CN110337672B - 用于短扫描偏心探测器x射线断层摄影的冗余度加权 - Google Patents

用于短扫描偏心探测器x射线断层摄影的冗余度加权 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于投影数据对对象的图像的偏心探测器X射线断层摄影重建，所述投影数据是在小于360°的两个旋转通过中的X射线源和的偏心探测器围绕所述对象的旋转期间采集的，其中，所述X射线射束的焦点沿着所述两个旋转通过中的在很大程度上交叠的弧(401、402)行进，所述偏心探测器相对于所述X射线射束的中心非对称地被定位，并且探测器偏移的方向在所述通过之间反转。根据本发明，相对于所述旋转通过中的每个期间的投影值的冗余采集对所述投影数据的冗余度加权使用基于弧(401、402)的并集确定的冗余度加权函数完成。

Description

用于短扫描偏心探测器X射线断层摄影的冗余度加权
技术领域
本发明涉及用于短扫描偏心探测器X射线断层摄影的冗余度加权。更具体地，本发明涉及一种用于使用对使用偏心探测器采集的投影数据的冗余度加权进行偏心探测器X射线断层摄影重建的设备和方法。此外，本发明涉及一种用于执行方法的计算机程序。
背景技术
现代X射线断层摄影设备使用发射发散射束(诸如扇形射束或者锥形射束)的X射线源。射束穿过包括要成像的对象的检查区域，并且由探测器截取，所述探测器包括用于探测入射X射线辐射的探测器元件的阵列。对于X射线射束中的每个，探测器具体地测量相对于相应射线沿着其穿过要成像的对象(或者紧邻对象)的线的投影值或线积分值。
探测器被布置在与X射线源相对的固定位置处，并且X射线源和探测器两者被安装在可旋转机架上。在X射线断层摄影扫描期间，X射线源和探测器围绕对象旋转以便采集针对对象的多个投影值，所述多个投影值然后被用于重建对象的三维图像。为了重建完整对象的图像，针对穿过对象的所有线的投影值必须在该过程中采集。
通常，X射线源在全圆中(即，在覆盖360°的弧上)围绕对象旋转，以便测量针对穿过对象的所有线的投影数据。在这种情况下，每条线甚至利用在相反的方向上行进的射线采样两次。这些导致冗余，其必须在对象的图像的重建中考虑，例如，通过利用1/2将每个投影值加权。在这种情况下，基于冗余测量结果的平均有效地完成重建。
然而，同样可能测量针对穿过对象的所有线的投影值而不必在全圆中围绕对象旋转X射线源。相反，可以示出对于X射线源而言围绕在扫描期间小于360°的最小角旋转是足够的。涉及X射线的这样的旋转的扫描通常还被称为短扫描。更具体地，可以示出最小角是180°+扇形角，其中，扇形角对应于扇形射束的全张开角。
在具有居中探测器的短扫描的情况下，穿过对象的一些线同样地如在全360°扫描的情况下冗余地采样，而其他线仅采样一次。冗余投影值具体地在弧的开始和结束处采集，并且非冗余投影值具体地在弧的中间部分中采集。为了考虑该冗余图案，执行重建图像的过程中的所测量的投影值的加权同样地是可能的。
原则上，这可以通过以1加权非冗余测量投影值并且还以1加权每个冗余值对的一个投影值并以0加权冗余值对的另一值来实现。然而，这样的锐利的二进制加权函数导致图像伪影。这些伪影可以通过使用平滑加权函数来避免。这样的加权函数的一个范例被称为Parker加权并且具体地在出版物S.Wesarg等人的“Parker weights revisited”(Med.Phys.29(3)，2002年3月)中描述。
加权函数具体地取决于由X射线射束的焦点穿过的弧的长度。在实际的实施方式中，该弧长度通常地与其标称值偏离，这产生于由于X射线断层摄影系统的操作中发生的不准确度的X射线源的特定标称开始和结束位置。这样的偏离可以具体地产生于用于X射线源的指定标称位置的实现中的不准确度，其能够由采用的X射线断层摄影系统中的滞后和/或由其他效应引起。此外，这样的偏离能够产生于X射线源与机架之间的不完美的同步，例如，其例如导致相对于机架旋转的开始的X射线源的延迟的启用。由于这些偏离，焦点的轨迹的实际弧长度必须被确定以便执行冗余度加权并且避免相关图像伪影。
