[发明专利]缺失数据的补偿方法、计算机断层扫描成像方法及系统

说明书

本公开提供一种缺失数据的补偿方法、计算机断层扫描成像方法及系统，应用于计算机断层扫描成像中对扫描盲区的缺失数据进行补偿，涉及CT成像技术领域。计算机断层扫描成像系统包括相对设置的X射线源和X射线探测器，X射线探测器的中心轴相对于计算机断层扫描成像系统的成像中心轴在X射线探测器的运动切线方向上偏移一预设距离以得到一扩展探测区域；该缺失数据的补偿方法包括：获取探测对象的参考三维投影数据并对参考三维投影数据进行加权处理，以对缺失的三维投影数据进行补偿而得到探测对象的目标三维投影数据。本公开可扩充X射线探测器的探测面积，从而扩大CT成像视野，还可抑制重建图像中的数据截断伪影，从而提高CT成像质量。

技术领域

本公开涉及CT成像技术领域，尤其涉及一种缺失数据的补偿方法、计算机断层扫描成像方法及系统。

背景技术

CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)是利用X射线源和高灵敏度的X射线探测器共同围绕检测对象进行扫描，以将透过检测对象的X射线转变为数字信号，并基于重建算法对检测对象进行三维断层图像的重建。CT成像是一种无损的成像手段，可用于对人体、动物、以及工业样品等的检查和检测。

在CT成像系统中，其成像视野与X射线探测器的探测面积密切相关。在相同的成像几何下，X射线探测器的探测面积与成像视野基本成正比例变化。为了满足大尺寸对象的检测需求，CT成像系统需要能够实现较大视野的成像能力，这就对X射线探测器的探测面积提出了更高的要求。目前，大面积X射线探测器的研制还存在许多困难，例如在CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)型探测器中，虽然CCD和CMOS的工艺发展迅猛，但开发大面积CCD或者CMOS的成本高昂且技术难度较大，因此为了实现较大的探测面积，各个厂商采取的方式之一是采用多组拼接CCD或者CMOS芯片技术，但这种拼接结构会造成在探测器成像视野中出现大范围的“死区域”即探测盲区。

此外，硅Si、砷化镓GaAs、碲化镉CdTe、碲锌镉CZT等半导体材料具有良好的X射线分辨性能、较高的光子探测效率、以及较广的能量探测范围，是当前直接转换光子计数探测器材料研究的主要选择。但大尺寸的半导体材料整体制备存在很大困难，因此大面积的光子计数探测器大多采用模块拼接的方式组成。在使用光子计数探测器进行大面积拼接耦合时，由于半导体材料存在保护环等结构，导致探测器模块之间产生较大的间隙，从而造成在探测器成像视野中出现大范围“死区域”，严重时可达毫米级水平，占总探测面积的5～10％。在后端芯片封装中，芯片与引线框架的连接为电源和信号的分配提供了电路连接，采用了引线键合等连接形式，使得多个芯片拼接时也存在较大空隙，这同样会造成探测器的“死区域”问题。由于对高分辨率成像能力的需求，光子计数探测器的像素尺寸通常设置在100um以下，此时探测“死区域”的范围则会横跨十多个甚至几十个像素。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种缺失数据的补偿方法、计算机断层扫描成像方法及系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种缺失数据的补偿方法，应用于计算机断层扫描成像中对扫描盲区的缺失数据进行补偿；

计算机断层扫描成像系统包括相对设置的X射线源和X射线探测器，所述X射线探测器的中心轴相对于所述计算机断层扫描成像系统的成像中心轴在所述X射线探测器的运动切线方向上偏移一预设距离以得到一扩展探测区域；

所述缺失数据的补偿方法包括：