CN101472524B - 多管成像系统散射校正 - Google Patents
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Abstract
一种计算机断层摄影重建方法包括从至少两个X射线源(14)同时发射辐射，在多个分别的交叉散射采样间隔(50，52，54，56)内切换所述至少两个X射线源(14)中每一个的输出状态，并用相应的一组探测器(24)探测由所述至少两个X射线源(14)中其他的所发射的交叉散射辐射，其中，交叉散射采样间隔在多个帧上有角间距，以允许至少两个X射线源(14)贯穿至少一个帧同时发射辐射，从相应的交叉散射样本中导出每组探测器(24)的散射校正数据，用相应的散射校正数据对投影数据进行散射校正，以及对散射校正后的投影数据进行重建进而生成至少一幅图像。
Description
本申请涉及医学成像系统。它特别应用于计算机断层摄影(CT)，更具体地应用于多管成像系统散射校正技术。
在常规多管CT成像系统中的x射线管可以同时被驱动使得两个管同时发射辐射通过公共成像区域。当照这样同时驱动管时，成像系统可以相对于单管系统提供更大的时间分辨率和更快的数据采集时间。例如，带有两个沿着纵轴彼此角度移位大约90度的管的系统可以在大约一半的时间内采集与单管系统相同的数据。在另一例子中，使用这样的系统用于心脏CT，在180度中一小部分的机架角上的数据采集探测用于180度重建的足够数据。然而，由于管同时发射辐射，因此每个探测器都探测原发辐射和交叉散射辐射。交叉散射辐射会严重损害信噪比并将伪影引入重建后的图像，而常规的防散射滤线栅并不能适当的减少交叉散射辐射。
减轻交叉散射的一种方式是交替驱动管，以便在任意给定时间只有一个管发射辐射。然而，这会导致管使用效率降低(例如，用双管系统效率大约为50％)、时间分辨率下降以及探测到的光子数量减少(例如，用双管系统大约减少一半)。管功率可能必须增加到常规高功率管的技术极限之上才能克服光子减少的问题。另一种方式包括散射校正数据。例如，在每个视图或每一帧期间，可以“关闭”至少一个射线管。然后用与不工作的射线管配对的探测器探测交叉散射数据。然后可以使用所述交叉散射数据来散射校正用这些探测器探测到的投影数据。在Ozaki的US 6876719中描述了这种系统。然而，使用该系统的管效率和统计特性仍然会降级，这是因为在每个视图期间至少一个管不发射辐射。
本申请的各方面提供了一种新的且改进的交叉散射校正技术，其解决了上述问题以及其他问题。
根据一个方面，一种计算机断层摄影重建方法包括从围绕成像区域旋 转的至少两个X射线源同时发射辐射通过所述成像区域，并用相应的各组探测器探测投影数据，所述投影数据包括由所述至少两个X射线源中相应的一个发射的原发辐射和由所述至少两个X射线源中其他的所发射的交叉散射辐射。此方法还包括在多个分别的交叉散射采样间隔内切换所述至少两个X射线源中每一个的输出状态，并用所述各组探测器探测中相应的一组探测由所述至少两个X射线源中其他的所发射的交叉散射辐射，其中，交叉散射采样间隔在多个帧上有角间距，以允许至少两个X射线源贯穿至少一个帧同时发射辐射。此方法还包括从相应的交叉散射样本中导出每组探测器的散射校正数据，用相应的散射校正数据来对投影数据进行散射校正，并重建散射校正后的投影数据来生成至少一幅图像。
本发明可以采用各种部件和部件的布置以及各个步骤和步骤的排列。附图仅仅是出于图示优选实施例，而不应理解为对发明的限制。
图1示出了一种多源医学成像系统，其周期性地对数据采集帧内的交叉散射辐射进行采样，并从交叉散射样本中导出散射校正信号以对投影数据进行散射校正；
图2示出了用于周期性地对交叉散射辐射进行采样的示范性X射线源驱动模式；
图3示出了用于为同时采用多个X射线源同时照射受检者的医学成像系统生成散射校正信号的示范性方法。
参照图1，示出了一种医学成像系统10。医学成像系统10包括多个照射受检者的X射线源和探测投影辐射的探测器。当X射线源同时发射辐射时，投影数据既包括原发辐射又包括交叉散射辐射。随后对投影数据进行处理以去除交叉散射辐射成分(contribution)，并对散射校正后的数据进行重建以形成一幅或多幅图像。在一个实例中，利用散射校正信号从投影数据中去除交叉散射成分。通过与X射线源在数据采集周期内旋转的同时在收集数据的多个帧上周期性地用一个或多个探测器仅对交叉散射辐射(而不是原发辐射)进行采样，并且通过从这些样本中生成散射校正信号，从而可以产生这种散射校正信号。可以根据交叉散射辐射的角频率、期望的 信噪比、诸如来自心脏监测设备的选通信号和/或其他技术确定交叉散射样本之间的角度采样(或帧)增量。可以使用插值或类似方法从探测到的样本中产生附加的交叉散射样本，以便导出每个帧的散射校正信号。
