[发明专利]计算断层摄影成像方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算断层摄影成像方法和系统，并且具体涉及一种对断层摄影成像装置或系统的未对准进行校正或者补偿的计算断层摄影成像方法和系统。

背景技术

术语计算断层摄影术（CT）通常涉及如下处理，通过该处理，可以根据表示对象各几何投影的相应的一组图像来计算本质上表示感兴趣的物理对象的内部结构的任意期望视图的一个或更多个图像。

为了获得对象的投影图像，断层摄影成像装置需要（i）用于探测对象的粒子源或电磁辐射源、（ii）用于测量所得到的探测对象的相互作用的检测器、以及（iii）用于改变源/检测器部件与对象之间的相对取向（orientation）的器件。因此，构成图像组的投影图像表示在源/检测器部件与对象之间的各个相对取向处获得的探测对象相互作用的测量值。通常，将这些方向选择为使得源和检测器相对于对象遵循一定的轨迹，轨迹取决于源与检测器之间的几何形状。这样的轨迹的示例包括圆形轨迹、螺旋形轨迹和鞍形轨迹。

一旦生成了一组在各个不同的相对取向处的二维投影图像，则对这些图像应用重建算法，以生成在本文中被称为断层照片的相应的数据组，以用三维空间来表示对象的外部和内部结构特征。通过将断层照片用作输入，可以使用显示软件以基本上用户期望的任何方式对对象进行可视化，包括如旋转的半透明对象、沿任意方向穿过对象的静态和动态切片等。这样的“重建”图像在本文中被称为断层摄影图像。

计算断层摄影术的具体困难在于，重建算法假定上述断层摄影成像装置或系统的三个部件极好地相互对准。实际上，具体地，对于以微米或纳米尺寸来对特征进行成像而言，即使三个部件会对准，这种情况也是很少见的。在这种情况下，实验被称为‘未对准’，使得重建三维断层摄影图像总体或局部表现为“模糊”或“焦点未对准”。

已经进行了各种尝试来克服这些难点。在A.V.Bronnikov的Virtual Alignment of x-ray cone-beam tomography system using two calibration aperture measurements,Opt.Eng.38(2),381-386(1999)中，使用特别制造的校准孔来替代感兴趣的实际对象或样品，并且，使用圆锥形x射线波束来生成孔的投影图像，以进行孔的相反对准。接着，可以对这些图像进行处理，以确定旋转轴的横向未对准和旋转未对准。一旦以这种方式进行了测量，则可以将这些未对准用于修改感兴趣的实际样品的投影图像，以在对已修改的图像应用标准重建算法之前对未对准进行补偿。

替选地，如M.Karolczak等人的Implementation of a cone-beam reconstruction algorithm for the single-circle source orbit with embedded misalignment correction using homogeneous coordinates,Med.Phys.28(10),2050-2069,2001中所描述的，可以将所测量的未对准用作用于校正某些形式的未对准的已修改重建算法的输入。

然而，现有的用于对断层摄影这种未对准进行校正或补偿的方法由于其精度和适用性而受到了限制。因此，期望提供一种能够解决现有技术的一个或更多个困难或者至少能够提供有用的替选方案的计算断层摄影成像方法和系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种计算断层摄影成像方法，包括：

获取（access）表示使用未对准的断层摄影成像装置所获得的对象的二维投影图像的投影数据；以及

对所述投影数据进行处理，以生成未对准数据，所述未对准数据表示量化所述断层摄影成像装置的各个未对准的一个或多个值。

该方法可以包括：根据未对准数据处理投影数据，以生成其中断层摄影成像装置的一个或更多个未对准已经基本上被校正了的对象的断层照片。

该方法可以包括：根据未对准数据处理投影数据，以生成表示其中断层摄影成像装置的一个或更多个未对准已经基本上被校正了的对象的投影图像的已修改投影数据。

处理投影数据可以包括：

处理投影数据，以针对断层摄影成像装置的至少一个未对准的各个试验值生成试验重建断层摄影横截面图像；

处理试验重建断层摄影图像，以生成试验重建断层摄影图像的各个质量评估结果；以及