CN106859677B - 双能ct扫描图像重建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双能CT扫描图像重建方法及装置，该方法包括：对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据；当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，获取非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将非整圈扫描的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，0<θ_end<θ_max，另一个整圈扫描的扫描能量与非整圈扫描的扫描能量相同且位于非整圈扫描之前。无需冗余部分的扫描，即可重建出所有目标区域的能量图像，提高CT扫描安全性。

Description

双能CT扫描图像重建方法及装置

技术领域

本申请涉及CT(Computed Tomography，即电子计算机断层扫描)领域，尤其涉及一种双能CT扫描图像重建方法及装置。

背景技术

双能CT扫描是利用两种不同能量的X射线对扫描部位进行成像，利用不同物质对X射线衰减的差异，重建得到扫描部位的成分构成。

在双能扫描中，需要采集不同能量的数据，每个能量下采集的数据必须能够保证重建目标图像，这就需要在扫描过程中进行不同能量的切换，同时保证每次扫描得到的数据满足重建的必要条件。

图1为双能扫描中所采集的投影数据的示意图，图2为双能螺旋扫描示意图。其中，图2中的第一圈对应图1中低能量(LowKV)的扫描，图2中的第二圈对应图1中的高能量(HighKV)的扫描，以此类推。相邻的低能量扫描与高能量扫描的转换时间为KVSwitch，从而导致一圈扫描过程中，不是所有角度采集到的数据都能用于重建，而是每个整圈扫描的最后会存在一部分角度对应的时间用于能量的切换，例如，图2中的第一圈中与第二圈交叉部分对应的角度，图2的第二圈中与第三圈交叉部分对应的角度，以此类推。

通常，将每个能量下数据的采集量称为重建一幅图像需要的半扫描重建数，记为viewPerScan。每圈扫描获得viewPerScan个半扫描重建数后切换到另一个能量，继续扫描viewPerScan个半扫描重建数后再切换回原来的能量，继续扫描，周而复始。

但是在实际扫描过程中，待扫描部位预期的扫描长度可能不是整数扫描圈数，为了覆盖所有目标扫描位置，可能会存在一定的冗余扫描。如图3所示，根据待扫描部位实际扫描的长度和每圈z方向运动的距离，可能会存在不同长度的冗余数据扫描，导致患者接受不必要的辐射。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种双能CT扫描图像重建方法及装置，以解决现有技术中存在的冗余扫描问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

根据本申请的第一方面，提供一种双能CT扫描图像重建方法，所述方法包括：

对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max；

当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描是否为整圈扫描；

若是，则获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据；

否则，获取当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

可选地，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一个能量的整圈扫描。

可选地，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描包括：

当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与所述当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

可选地，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描的获取过程包括：

分别计算所述当前待重建位置重建高能量或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈高能量或者低能量扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

可选地，所述CT扫描为螺旋扫描，相邻的高能量与低能量的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，所述能量切换区的投影数据为无效数据。

根据本申请的第二方面，提供一种双能CT扫描图像重建装置，所述装置包括：

扫描模块，用于对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max；

判断模块，当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描是否为整圈扫描；

第一处理模块，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据；

第二处理模块，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，获取当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

可选地，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一个能量的整圈扫描。

可选地，所述当前待重建建像时采用的距离最近的一圈高、低能量扫描包括：

当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

可选地，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描的获取过程包括：

分别计算所述当前待重建位置重建高能量图像或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

可选地，所述CT扫描为螺旋扫描，相邻的高能量与低能量的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，所述能量切换区的投影数据为无效数据。

本申请的有益效果：当需要重建当前待重建位置的高能图像时，当判断出当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为非整圈扫描，或者当需要重建当前待重建位置的低能图像时，当判断出当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为非整圈扫描时，需要从该非整圈扫描之前的、且扫描能量与该非整圈扫描能量相同的的一个整圈扫描中截取的部分投影数据，并将该截取的部分投影数据与所述非整圈扫描获取的投影数据相结合，从而获得满足重建当前待重建位置的高能量或低能量图像的数据量，进而实现通过在能量图像重建时对重建所需数据的处理，最终实现无需冗余部分的扫描，即可重建出所有目标区域的能量图像的结果，从而提高CT扫描仪器的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是目前双能扫描中所采集的投影数据的示意图；