以这样的方式，可以通过执行短扫描生成完整对象的三维图像。然而，这要求如入射到探测器中的X射线射束照射整个对象。否则，即，如果X射线射束仅照射对象的部分，则截断伪影将在所生成的图像中发生。该要求具体地导致探测器的特定最小大小。
为了增加用于给定探测器大小的视场的大小，探测器可以偏心定位。这意味着探测器相对于穿过等中心的射束的中心射线非对称地定位。探测器的非对称定位导致截断的投影，因为如入射到探测器上的扇形射束未照射中心射线的一侧的整个对象。然而，当执行其中X射线源在交叠弧上行进的两个短扫描时并且当相对于中心射线的探测器偏移在两个短扫描之间从一侧切换到另一侧时，可以完全地采样对象。为了有效地执行这两个短扫描，X射线源可以在用于执行第一短扫描的一个方向上旋转并且在用于执行另一短扫描的另一方向上返回，其中，第一扫描的结束位置可以标称地对应于第二扫描的开始位置。
基于通过沿着交叠弧移动X射线源在使用偏心探测器执行的两个短扫描期间采集的投影数据，可以重建扩展视场中的对象的三维图像。为了避免相关图像伪影，冗余度加权还必须在该采集方案中执行。在该方面中，由于这两个扫描中的相同线的采样而发生的冗余度必须补偿。同样地，由于每个扫描中的线的冗余采样而发生的冗余度必须补偿。这些冗余度对应于还在单个短扫描的情况下发生并且引起Parker加权的那些。
发明内容
本发明的目标是提供一种对借助于两个短扫描期间的偏心探测器采集的投影数据进行冗余度加权(具体地相对于产生于每个短扫描中的线的冗余采样的冗余度)。
在一个方面中，本发明提出一种用于基于投影数据对对象的图像进行偏心探测器X射线断层摄影重建的设备，其中，所述投影数据是在小于360°的两个旋转行程(rotational pass)中X射线源和偏心探测器围绕所述对象的旋转期间借助于所述偏心探测器采集的，所述X射线源生成具有焦点的发散X射线射束，并且所述焦点沿着所述两个旋转行程中的在很大程度上交叠的弧行进，所述偏心探测器相对于所述X射线射束的中心射线非对称地被定位，并且探测器偏移的方向在所述通过之间反转。所述设备被配置用于使用冗余度加权函数相对于所述旋转行程中的每个旋转行程期间的投影值的冗余采集对所述投影数据进行冗余度加权，所述冗余度加权函数是基于所述弧的并集来确定的。
由于在所述第一旋转行程和第二旋转行程中采集的投影值的所述冗余度加权基于一致的冗余度加权函数(其基于由在所述第一旋转行程和第二旋转行程中的所述X射线射束的所述焦点行进的弧的并集来确定)来完成，可以重建高质量图像。术语弧的并集具体地指代包括被包含在由两个旋转行程中的焦点穿过的弧中的至少一个中的点的弧。所述冗余度加权函数可以具体地是Parker加权函数。
根据针对冗余度加权问题的直接解决方案，还将能够基于由相应旋转行程中的所述X射线射束的所述焦点穿过的弧的长度来确定用于所述旋转行程中的每个的个体冗余度加权函数。然而，结果证明该解决方案导致重建图像中的伪影。这些伪影当一致的冗余度加权函数被用于对在这两个旋转行程中采集的投影值进行冗余度加权时可以避免，其是基于由第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线射束的焦点穿过的弧的并集来确定的。
在本发明的一个实施例中，所述设备被配置为基于表示弧的并集的长度的参数来确定所述冗余度加权函数。所述参数可以具体地对应于所述弧的所述并集的结束点之间的角距离。对于X射线射束的焦点与X射线源和探测器的旋转的等中心之间的给定距离，该角距离参数化弧的并集的长度。在X射线射束的焦点的圆形轨迹的情况下，该距离是恒定的。然而，本发明不限于这样的圆形轨迹并且还适用于涉及所述X射线射束的焦点与等中心之间的不同的距离的扫描。
