[发明专利]移动CT系统的扫描重建方法、存储介质和CT扫描装置

说明书

本发明涉及CT扫描技术领域，尤其是一种移动CT系统的扫描重建方法、存储介质和CT扫描装置。本发明通过自动检测移动CT扫描机架的轨迹，利用真实的扫描空间几何信息对整个扫描区域进行图像重建，具体通过对病床检测和识别获得病床标记点数据，通过测量数据和重建数据的比对来估计扫描机架真实的运动轨迹并加以修正，使移动CT系统能够输出重叠伪影和条纹伪影等均得到明显抑制的最终图像。本发明能够实现无专用导轨的移动CT系统的精确移动，并获得满足临床要求的CT图像。

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，具体涉及一种移动CT系统的扫描重建方法、存储介质和CT扫描装置。

背景技术

CT医学成像系统自20世纪70年代发明了之后经过了长足的进步，扫描速度从开始要几分钟到现在的0.2秒。探测器排数也从开始的单排双排，到现在的64排，128排，甚至256排。这其中的变化不单单是系统硬件的升级换代，系统的图像重建技术也带来了革命性的变化。初期的CT系统由于只有一排探测器，所以X射线束是扇形束，所用到的重建技术也都是二维的扇形束重建技术。因为每次只能扫描一层，整个扫描需要很长的时间，后来多排CT引入就是为了加快扫描的速度，比如16排，32排的系统。

通常的CT系统都必须是固定在地面上的，这给CT系统的使用带来了很大限制。因此，近年来推出了移动CT系统，整个CT系统能够自主移动，尤其是适合在重症监护室中使用。目前已经有三星的移动CT系统在医院中应用。如图13和图14所示，和传统的固定CT系统不同的是，移动CT系统是通过自主移动的机架来实现对患者的扫描。通常采用步进或者螺旋扫描方式。步进扫描就是，机架扫描一圈，然后机架整体移动一定的距离。螺旋扫描方式就是在机架旋转的过程中，机架也在沿着病床的方向移动。

现有的系统需要特制的导轨，扫描范围有限，通常只有10-20cm左右，对于要求更大扫描移动范围的比如四肢的扫描30-50cm，导轨的方法不能使用。而且特制的导轨需要额外的成本，对机械加工的要求也比较高。因此采用没有导轨限制的可移动CT系统具有更大的灵活性，但是没有了导轨的提供精确定位，机器的轨迹就很难保证。现有的图像重建技术，基于经典的重建理论，基于圆周扫描或者螺旋扫描。这些重建技术都是针对固定式CT系统，因此也就要求专用CT系统必须基于专用的导轨来实现精确的移动，对机械加工的精度，和工艺要求都比较高。如果移动CT系统中没有导轨的精确移动，基于传统CT算法会带来严重的伪影和几何失真，如图15和图16所示。

发明内容

技术目的：针对上述不足，本发明公开了一种移动CT系统的扫描重建方法、存储介质和CT扫描装置，应用于移动CT系统中，对患者进行连续螺旋扫描的过程中，能够实时对扫描机架的运动轨迹进行检测和修正，消除CT图像的运动伪影，获得满足临床要求的CT图像。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种移动CT系统的扫描重建方法，其特征在于，包括步骤：

(1)对患者进行摆位，扫描机架匀速旋转之后，继续沿病床方向移动并进行曝光，实现对患者的螺旋CT扫描，获得投影数据；

(2)按照扫描机架理想的运动轨迹，对步骤(1)中的投影数据进行重建，得到初始图像img_init；

(3)在投影数据中对病床的边缘或者标记点进行自动检测识别，获得病床标记点数据；

(4)在扫描过程中，根据投影数据和重建数据的比对来估计和修正扫描机架的运动模型，调整扫描机架的真实运动轨迹；

(5)根据步骤(4)估计和修正后的运动轨迹对初始图像img_init进行CT重建，增加反投误差修正，重建得到最终图像。

优选地，所述步骤(3)获得病床标记点数据的步骤包括：

(31)定义扫描过程中扫描机架和病床的相对位置关系；