锥束ＣＴ扫描成像方法及系统技术方案

一种锥束ＣＴ扫描成像方法，包括以下步骤：平移探测器，使成像视场覆盖被扫描物体至少一半的部分；对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列集；根据所述投影图像序列集进行图像重建。上述锥束ＣＴ扫描成像的方法及系统中平移探测器，在硬件环境不变的情况下，将成像视场扩大为原来的多倍，且不需要进行复杂的调整及额外的数据处理，操作过程简便，不会降低重建图像的空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
锥束CT扫描成像方法及系统
本专利技术涉及CT技术，特别是涉及一种锥束CT扫描成像方法及系统。
技术介绍
在CT (computed tomograph,电子计算机X射线断层扫描技术)检测中，锥束CT具 备了扫描方式简单、扫描时间短、射线利用率高、空间分辨率高等诸多优点。然而，传统的面 阵探测器尺寸较小，使得锥束CT扫描过程中由于受到探测器尺寸的限制，导致了成像视场 窄，难以对大物件进行三维CT成像。而传统的锥束CT图像重建方法要扩大成像视场，都需要引入投影数据的重排，但 是投影数据重排所进行的插值计算不但增加了庞大的计算量，还降低了重建图像的空间分 辨率，也难以对大物件进行三维CT成像。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种不增加计算量的情况下能够扩大视场的锥束CT扫描成 像方法。此外，还有必要提供一种可扩大视场的锥束CT扫描成像系统。一种锥束CT扫描成像方法，包括以下步骤平移探测器，使成像视场覆盖被扫描 物体至少一半的部分；对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列集；根据所述投影图像 序列集进行图像重建。优选地，所述平移探测器的平移方向为垂直主射线方向或垂直主射线的转轴方 向。优选地，所述平移探测器的步骤为获取探测器宽度；根据所述探测器宽度设定 平移距离，并根据所述平移距离沿垂直主射线方向移动所述探测器，所述平移距离为探测 器宽度的一半至5倍的距离。优选地，所述平移探测器的步骤为获取探测器高度；根据所述探测器高度设定 平移距离，并根据所述平移距离沿垂直主射线的转轴方向移动所述探测器，所述平移距离 为探测器高度的一半至探测器高度的距离。优选地，所述对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列集的步骤为根据所述被 扫描物体设定扫描参数；分别采集暗场图像及亮场图像，并通过求和平均得到平均暗场图 像和平均亮场图像；测量处于成像视场中的被扫描物体旋转中心到射线源的距离以及射线 源到探测器的距离；对所述被扫描物体进行等角度间隔圆周扫描，得到投影图像序列集。优选地，所述对所述被扫描物体进行等角度间隔圆周扫描，得到投影图像序列集 的步骤之前还包括检查转台闭合性，使所述转台在转动一周后回到起始位置。一种锥束CT扫描成像系统，至少包括平移模块，用于平移探测器，使成像视场覆 盖被扫描物体至少一半的部分；采集模块，用于对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列 集；重建模块，用于根据所述投影图像重建。优选地，所述平移模块的平移方向为垂直主射线方向或垂直主射线的转轴方向。优选地，所述平移模块获取探测器宽度，根据所述探测器宽度设定平移距离，并根 据所述平移距离沿垂直主射线方向移动所述探测器，所述平移距离为探测器宽度的一半至 5倍的距离。优选地，所述平移模块还用于获取探测器高度，根据所述探测器高度设定平移距 离，并根据所述平移距离沿垂直主射线的转轴方向移动所述探测器，所述平移距离为探测 器高度的一半至探测器高度的距离。优选地，所述采集模块包括设置单元，用于根据所述被扫描物体设定扫描参数； 预处理单元，用于分别采集暗场图像和亮场图像，并通过求和平均得到平均暗场图像和平 均亮场图像；测量单元，用于测量处于成像视场中的被扫描物体旋转中心到射线源的距离 以及射线源到探测器的距离；扫描单元，用于对所述被扫描物体进行等角度间隔圆周扫描， 得到投影图像序列集。优选地，所述采集模块还包括检查单元，用于检查转台闭合性，使所述转台在转 动一周后回到起始位置。