医学成像系统10包括具有N个X射线源141、14N(本文统称为X射线源14)的扫描器12，其中N为大于一的整数。X射线源14被安置成在垂直于纵向或Z轴18的轴向或横断面16中相对于彼此有角偏移(例如，60、90、120等度)。在一个实例中，关于旋转机架20布置X射线源14。机架20围绕成像区域22旋转会带动X射线源14围绕成像区域22旋转。在另一个实例中，通过诸如电子偏转电子束的其他技术来使X射线源14围绕成像区域22旋转。在扫描期间，可以贯穿至少一部分的数据采集周期同时驱动X射线源14，使得X射线源14同时发射辐射通过成像区域22。
扫描器12还包括N组探测器241、24N(本文统称为探测器24)。每组探测器24都对着与一个X射线源14相对的角弧，进而在它们之间限定出成像区域22。在一个实例中，每组探测器24中的每个探测器都与特定的一个X射线源14一起旋转并与其相对应(例如，使用第三代系统)。在又一个实例中，每组探测器24中的每个探测器都在处于角度位置上，并且实时地在任意时刻通过X射线源14的角坐标进行确定(例如，使用第四代系统)。每组探测器24中的每个探测器探测来自正处于发射状态的X射线源的辐射。支持器26在成像区域22内支撑诸如人的受检者。支持器26是可移动的，以便在执行螺旋扫描、轴向扫描和/或其他扫描之前、期间和/或之后，(例如)通过沿着Z轴18和/或一个或多个其他轴移动支持器26，而将受检者引导到成像区域22内适当的位置。
控制部件28控制每个X射线源14。在一个实例中，这种控制包括同时“打开”或“关闭”一个或多个X射线源14。当同时“打开”所有X射线源14时，每个X射线源14同时发射辐射，以致所有X射线源14同时发射辐射通过成像区域22。结果，每个探测器探测来自相应的一个X射线源14的原发辐射和来自其他X射线源14的交叉散射辐射，并生成指示探测到的原发辐射和交叉散射辐射(投影数据)的信号。通过附加地仅探测每个探测器上的交叉散射辐射(而非原发辐射)，可以生成每个探测器的散射校正信号并将其用于对一个或多个帧内的投影数据进行散射校正，从而 基本上从中去除投影数据中的交叉散射成分。
在一个实例中，通过暂时“关闭”向一组探测器24发射原发辐射的X射线源14，以致该组探测器24只能探测到由其他X射线源14发射的辐射，从而用该组探测器24中的一个或多个探测器来探测交叉散射辐射。这可以对一个或多个其他X射线源14执行以获得每组探测器24中的一个或多个探测器的交叉散射数据。当在双X射线源配置中使用这项技术时，与发射辐射的X射线源14相对应的探测器24只探测原发辐射，而其他探测器24探测交叉散射辐射。在另一个方法中，通过“打开”一个X射线源14而其他全部“关闭”，并且用与所述其他X射线源14配对的探测器24探测来自所述一个X射线源14的交叉散射成分，从而能够探测交叉散射辐射。与发射辐射的X射线源14相对应的探测器24能够同时探测原发辐射。通过交替着使X射线源14发射辐射，可以由每个探测器探测来自每个X射线源14的交叉散射成分，并且由每个探测器24探测原发辐射。可以使用得到的只有原发辐射的信号，例如通过将散射校正后的数据与干净的或没有散射的原发信号进行比较，以确定是否正在执行适当的散射校正，进而改善散射校正技术(下文将详细描述)。另外，可以使用原发信号以便通过从具有原发成分和交叉散射成分两者的信号中减去所述原发信号来导出交叉散射成分。
通常情况下，交叉散射辐射在角坐标上比原发辐射变化慢。结果，交叉散射采样在每个数据采集周期内的多个帧内有均匀或不均匀的角间距，以便X射线源14贯穿一个或多个帧同时发射辐射。诸如插值或类似的技术可以用于生成在采样帧之间的数据点。各种技术可以用来确定数据采集期间探测交叉散射辐射的角频率。
在一个实例中，分析部件30用来确定交叉散射采样多久进行一次。例如，可以驱动X射线源14使得一组或多组探测器24(例如，通过执行体模测量)只探测交叉散射辐射。可以将得到的交叉散射信息提供给分析部件30，所述分析部件30可以测量交叉散射辐射在角坐标上变化的速率。可以根据这一速率来设置交叉散射采样以便捕获足够的样本来生成散射校正信号。在又一个实例中，将这一速率提供给分析部件30。
