CN116919434A - Ct图像重建方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供一种计算机断层摄影图像重建设备，该重建设备包括接收单元，其接收来自辐射探测器的成像数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴；基于锥束角度的滤波器，其对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的成像数据执行滤波，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度；和成像单元，其基于经滤波的成像数据生成所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。利用这样的基于锥束角度的滤波，可以降低沿着旋转轴的分辨率梯度和噪声梯度。

Description

CT图像重建方法和设备

技术领域

本发明涉及计算机断层摄影(CT)系统，尤其涉及用于CT系统的图像重建。

背景技术

当前存在构建具有大覆盖范围的CT系统的需求。在一些CT系统中，预期在一次旋转期间在等中心处沿旋转轴的覆盖范围高达16厘米，甚至更高。为了支持这种沿着旋转轴的大覆盖范围，通常需要增大阳极角。

发明内容

期望提供适用于这种大覆盖范围的CT系统的图像重建，其减小沿着旋转轴的空间分辨率的梯度以及噪声梯度，使得沿着旋转轴的空间分辨率和噪声分布尽可能均匀。

发明人认识到：在沿着CT系统的旋转轴的各个CT切片之间存在空间分辨率和噪声水平的不均匀分布，由此，设计了依赖于X射线束的锥束角度的滤波器，以改变沿着CT系统的旋转轴的有效切片厚度，从而降低在各个CT切片图像之间的分辨率梯度和噪声梯度。可以在投影域或图像域中执行滤波，即对投影数据或图像数据执行滤波，来实现根据本发明各个实施例的滤波器的功能。在本说明书中，以对成像数据执行滤波来概括性地表示这两种方式。

根据本发明的一个方面，提供一种计算机断层摄影图像重建设备。该设备包括接收单元，其接收来自辐射探测器的成像数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴；基于锥束角度的滤波器，其对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的成像数据执行滤波，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度；和成像单元，其基于经滤波的成像数据生成所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。

根据本发明的另一方面，提供一种计算机断层摄影图像重建方法。所述方法包括接收来自辐射探测器的成像数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴；对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的成像数据执行滤波，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度；和基于经滤波的成像数据生成所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。

根据本发明的再一方面，提供一种计算机断层摄影系统，所述系统包括辐射探测器；和根据本发明的各个实施例的所述计算机断层摄影图像重建设备。

根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读介质，其存储计算机程序，当所述计算机程序在处理器或计算机上运行时执行根据本发明的各个实施例的计算机断层摄影图像重建方法。

根据上述各个方面的一个实施例，所述基于锥束角度的滤波器分别对所述多排探测器单元中的两排探测器单元的成像数据执行滤波，针对所述两排探测器单元中每排探测器单元的滤波基于每排探测器单元所对应的不同锥束角度，以使得所述两排探测器单元所分别对应的有效切片厚度之间的差别减小；所述成像单元基于经滤波的成像数据分别生成每排探测器单元的相应的切片图像。由此获得了针对两排探测器单元的两幅切片图像，这两幅切片图像之间的分辨率之间的差别减小，即获得了在不同切片图像之间的相对更均匀的分辨率分布。

根据上述各个方面的一个实施例，基于锥束角度的滤波器包括低通滤波器，其对所述多排探测器单元中的第一特定排探测器单元的成像数据执行低通滤波，所述低通滤波基于所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度，并且所述成像单元基于经低通滤波的所述第一特定排探测器单元的成像数据生成所述第一特定排探测器单元的相应的第一切片图像。利用低通滤波器，围绕对应锥束角度的有效切片厚度根据其锥束角度而被增加，从而降低对应图像的空间分辨率。

根据上述各个方面的一个实施例，所述第一特定排探测器单元包括所述多排探测器单元中除一排探测器单元之外的全部排探测器单元，在所述多排探测器单元中，基于所述一排探测器单元的成像数据生成的切片图像具有最低分辨率。所述基于锥束角度的滤波器被设计为使得每个相应的第一切片图像的分辨率与所述最低分辨率之间的差别减小。这样，能够获得在沿着旋转轴的整个锥束角度范围上的分辨率和噪声的相对更均匀分布。

