本公开涉及医学影像技术领域，公开了一种基于待测物体体表引导的CT成像系统、方法及其应用。基于待测物体体表引导的CT成像系统包括：射线源，产生用于透射成像的射线；探测器，用于接收透过待测物体的射线信号，并将该射线信号作为实测CT扫描数据；体表测量装置，用于采集待测物体表面信号，生成待测物体表面信息；数据处理与图形重建装置，用于对该实测CT扫描数据与该待测物体表面信息进行数据处理，实现图像的重建和修正。利用本公开，将待测物体三维或四维体表信息以先验知识形式加入到图像重建和修正过程，能够对超视野区域做针对性校正，解决了由于待测物体超出成像视野范围所造成的截断伪影问题。所造成的截断伪影问题。所造成的截断伪影问题。
【技术实现步骤摘要】
基于待测物体体表引导的CT成像系统、方法及其应用
[0001]本申请是分案申请，母案的申请号：202110391466.9，申请日：2021年4月13日，名称：基于待测物体体表引导的CT成像系统、方法及其应用。
[0002]本公开涉及医学影像
，涉及一种计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)成像系统及其应用，尤其是一种基于待测物体体表引导的CT成像系统、方法及其应用。
技术介绍
[0003]CT成像因其具有空间分辨率高等优点，在工、农业和医学等诸多领域具有广阔应用，已经在工业无损检测、人体医学诊断、口腔例如牙科检查、图像引导介入式治疗以及放射治疗等领域中已发挥着不可或缺的重要作用，相关成像理论与应用研究也不断深入。
[0004]CT成像中，受限于探测器尺寸与射线出射方向，成像视野范围(Field
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of
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View，FOV)有限。如图1所示，当待测物体实际范围超出成像视野范围时，会出现截断伪影(Truncation Artifacts)，在CT图像中的主要表现为视野外信息缺失、几何畸变、CT值失真等。
[0005]为了克服或消除截断伪影，现有采用的截断伪影校正方法均为算法估计类，通过图像分割的方式估算待测物体真实区域，通过反复图像重建和图像分割，渐进式达到抑制截断伪影的目的。上述算法估计类方法虽然对硬件没有额外要求，但是计算复杂度高，无法有效地解决或消除截断伪影的问题。
技术实现思路
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种基于待测物体体表引导的CT成像系统、方法及其应用，以至少部分解决由于待测物体超出成像视野范围所造成的截断伪影问题。
[0008](二)技术方案
[0009]本公开的一方面，提供了一种基于待测物体体表引导的CT成像系统，包括：射线源，产生用于透射成像的射线；探测器，用于接收透过待测物体的射线信号，并将该射线信号作为实测CT扫描数据；体表测量装置，用于采集待测物体表面信号，生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息；数据处理与图形重建装置，用于对该实测CT扫描数据与该待测物体表面信息进行数据处理，实现图像的重建和修正；其中，所述数据处理与图形重建装置对该实测CT扫描数据与该待测物体表面信息进行数据处理，实现图像的重建和修正，包括：数据处理与图形重建装置基于该实测CT扫描数据，重建待测物体图像；数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正，得到修正后的重建图像；所述数据处理与图形重建装置基于该待测物体
的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正的步骤中，该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以先验知识的形式迭代式地加入到后续图像修正过程，具体包括：该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以掩模或边界条件形式对图像空间做划分或加权，超出体表区域认为没有物体存在，赋0值或低权重；未超出体表内区域认为有物体存在，赋指定数值或高权重；然后将图像空间做正投影计算修正后的CT扫描数据，计算修正CT扫描数据与实测CT扫描数据之间的差值，再将该差值做图像重建反馈回图像空间，完成一次图像修正；如此迭代多次，直至达到预设的收敛条件。
[0010]根据本公开的实施例，所述体表测量装置是固定或可移动地设置于待测物体的单侧或多侧。
[0011]根据本公开的实施例，所述体表测量装置采集待测物体表面信号，生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息，包括：所述体表测量装置采用立体视觉技术采集待测物体表面信号，并基于该待测物体表面信号生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息。
[0012]根据本公开的实施例，所述立体视觉技术采用光学摄像头、飞行时间相机、激光测距仪、结构光相机、红外测距相机、射频测距传感器中的至少一种器件实现。
[0013]根据本公开的实施例，所述数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正，包括：数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息，对重建的待测物体图像进行分割、赋值及加权处理；数据处理与图形重建装置基于分割、赋值及加权处理后的待测物体图像生成待测物体的修正CT扫描数据，并计算该修正CT扫描数据与基于探测器接收的射线信号得到的实测CT扫描数据之间的差值；数据处理与图形重建装置根据该修正CT扫描数据与该实测CT扫描数据之间的差值，对重建的待测物体图像进行修正。
