用于大视场成像及运动伪影的探测和补偿的方法和装置的制作方法

专利名称：用于大视场成像及运动伪影的探测和补偿的方法和装置的制作方法
用于大视场成像及运动伪影的探测和补偿的方法和装置本申请大致涉及成像领域。在一个实施例中，其提供了用于对大型对象成像的方法和装置。在另一实施例中，其提供了在重建断层摄影图像时对运动伪影的探测和补偿。本申请的主题至少可用于计算机断层摄影(CT)成像，并且更具体地用于平板探测器锥形束计算机断层摄影(CBCT)成像，并且将特别地参照其来描述本申请。然而，在其他成像方法和在其他领域中本申请也具有更加普遍的应用。常规的CT成像设备包括设置在检查区域相对侧上的X射线源和X射线敏感探测器。被检查的人类患者或者其他对象通过适当的支撑物被支撑在检查区域中。随着源和探测器绕着旋转中心旋转，该源发射贯穿过该检查区域的X射线辐射，并由探测器探测到该X 射线辐射。能够具有偏移几何结构的CT成像设备包括在某些配置中可与在横断面中的旋转中心横向移位的X射线源和X射线敏感探测器。这种偏移几何结构的CT成像设备是令人期望的，因为它们允许增大视场或者允许使用更小尺寸的探测器。然而，现有的偏移几何结构的CT成像设备可能不能适当地适应某些大型对象，例如肥胖的患者。部分是由于X射线源和探测器偏移可能使得重建图像的质量恶化。此外， 在重建期间的衰减校正得益于完全的解剖学覆盖，而这在即使在大偏移时也是不可能的。此外，从CT成像设备，尤其是缓慢旋转CBCT成像设备，获得的图像的质量，也经常被不可控的患者运动劣化，该患者运动例如是患者未能屏住呼吸、肠道收缩、神经颤抖、周期性的自然运动、心跳、呼吸、或者其他形式的运动。当前，使用迭代算法运动补偿方法针对包含运动伪影的图像来改善图像质量。虽然这种方法能够针对某些类型的运动改善图像质量，但是由这些方法实现的运动补偿效果常常是不精确的，并且它们也可以给没有受到任何运动影响的图像区域引入伪影。期望提供一种方法和装置，其允许比当前的具有偏移几何结构的CT成像设备更大的视场，并且减少了典型地出现在从现有的具有大偏移几何结构的CT成像设备获得的重建图像中的伪影。此外，也期望提供一种方法和装置，其用于在重建断层摄影图像时探测受到运动伪影影响的图像区域，并且用于提供运动估计和运动补偿以防止在所得到的重建图像中的这种运动伪影。本发明的方面解决了这些问题，以及其他。根据本发明的一个方面，提供一种方法和装置以使用以下两个扫描程序来改善大视场CT图像的采集⑴一个具有辐射源和居中的探测器，以及(ii) 一个具有偏移的探测器。根据这一方面，可以实现大视场，该大视场可以容纳比现有的具有偏移几何结构的CT 成像设备当前可以容纳的对象更大的对象。此外，由于在图像的重建中使用来自两个扫描程序的成像数据，因此可以避免典型地出现在从现有的具有大偏移几何结构的CT成像设备获得的成像数据重建中的伪影，因为在相对观察方向中的虚拟探测器之间大量重叠。根据本发明的另一方面，提供一种用于在重建断层摄影图像时探测和补偿运动伪影的方法和装置。根据这一方面，提供一种用于创建运动图的方法和装置。该运动图被用来指示哪个图像区域可能受到运动伪影损坏和/或用于运动补偿以防止在重建断层摄影图像中的运动伪影。
本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细描述的基础上将意识到本发明的进一步的方面。当本领域普通技术人员阅读和理解了以下优选实施例的详细描述时，很多额外的优点和益处对于本领域技术普通人员将变得显而易见。本发明可以采取各种部件和部件的布置的形式，以及各种过程操作和过程操作的安排的形式。附图只是出于图示优选实施例的目的并且不被解释为限制本发明。

