專利名稱：X射線ct裝置的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及X射線CT裝置和方法，特別涉及X射線管和X射線檢測(cè)器(多行檢測(cè)器)互相相對(duì)放置且其間放置患者的X射線CT裝置和方法，該檢測(cè)器包括在通道排列方向線性排列以在受治療者身體軸向形成多個(gè)行的多個(gè)X射線檢測(cè)器元件，用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的層析X射線攝影圖像。
在這種類型的X射線CT裝置中，由于在一次掃描中可以從多行檢測(cè)器的多個(gè)行同時(shí)獲得投影數(shù)據(jù)，因此可以提高X射線CT成像的速度。然而，由于掃描(投影)數(shù)據(jù)采集圖表(即患者的切片的圖形)是固定的，因此該裝置不能靈活地適于各種醫(yī)療目的的成像，希望進(jìn)一步改進(jìn)。
相關(guān)技術(shù)

圖1是常規(guī)X射線CT裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。該裝置一般由用于進(jìn)行軸向/螺旋掃描和利用X射線扇束XLFB在目標(biāo)上讀數(shù)的掃描臺(tái)架部分30、用于支撐患者100和在體軸CLb方向移動(dòng)患者100的成像臺(tái)20、和遙控設(shè)置用于控制掃描臺(tái)架部分30和成像臺(tái)20并由例如放射學(xué)家操作的操縱臺(tái)部分10構(gòu)成。
在掃描臺(tái)架部分30中，參考標(biāo)記40表示旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極型X射線管，150表示用于限制在體軸方向的X射線的輻射寬度的準(zhǔn)直器，50aA表示用于控制準(zhǔn)直器150的狹縫寬度w的準(zhǔn)直器控制部分，70表示X射線檢測(cè)器(多行檢測(cè)器)，在該X射線檢測(cè)器中多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道CH排列方向線性排列以便在例如體軸方向形成四行L1-L4，80’表示用于在X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生患者的投影數(shù)據(jù)g(X，θ)并采集該數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集部分(DAS)，30A表示用于進(jìn)行X射線圖像拍攝系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)控制的旋轉(zhuǎn)控制部分(以下有時(shí)也稱為臺(tái)架)。圖1另外還示出了關(guān)于掃描臺(tái)架部分30固定的x-、y-和z-坐標(biāo)軸，其中z軸與體軸CLb方向一致。
在操縱臺(tái)部分10中，參考標(biāo)記11表示用于進(jìn)行X射線CT裝置的主控制和處理(如掃描設(shè)計(jì)、掃描控制、CT層析X射線攝影圖像再現(xiàn)處理等)的中央處理裝置，13表示用于顯示掃描設(shè)計(jì)圖、掃描/再現(xiàn)CT層析X射線攝影圖像等的顯示器件(CRT)，14表示用于交換在中央處理裝置11和掃描臺(tái)架部分30及成像臺(tái)20之間的幾種控制信號(hào)C1，C2和監(jiān)視信號(hào)的控制接口，15表示用于累積來(lái)自數(shù)據(jù)采集部分80’的投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集緩沖器。
現(xiàn)在簡(jiǎn)述一下操作。來(lái)自X射線管40的X射線扇束XLFB穿過(guò)患者100并撞擊X射線檢測(cè)器70的所有檢測(cè)器行L1-L4。數(shù)據(jù)采集部分80’通過(guò)集成和A/D轉(zhuǎn)換檢測(cè)器行L1-L4的通道檢測(cè)信號(hào)電流產(chǎn)生對(duì)應(yīng)投影數(shù)據(jù)g1(X，θ)-g4(X，θ)，并在數(shù)據(jù)采集緩沖器15中儲(chǔ)存投影數(shù)據(jù)。接著，通過(guò)稍微旋轉(zhuǎn)臺(tái)架到視角θ，進(jìn)行相同的投影，等等；由此為臺(tái)架的一次旋轉(zhuǎn)采集和累積投影數(shù)據(jù)。
而且，成像臺(tái)20根據(jù)軸向/螺旋掃描設(shè)計(jì)方案在患者100的體軸方向斷續(xù)/連續(xù)地移動(dòng)，因而，可以采集和累積患者所要求成像區(qū)域的所有投影數(shù)據(jù)。然后中央處理裝置11與掃描操作同時(shí)或在掃描操作之后在得到的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者100的CT層析X射線攝影圖像，并在顯示器件13上顯示CT層析X射線投影圖像。
插圖(a)表示常規(guī)準(zhǔn)直器150的平面圖。準(zhǔn)直器150具有這樣的結(jié)構(gòu)，以便垂直于z軸設(shè)置的兩個(gè)平行狹縫板150a和150b利用螺栓154在四個(gè)角部樞軸地固定到兩個(gè)鉸鏈152a和152b上以形成平行四邊形，鉸鏈152a和152b被各自樞軸153a和153b在鉸鏈152a和152b的中線CL上樞軸地支撐。在這個(gè)構(gòu)形中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉸鏈152b的樞軸153b可以關(guān)于中線CL對(duì)稱地改變?cè)趜軸方向上的狹縫寬度w。狹縫寬度w的中線CL在原位對(duì)應(yīng)X射線檢測(cè)器行的中線CL。
