[发明专利]计算机体层摄影方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像方法，尤其涉及一种利用计算机对体层进行摄影的方法，以及实施该方法的装置。

背景技术

自1971年第一台CT原型机发明以来，CT成像技术在现代医学诊断中发挥着重要的作用。大成像视野的CT成像设备更是临床应用的迫切需求。但是，由于CT探测器价格昂贵，探测器的尺寸将显著影响CT设备的制造成本。配置大尺寸探测器会显著提高CT成像设备的制造成本。

为获得更大的CT成像覆盖体积，螺旋扫描是一种理想的增大成像视野的方式。据学术论文数据库检索结果，德国科学家Willi Kalender在1989年研发出第一台螺旋扫描的CT设备，该设备可以有效地提高CT成像设备在Z轴方向(病人扫描过程中，病床的移动方法)的覆盖面积，实现了“长”物体的连续CT扫描。经相关专利检索发现，现有的专利均描述采用螺旋扫描方式来提高CT成像设备在Z轴方向(Z轴是与CT断层图像所在平面相对的坐标轴)的覆盖面积，如：200410026596.9等。但该种扫描方式仅限于提高Z轴方向的成像视野，所需要的探测器尺寸只能够在Z轴方向减小，并不能在保证成像视野大小不变的前提下，显著减小CT成像设备所需要的探测器尺寸。

目前市场上，已经有一些锥形束CT厂商使用扫描装置(主要包括X射线球管和探测器)整体移动的方法来扩大其锥形束CT设备在Z轴方向的覆盖面积。其实现方法首先是固定成像系统在某一个高度，然后进行CT扫描和图像重建，得到该成像范围内的三维体数据。然后将该成像系统的扫描装置，包括X射线源和探测器等，上升至另一个高度，再进行一次CT成像，得到该高度位置的三维体数据。最后将两次扫描成像的三维体数据进行拼接，得到一个完整的，长Z轴覆盖的三维体数据。该方法的一个明显缺陷是两个三维体数据拼接处留下明显的图像伪影，不利于医生辨别和诊断，而且在两个位置分别进行CT扫描，需要增加额外的扫描装置移动过程，增加了整体的扫描时间，容易导致图像中产生不必要的运动伪影。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种成像方法，利用计算机对体层进行摄影，实现大成像视野的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种成像方法，显著提高锥形束CT对探测器的利用效率，实现在保证成像视野和成像质量不变的前提下，降低CT设备的成本。

本发明的再一个目的在于提供一种成像方法，显著减少长Z轴尺寸物体的扫描时间

本发明的又一个目的在于提供一种成像方法，以显著减少图像拼接处的伪影对辨别和诊断产生的影响。

本发明的又一个目的在于提供一种成像装置，以实施各种成像方法。

本发明提供的一种成像方法，包括如下步骤：

首先，将物体置于检测区域内，并将探测器相对于物体偏置，使得射线源对物体进行扫描的部分数据被探测器获得；

然后，将射线源和射线探测器组成的成像系统沿纵向Z轴移动，同时，射线源和探测器同步环绕物体圆周运动进行扫描，以及数据采集；

最后，对所采集数据进行重建，获得完整的物体图像。

由于本发明采用了射线源和探测器相对物体偏置的检测方法。对于不同规格的物体进行成像时或探测器规格发生变化时，还需要对物体是否被置于成像中心区域进行检验。本发明提供的另一种成像方法，包括如下步骤：

第一步，将物体置于检测区域内，并将探测器相对于物体偏置，使得射线源对物体进行扫描的部分数据被探测器获得；

第二步，按二维投影成像范围需求，重复如下步骤调整成像范围并进行图像拼接，以实现目标成像区域定位；

i)首先，调整探测器的位置，从探测器上获得射线源对物体进行第一次投影的数据，在水平方向上移动探测器或者在竖直方向上移动成像系统(包括射线源和射线探测器)获得射线源对物体进行第二次投影的数据，以弥补第一次投影未获取的数据；将第一次投影的数据和第二次投影的数据拼接组合；如果无法获得需要的投影图像，继续重复步骤i)采集更多不同位置的投影图像直到满足需求；

ii)接着，将射线源-探测器部件相对物体转动90度；

iii)然后按照i)中所述方法调整探测器位置，从探测器上获得射线源对物体进行第三次投影的数据，在水平方向上移动探测器或者在竖直方向上移动成像系统(包括射线源和射线探测器)获得射线源对物体进行第四次投影的数据，以弥补第三次投影未获取的数据；将第三次投影的数据和第四次投影的数据拼接组合，如果无法获得需要的投影图像，继续重复步骤iii)以获得该角度下的满足目标成像区域定位的需求；