本申請涉及ct成像，尤指ct成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，通過射線源和探測器圍繞待檢測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)曝光(射線源正中經(jīng)過旋轉(zhuǎn)中心的射線恰好射向探測器正中央)，以此獲取待檢測目標(biāo)的ct(computed?tomography，計算機體層攝影)圖像。或者，通過將探測器偏置，即將探測器偏向一側(cè)，從而在這一側(cè)采集到更大范圍的掃描數(shù)據(jù)，而另一側(cè)的數(shù)據(jù)通過共軛光線來補足。

2、以上兩種方式分別因為視場角(field?of?view，fov)偏小和掃描軌跡(即射線源和探測器的旋轉(zhuǎn)角度)偏大而在使用過程中給用戶(例如醫(yī)生)帶來困擾。因此，如何在減少圖像獲取裝置的掃描軌跡的基礎(chǔ)上、獲得大面積視場角，是一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請公開ct成像方法及系統(tǒng)，使用兩個射線源和探測器在較少的掃描軌跡的基礎(chǔ)上，得到較大視野范圍的ct圖像；再使用相應(yīng)的圖像處理方法對獲取的ct圖像進(jìn)行優(yōu)化與重建。

2、第一方面，本申請公開了一種ct成像方法，用于ct成像系統(tǒng)，ct成像系統(tǒng)包括第一射線源、第二射線源和探測器，第一射線源和第二射線源位于同一高度且第一射線源、第二射線源和探測器之間的相對位置保持不變，方法包括：控制第一射線源、第二射線源和探測器圍繞待檢測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)曝光，以獲取待檢測目標(biāo)的投影數(shù)據(jù)；基于第一射線源和第二射線源發(fā)射的光線在探測器上的位置坐標(biāo)和角度關(guān)系重排投影數(shù)據(jù)，以使投影數(shù)據(jù)由錐束數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為錐束-平行束數(shù)據(jù)格式；將重排后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦加權(quán)和斜坡濾波，以優(yōu)化投影數(shù)據(jù)中的偽影區(qū)域；對優(yōu)化后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影，獲得投影數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果。

3、可選地，第一射線源和第二射線源的連線與探測器平行，任一射線源與探測器的距離為第一預(yù)設(shè)距離，第一射線源和第二射線源的連線與待檢測目標(biāo)的距離為第二預(yù)設(shè)距離，第一預(yù)設(shè)距離大于第二預(yù)設(shè)距離，第一射線源和第二射線源之間的第三預(yù)設(shè)距離小于邊界值，邊界值的計算公式如下：h＝4*(h1-h2)*h2/w，其中，h為邊界值，h1為第一預(yù)設(shè)距離，h2為第二預(yù)設(shè)距離，w為探測器的寬度；第一射線源在旋轉(zhuǎn)時根據(jù)預(yù)設(shè)頻率曝光，以使探測器獲取待檢測目標(biāo)的第一組投影數(shù)據(jù)；第二射線源在旋轉(zhuǎn)時根據(jù)預(yù)設(shè)頻率曝光，以使探測器獲取待檢測目標(biāo)的第二組投影數(shù)據(jù)。

4、可選地，第一預(yù)設(shè)距離大于或等于80厘米且小于或等于200厘米，第二預(yù)設(shè)距離大于或等于40厘米且小于或等于150厘米。

5、可選地，第一射線源和第二射線源交替曝光。

6、可選地，第一射線源、第二射線源和探測器的旋轉(zhuǎn)角度小于360度。

7、可選地，獲取投影數(shù)據(jù)之后，包括：對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正；數(shù)據(jù)校正包括以下操作中的一個或多個：亮暗場校正、壞點校正、射束硬化校正和散射校正。

8、可選地，基于第一射線源和第二射線源發(fā)射的光線在探測器上的位置坐標(biāo)和角度關(guān)系重排投影數(shù)據(jù)，包括：重排第一組投影數(shù)據(jù)和第二組投影數(shù)據(jù)，計算公式為：

9、

10、

11、其中，p1為第一組投影數(shù)據(jù)，為重排后的第一組投影數(shù)據(jù)，θ為光線與空間坐標(biāo)系y軸間的夾角，s,t分別為光線在探測器上的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，為當(dāng)前光線與第一直線之間的夾角，第一直線為第一射線源和待檢測目標(biāo)的中心所形成的直線，p2為第二組投影數(shù)據(jù)，為重排后的第二組投影數(shù)據(jù)，α2為任一射線源、該射線源至探測器的垂足和待檢測目標(biāo)的中心形成的角度，該射線源為頂點，α3為任一射線源、待檢測目標(biāo)的中心和探測器相較于該射線源的遠(yuǎn)端形成的角度，該射線源為頂點，dsd為第一預(yù)設(shè)距離，r為任一射線源至待檢測目標(biāo)的中心的距離；