图2是目前双能螺旋扫描的示意图；

图3是目前双能扫描中所采集的投影数据的示意图，其揭示了为保证重建出目标区域的图像而存在的冗余扫描部分；

图4是本实施例提供的双能CT扫描图像重建方法的流程图；

图5是本实施例提供的双能CT扫描中所采集的投影数据的示意图；

图6是本实施例提供的获取特殊位置的图像重建数据的示意图；

图7是本实施例提供的双能CT扫描图像重建装置的结构示意图；

图8是本实施例提供的CT机的结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在双能CT扫描中，为覆盖所有的目标扫描位置，使得所有扫描位置都具备重建该位置的高能图像和低能图像的必要条件，需要将CT扫描的扫描长度设置成整数扫描圈数。但实际的待扫描目标预期扫描长度可能不是整数扫描圈数，参见图3，这时就会存在一定的冗余扫描，导致患者接受不必要的辐射。

为解决上述问题，如图4所示，本发明提供一种双能CT扫描图像重建方法，所述方法包括：

S101：对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max。

本申请中，所述待扫描目标属于被测体上的具体待诊断位置，当待扫描目标在所述被测体上的位置被确定后，根据所述待扫描目标的实际情况，设置所述待扫描目标的起始扫描点和扫描终点后，从起始扫描点开始进行高、低能量交替的扫描，直至扫描到扫描终点，即可获得预期扫描长度的投影数据。另外，高能量的CT扫描对应的扫描电压大于低能量的CT扫描的扫描电压，每圈高能量扫描能够获得该圈高能量扫描对应的投影数据区，每圈低能量扫描能够获得该圈低能量扫描对应的投影数据区。

本申请中，获得预期扫描长度的投影数据所对应的扫描则可能包括多圈交替的高、低能量扫描，对应获得交替的高能量数据区和低能量数据区。

其中，最后一圈扫描能量可能是高能量也可能是低能量，这取决于预期扫描长度、起始扫描点对应的扫描能量以及每个整圈的扫描角度范围。并且，本申请中，位于最后一圈扫描之前的每圈扫描均为整圈扫描，而最后一圈扫描可能为整圈扫描，也可能为非整圈扫描，最后一圈扫描是否为整圈扫描与预期扫描长度以及每个整圈的扫描角度范围相关。

为描述方便，在本申请中记每个能量(即高能量或低能量)的一个整圈扫描的初始角度为0，每个能量的一个整圈扫描的最大扫描角度为θ_max。

可选地，所述CT扫描为螺旋扫描，相邻两个能量(即高能量和低能量)的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，通常，所述能量切换区的投影数据为无效数据，即能量切换区的投影数据不可作为高能量图像的重建数据或低能量图像的重建数据。

另外，在本申请中，所述能量切换区的扫描角度相等。即本实施例中，从高能切换到低能以及从低能切换到高能所用的扫描角度相等。

在理想状态下，从高能切换到低能以及从低能切换到高能，所使用的切换时间为0。

所述CT扫描的扫描床分为进床和退床两个运动方向，本实施例将扫描床的运动方向记为z方向。在进行扫描时，扫描床的运动方向为垂直于机架平面的方向，所述CT以垂直于扫描床的运动方向对待扫描目标进行扫描。

S102：当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断重建该位置的扫描数据所对应的高能量或低能量扫描是否为整圈扫描。

本申请中，当前待重建位置为所述待扫描目标上的某个点或某个区域。重建该位置的扫描数据具体是指重建当前待重建位置时所采用的距离该位置最近的高能量或者低能量扫描数据。

在一些例子中，可以根据每圈扫描的最大扫描角度来判断所述待扫描目标上各待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描是否为整圈扫描，具体包括：

当需要判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描是否为整圈扫描时，获取距离所述当前待重建位置最近的一圈高能量扫描对应的最大扫描角度；

当该高能量扫描对应的最大扫描角度为θ_max时，则判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为整圈扫描；否则，判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为非整圈扫描。

相应地，当需要判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描是否为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描对应的最大扫描角度；

当该低能量扫描对应的最大扫描角度为θ_max时，则判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为整圈扫描；否则，判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为非整圈扫描。

在另一些例子中，还可以根据每圈扫描所获得的投影数据量来判断所述待扫描目标上各待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描是否为整圈扫描，具体包括：

