[发明专利]多分辨率CT成像系统及方法

说明书

本申请公开了一种多分辨率CT成像系统及方法，其中，成像系统包括：通过射线生成模块向待成像物体发出射线；通过至少两个分辨率探测器生成对高分辨率成像区域进行单独扫描的第一投影数据，和对所需成像区域进行扫描的第二投影数据；通过扫描成像子系统确定高分辨率成像区域、分辨率探测器对应的成像扫描参数、扫描运动轨迹以及进行投影数据采集；图像重建子系统利用第二投影数据对第一投影数据进行补全或补偿，通过图像重建算法对补全或补偿后的投影数据进行自适应融合重建，得到重建结果。本申请的实施例使用多种分辨率的探测器，同时利用大视野测量的投影数据和小视野探测器的投影数据进行综合重建，达到实现大视野与局部高分辨率的重建效果。

技术领域

本申请涉及CT成像技术领域，特别涉及一种多分辨率CT成像系统及方法。

背景技术

X射线成像技术是无损检测的一种的重要方式，它现在已经广泛应用于众多领域，医疗与物体检测这两个具体应用方向对于重建空间分辨率提出了更高的需求，被扫描物体本身的尺寸决定了成像视野范围。现阶段的平板探测器受限于数据传输的带宽，单位时间内传送的数据量具有上限，在实际使用中为了保证一定采集频率，因此总像素数量有限，探测器清晰度越高，则像素尺寸越小，探测器覆盖范围越小，像素尺寸越大，则覆盖的范围越大。目前超高分辨率探测器视野都很小(小于100mm)，在实际应用中会面临被扫描物体投影数据采集不完整的情况，导致图像重建中面临截断问题，严重影响CT图像的质量；大视野探测器虽然能够采集被扫描物体的完整投影，但是空间分辨率却不能满足检查需求。在当前的技术手段下，由于无法兼顾高分辨率与大视野，相关技术中提出了一些技术方案，如采用两个独立模块来单独实现这两种功能。

例如，朗视仪器股份有限公司利用双源双探测器的锥形束CT系统，在一个扫描架上集成了两套X射线发生器与两块面阵探测器。其中，一块探测器可生成大视野CT图像，另一块可生成高分辨率小视野CT图像。但是，该系统每次扫描只使用一块探测器。同时，该公司也提出了一种装有多探测器的锥形束CT系统，这种方案与上一种相比省略了一个X射线发生器，但是每次扫描依然只使用一个探测器模块。斯托克斯检测技术有限公司也提出了双光源双探测器的类似结构。在这种结构中，光源与探测器的位置是固定的，高分辨率成像区域的相对位置无法在扫描中进行自适应调整，因此只能针对特定应用，在各行业的通用性不强。上述方案双源双探测器系统需要两个射线源，结构复杂成本高，两套系统一套实现高分辨率、一套实现大视野，不能同时工作，相互配合，在实现流程上比较繁琐。

天津三英精密仪器股份有限公司提出了一种多光路、跨尺度、高分辨率显微CT检测仪，其中包括了射线源切换滑台、探测器切换滑台、平板探测器和高分辨率探测器组，目的是在显微CT领域，为了使用不同大小样品、不同分辨率的需求、提高显微CT的测样范围。这种方案每次依然只使用一块探测器。但是，天津三英公司的目的是为了匹配被扫描物体的尺寸以及成像需求，进行自动切换的一种设计方案，在一次扫描中只能实现大视野或者高清分辨的单一目标。

江苏康众数字医疗科技股份有限公司提出了一种双能谱、双分辨率的X射线探测器、探测系统及成像方法。这个系统基于一种双层探测器，上下两层图像可以分别输出高分辨率图像和高能吸收图像，再将两种图像进行结合并重建。但是，康众数字医疗公司在探测器设计上进行了优化，其低能探测器与高能探测器在覆盖面积上是一样的，而其低能探测器的成像分辨率与本专利中所指的普通大视野探测器是一样的，因此不能更进一步的实现局部高分辨率成像。

同方威视技术股份有限公司提出了一种CT成像系统与方法。首先对物体进行普通CT扫描得到普通CT图像，然后从该图像中确定感兴趣区域，调整扫描几何后用高分辨率光子计数探测器再进行扫描，得到关于感兴趣区域的高分辨率图像与能谱信息。但是。同方威视的单源双探测器系统虽然能够实现对射线源的重复使用，但是在流程上大视野探测器主要起定位目的，而后需要进行几何位置的调整，才能进行高清小视野重建。这种方案也需要多次扫描、流程复杂，不便于使用。