计算机断层摄影（CT）重建包括根据可选具有偏心几何形态的测得锥形射束x射线投影数据集（Pm）重建轴向扩展的重建图像。所述重建针对扩展体积（eFOV）执行，所述扩展体积包括沿轴向方向扩展的测得锥形射束x射线数据集的可重建体积（rFOV）。可以在体积域中对所述投影数据集加权。可以采用迭代重建，其包括初始化恒定体积，并采用第一迭代更新执行一次或多次迭代，随后采用第二、不同的迭代更新执行一次或多次迭代。或者，可以利用反向投影滤波（BPF）重建，其包括将所述投影数据集变换到包括相邻投影视图之间的有限差分的新的几何形态，并且利用沿多个不同方向的希尔伯特滤波执行BPF，并对所得到的重建图像求平均，以生成最终的重建图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
下文涉及计算机断层摄影(CT)成像技术、图像重建技术和相关技术。
技术介绍
为了使透射计算机断层摄影成像(CT)过程中的投影体积最大化，已知采用X射线源发射X射线的锥形射束。由于锥形几何形态(geometry)复杂,锥形射束重建是一个有挑战性的问题。包括滤波反向投影(FBP)和迭代重建的方案被用于锥形射束CT图像重建。在常规锥形射束CT几何形态中，关于所述锥形射束对称地布置二维检测器。因此，尽管锥形射束带来了几何复杂性的问题，但是这一复杂性至少具有充分的对称性，图像重建算法可以利用这种对称性。 在一些锥形射束CT成像系统中，“偏心”布置检测器，即，关于穿过CT成像系统的等中心的锥形射束中央射线在扇形方向上非对称地设置所述检测器。可选地，对所述锥形射束X射线源加以修改，从而使所述锥形射束填充所述偏心检测器。这一偏心的锥形射束几何形态的作用在于提供有效的投影扇形，在考虑扫描架的旋转时，所述投影扇形接近常规对称几何形态中的锥形射束X射线源一检测器组件能够获得的投影扇形的两倍大。所述二维检测器可以是平的，从而简化了构造。偏心锥形射束几何形态违反了先前将针对常规对称锥形射束几何形态开发的算法用于(例如)将接近对象中心的X射线投影截断(truncating)的一些条件。然而,用于对称锥形射束几何形态的诸如迭代重建、FBP等的技术通常也用于偏心锥形射束几何形态重建任务。这可能导致重建图像中的伪影或其他缺陷。下文提供了文中公开的新的改进的设备和方法。
技术实现思路
根据所公开的一个方面，一种计算机断层摄影(CT)重建方法包括根据X射线源在旋转面中围绕旋转轴旋转期间采集的测得锥形射束X射线投影数据集重建轴向扩展的重建图像，所述重建针对扩展体积执行并且包括沿轴向方向扩展的测得锥形射束X射线数据集的可重建体积；以及通过所选择的对轴向扩展的重建图像的轴向截断生成重建图像。根据所公开的另一方面，一种CT重建方法包括通过对X射线源在旋转面内围绕轴向轴旋转期间采集的测得锥形射束X射线投影数据集进行重建来生成重建图像，所述重建包括(0)初始化初始重建图像；(I)执行包括采用一种类型的迭代更新进行的一次或多次迭代的迭代重建，其中的第一次迭代对初始重建图像进行操作，并且其中，所述的迭代重建(O生成重建图像估计；以及(2)执行包括采用一种不同类型的迭代更新进行的一次或多次迭代的迭代重建，其中的第一次迭代对所述重建图像估计进行操作。根据所公开的另一方面，一种CT重建方法包括通过对X射线源在旋转面中围绕轴向轴旋转期间采集的测得锥形射束X射线投影数据集进行重建来生成重建图像，所述重建包括将所述测得锥形射束X射线投影数据集变换到包括相邻投影视图的投影之间的有限差分(finite differences)的新的几何形态；以及对变换到包括相邻投影视图的投影之间的有限差分的新的几何形态的测得锥形射束X射线投影数据集执行反向投影滤波(BPF)重建。执行BPF重建可以包括采用沿多个不同方向的希尔伯特(Hilbert)滤波执行反向投影滤波以生成对应的多幅中间重建图像；以及对所得到的多幅中间重建图像求平均，以生成所述重建图像。根据所公开的另一方面，公开了一种处理器，其被配置为执行上面的三段中的任何一段中所述的CT重建方法。根据所公开的另一方面，公开了一种存储介质，其存储了可在数字处理器上运行以执行根据上面的三段中的任何一段所述的CT重建方法的指令。