在一个实施例中，所述参数是基于每个旋转行程的开始和结束处的所述X射线源的所测量的位置来确定的。这确保所述冗余度加权函数基于由要评价的扫描的旋转行程中的所述X射线源的焦点穿过的弧的并集的实际长度来确定。
然而，在该实施例中，所述冗余度加权函数可以仅在完成扫描之后确定，使得图像重建可以仅在完成扫描之后开始。因此，本发明的另一实施例包括所述参数被预先存储在所述设备中以用于基于针对标称位置经验地确定的所述参数的值的所述第一旋转行程和所述第二旋转行程的开始和结束处的所述X射线源的所述标称位置。参数的该值可以具体地在事先执行的校准扫描中确定。
由于所述旋转行程中的所述X射线源的标称开始和结束位置与所述实际开始和结束位置之间的偏离在不同的扫描中基本上相同，因此所述参数的预先存储值基本上对应于要评价的所述扫描中的所述参数的实际值。因此，准确的图像重建可以被执行并且所述图像重建可以在所述扫描期间开始，使得所述重建图像在完成扫描之后是迅速地可用的。
在备选实施例中，所述设备被配置为使用所述参数的估计值，所述估计值表示等于或大于实际弧的并集的弧的并集的估计长度。这样的值可以基于由所述X射线射束的焦点穿过的弧的并集的标称长度和被添加到所述标称长度的额外的安全裕度来确定。在该实施例中，可以确保至少近似的冗余度权重可以针对在扫描的第一旋转行程和第二旋转行程期间的每条线计算而不必在所述扫描期间或者事先测量第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线源的实际开始和结束位置。
在本发明的另一实施例中，入射到所述等中心探测器上的所述发散X射线射束具有对应于边缘射线与中心射线之间的第一张开角与第二张开角的总和的张开角，并且其中，在每个旋转行程中所述X射线射束的所述焦点被旋转一旋转角，所述旋转角等于或大于180°和较大张开角两倍的总和。由此，可以确保通过所述视场的所有线在所述扫描期间被采样。中心射线对应于所述X射线射束的射线，其穿过所述视场的中心。该中心通常地还被称为等中心并且对应于在所述X射线源的圆形轨迹的情况下的所述X射线源的旋转的中心。
此外，本发明的实施例包括在所述第一旋转行程和第二旋转行程期间的X射线射束的焦点的标称旋转角彼此对应。因此，所述焦点在第一旋转行程和第二旋转行程中行进相同角距离。
在本发明的一个实施例中，所述探测器偏移在所述第一旋转行程期间具有第一方向和第一幅度并且在第二旋转行程期间具有第二方向和第二幅度，所述第二幅度对应于所述第一幅度，并且所述第二方向与所述第一方向相反。
在本发明的另一实施例中，所述X射线源在所述第一旋转行程期间在第一方向上旋转并且在所述第二旋转行程期间在第二方向上旋转，所述第二方向与所述第一方向相反。在本发明的相关实施例中，所述第二旋转行程的标称开始位置对应于所述第一旋转行程的标称结束位置。这些实施例允许两个旋转行程的尤其时间高效的执行。
在一个实施例中，所述设备还被配置用于相对于由于这两个旋转行程中的相同投影值的采集的冗余度对所述投影数据进行冗余度加权。该冗余度可以具体地通过额外的冗余度加权函数计算。
此外，本发明的一个实施例包括所述发散X射线射束被配置为扇形射束或者锥形射束。
在另一方面中，本发明提出一种用于基于投影数据对对象的图像进行偏心探测器X射线断层摄影重建的方法，其中，所述投影数据是在小于360°的两个旋转行程中X射线源和偏心探测器围绕所述对象的旋转期间借助于所述偏心探测器采集的，所述X射线源生成具有焦点的发散X射线射束，并且所述焦点沿着所述两个旋转行程中的在很大程度上交叠的弧行进，所述偏心探测器相对于所述X射线射束的中心射线非对称地被定位，并且探测器偏移的方向在所述通过之间反转。所述方法包括使用冗余度加权函数相对于所述旋转行程中的每个旋转行程期间的投影值的冗余采集对所述投影数据进行冗余度加权，所述冗余度加权函数是基于所述弧的并集来确定的。