可以调节交叉散射采样的角间距，以更有效地使用X射线源14，使得所述X射线源在贯穿每个数据采集周期的较大比例的帧内同时发射辐射，并使X射线源14不同时发射辐射的时间量最小化。结果，可以改进统计特性，并可以减少噪声。通过使用交叉散射改变速率和得到的统计特性的组合，可以对系统进行优化进而在散射校正的性能、统计特性和X射线源14的有效利用之间实现期望的平衡。
作为非限制的例子，假设根据交叉散射辐射角频率和/或期望统计特性的函数确定交叉散射采样角度。同样假设这导致每隔9度角对交叉散射进行一次探测。在采样之间，X射线源14同时发射辐射。经过90度，就会有10次交叉散射测量，其中至少一个X射线源14不发射辐射。假设在数据采集周期期间沿着90角有250个帧(或视图)，X射线源14在大约96％的时间内同时发射辐射。可以根据散射校正的结果和/或统计特性来增大或减小散射校正采样的角间距。通过平衡X射线源14同时发射辐射的相对时间比例与采集用于导出适当的交叉散射信号的足够信息，可以增加探测到的光子数量，以改进统计特性，并对数据进行适当地散射校正以进行重建。
在又一个实例中，部件能提供触发信号以指示何时对交叉散射进行采样。例如，在前瞻性选通心脏CT应用中，可以使用测量心脏电活动或运动状态的设备32(例如，ECG/EKG)来为每个探测器确定交叉散射的采样间隔。例如，通过在扫描受检者的同时监测心脏的电活动，可以对X射线源14进行选通，使得在其中探测投影数据的心脏相位之间探测交叉散射辐射。由于在所述相位之间的这些相位期间不对投影数据进行探测，因此可以增大或减小角度采样来采集足够的采样，以在不影响投影数据的统计特性的情况下生成散射校正信号。采样速率同样可以取决于患者剂量，因为假设管功率保持不变，采样速率越高，患者剂量就越大。必要时，也可以利用本本所述的技术在心脏相位期间探测交叉散射辐射。这样的样本与在心脏相位之间收集的样本一起可以用于导出散射校正信号。如上文所述，在需要的情况下可以使用插值或其他技术从探测到的样本中产生新的样本。
分析部件30还可以监测交叉散射校正的结果并改变角度采样以增加或减少每个数据采集周期期间的交叉散射采样。如上文所讨论，通过各种方式地“关闭”一个或多个X射线源14，可以由与发射辐射的X射线源14相对应的探测器24探测原发辐射(没有交叉散射辐射)，而由其他探测器24探测来自这一X射线源14的交叉散射辐射。将得到的原发辐射信号连同散射校正后的信号一起提供给校正验证部件34，所述校正验证部件34将交叉散射校正后的数据点和相应的原发信号数据点进行比较。在一个实例中，如果这一差超出了期望范围，并且所述差是交叉散射采样的函数，则分析部件30可以增加每个数据采集周期内的角度采样。这样的增加可以得到更能代表实际交叉散射成分的信号，从而得到更好的散射校正。在又一个实例中，只要这一差落在期望范围之内，分析部件30就可以改变采样以便探测更多的光子并改进统计特性，同时维持适当的散射校正。利用迭代方法通过做出初始猜测(guess)并在每次迭代后调节所述猜测直到收敛于期望目标，或者基于由机器学习等实现的决策自动进行，从而确定增加还是减少交叉散射采样。可以在对受检者进行扫描之前和/或期间执行这样的确定和调节。
在另一实施例中，在与身体的不同器官或部位相对应的体模上和/或用于预期采集方案的体模上执行一系列散射测量。在一个实例中，通过将分别的体模引入扫描器并为每个程序执行n次散射测量扫描(n个探测器中的每一个一次)，可以为每个扫描程序测量每个探测器的交叉散射函数。在另一实例中，通过用蒙特卡罗(Monte Carlo)或其他方法对分别的扫描器几何结构和体模执行全面的散射仿真，可以为每个扫描程序测量每个探测器的交叉散射函数。根据这些交叉散射函数，可以确定每个程序的最佳采样。可以由控制部件28使用这一信息，所述控制部件已选取的程序选择最佳散射采样。应当领会到的是，这能为每个程序提供逼近的散射函数，从而为每个程序导出适当优化的散射采样。
如上文所述，控制部件28控制X射线源14，使得每个探测器在多个X射线源14发射辐射时(例如，在每个数据采集周期的较大比例内)同时探测原发辐射和交叉散射辐射，在只有相应的一个X射线源14发射辐射时只探测原发辐射，以及在所述相应的X射线源14不发射辐射时只探测交叉散射辐射。结果，投影数据包括没有原发辐射成分的数据点。这些信号可以被提供给插值部件36，所述插值部件对所述数据进行插值以产生既包括原发成分又包括交叉散射成分的数据点。只指示交叉散射辐射的信号包括 基于上文所述的角度采样在角度上分隔的交叉散射样本。因此，并未获得所有帧的交叉散射样本。这些信号还被提供给插值部件36，所述插值部件对探测到的样本进行插值以产生样本，进而用与期望数量的视图或帧相对应的样本来产生散射信号。合适的插值技术包括线性插值、多项式插值、仿样内插等。
