投影數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于采集將用于重建計算機斷層攝影圖像的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)。在采集區(qū)間中，僅在輻射源(2)的相對于對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域。由于對投影數(shù)據(jù)的這種采集，在每個采集區(qū)間之后，已經(jīng)在其中采集了投影數(shù)據(jù)的采集旋轉(zhuǎn)位置相對均勻地分布。這允許基于采集到的投影數(shù)據(jù)而重建的計算機斷層圖像具有經(jīng)提高的圖像質(zhì)量。
【專利說明】
投影數(shù)據(jù)采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置、方法和計算機程序。本發(fā)明還涉及用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置，所述計算機斷層攝影裝置包括所述投影數(shù)據(jù)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]A.Kaestner等人的文章 “Spat1temporal computed tomography of dynamicprocesses” (Optical Engineering，第50卷(12)，第123201-1至123201-9頁，2011年)公開了使用非連續(xù)的采集方案來采集投影數(shù)據(jù)的計算機斷層攝影系統(tǒng)，其中，基于采集到的投影數(shù)據(jù)來重建計算機斷層攝影圖像。計算機斷層攝影系統(tǒng)尤其適于使用二元分解采集方案和黃金比例分解采集方案。
[0003]M.A.Speidel等人的文章 “ECG-gated HYPR reconstruct1n for undersampledCT myocardial perfus1n imaging”(Proceedings of SPIE，第6510卷，Medical Imaging2007:Physics of Medical Imaging,San Diego，CA，USA，651014，2007年)中公開了用于采集將被用于重建計算機斷層攝影(CT)圖像的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置。所述投影數(shù)據(jù)采集裝置包括:X射線源，其用于生成穿過待成像的對象的X射線;X射線探測器，其用于在X射線已經(jīng)穿過對象之后探測X射線，并且用于基于探測到的X射線生成投影數(shù)據(jù)；以及移動單元，其用于圍繞對象移動X射線源。投影數(shù)據(jù)采集裝置適于僅在X射線源的每個第η采集旋轉(zhuǎn)位置處在每個旋轉(zhuǎn)投影數(shù)據(jù)中進行采集，其中，采集投影數(shù)據(jù)的采集旋轉(zhuǎn)位置在每次旋轉(zhuǎn)之后前進一個旋轉(zhuǎn)位置。采集到的投影數(shù)據(jù)與心電圖(ECG)信號一起被用于重建ECG門控計算機斷層攝影圖像，所述心電圖信號是在采集投影數(shù)據(jù)的期間測得的。由于在較少(特別是兩次)的后續(xù)旋轉(zhuǎn)期間采集到的投影數(shù)據(jù)是非常不均勻分布的，所以經(jīng)重建的計算機斷層攝影圖像的圖像質(zhì)量可能是相對低的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置、方法和計算機程序，其允許重建具有經(jīng)提高的圖像質(zhì)量的計算機斷層攝影圖像。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置，所述計算機斷層攝影裝置包括所述投影數(shù)據(jù)采集裝置。
[0005]在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述投影數(shù)據(jù)采集裝置包括:
[0006]-輻射源，其用于生成用于穿過所述對象的輻射；
[0007]-探測器，其用于在所述輻射已經(jīng)穿過所述對象之后探測所述輻射，并且用于基于探測到的輻射生成所述投影數(shù)據(jù)；
[0008]-移動單元，其用于使所述輻射源和所述對象相對于彼此移動，其中，所述移動包括所述輻射源圍繞所述對象的若干旋轉(zhuǎn)；
[0009]-控制單元，其用于控制所述輻射源和所述移動單元，以使得:
[0010]-在采集區(qū)間中，僅在所述輻射源相對于所述對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域；
[0011]-第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(n-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，在采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過所述旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義在所述旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離;并且
[0012]-所述第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置等于(η乘以第(k-Ι)個斐波那契數(shù))模除(modulo)第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被從零開始連續(xù)編號。
[0013]由于當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域，所以在每個采集區(qū)間之后，尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的采集旋轉(zhuǎn)位置相對均勻地分布。這允許基于采集到的投影數(shù)據(jù)重建的計算機斷層攝影圖像的經(jīng)提高的圖像質(zhì)量。具體而言，由于采集旋轉(zhuǎn)位置甚至在不同采集區(qū)間之間都是相對均勻地分布的，因此可以以高圖像質(zhì)量基于來自任何角度范圍的投影數(shù)據(jù)來回顧性重建計算機斷層攝影圖像。
[0014]所述輻射源優(yōu)選地是X射線源，特別是柵極開關(guān)X射線管。因此，探測器優(yōu)選地適于探測X射線。所述輻射源和所述探測器優(yōu)選地被布置在圍繞所述對象所位于的檢查區(qū)域的機架的相對側(cè)處。所述機架優(yōu)選地適于圍繞所述檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)，以便使所述輻射源圍繞所述對象移動。所述移動單元優(yōu)選地包括用于使機架旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
