[发明专利]基于部分扫描的CT图像重建方法、装置及CT设备

说明书

技术领域

本发明涉及CT成像领域，特别涉及一种基于部分扫描的CT图像重建方法、装置及CT设备。

背景技术

在X射线计算机断层扫描(Computed Tomograghy,CT)中，为了获得高分辨率并加快扫描速率，常采用部分扫描。部分扫描介于半扫描和完全扫描之间，在扫描运动的器官或组织(如心脏)时有优势：部分扫描的扫描时间较短，在成像过程中待检对象运动的可能性也小，从而减少了运动伪影对成像质量的影响。

部分扫描旋转的扫描角度一般在180°到360°之间。如图1所示，为CT部分扫描中用有检测器阵列101和射线源102的装置100以设定的扫描范围对感兴趣区T0进行曝光的轴向示意图。装置100包括可绕旋转中心z转动的环形转盘(未示出)、固定在环形转盘直径方向一边的射线源102及另一边的检测器阵列101，环形转盘可以被装载在一机架(未示出)上，从而在扫描过程中围绕旋转中心z转动。扫描过程中，射线源102的射线穿透环形转盘内的感兴趣区T0后照射到检测器阵列101上。感兴趣区T0可以是病人等待测对象，在对感兴趣区T0进行扫描的过程中测量域得到的是感兴趣区T0的横截面区域。

检测器阵列101是由检测器构成的圆弧型阵列，如检测器a1、a2及图1中省略示意的1～n个检测器(n为不小于1的自然数)，该圆弧的曲率中心点可设置为射线源102。从射线源102射出的每条射线都以不同的角度射到各检测器上，并形成扇形线束。当这些射线照射到每一个检测器上，每一个检测器便生成表示其接收到相应强度的射线的输出信号。检测器的输出信号通常由装置100的信号处理部分(未示出)处理，包括对输出信号进行滤波，以提高信噪比。一般将上述测量和处理得到的输出信号称为投影数据，射线源和旋转中心之间的连线s1与基准轴s0(定义装置100初始化时射线源和旋转中心之间的连线为基准轴s0)的夹角为扫描角度β(扫描角度β也可称为View角，在部分扫描中，扫描角度β的取值范围满足π＜β＜2π)，射线源和旋转中心之间的连线s1与射线源和检测器阵列各检测器(比如检测器a1)之间的连线(射线源和检测器a1之间的连线s2)的夹角为扇形角_γ(扇形角_γ也可称为Channel角)，其中，连线s1与射线源和检测器之间的各条连线所形成的夹角中角度最大的角为最大扇形角γ_max(图1中，连线s1与射线源和检测器a2之间的连线S3形成最大扇形角γ_max)。每一个投影数据对应一个扫描角度β及一个扇形角γ。

基于装置100，现有技术的一种基于部分扫描的CT图像重建方法包括:对原始投影数据进行加权；依据扇形线束的对称性，将与相对称的两组投影数据中的其中一组数据去冗余并对剩余的投影数据进行合并；以及，基于合并后的投影数据重建图像。

图2是基于上述现有技术的部分扫描在扫描角度范围[β_start，β_end]下基于原始投影数据所生成用以重建图像的Radon平面示意图，图中有效面积内的点为经加权后的投影数据的数据值，其中：横坐标指示扫描角度β的变化范围，即扫描区间[β_start，β_end](下面用定义扫描范围)，基于部分扫描的原理，虽然扫描范围不足2π，但也要求扫描范围不少于(π+2γ_max)，即为了部分扫描的数据量的充足性考量，要求有纵坐标指示扇形角_γ的变化范围(图中扇形角γ的取值范围为[-γ_max，γ_max]，是针对对称检测器阵列的)。