将经插值的信号提供给校正部件38，所述校正部件用散射校正信号对具有原发成分和交叉散射成分的信号进行散射校正。在一个实例中，使用减法算法40从具有原发信号成分和交叉信号成分的信号中减去散射校正信号，从而基本上去除交叉散射信号，并给出(render)原发辐射信号。由于同样有纯原发辐射的数据样本，因而可以使用这些数据样本来提高和/或评定散射校正的质量。应当领会到的是，可以使用得到的散射校正信号来校正与切片数量无关的投影数据。因而，在一个实例中，尽管交叉散射辐射与切片数量成比例，但是随着切片数量的增加并未损害散射校正。将散射校正后的信号提供给重建系统42，所述重建系统重建原发信号以生成指示受检者被扫描区域的体积数据。图像处理器44处理由重建系统42生成的体积图像数据。所生成的图像然后可以进行显示、成片、归档、传送给主治医生(例如发电子邮件等)、与来自其他成像模态的图像融合、进一步处理(例如通过测量和/或可视化实用程序和/或专用可视化系统)、存储、等等。
计算系统(或控制台)46便于操作者与扫描器12交互和/或控制扫描器12。由计算系统46执行的软件应用程序允许操作者配置或控制扫描器12的操作。例如，操作者与计算系统46交互，以选择采集方案、扫描协议，开始、暂停和终止扫描，观察图像，操纵体积图像数据，测量数据的各个特征(例如，CT值、噪声等)，等等。合适的采集方案例如包括但不局限于180度轴向数据采集、螺旋扫描、以及多周期选通轴向扫描，在所述180度轴向数据采集中在180度加扇角上探测数据。计算系统46向控制部件28传送各种信息，其包括但不局限于指令和/或诸如X射线管电压、电流、交叉散射角度采样、插值算法等的参数。控制部件28使用上述这样的信息来控制扫描器12。
图2示出了与成像系统10有关的作为机架旋转角度和帧数的函数的示 范性X射线源驱动模式，其用于周期性地对交叉散射辐射进行采样。为了清晰和简洁，只示出两个这样的模式。驱动模式481激励X射线源141发射辐射，并由相应的探测器241探测所发射的辐射。同时，驱动模式48N激励X射线源14N发射辐射，并由相应的探测器24N探测所发射的辐射。由于两个X射线源14同时发射辐射，因此每个探测器24同样探测到由另一个X射线源14所发射的辐射(交叉散射辐射)。结果，只要X射线源141和X射线源14N同时发射辐射，探测器241和探测器24N就都能既探测原发辐射又探测交叉散射辐射。
在交叉散射采样间隔50中，驱动模式481使X射线源141不工作，从而使得其不再发射辐射(或发射很少量辐射)。在该间隔期间，所述组探测器241探测与X射线源14N相关的交叉散射辐射，而探测器24N探测与X射线源14N相关的原发辐射。一旦交叉散射间隔50过去了，X射线源141就开始再次发射辐射。在交叉散射间隔52中，驱动模式48N使X射线源14N不工作。由于X射线源14N在交叉散射间隔52期间不发射辐射，因此探测器24N探测与X射线源141相关的交叉散射辐射，而探测器241探测与X射线源141相关的原发辐射。一旦交叉散射间隔54过去了，X射线源14N就开始再次发射辐射。交叉散射间隔52、54可以如上所述是连续的，或是分开一角间距或帧间距。可以执行包括间隔54、56的附加的交叉散射间隔，以采集更多的交叉采样数据点。
如上文所述，可以根据交叉散射辐射随机架角度的改变速率、X射线源14的有效利用和/或统计特性来设置交叉散射采样频率。附加或可选地，ECG或其他信号可以触发角度采样。在这个例子中，与每个X射线源14相关的交叉散射采样大约是9度角或20帧。应当领会到得是，交叉散射采样间隔贯穿数据采集周期可以有均匀或不均匀的间隔。
应当领会到得是，通过在扫描期间对散射测量进行粗略采样、或者使用心脏扫描中不感兴趣的心脏相位进行散射测量来测量交叉散射，同样可以用于具有至少有两个X射线源以及每个X射线源有至少一个探测器的系统，其中各源的焦点位于不同的Z位置上。