根据上述各个方面的一个实施例，所述基于锥束角度的滤波器包括高通滤波器，其对所述多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的成像数据执行高通滤波，所述高通滤波基于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，其中，所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度不同于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度；并且所述成像单元还基于经高通滤波的成像数据生成所述第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。利用该高通滤波器，围绕对应锥束角度的有效切片厚度被减少，由此增加了分辨率。

根据上述各个方面的一个实施例，基于所述第一特定排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率小于基于所述第一特定排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率；并且其中，所述低通滤波器和所述高通滤波器分别被设计为使得每个相应的第一切片图像和每个相应的第二切片图像的分辨率与基于中间排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率之间的差别减小，所述中间排探测器单元所对应的锥束角度为零。这样，可能使得在沿着旋转轴的整个锥束角度范围上的分辨率尽可能接近在零锥束角度处的分辨率，这获得在分辨率和噪声之间的平衡。

本公开的各个方面和特征在下面被更详细地描述。参考说明书和附图将更容易地理解本发明的其他目的和优势。

附图说明

将结合各个实施例并参考下图更详细地描述和解释本申请。

图1示出了根据本发明一个实施例的CT系统的概览；

图2是根据本发明的一个实施例的CT系统的几何结构的视图；

图3是根据本发明的一个实施例的CT系统的几何结构的视图；

图4示出了针对不同的标称投影焦斑尺寸在CT系统的等中心位置处的投影焦斑随着锥束角度的变化；

图5示出了根据本发明的一个实施例的CT图像重建设备的方块图；和

图6示出了根据本发明的一个实施例的CT图像重建方法。

参照上述附图来描述本发明的各个方面和特征。通常采用相同或相似的附图标号来表示相同的部件。上述附图仅仅是示意性的，而非限制性的。在不脱离本发明的主旨的情况下，在上述附图中各个单元的尺寸、形状、标号、或者外观可以发生变化，而不被限制到仅仅说明书附图所示出的那样。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的CT系统100的概览。该CT系统100包括能够围绕旋转轴102旋转的扫描架101。如图所示，X射线源125和探测器115设置在扫描架101上彼此相对的位置处。当扫描架101围绕旋转轴102旋转时，X射线源125和探测器115一起围绕旋转轴102旋转。患者110定位在床112上。该床112能够沿着旋转轴的方向被移动。辐射束107例如是锥束，从X射线源125发出，经由孔径系统106准直，穿过患者110的检查区域，然后到达辐射探测器115。辐射探测器115能够检测已经穿过患者110的检查区域的X射线，并且发送检测到的数据给前置放大器118。辐射探测器115包括以排和列的方式布置的多个探测器单元，每排探测器单元垂直于旋转轴102，每列探测器单元平行于旋转轴102。

数据处理设备200接收来自前置放大器118的数据并且对所接收的数据进行处理以实现图像重建。重建图像能够经由显示器126显示给医生。

在CT扫描期间，扫描架101被马达103驱动以围绕旋转轴102旋转，同时，床112由马达113驱动以沿着旋转轴102的方向移动。控制单元120控制扫描架101的旋转和床112的移动，以实现预期方式的CT扫描。

空间分辨率是评价CT图像质量的重要指标。探测器单元孔径和焦斑尺寸是影响由CT系统采集的CT图像的空间分辨率的重要因素。对于CT系统的等中心处的位置，有效空间分辨率能够通过将在探测器像素尺寸上对测量数据求平均(探测器模糊)和在焦斑尺寸上对测量数据求平均(焦斑模糊)两个处理进行卷积运算来表示。当探测器像素尺寸恒定时，有效焦斑尺寸越大，有效空间分辨率越低。