[0015]所述旋轉(zhuǎn)位置優(yōu)選地是離散旋轉(zhuǎn)位置，其中，所述控制單元優(yōu)選地適于使得各個最大非采集角度區(qū)域被劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域，其中，所述較小的非采集角度區(qū)域中的每個包括尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的至少一個旋轉(zhuǎn)位置，只要所述各個最大非采集角度區(qū)域覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的三個或更多個離散旋轉(zhuǎn)位置。如果關(guān)于當(dāng)前采集區(qū)間存在覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的若干最大非采集角度區(qū)域，則在當(dāng)前采集區(qū)間期間這些非采集角度區(qū)域中的僅一個、若干或全部可以被劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域。
[0016]在實施例中，所述控制單元適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得采集區(qū)間與所述輻射源圍繞所述對象的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)。在采集投影數(shù)據(jù)期間，與相同的采集旋轉(zhuǎn)位置但不同的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的所有投影數(shù)據(jù)可以被視為相對于圖像點的冗余，只要所述圖像點被輻射穿過。因此，可以有利地避免采集與相同的采集旋轉(zhuǎn)位置但不同的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的投影數(shù)據(jù)，其中，后續(xù)旋轉(zhuǎn)的采集旋轉(zhuǎn)位置的分布仍將是相對均勻的。在當(dāng)前旋轉(zhuǎn)的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域的情況下，這是可以實現(xiàn)的。
[0017]在實施例中，所述對象是周期性移動的對象，并且所述投影數(shù)據(jù)采集裝置還包括用于確定所述對象的移動的移動周期的移動周期確定單元，其中，所述控制單元適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得采集區(qū)間與所述對象的所述移動的移動周期相對應(yīng)。例如，如果執(zhí)行門控多循環(huán)重建，則當(dāng)后續(xù)移動周期的采集旋轉(zhuǎn)位置相匹配時，圖像質(zhì)量可能被降低。因此，可以有利地避免這樣的匹配，其中，后續(xù)移動周期的采集旋轉(zhuǎn)位置的分布仍將是相對均勻的。在當(dāng)前移動周期的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其處采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域的情況下，這是可以實現(xiàn)的。
[0018]所述對象優(yōu)選地是人類(如人或動物)的一部分，所述部分由于心臟運動和/或呼吸而移動。例如，該部分可以是腫瘤或包括腫瘤的一部分。移動周期確定單元可以適于確定描述由心臟運動引起的移動周期的心臟移動周期，和/或描述由呼吸運動引起的移動的呼吸移動周期。所述移動周期確定單元可以包括ECG設(shè)備或用于生成指示心臟運動的信號的另一設(shè)備。備選地或額外地，所述移動周期確定單元可以包括呼吸帶或用于確定指示所述呼吸運動的信號的另一單元。
[0019]所述控制單元優(yōu)選地適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置根據(jù)黃金比例來對最大非采集角度區(qū)域進行劃分。如果根據(jù)黃金比例來對各個最大非采集角度區(qū)域進行劃分，則由兩個或更多個后續(xù)采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置定義的采樣模式能夠是相同的，除了不同的開始角度。這允許非常有效地采集投影數(shù)據(jù)。
[0020]優(yōu)選的是，所述控制單元適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于先前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，并且使得當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于當(dāng)前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移與先前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于先前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移是不同的。采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置是離散的且被連續(xù)地編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過所述旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義所述旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離。
[0021]還優(yōu)選的是，所述控制單元適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得在:a)當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于當(dāng)前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置與b)先前采集區(qū)間(尤其是緊接的先前采集區(qū)間)的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于先前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置之間的角度偏移等于斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置是離散的并且被連續(xù)地編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離。