图3示出了一种用所述医学成像系统扫描受检者的非限制性方法。在附图标记58处，同时激励两个或更多个X射线源14，以同时发射辐射通 过成像区域22。在60处，由至少一组探测器24探测交叉散射辐射。如上文所述，这可以通过如下方式实现，即选择性地关闭一个X射线源24，使得与之相应的一组探测器24探测由其他X射线源14发射的交叉散射辐射。对每组探测器24可以重复这个过程，以便采集每个探测器的交叉散射样本。
采集这些样本的频率可以通过诸如本文所述这些方法的各种方式来确定。例如，在一个方法中，可以根据交叉散射辐射角度变化的频率设置角度采样频率。附加或可选地，将角度采样频率设置成有效地驱动X射线源14，使得它们在较大比例的数据采集时间内同时发射辐射。附加或可选地，可以将角度采样频率设置成改进统计特性。附加或可选地，可以由信号(例如，ECG信号)触发角度采样。
在62处，对投影数据和仅指示交叉散射辐射的数据进行插值以产生用于其中未收集相应数据的视图的数据点。例如，插值部件36对探测到的样本进行插值，以产生在其中未探测到交叉散射的间隔期间的数据点。在64处，将经插值的信号提供给校正部件38，所述校正部件用散射校正信号对具有原发成分和交叉散射成分的信号进行散射校正。可以使用各种散射校正技术，例如减法。在66处，由重建系统42对散射校正后的信号进行重建以产生指示受检者被扫描区域的体积数据。可以将体积图像进行显示、成片、归档、传送、与来自其他成像模态的图像融合、进一步处理、存储、等等。
本文所描述的系统和/或方法和/或其衍生物可以用于诸如(但不局限于)心脏CT、高时间分辨率扫描的应用，以及其他使用多X射线源的应用。
已经参考优选实施例对本发明进行了描述。他人在阅读并理解说明书的基础上可以想到修改和变化。本发明应当被理解成包括在权利要求书及其等价物的范围内的所有这样的修改和变化。
Claims (28)
1.一种计算机断层摄影重建方法，包括：
从围绕成像区域(22)旋转的至少两个X射线源(14)同时发射辐射通过所述成像区域(22)，并用相应的各组探测器(24)探测投影数据，所述投影数据包括由所述至少两个X射线源(14)中相应的一个发射的原发辐射和由所述至少两个X射线源(14)中另一个发射的交叉散射辐射；
在多个分别的交叉散射采样间隔(50，52，54，56)内切换所述至少两个X射线源(14)中每一个的输出状态，并用所述各组探测器(24)中相应的一组探测由所述至少两个X射线源(14)中其他的所发射的交叉散射辐射，其中，所述交叉散射采样间隔在多个帧上有角间距，以允许所述至少两个X射线源(14)贯穿至少一个帧同时发射辐射；
从相应的交叉散射样本中导出每组探测器(24)的散射校正数据；
用相应的散射校正数据来散射校正所述投影数据；以及
重建所述散射校正后的投影数据来生成至少一幅图像。
2.如权利要求1所述的方法，还包括对所述交叉散射样本进行插值以生成所采样帧之间的各帧的交叉散射样本。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述交叉散射辐射随旋转角度变化的角频率；以及
根据所述角频率的函数计算所述交叉散射采样的角间距。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
确定图像辐射统计特性；以及
调整所述交叉散射采样角间距以实现期望的统计特性。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述统计特性包括信噪比。
6.如权利要求1所述的方法，还包括通过平衡在较高比例的数据采集时间内同时发射辐射与采集用于导出交叉散射信号的交叉散射样本，以便散射校正所述投影数据以供进行重建，从而优化所述交叉散射采样的所述角间距。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述角间距基于在90％以上的数据采集周期内同时发射辐射。
8.如权利要求1所述的方法，还包括使用触发信号来确定何时探测交叉散射样本。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述触发信号对应于心脏的电活动。
10.如权利要求1所述的方法，还包括在心脏CT扫描期间用同时获得的正被扫描的受检者心脏的ECG来选通采集交叉散射信号。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述选通步骤触发所述交叉散射采样以在探测投影数据的心脏相位之间发生。