常規(guī)數(shù)據(jù)采集部分80’包括能組合(相加)穿過(guò)檢測(cè)器行的通道檢測(cè)信號(hào)電流的開(kāi)關(guān)單元(SWU)81’和通過(guò)集成和A/D轉(zhuǎn)換從開(kāi)關(guān)單元81’輸出的通道組合電流而可以產(chǎn)生四列投影數(shù)據(jù)g1(X，θ)-g4(X，θ)的數(shù)據(jù)采集單元(DAS1-DAS4)。通過(guò)組合穿過(guò)對(duì)應(yīng)所要求切片寬度的檢測(cè)器行的通道檢測(cè)信號(hào)電流，數(shù)據(jù)采集部分80’可以再現(xiàn)關(guān)于X射線檢測(cè)器行的中線CLd對(duì)稱并有不同切片寬度的CT層析X射線投影圖像，如下面將介紹的。下面將具體介紹用于提供不同切片寬度的常規(guī)掃描(投影)數(shù)據(jù)采集方案。
圖2是用于解釋常規(guī)數(shù)據(jù)采集方案的示意圖。具體而言，圖2(A)表示檢測(cè)器行L1-L4的通道檢測(cè)信號(hào)電流i1-i4單獨(dú)地被DAS1-DAS4轉(zhuǎn)換成具有小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1-S4而沒(méi)有組合穿過(guò)檢測(cè)器行的通道檢測(cè)信號(hào)電流i1-i4的情況。這樣，在一次掃描中可以再現(xiàn)具有小切片寬度的四個(gè)CT層析X射線投影圖像。這個(gè)數(shù)據(jù)采集方案適于患者的微小組織(在頭部、損傷位置等)的成像。
圖2(B)表示其中檢測(cè)器行L1和L2的通道檢測(cè)信號(hào)電流i1和i2及檢測(cè)器行L3和L4的i3和i4預(yù)先被SWU 81’相加(組合)，然后組合的信號(hào)被例如DAS1和DAS3轉(zhuǎn)換成具有相對(duì)大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1和S2的情況。這樣，可以在一次掃描中再現(xiàn)具有相對(duì)大切片寬度的兩個(gè)CT層析X射線攝影圖像。這個(gè)數(shù)據(jù)采集方案適于相當(dāng)細(xì)微地檢測(cè)在患者的相對(duì)大成像區(qū)域(胸部，腹部等)中存在的病癥。
圖2(C)表示其中所有檢測(cè)器行L1-L4的通道檢測(cè)信號(hào)電流i1-i4預(yù)先被SWU 81’相加(組合)，然后組合的信號(hào)被例如DAS1轉(zhuǎn)換成具有大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1的情況。這樣，在一次掃描中可以再現(xiàn)具有大切片寬度的一個(gè)CT層析X射線投影圖像。這個(gè)數(shù)據(jù)采集方案適于大致地檢測(cè)在患者的大成像區(qū)域(胸部—腹部等)中存在的病癥。在任何情況下，在一次掃描期間可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)檢測(cè)器行的成像，并且可以提高X射線CT成像的速度。
然而，由于常規(guī)成像圖形是對(duì)稱的和固定的，如上所述，因此不能靈活地適于各種醫(yī)療目的的成像。具體而言，假設(shè)需要從患者胸部到腹部大致地檢測(cè)病癥的存在并精細(xì)地檢查主要組織。在常規(guī)方案中為響應(yīng)這種需要，首先在圖2(C)的成像圖形中必須進(jìn)行從患者胸部到腹部的無(wú)間隔地成像，然后必須在圖2(A)的成像圖形中進(jìn)行患者的主要部位的細(xì)微成像。這兩次成像是需要消耗時(shí)間的，此外，患者可能暴露于過(guò)量的輻射。
而且，由于常規(guī)方案組合(相加)了穿過(guò)它們所在的行的X射線檢測(cè)元件的通道檢測(cè)信號(hào)(電流)，因此不同切片寬度的投影數(shù)據(jù)不能同時(shí)從通道中的通道檢測(cè)信號(hào)獲得。具體地說(shuō)，當(dāng)獲得圖2(C)的投影數(shù)據(jù)S1時(shí)，例如，不能同時(shí)獲得圖2(B)或(A)的投影數(shù)據(jù)S1、S2或S1-S4，類似地，當(dāng)獲得圖2(B)的投影數(shù)據(jù)S1，S2時(shí)，不能同時(shí)獲得圖2(A)的投影數(shù)據(jù)S1-S4。
發(fā)明概述本發(fā)明是在考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題而做出的，并且本發(fā)明的目的是提供能有效地在一次掃描中獲得具有各種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)的X射線CT裝置和方法。
該目的例如可以通過(guò)圖3中所示的構(gòu)形實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方案(1)，提供一種X射線CT裝置，其中X射線管40和X射線檢測(cè)器70互相相對(duì)設(shè)置且其間放置患者100，在檢測(cè)器中，多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道排列方向中線性排列以在患者體軸方向形成多個(gè)行，用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的CT層析X射線攝影圖像，包括信號(hào)復(fù)制裝置81a，用于復(fù)制X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)和將該復(fù)制信號(hào)分配給多個(gè)組a、b等；信號(hào)組合裝置81b，可以為每個(gè)通道在穿過(guò)檢測(cè)器行的任意圖形中組合每組中的分配復(fù)制信號(hào)；和數(shù)據(jù)采集裝置82，用于將每個(gè)組的通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)并沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的方案(1)中，其中X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)被復(fù)制并分配到多個(gè)組的構(gòu)形可以為通道中的通道檢測(cè)信號(hào)同時(shí)獲得具有不同切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。