图2是根据本发明的一个实施例的CT系统的几何结构的视图。如图2所示，假设作为X射线源的X射线管的阳极角α的角度为10度，标称投影焦斑尺寸H₀为1毫米，则在阳极121处的实际焦斑长度L应当为：

在X射线源中，来自阴极的电子束撞击在阳极上形成焦斑，由此发出如图1中所示的锥形X射线束107。沿着旋转轴102来定义该锥形X射线束107的锥束角度。每排探测器单元接收到相应锥束角度的X射线，由此产生探测信号。不同排探测器单元所接收到的X射线的锥束角度不同。

如图2所示，X射线束以沿着旋转轴102的锥束角度γ朝向探测器发射，为了说明，图2仅仅示出了沿着旋转轴的一列探测器单元，但这不是限制性的。

进一步，如图3所示，对于锥束角度γ的X射线束而言，其在等中心位置处的投影焦斑尺寸F_iso可以被近似为H(γ)*cosγ，其中，H(γ)＝Lsin(α+γ)。

焦斑尺寸对于图像中特定位置的空间分辨率的影响由所谓的焦斑模糊来表征，其通常被建模为与一个矩形的卷积，该矩形的宽度是投影到感兴趣位置的焦斑尺寸。通常，在旋转轴上的一个位置被用作代表性位置，因此，预期考虑上述的投影焦斑尺寸F_iso。

由上可以确定，当锥束角度γ发生变化时，在CT系统的等中心位置处沿着旋转轴102的方向的投影焦斑尺寸F_iso将对应发生变化。由于该投影焦斑尺寸的变化，沿着CT系统的旋转轴获得的各个CT切片之间的分辨率将会不同。在此和下面使用如下通常的近似来说明本发明的各个实施例：重建切片的特征由在旋转轴上的体素的特征表示。因此，探测器和焦斑模糊分别在旋转轴上确定，并且表征包含旋转轴上的该体素并且垂直于该旋转轴的整个图像切片

图4示出了针对不同的标称投影焦斑尺寸H₀在CT系统的等中心位置处的有效切片厚度随着锥束角度γ的变化，其中，探测器像素的有限恒定尺寸和投影焦斑尺寸F_iso共同作为有效切片厚度的贡献因子。在图4中，横轴表示沿着旋转轴102的锥束角度，纵轴表示等中心位置处的投影焦斑尺寸F_iso。尽管旋转轴102的方向被如图1中的箭头所示，这不是限制性的。

图4中示出的锥束角度是沿着这样的方向测量的，其使得沿着旋转轴的投影焦斑尺寸F_iso随着锥束角度的增加而增加，这仅仅是针对给定阳极角度的一种常规测量方式。在下文中，除特别说明之外，锥束角度均是以该方向测量的。并且，如图4所示，将垂直于旋转轴102的平面内的X射线束的锥束角度定义为零，比零锥束角度处的投影焦斑尺寸大的投影焦斑尺寸所对应的锥束角度为正，比零锥束角度处的投影焦斑尺寸小的投影焦斑尺寸所对应的锥束角度为负。

如图4所示，曲线A、B、C和D分别对应标称投影焦斑尺寸H₀为0.5、0.7、0.9和1.2毫米的情况。根据这些曲线可以确定，针对小锥束角度，有效切片厚度受到探测器尺寸(在本模拟中假定为0.625毫米)的限制。另外可以确定，与小的标称投影焦斑尺寸(例如0.5毫米，曲线A)相比，对于大的标称投影焦斑尺寸(例如1.2毫米，曲线D)，在等中心位置处的投影焦斑尺寸F_iso随着锥束角度γ的增加被更大幅度地增加。因此，对于大的标称投影焦斑尺寸，沿着旋转轴的各个CT切片之间的空间分辨率梯度将会加大。

