[发明专利]一种CT机、扫描方法及图像重建方法

说明书

本发明实施例涉及一种计算机断层扫描装置、扫描方法及图像重建方法，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)，所述旋转架可围绕X‑Y平面某固定点旋转，所述被扫描目标支撑装置沿Z向固定不动；所述光源发生装置安装在所述旋转架上，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；所述信号探测装置安装在所述旋转架上，与所述光源发生装置位置相对，且在旋转过程中与所述光源发生装置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面阵接收；所述信号探测装置为适应采集锥形束的面阵结构。

技术领域

本发明涉及医用计算机断层摄影技术领域，尤其涉及一种产生高分辨率图像的CT机的扫描方式和对应的图像重建方法，以及采用该扫描方式和重建方法的CT机。

背景技术

CT(Computed Tomography)，也称计算机断层扫描设备。随着技术的发展，CT机由传统的切片成像方式，即在旋转平面内成像(这里称为X-Y平面)，逐步发展为体积成像方式，即旋转轴所在方向(这里称为Z方向)上连续成像。这主要是由体积连续的扫描模式，面阵探测器以及锥束重建方法等技术的成熟带来的。

随着容积(三维)成像方式(MPR，VR等)在临床诊断中的广泛应用，使得CT机在注重X-Y平面内空间分辨率提升的同时，也开始注重Z向分辨率的提升，尤其在内耳，心脏造影骨关节等应用场景中，更是要求Z向分辨率能接近或达到X-Y平面内的水平。

提高Z向分辨率，并尽量减少混叠伪影带来的干扰，是当前CT技术领域关注的一个重要课题。

当前CT机广泛采用第三代架构，即光源位置和探测器在彼此相对的方向进行安装，在旋转过程中的相对位置不变。

为了实现CT机的容积扫描，使Z向分辨率达到或接近于X-Y平面分辨率的目的，探测器需要采用通道方向(X-Y平面)和层方向(Z方向)同时分布的面阵结构。在采集数据时，球管和探测器在平面内高速旋转。

传统的断层扫描方式下球管的焦点在旋转平面(X-Y平面)的圆形轨道上移动，且在旋转过程中与X线球管的相对位置不发生变化，采集获得的是基于锥形束圆形轨道的投影数据，重建算法可以使用公知的FDK重建方法进行三维成像。

该技术方案的局限在于，上述采集方式在每个投影角度下，Z方向的采样间隔要大于层方向探测器单元的宽度，远远不能满足采样定理，不仅造成了分辨率的损失，而且使用FDK等三维重建算法重建的图像会产生严重的混叠伪影(常见的临床表现为风车状伪影)，给医生诊断带来了干扰和不便。这个问题只在焦点轨道所在的平面不存在，在其它Z位置的平面都有可能存在，而且焦点轨道所在的平面成像虽然没有这个问题，但代价是分辨率的损失换来的，这也一定程度上带来了三维图像在Z方向上空间分辨率分布不均的问题。这些都会限制三维成像在断层扫描模式下的应用。

总之，现有技术尚无较好的方案，能够发挥出系统在Z向的极限分辨能力的同时，又能有效消除混叠伪影，这很大程度上阻碍了CT机在容积成像上的临床应用前景。

发明内容

本发明实施例提供了一种CT机、扫描方法及图像重建方法，以解决现有CT扫描系统混叠伪影的技术问题。