产生计算机断层造影照片的方法及计算机断层造影设备技术

本发明专利技术涉及一种采用ＣＴ设备产生计算机断层造影照片的方法，其中Ｘ射线管和相对设置的探测器（Ｄ）一起环形或螺旋形围绕ｚ轴运动并扫描一个对象（Ｂ），其中该Ｘ射线管具有一个跳跃的焦点（Ｆ），其具有两个或更多相对于Ｘ射线管的不同的跳跃焦点位置Ｐ（α，ｒ，ｚ），由所获得的探测器数据构成并列数据组并从中再现截面图像，并且在形成并列数据组时考虑各当前跳跃焦点（Ｆ）在径向上相对于Ｘ射线管的不同相对位置（＝跳跃焦点位置）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用CT设备产生计算机断层造影照片的方法和一种CT设备，其中X射线管和与其相对设置的探测器一起环形或螺旋形围绕z轴运动并扫描一个对象，其中该X射线管具有一个跳跃的焦点，其具有两个或更多相对于X射线管的不同跳跃焦点位置，由所获得的探测器数据形成并列数据组并从中再现截面图像。
技术介绍
在本申请人的专利文献US5625661、US6256369B1和技术文献DE29923967U1中公开了这样的计算机断层造影设备，其具有包含跳跃焦点的X射线管。在美国专利US5625661中展示了一种CT设备，其中焦点可以在z方向上跳跃到相对于X射线管的多个不同焦点位置上，从而根据该焦点位置的改变用相同的相对设置的多行探测器产生多个辐射路径，这些辐射路径改善了对检查对象的扫描。其中，跳跃焦点的焦点位置的平移只在z方向上进行，辐射过程在径向或方位方向上都保持不变。在专利文献US6256369B1中同样公开了一种具有跳跃焦点的CT设备，在此在图1中还示出X射线管，其跳跃焦点在xy平面上以离探测器恒定的距离、也就是垂直于系统轴运动。在此，不进行径向上的运动。最后，技术DE29923967U1展示了具有跳跃焦点的CT设备的不同变形，其中除了焦点在xy平面和在z方向上的平移之外还展示了在径向上的平移。所有这些文献虽然都展示了具有跳跃焦点的CT设备实施例的基本方法，但从这些现有技术中不能得出具体为了计算CT图像而应当如何使用对检查对象改善了的扫描，以及应当如何实施所需的数据采集和数据准备。
技术实现思路
因此本专利技术要解决的技术问题是提供一种用包含跳跃焦点的CT设备产生计算机断层造影照片的方法。本专利技术人已经了解，非常重要的是，在从一个探测器、尤其是CT中用跳跃焦点系统产生数据的多行探测器的探测器输出数据中形成并列数据组时要考虑到，根据相应的阳极几何形状及其设置，从该跳跃焦点到探测器会形成不同的距离，并且这些不同距离肯定会导致涉及计算并列数据组的实际辐射角θ的相应数值结果。由此本专利技术人建议，这样来改善公知的采用CT设备产生计算机断层造影照片的方法，在该方法中X射线管和相对设置的探测器一起环形或螺旋形围绕z轴运动并扫描一个对象，其中该X射线管具有一个跳跃的焦点，其包括两个或更多相对于X射线管的不同跳跃焦点位置，由所获得的探测器数据形成并列数据组并从中再现截面图像，即在形成并列数据组时考虑各当前跳跃焦点至少在径向上相对于X射线管的不同相对位置，也就是跳跃焦点位置。径向在此理解为一个具有圆柱坐标α、r和z的点P(α，r，z)的矢量r的方向，其中z对应于系统轴，α表示焦点的转动角，r表示z轴或系统轴的径向距离。优选的，在形成并列数据组时还考虑各当前跳跃焦点相对于X射线管在z方向上的不同相对位置。在本专利技术的方法中，在产生并列数据组时，优选在第一步骤中，分别根据跳跃焦点位置和探测器行方位帧重排(Rebinning)为相同的辐射角θ，其中将该跳跃焦点的实际半径r，也就是从所观察的探测器元件到当前跳跃焦点位置的距离用于计算辐射角θ，并利用相同Δθ-光栅插值数据组。也就是说，根据第一步骤，从全部由实际或虚拟插值的、具有预定辐射角θ的射线产生的探测器数据中收集数据组，并在没有数据时通过插值来产生数据组。为了确定射线的辐射角θ，考虑由于焦点在径向上关于X射线管的相对平移而形成的微小改变。对于辐射角θ，公式θ＝α+β成立，其中是α焦点的转动角，而β是扇形角。但在采集数据组时，用不同跳跃焦点位置不同“读取”的数据不混合在一起。也就是说，对于N个跳跃焦点位置，其当然在X射线管旋转时在空间上围绕检查对象移动，也会产生N个数据组。这就是说，基本上对于这N个跳跃焦点位置的每一个位置都进行一次单独的数据采集和数据准备。