[0022]控制單元適于控制所述輻射源和所述移動單元，使得:a)第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(η-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置是離散的并且被連續(xù)地編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離；以及b)第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置等于(η乘以第(k-Ι)個斐波那契數(shù))模除第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置是離散的并且被從零開始連續(xù)地編號。如果基于斐波那契數(shù)以這種方式來采集投影數(shù)據(jù)，則根據(jù)黃金比例對投影數(shù)據(jù)的采集是近似的，這將導(dǎo)致采集旋轉(zhuǎn)位置的非常均勻的角度分布。
[0023]所述輻射源相對于所述對象的移動可以是圓形移動，即所述輻射源可以沿著圍繞所述對象的圓形軌跡移動。然而，所述輻射源與所述對象之間的移動還能夠是包括旋轉(zhuǎn)的另一移動。例如，所述移動單元能夠適于使所述輻射源和所述對象相對于彼此移動，使得所述移動還包括所述輻射源和所述對象相對于彼此的平移移動，即所述輻射源可以相對于所述對象沿著螺旋軌跡或包括旋轉(zhuǎn)和平移的其它軌跡移動。
[0024]在本發(fā)明的另外的方面中，提出了一種用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置，其中，所述計算機斷層攝影裝置包括:
[0025]-根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采集所述對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置；
[0026]-用于基于采集到的投影數(shù)據(jù)來重建所述計算機斷層攝影圖像的重建單元。
[0027]優(yōu)選地，所述重建單元適于迭代地重建所述計算機斷層攝影圖像。迭代重建算法具有相對于采樣密度和采樣均勻度的較不嚴(yán)格的角度采樣要求，因此這能夠得到具有經(jīng)提高的圖像質(zhì)量的計算機斷層攝影圖像。所述對象是周期性移動的對象，并且所述投影數(shù)據(jù)采集裝置還可以包括用于確定所述對象的移動的移動周期的移動周期確定單元，其中，所述重建單元可以適于基于采集到的投影數(shù)據(jù)和所確定的移動周期來重建所述計算機斷層攝影圖像。例如，所述重建單元可以適于執(zhí)行門控重建算法，其中，為了重建圖像，僅使用與移動周期的特定部分相對應(yīng)(即與特定門控窗相對應(yīng))的投影數(shù)據(jù)。這能夠得到經(jīng)重建的計算機斷層攝影圖像的進一步提高的質(zhì)量。
[0028]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述投影數(shù)據(jù)采集方法包括:
[0029]-通過輻射源來生成用于穿過所述對象的輻射；
[0030]-通過探測器在所述輻射已經(jīng)穿過所述對象之后探測所述輻射并基于探測到的輻射來生成所述投影數(shù)據(jù)；
[0031]-通過移動單元使所述輻射源和所述對象相對于彼此移動，其中，所述移動包括所述福射源圍繞所述對象的若干旋轉(zhuǎn);并且
[0032]-通過控制單元來控制所述福射源和所述移動單元，使得:
[0033]-在采集區(qū)間中，僅在所述輻射源相對于所述對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域；
[0034]-第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(n-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離;并且
[0035]-第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置等于(η乘以第(k-Ι)個斐波那契數(shù))模除第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被從零開始連續(xù)編號。
[0036]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集計算機程序，其中，所述投影數(shù)據(jù)采集計算機程序包括程序代碼單元，當(dāng)在根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置的控制單元上運行投影數(shù)據(jù)采集計算機程序時，所述程序代碼單元用于令所述投影數(shù)據(jù)采集裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的投影數(shù)據(jù)采集方法的步驟。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解，權(quán)利要求1的投影數(shù)據(jù)采集裝置，權(quán)利要求9的計算機斷層攝影裝置，權(quán)利要求12的投影數(shù)據(jù)采集方法以及權(quán)利要求13的計算機程序具有類似和/或相同的優(yōu)選實施例，尤其是在從屬權(quán)利要求中所定義的優(yōu)選實施例。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實施例還可以是從屬權(quán)利要求或上述實施例與各獨立權(quán)利要求的任意組合。
[0039]參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見的，并且將參考下文描述的實施例對本發(fā)明的這些和其他方面進行說明。
【附圖說明】
[0040]在附圖中:
[0041]圖1示意性且示范性地示出了用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置的實施例；
[0042]圖2-圖4示意性且示范性地示出了用于采集投影數(shù)據(jù)的采樣模式；
[0043]圖5示出了示范性說明用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影方法的實施例的流程圖；以及
[0044]圖6示意性且示范性地圖示了取決于每分鐘的呼吸循環(huán)的次數(shù)的時間分辨率。
【具體實施方式】
