一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法及装置，控制方法包括控制高压发生器启动连续曝光模式，平板探测器启动连续透视模式；同步获取平板探测器含时间戳的透视影像数据和CT旋转机构含时间戳的角度数据；根据透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像。本发明专利技术采用高压发生器连续曝光和平板探测器连续透视采图的方式，同步采集相对密集的时间角度序列，其锥束CT重建算法以行为单位进行预处理和反投影重建，去除了脉冲曝光需要的同步控制逻辑，可减少或消除锥束CT透视图帧间隔，提升锥束CT整体采集效率，降低了系统复杂度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及锥束CT成像
，具体的涉及一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法及装置。

技术介绍

[0002]锥束CT是根据CT原理近似的投影模型，由围绕对象拍摄的一系列透视影像重建获得该对象三维影像的技术。该技术广泛应用于医学检查和工业无损检测中。
[0003]锥束CT整体工作流程分为采集和重建两部分。采集部分包括旋转机构的角度采集、X线曝光和透视影像的采集。现有锥束CT系统中一般采用X线脉冲曝光和平板探测器外触发透视采图模式，其中每一帧透视影像均等待一次脉冲曝光过程结束再读取，并传给影像重建子系统。这是因为X线脉冲曝光到形成对应像素的电信号的过程涉及X线脉冲曝光过程中薄膜晶体管中储存电荷的累积和读出两个过程，这两个过程均需要一定的时间，其中电荷累积过程对应上一次读出到下一次读出之间该像素接收到的X线剂量，如果在曝光过程中读取电荷，不采取特殊的控制、重建流程，将导致采集到影像的不同行之间读出的X线感光电荷量存在角度偏差，该角度偏差即在读不同行的时间差内旋转机构旋转的角度差。
[0004]为此，现有锥束CT控制系统需要同步高压发生器的脉冲曝光时序与平板探测器的采图时序，参见图2所示，高压发生器每次的曝光时间为t1
’
，与之相应的平板探测器读取透视影像的时间为t3
’
,锥束CT控制器读取到平板探测器读取结束信号之后，控制所述高压发生器开始下一次曝光。因此，锥束CT控制器接收到读取结束信号到向高压发生器发送开始曝光信号期间，以及接收高压发生器的曝光结束信号到向平板探测器发送开始读取信号期间需要同步处理。在这样的曝光采图流程下，保证了每一帧透视图像对应的曝光角度统一，因此现有锥束CT的重建算法以一帧透视图为单位进行图像的预处理与反投影重建，以获得整体的锥束CT影像；但是由于每一次高压发生器曝光结束至平板探测器开始读取信号阶段，以及每一次平板探测器读取信号结束至高压发生器开始下一次曝光阶段均需要进行同步，锥束CT控制器在进行同步处理期间会产生一定的时延t2
’
，在时延t2
’
内锥束CT处于暂停状态，因此会产生锥束CT透视影像帧间隔，导致锥束CT照射过程中出现无效时间，降低锥束CT整体采集效率。而且锥束CT的控制逻辑相对复杂，增加了系统复杂度。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术专利。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法及装置，解决了脉冲曝光需要的同步控制逻辑导致的时延问题，在不增加受照者剂量的前提下可减少或消除锥束CT透视图帧间隔，提升锥束CT整体采集效率，降低了系统复杂度。具体地，采用了如下技术方案：
[0007]一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，包括
[0008]控制高压发生器启动连续曝光模式，平板探测器启动连续透视模式；
[0009]同步获取平板探测器含时间戳的透视影像数据和CT旋转机构含时间戳的角度数据；
[0010]根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像。
[0011]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法中，所述获取平板探测器含时间戳的透视影像数据包括：采集高速锥束CT运行过程中平板探测器的透视影像行序列[(L1,t1),(L1,t2),
…
,(L1,t
M1
)]、[(L2,t1),(L2,t2),
…
,(L2,t
M2
)]、
…
、[(L
n
,t1),(L
n
,t2),
…
,(L
n
,t
Mn
)]；
[0012]所述获取CT旋转机构含时间戳的角度数据包括：以比平板探测器透视采集频率高的角度采集频率采集CT旋转机构的角度序列[(A1,t1),(A2,t2),
…
,(A
N
,t
N
)]。
[0013]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法中，所述根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像包括：
[0014]基于透视影像行序列逐行确定各行的时间戳区间；
