[发明专利]计算层析成像方法、计算机程序、计算装置和计算层析成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定样本的体积表示的计算层析成像方法、计算机程序、计算装置和计算层析成像系统，包括：初始重建步骤，从由X射线系统取得的样本的X射线投影来重建样本的初始体积数据；确定要更新的所述重建的初始样本体积的一部分的步骤；以及迭代更新过程，用于使用迭代重建法仅对确定要更新的体积数据的该部分产生更新的体积数据。

背景技术

减少伪像的影响、减少重建时间和改善重建的体积数据的质量是计算层析成像中的一般需求。

在此一般需求之外，在许多情况下，存在着以下问题：给定对象的某些区域不能在数据采集期间被X射线完全扫描或充分穿透从而导致在重建的体积数据中质量差的区域。这样的情形例如涉及特别是不能在整个360°内完全扫描的大对象，像诸如电子板的大的平坦部件；和/或难以用X射线穿透的材料，像焊点中的铅或涡轮叶片中的因科镍合金。

美国6862335 B2中公开了一种计算层析成像方法，它包括：用于产生初始重建体积数据的分析重建步骤，用于将初始重建体积分开为具有相对好的图像质量的好体积和具有相对差的图像质量的差体积的体积分割步骤，以及用于改进在差体积中的重建体积数据的迭代重建步骤。体积分割步骤是基于几何考虑的，即差体积被由相对小数目的辐射路径穿过的区域限定，而好体积被由相对大量的辐射路径穿过的区域限定，导致给定的CT扫描器几何结构固定和总体地分离成好的和差的体积部份。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有减少的重建时间的计算层析成像方法，其中能够得到改善的体积数据质量和/或能够减小伪像的影响，特别是但不限于这样的情况，其中不能在数据采集期间用足够的X射线强度扫描或在360°内充分地采样的样本的某些区域。

本发明用独立权利要求中的特征解决了这个目的。通过对所述体积数据中的每一个单个体素单独地评估这一体素是否需要进一步更新，要更新的体积数据能够以区别更大的方式修整。在效果上，能够实现刚好那些其质量还不足够的体素的进一步更新，导致体积数据质量的改进，而那些其质量已经足够的体素的进一步更新能够避免，与基于几何考虑的现有技术的总体积分割相比较，这将导致减少的重建时间。

本发明在给定对象的某些区域在数据采集期间不能用足够的X射线强度扫描的情况下和/或对不能在整个360°内完全扫描的对象特别有价值，如在现有技术中不存在令人满意的解决方案的诸如大型电子板或PCBA的大的平坦部件。其它优选的应用涉及难以用X射线穿透的材料，如焊点中的铅或大的碳纤维增强的塑料板，或涡轮叶片中的因科镍合金（inconel）。

优选地，所述评估步骤在迭代更新过程的每一个迭代中执行，特别是在任何进一步的更新体积数据产生之前执行。以这种方式，要被更新的体素的组能够动态地适应，且其数目能够从一个更新迭代到下一个更新迭代逐步减少，导致整个重建时间的进一步减少。

优选地，评估步骤包括产生更新掩模（mask）的步骤，更新掩模包括关于需要对其进一步更新的每一个单个体素的信息。更新掩模能够存储在存储器中，并优选在下一次更新过程迭代中使用，这是将本发明实施到一个实际的CT系统中的一种简单但快速有效的方式。

优选地，指示需要对一个特定的体素进行进一步的更新的条件是，这一个体素的质量是否低于或高于预定的阈值。然而，本发明并不限于这一条件。适用于指示需对一个特定的体素进行进一步更新的任何其它条件都可以使用。

优选地，用于体积数据的每一个单个体素的、优选是在对重建的或更新的体素的每一个的重建步骤后计算的单独的置信量度（confidence measure）被用作评估步骤中的质量信息。在一个优选的实施例中，单独的体素的置信量度基本上根据重建过程的过程数据来确定，其具体地在申请人的欧洲专利申请09014798.4中作了描述，本文通过引用将其全文引入，特别是在它涉及单独的体素的置信量度的计算和特性的范围。一个特定的体素的置信量度或质量量度是一个确定无疑地与那个体素的密度值为正确的概率相关的值。备选地，置信量度可与体素密度的方差、那个体素的密度值为不正确的概率、体素密度中的误差、与真正的密度的偏差、或体素的精度相关。一个体素的置信量度给出了关于重建的体素密度的质量的定量信息。对所有体素的置信量度的实体产生了用于整个重建的样本体积的置信量度分布或置信量度图。优选地，置信量度基本上仅基于重建的体积数据和/或测量的X射线投影来确定。

附图说明

在下面，参照附图基于优选的实施例说明本发明，其中：

图1是计算层析成像系统的示意性说明；