图1是根据本发明实施例的居中CT采集几何结构的横切视图；图2是根据本发明实施例的偏移CT采集几何结构的横切视图；图2A是从组合由图1的居中几何结构和图2的偏移几何结构所收集的数据而得到的虚拟探测器的横切视图；图3是根据本发明实施例的成像系统；以及图4描述了根据本发明实施例的成像方法；图5描述了根据本发明实施例的用于探测运动的方法；图6A和6B描述了根据本发明实施例的用于精化运动图的任选方法；图7是根据本发明实施例的由软件程序生成的描绘运动图的示例性图像；图8是由软件程序生成的描绘不带有任何运动校正的被运动损坏的重建图像的示例性图像；图9是由软件程序生成的描绘在全局运动校正之后的图8的重建图像的示例性图像；以及图10是由软件程序生成的描绘在局部运动校正之后的图8的重建图像的示例性图像。本发明的一个方面大致涉及用于CT图像采集的方法和装置，并且更具体地涉及用于通过利用由CT图像装置进行的至少两个扫描程序来提供具有改善的图像质量的大视场(“F0V”)的方法和装置。至少一个扫描采用处于居中几何结构的CT图像装置的辐射源和探测器，并且至少一个扫描采用处于偏移几何结构的探测器和/或源。然后将从该至少两个扫描程序中获得的图像数据组合以生成重建图像。图1描述了 CT成像装置的示例性居中几何结构100。该示例性居中几何结构100 具有X射线源102，例如X射线管，以及X射线敏感探测器104，例如在横向和轴向方向中延伸的平板区域探测器阵列。如图1图示，旋转中心114也可作为横向视场(FOV) 118的中心。 然而，旋转中心114不必在每个应用中一直与横向FOV 118的中心对齐。如图示，对象支撑物110在检查区域106中支撑被检查对象108。X射线束112的中央射线或者投影116垂直于探测器的中心119，该探测器的中心119与旋转中心114对齐。X射线源102和X射线敏感探测器104绕着旋转中心114旋转。源102和探测器 104通常安装至旋转扫描架(未示出)上以绕着检查区域106旋转。然而，在一些实施例中，源102和探测器104可以保持在恒定的角位置处，同时对象108被移动和/或旋转以进行必要的角度采样。虽然图和描述集中于平板探测器的使用，然而也可以使用弧形探测器或者具有另外的其他形状的探测器。此外，虽然图和讨论集中于源102是点源的CT系统， 但是也预期其他的替代物。例如，源102可是线源。也可使用伽马和其他的辐射源。可以提供多个源102和探测器104，在这种情况下相应的源和探测器组可以彼此成角度和/或纵向偏移。
在图1中，将示例性的居中几何结构100的X射线源102和探测器104描绘为处于横切面中的两个相对位置处，实线的位置A和虚线的位置B。在位置B中，X射线源102 和探测器104从位置A绕着旋转中心114旋转180度。由于示例性的居中几何结构100的 X射线源102和探测器104两者都以旋转中心114为中心，因此当X射线源102和探测器 104处于位置A和位置B两者处时，X射线束112的中央射线116和探测器中心119都与旋转中心114对齐。图2描述了成像装置的示例性偏移几何结构200。示例性偏移几何结构200的探测器104的探测器中心119在横切面中与旋转中心114横向移位或者偏移距离D。如之前结合居中几何结构100所描述的，偏移几何结构200的X射线源102和X射线敏感探测器 104绕着旋转中心114旋转。在图2中，将示例性偏移几何结构100的X射线源102和探测器104描绘为处于横切面中的两个相对位置处，实线的位置A和虚线的位置B。在位置B 中，X射线源102和探测器104从位置A绕着旋转中心140旋转180度。如图2图示，在位置A和位置B两者处，探测器中心119在横切面中与旋转中心114偏移距离D。偏移几何结构200的横向FOV 218要大于居中几何结构100的横向FOV 118。在本发明的不同实施例中，通过改变距离D，探测器中心119可在横切面中与旋转中心114偏移各种距离。例如，探测器中心114可以与旋转中心119偏移0到35厘米之间或者更大的距离D。距离D可接近，或者甚至超过，探测器的横向宽度的一半，从而在横向FOV 218的中心处具有一“孔”222。距离D可以多种方式改变以定制横向FOV 218的尺寸。可以任意适当的手段将探测器104移动以改变横向FOV 118的尺寸。例如，可以由人类用户手动或者由机械驱动来相对于旋转扫描架和旋转中心114在各个方向上移动探测器104。可以线性地移动探测器，这对于平板探测器是有益的，或者旋转地移动探测器，这对于弯曲探测器是有益的。