CT Technology 

  檢查模式

  1)錐形束CT

  錐束CT是一種使用投影圖像來重建3D斷層圖像的方法，該投影圖像是在將檢查對象放置在X射線發生器和檢測器之間之后將檢查對象旋轉360°而獲得的。 (圖1)。它可以通過單次旋轉獲取關于FOV內物體的高分辨率3D體圖像。通常用于需要低劑量和高速掃描的醫學圖像以及工業圖像。

  與扇形束CT不同，錐束CT在理論上沒有精確的算法。因此，隨著錐角變大(垂直于旋轉中心軸越來越遠)，誤差變得越來越大，這被稱為錐束偽像。圖2中顯示了根據錐角的錐束偽像。

  通過各種研究消除錐束偽像的各種方法，我們開發了一種有效減少錐束偽像的算法。錐角度為30°的錐束偽影的球體模型重建圖像和應用我們的錐束偽像減少算法的結果圖像如圖3所示。您可以看到，由于錐角減小了很多，因此出現了偽影。

  2)束流CT

  與錐形束CT一樣，這是一種使用投影圖像來重建斷層圖像的方法，該投影圖像是在將檢查對象放置在X射線發生器和檢測器之間之后將檢查對象旋轉360°而獲得的。像錐束CT一樣，通過單次旋轉只能獲得單個層析成像圖像，而不能獲得3D體積圖像。與錐形束CT不同，這是理論上準確的算法，并且可以根據掃描重建非常準確的圖像而不會出錯。另外，如果使用適當的準直儀，則可以通過有效地減少散射的影響來獲得更好的斷面重建圖像質量。但是，由于單次旋轉只能獲取單個截面圖像，因此3D重建需要很多旋轉，這意味著比錐束CT更長的掃描時間是必需的?？梢酝ㄟ^應用螺旋掃描來減少掃描時間。

  3)層析成像(斷層合成)

  斷層合成是一種不同于CT的方法，只使用有限角度的投影圖像來重建3D圖像。它從1930年代開始進行研究，但當時還不存在Digital Detector，并且在1972年開發了CT重建方法后，人們的興趣減弱了。但是，隨著快速數字FPD和計算機技術的發展，它再次成為重要的研究課題。層照相術的掃描幾何形狀非常多樣，圖5中可以看到6種類型。

  與CT不同，斷層合成可以通過使用有限角度的投影圖像在短時間內進行掃描，并且可以高效地掃描難以用CT掃描的大而薄的產品。但是，由于使用有限角度的數據，很難獲得與CT相同質量的3D圖像。在圖6中可以看到能夠在層析合成中準確重建的區域。在(5)中的(b)中，在A1?B1，A2?B2，A3?B3，A4?B4的區域可以獲得與CT類似的圖像質量，但是其他區域的圖像質量不如CT。

  但是，如果產品又薄又寬，則可以有效地克服該缺點。圖7是使用我們的重復Tomosynthesis重建算法重建只通過60°有限角度獲得的半導體數據的投影圖像的結果。

  4)螺旋CT

  螺旋CT是1990年代初期積極研究的一種方法，其主要概念是掃描幾何體(單層CT)，其設計比使用束線檢測器的1條線要快于扇束CT。為了更快的掃描，它通過將1圈處理的檢測器行數增加到2、4、16、32、128和320行而發展成為MDCT(多行檢測器CT)。 3D螺旋CT具有許多優點，例如，與扇形束CT相比，速度非?？?，以及與錐形束CT不同的精確重建算法。同樣，如果檢查對象較長且不能在FOV中，則無法完全重建3D體積，但使用Helical CT可以實現。

  通過使用SEC開發的3D MDCT掃描算法，可以在長產品的情況下實現完美的3D重建。下圖是使用out Helical重建算法構造的3D數據。

  5)偏移掃描

  一種掃描大于FOV的對象的方法。 360°旋轉圖像包含的重疊數據多于用于重建的較小數據。能夠通過較小化重疊來掃描大于FOV的產品。

  與使用原始檢測器大兩倍的檢測器進行掃描的效果相同。但是由于重建算法的限制，不可能完美利用200%的FOV。 180?190%是可能的。需要特殊的處理算法來處理此問題，并且我們的設備可用于此過程。

  下左圖是使用偏移掃描獲取的2D投影圖像。旋轉軸和方向已標記。右圖是從獲取的圖像中重建的結果，很難識別與正常掃描的差異。

  6)半掃描

  一種只掃描和重建180 + alpha的方法以加快掃描速度。 360°旋轉的數據比重建所需的很小數據包含更多的數據。半掃描是一種通過較小化數據重疊來只利用必要數據的算法。但是，當只掃描180 + alpha時，并非所有光線均以相同的百分比用于重建，并且“半掃描”算法的要點正在平均地改變不平等地應用的光線。

  減少偽影

  1)光束硬化

  CT重建的結果是線性衰減因子，是假設X射線光子具有單一能量而獲得的結果。但是在X射線管中產生的X射線光子具有多種能量，而不是單一能量。這種類型的模型中假設的不一致表現為CT圖像中的束硬化偽像。每種材料都比低能量的光子更好地吸收高能量的光子。 X射線管中產生的X射線在穿透材料時，在低能區域會損失大量光子，而在高能區域會保留大量光子。結果，X射線有效能量增加。

  盡管束硬化現象是CT結果圖像中的單一材料，但其CT數卻不相等。通過不斷研究波束硬化修正算法，我們得到了獎勵算法。左圖是修訂前的圖像，右圖是修訂后的圖像。

  2)減少金屬制品

  當X射線穿透材料時，肯定會出現光束硬化和散射，并對圖像產生不良影響。當穿透材料的密度變高時，這些偽像會顯著地出現。金屬制品是不可避免的問題，尤其是在工業CT中。對于工業CT，處理諸如金屬之類的高密度材料至關重要，并且在掃描金屬材料時始終會出現“金屬偽影”。

  我們一直在進行各種研究以消除金屬制品?？梢允褂酶鞣N方法(例如統計迭代重建，2遍重復重建算法等)有效地消除金屬偽像。