对于高衰减物体产生的虚影的校正制造技术

使用校正算法校正ＣＴ图象数据中由高衰减物体产生的虚影的一种方法。利用图象数据的ＣＴ数识别图象数据中的高衰减物体。使用划分的各种高衰减物质的图象数据产生各种物质的独立组分图象。然后将组分图象数据分别正向投影以产生各种物质的投影数据。然后根据各种物质的衰减特性调整投影数据以产生各种物质的投影误差数据。然后将所得的投影误差数据进行滤波和反向投影处理以产生仅含误差的图象数据。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般来说，本专利技术涉及计算机断层摄影(CT)成象技术，更具体地说，本专利技术涉及对于CT扫描图象中高衰减物体虚影的校正。在至少一种已知CT系统构造中，一个X-射线源发射出一束扇形射束，该射束经过准直处于笛卡尔坐标系的X-Y平面中，该平面通常被称为“成象平面”。X-射线束穿过被成象物体，例如一个病人身体。X-射线束被物体衰减后，入射到一个辐射探测器阵列中。探测器阵列所接收的经过衰减的辐射束强度依赖于物体对于X-射线束的衰减程度。探测器阵列中的每一个探测器元产生一个独立的电信号，该信号是在这个探测器位置射束衰减的一种量度。分别采集所有探测器的衰减测量值以形成一种投影分布。在已知的第三代CT系统中，X-射线源和探测器阵列随机架一起在成象平面内围绕被成象物体旋转，使得X-射线束与该物体的交角始终在变化。探测器阵列在一个机架角度获得的一组X-射线衰减测量值，即投影数据，被称为一个“视图”。对于物体的一次“扫描”由在X-射线源和探测器旋转一周期间在不同机架角度获得的一组视图构成。在轴向扫描中，对投影数据进行处理构成对应于穿过物体的一个两维片层的图象。在本领域有一种用于从一组投影数据重构一幅图象的方法被称为过滤反向投影技术。这种方法将在一次扫描中获得的衰减测量值转换成被称为“CT数”或“Hounsfield单位”的整数，它们用于控制阴极射线管显示器上对应像素的亮度。为了减少多片层扫描所需的总扫描时间，可以进行螺旋扫描。为了进行螺旋扫描，在采集预定数量的片层数据的同时移动病人。这种系统在单扇形束螺旋扫描过程中形成一条螺旋线。由扇形束绘出的这条螺旋线产生投影数据，从这些投影数据可以重构出每个预定片层的图象。除了减少扫描时间以外，螺旋扫描还具有其它优点，例如图象质量提高和更加容易控制对比度。如上所述，在螺旋扫描过程中，在每一个片层位置只采集一个视图的数据。为了重构一个片层的图象，需要根据所采集的其它视图数据生成该片层的其它视图数据。螺旋重构算法是已知的，例如在C.Crawford和K.King所撰写的“Computed Tomography Scanningwith Simultaneous Patient Translation,”Med.Phys.17(6),Nov/Dec 1990一文中给予了介绍。一般来说，高衰减物体例如骨骼和金属物会在数据采集电路中产生射线束硬化、局部强度突变、或者低于量程等现象。这些效应又会产生阴影或条纹虚影。例如，在脊骨外科手术中常常使用钛金属框架支撑病人身体。按照一种结构，该框架设置在无脊骨部分，从而使骨骼可以在钛金属框架中生长。为了监测病人病情，必须监测框架内骨骼的生长情况。但是，利用已知的CT扫描机，由于钛金属框架感生的金属虚影十分严重，并且会出现明显的CT数偏差。结果，难于监测框架内的骨骼生长量。所以，需要校正由高衰减物体引起的虚影。而且还需要在不明显增加系统成本的前提下校正这种虚影。利用能够校正高衰减物体虚影的一种校正算法可以实现这些和其它目的。根据本专利技术的一个实施例，对病人进行扫描以产生投影数据。对这些投影数据进行处理以生成图象数据。然后处理所说图象数据以识别高衰减物体。这种识别是通过将图象数据按照高衰减物质类别划分实现的。所说物质类别包括在特定扫描过程中预计可能遇到的各种类型的高衰减物质。通过为每一具体类别指定一个CT数可以划分图象数据。例如，对于钛金属框架，将每个CT数按照骨骼、软组织、和钛金属的预计材料类别进行划分。然后为每种高衰减物质生成独立成分的图象数据。具体地说，就是将图象数据乘以每种高衰减物质的隶属函数。利用一个衰减特征函数生成投影误差数据。