发明名称 具非对称检测器系统之螺旋式电脑断层扫描方法及装置
摘要 用以产生重建断层摄影影像的系统与方法,它在螺旋扫描期间,使用非对称的侦测器阵列。
申请公布号 TW352336 申请公布日期 1999.02.11
申请号 TW086117409 申请日期 1997.11.21
申请人 类比逻辑公司 发明人 克卡尔
分类号 A61B6/02 主分类号 A61B6/02
代理机构 代理人 黄庆源 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种从断层摄影影像系统获取投影资料的方法,包括(a)当x射源在成像平面绕z-轴及绕旋转的机械中心旋转,从成像物体在许多角度之一连串扇形波束投影中获取资料的装置,(b)沿着z-轴转换相互有关的成像物体与成像平面的装置,其中每一个扇形波束投影所对向的最大角度1与2分别与连接扇形波束顶点与旋转机械中心的连线有关,其中1与2不同,该方法包括的步骤有:确认沿着z-轴与成像物体有关的切片平面位置;沿着z-轴移动切片平面通过成像平面转换相互有关的物体与成像平面;获取由许多投影资料构成的断层摄影资料组;以及重建切片平面处的断层摄影影像。2.根据申请专利范围第1项之方法,进一步包括在执行重建该断层摄影影像之步骤前,先对该投影加权的步骤。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中重建断层摄影影像的步骤,包括使用滤波反投影重建该断层摄影影像的步骤。4.根据申请专利范围第2项之方法,其中获取断层摄影资料组的步骤,包括获取至少720度扇形波束投影的步骤,且其中重建断层摄影影像的步骤,包括使用720度的扇形波束投影重建断层摄影影像的步骤。5.根据申请专利范围第4项之方法,其中重建断层摄影影像的步骤包括反投影720度扇形波束投影的步骤。6.根据申请专利范围第4项之方法,其中重建断层摄影影像的步骤,包括结合位移360度的扇形波束投影以及反投影已结合之360度扇形波束投影的步骤。7.根据申请专利范围第4项之方法,其中的系统包括许多侦测器,且描述侦测器与连接扇形顶点与机械旋转中心之连线所张之角,max是1与2两者中较大的値,min是1与2两者中较小的値,该方法进一步包括使用第一种加权设计加权由侦测器在︱︱<min时所获得的资料,以及使用第二种加权设计加权由侦测器在min<<max时所获资料的步骤。8.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第一种加权设计的步骤,包括将整个360度减4max之范围内的投影设定成零的步骤。9.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第一种加权设计的步骤,包括将整个360度之范围内的投影设定成零的步骤。10.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第一种加权设计的步骤,包括用来加权对应的线性内插资料的步骤。11.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第一种加权设计的步骤,包括用来加权对应的线性内插与线性外插资料的步骤。12.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第二种加权设计的步骤,包括用来加权对应的线性内插资料的步骤。13.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第二种加权设计的步骤,包括用来加权对应的线性内插与线性外插资料的步骤。14.根据申请专利范围第7项之方法,其中使用第一种与第二种加权设计的步骤包括为︱︱min混合第一种与第二种加权设计的步骤。15.根据申请专利范围第14项之方法,其中混合的步骤包括使用线性混合功能的步骤。16.根据申请专利范围第14项之方法,其中混合的步骤包括使用二次混合功能的步骤。17.根据申请专利范围第14项之方法,其中混合的步骤是使用10个侦测器所张之角。18.根据申请专利范围第1项之方法,进一步包括在重建断层摄影影像前,先将该扇形波束投影转换成平行波束投影的步骤。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中转换的步骤包括内插资料以使构成的平行投影在侦测器方向具有等间距的步骤。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中内插资料的步骤,包括使用每隔一个侦测器获取的资料的步骤。21.根据申请专利范围第18项之方法,进一步包括在重建断层摄影影像之步骤前,先交错平行投影移置180度的步骤。22.根据申请专利范围第21项之方法,其中交错平行投影的步骤包括非线性过滤平行投影资料的步骤。23.根据申请专利范围第22项之方法,其中非线性过滤的步骤包括使用从每隔一个侦测器获取之资料的步骤。24.根据申请专利范围第18项之方法,进一步包括在转换该扇形波束投影成为平行投影前,先加权该扇形波束投影的步骤。25.根据申请专利范围第18项之方法,进一步包括在重建断层摄影影像前,先加权平行投影的步骤。26.一种产生物体断层摄影影像的断层摄影成像系统,该系统包括:a)当x射源在成像平面绕z-轴及旋转机械中心旋转,定义许多扇形波束投影的装置,其中每一个扇形波束投影所对向的最大角度1与2,分别与连接扇形波束顶点与旋转机械中心的连线有关,其中,1与2不同;b)沿着z-轴转换换相互有关的物体与成像平面的装置;c)当射源绕z-轴绕旋转机械中心旋转,从成像物体以Z为轴的许多角度的一连串扇形波束投影中获取断层摄影投影资料组,并转换相互有关的物体与成像平面的装置;以及d)从获取的资料中重建断层摄影影像的装置。27.根据申请专利范围第26项之系统,其中转换与物体相互有关的影像平面的装置,包括确认沿着z-轴与成像物体有关之切片平面的装置;以及沿着z-轴移动切片平面通过成像平面转换与物体相互有关的影像平面的装置;以及从所获取之资料重建断层摄影影像的装置包括重建切片平面处断层摄影影像的装置。