虽然所描述的示例性偏移几何结构200包括居中源和偏移的探测器，但是应该理解的是也预期包括偏移源或者偏移源和偏移探测器的另外的CT成像设备几何结构。图2A描述了示例性居中几何结构100和示例性偏移几何结构200的重叠。在图 2A中，示例性居中几何结构100和示例性偏移几何结构200的X射线源102和探测器104 在横切面中的两个相对位置处，实线的位置A和虚线的位置B处，彼此重叠。在位置A处的示例性居中几何结构100的探测器104的与在位置A处的示例性偏移几何结构200的探测器104重叠的区域由图2A中的交叉阴影线部分220表示。同样，在位置B处的示例性居中几何结构100的探测器104和在位置B处的示例性偏移几何结构200的探测器104之间也具有重叠部分220。在图像重建期间，可以将从示例性居中几何结构100和示例性偏移几何结构200获得的投影数据组合在一起，就好像它们是由更大的单个虚拟探测器V测量的。 这可例如通过消退加权和/或将在重叠区域220中获得的投影数据进行平均来实现。在另外的实施例中，可以不从居中几何结构和偏移几何结构获得投影数据，而是可以从两个不同的偏移几何结构来获得投影数据。例如，可以从在探测器中心114与旋转中心119偏移第一距离D进行的扫描获得投影数据，并且可以从在探测器中心114与旋转中心199偏移第二距离D进行的另一扫描获得第二组投影数据。图3描述了适合于与上述的示例性居中几何结构100和偏移几何结构200 —起使用的CT成像系统300。该CT成像系统300包括CT数据采集系统302、重建器304、图像处理器306、用户界面308和用户输入310。CT数据采集系统302包括源102和探测器104，其安装至旋转扫描架312以绕着检查区域旋转。预期圆形或者其他角度采样范围，以及轴向、螺旋状、圆形和线性、鞍状、或者其他期望的扫描轨迹。在图3中图示的CT成像设备系统300的实施例包括驱动器318，例如微步进电机，其提供移动源102和/或探测器104所必需的必不可少的力。重建器304使用重建技术来重建由数据采集系统302产生的数据以生成指示被成像对象的体积数据。重建技术包括分析技术，例如滤波反投影，以及迭代技术。图像处理器 306根据需要处理体积数据，例如为了以期望方式显示在用户界面308上，该用户界面308 可以包括一个或者多个输出设备，例如监视器和打印机，以及一个或多个输入设备，例如键盘禾口鼠标。通过使用由通用目的或者其他计算机执行的软件指令从而提供图形用户界面 (“GUI”)来有利地实现用户界面308，该用户界面308允许用户控制或者另外的与成像系统300交互，例如，通过选择期望的FOV构造或者尺寸、启动和/或终止扫描、选择期望的扫描或者重建协议、操纵体积数据，等等。可操作地与用户界面308连接的用户输入310控制CT数据采集系统302的操作， 例如以执行期望的扫描协议、可选择地定位探测器104和/或源102从而提供期望的F0V，寸寸。图4图示了根据本发明一个方面的示例性成像过程400。在步骤402中，利用源 102和探测器104处于居中几何结构100中的CT成像系统300来进行至少一次对被成像对象的扫描，以在绕着检查区域106的足够的多个角位置处采集投影数据。在步骤404中，由源102和探测器104处于偏移几何结构200中的CT成像系统300进行至少一次扫描。步骤 402和404的顺序可以颠倒，例如可用处于偏移几何结构200的CT成像系统300进行(多个)第一扫描，接着是用处于居中几何结构100的CT成像系统300的(多个)扫描。如以上讨论，偏移几何结构200的探测器104和/或源102可以在横切面中与旋转中心114偏移各种距离D。在另外的实施例中，可以在每次扫描中探测器104和/或源102在横切面中与旋转中心114偏移不同的距离D来执行一个或多个扫描程序。如图4所示，从步骤402的(多个)居中几何结构扫描获得居中几何结构投影数据406，并且从步骤404的(多个)偏移几何结构扫描获得偏移几何结构投影数据408。重建器304在步骤410中使用当前结合偏移几何结构CT成像设备使用的已知重建技术来重建居中几何结构投影数据406和偏移几何结构投影数据408，以生成表示被成像对象108的体积数据，也即重建图像数据412。