[发明专利]一种实现多能量CT扫描重建的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及CT领域，特别涉及一种实现多能量CT扫描重建的方法及装置。

背景技术

现在，CT扫描被广泛的应用在在医学领域。利用不同能量的x射线在物质中衰减不同，可以实现对CT图像中的不同组织结构进行分离。

目前，不同能量数据的采集方法一般有两种，一种是通过高压交替地快速切换，使得不同方向的投影数据具有不同的电压，从而使得一次扫描中，不同投影方向交替获得不同能量的数据；另外一种是利用双球管技术，每个球管发出的射线具有不同的能量，从而也能利用一次扫描获得两种能量的数据。

对同一种物质，例如水或者骨，两种能量的x射线穿过其中以后的衰减不同，从而得到的图像的像素值也不同，利用这种差别可以将图像中的两种成分分离出来。例如：用两种能量扫描获得的数据进行CT图像重建，得到两幅图像I1和I2，可简单地通过如下2组方程式获得图像中各点水和骨的成分比例：

Water＝Coeff1*I1+Coeff2*I2

Bone＝Coeff3*I1+Coeff4*I2

若组合系数Coeff1，Coeff2，Coeff3，Coeff4已知，则很容易根据两种能量的图像I1和I2计算出水和骨的比例来，而这些系数的获得一般是通过事先扫描简单的校正模体，并通过一定的校正算法来得到。

但是，获取双能的数据对硬件要求较高，比如，上面的两种获取方式中，一种要求高压以很快的速度在不同投影方向间切换，另一种则要求安装两个球管。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现多能量CT数据采集的方法，以解决获取双能的数据的数据采集方法对硬件要求较高的问题。

本发明提供了一种实现多能量CT数据采集的方法，包括：

利用CT扫描仪控制电压在数据采集期间以周期性变化的方式对扫描对象进行扫描，所述电压在数据采集期间内为完整周期的变化。。

优选地，所述控制电压在数据采集期间以周期性变化的方式对扫描对象进行扫描，具体为控制电压在最高电压与最低电压之间的m个不同采样点周期性地对扫描对象进行扫描，其中m≥3。

优选地，利用第一函数f(x)控制电压在数据采集期间以周期性变化的方式扫描，其中所述第一函数f(x)以2T为周期，并且在每个周期内，f(x)能取到最高电压和最低电压。

优选地，所述第一函数f(x)具体为：：

其中，x为整数，2T为电压变化的周期，MaxKV为最高电压，MinKV为最低电压。

本发明还提供一种实现多能量CT扫描重建的方法及装置以实现能够通过电压周期性变化的数据采集方式获得多能量扫描数据、由多能量扫描数据重建出组织分离的图像的目的，从而避免了通过获取双能的数据进行重建组织分离图像对硬件要求较高的问题。

本发明提供了一种实现多能量CT扫描重建的方法，该方法包括第一采集步骤、第二采集步骤、多能量校正步骤和多能量图像重建步骤：

所述第一采集步骤包括：

以由第一物质和第二物质组成的第一类扫描对象作为扫描对象，应用以上所述的一种实现多能量CT数据采集的方法，采用第一类电压进行数据采集，采集到n个投影角度下的n组第一类扫描数据{y_i}，其中，i为整数，1≤i≤n，n≥2，所述第一类电压在数据采集期间周期性变化，所述第一类电压在最高电压与最低电压之间共有m个不同的采样点，所述采用第一类电压进行数据采集具体为采用所述m个采样点的电压值在数据采集期间周期性地进行数据采集；

所述第二采集步骤包括：

利用CT扫描仪，控制所述m个采样点中每个采样点的电压值，分别对双柱校正模进行所述n个投影角度的扫描，获得m个n组第二类扫描数据，其中所述双柱校正模中包含所述第一类扫描对象的两种待分割物质，一柱体包含第一物质，另一柱体包含第二物质；

所述多能量校正步骤包括：

利用所述m个n组第二类扫描数据重建并校正出m个第二类扫描图像，其中，所述每个n组第二类扫描数据重建并校正出对应的一个第二类扫描图像；

根据所述第一物质与第二物质在双柱校正模中的位置范围，得到所述第一物质的第三类图像向量和第二物质的第三类图像向量；

根据m组方程式计算m个采样点的电压值分别对应的组合系数与

所述多能量图像重建步骤包括：