28.根据申请专利范围第27项之系统,进一步包括在执行重建该断层摄影影像之前,先加权该投影的装置。29.根据申请专利范围第27项之系统,其中重建断层摄影影像的装置,包括使用滤波反投影重建该断层摄影影像的装置。30.根据申请专利范围第27项之系统,其中获取断层摄影资料组的装置,包括获取至少720度扇形波束投影的装置,且其中重建断层摄影影像的装置,包括使用720度的扇形波束投影重建断层摄影影像的装置。31.根据申请专利范围第30项之系统,其中重建断层摄影影像的步骤包括反投影720度扇形波束投影的装置。32.根据申请专利范围第30项之系统,其中重建断层摄影影像的装置包括结合位移360度的扇形波束投影以及反投影已结合之360度扇形波束投影的装置。33.根据申请专利范围第30项之系统,进一步包括许多侦测器,且描述侦测器与连接扇形顶点与机械旋转中心之连线所张之角,max是1与2两者中较大的値,min是1与2两者中较小的値,该系统进一步包括使用第一种加权设计加权由侦测器在︱︱min时所获得资料的装置,以及使用第二种加权设计加权由侦测器在min<<max时所获之资料的装置。34.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第一种加权设计的装置,包括将整个360度减4max之范围内的投影设定成零的装置。35.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第一种加权设计的装置,包括将整个360度之范围内的投影设定成零的装置。36.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第一种加权设计的装置,包括用来加权对应的线性内插资料的装置。37.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第一种加权设计的装置,包括用来加权对应的线性内插与线性外插资料的装置。38.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第二种加权设计的装置,包括用来加权对应的线性内插资料的装置。39.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第二种加权设计的装置,包括用来加权对应的线性内插与线性外插资料的装置。40.根据申请专利范围第33项之系统,其中使用第一种与第二种加权设计的装置包括为︱︱<min混合第一种与第二种加权设计的装置。41.根据申请专利范围第40项之系统,其中的混合装置包括使用线性混合功能的装置。42.根据申请专利范围第40项之系统,其中的混合装置包括使用二次混合功能的装置。43.根据申请专利范围第40项之系统,其中的混合装置是使用10个侦测器所张之角。44.根据申请专利范围第27项之系统,进一步包括在重建断层摄影影像前,先将该扇形波束投影转换成平行波束投影的装置。45.根据申请专利范围第44项之系统,其中转换的装置包括内插资料以使构成的平行投影在侦测器方向具有等间距的装置。46.根据申请专利范围第45项之系统,其中内插资料的装置包括使用每隔一个侦测器获取资料的装置。47.根据申请专利范围第44项之系统,进一步包括在重建断层摄影影像之步骤前,先交错平行投影移置180度的装置。48.根据申请专利范围第47项之系统,其中交错平行投影的装置包括非线性过滤平行投影资料的装置。49.根据申请专利范围第48项之系统,其中非线性过滤的装置包括使用从每隔一个侦测器获取之资料的装置。50.根据申请专利范围第44项之系统,进一步包括在转换该扇形波束投影成为平行投影前,先对该扇形波束投影加权的装置。51.根据申请专利范围第44项之系统,进一步包括在重建断层摄影影像前,先加权平行投影的装置。图式简单说明:第一图是习知技术CT扫瞄机的轴视图;第二图是第一图之CT扫瞄机轴视简化设计图,图中显示环形盘的方向、X-射源、及在投影角产生投影的侦测器系统;第三图A说明在CZA扫瞄期间收集资料的切片平面等视图;第三图B说明在CSH扫瞄期间,在范围(0,10)内所产生之每一个扇形波束投影在Z-轴位置所产生的一组轨迹等视图;第四图是HH扫瞄用来在对应于+2m之扇形波束投影角为+2m之切片平面处产生断层照片的Radon空间图;第五图是HE扫瞄用来在对应于扇形波束投影角为之切片平面处产生断层照片的Radon空间图;第六图是具有非对称侦测系统之CT扫瞄机轴视简化设计图;第七图A是习知技术之CT扫瞄机的轴视简化设计图,说明单扇形波束投影中的某些射线;第七图B是习知技术之CT扫瞄机的轴视简化设计图,说明单平行波束投影中的某些射线;第八图A与第八图B说明重新结合扇形波束资料成为重组投影资料的方法;第九图A与第九图B说明习知技术之侦测器系统分别在0度与180度投影角时的轴视图;第十图显示第九图A与第九图B之侦测器系统分别在0度与180度投影角时的空间关系;第十一图是按本发明之螺旋非对称(HA)扫瞄产生对应于投影角为2之切片平面断层照片所使用的Radon空间图;第十二图是按本发明之HA扫瞄产生对应于投影角为2-之切片平面的断层照片所使用的Radon空间图;第十三图A说明侦测系统之非对称部分所收集的部分投影简化示意图;第十三图B说明侦测系统之非对称部分所收集的部分投影以及如果非对称侦测系统中之缺少部分如果不缺少所能收集之投影部分的简化示意图;第十四图显示按本发明使用非对称侦测系统之较佳CT扫瞄机部分架构的方块图;第十五图显示等中心内插器所产生之平行波束投影中非均匀线性间隔与投影中的均匀间隔;第十六图显示按本发明使用非对称侦测系统且具有四分之一侦测器偏移之另一种较佳CT扫瞄机部分架构的方块图;第十七图显示按本发明使用CSH扫瞄之外来条纹抑制滤波器架构方块图。
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