专利名称：Ct散射的直接测量及校正的制作方法
CT娜的直接领,舰本发明涉及断层摄影成像术领域。尤其，本发明涉及用于检査感兴趣对象的检查装置、图像处理设备、用于检查感兴自象的方法、计算机可 读介质及辦单元。具有大探测器阵歹啲锥束CT扫描器受到翻寸辐鹏加的影响。这禾中 辐射可能导致严重的图像伪影。为了降低由于翻寸辐射产生的图像伪影， 可以采用二维抗翻射各栅(ASG)。但是，这种ASG难以构建并且现有生产技术是昂贵的。而且，传统的二维抗翻寸格栅不允许例如称为立体管设 计(stereo tube)的高级CT系统原理。需要有一种改善的自寸校正。根据本发明的典型实施例，提供一种用于检査感兴 象的检査^5， 该检査装置包括适于向感兴自象刻寸电磁辐射的辐射源，适于探测来自 感兴^a的图像数据和翻寸数据的探观U器单元，和适于基于该舰数据 校正图像数据的校正单元，其中，在电磁辐射的焦点相对探测器单元的第 一位置处探观,像数据，并且其中，在焦点相对探观IJ器单元的第二位置处 探测翻寸 ，其中，所述第二位置不同于戶腿第一位置。因此，当焦点相对探测器单元移动至坏同于焦点的(正常)第一位置 (在那里采集图像数据)的第二位置时可采集翻寸数据。由此，通过移动 焦点，可采集两个不同的 集，主要是图像 和(在焦点的不同位置) 翻寸娜。然后这种舰M用于图像校正。根据本发明的另一个典型实施例，检查装置还包括抗TO格栅，其适 于过滤电磁辐射。例如抗t^f格栅适于当电磁辐射聚焦到焦点的第二位置 时使得没有直接辐射击中探测器单元。因此，从探测器单元探测至啲翻寸 仅包括极少或甚至没有直接辐 射娜。根据本发明的另一个典型实施例，抗Mt格栅为一维抗Mf格栅。这可掛共对ASG的方便制造。而且，这可允许应用在高级CT系统原 理，例如立体管设计中。根据本发明的另一个典型实施例，图像l^包括第一数量的直接辐射 和第二数量的tfcU"辐射。而且，翻寸 包括第三数量的直接辐射及第四 数量的翻將融寸。再进一步，第一数量及第二数量之间的第一分数显著地 大于第三数1^第四数量之间的第二分数。因此，根据本发明的这个典型实施例，認数据仅包括相对小数量的 直接辐射(其没有被感兴S^翻才)。因此，M移动用于翻顿糧的焦 点，到达探测器的直接辐射的数量显著地^K因此，得到的测量结果(散 射数据)基本仅包括舰光子。这种观懂可以提供对成像观糧的翻寸良好 的估计。根据本发明的另一个实施例，辐身中源适于电子地将焦点从第一位置移 动到第二位置。这可JI^第一位置与第二位置之间的快速切换而不用枳M^动。根据本发明的另一个典型实施例，图像織是在第一时间探测的，且 翻寸数据是在第二时间探测的，其中第一时间和第二时间与探测序列对应。 因此，根据本发明的这个典型实施例，可以预先确定探测序列。然后， 在数据采集期间，根据预先确定的探测或切换序列在第一位置与第二位置 (分别用于采集图像数据和翻寸数据)之间切换焦点。因为在空间域内散 射非常漫，在图像采集中仅偶发地交错有(根据预先决定的序歹l」)散射测根据本发明的另一个典型实施例，校正单元asM于执行第一插补以替 换损失的成像投影。这可掛共进一步改善的图像质量。根据本发明的另一个典型实施例，校正单元腿于执行第二旋转插补 以产CT于^投影角的翻寸估计。 这可进一步改善图像质量。根据本发明的另一个典型实施例，检査驢腿于执行对翻寸数据的低通繊o因此，翻才 的高空间频率可被滤波器阻挡。根据本发明的另一个典型实施例，检s^置可以应用为行李检皿置、 医疗应用装置、材料测试装置或材料科学分析装置。因为本发明的限定功 能允许安全、可靠且高精度的材料分析，本发明的应用领域可以是材料科 学分析领域。根据本发明的另一个典型实施例，检査，还包括准直器，其布置在 电磁辐射源与探测器单元之间，其中，准直器适于准直由电磁辐射源對寸 的电磁辐射束以形成锥束。而且，根据本发明的另一个典型实施例，辐針源适于對寸多波长辐射束。根据本发明的另一个典型实施例，提供一种用于检查感兴 的图 像处理设备，该图像处理设备包括存储器，用于存储感兴 象的图像数 据。而且，该图像处理设备包括校正单元，其适于基于，数据校正图像 数据，其中，在电磁晶射焦点相对探测器单元的第一位置处探测图像繊， 并且其中，在焦点相对探测器单元的第二位置处探测翻才数据，其中，所述第二位置不同于第一位置。