上述锥束CT扫描成像的方法及系统中平移探测器，在硬件环境不变的情况下，将 成像视场扩大为原来的多倍，且不需要进行复杂的调整及额外的数据处理，操作过程简便， 不会降低重建图像的空间分辨率。附图说明图1为一个实施例中锥束CT扫描成像方法的流程图；图2为一个实施例中平移探测器的示意图；图3为另一个实施例中平移探测器的示意图；图4为一个实施例中对被扫描物体进行扫描的流程图；图5为一个实施例中锥束CT扫描成像系统的详细模块图；图6为一个实施例中采集模块的示意图。具体实施方式图1示出了一个实施例中锥束CT扫描成像的方法流程，包括以下步骤在步骤SlO中，平移探测器，使成像视场覆盖被扫描物体至少一半的部分。本实施 例中，平移方向为垂直主射线方向或垂直主射线的转轴方向。在一个实施例中，平移探测器的过程具体是获取探测器宽度，根据所述探测器宽 度设定平移距离，并根据平移距离沿垂直主射线方向移动探测器，平移距离为探测器宽度 的一半至5倍的距离，也可以进行多次平移，这样可以把成像视场范围扩大更多。在另一个实施例中，若平移方向为垂直主射线的转轴方向，则平移探测器的过程 为获取探测器宽度，根据探测器宽度设定平移距离，并根据平移距离沿垂直主射线方向移 动探测器，该平移距离为探测器宽度的一半至5倍的距离。为弥补扫描所获得的数据存在缺失的问题，以保证后续图像重建过程的需要，需 要根据被扫描物体的尺寸，保证成像视场覆盖被扫描物体至少一半的部分。如图2所示，当 探测器平移其宽度一半的距离后，成像视场可覆盖被扫描物体的一半。如图3所示进行的3次平移探测器保证扫描得到的数据的完整性。在步骤S20中，对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列集。本实施例中，对置 于转台中的被扫描物体进行扫描，以完成数据采集的过程，为后续的图像重建提供数据。如图4所示，在一个具体的实施例中，对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列 集的步骤为在步骤S201中，根据被扫描物体设定扫描参数。本实施例中，根据被扫描物体的 性质来设定扫描参数，被扫描物体的性质可以是尺寸大小、密度、组成元素等物理性质，例 如，被扫描物体可以金属工件、人体、昆虫、动物、植物、电路板等不同性质的物体。因此对 于不同的被扫描物体，需要设定不同的扫描参数，扫描参数包括投影放大比、探测器的数据 采集方式、射线源的电压以及功率等，并且所有的扫描参数在后续的数据采集过程中保持 不变。例如，如果被扫描物体是老鼠，则设定投影放大比为1 1，探测器的数据采集方式 为连续，射线源的电压为80kv，功率为15w ；如果被扫描物体是蚂蚁，则设定投影放大比为 1 10，探测器的数据采集方式为连续，射线源的电压为20kv，功率为10w。在步骤S202中，分别采集暗场图像及亮场图像，并通过求和平均得到平均暗场图 像和平均亮场图像。本实施例中，成像视场中不放置被扫描物体，不打开光源获取若干幅暗 场图像，例如可采集5 10幅暗场图像，对暗场图像按照对应像素灰度值叠加求和并取平 均得到平均暗场图像。打开光源采集若干幅亮场图像，并对亮场图像按照像素灰度叠加求 和并取平均得到平均亮场图像，通过暗场图像及亮场图像有效地降低了重建图像中噪声的 影响。在步骤S203中，测量处于成像视场中的被扫描物体旋转中心到射线源的距离以 及射线源到探测器的距离。本实施例中，将被扫描物体置于成像视场中，测量由被扫描物体 的放置中心到射线源的距离以及射线源到探测器的距离，以便于进行图像重建。在步骤S204中，对被扫描物体进行等角度间隔圆周扫描，得到投影图像序列集。 本实施例中，对被扫描物体进行等角度间隔扫描的步骤为将转台连续等角度间隔地转动 一周，并在每一次转动后对被扫描物体进行扫描。例如，等角度间隔扫描的过程可以是将 被扫描物体置于转台上，连续转动36本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锥束ＣＴ扫描成像方法，包括以下步骤：平移探测器，使成像视场覆盖被扫描物体至少一半的部分；对被扫描物体进行扫描，得到投影图像序列集；根据所述投影图像序列集进行图像重建。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡战利，夏丹，邹晶，桂建保，戎军艳，张其阳，郑海荣，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]