具體而言，即使在獲得圖2(C)的投影數(shù)據(jù)S1時(shí)，例如，可以同時(shí)獲得圖2(B)或(A)的投影數(shù)據(jù)S1、S2或S1-S4。而且，在本發(fā)明的方案(1)中，其中每個(gè)組a、b、等中的復(fù)制信號(hào)可以在任意圖形中組合的構(gòu)造可以在一次掃描中同時(shí)和有效地獲得具有各種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)，因此這種構(gòu)造可適于各種醫(yī)療目的的成像要求。
術(shù)語(yǔ)“不同切片寬度”指的是信號(hào)復(fù)制信號(hào)以連續(xù)方式穿過(guò)檢測(cè)器行而組合的情況，術(shù)語(yǔ)“切片圖形”指的是其中通道復(fù)制信號(hào)以斷續(xù)方式(具有間隔)穿過(guò)檢測(cè)器行而組合的情況。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案(2)，提供具有與上述X射線CT裝置的前面說(shuō)明的前言中所述的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的X射線CT裝置，包括如圖17中示意示出的，信號(hào)復(fù)制裝置81a，用于復(fù)制X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)并將該復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組G1-G3，等；信號(hào)組合裝置81b，在穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行的預(yù)定圖形中組合每個(gè)組中的分配復(fù)制信號(hào)；和數(shù)據(jù)采集裝置82，用于將每個(gè)組的通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)并沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的方案(2)中，雖然為通道組合信號(hào)限制了切片寬度(切片圖形)的數(shù)量，但是具有簡(jiǎn)單構(gòu)形的信號(hào)復(fù)制裝置81a和信號(hào)組合裝置81b能在一次掃描中同時(shí)和有效地獲得具有各種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案(3)，提供具有與上述X射線CT裝置的前面說(shuō)明的前言中所述的結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu)的X射線CT裝置，包括如圖18中示意示出的，信號(hào)復(fù)制裝置81a，用于復(fù)制X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)并將該復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組G1-G6，等；信號(hào)組合裝置81b，在穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行的預(yù)定圖形中組合每個(gè)組中的分配復(fù)制信號(hào)；信號(hào)選擇裝置81c，用于進(jìn)一步為各個(gè)組從通道組合信號(hào)當(dāng)中選擇；和數(shù)據(jù)采集裝置82，用于將每個(gè)組的選擇通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)并沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的方案(3)中，具有相對(duì)簡(jiǎn)單構(gòu)形的信號(hào)復(fù)制裝置81a和信號(hào)組合裝置81b能使具有各種切片寬度(切片圖形)的通道組合信號(hào)預(yù)先產(chǎn)生，并且通過(guò)其中通道組合信號(hào)被信號(hào)選擇裝置81c選擇的結(jié)構(gòu)，可以在一次掃描中同時(shí)和有效地獲得具有各種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。
優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明的又一方案(4)，如關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置還包括數(shù)據(jù)處理裝置(CPU)，用于穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行組合每個(gè)組的采集投影數(shù)據(jù)，如圖12(B)中示意示出的。