[0045]圖1示意性且示范性地示出了用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置15。計算機斷層攝影裝置15包括用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置14，以及基于所采集的投影數(shù)據(jù)重建計算機斷層攝影圖像的重建單元11。然后可以在顯示器13上示出重建的計算機斷層攝影圖像。計算機斷層攝影裝置15還包括輸入單元12，如鍵盤、計算機鼠標(biāo)、觸摸板等，以便允許用戶輸入例如開始采集投影數(shù)據(jù)的命令，輸入例如采集參數(shù)或重建參數(shù)等的參數(shù)。
[0046]投影數(shù)據(jù)采集裝置14包括機架I，其能夠關(guān)于平行于z方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸R旋轉(zhuǎn)。在該實施例中輻射源2是柵極開關(guān)X射線管，其安裝在機架I上。輻射源2被提供有準(zhǔn)直器3，在該實施例中，所述準(zhǔn)直器3形成來自由輻射源2生成的輻射的圓錐輻射束4。輻射穿過在檢查區(qū)5(在該實施例中是圓柱形的)內(nèi)的對象(未示出)，所述對象例如是患者的包括腫瘤一部分或其它感興趣區(qū)域。在已經(jīng)穿過檢查區(qū)5之后，輻射束4入射到探測器6上，探測器6包括二維探測表面，其中，探測器6也被安裝在機架I上。
[0047]投影數(shù)據(jù)采集裝置14還包括兩個馬達(dá)7、8。通過馬達(dá)7以優(yōu)選恒定但可調(diào)節(jié)的角速度驅(qū)動機架。馬達(dá)8被提供用于使對象位移，其優(yōu)選地與旋轉(zhuǎn)軸R或z軸方向平行地被布置在支撐器件(如患者臺)上。這些馬達(dá)7、8由控制單元9控制，使得輻射源2和對象例如沿著螺旋軌跡相對于彼此移動。然而，也可能不移動對象，而只有輻射源2旋轉(zhuǎn)，即輻射源2相對于對象沿圓形軌跡移動。此外，在另一實施例中，準(zhǔn)直器3可以適于形成另一射束形狀，具體是扇形射束，并且探測器6可以包括探測表面，其被定形為與其它射束形狀相對應(yīng)，具體與扇形射束相對應(yīng)。
[0048]在輻射源2和對象相對移動期間，探測器6根據(jù)入射到探測器6的探測表面上的輻射來生成投影數(shù)據(jù)。將采集到的投影數(shù)據(jù)提供給重建單元11，以允許重建單元11基于采集到的投影數(shù)據(jù)來重建計算機斷層攝影圖像?？刂茊卧?還適于控制重建單元11。然而，還可以提供另一控制單元來控制重建單元11，或用于控制計算機斷層攝影裝置15的其它部件。
[0049]由于馬達(dá)7、8使輻射源2和對象彼此相對移動，所以它們可以被視為形成用于使輻射源2和對象相對于彼此移動的移動單元，其中，所述移動包括輻射源2圍繞對象的若干旋轉(zhuǎn)?？刂茊卧?適于控制輻射源2和移動單元(即馬達(dá)7、8)，使得在采集區(qū)間中，僅在輻射源2相對于對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置(即在機架的特定旋轉(zhuǎn)位置)處采集數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域。如果在當(dāng)前采集區(qū)間中存在覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的若干最大非采集角度區(qū)域，則這些最大非采集角度區(qū)域中的一個、多個或全部將被劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域。優(yōu)選地，只要各個最大非采集角度區(qū)域覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的至少四個或至少三個旋轉(zhuǎn)位置，則各個最大非采集角度區(qū)域被劃分成兩個較小非采集角度區(qū)域。如果各個最大非采集角度區(qū)域僅覆蓋兩個旋轉(zhuǎn)位置，則各個最大非采集角度區(qū)域當(dāng)然不能夠被劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域。在這種情況下，在當(dāng)前采集區(qū)間中，在各個最大非采集角度區(qū)域的旋轉(zhuǎn)位置之一處采集投影數(shù)據(jù)。這同樣可以應(yīng)用于僅覆蓋單個尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的各個最大非采集角度區(qū)域。
[0050]在該實施例中，控制單元9適于控制輻射源2以及移動單元7、8，使得采集區(qū)間與輻射源2圍繞對象的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)。然而，尤其是如果對象是周期性移動的對象，其由于心臟運動或呼吸運動而被移動，則控制單元9可以適于控制輻射源2和移動單元7、8，使得采集區(qū)間與對象的移動的移動周期相對應(yīng)，這可以通過移動周期確定單元10來提供。在該實施例中，移動周期確定單元10適于生成ECG信號，并適于基于所生成的ECG信號來確定移動周期。在另一實施例中，例如，移動周期確定單元10還可以適于通過使用例如呼吸帶來確定呼吸運動。
[0051]控制單元9可以適于控制輻射源2和移動單元7、8，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置(即當(dāng)前采集區(qū)間的采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置)根據(jù)黃金比例對最大非采集角度區(qū)域進行劃分，即兩個較小的非采集角度區(qū)域之一覆蓋已經(jīng)被劃分的先前最大非采集角度區(qū)域的大約61.8%，而另一較小的非采集角度區(qū)域覆蓋先前最大非采集角度區(qū)域的大約38.2%，其中，考慮到當(dāng)前采集區(qū)間內(nèi)的能采集投影數(shù)據(jù)的可用離散旋轉(zhuǎn)位置，即考慮到離散旋轉(zhuǎn)采樣位置，試圖盡可能好地獲得這些比例。