在重建期间，使用由探测器104的重叠区域220导致的投影数据406和408之间的重叠区域来将居中几何结构投影数据406和偏移几何结构投影数据408成对地缝接在一起，以用于投影数据406和408的彼此配准。在重建过程期间，可任选地将消退加权和/或平均应用于居中几何结构投影数据406和偏移几何结构投影数据 408的重叠区域。投影数据406和408的组合重建模仿图2A所图示的大虚拟探测器V的单独扫描。由图像处理器306处理从步骤410获得的重建图像数据412。在步骤414中，所得到的重建图像被显示在用户界面308上。由于在相对观察方向之间有限的数据冗余，因此现有的具有偏移几何结构的CT 成像设备常常具有图像质量问题，尤其是探测器偏移很大时。在重建期间不足的冗余可以明显地劣化图像质量。在本文中公开的装置和方法可以很大程度上地避免现有的利用偏移几何结构的CT成像设备所遭遇到的这些图像劣化影响，因为在仍然确保相对的虚拟扩大观察之间足够冗余的同时甚至可以实现更大的视场。具体地，可以容易地实现实际探测器宽度一半的相对的虚拟扩大观察之间的“重叠”，将由针对偏心几何结构的重建中作出的近似导致的伪影发生的可能性和影响最小化。本文中公开的图像采集方法包括使用至少两个扫描操作的事实给在扫描程序期间辐射剂量的分配提供了一定的自由。可以根据CT成像设备300的操作者的需要使不同的辐射剂量水平与步骤404和402的(多个)扫描中的每个相关联。例如，步骤404的(多个)偏移几何结构扫描可以适于递送比结合步骤402的(多个)居中几何结构扫描使用的辐射剂量的一半还少的辐射剂量。这种剂量技术可以导致比从步骤402的(多个)居中几何结构扫描获得对比度噪声比的更好的对比度噪声比。同时，由步骤404的(多个)偏移几何结构扫描所扫描的被成像对象的边界区域将被暴露于相对更少的辐射，该边界区域与医疗诊断不太相关但是对于衰减校正是有用的。以这种方式，可以将在步骤402和404的扫描程序期间递送给患者的辐射剂量调整为大致等于或者少于在使用例如那些在螺旋状 CT成像中所使用的宽探测器的单独扫描期间递送给患者的辐射剂量。本发明的另一方面大致涉及用于探测、估计和/或补偿在重建断层摄影图像时遇到的运动伪影的方法和装置。根据这一方面，提供一种用于生成运动图的方法和装置。利用该运动图来指示哪个图像区域可能受到运动伪影的损坏和/或用于运动估计和运动补偿以防止或者减少在所重建的断层摄影图像中的运动伪影。在图5中图示了根据本发明一个方面的探测重建断层摄影图像中的运动的示例性方法500。在步骤502中，CT成像系统300用于获得被成像对象108的一组采集的投影数据504。在步骤506中，使用已知的重建技术，例如滤波反投影(FBP)，来对这一所采集的投影数据504应用断层摄影重建，以生成重建图像(也即，“参考”图像)508。由于在扫描程序期间的对象运动，该参考图像508可能具有伪影。在步骤510中，给先前重建的参考图像 508应用已知的正向投影技术以导出参考投影数据512。虽然通过对重建图像的正向投影的参考投影数据的计算是迭代图像采集的常规方面，但是本领域技术人员应该理解的是图像空间内插的精度和投影的可能截断是在这一过程期间必须要解决的两个重要潜在问题。 此外，如果使用古典I^eldkamp-DaVis-Kress(FDK)算法来重建参考图像508，那么锥形束伪影可能损坏参考投影并因而应被考虑。接着，在步骤514中，计算在所采集的投影数据504和参考投影数据512之间的线积分差516。在成像扫描502期间由对象运动引起的伪影很可能导致任何这种差。针对每对来自所采集的投影数据504和参考投影数据512的相应投影来独立地计算在所采集的投影数据504和参考投影数据512之间的线积分差516。在这一阶段中可任选地采用数据校正步骤，例如，Helgason-Ludwig条件或者其他类似的数据校正方法来校正任何的数据不一致。线积分差516表示在投影空间中在扫描程序502期间发生的运动的分离。在步骤518中，使用已知的重建技术，例如滤波反投影(FBP)，来对线积分差516的绝对值应用断层摄影重建。