同时，CT切片的噪声水平与其对应的切片厚度的平方根呈反比，在等中心处，沿着旋转轴的切片厚度能够由投影焦斑尺寸F_iso表示。对于大锥束角度γ，投影焦斑尺寸F_iso较大，则对应CT切片的噪声水平较小。对于小锥束角度γ，投影焦斑尺寸F_iso较小，则对应CT切片的噪声水平较大。因此，在等中心处，沿着旋转轴的不同CT切片之间具有不同的噪声水平。如图2所示，对于较大的标称投影焦斑尺寸(例如H₀＝1.2毫米，曲线D)而言，随着锥束角度γ的变化，投影焦斑尺寸F_iso的尺寸增加更多，因此，对于较大的标称投影焦斑尺寸而言，各个CT切片之间的噪声水平变化更为明显。

由此，当为了在CT系统中支持沿着旋转轴的大覆盖范围而增大阳极角度时，将会导致沿着旋转轴的各个CT切片之间的空间分辨率和噪声差异更为明显。

本发明的发明人认识到上述的在各个CT切片之间沿着旋转轴的空间分辨率和噪声水平的不均匀分布，由此设计了基于X射线束的锥束角度的滤波器，以在CT系统中改变沿着旋转轴的有效切片厚度。由此，减小沿着旋转轴的各个切片图像之间的空间分辨率的梯度以及噪声梯度，并且使得沿着旋转轴的各个切片图像的空间分辨率和噪声的分布尽可能均匀。

在现有的CT系统中也使用了滤波器，但并没有考虑基于不同的锥束角度来调整有效切片厚度。在一个实施例中，根据本发明的基于锥束角度的滤波器可以通过在现有CT系统的锥束角度无关的滤波器基础上添加本发明的滤波器来实现。当然也可以独立设计根据本发明的基于锥束角度的滤波器。

基于锥束角度的滤波器可以被包括在如图1所示的数据处理设备200中。该数据处理设备200可以是CT图像重建设备。图5示出了根据本发明的一个实施例的CT图像重建设备200的方块图。

如图5所示，CT图像重建设备200包括接收单元210、基于锥束角度的滤波器220以及成像单元230。虽然在CT图像重建设备200中仅仅示出了基于锥束角度的滤波器220作为滤波器，这不是限制性的，也可以设想该CT图像重建设备包括锥束角度无关的滤波器。

当利用如图1所示的CT系统对对象的感兴趣区域成像时，包括多个探测器单元的辐射探测器115检测已经穿过患者110的感兴趣区域的X射线光子，由此生成投影数据。接收单元210接收来自辐射探测器115的投影数据。为了生成CT切片图像，每排探测器单元沿着CT系统的旋转轴的特定锥束角度接收X射线光子，特定排探测器单元(可以是一排或多排)的投影数据可以被用于生成对应的CT切片图像。即每排探测器单元具有对应的锥束角度，如图2和3所示，倒数第二排探测器单元具有对应的锥束角度γ。

基于锥束角度的滤波器220对多排探测器单元中的至少一排探测器单元的投影数据执行基于锥束角度的滤波，所基于的锥束角度为至少一排探测器单元中相应排探测器单元所对应的锥束角度。通过该滤波，在相应锥束角度周围的沿着探测器单元列方向的数据采集宽度可以根据该相应的锥束角度被调整，由此，CT系统的有效切片厚度得以基于锥束角度而被改变，从而改变对应切片图像的分辨率，以使得经过该滤波针对该至少一排探测器单元中任意两排探测器单元的有效切片厚度之间的差别减小，或者滤波后的针对该至少一排探测器单元的有效切片厚度与未经滤波的其他排探测器单元的有效切片厚度之间的差别减小。具体地，对应大的锥束角度γ的滤波，使得有效切片厚度减小，和/或，对应小的锥束角度γ的滤波，使得有效切片厚度增大。由此获得的有效切片厚度分布在整个锥束角度范围上相对更均匀，从而减小了沿着旋转轴在各个切片图像之间的分辨率梯度和噪声梯度。