[0052]控制單元9優(yōu)選適于控制輻射源2和移動單元7、8，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于先前采集區(qū)間(尤其是緊接的先前采集區(qū)間)的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，并且使得當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于當(dāng)前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移以及先前采集區(qū)間(即緊接的先前區(qū)間)的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于在先前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移是不同的。具體而言，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離可以等于斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的離散旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離。此夕卜，優(yōu)選地，控制單元9適于控制輻射源2和移動單元7、8，使得在a)當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于當(dāng)前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置與b)先前采集區(qū)間(即緊接的先前采集區(qū)間)的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于在先前采集區(qū)間的開始時的旋轉(zhuǎn)位置之間的角度偏移等于斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的離散旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離。
[0053]在實施例中，控制單元9適于控制輻射源2和移動單元7、8，使得第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(η-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)F(k)，并且使得第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置In由以下公式定義:
[0054]In=[nF(k~l)]modF(k),
[0055]其中，F(xiàn)(k-l)定義第(k-1)個斐波那契數(shù)，其中，F(xiàn)(1)=0、F(2)= 1、F(3) = 1、F(4)=2、？(5) = 3、？(6)=5、？(7)=8等，1110(1是模除算子，且在相應(yīng)的第11個采集區(qū)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)位置是離散的并且被從零開始連續(xù)編號。在后文中，將參考圖2示例性描述在采集投影數(shù)據(jù)期間該基于斐波那契數(shù)的采樣。
[0056]在圖2所示的范例中采集區(qū)間包括21個離散旋轉(zhuǎn)位置，其中，在圖2中，點指示沒有或者尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置;并且十叉指示當(dāng)前采集區(qū)間中采集了或已經(jīng)采集了投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置。采集區(qū)間包括21個旋轉(zhuǎn)位置僅出于說明的目的。實際上，采集區(qū)間可以包括多于21個旋轉(zhuǎn)位置。例如，如果采集區(qū)間由輻射源2圍繞對象的完全旋轉(zhuǎn)定義，則采集區(qū)間的離散旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)量可以在一千或幾千的范圍內(nèi)。此外，在實施例中，不同采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)量可以不同，尤其是當(dāng)采集區(qū)間由可能稍微不同的移動周期定義時。
[0057]在圖2中示出的范例中，k是7，使得第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于8(F(7)=8)。例如在圖2的線20中示出了這些角度距離21。線20指示第一采集區(qū)間，使得第一采集旋轉(zhuǎn)位置40是I.F(6)modF(7)=5，其中，旋轉(zhuǎn)位置被從零開始連續(xù)編號。在線22中示出的下一采集區(qū)間中，采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離仍是F(7)，但是第二采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置41等于2(2.F(6)modF(7)=2)。線23指示在兩個采集區(qū)間之后的采集旋轉(zhuǎn)位置，其中，最大非采集角度區(qū)域由附圖標(biāo)記24指示。在線25中示出的第三采集區(qū)間中，第一采集旋轉(zhuǎn)位置42是7(3.F(6)modF(7)=7)，這得到在三個采集區(qū)間之后出現(xiàn)的線26中示出的采集旋轉(zhuǎn)位置。在該線26中，最大非采集角度區(qū)域由附圖標(biāo)記27指示。在第四采集區(qū)間中，如線50中所示，第一采集旋轉(zhuǎn)位置43是4(4?F(6)modF(7)=4)，在已經(jīng)完成第四個采集區(qū)間之后這得到如線28中所示的采集旋轉(zhuǎn)位置，示出了剩余的最大非采集角度區(qū)域27。在第五采集區(qū)間中，如線29所示，第一采集旋轉(zhuǎn)位置44是1(5.F(6)modF(7) = I)，在已經(jīng)完成第五采集區(qū)間之后這得到如線30中所示的具有最大非采集角度區(qū)域31的采集旋轉(zhuǎn)位置。在線32所示的第六采集區(qū)間中，第一采集旋轉(zhuǎn)位置45是6(6.F(6)modF(7) = 6)，在已經(jīng)完成第六采集區(qū)間之后這得到如線33中所示的包括剩余最大非采集角度區(qū)域31的采集旋轉(zhuǎn)位置。在第七采集區(qū)間中，如線34所示，第一采集旋轉(zhuǎn)位置46是3(7.F(6)modF(7) =3)，這得到如線35中所示的具有剩余最大非采集角度區(qū)域31的采集旋轉(zhuǎn)位置。最后，在線36所指示的第八采集區(qū)間中，第一采集旋轉(zhuǎn)位置47是0(8.F(6)modF(7)=0)，使得采集旋轉(zhuǎn)位置在線36中處于位置0、8和16。在已經(jīng)完成第八采集區(qū)間之后，如線37所示，已經(jīng)在所有的旋轉(zhuǎn)位置處采集了投影數(shù)據(jù)。
[0058]圖3示意性且示范性地示出了對旋轉(zhuǎn)位置的采樣的另一圖示，其中，在該范例中，由輻射源2圍繞對象的完全旋轉(zhuǎn)來定義采集區(qū)間，完全旋轉(zhuǎn)與144個離散旋轉(zhuǎn)位置相對應(yīng)并且k是7。圖3中的數(shù)字與采集區(qū)間有關(guān)，即與該實施例中的旋轉(zhuǎn)有關(guān)。因此，在第一旋轉(zhuǎn)期間，在由數(shù)字I指示的旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù);在第二旋轉(zhuǎn)期間，在由數(shù)字2指示的旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)等。在圖3中，在圓圈的里面以放大視圖示出了圓圈的一部分。圖4示意性且示范性地示出了另一范例，其中，還是在該范例中，采集區(qū)間與輻射源圍繞對象的完整旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)，并且覆蓋144個旋轉(zhuǎn)位置。然而，在圖4示出的范例中k是6。
