锥束计算机层析成像重构制造技术

例如，在心脏锥束ＣＴ中，由于投影数据受门控的事实，源路径被中断。依照本发明专利技术，提供了一种从这样的门控数据集获取对应于不中断源轨迹的投影数据的方法。为此，应用运动补偿。有利的是，可以确定一个完整的数据集，以允许对这个没有图像生成中断的完整数据集应用近似或精确的重构方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及计算机层析成像的领域，例如，锥束CT。特别地，本专利技术涉及从门控投影数据集重构投影数据的方法，还涉及图像处理设备、计算机层析成像设备和用于从门控投影数据集重构投影数据的计算机程序。
技术介绍
锥束计算机层析成像(CBCT)使得能够以高空间解析度来完成容积成像。随着获取速度的提高，心脏CT成像变得可行。但是，由于投影数据受门控，源轨迹被中断，导致了剂量效率降低并且禁止了精确重构技术的使用，例如在B.D.Smith的“Image reconstruction fromcone-beam projectionsnecessary and sufficient conditionsand reconstruction methods(根据锥束投影的图像重构必须和充足的条件和重构方法)”(IEEE trans.med.image.，MI-414-25，1985)中所述。在这样的心脏锥束计算机层析成像系统中，源轨迹，也就是在其中采集数据的源路径，由于投影数据受门控的事实而被中断。在心脏锥束计算机层析成像中，可以按照心电图(ECG)或者其他适合检测心脏运动的方法来执行门控。由于门控，大部分的投影数据被丢弃，这很大程度地降低了剂量的利用率。并且，在某些情况下，可能违背Tuy定义的用于精确重构的3D完整性规范，导致不完整的radon数据，并且因而禁止使用精确的重构技术。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供改进的重构技术。依照在权利要求1中阐明的本专利技术的一个典型实施例，上述目标可以通过从门控的投影数据集重构投影数据的方法来解决，其中，首先获取门控投影数据集。源轨迹，也就是，用于获取门控投影数据集而使用的辐射源的轨迹，由于门控而具有至少一个间隙。在对CBCT应用该方法的情况下，门控优选按照心脏运动来执行，如上所述，可以按照心电图或者其他合适的方法来确定。然后，确定对应于所述至少一个间隙的新投影数据，并且利用该新投影数据来补充门控投影数据，以补偿源轨迹中的所述至少一个间隙。有利地是，被补充的门控投影数据因而在某种程度上变得完整，例如，不再违背用于精确重构的三维完整性规范，因而产生完整的radon数据。有利地，这可能允许使用精确的重构技术。依照如权利要求2中阐明的本专利技术的另外一个典型实施例，通过使用锥束计算机层析成像重构从门控投影数据集重构四维图像数据集。如权利要求3的典型实施例所述，基于这个四维图像数据可以确定四维向量场，该向量场描述被成像的关注对象的运动。然后可以使用这个运动场来对门控投影数据进行运动补偿。换句话说，可以使用近似的重构技术来重构四维数据集。根据这个四维数据集，可以计算出四维向量场。然后，对该四维图像数据进行运动补偿。依照如权利要求4中阐明的本专利技术的另外一个典型实施例，对所述四维图像数据进行运动补偿，并且随后使用该运动补偿的四维数据计算用于完善原始数据集(也就是填补间隙)的新投影数据。有利地是，这样使得能够形成完整的没有间隙的门控投影数据集，从而可以允许应用精确的或者准精确的重构技术。于是，如权利要求5中定义的本专利技术的另外一个典型实施例所述，随后可以对已经由新投影数据补充了的门控投影数据应用精确或近似的重构算法或者方法，这样允许重构没有中断图像生成的最终图像数据。有利地，这样可以提供改善的图像质量和快速、健壮的重构。依照权利要求6中阐明的本专利技术的另外一个典型实施例，提供了一种图像处理设备，其包含用于从门控投影数据集重构投影数据的处理器。有利的是，这种图像处理设备适用于执行补充门控投影数据的操作，从而填补由于不完整的源轨迹所导致的数据间隙。这种图像处理设备的优点在于允许非常精确和快速的重构。权利要求7中阐明了图像处理设备的另外一个典型实施例。