生成的所得图像是运动图520，该运动图表示被扫描程序502期间发生的运动损坏的图像508的区域。因而运动图520表示在图像空间中在扫描程序502 期间发生的运动的分离。运动图520可适于为简单地指示在给定的图像体素中是否存在运动的二元运动图。可选地，精化的运动图520可以指示在任意给定图像体素中存在的运动的幅值。图7中图示了示例性的运动图520。本领域技术人员应该理解的是生成运动图520 的示例性方法500在另外的实施例中可是迭代过程。在图6A中图示了根据本发明实施例的用于精化运动图520的任选示例性方法 600。在步骤602中，可以例如通过加窗、归一化或者滤波来处理或者精化线积分差516，以产生经预处理的线积分差604。加窗精化是输入值到修正输出值的非线性映射，其中忽略小于给定最小值和大于给定最大值的输入值或者将其设定为1。作为加窗的特殊形式，可以应用阈值化，其中小于给定阈值的输入值被设定为零而大于该阈值的值被设定为一。另一种精化是归一化，其中线积分差被转换为0和1之间的值以规范化和简化随后的数学计算。 仍另一种精化是应用体积中值滤波器、高斯模糊、或者一些其他滤波过程。在一个示例性实施例中，体积中值滤波器的邻域尺寸和高斯模糊的卷积核的尺寸被设定为3 X 3 X 3。预处理精化602在另外的实施例中也可以包括其他类型的图像处理。在步骤606中，使用已知的重建技术，例如滤波反投影(FBP)来重建经预处理的线积分差604。生成的所得图像是已经被加窗、归一化、滤波、或者另外精化的精化运动图 608。该精化的运动图608可适于为简单地指示在给定的图像体素中是否存在运动的二元运动图，或者该精化的运动图608可以指示在任意给定图像体素中存在的运动的幅值。在图6B中图示了根据本发明实施例的用于精化运动图520的另一任选示例性方法610。在步骤612中，使用已知的重建技术，例如滤波反投影(FBP)来重建线积分差516。 生成的所得图像是初始运动图614。然后在步骤616中通过例如加窗、归一化、滤波来处理或者精化该初始运动图614，以产生后期处理的精化运动图618。例如，在一个示例性实施例中，将初始运动图614取阈值为150亨斯菲尔德单位(HU)。运动图614的这种处理或者精化用于除去“重建噪声”或者数据中的其他不一致，并且用于避免条纹。例如运动图520、608或者618的运动图具有很多用途。例如，放射科医生或者其他执行图像处理的个人可以将运动图用作参考以指示特定的重建图像中的哪个体素可能潜在地包含归因于运动的重建伪影，例如具有潜在运动伪影的图像区域，该运动伪影使得该区域不适用于诊断或者定位。以这一方式，运动图作为可靠的指标与重建图像联合使用， 因为它提供了关于重建图像中存在的扫描中运动的位置的信息。此外，在图像重建期间可以将运动图与运动估计和补偿方案相结合以应用局部运动校正。常规的全局运动补偿技术在重建过程期间全部地应用于整个图像。这可以导致将伪影引入未受任何运动影响的重建图像区域中。因此，实际上，这些全局运动补偿方法可能以由于不正确的运动补偿导致的伪影损坏重建图像的静态区域。然而，运动图与局部运动校正的联合使用防止了对在扫描程序期间没有运动发生的静态区域应用运动补偿。这可以防止这种静态区域中的伪影。例如，运动图可以用作“混合图”，只在被基于该运动图指示的已经经受运动的那些区域应用运动校正技术。此外，运动图也可以用作“加权图”。在这种方法中，将使用运动图来确定将被应用于任意给定的图像体素的运动校正的“加权”量，该“加权”量将是在被应用的零运动校正和在当前常规全局运动校正技术之下应用的最大运动校正量之间的调整值。本领域普通技术人员将意识到运动图的仍进一步使用和应用。为了进一步图示在本文中描述的运动补偿技术的应用，图 8图示了软件程序生成的示例性被运动损坏的图像。图9是已经经受过全局运动校正的图8中的图像重建。图10是使用运动图已经经受过局部运动校正的图8中的图像重建。前述的功能，例如，选择期望的FOV构造或者尺寸、启动和/或终止扫描、选择期望的扫描或者重建协议、操纵体积数据等等，可以实现为软件逻辑。本文中使用的“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件和/或每一个的组合，以实现(多个)功能或者(多个)动作， 和/或以引起另一部件的功能或者动作。