在利用仅覆盖一半视场的减小尺寸的检测器的计算机X-射线断层成像系统中应用的方法和装置制造方法及图纸

一种ＣＴ系统，具有相对于ＩＳＯ中心移动了其宽度的一半的检测器，产生投影视图Ｖａ（２１），从反方向中估计或从正向投影中估计Ｖｂ（２２）。应用平滑步骤（２３，２４）和加权步骤（２５）来消除在Ｖａ和Ｖｂ之间的差。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求分别以在1999年4月15日和1999年11月19日申请的申请号为No.60/129,398和60/166,500的临时申请的申请日为优先权，在此以引用的方式将它们全部结合在本申请中。本专利技术涉及一种应用在体积型计算机X-射线断层成像(VCT)系统中应用的方法和装置，该系统应用一种尺寸减小的面积检测器，这种面积检测器仅覆盖一半的视场，由此降低这种面积检测器的尺寸和成本但不增加或基本不增加假象。计算机X-射线断层成像(CT)是这样的一种技术一般包含对患者进行X-射线辐射、采集患者的部分身体的数字X-射线投影数据以及处理和背式投影数字X-射线投影数据以产生图象，然后将该图象显示在CT系统的监视器上。CT系统通常包括台架、工作台、X-射线管、X-射线检测器阵列、计算机和显示检测器。计算机给台架的控制器发送指令以使台架使X-射线管和/或检测器阵列以特定的转速转动。在第三代CT系统中，在检测器阵列和X-射线管部分地包括的台架和患者的身体之间产生相对转动。由于产生这种相对转动，计算机控制通过X-射线管和检测器阵列执行的数据采集过程以采集数字X-射线照相。然后计算机进行处理并通过执行重构算法背向投影数字X-射线照相数据，并在显示监视器上显示所重构的CT图像。如今所应用的许多CT系统都利用在台架中的单行检测器，这种单行的检测器通常称为检测器元件的线性阵列。更先进的CT系统应用两至四个线性检测器阵列以构成多行检测器。虽然这两者检测器结构都可以用于螺旋扫描方案，但是由于通过增加检测器阵列的螺旋间距多行检测器能够在更少的时间中扫描患者特定的轴线区域，所以它有利于患者扫描。螺旋间距通常定义为在台架旋转一圈中支撑患者的工作台的位移与检测器间距之比。例如，一个螺旋间距是指在CT系统的CT台架的旋转一圈中将患者工作台移动等于检测器间距的量。通常，线性检测器或多行检测器阵列覆盖由X-射线源发射的X-射线扇形束的整个视场。换句话说，通过检测器阵列吸收穿过或照射所扫描的对象的面积的X-射线，该对象可能是或不是患者。在CT成像系统中，比较理想的是并且在某些情况下也是必需的是减小检测器阵列的尺寸。例如，在新近发展的CT技术中应用包括许多行线性检测器阵列的面积检测器阵列进行CT数据采集。当前，仍然还没有能够覆盖整个成像的视场或患者范围的检测器面板。此外，一些应用线性检测器阵列的系统支持对于所扫描的患者的很大的视场。理想的是在这种情况下也减小检测器阵列的大小和成本。用于克服这些局限性的一种方法是将更小的检测器阵列平移其宽度的一半。例如，假设为覆盖患者的所需的视场的检测器阵列的最初的尺寸应该是80厘米。可以应用等于最初检测器的宽度一半的更小的检测器，即在这种情况为40厘米。这种检测器偏移它的一半的宽度(在这种情况为20厘米)以使它大致覆盖CT成像系统的视场的一半。在本实例中，通过宽度等于它的最初宽度值的一半的检测器获得了在患者上的相同的视场。还能够增加具有固定宽度的检测器的系统的视场。通常，CT成像系统的中心旋转的投影与检测器面板的中心对准。在CT成像中的旋转中心是X-射线源和检测器阵列绕其旋转的点的物理位置。然而，通过使检测器相对于它的原始位置偏移它的一半宽度能够增加这种系统的视场(FOV)。虽然检测器仍然测量穿过成像系统的物理旋转中心(即，在ISO)的X-射线的投影数据，但是成像系统的旋转中心的投影是在已经平移的线性或多行检测器的边沿附近。这种结构反过来又有效地使原始成像系统结构的视场加倍，这就能够较大地增加成像系统的视场。将检测器移动它的一半宽度的系统结构通常称为半检测器移动。在扇形束CT系统中，在该CT系统中的X射线源是辐射具有孔径张角的X-射线的点，该具有孔径张角的X-射线仅辐射检测器面板并类似于扇形，需要采集CT台架的整个旋转的一部分旋转的投影数据。具体地说，需要在台架绕患者旋转180°加上该扇形角的角度区的同时采集投影数据。