在另一方面中，本发明提出了一种用于偏心探测器X射线断层摄影重建的计算机程序，包括程序代码模块，以用于当计算机程序在所述计算机上运行时使得所述计算机执行所述方法。
应当理解，本发明的优选的实施例还可以是从属权利要求或以上实施例与相应的独立权利要求的任何组合。
本发明的这些和其他方面将参考在下文中所描述的实施例而显而易见并且得以阐述。
附图说明
在以下附图中：
图1示意性地并且示范性地示出了用于使用偏心X射线探测器采集投影数据的X射线断层摄影系统的部件；
图2示意性地并且示范性地图示了偏心探测器几何结构；
图3a示意性地并且示范性地图示了双通过X射线断层摄影扫描的第一旋转行程的开始位置和结束位置和在第一旋转行程期间X射线射束的焦点的轨迹；
图3b示意性地并且示范性地图示了双通过扫描的第二旋转行程的开始位置和结束位置和在第二旋转行程期间X射线射束的焦点的轨迹；
图4示意性地并且示范性地示出了双通过CT扫描的第一旋转行程和第二旋转行程期间X射线射束的焦点的轨迹；并且
图5示意性并且示范性地示出了图示包括冗余地采集的投影数据的区域的图。
具体实施方式
图1示意性地并且示范性地示出了用于执行两个旋转行程中的偏心探测器X射线断层摄影扫描并且根据在这样的扫描中采集的投影数据重建三维图像的X射线断层摄影系统的部件。图像重建基于具体地相对于通过中的每个中的投影值的冗余采集的投影值的冗余度加权，其中，该冗余度加权基于用于这两个通过的一致加权函数来执行，其是基于这两个通过中的焦点的轨迹来确定的。
X射线断层摄影系统包括X射线源1(诸如X射线管)和X射线探测器2，其在可旋转的机架3上彼此相对安装。机架3可以被配置为环形设备、C形臂，或者其可以由例如两个机器人臂实现。通过旋转机架3，X射线源1和探测器2可以围绕要成像的对象旋转，所述对象被定位在位于X射线源1与探测器2之间的测量区域4中。X射线源1被配置为产生发散X射线射束，所述发散X射线射束可可以具体地被配置为扇形射束或者锥形射束。为了根据期望的形状形成X射线射束，X射线源1可以具体地包括适合的准直器5。探测器2包括弯曲或者平面探测器阵列，所述弯曲或者平面探测器阵列包括用于测量入射X射线辐射的多个探测器元件。在操作期间，探测器2的特定位置处的每个探测器元件的辐射测量结果对应于相对于与入射到相应的探测器元件上的X射线射束的或其部分的路径对应的线的要成像的对象的一个投影值。
在系统中执行的X射线扫描期间，探测器2被操作为偏心探测器。这意味着探测器2的探测器阵列在垂直于中心射线的方向的方向上相对于穿过等中心的射束的中心射线非对称地定位。换句话说，通过等中心的中心射线不对应于入射到X射线探测器2上的扇形射束的角平分线。相反，射束具有包括中心射线的两侧的中心射线与边缘射线之间的两个不同角δL和δS(并且δL>δS)的张开角。该几何结构示意性并且示范性地被图示在图2中，图2示出边缘射线201a、201b与从X射线射束的焦点203穿过等中心204的中心射线202之间的角δL和δS。可以通过X射线探测器2的中部205与X射线射束的中心射线202之间的位移D参数化的探测器偏移可以优选地通过使探测器阵列相对于X射线源1位移直到实现期望的探测器偏移来控制。此外，X射线射束的形状可以适于选定的探测器偏移，使得探测器2完全地被照射并且基本上没有X射线辐射到达紧邻探测器2的区域。这可以借助于被包括在X射线源1中的准直器5的适合的配置来实现。
包括X射线源1、机架3和X射线探测器2的X射线断层摄影系统的部件借助于控制单元6来控制，控制单元6可以被配置为包括计算机程序的计算机实施的单元，所述计算机程序包括用于控制X射线断层摄影系统的部件的流程并且以适合的方式在被连接到X射线断层摄影系统的部件的计算机设备中运行。