例如，基于期望的应用或者需要，逻辑可以包括软件控制微处理器、诸如特定应用集成电路(ASIC)的离散逻辑、或者其他编程逻辑设备。逻辑也可以完全体现为软件。本文中使用的“软件”包括但不限于一个或多个计算机可读和/或可执行指令，该指令使得计算机或其他电子设备以期望方式执行功能、动作和/或行为。该指令可体现为各种形式，例如例程、算法、模块或者包括不同应用或者来自动态链接库的代码的程序。软件也可以各种形式实现，例如独立程序、函数调用、服务器小程序、小应用程序、存储于存储器中的指令、部分操作系统或者其他类型的可执行指令。本领域普通技术人员将意识到软件的形式取决于，例如，期望应用的需要、其运行的环境、和/或设计者/程序员的要求或者诸如此类。在本文中描述的系统和方法可以在各种平台上实施，包括例如，网络控制系统和单独的控制系统。此外，在本文中示出和描述的逻辑、数据库或者表优选保存于计算机可读介质中，例如成像系统300的部件。不同计算机可读介质的例子包括闪存、只读存储器 (ROM)、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PR0M)、可电编程只读存储器(EPROM)、 可电擦除的可编程只读存储器(EEPROM)、磁盘或者磁带，光学可读介质包括CD-ROM和 DVD-ROM,以及其他。仍进一步的，在本文中描述的处理和逻辑可以被并入一个大的处理流程或者被分为很多的小处理流程。本文中已经描述的处理流程的顺序是不重要的，并且可以被重新排列同时仍达到同一结果。实际上，本文中描述的处理流程可以以它们的授权或者期望的实现方式被重新排列、整理、和/或重新组织。已经参考优选实施例来描述了本发明。在阅读和理解了前述详细描述的基础上其他人可以想到修改和变型。旨在将本发明解释为包括所有这种修改和变型，只要它们落在所附权利要求书和其等同物的范围之内。
权利要求
1.一种用于在相对于被设置在检查区域(106)中的对象(108)的多个角位置处采集断层摄影投影数据的装置，所述装置包括辐射源(102)；辐射敏感探测器(104)，其探测由所述源(10 发射的已经贯穿所述检查区域(106)的辐射；以及重建器(304)；其中，所述装置适于执行对象(108)的至少两个扫描程序；其中，所述至少两个扫描程序中的至少一个是偏移几何结构扫描程序(404)；其中，在所述至少两个扫描程序期间采集投影数据，包括在所述偏移几何结构扫描程序(404)期间的偏移几何结构投影数据008)；并且其中，所述重建器(304)将在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据重建在一起以生成指示所述对象(108)的体积数据。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少两个扫描程序中的至少一个是居中几何结构扫描程序G02)；并且其中，在所述居中几何结构扫描程序(402)期间采集居中几何结构投影数据(406)。
3.如任意前述权利要求所述的装置，其中，由所述重建器执行的所述重建将在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据组合以形成与由单个虚拟探测器在相对于所述源的一个位置处执行的成像扫描对应的数据集。
4.如任意前述权利要求所述的装置，其中，所述辐射敏感探测器(104)是平板探测器， 并且其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间所述辐射敏感探测器(104) 的中心(119)在横切面中与旋转中心(114)横向移位。
5.如权利要求4所述的装置，其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间所述中心(119)横向移位近似于所述探测器的横向宽度的一半或者更远的距离。
6.如任意前述权利要求所述的装置，其中，在重建期间对在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据的重叠区域应用消退加权技术和平均技术。