[0015]根据各行的时间戳区间，在所述CT旋转机构的角度序列中获取各行对应的角度区间，得到透视影像数据的各行积分角度；
[0016]针对透视影像行序列以行为单位，基于各行的积分角度进行反投影算法处理，逐行重建得到锥束CT影像。
[0017]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法中，所述获取平板探测器含时间戳的透视影像数据包括：采集高速锥束CT运行过程中平板探测器的透视影像帧序列[(P1,t1),(P2,t2),
…
,(P
M
,t
M
)]；
[0018]所述获取CT旋转机构含时间戳的角度数据包括：以比平板探测器透视采集频率高的角度采集频率采集CT旋转机构的角度序列[(A1,t1),(A2,t2),
…
,(A
N
,t
N
)]。
[0019]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法中，所述根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像包括：
[0020]对于所述透视影像帧序列中的一帧透视图P
i
，根据前一帧和当前帧透视图的时间戳(t
i
‑1,t
i
)和透视图的读出时长T
readout
，插值获得透视图P
i
第l行前一帧的读图时间和当前帧读图时间
[0021]从含时间戳的角度序列插值获得对应的角度和对应的角度则角度区间为第l行的积分角度区间；
[0022]针对透视影像行序列以行为单位，基于各行的积分角度进行反投影算法处理，逐行重建得到锥束CT影像。
[0023]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法中，插值获得透视图P
i
第l行前一帧的读图时间和当前帧读图时间
[0024]作为本专利技术的可选实施方式，本专利技术的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，包括：针对所述获取平板探测器含时间戳的透视影像数据进行预处理，将透视影像数据中前N帧的透视影像舍弃，或者将最初时间区间T内的透视影像舍弃，所述的N、T为设定值，N、T通过实际测试获得。
[0025]本专利技术同时提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，其特征在于，包括：控制高压发生器启动连续曝光模式，平板探测器启动连续透视模式；同步获取平板探测器含时间戳的透视影像数据和CT旋转机构含时间戳的角度数据；根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像。2.根据权利要求1所述的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，其特征在于，所述获取平板探测器含时间戳的透视影像数据包括：采集高速锥束CT运行过程中平板探测器的透视影像行序列[(L1，t1)，(L1，t2)，...，(L1，t
M1
)]、[(L2，t1)，(L2，t2)，...，(L2，t
M2
)]、....、[(L
n
，t1)，(L
n
，t2)，...，(L
n
，t
Mn
)]；所述获取CT旋转机构含时间戳的角度数据包括：以比平板探测器透视采集频率高的角度采集频率采集CT旋转机构的角度序列[(A1，t1)，(A2，t2)，...，(A
N
，t
N
)]。3.根据权利要求2所述的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，其特征在于，所述根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的积分角度区间，针对各行的积分角度区间对应的透视影像数据进行反投影算法处理，重建得到锥束CT影像包括：基于透视影像行序列逐行确定各行的时间戳区间；根据各行的时间戳区间，在所述CT旋转机构的角度序列中获取各行对应的角度区间，得到透视影像数据的各行积分角度；针对透视影像行序列以行为单位，基于各行的积分角度进行反投影算法处理，逐行重建得到锥束CT影像。4.根据权利要求1所述的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，其特征在于，所述获取平板探测器含时间戳的透视影像数据包括：采集高速锥束CT运行过程中平板探测器的透视影像帧序列[(P1，t1)，(P2，t2)，...，(P
M
，t
M
)]；所述获取CT旋转机构含时间戳的角度数据包括：以比平板探测器透视采集频率高的角度采集频率采集CT旋转机构的角度序列[(A1，t1)，(A2，t2)，...，(A
N
，t
N
)]。5.根据权利要求4所述的一种连续角度跟踪的高速锥束CT控制方法，其特征在于，所述根据所述透视影像数据和角度数据逐行确定各行的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：中科超精南京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：