一个优点在于通过对锥形射束X射线投影数据集的重建生成了具有一项或多项改进的重建图像，例如，降低或消除了伪影，均匀度更高，或者降低了噪声。 另一个优点在于重建了具有偏心几何形态的锥形射束X射线投影数据集，从而生成了具有一项或多项改进的重建图像，例如，降低或消除了伪影，均匀度更高或者降低了噪声。在阅读并理解了下面的详细描述之后，其他优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。附图说明图I示意性示出了一种包括文中阐述的重建引擎的示范性计算机断层摄影(CT)成像系统，其中，所述CT成像系统具有示范性的偏心几何形态。图2-4示意性示出了图I的轴向体积扩展模块的操作。图5示意性示出了图I的体积域冗余加权模块的操作。图6示意性示出了图I的迭代重建模块的操作，其包括对图I的轴向体积扩展模块和体积域冗余加权模块的调用。图7示意性示出了图I的反向投影滤波(BPF)重建模块的操作，其包括可选的对图I的轴向体积扩展模块的调用。图8示意性示出了在文中对图I的反向投影滤波(BPF)重建模块的操作给出的数学描述中采用的符号。具体实施例方式参考图1，在图I中通过以示意性地的侧视图和轴向视图示出各操作部件，而示意性地描绘了一种计算机断层摄影(CT)成像系统10。所图示的CT成像系统10包括X射线源12和二维检测器14，它们布置成偏心几何形态，这一点从轴向视图中看得最为清楚。将相对于下述参照来描述所述偏心几何形态所述X射线源12和所述检测器14围绕其旋转的轴向轴ζ ;所述X射线源12和检测器14在其内旋转的旋转面P ;所述轴向轴ζ与所述旋转面P相交的等中心ISO(仅在侧视图中标出；在轴向视图中，所标出的轴ζ呈现于一点，其固有地包含所述等中心)；以及距轴向轴ζ的半径R。在轴向视图中将旋转面P表示为旋转的X射线源12和检测器14所遵循的圆。在所述示范性实施例中，旋转面P的取向垂直于(即横向于)所述轴向轴ζ ;然而，也可以设想倾斜扫描架几何形态，其中，所述旋转面相对于所述轴向轴发生若干度的倾斜(例如，5°、10° 等)。半径R表示预计到的任何X射线吸收结构距轴向轴ζ的最大径向距离。换言之，由X射线源12发射的并且由检测器14测得的X射线预计仅在由一圆柱所包含的体积内经受了吸收(如果有的话)，该圆柱的轴与所述轴向轴ζ重合并且具有半径R。在一些实施例中，通过CT成像系统10的物理“腔膛”实现所述半径R，其中，所述腔膛是具有内半径R的圆柱形开口或通道，其对成像对象产生物理限制，从而使其停留在半径R内。X射线源12和检测器14围绕轴向轴ζ (更具体而言，围绕等中心ISO)旋转，同时位于旋转面P内。在这一旋转过程中，X射线源12和检测器14仍然布置在相对的位置上，使得在旋转当中的任何一点上，二维检测器14都将检测到X射线源12生成的X射线锥形射束CB (在图I中通过交叉影线表示)。示意性的图I示出了这样的旋转点，在该旋转点处，X射线源12位于其旋转中的“最高”点，检测器14位于其旋转中的“最低”点。为了进一步促进旋转的直观化，在图I中以未给出部件标记的幻影示出了处于X射线源和检测器的180°旋转之后的位置上的X射线源和检测器的位置。在所述幻影图中，检测器处于其旋·转中的“最高”点上，X射线源处于其旋转中的“最低”点上。在图I的CT成像系统10的不意性表不的轴向视图中可以最为清楚地看出，所述偏心几何形态要求二维检测器14关于穿过等中心ISO的中央X射线在旋转(S卩，扇形)方向上非对称设置。可选地，对X射线源12加以修改，从而使其更加有效地照射二维检测器14的面积，使X射线几乎不会“溢出”到检测器14的面积之外。所述示范性检测器14是平板检测器；然而，也可以设想采用聚焦于源的检测器几何形态、聚焦于等中心的检测器几何形态或者其他检测器几何形态。本领域中已知，偏心几何本文档来自技高网...
【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：E·S·汉西斯，D·舍费尔，M·格拉斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：
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