本发明专利技术提供一种实现新的条状伪影减小方法的X射线计算机断层摄像装置和X射线计算机断层摄像装置的动作方法。X射线计算机断层摄像装置通过使用照射锥形的Ｘ射线的Ｘ射线管和在列方向上配置有多列由多个检测元件构成的检测元件列的检测器执行螺旋扫描，取得实测数据，在列方向上对实测数据进行上采样以便使用规定的检测元件列附近处的被减小的采样间隔来获得插补数据，基于规定的锥束加权函数来决定与实测数据和插补数据各自有关的权重系数，通过执行使用了权重系数、实测数据、插补数据的图像重建来生成条状伪影被减小的重建图像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术概括地涉及图像处理及系统，更具体地涉及螺旋锥束计算机断层撮影(CT)中条状伪影的大幅减小。
技术介绍
冗长数据的加权是在计算机断层撮影(CT)中根据螺旋锥束数据重建图像的重要步骤之一。该加权对包括重建的精度、运动伪影的感知性、以及噪声的各方面产生影响。在现有技术中，为了减小锥束伪影、提高检测器的利用率、减小图像噪声，在具有大锥角的螺旋CT中使用锥束加权(CBW :cone beam weighting)。在现有技术的方法中，通常考虑视点范围小于一转的I 一 PI重建的情况。但是，在临床现场中最有用的螺旋CT对各切片使用一转和两转之间的重建视点范围。UCBW等CBW加权函数可以用若干方法实施。一般而言，无论实施方式如何，条状伪影在转数为一转以上时都是由图像面附近的Z位置处的CBW函数的异常点引起的。具体而言，在图像面投影到检测器列的极小的一部分上时，非线性的uCBW并不能针对所有的图像像素被正确地决定。换言之，加权函数一般小于检测器的尺寸。因此，CBW加权的误差作为条状伪影出现。
技术实现思路
考虑到现有技术的上述的和其他的问题，为了提高螺旋锥束CT的画质，现今仍需要良好的条状伪影减小方法。本专利技术的目的是提供实现新的条状伪影减小方法的X射线计算机断层摄像装置及X射线计算机断层摄像装置的动作方法。本实施方式涉及的 X射线计算机断层摄像装置包括摄像单元，通过使用X射线管和检测器执行螺旋扫描来取得实测数据，所述X射线管照射锥形的X射线，所述检测器在列方向上排列有多列由多个检测元件构成的检测元件列；上采样单元，在所述列方向上对所述实测数据进行上采样，以便使用在规定的检测元件列附近处的被减小的采样间隔来获得插补数据；决定单元，基于规定的锥束加权函数，决定与所述实测数据和所述插补数据各自有关的权重系数；以及重建单元，通过执行使用了所述权重系数、所述实测数据、所述插补数据的图像重建，来生成条状伪影被减小的重建图像。附图说明图1是示出本实施方式的用于大幅减小条状伪影的多层X射线CT装置或扫描仪的一个实施方式的图。图2是示出通过本实施方式大幅减小条状伪影的理由的一个形式的图。图3 (a)、( b )、( c )是示出多层X射线CT装置的一个实施方式中区段和一个加权函数之间的关系的图。图4是示出用于通过本实施方式大幅减小条状伪影的特定解决方案的图。图5A是示出本实施方式中与条状伪影减小处理有关的总体的且构成核心的步骤的流程图。图5B是示出用于在本实施方式的条状伪影减小处理中进行上采样的选定步骤的流程图。图5C是示出与本实施方式的一个示例性条状伪影减小处理有关的整体步骤的流程图。图是示出与本实施方式的另一示例性条状伪影减小处理有关的整体步骤的流程图。图6 (a) (d)是示出用于通过本实施方式大幅减小条状伪影的上采样的特定形式的图。图7A是示出本实施方式的一个比较例中条状伪影大幅减小的效果的图。图7B是示出本实施方式的一个比较例中条状伪影大幅减小的效果的图。图8A是示出本实施方式的另一比较例中条状伪影大幅减小的效果的图。图8B是示出本实施方式的另一比较例中条状伪影大幅减小的效果的图。具体实施例方式在本文参照附图，相同的附图标记在所有附图中表示对应的构造，特别参照图1，图中示出了包括机架100和其他的设备或单元的、本实施方式的多层X射线CT装置或扫描仪的一个实施方式。机架100用侧视图示出，并且还包括X射线管101、环状框架102、以及多列或二维排列式X射线检测器103。X射线管101和X射线检测器103被安装在横穿环状框架102上的被检体(subject) S的对角线上，环状框架102以能够绕旋转轴RA旋转的方式被支承。旋转单元107使框架102以0. 4秒/转等的高速旋转，在此期间被检体S沿轴RA向相对于图示纸面向里的方向或向外的方向移动。多层X射线CT装置还包括高压发生装置109，该高压发生装置109生成应经由滑环108施加在X射线管101上的管电压以使X射线管101生成X射线。X射线被朝向被检体S照射，被检体S的截面积用圆表示。X射线检测器103为了检测透过了被检体S的照射X射线而隔着被检体S位于X射线管101的相反侧。再次参照图1，X射线CT装置或扫描仪还包括用于处理来自X射线检测器103的检测信号的其他设备。数据收集电路或数据收集系统(DAS) 104将从X射线检测器103向各通道输出的信号转换成电压信号，对该电压信号放大，然后再将放大后的电压信号转换成数字信号。