例如，基于锥束角度的滤波器220能够分别对多排探测器单元中的两排探测器单元的成像数据执行滤波，这两排探测器单元所对应的两个锥束角度彼此不同。针对其中一排探测器单元的滤波基于该排探测器单元所对应的锥束角度，而针对其中另一排探测器单元的滤波基于该另一排探测器单元所对应的另一锥束角度。通过该滤波，使得这两排探测器单元所分别对应的有效切片厚度之间的差别减小，即获得了针对这两个不同锥束角度的相对更均匀分布的有效切片厚度。在一个例子中，通过该滤波，使得这两排探测器单元所分别对应的有效切片厚度近似或者相同，以实现均匀分布的有效切片厚度。

在滤波器设计领域的技术人员能够根据需求来设计这样的基于锥束角度的滤波器。在一个实施例中，能够通过高斯滤波器来实现。例如，半峰全宽为的高斯滤波器，其中，w(H，γ)表示CT系统的切片厚度，γ_max表示最大锥束角度。

在基于锥束角度的滤波之后，成像单元230基于经滤波的至少一排探测器单元周围的投影数据生成相应的切片图像。这些切片图像的分辨率梯度和噪声梯度得以减小。

在一个实施例中，该基于锥束角度的滤波器220包括低通滤波器。通过低通滤波器的操作，围绕对应锥束角度的有效切片厚度增加，进而使得分辨率减小。该低通滤波器对多排探测器单元中的第一特定排探测器单元的投影数据执行基于第一特定排探测器单元所对应的锥束角度的低通滤波，由此降低第一特定排探测器单元的空间分辨率，以使得其接近其他排探测器单元所对应的切片图像的分辨率。

成像单元230基于经低通滤波的投影数据生成的第一特定排探测器单元的相应的第一切片图像，该第一切片图像的分辨率根据相应的锥束角度而被降低。

第一特定排探测器单元是可以任意数量排的探测器单元。通常，第一特定排探测器单元不包括对应最大锥束角度的那排探测器。这是因为在所有排探测器单元中对应最大锥束角度的那排探测器所采集的切片图像的分辨率最低，而通常用户不希望使得分辨率更低。请注意，由于我们假定锥束角度在焦斑尺寸随着锥束角度增加而增加的方向上而被测量，所以在最大锥束角度处具有最低图像分辨率并且在最小锥束角度处具有最高图像分辨率。当锥束角度的测量方向相反时，也可能在最小锥束角度处具有最低图像分辨率，而在最大锥束角度处具有最高图像分辨率。

在一个的实施例中，该第一特定排探测器单元包括多排探测器单元中除对应最大锥束角度的那排探测器单元之外的全部排探测器单元，即除对应最低分辨率的一排探测器单元之外的全部排探测器单元。在这种情况下，能够设计低通滤波器使得每个相应的第一切片图像的分辨率与基于对应最大锥束角度(最低分辨率)的那排探测器单元的投影数据生成的切片图像的分辨率之间的差别减小，在一个例子中为近似或者相同。具体地，使得各个锥束角度所对应的有效切片厚度尽可能接近于甚至与最大锥束角度所对应的切片厚度相同，从而使得在沿着旋转轴的整个锥束角度范围上具有相对均匀的分辨率和噪声分布。

在另一个实施例中，该基于锥束角度的滤波器220包括高通滤波器。不同于低通滤波器，通过高通滤波器的操作，围绕对应锥束角度的有效切片厚度可以根据其锥束角度而被降低，进而使得分辨率增大。该高通滤波器对多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的投影数据执行基于第二特定排探测器单元所对应的锥束角度的高通滤波。成像单元230基于经高通滤波的投影数据生成第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。所生成的相应的第二切片图像的分辨率被增加以接近对应其他排探测器的切片图像的分辨率。