[0014]本公开的另一方面，提供了一种基于待测物体体表引导的CT成像方法，采用上述的基于待测物体体表引导的CT成像系统，包括：自射线源发出的射线透过待测物体被探测器接收后作为实测CT扫描数据，数据处理与图形重建装置基于该实测CT扫描数据重建待测物体图像；体表测量装置采集待测物体表面信号，生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息；数据处理与图形重建装置利用该待测物体表面信息对基于实测CT扫描数据重建的待测物体图像进行修正，得到修正后的重建图像。
[0015]根据本公开的实施例，所述数据处理与图形重建装置利用该待测物体表面信息对基于实测CT扫描数据重建的待测物体图像进行修正，得到修正后的重建图像，包括：数据处理与图形重建装置利用该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息，对重建的待测物体图像进行分割、赋值及加权处理；数据处理与图形重建装置基于分割、赋值及加权处理后的待测物体图像生成待测物体的修正CT扫描数据，并计算该修正CT扫描数据与基于探测器接收的射线信号得到的实测CT扫描数据之间的差值；数据处理与图形重建装置根据该修正CT扫描数据与该实测CT扫描数据之间的差值，对重建的待测物体图像进行修正，得到修正后的重建图像。
[0016]根据本公开的实施例，所述数据处理与图形重建装置利用该待测物体表面信息对基于实测CT扫描数据重建的待测物体图像进行修正的步骤中，该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以先验知识的形式迭代式地加入到后续图像修正过程。
[0017]根据本公开的实施例，所述待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以先验知识的形式迭代式地加入到后续图像修正过程，包括：该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以掩模或边界条件形式对图像空间做划分或加权，超出体表区域认为没有物体存在，赋0值或低权重；未超出体表内区域认为有物体存在，赋指定数值或高权重；然后将图像空间做正投影计算修正后的CT扫描数据，计算修正CT扫描数据与实测CT扫描数据之间的差值，再将该差值做图像重建反馈回图像空间，完成一次图像修正；如此迭代多次，直至达到预设的收敛条件。
[0018]本公开的再一方面，提供了一种基于待测物体体表引导的CT成像系统在CT成像领域的应用。
[0019]根据本公开的实施例，所述的基于待测物体体表引导的CT成像系统应用于工业CT、医学诊断CT、口腔C本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于待测物体体表引导的CT成像系统，其特征在于，包括：射线源，产生用于透射成像的射线；探测器，用于接收透过待测物体的射线信号，并将该射线信号作为实测CT扫描数据；体表测量装置，用于采集待测物体表面信号，生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息；数据处理与图形重建装置，用于对该实测CT扫描数据与该待测物体表面信息进行数据处理，实现图像的重建和修正；其中，所述数据处理与图形重建装置对该实测CT扫描数据与该待测物体表面信息进行数据处理，实现图像的重建和修正，包括：数据处理与图形重建装置基于该实测CT扫描数据，重建待测物体图像；数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正，得到修正后的重建图像；所述数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正的步骤中，该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以先验知识的形式迭代式地加入到后续图像修正过程，具体包括：该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息以掩模或边界条件形式对图像空间做划分或加权，超出体表区域认为没有物体存在，赋0值或低权重；未超出体表内区域认为有物体存在，赋指定数值或高权重；然后将图像空间做正投影计算修正后的CT扫描数据，计算修正CT扫描数据与实测CT扫描数据之间的差值，再将该差值做图像重建反馈回图像空间，完成一次图像修正；如此迭代多次，直至达到预设的收敛条件。2.根据权利要求1所述的基于待测物体体表引导的CT成像系统，其特征在于，所述体表测量装置是固定或可移动地设置于待测物体的单侧或多侧。3.根据权利要求1所述的基于待测物体体表引导的CT成像系统，其特征在于，所述体表测量装置采集待测物体表面信号，生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息，包括：所述体表测量装置采用立体视觉技术采集待测物体表面信号，并基于该待测物体表面信号生成待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息。4.根据权利要求3所述的基于待测物体体表引导的CT成像系统，其特征在于，所述立体视觉技术采用光学摄像头、飞行时间相机、激光测距仪、结构光相机、红外测距相机、射频测距传感器中的至少一种器件实现。5.根据权利要求1所述的基于待测物体体表引导的CT成像系统，其特征在于，所述数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息对重建的待测物体图像进行修正，包括：数据处理与图形重建装置基于该待测物体的部分或全部体表三维或四维位置信息，对重建的待测物体图像进行分割、赋值及加权处理；数据处理与图形重建装置基于分割、赋值及加权处理后的待测物体图像生成待测物体的修正CT扫描数据，并计算该修正CT扫描数据与基于探测器接收的射...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜乙，周舜，岳海振，王若曦，胡俏俏，刘卓伦，张健，彭亚辉，吴昊，
申请(专利权)人：北京肿瘤医院北京大学肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：
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