飞焦点ct机扫描数据采集方法及装置制作方法

佟丽霞, 楼珊珊, 赵江魏

2012年10月17日

2011年4月2日

2011年4月2日

沈阳东软医疗系统有限公司

A61B6/03GK102727231SQ20111008445

ct 及装 扫描 采集 焦点 数据

1.一种飞焦点CT机扫描数据采集方法，其特征在于，包括 利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据； 对获得的飞行扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据包括 在X轴方向偏转，获得焦点A和焦点B的扫描数据Al、BI ; 在z轴方向偏转，获得焦点A和焦点D的扫描数据A2、Dl ； 在X轴方向偏转，获得焦点B和焦点A的扫描数据B2、A3 ； 在z轴方向偏转，获得焦点B和焦点D的扫描数据B3、D23.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据包括 利用扫描数据Al、BI、Dl插值出第一个投影视图的数据； 利用扫描数据B1、A2、D1插值出第二个投影视图的数据； 利用扫描数据B2、A3、D2插值出第三个投影视图的数据； 利用扫描数据A3、B3、D2插值出第四个投影视图的数据4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用扫描数据A1、B1、D1插值出第一个投影视图的数据包括 由扫描数据Al、BI获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据； 由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据； 根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用扫描数据B1、A2、D1插值出第二个投影视图的数据包括 由扫描数据BI、A2获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据； 由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据； 根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到Z-位置X飞焦点后的数据6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用扫描数据B2、A3、D2插值出第三个投影视图的数据包括 由扫描数据B2、A3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据； 由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据； 根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用扫描数据A3、B3、D2插值出第四个投影视图的数据包括 由扫描数据A3、B3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据； 由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据； 根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据8.一种飞焦点CT机扫描数据采集装置，其特征在于，包括 扫描单元，用于利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据；插值处理单元，用于对获得的飞行扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扫描单元，具体用于 在X轴方向偏转，获得焦点A和焦点B的扫描数据Al、BI ; 在z轴方向偏转，获得焦点A和焦点D的扫描数据A2、Dl ； 在X轴方向偏转，获得焦点B和焦点A的扫描数据B2、A3 ； 在z轴方向偏转，获得焦点B和焦点D的扫描数据B3、D210.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述插值处理单元包括 第一插值子单元，用于利用扫描数据A1、B1、D1插值出第一个投影视图的数据； 第二插值子单元，用于利用扫描数据BI、A2、D1插值出第二个投影视图的数据； 第三插值子单元，用于利用扫描数据B2、A3、D2插值出第三个投影视图的数据； 第四插值子单元，用于利用扫描数据A3、B3、D2插值出第四个投影视图的数据