在再一次测量中，扇形角X-射线的孔径张角的度量，具有该孔径张角的X-射线仅辐射在成像系统的轴向平面中的检测器阵列。可以清楚地看到，由于不需要在台架绕患者旋转的整个360°的过程中测量投影，一些投影数据必定是冗余的。在CT系统的半检测器移动结构中，在台架的整个360°旋转中采集数据。在每个视角或台架上，仅测量一半的投影数据。应用来自台架的其它视图的数据来完成在给定的视角上的投影数据。在本领域中完成这种处理的方法是公知的。然而，当将所测量的覆盖成像系统的视场的一半的投影数据与从其它的台架的视图中产生的数据相结合时，所得到的投影数据并不能与投影数据的中心附近相匹配。如果没有降低或消除这些不匹配的话，它将在所重构的图像中产生不希望的假象。当前应用减小由在视场中的投影数据的不连续性引起的假象的一种技术是利用加权函数来平滑在过渡区中的数据的不连续性。这种技术要求检测器具有额外的检测器元件，这些额外的检测器元件延伸通过成像系统的旋转中心在检测器上的投影。由于台架绕患者旋转360°，在两方向上稍稍移动延伸通过旋转中心在检测器上的投影的检测器面板区称为过渡区。实际的数据是通过检测器在一半过渡区中测量的，以及从台架的可替换视图中产生第二半过渡区中的数据。对在过渡区中的数据乘以用于平滑不连续性的加权系数。通常，较大的过渡区产生更好的图像质量，但是由于这种系统的结构的视场梢小于比应用半检测器移动结构所产生的视场，所以它还导致了更高的系统成本。需要改善对所测量的数据和在过渡区内所产生的数据的完整性，以便能够实现检测器阵列的完整视场。在应用半检测器移动结构的体积型CT系统中，在成像系统的一半视场中测量投影数据，同时另一半投影照相数据必需从反向的射线中产生。不幸的是，如果检测器是它的最初的宽度的两倍并且没有偏移，则在CT台架的其它的投影角上测量的投影数据与已经测量的射线方向不具有相同的方向。因此，人们需要一种VCT系统，这种VCT系统应用在半检测器移动结构中的面积检测器并实现其优点，由此克服前述的困难。一种获得对象的投影数据的计算机X-射线断层成像(CT)系统，包括X-射线源和检测器。检测器相对于中心位置移动它的宽度的一半，该中心位置对应于CT系统的旋转中心在检测器上的投影。依据本专利技术的方法，对于每个投影视图，检测器元件值Va选择最靠近CT系统的ISO中心的检测器元件。然后，对于所选择的检测器元件，检测器元件值Vb是从相同方向的正向投影或相反的方向中估计的。然后选择能够消除Va和Vb之差的平滑函数。然后应用该平滑函数来消除a和Vb之差。然后在将真实的投影数据和所估计的投影数据结合时应用加权函数来消除幅值差以产生平滑的过渡区。附附图说明图1所示为本专利技术的CT系统方块图。附图2所示为依据本专利技术的方法应用的检测器偏移。附图3所示为依据优选的实施例说明本专利技术的方法的方块图。在描述本专利技术的方法和装置之前，参考附图1总体上讨论一下本专利技术的VCT系统。附图1所示为适合于实施本专利技术的方法和装置的体积型CT扫描系统的方块图。虽然可以理解的是本专利技术并不限于对任何特定对象的成像，但仍然结合体积型CT扫描系统在重构患者的解剖学特征的图像的应用中进行讨论。正如本领域的熟练技术人员将理解的是，本专利技术还可以用于工业过程。此外，本专利技术并不限于医用CT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得对象的投影数据的体积型计算机Ｘ－射线断层成像（ＶＣＴ）系统，该ＶＣＴ系统包括： Ｘ－射线源，该Ｘ－射线源对对象投影Ｘ－射线； 检测器，该检测器相对于与ＣＴ系统的旋转中心在检测器上的投影相对应的中心位置移动了其宽度的一半，该检测器接收从Ｘ－射线源投影的Ｘ－射线并产生响应辐照在其上的Ｘ－射线的电信号； 从检测器读取电信号并将该电信号转换为数字信号的数据采集系统；以及 能够执行重构算法的计算机，该计算机从数据采集系统部分接收电信号，其中当计算机运行数据采集部分以处理所说的数字信号时，计算机重构图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WT林，IN阿马德，PM埃迪克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]