当需要判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描是否为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描所获取的投影数据量；

当该高能量扫描对应的投影数据量为预设数量时，则判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为整圈扫描；当该高能量扫描对应的投影数据量小于预设数量时，判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为非整圈扫描。

相应地，当需要判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描是否为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描所获取的投影数据量；

当该低能量扫描对应的投影数据量为预设数量时，则判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为整圈扫描；当该高能量扫描对应的投影数据量小于预设数量时，判断所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为非整圈扫描。

其中，所述预设数量是指重建高能图像或低能图像所需的半扫描重建数viewPerScan。当一圈高能量扫描对应的投影数据量为半扫描重建数viewPerScan时，则判断该圈高能量扫描为整圈扫描，而当一圈高能量扫描对应的投影数据量小于半扫描重建数viewPerScan时，则判断该圈高能量扫描为非整圈扫描。

相应地，当一圈低能量扫描对应的投影数据量为半扫描重建数viewPerScan时，则判断该圈低能量扫描为整圈扫描，而当一圈低能量扫描对应的投影数据量小于半扫描重建数viewPerScan时，则判断该圈低能量扫描为非整圈扫描。

本实施例中，所述预设数量与整圈扫描所获得的投影数据量相等。

该步骤中，当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量的扫描是指：

当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描或距离待重建位置最近的一圈低能量扫描。

当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，则进入步骤S104。

具体地，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，表明当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的高能量或低能量扫描为最后一圈扫描且最大扫描角度小于θ_max，也说明预期扫描长度中最后一圈扫描是非整圈扫描，当当前待重建位置距离最后一圈扫描较近时，由于最后一圈扫描的投影数据区不完整，如果采用现有技术，将造成不满足该当前待重建位置对应的能量与最后一圈扫描能量相同的图像重建要求。

例如，当最后一圈扫描为高能量扫描时，当前待重建位置位于低能量扫描区域，且最后一圈扫描为距离所述当前待重建位置最近的一圈高能量扫描。若需要重建该当前待重建位置的高能量图像，由于最后一圈扫描的投影数据区不完整，该最后一圈扫描获得的投影数据的数量不满足重建该待重建位置的高能量图像所需的高能量投影数据量，故需要进行数据处理后，才能重建出所述当前待重建位置的高能量图像。

当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描的扫描为整圈扫描，即当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描的最大扫描角度均等于θ_max时，则进入步骤S103，这表明在重建图像时，该待重建位置能找到满足重建高能量图像或低能量图像所要求的完整投影数据区。

S103：获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量或低能量图像的重建数据。

当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的高能量或低能量扫为整圈扫描，即当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的高能量或低能量扫描的最大扫描角度均等于θ_max时，表明该当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获得的投影数据的数量满足各能量图像重建所需的投影数据量的要求。

S104：获取当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

当所述当前待重建位置需要重建能量与所述非整圈扫描能量相同的能量图像时，需要将所述非整圈扫描获取的投影数据和所述截取的投影数据组合才能够满足重建能量与所述非整圈扫描能量相同的能量图像所需数据量要求。

可选地，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一能量的整圈扫描。即截取的投影数据所对应的一圈扫描与所述非整圈扫描之间仅仅间隔一圈扫描，而且，该间隔的一圈扫描的能量为与所述非整圈扫描能量不同的另一能量。

本申请中，由于当前待重建位置越近的扫描，所获得的投影数据与该待重建位置的关联度越大，故选择与所述非整圈扫描的上一圈扫描相邻的一圈扫描作为截取投影数据所对应的一圈扫描能够使得重建的图像精确度较高。

例如，当所述非整圈扫描为高能量扫描时，则截取的投影数据所对应的扫描也为高能量扫描，且截取的投影数据所对应的高能量扫描与所述非整圈扫描之间仅仅间隔一圈低能量扫描，从而使得重建的当前待重建位置的高能量图像更为精确。

本实施例中，由于距离当前待重建位置越近的一圈扫描所获得的投影数据与该待重建位置的关联度越大，故本申请中，将当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描所获得的投影数据分别作为该当前待重建位置的高、低能量图像重建数据，从而使得重建出的能量图像较为精确。

其中，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描，包括：

所述当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与所述当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

可选地，分别计算所述当前待重建位置重建高能量或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈高能量或者低能量扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