本发明涉及CT (Computed Tomography,计算机x射线断层扫描技术)技术领域,更具体地说，涉及一种飞焦点CT机扫描数据采集方法及装置

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明本发明飞焦点CT机扫描数据采集方法及装置，利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据；对获得的飞行扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出一圈的投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据，从而重组出投影视图数据下面首先对现有技术中飞焦点的原理做简单说明在飞焦点技术中，主要使用焦点A，B，C，D，其几何位置分别记为A (X-Z-)、B (x+z-)、C (x_z+)、D (x+z+)X轴方向飞焦点的原理如图3所示，其中，各参数含义如下Rf 机架旋转半径；Fd 旋转中心到检测器的距离；Rfd 球管到检测器的距离，Rfd = Rd+Rf ；A ^ 扇束通道间夹角；2dxz轴方向飞焦点，两焦点在阳极靶面上的偏移距离机架旋转后，焦点偏转半个通道角后又能正好偏回原来的位置，从而获得二倍于原始通道的采样z轴方向飞焦点的原理如图4所示，其中，各参数含义如下Rf 机架旋转半径；Rd 旋转中心到检测器的距离；Rfd 球管到检测器的距离，Rfd = Rd+Rf ；dz z轴方向飞焦点时，两个焦点在z轴方向上的距离，即两焦点在z轴方向的偏差;S 旋转中心处的切片厚度；Ab每层检测器的厚度；. z轴方向飞焦点时，两个焦点到旋转中心的距离差，即两焦点旋转半径偏差射束在z方向上偏移，从A (或B)偏转至C (或D)，使得C (或D)的各层在旋转中心处，穿过A(或B)相邻两层的正中心，即在旋转中心所处的直线上，C(或D)的各通道穿过A (或B)的半层点，从而获得二倍于原始层的采样在现有技术中，根据机架旋转速度的不同，理论上有两种飞行方式实现z轴方向飞焦点，分别为二焦点飞行方式和四焦点飞行方式 图5是二焦点方式实现z轴方向飞焦点的示意图基于二焦点飞行方式的插值处理过程如图6所示，包括以下步骤步骤601，获得扫描数据；步骤602，对获得的飞行扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出视图数据，每个基本操作单元的处理过程包括以下步骤步骤602-1，利用焦点A、D的数据得到z_位置的x飞焦点后的数据；具体地，可以先利用焦点D的数据恢复出焦点B的数据，然后将焦点B的数据结合焦点A的数据得到Z-位置的X飞焦点后数据；步骤602-2，利用焦点A、D的数据得到z+位置的x飞焦点后的数据；具体地，可以先利用焦点A的数据恢复出焦点C的数据，然后将焦点C的数据结合焦点D的数据得到z+位置的X飞焦点后数据；步骤602-3，利用Z-位置的x飞焦点后的数据和z+位置的x飞焦点后的数据，得到Z位置X飞焦点插值后的数据从图5中的二焦点飞行方式可以看出，焦点A和焦点D不在一个旋转半径上，它可以对Z轴方向的分辨率有更好的贡献，但是对于X轴方向分辨率的贡献较少，对于对X轴方向分辨率要求较高的需求不能得到足够的满足为此，本发明实施例提供一种飞焦点CT机扫描数据采集方法及装置，采用一种新的焦点飞行方式，如图7所示，利用三焦点(即焦点A、焦点B和焦点D)飞行方式，SPA-B-A-D-B-A-B-D的8焦点周期循环方式一次循环的8焦点通过插值处理得到四个兼顾X轴方向和z轴方向分辨率的投影视图如图8所述，本发明实施例飞焦点CT机扫描数据采集方法的流程图，包括以下步骤步骤801，利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据；前面提到，理想的四焦点飞行方式(即A-B-C-D)需要球管在一个周期循环中X轴方向偏转两次，在z轴方向偏转两次，但由于单个周向采样受到积分时间的限制，实现起来比较困难为此，本发明实施例中采用三焦点飞行方式，具体地，可以使用焦点A，B，D，其几何位置分别记为A (X-Z-)、B (x+z~)、D (x+z+)飞行方式按照以下顺序进行A-B-A-D-B-A-B_D，即首先在x轴方向偏转，获得焦点A和焦点B的扫描数据Al、BI ;然后在z轴方向偏转，获得焦点A和焦点D的扫描数据A2、Dl ;然后在x轴方向偏转，获得焦点B和焦点A的扫描数据B2、A3 ;然后在z轴方向偏转，获得焦点B和焦点D的扫描数据B3、D2步骤802，对获得的扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点采样插值出四个投影视图的数据按照如此的插值方法，如果飞行一圈采集得到2320个投影视图的数据，经过插值后可以得到1160个投影视图的数据，从而重组出一圈的投影视图数据，不仅兼顾了 X轴方向采样的增加，而且也增加了 z轴方向的采样，利用这些投影视图数据进行图像重建，不仅可以提高z轴方向的分辨率，同时也提高了 X轴方向的分辨率前面提到，在插值处理过程中，需要通过不同的焦点采样插值出四个投影视图的数据，下面对该过程做详细说明 (I)利用扫描数据Al、BI、Dl插值出第一个投影视图的数据首先，由扫描数据Al、BI获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得Z+位置的低频数据，根据所述Z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据(2)利用扫描数据B1、A2、D1插值出第二个投影视图的数据；首先，由扫描数据BI、A2获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得Z+位置的低频数据，根据所述Z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据(3)利用扫描数据B2、A3、D2插值出第三个投影视图的数据；首先，由扫描数据B2、A3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得Z+位置的低频数据，根据所述Z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据(4)利用扫描数据A3、B3、D2插值出第四个投影视图的数据首先，由扫描数据A3、B3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得Z+位置的低频数据，根据所述Z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据经过上述插值处理，可以重组出所需的投影视图数据，不仅兼顾了 X轴方向采样的增加，而且也增加了 z轴方向的采样，利用这些投影视图数据进行图像重建，不仅可以提高Z轴方向的分辨率，同时也提高了 X轴方向的分辨率需要说明的是，上述三焦点飞行方式以使用焦点A，B，D为例进行了说明，但本发明实施例不仅限于采用A、B、D三个焦点，也可以使用其他三个焦点，比如，焦点A、B、C等，飞行方式及插值处理的具体过程与上述类似，在此不再赘述相应地，本发明实施例还提供一种飞焦点CT机扫描数据采集装置，如图9所示，是该装置的一种结构示意图在该实施例中，所述装置包括扫描单元901，用于利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据具体地，可以采用三焦点飞行方式，按照以下顺序进行A-B-A-D-B-A-B-D，即首先在X轴方向偏转，获得焦点A和焦点B的扫描数据Al、BI ;然后在z轴方向偏转，获得焦点A和焦点D的扫描数据A2、Dl ;然后在X轴方向偏转，获得焦点B和焦点A的扫描数据B2、A3 ;然后在z轴方向偏转，获得焦点B和焦点D的扫描数据B3、D2插值处理单元902，用于对获得的扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据在本发明实施例中，所述插值处理单元902包括第一插值子单元921，用于利用扫描数据Al、BI、Dl插值出第一个投影视图的数据具体地，首先由扫描数据A1、B1获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据，根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据第二插值子单元922，用于利用扫描数据BI、A2、Dl插值出第二个投影视图的数 据具体地，首先由扫描数据BI、A2获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据，根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据第三插值子单元923，用于利用扫描数据B2、A3、D2插值出第三个投影视图的数据具体地，首先由扫描数据B2、A3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据，根据所述z+位置位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据第四插值子单元924，用于利用扫描数据A3、B3、D2插值出第四个投影视图的数据具体地，首先由扫描数据A3、B3获得Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据；然后由获得的Z-位置的X轴方向飞焦点后的数据插值获得z+位置的低频数据，根据所述z+位置的低频数据及扫描数据D1，得到z+位置X飞焦点后的数据本发明实施例飞焦点CT机扫描数据采集装置，利用三焦点飞行方式对被检体进行扫描，获得扫描数据；对获得的扫描数据按照以每个循环周期的个数为基本操作单元进行循环处理，重组出投影视图数据，在每个基本操作单元的处理中通过不同的焦点的扫描数据插值出四个投影视图的数据从而既兼顾了 X轴方向采样的增加，也增加了 z轴方向的采样，利用这些投影视图数据进行图像重建，不仅可以提高z轴方向的分辨率，同时也可以提高X轴方向的分辨率本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处尤其，对于装置及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内