X射线检测器103和DAS104被构成为处理每转的规定投影总数(TPPR totalnumber ofpro jections per rotation),该每转的规定投影总数为最大 900TPPR、900TPPR至1800TPPR之间以及900TPPR至3600TPPR之间。上述的数据经由非接触数据传送装置105被发送给容纳在机架100的外部的控制台(console)中的前处理设备106。前处理设备106对原始数据执行灵敏度修正等特定的修正。接下来，作为特定的修正的结果而生成的数据(也称作投影数据的数据)被存储设备112在刚要进行重建处理之前的阶段存储起来。存储设备112经由数据/控制总线与重建设备114、输入设备115、显示 设备116、多标度处理设备117、以及扫描计划支援装置200 —起被连接到系统控制器110。扫描计划支援装置200包含用于支援摄像技术人员制定扫描计划的功能。重建设备114的一个实施方式还包括各种软件构成要素和硬件构成要素，对投影数据执行规定的解析重建处理。根据本实施方式，CT装置的重建设备114使用规定的滤波修正反投影(FBP)法有利地重建图像体。上述和其他实施方式以任意选择的方式包含在被所附的权利要求书更详细地记载的范围内。根据本实施方式的另一方式，CT装置的重建设备114使用迭代重建法有利地将全变动(TV)最小化。一般而言，本实施方式的一个实施方式的重建设备114实施全变动迭代重建(TVIR)算法。TVIR算法对投影数据执行有序子集同时代数的重建法(OS - SART)步骤等的同时代数的重建法和TV最小化步骤等的调整。在一个实施方式中，这两个步骤在重复次数被事先设定好的主循环中被连续地实施。投影数据在TV最小化步骤之前被供应给有序子集同时代数的重建法(OS -SART)。投影数据被群化成规定数目的子集N，每个子集N分别具有特定数目的视点。在一个实施方式中，在有序子集同时代数的重建法(OS - SART)的实施过程中，各子集可以被连续地处理。在另一实施方式中，也可以利用如多个中央处理装置(CPU)或一个图像处理装置(GPU)等那样的特定微处理器并行地处理多个子集。在全变动(TV)最小化步骤中，在重建设备114的一个实施方式中，为了搜索正的步长(step size)以使当前的图像体的目的函数比之前的图像体的目的函数小，使用线性搜索方式(line search strategy)。重建设备114还在有序子集同时代数的重建法(OS - SART)的实施过程中执行两个主要的动作。即，重建设备114针对各子集N，为了生成计算上的投影数据而将图像体再投影，为了重建更新图像体而将实测的投影数据和计算上的投影数据的被归一化后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线计算机断层摄像装置，其特征在于，包括：摄像单元，通过使用Ｘ射线管和检测器执行螺旋扫描来取得实测数据，所述Ｘ射线管照射锥形的Ｘ射线，所述检测器在列方向上排列有多列由多个检测元件构成的检测元件列；上采样单元，在所述列方向上对所述实测数据进行上采样，以便使用在规定的检测元件列附近处的被减小的采样间隔来获得插补数据；决定单元，基于规定的锥束加权函数，决定与所述实测数据和所述插补数据各自有关的权重系数；以及重建单元，通过执行使用了所述权重系数、所述实测数据、所述插补数据的图像重建，来生成条状伪影被减小的重建图像。
【技术特征摘要】
2011.10.18 US 13/275,8141.一种X射线计算机断层摄像装置，其特征在于，包括 摄像单元，通过使用X射线管和检测器执行螺旋扫描来取得实测数据，所述X射线管照射锥形的X射线，所述检测器在列方向上排列有多列由多个检测元件构成的检测元件列； 上采样单元，在所述列方向上对所述实测数据进行上采样，以便使用在规定的检测元件列附近处的被减小的采样间隔来获得插补数据； 决定单元，基于规定的锥束加权函数，决定与所述实测数据和所述插补数据各自有关的权重系数；以及 重建单元，通过执行使用了所述权重系数、所述实测数据、所述插补数据的图像重建，来生成条状伪影被减小的重建图像。2.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄像装置，其特征在于， 所述重建单元对在所述螺旋扫描中的一转至两转之间取得的所述实测数据，使用所述权重系数执行所述重建。3.根据权利要求1或2所述的X射线计算机断层摄像装置，其特征在于， 所述上采样单元使用固定上采样要素来生成所述插补数据。4.根据权利要求1或2所述的X射线计算机断层摄像装置，其特征在于， 所述上采样单元使用自适应上采样要素来生成所述插补数据。5.根据权利要求4所述的X射线计算机断层摄像装置，其特征在于， 基于视点位置来决定所述自适应上采样要素。6.根据权利要求5所述的X射线计算机断层摄像装置，其特征在于， 所述重建单元使应该被处理的区段数实...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·扎米亚京，T·拉博，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：
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