[0059]重建單元10優(yōu)選適于基于采集到的投影數(shù)據(jù)和所確定的移動周期來迭代地重建計算機斷層攝影圖像。具體而言，重建單元11可以適于用于僅重建與移動周期的特定部分相對應(yīng)的投影數(shù)據(jù)，即重建單元可以適于執(zhí)行門控重建。已知的迭代門控重建算法可以被用于對計算機斷層攝影圖像的這種重建，是算法如US 7596204B2中公開的重建算法，在此通過引用將其并入本文。
[0060]在后文中，將參考圖5中示出的流程圖來示范性地描述計算機斷層攝影方法的實施例。
[0061]在步驟101中，采集投影數(shù)據(jù)。因此，輻射源2生成用于穿過對象的輻射，移動單元
7、8使輻射源2和對象相對于彼此移動，其中，所述移動包括輻射源2圍繞對象的若干旋轉(zhuǎn)，并且在旋轉(zhuǎn)期間，在輻射已經(jīng)穿過對象之后探測輻射，并且基于由探測器6探測到的輻射來生成投影數(shù)據(jù)。此外，在步驟101中，通過控制單元9控制投影數(shù)據(jù)的采集，使得在采集區(qū)間中，僅在輻射源2相對于對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域。具體而言，在步驟101中，可以如上所述地根據(jù)斐波那契數(shù)來采集投影數(shù)據(jù)。在步驟101中執(zhí)行的對投影數(shù)據(jù)這類采集可以被視為定義用于采集投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集方法。
[0062]在步驟102中，重建單元11基于在步驟101中采集到的投影數(shù)據(jù)來重建對象的計算機斷層攝影圖像，并在步驟103中在顯示器13上示出經(jīng)重建的計算機斷層攝影圖像。
[0063]重建單元可以適于基于投影數(shù)據(jù)和所確定的移動周期針對移動周期內(nèi)的不同階段重建不同的計算機斷層攝影圖像，其中，針對不同移動階段重建的這些計算機斷層攝影圖像可以被視為形成四維計算機斷層攝影圖像，其可以被用于輻射治療規(guī)劃(RTP)，尤其是在待處置的腫瘤位于胸腔或腹部中并由于呼吸而移動時。因此，在實施例中，重建了其四維計算機斷層攝影圖像的對象可以是腫瘤或包括腫瘤的胸腔或腹部，其中，移動周期確定單元可以適于通過使用例如呼吸帶或用于檢測呼吸周期的其它單元來確定呼吸移動周期。
[0064]如果計算機斷層攝影裝置適于生成將被用于RTP的四維計算機斷層攝影圖像，則計算機斷層攝影裝置優(yōu)選適于提供具有呼吸周期的大約5%到10%的時間分辨率的四維計算機斷層攝影圖，即對于典型的6s的呼吸周期，時間分辨率優(yōu)選為大約300至600ms。雖然能夠相信的是該時間分辨率能被容易地實現(xiàn)，因為其看起來例如比門控心臟計算機斷層攝影成像的要求的挑戰(zhàn)性要小，其中，門控心臟計算機斷層攝影成像要求高得多的可能小于10ms的時間分辨率，但實際上不行，以下將參考圖6進行解釋。
[0065]圖6示意性且示范性示出了具有不同的節(jié)距的幾秒鐘內(nèi)作為每分鐘的呼吸循環(huán)的次數(shù)c的函數(shù)的時間分辨率r。在該范例中，旋轉(zhuǎn)時間固定為0.5s，重建視場被設(shè)定為500_，未應(yīng)用稀疏采樣，并且使用針對待重建的每個圖像點需要至少180度照明的重建算法。時間分辨率被定義為在特定相位點處重建計算機斷層攝影圖像所需的呼吸循環(huán)的時間范圍。如在圖6中看出的，如果未使用稀疏采樣，則在較低呼吸率處時間分辨率不是很好。在較低呼吸率處的強烈惡化的原因在于，每個相位點的門控窗需要覆蓋甚至比短掃描區(qū)間更多，以便針對視場中的所有體素保持充足的條件?？梢酝ㄟ^降低螺距來緩解這個問題。然而，降低螺距暗示在更多的投影數(shù)據(jù)上分布全部的劑量，這會導(dǎo)致在投影數(shù)據(jù)中更顯著的電子噪聲。這可以通過使用稀疏采樣方案來避免，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小非采集角度區(qū)域。
[0066]輻射源優(yōu)選是柵極開關(guān)X射線管。例如，其可以是如WO2010/061332A1中公開的柵極開關(guān)X射線管，在此通過引用將其并入本文。然而，輻射源還可以是另一 X射線管，具體為另一柵極開關(guān)管，其允許在不同的旋轉(zhuǎn)位置打開和關(guān)閉X射線束。優(yōu)選地，輻射源適于允許在幾微秒內(nèi)打開和關(guān)閉X射線束。輻射源的開關(guān)能力提供了在機架的任意期望的角位置處(即在任意期望的旋轉(zhuǎn)位置處)對投影數(shù)據(jù)進行采樣的自由。
[0067]如果X射線束被不斷地開啟并且如果輻射源沿螺旋軌跡相對于對象移動，則在若干旋轉(zhuǎn)中對象點將保留在圓錐內(nèi)，尤其是按I/節(jié)距因子的次序，這將導(dǎo)致大量冗余。自然，如果輻射源沿著圓形軌跡相對于對象移動，則也存在大量冗余。因此，嘗試放置角度樣本使得來自不同旋轉(zhuǎn)的樣本(即投影數(shù)據(jù))交錯是有益的。當(dāng)由重建單元用于重建計算機斷層攝影圖像的門控窗口被加寬以用于重建時，交錯可以提供好得多的角度采樣。相對寬的重建窗口可以用于生成運動平均計算機斷層攝影圖像的情況，可以重建所述運動平均計算機斷層攝影圖像以為正電子發(fā)射斷層攝影(PET)或單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)成像提供衰減校正。當(dāng)執(zhí)行運動補償重建時，也可以使用相對寬的門控窗口。具體而言，可以使用運動補償重建算法，其通過使用若干門控重建的計算機斷層攝影圖像來估計移動周期內(nèi)的運動，所述移動周期可以由心臟周期或呼吸周期定義，并且所述算法將該運動信息饋送到并入了外部提供的運動信息的迭代重建中。例如，在A.1sola等人的文章“Mot1n-compensated iterative cone—beam CT image reconstruct1n with adapted blobs asbasis funct1ns”(Physics in Medicine and B1logy，第53卷，第6777至6797頁，2008年)中公開了運動補償重建算法，其可以基于稀疏采樣的投影數(shù)據(jù)而被用于重建計算機斷層攝影圖像。還可以使用其它運動補償重建算法，如在H.Schomberg的文章“Time-ResolvedCardiac Cone-Beam CT”(Proceedings of the 9th Internat1nal Meeting on FullyThree-Dimens1nal Image Reconstruct1n in Rad1logy and Nuclear Medicine，第362至365頁，2007年)中公開的算法，其中，利用在參考相位處的圖像來聯(lián)合地估計運動向量場。