12、將重排后的第一組ct圖像和重排后的第二組ct圖像加權(quán)融合，計算公式為：

13、

14、w1(θ,s)+w2(θ,s)＝1，

15、其中，為加權(quán)融合后的投影數(shù)據(jù)，w1(θ,s)為重排后的第一組投影數(shù)據(jù)的權(quán)重，w2(θ,s)為重排后的第二組投影數(shù)據(jù)的權(quán)重。

16、可選地，將重排后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦加權(quán)和斜坡濾波，以優(yōu)化投影數(shù)據(jù)中的偽影區(qū)域，計算公式為：

17、

18、其中，為余弦加權(quán)后的投影數(shù)據(jù)，為斜坡濾波后的投影數(shù)據(jù)，h(s)為平行束斜坡濾波器。

19、可選地，對優(yōu)化后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影，獲得投影數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果，計算公式為：

20、

21、s(x,y,z,θ)＝x·cos(θ)+y·sin(θ)，

22、

23、其中，i(x,y,z)為投影數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果，α1為任一射線源、該射線源至探測器的垂足和探測器的最近邊緣形成的角度，該射線源為頂點。

24、第二方面，本申請公開一種ct成像系統(tǒng)，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序以實現(xiàn)以上第一方面的ct成像方法。

25、綜上，本申請公開的ct成像方法及系統(tǒng)的有益效果在于：利用合理排布的兩個射線源采集數(shù)據(jù)間的互補特性，結(jié)合的圖像重建算法，在不足360度的弧形掃描軌跡下實現(xiàn)大視野錐形束ct成像；且該成像方法不會對重建的圖像質(zhì)量造成損失。該ct成像方法可以與骨科術(shù)中成像中使用的c-arm?cbct裝置相結(jié)合實現(xiàn)大視野成像，從而為骨科手術(shù)醫(yī)生提供更充足的患者信息，并減少擺位難度。此外，該系統(tǒng)可以在大視野成像的基礎(chǔ)上盡可能減少掃描角度，從而減少單次成像需要的掃描時間，可以應(yīng)用于放療中等成像場景，為自適應(yīng)放療計劃提供更加實時的圖像支持。

技術(shù)特征：

1.一種ct成像方法，其特征在于，用于ct成像系統(tǒng)，所述ct成像系統(tǒng)包括第一射線源、第二射線源和探測器，所述第一射線源和所述第二射線源位于同一高度且所述第一射線源、所述第二射線源和所述探測器之間的相對位置保持不變，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ct成像方法，其特征在于，所述第一射線源和所述第二射線源的連線與所述探測器平行，任一射線源與所述探測器的距離為第一預(yù)設(shè)距離，所述第一射線源和所述第二射線源的連線與所述待檢測目標(biāo)的距離為第二預(yù)設(shè)距離，所述第一預(yù)設(shè)距離大于所述第二預(yù)設(shè)距離，所述第一射線源和所述第二射線源之間的第三預(yù)設(shè)距離小于邊界值，所述邊界值的計算公式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ct成像方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)距離大于或等于80厘米且小于或等于200厘米，所述第二預(yù)設(shè)距離大于或等于40厘米且小于或等于150厘米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ct成像方法，其特征在于，所述第一射線源和所述第二射線源交替曝光。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ct成像方法，其特征在于，所述第一射線源、所述第二射線源和所述探測器的旋轉(zhuǎn)角度小于360度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ct成像方法，其特征在于，所述的獲取所述投影數(shù)據(jù)之后，包括：對所述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正；

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ct成像方法，其特征在于，所述的基于所述第一射線源和所述第二射線源發(fā)射的光線在所述探測器上的位置坐標(biāo)和角度關(guān)系重排所述投影數(shù)據(jù)，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ct成像方法，其特征在于，所述的將重排后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦加權(quán)和斜坡濾波，以優(yōu)化所述投影數(shù)據(jù)中的偽影區(qū)域，計算公式為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ct成像方法，其特征在于，所述的對優(yōu)化后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影，獲得所述投影數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果，計算公式為：

10.一種ct成像系統(tǒng)，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)權(quán)利要求1-9任一項所述的ct成像方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环NCT成像方法及系統(tǒng)，涉及CT成像技術(shù)領(lǐng)域。該方法用于CT成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一射線源、第二射線源和探測器，兩個射線源位于同一高度且兩個射線源和探測器之間的相對位置保持不變，方法包括：控制第一射線源、第二射線源和探測器圍繞待檢測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)曝光，以獲取待檢測目標(biāo)的投影數(shù)據(jù)；基于第一射線源和第二射線源發(fā)射的光線在探測器上的位置坐標(biāo)和角度關(guān)系重排投影數(shù)據(jù)，以使投影數(shù)據(jù)由錐束數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為錐束?平行束數(shù)據(jù)格式；將重排后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦加權(quán)和斜坡濾波，以優(yōu)化投影數(shù)據(jù)中的偽影區(qū)域；對優(yōu)化后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影，獲得投影數(shù)據(jù)的三維重建結(jié)果。該方法能夠以較短的掃描軌跡實現(xiàn)較大的錐形束CT成像。

技術(shù)研發(fā)人員：呂天翎,奚巖,張旭升,姜曉磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海一影信息科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10