12.如权利要求1所述的方法，其中，用于所述交叉散射采样的所述角间距贯穿数据采集周期是均匀的和不均匀的中之一。
13.如权利要求1所述的方法，还包括：
当只有一个所述X射线源(14)发射辐射时，探测原发辐射样本；以及
将所述原发辐射样本和散射校正后的投影样本进行比较，以确定所述散射校正的性能。
14.如权利要求1所述的方法，还包括采用包含180度轴向采集、多周期选通轴向扫描和螺旋扫描中至少一个的数据采集方案，在所述180度轴向采集中在180度加扇角上探测数据。
15.一个计算机断层摄影系统(10)，包括：
至少两个X射线源(14)，其围绕成像区域(22)旋转并同时发射辐射通过所述成像区域(22)，其中，使所述至少两个X射线源(14)中的每一个在分别的交叉散射采样间隔(50，52，54，56)内不工作，在所述交叉散射采样间隔中以采样角间距的方式对所述已不工作的X射线源(14)的交叉散射辐射进行采样，以允许所述至少两个X射线源(14)贯穿至少一个数据采集帧同时发射辐射；
用于所述至少两个X射线源(14)中每一个的至少一个探测器(24)，其中，所述至少一个探测器(24)在所述至少两个X射线源(14)同时发射辐射时探测投影数据，并且探测所述已不工作的X射线源(14)的交叉散射辐射；
插值器(36)，其从所述探测到的交叉散射样本中产生散射校正样本以生成在所述采集帧之间的各帧的样本；
校正部件(38)，其用相应的散射校正数据来对投影数据进行散射校正；和
重建系统(42)，其重建所述散射校正后的投影数据，以生成至少一幅图像。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述至少两个X射线源(14)贯穿至少两个连续的数据采集帧同时发射辐射。
17.如权利要求15所述的系统，其中，所述采样角间距是交叉散射角频率的函数。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述采样角间距还是成像统计特性和X射线源(14)效率中至少一个的函数。
19.如权利要求15所述的系统，还包括控制所述交叉散射辐射采样以在未探测投影数据的心脏相位期间采集交叉散射样本的设备(32)。
20.如权利要求15所述的系统，其中，用于所述交叉散射采样的所述角间距贯穿数据采集周期是均匀的和不均匀的中之一。
21.如权利要求15所述的系统，其中，用于所述至少两个X射线源(14)中每一个的所述至少一个探测器(24)还在只有一个相应的所述X射线源(14)发射辐射时探测原发辐射样本。
22.如权利要求21所述的系统，其中，所述原发辐射样本用来改善所述散射校正。
23.如权利要求22所述的系统，其中，在180度轴向采集、多周期选通轴向扫描和螺旋扫描中的至少一个期间采集所述辐射，在所述180度轴向采集中是在180度加扇角上探测数据。
24.如权利要求15所述的系统，其中，所述散射校正与所述成像区域(22)内辐照体积的宽度无关。
25.如权利要求15所述的系统，其中，所述探测器(24)为锥束探测器。
26.如权利要求15所述的系统，其中，所述X射线源(14)被安置成在旋转平面内相对于彼此有角偏移。
27.如权利要求15所述的系统，其中，所述X射线源(14)的焦点位于沿Z轴的两个不同位置。
28.一种CT成像系统(10)，包括：
用于利用至少两个X射线源(14)同时发射辐射通过成像区域(22)的装置；
用于在分别的交叉散射采样间隔(50，52，54，56)期间选择性地关闭所述至少两个X射线源(14)中的每一个，并且以角度采样间距对已不工作的X射线源(14)的交叉散射辐射进行采样，以允许所述至少两个X射线源(14)贯穿至少一个数据采集帧同时发射辐射的装置；
用于探测由至少两个X射线源(14)发射的辐射的装置；
用于从期望数量的帧内的探测到的交叉散射样本中产生散射校正信号的装置；
用于利用所述散射校正信号对投影数据进行散射校正的装置；以及
用于重建所述散射校正后的投影数据以生成至少一幅图像的装置。
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| US8724872B1 (en) * | 2009-02-25 | 2014-05-13 | L-3 Communications Security And Detection Systems, Inc. | Single radiation data from multiple radiation sources |