因此，设置图像处理设备使得其适于执行用于例如锥束计算机断层摄影装置的改善的Mt校正。根据本发明的另一个典型实施例，提供一种用于检査感兴fet^的方法，该方 跑括如下步骤向感兴W^鄉电磁辐射，探观憾兴舰象 的图像数据和翻寸数据，和基于翻寸数据校正图像数据。在电磁辐射焦点 相对探测器单元的第一位置处探测图像数据，并在焦点相对探测器单元的 不同的第二^S处探测翻才,。根据本发明的另一个典型实施例，提供一种计算机可读介质，检查感 兴 的计算机禾聘存储在其中，当被处理器执行时，其适于实现上述 步骤。而且，本发明涉及用于检查感兴M象的程序单元，其存储在计, 可i卖介质中。该禾，单元适于实5见如下步骤向感兴 激寸电磁辐射，探测感兴 1^的图像 和翻寸 ，和基于翻tM校正图像i^。禾歸单元tt:tfe^载入数据处理器的工作存储器中。因此， 处理^M装备成实现本发明的方法的典型实施例。可用任意的编程语言编写计^m程序，例如〔++并且存储在计^^几可读介质上，例如CD-ROM。而且，计,禾將可从网络得到，例如WoridWideWeb,从其中可下载到图像处理 单元或处理器，或樹可适合的计^t几。育,看出，作为本发明典型实施例的要点，执fiW辐射的直接测量， 然后将其用于校正被散射污染的图像数据。根据本发明的典型实施例，可 利用一维抗翻寸格栅及具有电子焦点运动的X射线管来执行,辐射测 量。这可提供了改善的 ]"校正并可产生改善的图像质量。通过参照此后描述的实施例将猜楚本发明的这，其他方面。 将在下面参照附图描述本发明的典型实施例。
图1示出了根据本发明典型实施例的检皿置的简化示意图； 图2示出了根据本发明的典型方法的流程图；图3示出了根据本发明的用于执行根据本发明的方法的典型实施例的 图像处理设备的典型实施例。附图中的图解是示意性的。在不同附图中，糊以或相同的元件具有相 同的参考标号。图1示出了根据本发明典型实施例的检魏置，其适于为计^l几断层 摄影装置。参照这个典型实施例，将针对医疗成像应用描述本发明。但是， 应当注意到，本发明不限于这种应用，而是还可应用在行李检验，或其他 工 用领域，例如材l斗测试领域。图1所示的计^l几断层摄影装置100是锥束CT扫描器。图1所示的 CT扫描器包括构架101 ，其^效定转轴102旋转。构架101由马达103驱动。 参考标号104 f^辐針源，例如X射线源，其，根据本发明的一个方面， 鄉多波长辐射。参考标号105代表孔^^系统，期各从辐針源皿的辐射束 为锥形 辐射束106。锥束106被导向，从而其穿透布置在构架101的中央中，例如 CT扫描器的检查区域中的感兴Wmi07，并入射到探测器108上。如从 图1可知，探测器108布置在构架101上与辐躭源104相对的一侧，从而 探测器108的表面被锥束106覆盖。如图1戶际，探测器108包括多个探 测器元件123，齡元件育的多以能難析方式探测穿透感兴 ^ 107的X 射线或单独的光子。在扫描感兴^X^ 107期间，辐針源104、孑W孫统105及探测器108 沿构架101以箭头116t标的方向旋转。为了使带摘針源104、孑L径系统 105及探测器108的构架101旋转，将马达103连接到马达控制单元117， 其连接到计算，正单元118。在图1中，感兴皿象107可以是放在传送带119上的患者或行 品。在扫描感兴W^ 107期间，当构架101绕行 品107旋转时，传 送带119沿平行于构架101的旋转轴102的方向使感兴m象107移位。 通舰种方式，可沿螺旋扫描路径扫描感兴 107。在扫描期间还可停止传送带U9，由此测量单个切片。代替传送带u9，例如，在感兴^tm107为患者的医疗应用中，可采用可移动的平台。但是，应当注意到，在所 有描述的情况中，还可能通过以源-探测器装置的频率的两倍频率周期性地 向后及向前移动平台，来执行其他扫描路径，例如鞍形车tt。探测器108连接到计算或校正单元118。校正单元118接收探测结果， 即来自探测器108的探测器元件123的读数，并且基于该读数确定扫描结 果。而且，校正单元118与马达控制单元117通信，以便用马达103和120 助、调构架101与传送带119的运动。根据本发明典型实施例，校正单元(118)适于基于翻寸翻校正图像数 据，其中在电磁g射焦点相鄉测器单元(108)的第一位置处探测图像数 据，并且其中在焦点相对探测器单元(108)的不同于第一健的第二健 处探测M数据。