为了根据借助于X射线探测器2采集的投影数据重建图像，X射线断层摄影系统包括重建单元7。而且，重建单元7可以是包括计算机程序的计算机实施的单元，所述计算机程序提供用于重建三维图像的流程并且在前述计算机设备或者连接到X射线探测器2的另一计算机设备上运行。在一个实施例中，一旦其在X射线探测器2中可用，则采集的投影值可以被发送到重建单元7。在该实施例中，重建单元7可以在运行中重建图像，同时执行X射线断层摄影扫描。这具有以下优点：图像在完成扫描时是迅速地可用的。
使用偏心探测器2，X射线断层摄影系统在两个旋转行程中执行断层摄影扫描，其中，X射线射束的焦点沿着交叠弧行进。为了对通过要成像的对象的所有线进行采样，焦点在每个旋转行程期间围绕等中心旋转至少180°+2δL的角，并且探测器偏移在旋转行程之间切换。这样做，探测器偏移优选地改变，使得探测器偏移的幅度维持并且探测器偏移的方向反转。因此，角δL和δS有效地相对于X射线射束的中心射线改变边。以这样的方式，可以针对与捕获具有2δL的张开角的X射线射束的居中探测器的视场对应的视场生成图像。
标称地，X射线射束的焦点优选地在第一旋转行程和第二旋转行程期间沿着相同弧行进。此外，在一个实施例中，第一旋转行程的结束位置优选地对应于第二旋转行程的开始位置以便使扫描时间最小化。因此，如在图3a中示意性地并且示范性地示出的，在第一旋转行程中焦点从开始位置A沿着弧301行进到位置B，其中，位置A与B之间的角距离是180°+2δL(或更大)。然后，在已经切换探测器偏移的情况下，焦点沿着相同弧301从位置B行进回到位置A，如在图3b中示意性地并且示范性地图示的。
实际上，用于第二旋转行程的焦点的实际开始位置与第一旋转行程开始之后焦点的结束位置偏离，并且第二旋转行程之后焦点的实际结束位置与第一旋转行程中焦点的开始位置偏离。这示意性地并且示范性地被图示在图4中，图4示出第一旋转行程和第二旋转行程期间的焦点的轨迹401和402。如在附图中可以看到，轨迹是在很大程度上交叠的。然而，第一旋转行程中焦点的开始位置A1与第二旋转行程中焦点的结束位置B2稍微地偏离，并且第二旋转行程中焦点的开始位置B1与第一旋转行程中焦点的结束位置A2稍微地偏离。
如上文所解释的，这些偏离产生于在X射线断层摄影系统的操作中发生的不准确度，诸如用于X射线源1的指定标称位置的实现中的不准确度和/或X射线源1与机架3之间的不完美的同步。
为了基于在前述双通过扫描中采集的投影数据重建图像，重建单元应用本领域的技术人员已知的适合的重建算法。在出版物D.等人的“FBP and BPFreconstruction methods for circular X-ray tomography with off-centerdetector”(Med.Phys.38(7)，2011年7月)中描述了可以在X射线射束被配置为锥形射束的情况下应用的示范性重建算法。在X射线射束被配置为扇形射束的情况下，重建单元7可以将这些算法的适合的调整应用到扇形射束形状，其对应于更一般的锥形射束形状的特殊情况。
基于冗余度加权投影数据wi(α,β)gi(α,β)执行图像重建。此处，gi(α,β)指代通过测量具有第i个旋转行程(i＝1、2)中的源角β处的扇形内的角α的射线采集的投影值，其中，扇形内的角α可以对应于射线与中心射线之间的角，并且其中，源角对应于中心射线与参考之间的角(在锥形射束的情况下，锥形射束变量也被分配给投影值，其未在本文中明确完成)。参数wi(α,β)指代用于第i个旋转行程的冗余度加权函数的值。
冗余度加权函数考虑X射线断层摄影扫描期间的线的冗余采样。如下面在本文中将更详细地解释的，其具体地补偿扫描的每个旋转行程内的线的冗余采样。优选地，其还补偿扫描的这两个旋转行程中的线的冗余采样。在这种情况下，冗余度加权函数中的每个可以对应于第一冗余度加权函数wai和第二冗余度加权函数wbi的积，其中，第一冗余度加权函数wai考虑第i个旋转行程内的线的冗余采样，并且第二冗余度加权函数wbi考虑由于这两个旋转行程中的线的冗余采样的剩余冗余度。
