一种双排或多排螺旋CT中的图象重建方法技术

本发明专利技术的一种双排或多排螺旋ＣＴ中的图象重建方法，其包括以下步骤：对来自于探测器的原始数据进行校正；进行重建位置上的数据生成，对重建位置前后的采集数据进行纵向插值，近似出重建位置上的数据；进行重排过程，将扇束投影转化为平行投影；对重排后的数据进行滤波；对滤波后的数据进行反投影生成ＣＴ图象。本发明专利技术由于采用了在应用两点插值方法计算中间采样位置上的数据时，不光考虑了探测器距离采样平面的距离，而且还考虑了探测器在投影中所处的位置因素，这样加重距离中间采样位置近的投影数据的权重，而削减距离中间采样位置远的投影数据的权重，从而改善层灵敏度响应曲线的宽度，提高纵向分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双排甚至多排螺旋CT中的图像重建方法，尤其是涉及一种在纵向上应用两点非线性插值方法，生成重建位置上重建数据的方法，这种方法可应用于基于扩展了的高分辨率重建方法的双排或多排螺旋CT中，用于在重建位置上进行重建数据的生成。
技术介绍
随着电子技术的发展，医疗器械中出现了无须解剖人体即可成像的CT设备。CT设备的原理是当高速电子流撞击金属时，将产生X-射线，它能穿透人体组织，从而产生透射效果。但X-射线在透射的过程中，不同的组织对射线的吸收程度不尽相同，例如骨骼相比于肌肉，对X-射线的吸收程度要高。为了描述不同的组织对X-射线的吸收程度，每一种组织对应着相应的吸收系数，从而根据位置r上的吸收系数μ(r)，就可知道此位置上的组织情况。为了了解某一层面上μ(r)的分布情况，CT成象系统是根据此层面中的许多方位上，μ(r)沿此方位路径的投影(即透射结果)间接得到的，其中μ(r)沿此方位路径的投影是指细束X-射线沿此路径穿过人体组织后，用所接收到的射线强度去除射线穿入人体组织之前的强度，并将这个比值取自然对数后得到的结果。为了实现上述过程，在目前的单排CT成象系统上，产生X-射线的球管中的阴极与阳极之间加有很高的电压，阴极端产生的电子束经过高压场之后，以很快的速度打到阳极金属板上，从而产生扇束的X-射线。而与球管相对的位置上安装着一排探测器，用以接收从球管发出的X-射线。为了采样密度的需要，这排探测器的数目通常达到了上千个。这样，当从球管发出的扇束射线到达探测器上时，每个探测器检测出位于此探测器上经过衰减的射线强度，进行光电转换为模拟输出电流。而模数转换电路则将从每个探测器输出的模拟电流信号转换为数字信号，并将此信号送入滤波电路板进行滤波，从而得到当前方位上的采集信号。不过，仅根据一个方位上的采集信号是不够了解一个层面上μ(r)的分布情况。为此，通过不断旋转装有球管及探测器的DISC装置，从而使得CT成象系统能在足够多的方位上采集到信号。这样，在获取这些方位角上的数据之后，CT成象系统对这些数据进行图象重建，从而得到此层面中μ(r)的分布图。但根据CT成象系统的扫描方式不同，CT成象系统对采集数据进行图象重建的方法也不一样。在平扫方式下，数据采集过程中，病床是静止不动的，只有当前层面上的数据全部采集完之后，病床才移动到下一个确定的位置。因此，以这种方式采集到的数据是位于同一层面上，CT成象系统能够直接对这些数据进行校正、滤波、反投影等处理过程，从而生成当前层面上的图象，这种图象生成方法称为滤波反投影方法。然而，对螺旋扫描方式来说，在数据采集的同时，病床仍匀速运动。由于这种方式中的数据是连续采集，从而螺旋扫描能在较短的时间内获取全部的数据，大大提高工作效率，这促进了螺旋扫描的广泛应用。但是，以这种方式采集到的不同时刻的数据不位于同一层面上。为了生成一层面上的正确图象，CT成象系统必须根据位于此层面前后的数据，进行纵向插值，从而近似出此层面上的重建数据，之后再对此近似数据利用平扫方式下的图象重建方法生成图象。采用不同的纵向插值方法，所生成的图象效果是不同的，其中重要的一个方面是对纵向分辨率的影响。在单螺旋扫描中，快速获取体数据与得到较高的纵向分辨率(Longitudinal Resolution)是很难同时兼顾的。为此，人们开发了双排及多排螺旋CT。多排螺旋CT中在病床移动的方向上安装有许多排紧密相连的探测器，每排探测器的宽度，根据厂商的需要，可以设计为相等，也可以依照一定的规律而改变。通过对这些探测器进行排之间的组合，CT成象系统就可以在数据采集中的同一时刻，采集到几个纵向位置上的数据。