校正单元118产生的重建图像3M接口 122输出到显示 器(图l中未示出)。校正单元118由翻处理器实mA人而处棘自探测器108的探测器元 件123的读数。而且，从图1可知，校正单元118连接至肠声器121，例如，其用于在 行李物品107中探测到可疑材料时自动地输出警报。用于检查感兴^m 107的计^m断层摄影體100包括探测器108， 其具有以类似矩阵方式布置的多个探测器元件123， *都适于探测X射线。而且，计嶽几断层摄影^g ioo包括确定单^适于重建感兴^tm107的图像的重建单元118。计對几断层摄影體100包括适于向感兴 107刻寸X射线的X 射线源104。设置在电磁辐lt源104与探测元件123之间的准直器105适于准皿电磁辐身t源104對寸的电磁畐射束，以形成锥束。探测元件123构成多驟测器阵列108。计#^几断层摄影體100可以酉己置为医疗淑t^s或行李检麟置。图2示出了根据本发明典型方法的流程图，其用于直接测量f^辐射 并利用该领懂结果校正污染的图像娜。该方法从步骤1开始，由辐lt源 向感兴Wm激寸电磁辐射。而且，执行传统的CT扫描。然后，在步骤2， 通过移动焦点使得没有直接辐射击中探测器单元，使常规数据采集与翻寸 测量交错进行。舰数据的湖糧是禾佣例如一维抗翻才格栅及具有电子焦 点运动的X射线管执行的。传统的一维抗翻寸格栅在z方向具有抗翻寸薄片以减少扇方向上的散 射。为了M^到达探观U器单元的直接辐射数量，可移动用于翻寸测量的焦 点从而使得没有或仅仅极少的直接辐射击中探测器。得到的测量结果仅仅 包含翻寸光子。这种探领何为成像测量掛共良好的翻t估计。在步骤3，进行插补以替换缺失的成像投影。而且，在步骤4，进行旋 转插补，从而产顿于齡投影角的翻寸估计。然后，在步骤5，在娜测 量结果上执行低通微。之后，基于校正单元产生的 ]"数据校正图像 。可Mil从成像测 量结果中减去翻顿糧结果产生校正的投影来执纟谅种校正。然后，在步骤7，用校正的投影执行重建，产生感兴 象的校正图像。本发明采用翻寸辐射通常仅具有非常小的空间变化的事实。用于翻寸 测量的焦点的相对小的移动与成像测量相比对翻寸具有极少影响。因此， 成像测量可与翻寸测量交错进行。因为在空间域内舰非常慢，tf图像采 集中偶^i也交错有(例如根据预先确定的序列)翻寸测量。图3示出了根据本发明用于执行根据本发明的方法的典型实施例的数 据处理装置400的典型实施例。图3中的 处理^* 400包JSi^接到存 储器402的中央处理单元(CPU)或图像处理器401，该存储器用于存储表 示感兴Wa的图像，例如患者或行李物品。繊处理器401连接到多个 输A4俞出网络或诊断设备，例如CT设备。繊处理器401腿接到显示 设备403，例如计^ltt视器，用于显示信息^ 处理器401内戶/fi十算或 改编的图像。操作者或用户S3im404和/或图3中未示出的其他输出设备与数据处理器401交互。而且，M总线系统405，还可能把图像处理和控制处理器401连接 至,如运动监视器，其监视感兴舰象的运动。如果，例如，对患者的肺 进行成像，运动传自可以是呼气传感器。如果对心脏成像，运动传感器 是心电图。本发明的典型实施例可以作为CT扫描，制台、成像工作站或PACS 工作站的软件选项出售。应当注意到，术语"包括"不排除其〗也^:件或步S聚并且"一个"或"一" 不排除多个。还可组合结合不同实施例描述的元件。还应当注意到，权利要求中的参考标号不构舰权利要求范围的限定。
权利要求
1、一种用于检查感兴趣对象的检查装置，所述检查装置包括辐射源(104)，适于向所述感兴趣对象(107)发射电磁辐射；探测器单元(108)，适于探测来自所述感兴趣对象(107)的图像数据和散射数据；校正单元(118)，适于基于所述散射数据校正所述图像数据；其中，在所述电磁辐射的焦点相对所述探测器单元(108)的第一位置处探测所述图像数据；并且其中，在所述焦点相对所述探测器单元(108)且不同于所述第一位置的第二位置处探测所述散射数据。
2、 如权利要求l所述的检査装置，还包括 抗散射格栅，适于过滤所述电磁辐射。
3、 如权利要求2所述的检查装置，其中，所述抗散射格栅为一维抗散射格栅。
