多联装三维锥束计算机层析成像方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例设及X射线计算机层析成像技术领域，尤其设及一种多联装=维锥 束计算机层析成像方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在X射线计算机层析成像(Computed Tomogra地y，简称CT)系统中，X射线源发出X 射线，从不同角度穿过被检测物体的某一区域，放置于射线源对面的探测器在相应角度接 受，然后根据各角度射线不同程度的衰减，利用一定的重建算法和计算机进行运算，重建出 物体被扫描区域的射线线衰减系数分布映射图像，从而实现由投影重建图像，无损地再现 物体在该区域内的介质密度、成分和结构形态等特征。
[0003] 成像效率一直是制约CT广泛应用的主要因素之一，为了提高成像效率，现有技术 提出了锥束CT扫描技术，该技术通过捆绑方式实现了多个物体同时扫描成像，但是，该技术 需要高电压X射线源增加透照厚度，导致CT扫描设备的硬件成本提高，同时多个物体间信号 的相互串扰，影响了 CT图像质量。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种多联装=维锥束计算机层析成像方法及装置，W节省CT扫 描设备的硬件成本，提高CT图像质量。
[0005] 本发明实施例的一个方面是提供一种多联装=维锥束计算机层析成像方法，包 括：
[0006] 获取探测器采集到的二维投影图像序列，所述二维投影图像序列是多个物体同时 沿着轴向转动过程中，所述探测器周期性采集透射过所述多个物体的射线投影后获得的多 个二维投影图像，且一个采样周期对应一个所述多个物体的二维投影图像；
[0007] 对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序列；
[000引对所述二维线积分图像序列进行分割处理获得所述多个物体中每个物体对应的 二维线积分子图像序列；
[0009] 通过代数迭代算法对所述每个物体对应的二维线积分子图像序列进行图像重建 获得所述每个物体对应的=维CT切片图像。
[0010] 本发明实施例的另一个方面是提供一种多联装=维锥束计算机层析成像装置，包 括：
[0011] 获取模块，用于获取探测器采集到的二维投影图像序列，所述二维投影图像序列 是多个物体同时沿着轴向转动过程中，所述探测器周期性采集透射过所述多个物体的射线 投影后获得的多个二维投影图像，且一个采样周期对应一个所述多个物体的二维投影图 像；
[0012] 计算模块，用于对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序 列;对所述二维线积分图像序列进行分割处理获得所述多个物体中每个物体对应的二维线 积分子图像序列;通过代数迭代算法对所述每个物体对应的二维线积分子图像序列进行图 像重建获得所述每个物体对应的=维CT切片图像。
[0013] 本发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像方法及装置，相比于现有的 锥束CT扫描技术，提高了扫描成像效率;不需要增加透照厚度，不产生信号串扰，提高了 CT 图像质量;不需要提高X射线源的电压，节省了 CT扫描设备的硬件成本。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像方法流程图；
[0015] 图2为本发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像系统的原理图；
[0016] 图3为本发明实施例提供的多联装CT检台的结构图；
[0017] 图4为采用多联装=维锥束计算机层析成像方法获得的实际物体在某一扫描角度 下的二维线积分图像；
[0018] 图5为采用多联装S维锥束计算机层析成像方法获得的实际物体重建后的S维CT 图像；
[0019] 图6为采用传统捆绑扫描方法得到的四个试管的二维投影图像及=维CT图像；
[0020] 图7为本发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像装置的结构图。
【具体实施方式】
