其中，所述投影值确定设备(13)适于基于由被X射线(22；32；33)穿过的探测元件(20)生成的探测值而不是基于由未被所述X射线(22；32；33)穿过的探测元件(20)生成的探测值来确定针对所述X射线(22；32；33)的投影值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 EP 16153341.91.一种用于提供对象的锥形射束计算机断层摄影投影值的锥形射束计算机断层摄影投影值提供系统，所述系统包括：-用于提供探测值的探测值提供设备(12)，所述探测值在旋转设备(1、8)使得至少辐射设备(40)和所述对象绕旋转轴(R)相对于彼此旋转时通过使用所述辐射设备(40)和探测器(6)已经生成，其中，所述辐射设备(40)适于提供由X射线(21；34)形成的锥形射束(4)，并且所述探测器(6)包括探测元件(20)的三维布置，其中，所述探测元件(20)被布置用于被所述X射线(21；34)穿过，并且适于生成取决于已经穿过所述探测元件(20)的所述X射线(21；34)的探测值，-用于确定投影值的投影值确定设备(13)，其中，所述投影值确定设备(13)适于基于由被X射线(22；32；33)穿过的探测元件(20)生成的探测值而不是基于由未被所述X射线(22；32；33)穿过的探测元件(20)生成的探测值来确定针对所述X射线(22；32；33)的投影值。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述探测元件(20)在扇形方向上与所述X射线(21；34)对齐，并且在锥形方向上与所述X射线(21；34)不对齐。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述探测器(6)包括探测元件(20)的若干二维布置，其中，探测元件(20)的每个二维布置形成探测元件(20)的各自的平面(23、24)，其中，探测元件(20)的所述平面(23、24)平行于所述旋转轴(R)，并且在扇形方向上与所述X射线(21；34)对齐，并且在锥形方向上与所述X射线(21；34)不对齐。4.根据权利要求3所述的系统，其中，探测元件(20)的所述平面(23、24)在扇形方向上被连续地布置并被交替地移位，使得所述平面(23、24)被交替地布置在第一位置处和第二位置处，其中，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述辐射设备(40)。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述辐射设备(40)适于提供所述锥形射束(4)，使得所述锥形射束从不同的发射位置交替地发射，所述不同的发射位置被布置为沿着平行于所述旋转轴(R)的方向相对于彼此具有一偏移。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述探测器(6)和所述投影值确定设备(13)适于使得各自的投影值指示所述X射线(22；32；33)的光子数量。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格拉斯，R·普罗克绍，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL