技術(shù)領(lǐng)域及

背景技術(shù)：

本發(fā)明在一些實(shí)施例中涉及來自數(shù)個(gè)輻射光源的圖像數(shù)據(jù)的圖像重構(gòu)，更具體地但不排他地涉及用于電腦斷層攝影(ct)的圖像重構(gòu)。

以一ct系統(tǒng)對(duì)一檢查物體成像的諸多方法通常是眾所周知的。通過所述x光源發(fā)射的諸多投影可以被成形為一個(gè)二維(2d)扇形光束或一個(gè)三維(3d)錐形光束。通過所述x光源發(fā)射的輻射是通過所述檢查物體衰減并通過所述檢測(cè)器檢測(cè)。在已知方法中，一x光源及一相對(duì)檢測(cè)器圍繞所述檢查物體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)所述檢測(cè)器從關(guān)于所述檢查物體的不同角度獲取的一系列投影中獲取數(shù)據(jù)。通過諸多重構(gòu)方法處理來自所述檢測(cè)器的輸出，以通過所述檢查物體提供諸多截面圖像。

濾波反投影(fbp)演算法是用于重構(gòu)扇形光束獲取數(shù)據(jù)的一已知的重構(gòu)方法。用于重構(gòu)錐形光束獲取數(shù)據(jù)的所述重構(gòu)演算法通常是稱為“feldkamp”或“fdk”的方法或修改fdk方法的所述類型。所述fdk方法通過feldkampl.a.、l.c.戴維斯及j.w.克雷斯刊載，josaa，卷1，第6期，第612-619頁(1984)，其內(nèi)容通過引用并入本文。通過這些方法獲得的所述重構(gòu)圖像已知會(huì)具有諸多偽影(artifacts)，所述偽影是由于“數(shù)據(jù)不完整性”而遠(yuǎn)離所述中間平面(所述光源軌跡平面)的諸多錐形光束角度變得惡化。對(duì)于諸多廣角錐形光束，已知產(chǎn)生的所述諸多偽影是顯著的。類似本領(lǐng)域已知的其他諸多錐形光束重構(gòu)算法發(fā)生的問題。

用數(shù)個(gè)軸向偏移x光源掃描或用一單個(gè)光源執(zhí)行數(shù)個(gè)軸向偏移掃描也是已知的，都用以增加所獲取的所述數(shù)據(jù)的所述完整性。典型地，所述軸向偏移在所述諸多投影錐形光束之間提供重迭。對(duì)于重迭的諸多錐形光束，需要一加權(quán)方法以結(jié)合從所述諸多不同來源獲得的數(shù)據(jù)。對(duì)于從所述諸多光源中的每個(gè)獲取的數(shù)據(jù)，可以在圖像重構(gòu)持續(xù)時(shí)間或在圖像重構(gòu)后，在基于每個(gè)檢視的基礎(chǔ)上，對(duì)于從所述檢測(cè)器捕獲的所述數(shù)據(jù)執(zhí)行加權(quán)。例如在轉(zhuǎn)讓給阿瑞內(nèi)塔有限公司(arinetaltd.)的名稱為“錐形光束電腦斷層攝影(cone-beamct)”的美國(guó)第7,869,561號(hào)專利，描述一種示例性的雙源ct掃描器和方法，其內(nèi)容通過引用并入本文。

由j.beek和n.j.prc發(fā)表的題為“一種用于多重平行圓錐形光束軌道的諸多3d重構(gòu)體積的新方法”的出版物刊載在醫(yī)學(xué)物理，卷37，編號(hào)10，第5351-5360頁(2010)，其內(nèi)容通過引用并入本文，描述一種用于從數(shù)個(gè)x光源重構(gòu)數(shù)據(jù)的方法。描述使用所述fdk演算法分別重構(gòu)每個(gè)軌道的所述錐形光束投影數(shù)據(jù)。隨后，使用在頻率空間中加權(quán)的平均值，以結(jié)合所述重構(gòu)圖像體積的諸多重迭區(qū)域。使用在所述重迭區(qū)域中的一平滑變化權(quán)重函數(shù)，用以避免通過在頻率空間中的所述突發(fā)轉(zhuǎn)變引起的諸多圖像偽影。

在圖像重構(gòu)后應(yīng)用加權(quán)的一個(gè)已知的缺點(diǎn)是，僅通過一給定光源具有足夠的角度覆蓋的諸多體積元素(體素，voxels)，可對(duì)那個(gè)光源提供一圖像體素。例如：已知fbp重構(gòu)可以僅應(yīng)用于從至少180度加上所述光束扇形角度照射的諸多體素。因此，一些所述收集的數(shù)據(jù)不被用于重構(gòu)，并且所述掃描器的用量效率被降低。圖6c顯示出通過從每個(gè)光源分離形成的一圖像進(jìn)行加權(quán)而重構(gòu)的一示例性圖像。通過這種方法的重構(gòu)也可以被看作包括諸多偽影651。

名稱為“序列電腦斷層造影方法”的美國(guó)第6,996,204號(hào)專利，其內(nèi)容通過引用并入本文，描述一種電腦斷層攝影方法，其中一檢查區(qū)域是遍及所述光源和檢測(cè)器的一完全旋轉(zhuǎn)照射的，從兩個(gè)相互偏移，優(yōu)選地圓形光源軌跡。在一中間區(qū)域中，通過結(jié)合來自兩個(gè)軌跡的諸多測(cè)量值與諸多權(quán)重以重構(gòu)所述吸收分布。用于一特定體素的所述權(quán)重是在待重構(gòu)的所述體素與相關(guān)軌跡之間的一距離的一函數(shù)。隨著在待重構(gòu)的所述體素與相關(guān)軌跡之間的距離減小，所述權(quán)重會(huì)被增加。這種方法需要獲得至少遍及360度掃描的數(shù)據(jù)。

通過z.yin，b.dean和j.pack發(fā)表的題為“用于多軸ct收集的3d分析錐形光束重構(gòu)”的出版物，刊載在生醫(yī)圖像的國(guó)際期刊，卷2009，識(shí)別碼538389(2009)(其內(nèi)容通過引用并入本文)，描述一種用于從多個(gè)軸向光源重構(gòu)數(shù)據(jù)的方法，所述多個(gè)軸向光源用于全360度和部分掃描180度加上扇角。對(duì)于所述部分掃描幾何，所述描述的方法使用基于檢視的一加權(quán)，以便在重構(gòu)期間結(jié)合來自所述不同光源的所述數(shù)據(jù)。根據(jù)在每個(gè)體素與每個(gè)光源之間的所述錐角決定所述描述的權(quán)重，在所述諸多區(qū)域之間的所述諸多邊界處伴隨著羽化(feathering)，以避免權(quán)重不連續(xù)性。

圖2顯示出照射一感興趣體積(voi)的二輻射光源及用于圖像重構(gòu)的一現(xiàn)有線性權(quán)重函數(shù)技術(shù)的一相應(yīng)示例的一橫截面圖的一簡(jiǎn)化示意圖。在一些已知的方法中，根據(jù)從s1及s2的一光源平面的錐角或距離，計(jì)算在一voi150中的每個(gè)體素處從各個(gè)光源s1及s2獲得數(shù)據(jù)的所述權(quán)重。典型地，voi150包括僅通過s1照射的一區(qū)域a、僅通過s2照射的一區(qū)域b及通過s1和s2兩者照射的一區(qū)域c。典型地，諸多區(qū)域a、b及c隨著所述掃描器的視角而改變。在一些已知的方法中，對(duì)于區(qū)域c內(nèi)的s1及s2中的每一個(gè)的所述權(quán)重函數(shù)被定義為依賴來自所述光源平面的錐角或距離的一線性變化函數(shù)，而同時(shí)區(qū)域a及b中的每一個(gè)內(nèi)的所述權(quán)重函數(shù)需要等于0或1。典型地，所述斜率被定義為使得在所述光源平面101和102處的所述諸多權(quán)重函數(shù)等于1或0。由于諸多光源平面101及102典型地分別在區(qū)域a和b內(nèi)并且從所述諸多邊界移位，例如：分隔區(qū)域a、b及c的zac和zbc在區(qū)域c與區(qū)域a和b的每一個(gè)之間的所述邊界處及/或所述交叉處的所述權(quán)重函數(shù)中存在不連續(xù)性。所述權(quán)重函數(shù)中的所述突發(fā)轉(zhuǎn)變已知會(huì)引入諸多圖像偽影。使用羽化以減少這些圖像偽像是已知的。

在圖2所示的示例中，在兩個(gè)不同的y體素坐標(biāo)處，沿著所述z方向繪制每個(gè)光源相關(guān)聯(lián)的所述諸多權(quán)重。所述權(quán)重函數(shù)161、162及171、172表示諸多權(quán)重函數(shù)，所述權(quán)重函數(shù)被計(jì)算作為本領(lǐng)域已知的來自所述光源平面101、102的錐角或距離的一函數(shù)。在所述邊界交界處的所述諸多權(quán)重函數(shù)的不連續(xù)性被顯示。典型地，隨著從所述檢測(cè)器106起算的所述距離增加，這些轉(zhuǎn)變是更加顯著的。例如：在諸多權(quán)重函數(shù)161和162中的所述諸多轉(zhuǎn)變，相比較對(duì)于接近檢測(cè)器106的一平面定義的諸多權(quán)重函數(shù)171和172中的轉(zhuǎn)變更加顯著。已知的諸多方法應(yīng)用羽化，例如羽化部161′、162′、171′、172′。圖2還顯示出在一示例性z坐標(biāo)處且沿著一y方向的每個(gè)光源s1、s2相關(guān)聯(lián)的諸多示例性權(quán)重函數(shù)181、182。典型地，對(duì)于沿著所述z方向的諸多線性變化權(quán)重函數(shù)，沿著所述y方向的所述諸多權(quán)重函數(shù)是恒定的。典型地，羽化也沿所述y方向被應(yīng)用。

圖6a顯示出由于在諸多邊界區(qū)域處的所述權(quán)重函數(shù)的不連續(xù)性顯現(xiàn)的圖像偽影的一示例，例如：當(dāng)不應(yīng)用羽化時(shí)。典型地，當(dāng)不應(yīng)用羽化時(shí)，所述權(quán)重函數(shù)的所述不連續(xù)性會(huì)導(dǎo)致諸多偽影，例如：圖6a中的偽影650。圖6b顯示出用羽化重構(gòu)的一示例性圖像。典型地，當(dāng)羽化被應(yīng)用時(shí)，偽影650盡管仍然顯現(xiàn)，但卻不太明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供一種對(duì)于從數(shù)個(gè)軸向偏移輻射光源及/或從數(shù)個(gè)軸向偏移掃描收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重構(gòu)的方法，使用一改良的權(quán)重函數(shù)以結(jié)合從所述諸多不同軸向位置收集的所述數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，從諸多不同的軸向位置收集的所述數(shù)據(jù)在一每個(gè)檢視的基礎(chǔ)上被結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述方法可以整合各種用于從一單個(gè)光源收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重構(gòu)的方法。

本發(fā)明的一些實(shí)施例的一方面提供一種對(duì)于從數(shù)個(gè)軸向偏移位置發(fā)射的多數(shù)個(gè)輻射光束收集的一數(shù)據(jù)進(jìn)行的體積圖像重構(gòu)的方法，每個(gè)光束在一圓形軌跡上移動(dòng)，其特征在于，所述方法包括步驟：從數(shù)個(gè)軸向偏移位置發(fā)射的至少兩個(gè)輻射光束接收一投影數(shù)據(jù)，每個(gè)光束輻射在所述圓形軌跡上的多數(shù)個(gè)視角處進(jìn)行輻射；定義一第一邊界，所述第一邊界位在僅通過所述至少兩個(gè)輻射光束中的一第一光束照射的一第一區(qū)域與通過所述至少兩個(gè)輻射光束中的所述第一光束及一第二光束兩者照射的一第二區(qū)域之間；定義一權(quán)重函數(shù)作為所述第一邊界的一函數(shù)；及從被所述權(quán)重函數(shù)加權(quán)過的所述數(shù)據(jù)重構(gòu)一體積影像。

可選地，所述第一邊界是定義在一每個(gè)檢視的基礎(chǔ)上。

可選地，將在所述第二區(qū)域中的所述權(quán)重函數(shù)定義為隨著所述第二區(qū)域沿著所述圓形軌積的一轉(zhuǎn)軸方向的一長(zhǎng)度及/或幅度的一函數(shù)而變化。

可選地，將所述權(quán)重函數(shù)定義為連續(xù)而無羽化地橫跨所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域。

可選地，所述方法包括：在所述第二區(qū)域及一第三區(qū)域之間定義一第二邊界，所述第三區(qū)域僅通過所述第二光束照射；及將所述權(quán)重函數(shù)定義為所述第一邊界和所述第二邊界兩者的一函數(shù)，所述函數(shù)是連續(xù)而無羽化地橫跨所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域。

可選地，將所述權(quán)重函數(shù)定義為在所述第二區(qū)域中從1到0或從0到1線性地變化。

可選地，所述第二邊界是定義在一每個(gè)檢視的基礎(chǔ)上。

可選地，所述至少兩個(gè)輻射光束是數(shù)個(gè)錐形光束。

可選地，所述體積圖像是以遍及180度加上所述數(shù)個(gè)光束的一扇角所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)的。

可選地，所述體積圖像是以遍及小于360度所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)的。

可選地，所述體積圖像是以遍及至少360度所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)的。

可選地，一濾波反投影方法被應(yīng)用于從被加權(quán)過的所述數(shù)據(jù)重構(gòu)所述體積圖像。

可選地，迭代的重構(gòu)被應(yīng)用于重構(gòu)所述體積圖像。

可選地，一個(gè)或數(shù)個(gè)輻射光源及至少一個(gè)探頭陣列被安裝在一支撐轉(zhuǎn)子上，所述支撐轉(zhuǎn)子以所述圓形軌跡的一旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用于在所述多數(shù)個(gè)視角處擷攝取所述投影數(shù)據(jù)。

可選地，所述投影數(shù)據(jù)是接收自由至少兩個(gè)共同旋轉(zhuǎn)的軸向偏移輻射光源進(jìn)行接收。

可選地，所述至少兩個(gè)軸向偏移輻射光源在所述圓形軌跡的一轉(zhuǎn)軸方向中形成偏移。

可選地，來自所述至少兩個(gè)軸向偏移輻射光源的所述投影數(shù)據(jù)通過同一探頭陣列進(jìn)行接收。

可選地，所述探頭陣列交替接收來自所述至少兩個(gè)軸向偏移輻射光源中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)。

可選地，來自所述至少兩個(gè)輻射光束中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)是使用在所述轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)的一單個(gè)來源連續(xù)地進(jìn)行接收。

可選地，所述至少兩個(gè)輻射光束在所述圓形軌跡的一轉(zhuǎn)軸方向中形成偏移。

除非另有定義，本文使用的所有技術(shù)及/或科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。盡管類似于或等同于本文所描述的方法和材料可以用于本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)作或測(cè)試中，但是下面描述的是諸多示例性方法及/或材料。在發(fā)生沖突的情況下，專利說明書，包括定義，將受到控制。此外，所述材料、所述方法及諸多實(shí)施例僅是說明性的，并且無意圖用于作為必須的限制。

本發(fā)明的實(shí)施例的方法及/或系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以涉及手動(dòng)、自動(dòng)或其一組合執(zhí)行或完成所選擇的任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法及/或系統(tǒng)的諸多實(shí)施例的實(shí)際儀器和設(shè)備，可以通過硬件、通過軟件或通過固件或通過使用一作業(yè)系統(tǒng)的組合來實(shí)現(xiàn)若干選定的任務(wù)。

附圖說明

這里僅通過示例的方式參照附圖和圖像來描述本發(fā)明的一些實(shí)施例?，F(xiàn)在具體參考附圖，應(yīng)所述強(qiáng)調(diào)的是，所示的所述細(xì)節(jié)是通過示例的方式并且用于說明性地討論本發(fā)明的實(shí)施例的目的。在這方面，使用附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的實(shí)施例可以如何被實(shí)作，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。

在圖中：

圖1是可以與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的現(xiàn)有技術(shù)的ct成像系統(tǒng)的一示意圖；

圖2是顯示出照射一感興趣體積(voi)的二輻射光源及用于圖像重構(gòu)的一現(xiàn)有線性權(quán)重函數(shù)技術(shù)的一相應(yīng)示例的一橫截面圖的一簡(jiǎn)化示意圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例照射一voi的二輻射光源的一橫截面圖及用于圖像重構(gòu)的諸多對(duì)應(yīng)示例性權(quán)重函數(shù)的一簡(jiǎn)化示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于結(jié)合來自兩個(gè)光源的反投影數(shù)據(jù)的一示例性方法的一簡(jiǎn)化流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例使用一反投影方法的圖像重構(gòu)的一示例性方法的一簡(jiǎn)化流程圖；

圖6a、圖6b及圖6c是用已知的諸多重構(gòu)方法重構(gòu)的諸多示例性圖像；及

圖6d是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例以一重構(gòu)方法重構(gòu)的一示例性圖像。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在一些實(shí)施例中涉及來自數(shù)個(gè)輻射光源的圖像數(shù)據(jù)的圖像重構(gòu)，更具體地但不排他地涉及用于電腦斷層攝影(ct)的圖像重構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供一種用于在圖像重構(gòu)階段期間結(jié)合來自諸多不同輻射光源及/或諸多不同軸向位置的數(shù)據(jù)，并用于以所述結(jié)合的數(shù)據(jù)生成諸多圖像的一改良方法。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提出一種新的加權(quán)技術(shù)(weightingtechnique)，用以結(jié)合來自諸多不同光源及/或位置的所述數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述加權(quán)技術(shù)被應(yīng)用在一每個(gè)檢視的基礎(chǔ)(，aperviewbasis)上。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述新的加權(quán)技術(shù)既適用于完全掃描重構(gòu)且也適用于部分掃描重構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，用于結(jié)合從不同光源獲得的體素?cái)?shù)據(jù)的權(quán)重不是基于錐角來定義的。相反，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過在諸多不同光源照射的諸多體積之間的諸多邊界及/或諸多接縫的諸多位置被識(shí)別，并且有關(guān)于諸多邊界的一圖像體素的位置定義對(duì)于那個(gè)體素的所述權(quán)重(weight)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于每個(gè)投影及/或視角識(shí)別所述諸多邊界，并且基于所述識(shí)別的諸多邊界定義所述諸多權(quán)重。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每個(gè)光源的所述權(quán)重函數(shù)在整個(gè)所述voi中被定義為連續(xù)的(continuous)。由于所述權(quán)重函數(shù)的所述連續(xù)性質(zhì)，羽化是不需要的。本案發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，與其他已知方法相比較，本文公開的所述圖像重構(gòu)方法可以需要更少的處理時(shí)間，并且還能夠以較少的偽影提供改善的圖像質(zhì)量。圖6d顯示出通過本文所述的諸多方法重構(gòu)的一示例性圖像。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，與通過其他已知方法重構(gòu)的圖像相比較，所述重構(gòu)圖像通常被增強(qiáng)及/或包括更少的偽影。例如圖6a-6c中的圖像。

用于從ct重構(gòu)一圖像的諸多迭代過程是已知的。典型地，一迭代過程從一假定圖像(assumedimage)開始，從所述假定圖像計(jì)算諸多投影，比較所述原始投影數(shù)據(jù)，并且基于所述計(jì)算的投影與所述實(shí)際的投影之間的差異更新所述圖像。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，本文所述的一加權(quán)過程被使用于一迭代重構(gòu)過程的至少一次迭代。

為了能夠更好地理解本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖3-5所示。首先參考圖1所示的ct成像系統(tǒng)的所述大致構(gòu)造和操作。圖1是被使用于醫(yī)學(xué)成像的一雙重光源ct掃描器100的一些基本特征的一示意圖，除了所述諸多光源以外的大多數(shù)特征對(duì)于一常規(guī)單個(gè)光源ct掃描器而言也是典型的。ct掃描器100典型地包括被安裝在一門架(未示出)上的一支撐轉(zhuǎn)子102，所述支撐轉(zhuǎn)子102承載x光源s1和s2以及一檢測(cè)器陣列106，所述后者(即檢測(cè)器陣列106)包括緊密間隔的x光射線檢測(cè)器元件112的數(shù)個(gè)行108和數(shù)個(gè)列110。支撐轉(zhuǎn)子102被布置成在一方向上旋轉(zhuǎn)，所述方向通過圍繞一旋轉(zhuǎn)軸的一箭頭116標(biāo)示，所述旋轉(zhuǎn)軸與通過一座標(biāo)系的所述z軸134平行，所述座標(biāo)系通過座標(biāo)圖標(biāo)114被標(biāo)示。應(yīng)當(dāng)注意，座標(biāo)系114與轉(zhuǎn)子102一起旋轉(zhuǎn)，使得在所述系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述y軸保持從旋轉(zhuǎn)中心指向x光源s1和s2。

如通過箭頭122所示，一可移動(dòng)平臺(tái)118被布置成沿著所述掃描器z軸輸送一患者120(或概括一被檢查物體)。一系統(tǒng)控制器124控制轉(zhuǎn)子102、x光源s1和s2、平臺(tái)118及連接到檢測(cè)器陣列106的一輸出的一圖像處理器126與一顯示和存儲(chǔ)單元128的運(yùn)作。典型地，一手動(dòng)輸入裝置232也提供輸入到控制器124。x光源s1和s2沿著平行于一旋轉(zhuǎn)軸線134的一線308而軸向隔開。x光源s1和s2可以通過分離的諸多x光管或通過單個(gè)管的兩個(gè)焦點(diǎn)而被提供。

在ct掃描器100的操作期間，一患者是被定位的，使得檢查中的一對(duì)象138與一voi150重合。通過電腦處理在圍繞旋轉(zhuǎn)軸134的多個(gè)視角獲取的x光衰減數(shù)據(jù)，以創(chuàng)造諸多橫截面軸向圖像或voi150的諸多切片。當(dāng)轉(zhuǎn)子102裝載光源s1、s2且檢測(cè)器陣列106圍繞對(duì)象120時(shí)，來自所述檢測(cè)器元件112的衰減數(shù)據(jù)于一連續(xù)的角位置(或視角)被收集，所述角位置(或視角)典型地在大約180加上扇形角的所述范圍內(nèi)到大約360度或更大。在雙重光源ct掃描器100中，所述光源s1和s2典型地是交替的，并且分別對(duì)于每個(gè)光源獲取衰減數(shù)據(jù)。

或者，當(dāng)一單個(gè)錐形光束掃描器被使用時(shí)，通過先對(duì)于一光源平面獲取數(shù)據(jù)后于z方向上移動(dòng)所述被掃描對(duì)象獲取的重迭數(shù)據(jù)，用以獲取對(duì)于一第二光源平面的數(shù)據(jù)的一第二集合。在本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例中，一雙重ct掃描器可以被用于先從二光源平面獲取數(shù)據(jù)，并且一被掃描對(duì)象(及/或檢查對(duì)象)可以相對(duì)于所述z方向上的所述光源被移動(dòng)，用以獲取二附加數(shù)據(jù)集合。

對(duì)于通常稱為諸多投影的一固定軸向位置的所有所述視角，通過圖像處理器126從所有所述檢測(cè)器元件收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行電腦處理，以重構(gòu)一個(gè)或多個(gè)二維切片圖像。所述切片圖像通過顯示及存儲(chǔ)單元128而被顯示及存儲(chǔ)，所述顯示及存儲(chǔ)單元128可以包括一電腦監(jiān)視器或任何其它期望和合適的顯示類型及一合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。在一錐形光束的情況下，可以從所述重構(gòu)的諸多軸向切片創(chuàng)建一個(gè)三維圖像。

對(duì)于全部器官的成像，特別是在心臟的成像中，使用一對(duì)錐形光束可能是有利的。x光源s1和s2輻射諸多錐形光束，而結(jié)合以形成一大致為圓柱形的voi150，這可以足夠大到產(chǎn)生所述整個(gè)心臟的良好解析度的一個(gè)三維圖像，而不改變?cè)谒霾僮髌陂g的所述對(duì)象支撐平臺(tái)的所述軸向位置。通過若干光束從輻射產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以在一共同檢測(cè)器陣列的相同區(qū)域上被具體地獲取。

現(xiàn)在參考附圖，圖3顯示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例照射一voi的二輻射光源及用于圖像重構(gòu)的諸多對(duì)應(yīng)示例性權(quán)重函數(shù)的橫截面觀點(diǎn)的一簡(jiǎn)化示意圖。如參照?qǐng)D2所述，通過二輻射光源照射的voi150包括僅通過s1照射的區(qū)域a，僅通過s2照射的區(qū)域b及通過s1和s2兩者照射的區(qū)域c。典型地也如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，從s1獲得的數(shù)據(jù)接受一權(quán)重，在區(qū)域a中為w＝1且在區(qū)域b中為w＝0，而同時(shí)從s2獲得的數(shù)據(jù)接受一權(quán)重，在區(qū)域a中為w＝0且在區(qū)域b中為w＝1。典型地，所述權(quán)重w對(duì)于從s1和s2的輻射獲取的每個(gè)衰減數(shù)據(jù)的一體素的所述圖像定義所述強(qiáng)度貢獻(xiàn)的百分比。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，用于結(jié)合來自s1和s2的投影數(shù)據(jù)的一權(quán)重函數(shù)被定義為在整個(gè)區(qū)域a、b及c都是連續(xù)的，并且在區(qū)域c內(nèi)是單調(diào)且可微分的。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于每個(gè)光源的所述權(quán)重函數(shù)是沿z方向被定義，與現(xiàn)有技術(shù)不同，在區(qū)域c中隨著沿一z方向的區(qū)域c的一長(zhǎng)度及/或幅度的一函數(shù)而變化。

對(duì)于沿著所述z方向的s1的示例性線性權(quán)重函數(shù)261和271被定義為橫跨區(qū)域a等于1，用以橫跨區(qū)域c從1到0線性地變化，并且橫跨整個(gè)區(qū)域b都等于0。依此類推，對(duì)于s2的示例性權(quán)重函數(shù)262和272被定義為橫跨整個(gè)區(qū)域a都等于0，用以橫跨整個(gè)區(qū)域c都從0到1線性地變化，并且橫跨整個(gè)區(qū)域b都等于1。典型地，對(duì)于沿著所述y方向的一給定高度的所述諸多權(quán)重函數(shù)的所述諸多線性變化部分的所述諸多斜率取決于沿著所述z方向的區(qū)域c的長(zhǎng)度及/或幅度。例如：在一個(gè)特定y坐標(biāo)處定義的權(quán)重函數(shù)261和262的所述線性變化部分的所述斜率，比在更接近檢測(cè)器106的另一特定y座標(biāo)處定義的權(quán)重函數(shù)271和272的斜率更陡?；蛘?，所述權(quán)重函數(shù)261、262、271和272的所述差分部分被定義為以一非線性方式變化?？蛇x地，對(duì)于不同的y坐標(biāo)及/或?qū)τ诓煌臋z視而定義諸多不同的權(quán)重函數(shù)?？蛇x地，一線性變化權(quán)重函數(shù)被定義自一些y坐標(biāo)及/或一些檢視和一非線性變化權(quán)重函數(shù)，例如：多項(xiàng)式或指數(shù)變化函數(shù)。

由于從s1和s2輻射的光束的錐形結(jié)構(gòu)，沿z方向的區(qū)域c的長(zhǎng)度及/或幅度隨著所述接近y坐標(biāo)檢測(cè)器106而增加。本文描述的方法提供一權(quán)重函數(shù)，所述權(quán)重函數(shù)為無跳動(dòng)連續(xù)的且無關(guān)所述體素位置。圖2中的所述示例以圖說明，盡管所述加權(quán)區(qū)距改變，但是所述權(quán)重161、162與一不同y位置171、172中的所述權(quán)重仍是相同或非常類似。這導(dǎo)致的是，對(duì)于靠近所述光源的諸多y坐標(biāo)的諸多區(qū)域之間的諸多權(quán)重中的一大的連續(xù)性，隨著越接近所述檢測(cè)器的所述y坐標(biāo)而減小。這些不連續(xù)性導(dǎo)致諸多圖像偽影。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，沿著所述y方向定義的區(qū)域c中的諸多權(quán)重函數(shù)，例如：權(quán)重函數(shù)281和282也是連續(xù)的單調(diào)函數(shù)。典型地，雖然所述權(quán)重函數(shù)被定義為沿著z方向是連續(xù)的，但是沿著所述y方向的合成權(quán)重函數(shù)，例如：權(quán)重函數(shù)281和282也在所述y方向上是連續(xù)的。沿著所述y方向產(chǎn)生的合成權(quán)重函數(shù)，例如：對(duì)于沿著z的一線性函數(shù)，權(quán)重函數(shù)281和282可以為在區(qū)域c內(nèi)的一非線性方式變化。注意的是，為了簡(jiǎn)單起見，僅示出了voi150的一橫截面。然而，典型地沿著所述x方向的所述權(quán)重函數(shù)也是連續(xù)的。

現(xiàn)在也參考圖4顯示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于結(jié)合來自二光源的所述衰減數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)的一示例性方法的一簡(jiǎn)化流程圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，這種結(jié)合方法用于下文參考圖5所描述的所述重構(gòu)過程。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，將在區(qū)域a、b與c之間的諸多邊界的諸多z坐標(biāo)定義為每個(gè)體素位置(x，y)的一函數(shù)(塊410)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在諸多光源區(qū)域之間的諸多邊界的所述z坐標(biāo)通過下列等式定義：

其中，

zs1和zs2是s1和s2在所述z方向上的位置。

zd1和zd2是在檢測(cè)器106處的voi150的一投影的諸多邊緣位置，這取決于所述檢測(cè)器陣列尺寸或所述光束準(zhǔn)直度。

sz是在s1及/或s2中的任一個(gè)與z軸(旋轉(zhuǎn)軸)之間的所述距離。

sd是在檢測(cè)器106與所述z軸(旋轉(zhuǎn)軸)之間的所述距離。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述權(quán)重函數(shù)被定義為所述諸多邊界線的所述被識(shí)別的諸多z坐標(biāo)的一函數(shù)(塊420)。在一些示例性實(shí)施例中，當(dāng)一線性權(quán)重函數(shù)被定義時(shí)，所述斜率根據(jù)邊界線zac(x，y)和zbc(x，y)而被計(jì)算?？蛇x地，所述權(quán)重函數(shù)通過下列等式而被定義：

注意，盡管一線性權(quán)重函數(shù)被描述為一示例性權(quán)重函數(shù)，但是可以使用作為連續(xù)單調(diào)可微分函數(shù)的其他非線性權(quán)重函數(shù)代替所述線性定義的函數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過使用所述定義的權(quán)重函數(shù)對(duì)每個(gè)光源的加權(quán)貢獻(xiàn)度(weightedcontribution)相加，以決定每個(gè)檢視的結(jié)合重構(gòu)數(shù)值(塊430)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，用于一單個(gè)視角的每個(gè)體素的所述最終數(shù)值通過下列等式定義：

i＝w*is1+(1-w)*is2等式(4)

其中，

is1是來自s1的所述投影檢視的所述貢獻(xiàn)度，

is2是來自s2的所述投影檢視的所述貢獻(xiàn)度，及

i是對(duì)于一視角θ的所述結(jié)合值。

典型地，對(duì)于每個(gè)視角計(jì)算結(jié)合值i。

現(xiàn)在參考圖5。顯示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例使用一反投影方法重構(gòu)一圖像的一示例性方法的一簡(jiǎn)化流程圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一ct掃描器以數(shù)個(gè)輻射光源掃描一對(duì)象，例如：s1和s2，并且對(duì)于數(shù)個(gè)光源被接收的ct投影數(shù)據(jù)做出響應(yīng)(塊510)。典型地，通過檢測(cè)器106擷取的所述投影數(shù)據(jù)是通過圖像處理器228而被接收的。典型地，被擷取的所述投影數(shù)據(jù)包括多個(gè)檢視，例如：遍及180度加一扇角或360度或更大角度擷取的。典型地，所述獲取的數(shù)據(jù)是根據(jù)諸多已知方法而被進(jìn)行前處理(塊515)。在一些已知的重構(gòu)方法中，所述數(shù)據(jù)接著被重新排序，以實(shí)現(xiàn)諸多平行投影(塊520)。在fbp重構(gòu)方法中，在反投影所述數(shù)據(jù)到一圖像體積前，所述數(shù)據(jù)典型地與一濾波函數(shù)(塊520)進(jìn)行卷積(convoluted)。典型地，在反投影的所述開始時(shí)，一圖像體積被初始化(塊525)，并且所述的ct檢視數(shù)據(jù)及/或?qū)υ谒鰯?shù)據(jù)中的每個(gè)體素的所述貢獻(xiàn)度被加到所述初始化的體積，一次進(jìn)行一檢視，直到完成重構(gòu)(塊560和565)。

典型地，將一ct檢視與所述投影數(shù)據(jù)區(qū)隔(塊530)，并且計(jì)算及/或否則決定所述數(shù)個(gè)光源中的每一個(gè)對(duì)每個(gè)圖像體素的所述檢視貢獻(xiàn)(塊535)。可選地，當(dāng)一錐形光束被用于掃描時(shí)，應(yīng)用一fdk方法以計(jì)算來自s1和s2的錐形光束數(shù)據(jù)的所述貢獻(xiàn)度。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例并且同時(shí)典型地與單個(gè)檢視反投影(塊535)，通過不同光源照射諸多體積之間的諸多邊界都被識(shí)別(塊540)，并且對(duì)于在所述圖像體積中的每個(gè)圖像體素定義諸多對(duì)應(yīng)權(quán)重(塊545)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過諸多不同來源照射的諸多體積之間的諸多邊界的z坐標(biāo)都被識(shí)別，并且被用于定義所述諸多權(quán)重。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，來自所述諸多光源中的每一個(gè)的所述貢獻(xiàn)度被加權(quán)(塊550)，并且結(jié)合來自全部所述光源的所述加權(quán)數(shù)據(jù)(塊555)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述權(quán)重函數(shù)被定義為在通過數(shù)個(gè)光源照射的區(qū)域內(nèi)各處都是連續(xù)的及單調(diào)的及可微分的。可選地，所述權(quán)重函數(shù)通過等式(3)而被定義。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，來自全部光源的結(jié)合貢獻(xiàn)度都被加到所述圖像體積(塊560)，并且對(duì)于附加ct檢視重復(fù)所述過程，直到所有相關(guān)檢視已被加到所述圖像體積(塊565)。在一些示例性實(shí)施例中，一旦全部ct檢視都已被加到所述圖像體積中，則應(yīng)用附加處理以改善所述重構(gòu)圖像(塊570)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，當(dāng)一迭代重構(gòu)過程被使用時(shí)，本文所述的一加權(quán)過程被用于一迭代重構(gòu)過程的至少一次迭代。

應(yīng)當(dāng)注意，雖然本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例已經(jīng)描述參考從兩個(gè)輻射光源擷取數(shù)據(jù)的結(jié)合，但是本文所描述的方法可以被類似地應(yīng)用在諸多系統(tǒng)，所述系統(tǒng)擷取在諸多不同軸向位置擷取連續(xù)掃描處的一單個(gè)光源的重迭數(shù)據(jù)。

應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例雖然已經(jīng)描述參考從兩個(gè)輻射光源擷取數(shù)據(jù)的結(jié)合，但是本文描述的方法可以被類似地應(yīng)用于諸多系統(tǒng)，所述系統(tǒng)輻射的光源數(shù)量多于二個(gè)。

應(yīng)當(dāng)注意，雖然本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施例已經(jīng)描述參照在所述軸向上彼此偏移的輻射光源，但是這可以被類似地應(yīng)用于諸多系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有諸多不同幾何形狀的諸多重迭光束。通過諸多重迭光束是指所述被掃描的被反射的一體積的至少一部分被來自多于一個(gè)光源或具有多于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的相同光源的諸多光束照射的。

所述諸多術(shù)語“包括(comprises)”，“包括(comprising)”，“包括(includes)”，“包括(including)”，“具有(having)”，它們的詞形變化意指“包括但不限于(includingbutnotlimitedto)”。

所述術(shù)語“組成(consistingof)”意指“包括但限于(includingandlimitedto)”。

所述術(shù)語“基本上由...組成(consistingessentiallyof)”意指組成物、方法或結(jié)構(gòu)可以包括另外的成分、步驟及/或部分，但是僅在假若所述附加成分、步驟及/或部分不會(huì)重大改變所要求保護(hù)的組成物、方法或結(jié)構(gòu)的所述基本和新特性。

應(yīng)當(dāng)理解，為了清楚，在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中描述的本發(fā)明的某些特征也可以在單個(gè)實(shí)施例中組合提供。相反，為了簡(jiǎn)潔起見，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的本發(fā)明的各種特征也可以單獨(dú)地或以任何合適的子組合提供，或者適用于本發(fā)明的任何其它描述的實(shí)施例。在各種實(shí)施例的上下文中描述的某些特征不被認(rèn)為是這些實(shí)施例的基本特征，除非所述實(shí)施例在沒有那些元件的情況下不起作用。