[0068]計算機斷層攝影裝置優(yōu)選適于使用從斐波那契數(shù)導(dǎo)出的交錯方案，尤其是參考圖2-圖4描述的方案。從斐波那契數(shù)導(dǎo)出的交錯方案可以具有以下優(yōu)勢:采樣模式是循環(huán)的，這能夠得到其中任意兩個或更多個后續(xù)采集區(qū)間具有相同的采樣模式的總體采樣模式。在實施例中，全角度采樣具有N個角度樣本，即完全采集區(qū)間包括N個離散的旋轉(zhuǎn)位置。此外，在該范例中，稀疏因子可以是1，即只有在采集區(qū)間的N個總旋轉(zhuǎn)位置中的每個第I旋轉(zhuǎn)位置處才采集投影數(shù)據(jù)，并且在每個第I次旋轉(zhuǎn)，采樣模式重復(fù)其本身。
[0069]可以通過旋轉(zhuǎn)源圍繞對象的旋轉(zhuǎn)來定義采集區(qū)間，或者可以用另一方式定義采集區(qū)間。具體而言，如已經(jīng)提及的，采集區(qū)間可以與運動周期(如心臟運動周期或呼吸運動周期)相對應(yīng)。例如，稀疏采樣可以被用于涉及呼吸周期所施加的對角度樣本的選擇的肺門控重建。如果在范例中旋轉(zhuǎn)時間是0.5s、節(jié)距是0.1并且呼吸周期是2.5s，則對象點將通常在輻射圓錐內(nèi)停留5s，覆蓋兩個呼吸循環(huán)。在該場景中，優(yōu)選提供稀疏采樣，使得兩個呼吸循環(huán)的樣本交錯，從而多循環(huán)重建受益于經(jīng)改進的角度采樣。例如，可以使用與圖2至圖4中示出的相同方案，其中，可以在每次呼吸循環(huán)的開始時而不在新旋轉(zhuǎn)的開始時改變采樣偏移。為了執(zhí)行這種采樣，由運動周期確定單元提供的呼吸信號需要被反饋到控制輻射源的控制單元。可以根據(jù)實際的呼吸循環(huán)長度和位置來連續(xù)更新采樣模式。
[0070]本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，在實踐要求保護的本發(fā)明時，能夠理解并實現(xiàn)對所公開的實施例的其他變型。
[0071 ]在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。
[0072]單個元件或其他單元可以滿足權(quán)利要求中記載的若干項目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。
[0073]如由一個或多個單元或設(shè)備執(zhí)行的計算機斷層攝影圖像的重建的流程可以由任意其它數(shù)量的單元或設(shè)備來執(zhí)行。這些流程和/或根據(jù)計算機斷層攝影方法的對計算機斷層攝影裝置的控制和/或根據(jù)投影數(shù)據(jù)采集方法的對投影數(shù)據(jù)采集裝置的控制可以被實現(xiàn)為計算機程序的程序代碼單元和/或?qū)Ｓ糜布?br>[0074]計算機程序可以被存儲/分布在適合的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起提供或作為其他硬件的部分提供的光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以被以其他形式分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他的有線或無線的電信系統(tǒng)。
[0075]權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。
[0076]本發(fā)明涉及用于采集將用于重建計算機斷層攝影圖像的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置。在采集區(qū)間中，僅在輻射源的相對于對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分成兩個較小的非采集角度區(qū)域。由于對投影數(shù)據(jù)的這種采集，在每個采集區(qū)間之后，已經(jīng)在其中采集了投影數(shù)據(jù)的采集旋轉(zhuǎn)位置相對均勻地分布。這允許基于采集到的投影數(shù)據(jù)而重建的計算機斷層圖像具有經(jīng)提高的圖像質(zhì)量。
【主權(quán)項】
1.一種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)包括: -輻射源(2)，其用于生成穿過所述對象的輻射； -探測器(6)，其用于在所述輻射穿過所述對象之后探測所述輻射，并且用于基于探測到的輻射生成所述投影數(shù)據(jù)； -移動單元(7、8)，其用于使所述輻射源(2)和所述對象相對于彼此移動，其中，所述移動包括所述輻射源(2)圍繞所述對象的若干旋轉(zhuǎn)； -控制單元(9)，其用于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得: -在采集區(qū)間中，僅在所述輻射源(2)相對于所述對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域； -第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(n-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過所述旋轉(zhuǎn)位置之間的差異定義所述旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離；以及 -第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置等于(η乘以第(k-Ι)個斐波那契數(shù))模除第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被從零開始連續(xù)編號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述控制單元(9)適于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得采集區(qū)間與所述輻射源(2)圍繞所述對象的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述對象是周期性移動對象，并且所述投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)還包括用于確定所述對象的移動的移動周期的移動周期確定單元(10)，其中，所述控制單元(9)適于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得采集區(qū)間與所述對象的移動的移動周期相對應