7.如权利要求2所述的装置，其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间施予的辐射剂量比在所述至少一个居中几何结构扫描程序(402)期间的要少。
8.如权利要求7所述的装置，其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间施予的辐射剂量比在所述至少一个居中几何结构扫描程序(402)期间施予的辐射的一半要少。
9.如任意前述权利要求所述的装置，其中，所述装置(300)是锥形束计算机断层摄影成像设备。
10.如任意前述权利要求所述的装置，还包括用于相对于所述辐射源(102)移动所述辐射敏感探测器(104)的机械驱动器。
11.如任意前述权利要求所述的装置，还包括图像处理器(306)、用户界面(308)和用户输入(310)，并且其中，所述图像处理器(306)处理所述体积数据用于在所述用户界面 (308)上的显示。
12.—种计算机断层摄影成像方法，包括步骤执行对象(108)的至少两个扫描程序，其中，所述至少两个扫描程序中的至少一个是偏移几何结构扫描程序G04)；在所述至少两个扫描程序期间采集投影数据，包括在所述偏移几何结构扫描程序 (404)期间的偏移几何结构投影数据008)；以及将在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据重建在一起以生成指示所述对象(108)的体积数据。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述至少两个扫描程序中的至少一个是居中几何结构扫描程序G02)；并且其中，在所述居中几何结构扫描程序(402)期间采集居中几何结构投影数据(406)。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述重建将在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据组合以形成与由单个虚拟探测器在相对于所述源的一个位置处执行的成像扫描对应的数据集。
15.如权利要求12、13或14所述的方法，还包括在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间将所述辐射敏感探测器(104)的中心(119)在横切面中与旋转中心(114)横向移位。
16.如权利要求15所述的方法，其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间将所述中心(119)横向移位近似于所述探测器的横向宽度的一半或者更远的距离。
17.如权利要求12、13、14、15或16所述的方法，其中，在重建期间对在所述至少两个扫描程序期间采集的所述投影数据的重叠区域应用消退加权技术和平均技术。
18.如权利要求13所述的方法，还包括在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404) 期间施予比在所述至少一个居中几何结构扫描程序(402)期间要少的辐射剂量。
19.如权利要求18所述的方法，其中，在所述至少一个偏移几何结构扫描程序(404)期间施予的辐射剂量比在所述至少一个居中几何结构扫描程序(402)期间施予的辐射的一半要少。
20.一种用于生成运动图的装置，所述装置包括辐射源(102)；辐射敏感探测器(104)，其探测由所述源(10 发射的已经贯穿检查区域(106)的辐射；以及重建器(304)和图像处理器(306)；其中，所述辐射源(10 和所述射敏感探测器(104)用于在相对于被设置在所述检查区域(106)中的对象(108)的多个角位置处采集投影数据(504)；其中，所述重建器(304)用于从所述投影数据(504)生成参考图像(508)；其中，从所述参考图像(508)的正向投影中获得参考投影数据(512)；其中，计算所采集的投影数据(504)和所述参考投影数据(51 之间的差以确定线积分差(516)；并且其中，所述图像处理器(306)使用所述线积分差(516)以生成运动图(520)，所述运动图指示从所述投影数据重建的相应图像中受运动影响的区域。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述图像处理器(306)应用加窗处理来精化所述运动图。