第二特定排探测器单元是可以任意数量排的探测器单元。通常，第二特定排探测器单元不包括对应最小锥束角度的那排探测器。这是因为在所有排探测器单元中对应最小锥束角度的那排探测器所采集的切片图像的分辨率最高，而通常难以仅仅采用信号处理手段来大幅度地提高分辨率并且这样会大幅度地增加噪声。与前面相似，当锥束角度的测量方向相反时，该第二特定排探测器单元不包括对应最大锥束角度的那排探测器。

在一个实施例中，基于锥束角度的滤波器220包括上述低通滤波器和高通滤波器两者。在该情况下，第一特定排探测器单元所对应的锥束角度不同于第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，当以本申请的实施例假定的方向测量锥束角度时第一特定排探测器单元所对应的锥束角度小于第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，而当以相反的方向测量锥束角度时第一特定排探测器单元所对应的锥束角度大于第二特定排探测器单元所对应的锥束角度。

将低通滤波器应用于除对应最大锥束角度那排之外的所有排探测器单元的投影数据将会降低图像切片的分辨率，从而使得沿着旋转轴的各个切片图像具有相对均匀的最坏分辨率，但是，对应最大锥束角度的最坏分辨率通常对于用户执行基于图像的诊断而言是不可接受的，这样，期望组合低通滤波器和高通滤波器，以使得对应高分辨率的那些排探测器单元的数据的分辨率劣化，并且对应低分辨率的那些排探测器单元的数据的分辨率优化。

在特定的实施例中，所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度小于零并且所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度大于零。所述低通滤波器和所述高通滤波器分别被设计为使得每个相应的第一切片图像和第二切片图像的分辨率与基于中间排探测器单元的投影数据生成的切片图像的分辨率之间的差别减小，在一个例子中为近似或相同，所述中间排探测器单元所对应的锥束角度为零。

如图2和3所示，一列探测器单元的中间探测器单元是中间排探测器单元之一，其锥束角度为零。锥束角度沿着旋转轴的方向从负向正变化。

利用低通和高通滤波两者，最终得到的分辨率相对于仅仅使用低通滤波器而言更优。本领域技术人员可以基于对分辨率和噪声的需求来选择如何执行低通滤波和高通滤波。当有效切片厚度增加时，噪声降低但是分辨率也降低。

从上述各个实施例，本领域技术人员应当理解，无论采用低通滤波器和/或高通滤波器，其目的均在于使得沿着旋转轴的各个切片对应的有效切片厚度更加均匀，从而减小分辨率梯度和噪声梯度。因此，本领域技术人员可以根据需要来选择使用低通滤波器和高通滤波器中的任意一个或者两者，并且可以选择哪种类型的滤波针对哪些排探测器单元的投影数据。为了便于本领域技术人员根据其需要进行选择，上述各个实施例的CT系统或CT图像重建设备可以包括用户接口，其允许接收来自用户的输入，基于锥束角度的滤波器220能够根据用户的输入被调制。例如，仅仅使用低通滤波器、仅仅使用高通滤波器、或使用低通滤波器和高通滤波器的组合。再例如，对哪些排探测器单元的投影数据执行低通滤波，对哪些排探测器单元的投影数据执行高通滤波。

虽然参考图5所示的结构描述了CT图像重建设备200，可以理解这仅仅是示意性的，该CT图像重建设备200的组成能够根据不同的需求重新设置，只要其能够实现上述的基于锥束角度的滤波功能即可。

该CT图像重建设备200可以被包含在任何类型的CT系统中，包括但不局限于轴向扫描CT系统和螺旋扫描CT系统。但是，在轴向扫描CT系统中，这样的CT图像重建设备200能够获得更好的效果。这是因为沿着旋转轴的在等中心处的投影焦斑尺寸的不均匀在螺旋扫描CT中会被更好地平均。

图6示出了根据本发明的一个实施例的CT图像重建方法300。根据该方法300，在步骤310，接收来自辐射探测器的投影数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴。

在步骤320，对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的投影数据执行滤波，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度。