第二冗余度加权函数wbi可以基于第一通过中的源角处的偏心探测器和第二旋转行程中的相同源角处的偏心探测器的交叠导出，并且因此仅取决于角α。在D.等人的前述出版物中具体地公开了适合的冗余度加权函数，用于来自借助于全360°扫描中的偏心探测器采集的投影数据的图像重建，并且还可以在本双通过扫描的情况下应用该加权函数。
在以下中，将进一步讨论第一冗余度加权函数，并且抑制指数a，在该讨论中这些加权函数将被指代为wi(α,β)。如所述，加权函数wi(α,β)补偿第i个旋转行程中的线的冗余采样。
在该方面中，已知gi(α,β)＝gi(-α,β+180°+2α)。在居中探测器和扇形张开角δ的情况下，该等式导致用于180°+2δ+2ε的范围上的扫描的图5中所示的图，其中，2ε还被称为过扫描角，因为其对应于超过180°+2δ的最小范围的扩展。在图中，区域I和I’包含冗余数据，并且区域II和II’包含冗余。通过范例，在图中示出了三个标记，其中，相同标记指示冗余射线。区域III不包含冗余数据。
原则上，将能够将1的冗余度权重分配给图5的图中的区域I’、II’和III并且将0的冗余度权重分配给区域I和II以便解决冗余度问题。然而，当使用标准图像重建技术时，该选择将导致图像中的增加的噪声和图像伪影。这些伪影可以通过使用平滑冗余度加权函数避免。这样的加权函数可以具体地取决于表示在扫描或者通过期间由X射线射束的焦点穿过的弧的长度的参数。该参数可以具体地是角范围或者距离180°+2δ+2ε。
这样的加权函数的一个范例是Parker加权函数。使用γ＝π+2δ+2ε(其中，π表示180°的角)作为表示由X射线射束的焦点穿过的弧的长度的参数，该函数可以写作：
使用这样的加权函数，用于双通过扫描的冗余度加权函数wi的直接选择将是wi＝wp(α,β；γi)，其中，参数γi符合由在第一旋转行程和第二旋转行程期间的X射线射束的焦点穿过的弧的实际长度。因此，γ1对应于图4中所示的位置A1与A2之间的角距离，即，将位置A1和A2与等中心连接的连接线之间的角。此外，γ2对应于图4中所示的位置B1与B2之间的角距离。用于冗余度加权函数的该选择对应于用于扫描的两个旋转行程中的每个的冗余度加权的单独的计算。
然而，结果证明用于冗余度加权函数的该选择导致重建图像中的条纹伪影。
为了避免这些伪影，本发明建议使用用于扫描的这两个旋转行程的投影数据的冗余度加权的一致的冗余度加权函数并且基于由在第一旋转行程和第二旋转行程期间的X射线射束的焦点穿过的弧的并集确定该冗余度加权函数。更具体地，冗余度加权函数是基于表示由在第一旋转行程和第二旋转行程期间的X射线射束的焦点穿过的弧的并集的长度的参数来确定的。这些弧的并集将被理解为指代包括被包含在这些弧中的至少一个中的点的弧。因此，冗余度加权函数基于全弧来确定，所述全弧由这两个旋转行程中的X射线射束的焦点穿过。此外，使用一致的冗余度加权函数，其意味着相同的冗余度加权函数被用于在扫描的第一通过和第二通过中采集的冗余度加权投影值。
由在第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线射束的焦点穿过的弧的并集的角范围可以被表示为γ12并且可以由γ12＝π+2δL+2ε12给出。在该表达式中，δL指代中心射线与入射到如上文所解释的探测器2的非对称X射线射束的边缘射线之间的较大角，并且ε12指代这两个旋转行程中的角范围180°+2δL上的累积过调量。使用该命名法并且使用上文给定的示范性冗余度加权函数wp，在本发明的一个实施例中，用于在双通过扫描的第一旋转行程和第二旋转行程期间采集的投影数据的冗余度加权的第一冗余度加权函数和第二冗余度加权函数可以被确定为w1＝w2＝wp(α,β；γ12)。