22.如权利要求20或21所述的装置，其中，所述图像处理器(306)应用归一化处理来精化所述运动图。
23.如权利要求20、21或22所述的装置，其中，所述图像处理器(306)应用体积中值滤波器来精化所述运动图。
24.如权利要求20、21、22或23所述的装置，其中，所述图像处理器(306)应用高斯模糊来精化所述运动图。
25.如权利要求20、21、22、23或对所述的装置，其中，所述装置(300)是锥形束计算机断层摄影成像设备。
26.如权利要求20、21、22、23、对或25所述的装置，其中，所述图像处理器(306)处理所述体积数据用于在用户界面(308)上的显示。
27.如权利要求20、21、22、23、对、25或沈所述的装置，其中，所述运动图指示将应用于图像的运动校正量。
28.如权利要求27所述的装置，其中，所述图像处理器(306)在经运动补偿的图像重建中使用所述运动图。
29.如权利要求观所述的装置，其中，所述图像处理器(306)根据经运动校正的重建和未经运动校正的重建之间的加权平均来执行重建，其中，所述加权由所述运动图提供。
30.如权利要求27所述的装置，其中，根据所述运动图来调整经运动校正的重建中所述运动的移位。
31.一种用于生成运动图的方法，所述方法包括步骤在相对于被设置在检查区域(106)中的对象(108)的多个角位置处采集投影数据 (504)；由所述投影数据(504)进行重建以生成参考图像(508)从所述参考图像(508)的正向投影中获得参考投影数据(512)；计算所采集的投影数据(504)和所述参考投影数据(51 之间的差以确定线积分差 (516)；以及使用所述线积分差(516)以生成运动图(520)，所述运动图指示从所述投影数据重建的相应图像中受运动影响的区域。
32.如权利要求31所述的方法，还包括步骤应用加窗处理来精化所述运动图。
33.如权利要求31或32所述的方法，还包括步骤通过归一化所述运动图、对所述运动图应用体积中值滤波器以及对所述运动图应用高斯模糊来精化所述运动图。
34.如权利要求31、32或33所述的方法，还包括步骤使用所述运动图并联合由所述投影数据重建的所述相应图像来探测重建图像中受运动影响的区域。
35.如权利要求31、32、33或34所述的方法，还包括步骤使用所述运动图并联合运动校正技术来补偿在由所述投影数据重建的所述相应图像中的运动影响。
36.如权利要求35所述的方法，还包括只在所述相应图像中由所述运动图指示为已经受到运动影响的区域中补偿运动。
37.如权利要求35所述的方法，还包括通过将运动校正的加权值应用于由断层摄影投影数据重建的所述相应图像的区域来补偿运动，基于由所述运动图针对每个图像区域指示的定量的运动量来针对每个区域计算所述加权值。
全文摘要
提供一种方法和装置以通过使用以下至少两个扫描程序来改善大视场CT图像的采集(i)一个具有辐射源和居中的探测器，以及(ii)一个处于偏移结构。从这两个扫描程序中获得的成像数据被用于图像的重建。此外，提供一种用于通过生成运动图而探测重建图像中的运动的方法和装置，所述运动图指示重建图像中受运动伪影影响的区域。任选地，所述运动图可以用于运动估计和/或运动补偿以防止或者减少在所得到的重建图像中的运动伪影。也提供一种用于生成精化的运动图的任选方法。
文档编号A61B6/03GK102325499SQ200980156960
公开日2012年1月18日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年1月21日
发明者C·施雷特, C·诺伊基兴, M·贝尔特拉姆 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司