利用这种方法，加之采用滑环及并行处理技术，在快速获取体数据的同时，纵向分辨率可以得到很大程度的提高。在多排螺旋CT中，为了得到重建位置(或层面)上的图象，通常的做法是根据多排螺旋CT所采集的数据，插值出此位置上的重建数据，之后，再利用平扫方式下的重建方法生成图象。因此，生成重建位置上的重建数据是非常重要的，它直接影响到重建图象的质量。一般来说，评估重建方法的指标有许多项，如层灵敏度曲线SSP(Slice Sensitivity Profile)、图象噪声、伪影等。其中，根据层灵敏度曲线中的半值全宽FWHM(Full Width atHalf Maximum)，可以反映出图象所利用的实际有效层厚(Effective SliceThickness)，进而了解纵向分辨率的情况。对于基于扩展了的高分辨率重建方法的双排及多排螺旋CT成象系统来说，为生成目标重建位置上的重建数据，CT成象系统首先利用两点线性插值方法，生成位于目标重建位置所对应的滤波宽度(filter width)范围内一些中间采样位置上的数据，然后再对这些中间采样位置上的数据进行加权，从而得到目标位置上的最终重建数据，请见2001年9月份东芝医学杂志，Y.Ogawa的“纵向分辨率-从单排螺旋CT到多排螺旋CT”(Y.Ogawa，“Helical Reconstruction-From Single-slice CT to Multislice CT，”ToshibaMedical Review，Sept.2001)。在生成某个中间采样位置上的数据时，两点线性插值方法所利用的数据，是位于此中间采样位置两边，距离此采样位置最近的实际接收数据。然而，由于这种多排螺旋CT成象系统，所利用的两点线性插值方法对应的层灵敏度响应曲线较宽，因此降低了纵向分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种双排或多排螺旋CT中的图象重建方法，基于扩展了的高分辨率重建方法，改进层灵敏度响应曲线，从而提高纵向分辨率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种双排或多排螺旋CT中的图象重建方法，其包括以下步骤a)对来自于探测器的原始数据进行校正；b)进行重建位置上的数据生成，对重建位置前后的采集数据进行纵向插值，近似出重建位置上的数据；c)进行重排过程，将扇束投影转化为平行投影；d)对重排后的数据进行滤波；e)对滤波后的数据进行反投影生成CT图象。所述的图象重建方法，其中，所述步骤b)中设置有为生成重建位置上的数据而对投影数据计算的第一权值和第二权值，以及综合该第一权值和第二权值的综合系数。所述的图象重建方法，其中，所述步骤b)还包括以下步骤b1)运用线性插值方法计算第一权值；b2)根据探测器数据所处的射线源旋转角度β，及射线源到此探测器连线与射线源到扇束旋转中心连线间的夹角α，计算出此探测器数据的第二权值；b3)根据探测器序号计算对第一及第二权值进行综合的系数；b4)计算探测器数据的最终插值权重。所述的图象重建方法，其中，所述步骤b1)中的第一权值计算方法为所述双排探测器中第一及第二排探测器位于重建位置z0时，所对应的旋转角度分别为β1及β2，其中β1＜β2，将重建平面上2π的方位角划分成两部分角度范围，设第一排探测器旋转角度为β1时，重建平面上所对应的方位角为0，由此该第二排探测器旋转角度为β2，重建平面上对应的方位角为β2-β1，为生成重建平面上0～β2-β1方位角范围内的重建数据，第一排与第二排探测器都利用β1到β2之间的数据，利用线性插值方法计算的第一排探测器的第一个权值为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双排或多排螺旋ＣＴ中的图象重建方法，其包括以下步骤：ａ）对来自于探测器的原始数据进行校正；ｂ）进行重建位置上的数据生成，对重建位置前后的采集数据进行纵向插值，近似出重建位置上的数据；ｃ）进行重排过程，将扇束投影转 化为平行投影；ｄ）对重排后的数据进行滤波；ｅ）对滤波后的数据进行反投影生成ＣＴ图象。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文武，陈思平，葛遗林，
申请(专利权)人：深圳安科高技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]