所说衰减特征函数表示各种厚度的高衰减物质的总衰减量。每种高衰减物质的仅含误差图象数据是通过对投影误差数据进行过滤和反向透射产生的。然后对仅含误差图象数据进行标定，并与原始图象数据结合以校正由所说高衰减物体产生的虚影。对结合数据进行处理以生成经过校正的可显示图象。上述算法可以校正由高衰减物体产生的虚影。因此，在存在高衰减物体情况下，可以生成质量提高的图象。附图说明图1为CT成象系统的示意图。图2为图1所示系统的方框示意图。图3为高衰减物质的衰减特征曲线图。图4表示软组织、骨骼、和钛金属的隶属函数。参见图1和图2，图中所示的计算机断层摄影(CT)成象系统10包括表征“第三代”CT扫描机的一个机架12。机架12包括一个X-射线源14，该射线源向位于机架12相反一侧的一个探测器阵列18发射一束X-射线16。X-射线束经过一个准直器(未示出)的准直而处于笛卡尔坐标系中的一个X-Y平面内，通常将这个平面称为“成象平面”。探测器阵列18由多个探测器元20构成，这些探测器元20共同探测穿过受检查病人22的投影X-射线。每个探测器元20产生表示入射X-射线束强度，进而表示射线束穿过病人身体22时产生的衰减的一个电信号。在进行一次扫描以获取X-射线投影数据的过程中，机架12和安装在其上的各个部分围绕一个旋转中心24旋转。机架12和旋转和X-射线源14的工作由CT系统10的一个控制机构26操纵。控制机构26包括一个X-射线控制器28，该控制器向X-射线源14和用于控制机架12的旋转速度和位置的一个机架电机控制器30提供电力和定时信号。控制机构26中的一个数据采集系统(DAS)32从探测器元20的输出中采集模拟数据，并将这些数据转换成用于后续处理的数字信号。一个图象重构器34从DAS32中接收经过采集和数字化处理的X-射线数据，并进行高速图象重构。将重构获得的图象作为一个输入传输到计算机36中，该计算机将图象存储在一个主存储器38中。计算机36还通过带有键盘的控制台40从操作者处接收命令和扫描参数。一台相连的阴极射线管显示器42使操作者可以看到重构的图象以及来自计算机的其它数据。计算机36利用操作者输出的命令和参数向DAS32、X-射线控制器28和机架电机控制器30提供控制信号和信息。此外，计算机36还控制一个工作台电机控制器44，该控制器控制一个电机驱动的工作台46将病人22在机架12中定位。具体地说就是，工作台46将病人身体22的一部分移动通过机架开孔48。以下有关高衰减物质虚影校正的讨论有时特指轴向扫描。但是，这种虚影校正算法并不局限于仅在轴向扫描中使用，而是可以应用于其它形式的扫描，例如螺旋扫描。还应当理解，下述的这种算法可以在计算机36中实施，并处理，例如，重构图象数据。或者，可以在图象重构器34中实施这种算法，并将经过校正的图象数据传输到计算机36。当然，其它的实施方式也是可能的。此外，术语“高衰减”物体指的是与软组织相比具有明显不同密度的那些物质。如上所述，在进行CT扫描时，从探测器元20中获得数据。在本领域中通常将这种数据称为投影数据。然后进行高速图象重构以生成图象数据。关于图象重构，在目前市场上可买到的CT机中使用许多种图象重构算法，本专利技术的图象校正算法可以与多种这类算法结合使用。根据本专利技术的一个实施例，通过识别每种高衰减物体，生成每种高衰减物质的仅含误差图象数据，将所说仅含误差图象数据与原始图象数据结合以生成经过校正的图象数据来校正高衰减物体虚影的图象数据。然后处理经过校正的图象数据以生成一幅经过校正的图象。在识别高衰减物本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于校正图象数据中由高衰减物体产生的虚影的一种方法，所说图象数据是在一个计算机断层摄影系统中采集的，所说方法包括以下步骤：确定高衰减物体中各种高衰减物质的衰减特性；识别所说图象中的高衰减物体；和产生各种高衰减物体的仅含误差图象数 据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J思，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]