产生时间内插断层摄影图像的方法和装置制造方法及图纸

一种采集投影数据集（１２０）的方法，所述方法包括：　　　　围绕所关注的体积缓慢旋转（９０）包括分布式Ｘ射线源（１２）的台架（５４），其中所述台架（５４）的路径包括多个弧线（８０）；　　　　从所述分布式Ｘ射线源（１２）的覆盖工作弧线的部分发射Ｘ射线（１６）；　　　　当所述分布式Ｘ射线源（１２）的尾缘（１０８）与所述工作弧线和前一弧线之间的边界重合时，在旋转所述工作弧线的方向上指定（１１６）下一个后继弧线，直到（１１８）每个弧线已至少一次是所述工作弧线为止；以及　　　　采集（９２）包括从所述发射的Ｘ射线（１６）产生的多个投影的投影数据集（１２０）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及医学成像领域，更具体地说，涉及利用计算机断层摄影来将动态内部组织例如心脏组织成像。具体地说，本专利技术涉及时间内插投影数据的产生和重构。计算机断层摄影(CT)成像系统测量从许多角度通过患者的X射线束的衰减。基于这些测量结果，计算机就能重构患者身体中产生辐射衰减的部位的图像。本专业的技术人员都会理解，这些图像基于对发射的X射线束的一系列角位移图像的单独检查。CT系统处理X射线强度数据，产生被扫描物体在多个视角位置上的线性衰减系数的线积分的2D映象，称为投影数据。然后对这些数据进行重构，产生图像，通常将图像显示在监视器上，并可以在胶片上打印或再现。也可以通过CT检查产生虚拟的3D图像。CT扫描器通过投射X射线源发出的扇形或锥形X射线束进行工作。可以将X射线束准直，以便控制射线束的形状和展开情况。X射线束通过被成像物体(例如患者)时被衰减。由一组检测器单元检测所述衰减的射线束。每个检测器单元产生受X射线束衰减影响的信号，对数据进行处理以产生代表沿X射线通路物体衰减系数的线积分的信号。这些信号通常称为”投影数据”，或仅仅称为”投影”。利用重构技术，例如滤波反投影，就可以从这些投影构成有用的图像。再将所述各图像关联起来，形成所关注区域的立体再现。所关注区域(例如病变区域)的位置可以自动识别，例如通过计算机辅助检测(CAD)算法自动识别，或更常见的是由训练有素的放射学家来识别。CT扫描在诊断疾病方面提供某些优于其它类型技术的优点，特别是因为它能示明身体的精确解剖信息。而且，CT扫描可以帮助医生更精确地区别各种异常的类型。但是，CT成像技术在将动态内部组织(例如心脏)成像时会出现一些难题。例如，在心脏成像时，心脏的运动引起投影数据中的一些自相矛盾的行为，重构后会导致各种与运动有关的图像失真，例如模糊、条纹或不连续。为了减少与运动有关的图像失真的发生，可以采用各种技术来提高成像系统的时间分辨率，从而减少运动组织的影响。率通常可以通过减少CT台架的旋转时间来提高时间分辨。这样，可以把在与获取投影数据集相关联的时间窗口中发生的运动量减至最小。还可以通过选择重构算法来提高时间分辨率。例如，在重构过程中可以采用分段重构算法，例如半扫描重构算法。分段重构算法通常利用在180°加X射线束的扇形角(α)的角度范围内所采集的投影数据来重构图像。和在台架旋转360°时采集数据相比，由于在台架旋转180°+α时采集投影数据需要较少的时间，所以重构图像中的时间分辨率就得到改进。多扇区重构技术，通过利用在台架多次旋转时由多切片检测器阵列采集的投影数据，也可以提高重构图像的时间分辨率。用于重构的投影数据由在不同的心动周期所采集的两个或两个以上扇区的投影数据构成。扇区包括台架旋转的短跨距(通常少于半个旋转)期间采集的数据。所以，如果在台架迅速旋转时采集，扇区就具有良好的时间分辨率，从而对用于重构的集合投影数据集提供良好有效的时间分辨率。利用上述技术，第三代和第四代CT系统利用分段重构技术能达到大约300ms的时间分辨率。第五代CT系统，利用静止检测器环和电子枪(电子枪将电子束扫过静止目标环以产生X射线)，能获得大约50ms的时间分辨率。但是，最好有大约20ms的时间分辨率，以”冻结”心脏运动，从而减少重构图像中与运动有关的失真。