| DE102011004598B4 (de) | 2011-02-23 | 2019-07-11 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und Computersystem zur Streustrahlkorrektur in einem Multi-Source-CT |
| DE102012204980B4 (de) | 2012-03-28 | 2021-09-30 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bildern mit Streustrahlenkorrektur, insbesondere für Dual-Source CT-Geräte |
| DE102013200337B4 (de) * | 2013-01-11 | 2021-11-11 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren, Computertomopraph und Computerprogrammprodukt zum Bestimmen von Intensitätswerten einer Röntgenstrahlung zur Dosismodulation |
| US10588592B2 (en) * | 2014-10-04 | 2020-03-17 | Ibex Innovations Ltd. | Scatter in x-ray apparatus and methods of their use |
| CN108351429B (zh) * | 2015-10-28 | 2022-04-15 | 皇家飞利浦有限公司 | Ct系统和ct方法 |
| US10788595B2 (en) | 2016-02-23 | 2020-09-29 | Koninklijke Philips N.V. | Driving of an X-ray detector to compensate for cross scatter in an X-ray imaging apparatus |
| US20180038807A1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Adaptix Ltd. | Method and system for reconstructing 3-dimensional images from spatially and temporally overlapping x-rays |
| US10398394B2 (en) * | 2017-01-06 | 2019-09-03 | General Electric Company | Energy-discriminating photon-counting detector and the use thereof |
| US10987071B2 (en) * | 2017-06-29 | 2021-04-27 | University Of Delaware | Pixelated K-edge coded aperture system for compressive spectral X-ray imaging |
| KR102020221B1 (ko) * | 2017-11-24 | 2019-09-10 | 주식회사 레이 | 치과용 콘-빔 ｃｔ의 산란선 보정방법 및 보정장치 |
| US10602993B2 (en) * | 2018-05-18 | 2020-03-31 | FMI Medical Systems Co., Ltd. | Image reconstruction for Z-flying focal spot tomography |
| GB2608900B (en) | 2018-08-31 | 2023-05-31 | Ibex Innovations Ltd | X-ray imaging system |
| JP7564098B2 (ja) * | 2018-11-30 | 2024-10-08 | アキュレイ インコーポレイテッド | 画像誘導放射線治療装置内に統合されるヘリカルファンビームコンピュータ断層撮影 |