4、 如权利要求2所述的检査装置，其中，将所述抗散射格栅布置在所述感兴趣对象与所述探测器单 元之间。
5、 如权利要求l所述的检查装置，其中，所述图像数据包括第一数量的直接辐射和第二数量的散射 辐射；其中，所述散射数据包括第三数量的直接辐射和第四数量的散射 辐射；其中，所述第一数量和所述第二数量之间的第一分数显著大于所 述第三数量和所述第四数量之间的第二分数。
6、 如权利要求1所述的检査装置，其中，所述辐射源(104)适于电子地将焦点从所述第一位置移 动到所述第二位置。
7、 如权利要求1所述的检査装置，其中，所述图像数据是在第一时间探测的；其中，所述散射数据是在第二时间探测的；并且其中，所述第一时间和所述第二时间与探测序列对应。
8、 如权利要求1所述的检査装置，其中，所述校正单元(118)还适于执行第一插补以替换损失的 成像投影。
9、 如权利要求1所述的检查装置，其中，所述校正单元(118)还适于执行第二旋转插补，以产生 对于每个投影角的散射估计。
10、 如权利要求1所述的检査装置， 还适于执行对所述散射数据的低通滤波。
11、 如权利要求1所述的检查装置，配置为由行李检验装置、医 疗应用装置、材料测试装置及材料科学分析装置组成的组中的一个。
12、 如权利要求1所述的检査装置，还包括准直器(105)，其布置在所述电磁辐射源(104)与所述 探测器单元(108)之间；其中，所述准直器(105)适于准直由所述电磁辐射源(104)发 射的电磁辐射束，以形成锥束。
13、 一种用于检查感兴趣对象的图像处理设备，所述图像处理设备包括存储器，用于存储所述感兴趣对象(107)的图像数据和散射数据；校正单元(118)，适于基于所述散射数据校正所述图像数据； 其中，在所述电磁辐射的焦点相对所述探测器单元(108)的第一位置处探测所述图像数据；并且其中，在所述焦点相对所述探测器单元(108)且不同于所述第一位置的第二位置处探测所述散射数据。
14、 一种用于检査感兴趣对象的方法，所述方法包括如下步骤 由辐射源(104)向所述感兴趣对象(107)发射电磁辐射； 由探测器单元(108)探测所述感兴趣对象(107)的图像数据和散射数据；由校正单元(118)基于所述散射数据校正所述图像数据；其中，在所述电磁辐射的焦点相对所述探测器单元(108)的第一位置处探测所述图像数据；并且其中，在所述焦点相对所述探测器单元(108)且不同于所述第一位置的第二位置处探测所述散射数据。
15、 一种计算机可读介质(402)，用于检査感兴趣对象的计算机 程序存储在其中，当由处理器(401)执行时，其适于实现如下步骤由辐射源(104)向所述感兴趣对象(107)发射电磁辐射； 由探测器单元(108)探测所述感兴趣对象(107)的图像数据和 散射数据；由校正单元(118)基于所述散射数据校正所述图像数据；其中，在所述电磁辐射的焦点相对所述探测器单元(108)的第一位置处探测所述图像数据；并且其中，在所述焦点相对所述探测器单元(108)且不同于所述第一位置的第二位置处探测所述散射数据。
16、 一种用于检查感兴趣对象的程序单元，当由处理器(401)执行时，其适于实现如下步骤由辐射源(104)向所述感兴趣对象(107)发射电磁辐射； 由探测器单元(108)探测所述感兴趣对象(107)的图像数据和 散射数据；由校正单元(118)基于所述散射数据校正所述图像数据；其中，在所述电磁辐射的焦点相对所述探测器单元(108)的第一位置处探测所述图像数据；并且其中，在所述焦点相对所述探测器单元(108)且不同于所述第 一位置的第二位置处探测所述散射数据。
全文摘要
具有大探测器阵列的锥束CT扫描器受到散射辐射增加的影响。这种辐射可能导致严重的伪影。提供一种检查装置，其直接地测量散射辐射并利用这种测量结果校正污染的图像数据。利用一维抗散射格栅和具有电子焦点运动的X射线管执行所述测量。在焦点的第一位置探测图像数据且在焦点的第二位置探测散射数据。基于散射数据校正图像数据。
文档编号A61B6/00GK101262819SQ200680033557
公开日2008年9月10日 申请日期2006年9月1日 优先权日2005年9月13日
发明者R·普罗克绍 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司