需要说明的是，当所述当前待重建位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置的距离与所述当前待重建位置与所述下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离相等时，此时，上一圈高能量或者低能量扫描、下一圈高能量或者低能量扫描所获得的投影数据与所述当前待重建位置的关联度相同，故选择所述上一圈高能量或者低能量扫描或下一圈高能量或者低能量扫描中的一个作为距离当前待重建位置最近的一圈高能量或低能量扫描即可。

在一可行的实现方式中，按照低能量、高能量的CT扫描顺序对待扫描目标进行螺旋扫描，获得预期扫描长度的投影数据，参见5，所述预设扫描长度的投影数据包括按扫描床运动方向(z方向)形成的能量数据区一、能量数据区二、能量数据区三、能量数据区四和能量数据区五。

其中，能量数据区一至能量数据区四均为一个整圈扫描(即完整的放线范围，扫描角度从0至θ_max)，扫描使用能量从低能量、高能量的顺序交替。

能量数据区五为最后一圈CT扫描，且为低能量扫描。最后一圈低能量的CT扫描为非整圈扫描(即非完整的放线范围)，其扫描角度为0至θ₅，0<θ₅<θ_max。

当待重建位置建像时采用的距离该位置最近的每个能量的最大扫描角度均等于θ_max时，则可选择离该待重建位置最近的高、低能量数据区作为该待重建位置的各能量图像的重建数据。

例如，对于图5中的位于能量数据区三且靠近能量数据区二的待重建位置a，在重建所述待重建位置a的图像时，选择能量数据区三的投影数据作为重建该待重建位置a的低能量图像，选择能量数据区二的投影数据作为重建该待重建位置a的高能量图像。

但是，当距离待重建位置最近的其中一个能量的最大扫描角度小于θ_max时，即最后一圈扫描为距离该待重建位置最近的一个能量的扫描之一，则在重建该待重建位置对应的能量与所述最后一圈扫描能量相同的能量图像时，可将能量数据区四作为重建该待重建位置的高能量图像。而当在重建该待重建位置的低能量图像时，由于离该待重建位置最接近的能量数据区五的数据是不完整的，即不能获得该重建位置完整的低能量数据区，导致该重建位置不能重建出低能量图像。

例如，图5中的待重建位置b(该待重建位置b位于图5中特殊范围内的标线处)，距离该待重建位置b最近的每个能量对应能量数据区四和能量数据区五，其中，能量数据区五为一个非整圈的扫描，当重建待重建位置b的低能量图像时，由于能量数据区五的投影数据不全，故不能重建一个完整的低能图像。

本实施例使用靠近能量数据区五且与能量数据区五的扫描使用能量相同的能量数据区三的部分投影数据，结合能量数据区五的投影数据得到重建该待重建位置b的低能量图像所需要的必要数据。

具体地，能量数据区五的扫描角度范围为[0，θ₅]，0<θ₅<θ_max，能量数据区三的扫描角度范围为[0，θ_max]。用于重建待重建位置b的低能图像的投影数据可采用：能量数据区五的扫描角度范围为[0，θ₅]的投影数据能量数据区三的扫描角度范围为[θ₅，θ_max]的投影数据的组合，参见图6。

两个能量数据区的投影数据的组合，从而得到满足重建所述待重建位置b的低能量图像的必要数据。

如图7所示，为本申请提供的双能CT扫描图像重建装置的结构示意图，与上述双能CT扫描图像重建方法相对应，可参照上述双能CT扫描图像重建方法的实施例来理解或解释该双能CT扫描图像重建装置的内容。

根据应用的场景不同，所述装置有可能是通过软件实现的业务逻辑，也可能是硬件或者软硬件结合的设备。下面以软件实现为例介绍本申请装置。软件作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。如图8所示，为一个例子中，本申请软件装置所在的CT机的硬件结构图。所述CT机除了包括有处理器、内存、IO接口、以及非易失性存储器之外，可能还包括其他硬件，对此不再赘述。

从功能模块来讲，本实施例提供的双能CT扫描图像重建装置包括扫描模块101、判断模块102、第一处理模块103以及第二处理模块104。

其中，扫描模块101用于对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max。

本实施例中，所述CT扫描为螺旋扫描，两个能量的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，所述能量切换区的投影数据为无效数据。