在图4所示的范例中，由第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线射束的焦点穿过的弧的并集对应于点A1与B1之间的弧。参数γ12的值因此对应于点A1与B1之间的角距离。
为了基于前述类型的冗余度加权函数重建图像，重建单元7基于由X射线射束的焦点穿过的弧的并集来确定函数。具体地，重建单元7基于表示弧的并集的长度的相关参数确定函数，所述长度可以具体地对应于由弧的并集覆盖的角范围，如上文所解释的。
在一个实施例中，重建单元7基于第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线源1的实际开始和结束位置确定相关参数。这些位置可以由被集成到X射线断层摄影系统中的适合的定位系统测量。通常，X射线断层摄影系统默认处理这样的定位系统和选择的日志或X射线源1的所有位置，其中，在测量协议中执行辐射测量结果。该测量协议可以由重建单元7评价以便确定相关参数。
然而，在该方法中冗余度加权函数可以仅在完成扫描之后确定，因为第二旋转行程中的X射线源的结束位置可以仅在扫描的结束处测量。因此，图像重建可以仅在完成扫描之后开始。
在另一实施例中，为了能够在扫描期间已经开始图像重建，重建单元7可以使用相关参数的值，其被预先存储在重建单元7中。该值可以在校准扫描中被确定，所述校准扫描以与要使用第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线源1的相同标称开始和结束位置评价的扫描相同的方式事先执行。对于该校准扫描，相关参数的值基于第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线源1的所测量的实际开始和结束位置来确定并且该值然后被存储在重建单元7中。由于要假定X射线源1的相关标称位置与实际位置之间的偏离对于校准扫描和任何稍后扫描基本上相同，因此参数的存储值准确地对应于要评价的扫描中的参数的实际值。
在备选实施例中，重建单元7基于要评价的扫描的第一旋转行程和第二旋转行程中的X射线源1的标称开始和结束位置来评价参数的值。出于该目的，重建单元7可以根据标称位置计算参数的值并且将适合的安全裕度添加到所计算的值。安全裕度可以是预配置值，其优选地选择使得参数的估计值表示并不比弧的并集的实际长度更短的弧的并集的长度。此外，可以优选地选择安全裕度，使得参数的估计值表示并不比弧的并集的实际长度长得多的弧的并集的长度。以这样的方式，可以确保可以针对至少近似地准确的每条采样线计算冗余度权重。
通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式来分布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于基于投影数据对对象的图像进行偏心探测器X射线断层摄影重建的设备，
其中，所述投影数据是在小于360°的两个旋转行程中的X射线源和的偏心探测器围绕所述对象的旋转期间已经借助于所述偏心探测器采集的，所述X射线源生成具有焦点(203)的发散X射线射束，并且所述焦点(203)沿着所述两个旋转行程中的交叠的弧(401、402)行进，所述偏心探测器相对于所述X射线射束的中心射线非对称地被定位，并且探测器偏移的方向在所述旋转行程之间反转，并且
其中，所述设备被配置用于使用冗余度加权函数相对于所述旋转行程中的每个旋转行程期间的投影值的冗余采集对所述投影数据进行冗余度加权，所述冗余度加权函数是基于所述弧(401、402)的并集来确定的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被配置为基于表示所述弧(401、402)的所述并集的长度的参数来确定所述冗余度加权函数。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述参数被预先存储在所述设备中以用于基于针对标称位置经验地确定的所述参数的值的所述两个旋转行程的开始和结束处的所述X射线源的所述标称位置。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述参数是基于每个旋转行程的开始和结束处的所述X射线源的所测量的位置来确定的。