依照权利要求8中阐明的本专利技术的另外一个典型实施例，提供一种计算机层析成像设备，其包含适用于按照本专利技术的方法执行操作的处理器。该计算机层析成像设备的优点在于，尽管由于门控而导致源轨迹中断，仍提供精确的或者准精确的数据重构。依照权利要求9中阐明的本专利技术的另外一个典型实施例，提供了一种计算机程序，其用于从门控投影数据集重构投影数据的数据处理器。依照本专利技术的计算机程序优选被载入数据处理器的工作内存。从而配备该处理器来实现本专利技术的方法的典型实施例。该计算机程序可以被存储在计算机可读媒介上，例如，CD-ROM。该计算机程序还可以在诸如环球网的网络上提供，并且可以从这样的网络下载到数据处理器的工作内存中。该计算机程序可以用任何合适的编程语言来书写，例如C++。本专利技术的典型实施例的要点可以视为，可以从门控数据集，这里源轨迹由于数据采集受门控的事实而被中断，获得对应于未中断的源轨迹的投影数据。为此，应用了运动补偿。使用近似的重构技术来重构四维数据集。从此数据集，计算出四维向量场。而后对该四维图像数据进行运动补偿，并且随后使用其计算对数据集进行完善的新投影数据。新投影数据对应于丢失数据，即在被中断的源轨迹中的间隙。然后，可以使用合适的或者甚至是精确的重构算法应用到该没有中断图像生成的数据集。参考下文中描述的实施例，本专利技术的这些和其他方面将得以阐明并变得显而易见。附图说明下文中，将参考以下附图描述本专利技术的典型实施例图1示出了依照本专利技术的一种锥束计算机层析成像扫描仪的典型实施例，它可以用于心脏锥束CT。图2示出了操作图1的计算机层析成像设备的方法的典型实施例。图3示出了用于进一步解释本专利技术的典型实施例的示意图。图4示出了依照本专利技术的数据处理设备的典型实施例的简化示意图。具体实施例方式图1示出了依照本专利技术的一种计算机层析成像设备的典型实施例。优选地，这是一个锥束计算机层析成像设备(CBCT)，其中锥束6被应用于关注对象。参考此典型实施例，本专利技术将被描述为应用于心脏锥束CT。但是，应该注意，本专利技术不限于心脏CT，而是可以被应用于由于门控或合适的采样而使用不完整数据集的任何CT成像方法。换句话说，本专利技术可以被应用于对运动物体成像，一般而言，其中对某些运动阶段成像。图1所示的CBCT扫描仪包含可围绕旋转轴2旋转的台架。台架1通过电机3被驱动。参考符号4标明辐射源，例如X射线源，其依照本专利技术一个方面发射出多色辐射。参考符号5标明第一孔径系统，它将从辐射源4发出的辐射构形为锥形辐射束6。锥形辐射束6(或者锥束)被引导来穿透放置在台架中心(也就是CBCT扫描仪的检查区域)的关注对象7，并且，照射到检测器8上。从图1可以看出，检测器8被设置在台架上，与辐射源4相对。图1中所示的检测器8具有多个检测器行，每一行包含多个检测器元件。检测器8的检测器行排列在台架1上，这些行垂直于旋转轴2。并且，检测器8的列基本平行于旋转轴2。换句话说，检测器8可以是二维的检测器。孔径系统5的孔径适应于检测器8的大小，以使关注对象7的被扫描区域包含在锥束6内，并且检测器8覆盖整个扫描区域。这个方法的优点在于避免了对关注对象7使用不必要的过量的辐射。在对关注对象7进行扫描期间，辐射源4、孔径系统5和检测器8随着台架1按照箭头16所指方向旋转。为了旋转台架1和辐射源、孔径系统5和检测器15，电机3被连接到电机控制单元17，电机控制单元17与计算单元18相连。在图1中，关注对象7被放置在可以移动的托架19上。依照如上所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从门控投影数据集来重构投影数据的方法，该方法包含如下步骤：采集门控投影数据集；其中由于使用门控，用于采集门控投影数据集的源轨迹有至少一个间隙；确定对应于该至少一个间隙的新投影数据；并且用该新投影数据补充门控投影数据，以补偿源轨迹中的至少一个间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R曼茨克，T克勒，M格拉斯，B莫瓦萨希，T尼尔森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]