| CN109953768B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-01-05 | 清华大学 | 多源多探测器结合的ct系统及方法 |
| CN116973966A (zh) * | 2019-06-21 | 2023-10-31 | 清华大学 | 辐射分析方法、装置和计算机可读存储介质 |
| EP3832690A1 (en) * | 2019-12-05 | 2021-06-09 | Koninklijke Philips N.V. | Estimation of full-field scattering for dax imaging |
| CN111896566B (zh) * | 2020-07-20 | 2023-07-18 | 上海交通大学 | 一种增加同步辐射光源成像范围的装置及方法 |
| CN113712580A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-11-30 | 西姆高新技术（江苏）有限公司 | 双路影像链曝光控制方法及装置 |
| CN115105110A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-09-27 | 清华大学 | 用于射线检查的成像系统和方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6421412B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-07-16 | General Electric Company | Dual cardiac CT scanner |
| CN1496712A (zh) * | 2002-10-01 | 2004-05-19 | ��ʽ���綫֥ | X射线ct装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030128801A1 (en) | 2002-01-07 | 2003-07-10 | Multi-Dimensional Imaging, Inc. | Multi-modality apparatus for dynamic anatomical, physiological and molecular imaging |
| DE10232429B3 (de) | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Siemens Ag | Verfahren für eine Röntgenanordnung zur Kompensation von Streustrahlung und Röntgeneinrichtung |
| DE10302567A1 (de) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Siemens Ag | Bildgebendes Tomographiegerät mit wenigstens zwei Strahler-Detektor-Systemen und Verfahren zum Betrieb eines solchen Tomographiegeräts |
| DE102005020505A1 (de) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von Röntgenbildern |
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2007
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6421412B1 (en) * | 1998-12-31 | 2002-07-16 | General Electric Company | Dual cardiac CT scanner |
| CN1496712A (zh) * | 2002-10-01 | 2004-05-19 | ��ʽ���綫֥ | X射线ct装置 |
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