[0021] 图1为本发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像方法流程图；图2为本 发明实施例提供的多联装=维锥束计算机层析成像系统的原理图；图3为本发明实施例提 供的多联装CT检台的结构图。本发明实施例针对锥束CT扫描技术需要高电压X射线源增加 透照厚度，导致CT扫描设备的硬件成本提高，同时多个物体间信号的相互串扰，影响了 CT图 像质量，提供了多联装=维锥束计算机层析成像方法，该方法具体步骤如下：
[0022] 步骤SlOl、获取探测器采集到的二维投影图像序列，所述二维投影图像序列是多 个物体同时沿着轴向转动过程中，所述探测器周期性采集透射过所述多个物体的射线投影 后获得的多个二维投影图像，且一个采样周期对应一个所述多个物体的二维投影图像；
[0023] 如图2所示，多联装S维锥束计算机层析成像系统包括:探测器20、多联装CT检台 21、计算机22、多个待测物体23、X射线源25、多个旋转轴26;其中，多个待测物体23放置在多 联装CT检台21上，如图3所示，多联装CT检台21安装有多个旋转轴26，并且每相邻两个旋转 轴26之间的距离相等，图2中，每个待测物体23分别与一个旋转轴26固定连接，探测器20、多 联装CT检台21和X射线源25分别与计算机22连接，计算机22用于控制X射线源25放射锥束的 强度与时间、控制多联装CT检台21上多个旋转轴26的转动速度，W及控制探测器20的采样 周期，X射线源25放射形成的锥束24对待测物体进行透射，多个待测物体23同时被锥束24覆 盖，多个旋转轴26同时匀速沿着轴向转动，探测器20周期性采集透射过多个待测物体23的 射线投影，当旋转轴26转动360后，计算机22控制探测器20停止采样、控制X射线源25停止放 射锥束、同时控制多个转动轴26停止转动，整个多联装=维锥束计算机层析成像系统完成 一次单圆轨道锥束CT扫描。探测器20将每个采样周期采集到的射线投影形成一个二维投影 图像，并将二维投影图像传输给计算机22,则旋转轴26转动360后，探测器20形成一系列二 维投影图像即二维投影图像序列，并将二维投影图像序列传输给计算机22。
[0024] 优选的，所述多个物体分别与检台上安装的多个旋转轴固定连接，所述多个旋转 轴沿着平行于所述探测器的垂直面等间距排列;所述多个物体同时沿着轴向转动，包括:所 述多个物体同时分别沿着旋转轴的旋转中屯、匀速转动360度，且在转动过程中所述多个物 体均被锥束覆盖;所述探测器的采样周期可灵活设定，优选的，采样周期为所述多个物体同 时沿着轴向匀速转动1度的时间。
[0025] 另外，本发明实施例不限制旋转轴26的个数，不限制探测器20的采样周期。
[0026] 步骤S102、对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序列。
[0027] 计算机22对其获取的探测器采集到的二维投影图像序列进行对数解调获得二维 线积分图像序列，具体为依据公式（1)对所述二维投影图像序列Ki，m，n)进行对数解调获 得二维线积分图像序列P( i，m，n):
[002引
C 1 )
[0029] 其中，i表示扫描角度，当探测器的采样周期为所述多个物体同时沿着轴向匀速转 动1度的时间时，i的取值为从1到360,（m，n)表示在所述探测器的垂直面内探测通道的二位 坐标，In表示自然对数运算，mean表示二维均值运算，1:10表示从1取到10，1: K表示从1取到 K，IQ，1:10,1 :K)表示所述二维投影图像序列中第i个二维投影图像中宽度为10、高度为K 的区域。
[0030] 步骤S103、对所述二维线积分图像序列进行分割处理获得所述多个物体中每个物 体对应的二维线积分子图像序列；
[0031] 在上述步骤的基础上，计算机22对所述二维线积分图像序列进行分割处理获得所 述多个物体中每个物体对应的二维线积分子图像序列，具体为依据公式(2)(3)(4)对所述 二维线积分图像序列P(i，m，n)进行分割处理获得所述多个物体中每个物体对应的二维线 积分子图像序列pP:
[00创 觀
[00削 巧）
[0034]
[0035] 其中，Sa、Sb表示所述多个物体中每个物体的投影数据在所述二维投影图像中左右 水平位置参数，D表示射线源到探测器的垂直距离，S表示所述物体所在的旋转轴的旋转中 屯、在所述探测器上的投影位置与所述探测器中屯、位置的距离，E表示所述物体所在的旋转 轴的旋转中屯、在所述探测器上的投影位置与所述射线源的距离，r表