在步骤330，基于经滤波的投影数据生成所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。可能从至少一排探测器单元的数据生成仅仅一幅切片图像，也可能生成多幅切片图像，每幅切片图像可能对应一排或多排探测器单元的数据。

在一个实施例中，对所述多排探测器单元中的第一特定排探测器单元的投影数据执行低通滤波，所述低通滤波基于所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度，由此，在步骤330中基于经低通滤波的所述第一特定排探测器单元的投影数据生成所述第一特定排探测器单元的相应的第一切片图像。作为一个示例，可以预期第一特定排探测器单元包括所述多排探测器单元中除一排探测器单元之外的全部排探测器单元，在所述多排探测器单元中，基于所述一排探测器单元的投影数据生成的切片图像具有最低分辨率。当以本发明的方向测量锥束角度时，所述一排探测器单元具有最大锥束角度。在该情况下，低通滤波被设计为使得每个相应的第一切片图像的分辨率与所述一排探测器单元所具有的最低分辨率之间的差别减小，在一个例子中为接近或相同。

在另一个实施例中，对所述多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的投影数据执行高通滤波，所述高通滤波基于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，由此在步骤330中基于经高通滤波的成像数据生成所述第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。

在进一步的实施例中，能够在步骤320同时执行高通和低通滤波，其中，低通滤波所对应的所述第一特定排探测器单元的锥束角度不同于高通滤波所对应的所述第二特定排探测器单元的锥束角度。当以本发明的方向测量锥束角度时，第一特定排探测器单元的锥束角度小于第二特定排探测器单元的锥束角度。

尽管本发明的各个实施例的方法参考图6来描述，可以预期这不是限制性的，可以修改各个步骤，只要其能够实现基于锥束角度的滤波即可。

应当理解，尽管本发明的CT图像重建设备和方法在上面参考投影数据(即在投影域中)被描述，这不是限制性的，本发明的设备和方法也可以应用于图像域中。在该情况下，投影数据首先被处理以重建图像，然后本发明的设备和方法被应用于重建图像的图像数据，以修正其分辨率梯度和噪声梯度。因此，本发明的设备和方法可以被应用于包括投影数据和/或图像数据的成像数据。

以上已经参照各个优选实施例描述了本发明的方法。在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，本领域技术人员能够预期省略、修改和/或合并其中的各个步骤，以省略或者修改对应效果；此外，本发明的方法的多个步骤之间的顺序能够被修改，而不影响其实现的效果。

上述关于本发明的系统和方法的具体实施例仅仅是示意性的，而非限制性的。这些实施例之间能够任意组合，来实现本发明的目的。本发明的保护范围由所附的权利要求书来定义。

说明书和权利要求中的“包括”一词不排除其它元件或步骤的存在。在说明书中说明或者在权利要求中记载的各个元件的功能也可以被分拆或组合，由对应的多个元件或单一元件来实现。说明书和权利要求中的“第一”和“第二”仅仅用于表示名称，并不表示任何特定的顺序。

Claims (15)

1.一种计算机断层摄影图像重建设备(200)，包括：

接收单元(210)，其接收来自辐射探测器的成像数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴；

基于锥束角度的滤波器(220)，其对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的成像数据执行滤波，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度；和

成像单元(230)，其基于经滤波的成像数据生成所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。

2.如权利要求1所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，

所述基于锥束角度的滤波器(220)分别对所述多排探测器单元中的两排探测器单元的成像数据执行滤波，针对所述两排探测器单元中每排探测器单元的滤波基于每排探测器单元所对应的不同锥束角度，以使得所述两排探测器单元所分别对应的有效切片厚度之间的差别减小；

所述成像单元(230)基于经滤波的成像数据分别生成每排探测器单元的相应的切片图像。

3.如权利要求1或2所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，

所述基于锥束角度的滤波器(220)包括低通滤波器，其对所述多排探测器单元中的第一特定排探测器单元的成像数据执行低通滤波，所述低通滤波基于所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度，并且