5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备被配置为使用所述参数的估计值，所述估计值表示等于或大于实际弧(401、402)的并集的所述弧(401、402)的所述并集的估计长度。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加权函数对应于Parker加权函数。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，入射到所述偏心探测器上的所述发散X射线射束具有对应于边缘射线(201a、201b)与中心射线(202)之间的第一张开角(δL)和第二张开角(δL)的总和的张开角，并且其中，在每个旋转行程中，所述X射线射束的所述焦点(203)被旋转一旋转角，所述旋转角等于或大于180°与较大张开角(δL)两倍的总和。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述两个旋转行程期间的所述X射线射束的所述焦点(203)的标称旋转角彼此对应。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述探测器偏移在所述两个旋转行程中的第一旋转行程期间具有第一方向和第一幅度并且在所述两个旋转行程中的第二旋转行程期间具有第二方向和第二幅度，所述第二幅度对应于所述第一幅度，并且所述第二方向与所述第一方向相反。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述X射线源(1)在所述两个旋转行程中的第一旋转行程期间在第一方向上旋转并且在所述两个旋转行程中的第二旋转行程期间在第二方向上旋转，所述第二方向与所述第一方向相反。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第二旋转行程的标称开始位置对应于所述第一旋转行程的标称结束位置。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还被配置用于相对于由于对这两个旋转行程中的相同投影值的采集的冗余度对所述投影数据进行冗余度加权。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述发散X射线射束被配置为扇形射束或者锥形射束。
14.一种用于基于投影数据对对象的图像进行偏心探测器X射线断层摄影重建的方法，
其中，所述投影数据是在小于360°的两个旋转行程中的X射线源和偏心探测器围绕所述对象的旋转期间已经借助于所述偏心探测器采集的，所述X射线源生成具有焦点(203)的发散X射线射束，并且所述焦点(203)沿着所述两个旋转行程中的交叠的弧(401、402)行进，所述偏心探测器相对于所述X射线射束的中心非对称地被定位，并且探测器偏移的方向在所述旋转行程之间反转，并且
其中，所述方法包括使用冗余度加权函数相对于所述旋转行程中的每个旋转行程期间的投影值的冗余采集对所述投影数据进行冗余度加权，所述冗余度加权函数是基于所述弧的并集来确定的。
15.一种计算机可读介质，其存储用于偏心探测器X射线断层摄影重建的计算机程序，所述计算机程序包括程序代码模块，所述程序代码模块当所述计算机程序在计算机上运行时用于使得所述计算机执行根据权利要求14所述的方法。
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