可选地，所述能量切换区的扫描角度相等。

判断模块102，当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描是否为整圈扫描。

第一处理模块103，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据。

其中，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一个能量的整圈扫描。

第二处理模块104，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，获取所述非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

在本实施例中，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描包括：

当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

进一步地，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描的获取过程包括：

分别计算所述当前待重建位置重建高能量或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈高能量或者低能量扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

综上所述，本申请的双能CT扫描图像重建方法及装置在当需要重建当前待重建位置的高能图像时，当判断出当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量扫描为非整圈扫描，或者当需要重建当前待重建位置的低能图像时，当判断出当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈低能量扫描为非整圈扫描时，需要从该非整圈扫描之前的、且扫描能量与该非整圈扫描能量相同的的一个整圈扫描中截取的部分投影数据，并将该截取的部分投影数据与所述非整圈扫描获取的投影数据相结合，从而获得满足重建当前待重建位置的高能量或低能量图像的数据量，进而实现通过在能量图像重建时对重建所需数据的处理，最终实现无需冗余部分的扫描，即可重建出所有目标区域的能量图像的结果，从而提高CT扫描仪器的安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种双能CT扫描图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：

对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max；

当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描是否为整圈扫描；

若是，则获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据；

否则，获取当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

2.如权利要求1所述的双能CT扫描图像重建方法，其特征在于，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一个能量的整圈扫描。

3.如权利要求1所述的双能CT扫描图像重建方法，其特征在于，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描包括：

当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与所述当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

4.如权利要求3所述的双能CT扫描图像重建方法，其特征在于，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描的获取过程包括：

分别计算所述当前待重建位置重建高能量或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈高能量或者低能量扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

5.如权利要求1所述的双能CT扫描图像重建方法，其特征在于，所述CT扫描为螺旋扫描，相邻的高能量与低能量的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，所述能量切换区的投影数据为无效数据。

6.一种双能CT扫描图像重建装置，其特征在于，所述装置包括：

扫描模块，用于对待扫描目标进行高、低能量周期性变化的CT扫描，获得预期扫描长度的投影数据，其中，每个整圈的高、低能量扫描的扫描角度范围均从0至θ_max；

判断模块，当需要重建所述待扫描目标上各待重建位置的高能量图像或低能量图像时，判断当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描是否为整圈扫描；

第一处理模块，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为整圈扫描时，获取所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描所获取的投影数据，并作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据；

第二处理模块，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高能量或低能量扫描为非整圈扫描时，获取当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的非整圈扫描对应的扫描角度范围0至θ_end和投影数据，并从另一个整圈扫描获取的投影数据中，截取扫描角度范围从θ_end至θ_max对应的投影数据，将所述非整圈扫描对应的投影数据与所截取的投影数据合并后，作为所述当前待重建位置的高能量图像或低能量图像的重建数据，其中，0<θ_end<θ_max，所述另一个整圈扫描的扫描能量与所述非整圈扫描的扫描能量相同，且所述另一个整圈扫描位于所述非整圈扫描之前。

7.如权利要求6所述的双能CT扫描图像重建装置，其特征在于，当当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的扫描数据为非整圈扫描时，所述截取的投影数据所对应的整圈扫描与所述非整圈扫描之间间隔一个与所述非整圈扫描的扫描能量不同的另一个能量的整圈扫描。

8.如权利要求6所述的双能CT扫描图像重建装置，其特征在于，所述当前待重建建像时采用的距离最近的一圈高、低能量扫描包括：

当前待重建位置所在的当前圈扫描，以及与当前圈扫描所相邻的上一圈或下一圈所对应的高能量或低能量扫描。

9.如权利要求8所述的双能CT扫描图像重建装置，其特征在于，所述当前待重建位置建像时采用的距离该位置最近的一圈高、低能量扫描的获取过程包括：

分别计算所述当前待重建位置重建高能量图像或者低能量图像时，该位置与所述上一圈高能量或者低能量扫描的最后位置、下一圈高能量或者低能量扫描的开始位置的距离，并比较两个距离的大小；

选择距离较小所对应的一圈扫描作为距离所述当前待重建位置最近的一圈扫描。

10.如权利要求6所述的双能CT扫描图像重建装置，其特征在于，所述CT扫描为螺旋扫描，相邻的高能量与低能量的CT螺旋扫描重叠的部分为能量切换区，所述能量切换区的投影数据为无效数据。