对于第三代CT系统，用上述技术提高时间分辨率通常集中在提高台架的旋转速度上。但是随着台架旋转速度的提高，各台架部件上的向心力也增加了。增加的向心力和台架部件的承受力会构成提高台架角速度的机械限制。而且，为了获得在信噪比方面一致的图像质量，在扫描期间，应对被成像物体或患者发送恒定的X射线通量。但要获得恒定的X射线通量，就对X射线管，特别是射线管的输出，以及冷却X射线管的部件提出了更高的要求。所以，机械和X射线通量两方面的考虑成为提高台架旋转速度使其足以在CT重构中获得20ms时间分辨率的障碍。所以需要有一种技术来获得时间分辨率，而不需提高台架的旋转速度。专利技术的简要说明本专利技术提供一种新颖的方法和装置，用于改进CT成像系统的时间分辨率。所述技术采用慢速旋转的分布式X射线源，用于在物体或患者的每个观察位置获取投影数据。对投影数据可以基于心脏相位数据和投影数据的频率内容进行滤波和时间内插，以产生对应于心动周期中特定瞬间的内插投影数据。从内插的投影数据可以重构高时间分辨率的CT图像。附图简要说明阅读了以下的详细说明并参阅附图后，本专利技术的上述和其它优点和特征就显而易见了。附图包括附图说明图1是按照本技术一个方面的CT成像系统形式的用于产生处理图像的示范性成像系统的示意图；图2是按照本技术一个方面的图1中CT系统的物理实现方案的另一示意图；图3是按照本技术一个方面的示范性CT台架的示意图；图4是按照本技术一个方面的采集投影数据集的流程图；图5是按照本技术一个方面在两个心动周期过程中分布式X射线源工作的序列视图；以及图6是描述内插投影数据集的产生和重构的流程图。具体实施例的详细说明图1示意地示出用于采集和处理图像数据的成像系统10。在所示实施例中，系统10是计算机断层摄影(CT)系统，用于按照本技术采集X射线投影数据、将投影数据重构为图像、并处理图像数据以便显示和分析。在图1所示的实施例中，成像系统10包括分布式X射线辐射源12，它位于邻近准直器14处。在此实施例中，分布式X射线辐射源12包括一个或多个可寻址X射线焦点。准直器14允许辐射流16进入对象例如或患者18所在的区域。辐射流16一般为锥形，视检测器阵列的配置(以下讨论)以及所需的数据采集方法而定。辐射流20的一部分穿过对象或在对象周围经过，打到检测器阵列(以参考数字22代表)上。阵列的检测器产生电信号，代表入射的X射线束的强度。这些信号被采集并处理，以重构对象内的特征的图像。分布式X射线源12由系统控制器24控制，控制器24提供用于CT检查序列的功率、焦点位置以及控制信号。此外，检测器22连接到系统控制器24，控制器24控制对在检测器22中产生信号的采集。系统控制器24还可以执行各种信号处理和滤波功能，例如动态范围的初始调节、数字图像数据的交错等等。一般来说，系统控制器24控制成像系统的操作以便执行检查规程和处理采集的数据。在本文中，系统控制器24还包括信号处理电路，通常基于通用或专用数字计算机；关联的存储器电路，用于存储由计算机执行的程序和例行程序以及配置参数和图像数据；接口电路；等等。在图1所示的实施例中，系统控制器24连接到线性定位子系统26和旋转子系统28。旋转子系统28使分布式X射线源12、准直器14和检测器22能够围绕患者18旋转一圈或多圈。应当指出，旋转子系统28可以包括台架。这样就可以利用系统控制器24来操作台架。线性定位子系统26使患者(更具体地说是患者台)能够线性位移。这样，患者台可在台架内线性移动，以产生患者18特定部位的图像。虽然上述系统的实施例是改动的第三代CT扫描器，其中分布式射线源12和检测器22都旋转，但上述产生代表心脏运动信号的方法适用于所有新一代的CT系统。本专业的技术人员会理解，分布式辐射源可以由设置在系统控制器24内的X射线控制器30来控制。具体地说，X射线控制器30配置成提供功率、焦点位置以及对分布式X射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：P·M·埃迪克，B·德曼，S·巴苏，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：