如果对同一位置对不同跳跃焦点位置进行多次读取，则根据本专利技术，还可以优选在第二步骤中套接来自这些焦点位置的、具有相同z坐标和相同辐射角θ的数据组，并组合和/或插值成新的具有致密等距Δθ-光栅的数据组。此外，在根据本专利技术的方法中，优选在该方法的第三步骤中，用所有跳跃焦点位置的数据组径向帧重排到相同和等距Δp光栅，其中p＝r·sinβ(r＝到z轴的距离，β＝扇形角)。为此，所出现的虽然根据其空间取向分类、但没有p方向上的共同光栅的数据组，现在根据预先给定的光栅分类，并且如果在所期望的光栅位置上没有射线，则通过插值相邻数据来产生。最后专利技术人建议，优选在第四步骤中，套接在z方向上具有不同跳跃焦点位置和相同辐射角θ的数据组，并插值为一个具有更小等距Δz光栅的数据组。也就是说，如果采用在z方向上具有不同跳跃焦点位置的X射线源，则可以采用在该方向上另外获取的过扫描，以进一步改善扫描，其中另外套接该数据组，并由此产生更小光栅的扫描。接着，将这样形成的数据组在其准备好用于计算截面图像之后引入公知的再现方法，例如AMPR(自适应多平面再现)或者SMPR(分段多平面再现)方法。这类计算方法总的来说是公知的，可参考德国专利申请DE10127269.3和DE10106398.9以及国际专利申请WO98/30980。根据本专利技术方法的特殊变形，也可以在开始的数据准备中不进行本方法的“第三步骤”，也就是帧重排到统一的Δp光栅，而是在再现方法中才考虑该帧重排。根据本专利技术，然后例如可以在二维插值方法中在z和p方向上进行等距的光栅化。或者，还可以这样修改“第三步骤”，即径向帧重排不是进行到统一的Δp光栅，而是对于每个在z方向上的不同跳跃焦点位置都帧重排到不同的光栅。为此，必要时可以在该步骤中减小插值代价，但在随后的再现中必须考虑不同的光栅化。这例如可以在z和p方向上的再现过程中通过二维插值来实现。优选的，为了扫描，跳跃焦点在方位方向上至少具有两个跳跃焦点位置，在z方向上至少具有两个跳跃焦点位置，其中特别有利的是，采用一个其每个跳跃焦点位置都具有不同方位坐标和z坐标的跳跃焦点。由此可以实现特别高的过扫描，其中可以通过没有附加信息的对准的辐射过程来基本上避免冗余测量。总之，通过上述方法，通过在以多行探测器对物体的CT扫描中以及在准备图像数据时采用跳跃焦点，使用改善了的过扫描，其中分辨率提高，并减少了诸如CT图像中的风车型结构的伪影。根据本专利技术的基本思想，专利技术人还建议一种计算机断层造影设备，具有X射线管，该X射线管和相对设置的多行探测器一起围绕z轴环形或螺旋形运动并扫描一个物体，其中该X射线管具有一个包括两个或更多相对于x射线管不同的跳跃焦点位置的跳跃焦点，以及用于在事先形成并列数据组的条件下从所获得的探测器数据中再现截面图像的装置，该设备包括可以在运行时实施根据本专利技术方法的装置。附图说明下面，借助附图和优选实施例详细描述本专利技术，其中要说明的是只示出对于直接理解本专利技术的重要元件。在此，采用以下附图标记az方向上的跳跃焦点位置，bz方向上的跳跃焦点位置，B检查对象；D探测器；F焦点；F1至F6焦点位置；p射线到z轴的距离；Q垂直于中央射线的平面；r焦点远离z轴的半径/距离；Sx射线；Sz中央射线；t时间步进；z系统轴；α转动角；β扇形角；射线与z轴的倾斜角；θ辐射角。具体示出图1示出所采用的几何形状；图2示出通过具有4个不同焦点位置的跳跃焦点形成的4个射线平面；图3示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用计算机断层造影设备产生计算机断层造影照片的方法，其中，Ｘ射线管和与其相对设置的探测器（Ｄ）一起环形或螺旋形地围绕ｚ轴运动并对对象（Ｂ）进行扫描，其中，该Ｘ射线管具有一个跳跃的焦点（Ｆ），其具有两个或更多相对于Ｘ射线管的不同跳跃焦点位置（Ｆ↓［１］－Ｆ↓［６］），由所获得的探测器数据构成并列数据组并从中再现截面图像，其特征在于，在构成并列数据组时考虑各当前跳跃焦点（Ｆ）在径向上相对于Ｘ射线管的不同相对位置（＝跳跃焦点位置）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特布鲁德，托马斯弗洛尔，卡尔斯蒂尔斯托弗，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[]