[发明专利]针对多种不同类型的投影数据每个体素具有一次几何计算的单个CT反投影器

说明书

一种系统包括单个反投影器(120)，所述单个反投影器包括单个几何计算器(204)、至少一个权重计算器(206)以及多个数据内插器(208)。所述单个几何计算器被配置为处理单个计算机断层摄影扫描的扫描参数，以针对体积图像数据矩阵中的每个体素位置仅生成一次几何值。所述至少一个权重计算器被配置为处理所述单个计算机断层摄影扫描的所述扫描参数和所述几何值，以针对所述体积图像数据矩阵中的每个体素位置生成权重值。多个数据内插器中的每个数据内插器被配置为使用所述权重值和相同的几何值来处理从相同的单个计算机断层摄影扫描产生的相应的不同类型的投影数据，以基于所述体积图像数据矩阵并对应于所述相应的不同类型的投影数据来生成体积图像数据。

技术领域

下文总体上涉及计算机断层摄影(CT)，并且更具体地涉及被配置为针对扫描对每个体素仅执行一次几何计算并且采用几何值和权重值来处理针对扫描的多种不同类型的投影数据的单个反投影器。

背景技术

计算机断层摄影(CT)扫描器通常包括被安装在与一排或多排探测器相对的可旋转机架上的X射线管。X射线管围绕位于X射线管与一排或多排探测器之间的检查区域旋转，并且发射穿过检查区域和被设置在检查区域中的目标的辐射。这一排或多排探测器探测穿过检查区域的辐射并生成指示检查区域和被设置在检查区域中的目标的信号(投影数据)。投影数据被重建为生成体积图像数据。使用与相对放射密度相对应的灰度值来显示体素和/或像素。被配置用于谱(多能量)成像的CT扫描器生成多个谱体积图像数据集，每个谱体积图像数据集都反映了被成像材料的不同的固有属性(例如，光电效应、康普顿散射等)。

已经串行或并行地单独重建了不同的谱体积图像数据集。利用一系列重建，重建器一个一个地重建图像类型。不幸的是，这会导致重建过程较长，例如，X类图像的重建时间大致是的单一类型的图像的重建时间量的X倍。利用并行重建，需要多个重建链，每个重建链都具有自己的反投影器。不幸的是，这增加了反投影器的总成本，X个反投影器的总成本大致是单个反投影器的成本的X倍。通常，当根据属于相同的扫描的投影数据来重建多种不同的图像类型时会出现这些问题。例如，重建投影数据和对串联或并联的投影数据的噪声估计将同样增加重建时间和/或增加反投影器成本。

发明内容

本文描述的各个方面解决了上述问题和其他问题。

在一种情况下，本文描述的方法允许单个反投影器在大致相同的时间量内并行进行多个反投影器的工作。这样，能够通过使用较少的反投影器来降低重建系统的总成本。替代地，能够通过将更多的硬件资源投入那些算法来减少其他重建步骤的处理时间。替代地，能够既实现降低成本又实现减少处理时间。

在一个方面中，一种系统包括单个反投影器，所述单个反投影器包括单个几何计算器、至少一个权重计算器以及多个数据内插器。所述单个几何计算器被配置为处理单个计算机断层摄影扫描的扫描参数，以针对体积图像数据矩阵中的每个体素位置仅生成一次几何值。所述至少一个权重计算器被配置为处理所述单个计算机断层摄影扫描的所述扫描参数和所述几何值，以针对所述体积图像数据矩阵中的每个体素位置生成权重值。多个数据内插器中的每个数据内插器被配置为使用所述权重值和相同的几何值来处理从相同的单个计算机断层摄影扫描产生的相应的不同类型的投影数据，以基于所述体积图像数据矩阵并对应于所述相应的不同类型的投影数据来生成体积图像数据。

在另一方面中，一种利用计算机可执行指令编码的计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由计算机的处理器运行时令所述处理器仅利用一个反投影器来执行以下操作：根据单个计算机断层摄影扫描的扫描参数，针对体积图像数据矩阵中的每个体素位置仅计算一次几何值；根据所述单个计算机断层摄影扫描的扫描参数和所述几何值，针对所述体积图像数据矩阵中的每个体素位置计算一个或多个权重值集合；以及使用相同的几何值并使用所述一个或多个权重值集合来对根据来自相同的单个计算机断层摄影扫描的投影数据产生的相应的不同类型的投影数据进行内插和相加，以基于所述体积图像数据矩阵并对应于所述相应的不同类型的投影数据来生成体积图像数据。