所述成像单元基于经低通滤波的所述第一特定排探测器单元的成像数据生成所述第一特定排探测器单元的相应的第一切片图像。

4.如权利要求3所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，所述第一特定排探测器单元包括所述多排探测器单元中除一排探测器单元之外的全部排探测器单元，在所述多排探测器单元中，基于所述一排探测器单元的成像数据生成的切片图像具有最低分辨率。

5.如权利要求4所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，所述基于锥束角度的滤波器(220)被设计为使得每个相应的第一切片图像的分辨率与所述最低分辨率之间的差别减小。

6.如权利要求3所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，

所述基于锥束角度的滤波器(220)包括高通滤波器，其对所述多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的成像数据执行高通滤波，所述高通滤波基于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，其中，所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度不同于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度；并且

所述成像单元(230)还基于经高通滤波的成像数据生成所述第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。

7.如权利要求6所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，

其中，基于所述第一特定排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率小于基于所述第一特定排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率；

并且其中，所述低通滤波器和所述高通滤波器分别被设计为使得每个相应的第一切片图像和每个相应的第二切片图像的分辨率与基于中间排探测器单元的成像数据生成的切片图像的分辨率之间的差别减小，所述中间排探测器单元所对应的锥束角度为零。

8.如权利要求1或2所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，

所述基于锥束角度的滤波器(220)还包括高通滤波器，其对所述多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的成像数据执行高通滤波，所述高通滤波基于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度；并且

所述成像单元还基于经高通滤波的成像数据生成所述第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。

9.如权利要求1或2所述的计算机断层摄影图像重建设备(200)，其中，所述计算机断层摄影系统以轴向扫描模式对感兴趣区域执行成像扫描。

10.一种计算机断层摄影图像重建方法(300)，包括

接收(310)来自辐射探测器的成像数据，所述辐射探测器包括多排探测器单元，每排探测器单元垂直于计算机断层摄影系统的旋转轴；

对所述多排探测器单元中的至少一排探测器单元的成像数据执行滤波(320)，所述滤波基于所述至少一排探测器单元所对应的沿着所述旋转轴的锥束角度；和

基于经滤波的成像数据生成(330)所述至少一排探测器单元的相应的切片图像。

11.如权利要求10所述的计算机断层摄影图像重建方法(300)，还包括，

分别对所述多排探测器单元中的两排探测器单元的成像数据执行滤波，针对所述两排探测器单元中每排探测器单元的滤波基于每排探测器单元所对应的不同锥束角度，以使得所述两排探测器单元所分别对应的有效切片厚度之间的差别减小；和

基于经滤波的成像数据分别生成每排探测器单元的相应的切片图像。

12.如权利要求10或11所述的计算机断层摄影图像重建方法(300)，还包括

对所述多排探测器单元中的第一特定排探测器单元的成像数据执行低通滤波(320)，所述低通滤波基于所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度，并且

基于经低通滤波的所述第一特定排探测器单元的成像数据生成(330)所述第一特定排探测器单元的相应的第一切片图像。

13.如权利要求12所述的计算机断层摄影图像重建方法(300)，其中，

对所述多排探测器单元中的第二特定排探测器单元的成像数据执行高通滤波(320)，所述高通滤波基于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度，其中，所述第一特定排探测器单元所对应的锥束角度不同于所述第二特定排探测器单元所对应的锥束角度；并且

基于经高通滤波的成像数据生成所述第二特定排探测器单元的相应的第二切片图像。

14.一种计算机断层摄影系统(100)，其包括

辐射探测器(115)；和

根据权利要求1-9中任一项所述计算机断层摄影图像重建设备(200)。

15.一种计算机可读介质，其存储计算机程序，当所述计算机程序在处理器或计算机上运行时执行根据权利要求10-13中任一项所述的计算机断层摄影图像重建方法。