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述控制單元(9)適于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置根據(jù)黃金比例來對最大非采集角度區(qū)域進行劃分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述控制單元(9)適于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于先前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，并且使得當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于所述當(dāng)前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移以及先前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于在所述先前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置的角度偏移是不同的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述控制單元(9)適于控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得在a)當(dāng)前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于所述當(dāng)前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置與b)先前采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置相對于所述先前采集區(qū)間開始時的旋轉(zhuǎn)位置之間的角度偏移等于斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過所述旋轉(zhuǎn)位置之間的差異定義所述旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述輻射源(2)是柵極開關(guān)X射線管。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置，其中，所述移動單元(7、8)適于使所述輻射源(2)和所述對象相對于彼此移動，使得所述移動還包括所述輻射源(2)和所述對象相對于彼此的平移移動。9.一種用于生成對象的計算機斷層攝影圖像的計算機斷層攝影裝置，所述計算機斷層攝影裝置(15)包括: -根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于采集所述對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集裝置(14); -用于基于采集到的投影數(shù)據(jù)來重建所述計算機斷層攝影圖像的重建單元(11)。10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算機斷層攝影裝置，其中，所述重建單元(10)適于迭代地重建所述計算機斷層攝影圖像。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算機斷層攝影裝置，其中，所述對象是周期性移動的對象，并且所述投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)還包括用于確定所述對象的移動的移動周期的移動周期確定單元(10)，其中，所述重建單元(11)適于基于采集到的投影數(shù)據(jù)和所確定的移動周期來重建所述計算機斷層攝影圖像。12.—種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述投影數(shù)據(jù)采集方法包括: -通過輻射源(2)來生成穿過所述對象的輻射； -通過探測器(6)在所述輻射穿過所述對象之后探測所述輻射并基于探測到的輻射來生成所述投影數(shù)據(jù)； -通過移動單元(7、8)使所述輻射源(2)和所述對象相對于彼此移動，其中，所述移動包括所述輻射源(2)圍繞所述對象的若干旋轉(zhuǎn);并且-通過控制單元(9)控制所述輻射源(2)和所述移動單元(7、8)，使得: -在采集區(qū)間中，僅在所述輻射源(2)相對于所述對象的特定采集旋轉(zhuǎn)位置處采集投影數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)前采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置將覆蓋尚未在其中采集投影數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)位置的最大非采集角度區(qū)域劃分為兩個較小的非采集角度區(qū)域； -第η個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第(n-1)個采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離，其中，采集區(qū)間的采集旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離等于第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被連續(xù)編號，并且依照旋轉(zhuǎn)位置的編號通過所述旋轉(zhuǎn)位置之間的差異來定義在所述旋轉(zhuǎn)位置之間的角度距離；以及 -第η個采集區(qū)間的第一采集旋轉(zhuǎn)位置等于(η乘以第(k-Ι)個斐波那契數(shù))模除第k個斐波那契數(shù)，其中，采集區(qū)間的旋轉(zhuǎn)位置被從零開始連續(xù)編號。13.—種用于采集對象的投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)采集計算機程序，所述投影數(shù)據(jù)采集計算機程序包括程序代碼單元，當(dāng)在根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)的控制單元(9)上運行所述投影數(shù)據(jù)采集計算機程序時，所述程序代碼單元令所述投影數(shù)據(jù)采集裝置(14)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的投影數(shù)據(jù)采集方法的步驟。
【文檔編號】G06T11/00GK105828717SQ201480069217
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】T·克勒, M·格拉斯
【申請人】皇家飛利浦有限公司