[发明专利]一种CT机、扫描方法及图像重建方法

权利要求书

1.一种计算机断层扫描装置的扫描控制方法，其特征在于，所述计算机断层扫描装置包括固定架(1)、旋转架(2)、光源发生装置(3)、信号探测装置(4)以及被扫描目标支撑装置(5)，

所述旋转架(2)可围绕X-Y平面某固定点旋转；所述被扫描目标支撑装置(5)沿Z向固定不动，以满足断层扫描轨迹，X-Y-Z坐标系满足右手系定义；

所述光源发生装置(3)安装在所述旋转架(2)上，能输出锥形束的扫描光线，并且在相邻采样周期间沿Z向快速切换焦点位置同时光源中心位置沿Z向连续移动；所述光源发生装置焦点在阳极靶面的位置持续快速切换同时光源中心位置沿Z向连续匀速移动；其中，在一个采样周期内，焦点从位置1移动到位置5，此时光源中心位置为A，当焦点从位置5返回进入下一个采样周期时，焦点从位置2移动到位置6，光源中心位置为B，依次类推，焦点在位置1位置5、位置2位置6、位置3位置7、位置4位置8切换，同时，光源中心沿A、B、C、D的Z向匀速移动；

所述信号探测装置(4)安装在所述旋转架(2)上，与所述光源发生装置(3)位置相对，且在旋转过程中与所述光源发生装置(3)的相对位置不发生变化，以保证锥形束光源可以被所述信号探测装置(4)面阵接收；所述信号探测装置(4)为适应采集锥形束的面阵结构，包括多个感光元件；

图像重建计算机(6)，与所述信号探测装置(4)相连，用于接收和处理扫描数据，以实现重建计算；

图像显示装置(7)，用于显示经过所述重建计算机(6)处理得到的图像；

所述扫描控制方法包括如下步骤：

S101：所述光源发生装置(3)和所述信号探测装置(4)在X-Y面内旋转扫描的同时，所述被扫描目标支撑装置(5)在Z方向固定不动，以满足断层扫描轨迹，所述断层扫描时按等角度方式触发采样，投影采样总个数为偶数；

S102：当开始断层扫描时，所述光源发生装置(3)焦点在阳极靶面的位置持续快速切换同时光源中心位置沿Z向连续匀速移动，在一个采样周期内沿Z向按照预定轨迹扫描；其中，在一个采样周期内，焦点从位置1移动到位置5，此时光源中心位置为A，当焦点从位置5返回进入下一个采样周期时，焦点从位置2移动到位置6，光源中心位置为B，依次类推，焦点在位置1位置5、位置2位置6、位置3位置7、位置4位置8切换，同时，光源中心沿A、B、C、D的Z向匀速移动；

S103：所述信号探测装置(4)接收按照所述预定轨迹扫描获得的信号，并将得到的数据传输至重建计算机进行数据处理和图像重建；

所述步骤S102中预定轨迹满足：

其中，β是第n次采样时的投影角度，投影角度定义为焦点和旋转中心所在射线路径与Y轴方向所成的角度；

R_f表示原始焦点状态的旋转半径；

Δz为焦点在阳极靶面平移导致的在Z坐标上发生的焦点偏移

为焦点在相邻采样之间切换产生的位置瞬间改变量：

Δβ是当前投影角度相对于起始投影角度所跨越过的角度间隔；

R_fd是焦点到信号探测装置的距离；

B为信号探测装置感光元件在Z方向上的间隔；

ΔR表示焦点到旋转中心的距离变化量，满足如下关系：

其中，α表示球管的阳极靶面存在的角度。

2.根据权利要求1所述的扫描控制方法，其特征在于：所述光源发生装置(3)为X射线光源，包括高压装置和X线球管。

3.一种根据权利要求1-2任一所述的扫描控制方法获得的数据进行图像重建的方法，其特征在于包括如下步骤：

S201：对扫描数据进行必要的预处理；

S202：对上述步骤S201预处理后的数据重排；

S203：对上述步骤S202重排后的数据进行滤波及加权；

S204：对上述步骤S203滤波及加权后的数据反投影；

S205：对上述步骤S204反投影后的数据进行后处理以获得可用于诊断的图像。