[发明专利]X射线CT设备、图像重建方法和X射线成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线CT设备、用于X射线CT成像的图像重建方 法和使用该图像重建方法的X射线CT成像方法，尤其涉及一种能够缩 短成像时间、提高成像精度的X射线CT设备、图像重建方法和X射线 CT成像方法。

背景技术

1989年，螺旋CT(computed tomography，计算机断层扫描技术) 开始投入临床医学应用，由于螺旋CT的巨大优势，使得它逐步替代 了以前的断层CT。螺旋CT相对于断层CT的优势在于：螺旋CT可 以连续不间断地采集投影数据，并通过专门设计的重建算法得到物体 的三维体数据，使得CT扫描的时间大大缩短，提供了重建图像的Z 轴分辨率，减少了运动伪迹。1991年，Elscint公司在单层螺旋CT基 础上，首先推出了双层螺旋CT，从此揭开了多层螺旋CT飞速发展 的序幕。

多层螺旋CT与单层螺旋CT的主要区别在于单层螺旋CT的检 测器是单排的，每次只能采集一层扇束投影数据，而多层螺旋CT的 检测器是多排的，可以同时采集多层锥束投影数据；因此，多层螺旋 CT和单层螺旋CT相比在性能上有了很大的提升，大大增加了X射 线束的覆盖范围，有效地提高X射线的利用率，缩短了扫描时间， 能够得到更高质量的三维重建图像。1998年，GE、Siemens、Toshiba、 Philips公司推出了4层螺旋CT；2001年，GE公司率先推出了8层； 2002年，GE、Siemens、Toshiba、Philips公司分别推出了16层螺旋 CT；2005年，Toshiba公司推出了256层螺旋CT；2007年，在美 国芝加哥的第93届北美放射学会议上Toshiba公布了其最新推出的 320层螺旋CT产品。目前的多层螺旋CT扫描速度已经超过了每秒3 周，已经广泛地被应用于人体三维成像、血管造影成像、心脏成像、 脑灌注成像等领域。在多层螺旋CT技术上还发展起来了计算机辅助 手术、虚拟内窥镜技术和辅助放射治疗等新技术。

尽管多层螺旋CT技术已经在临床上取得了巨大的成功，但该技 术仍然具有其固有的弊端：由于多层螺旋CT采用连续旋转的滑环技 术，环上的X射线发生装置和多排探测器所需的电源都通过高速滑 环供给，特别是多排探测器在扫描过程中产生的大量投影数据需要通 过无线射频技术高速传输到环下的计算机中，因此，数据传输速度慢， 容易受到电磁干扰。结果，极大地增加了滑环及电传部分的技术难度 和成本，使得多层螺旋CT产品的价格据高不下，限制了该产品的普 及。

发明内容

由此，提出了本发明，用于至少部分地克服现有技术中存在的上 述技术问题。

本发明的目的在于提供一种X射线CT设备、用于X射线CT成 像的图像重建方法及使用该图像重建方法的X射线CT成像方法，能 够缩短成像时间、提高成像精度。

根据本发明的一个方面，提供一种X射线CT设备，包括：支撑 装置；可旋转地支撑在所述支撑装置上的旋转装置；X射线发生装置， 设置在所述旋转装置上，用于向被检测对象辐射X射线；探测装置， 所述探测装置固定在所述旋转装置上并且与X射线发生装置相对， 用于探测透射通过所述被检测对象的X射线作为投影数据；驱动装 置，所述驱动装置与旋转装置连接，用于驱动所述旋转装置使其连续 往复地做小于或等于360度的旋转；控制装置，用于控制X射线CT 扫描过程；以及与所述探测装置之间通过线缆通信的数据处理装置， 用于接收和处理通过所述线缆从所述探测装置传输来的所述投影数 据，以重建被检测对象的三维立体图像。

和传统多层螺旋CT不同，本发明的X射线CT设备抛弃了现有 螺旋CT普遍使用的使旋转装置沿同一方向连续旋转的技术。在本发 明中，将X射线CT设备的旋转装置的旋转路径与被检测对象的匀速 直线运动路径相结合而得到的X射线CT设备的扫描路径不是一条连 续光滑的螺旋线，而是一个圆周或是一条由多段连续光滑螺旋弧线组 成的连续非光滑螺旋折线。通过被检测对象的匀速直线运动和X射 线发生装置往复地≦360度旋转扫描就能够获得全部所需的投影数 据，重建得到被照射部位的三维断层图像。