在本發(fā)明的方案(4)中，由于具有能組合在一次掃描中獲得的具有各種切片寬度(切片圖形)的原始投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置，可以獲得具有另外不同切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。因此，可以在一次掃描中基本上同時(shí)和有效地獲得具有各種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的又一方案(5)，關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置包括用于在來(lái)自數(shù)據(jù)采集裝置82的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行CT層析X射線投影圖像的圖像再現(xiàn)的圖像再現(xiàn)裝置(由CPU11a表示)，如圖5中示意示出的。
在本發(fā)明的方案(5)中，數(shù)據(jù)采集裝置82能使具有各種總切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)被硬件快速采集，并且圖像再現(xiàn)裝置(CPU11a)可以只集中在圖像再現(xiàn)處理的基本任務(wù)上。因此，可以大大減少CPU上的處理負(fù)載。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的再一方案(6)，在關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置中，X射線檢測(cè)器70包括在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向形成相等檢測(cè)寬度的多個(gè)行的多個(gè)X射線檢測(cè)元件，如圖14中示意示出的。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的方案(7)中，在關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置中，X射線檢測(cè)器70包括在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向形成相等檢測(cè)寬度的多個(gè)行的多個(gè)X射線檢測(cè)元件，如圖15中示意示出的。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的方案(8)中，在關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置中，信號(hào)復(fù)制裝置81a包括電流鏡像電路，用于復(fù)制相同的或以恒定比例的X射線檢測(cè)元件的通道檢測(cè)信號(hào)電流，如圖6中示意示出的。這樣，可以有效地產(chǎn)生與以通道檢測(cè)信號(hào)電流為基礎(chǔ)的參考電流相同或成正比的一個(gè)或多個(gè)復(fù)制信號(hào)電流。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方案(9)，在關(guān)于本發(fā)明的方案(1)所述的X射線CT裝置中，信號(hào)組合裝置81b包括多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，用于通過(guò)外部控制信號(hào)單獨(dú)地ON/OFF控制每個(gè)組的復(fù)制信號(hào)；和信號(hào)組合電路，用于為每個(gè)組組合來(lái)自開(kāi)關(guān)裝置的輸出信號(hào)，如圖6中示意示出的。這樣，可以很容易地在任意組合圖形中產(chǎn)生組合信號(hào)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的再一方案(10)，在關(guān)于本發(fā)明的方案(3)所述的X射線CT裝置中，信號(hào)選擇裝置81c包括多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，用于通過(guò)外部控制信號(hào)單獨(dú)地ON/OFF控制每個(gè)組的復(fù)制信號(hào)；和信號(hào)組合電路，用于為每個(gè)組組合來(lái)自開(kāi)關(guān)裝置的輸出信號(hào)，如圖18中示意示出的。這樣，可以在任意組合圖形中很容易地選擇和進(jìn)一步組合該組合信號(hào)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的又一方案(11)，關(guān)于本發(fā)明的方案(1)所述的X射線CT裝置包括具有k個(gè)檢測(cè)器行的X射線檢測(cè)器70；和m(≥2)信號(hào)復(fù)制/組合單元81a、81b等，它由能為k/m檢測(cè)器行進(jìn)行信號(hào)處理的一套信號(hào)復(fù)制裝置和信號(hào)組合裝置構(gòu)成，如圖16中示意示出的，因而利用m信號(hào)復(fù)制/組合單元平行進(jìn)行為XA射線檢測(cè)器的k檢測(cè)器行的信號(hào)處理。
在本發(fā)明的方案(11)中，由于平行提供多個(gè)基本信號(hào)復(fù)制/組合單元81a、81b等，因此本發(fā)明可以很容易地應(yīng)用于具有多個(gè)檢測(cè)器行的X射線檢測(cè)器70。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的再一方案(12)中，關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置包括置于X射線管40和X射線檢測(cè)器70之間的準(zhǔn)直器裝置50，該裝置50能在體軸CLb方向關(guān)于X射線檢測(cè)器的中心(CLd)的兩側(cè)不對(duì)稱地改變患者體軸方向上的X射線束寬度，如圖3中示意示出的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的又一方案(13)，在關(guān)于本發(fā)明的方案(12)所述的X射線CT裝置中，準(zhǔn)直器裝置50包括兩個(gè)平行狹縫板50a、50b，用于限制患者體軸方向的X射線束寬度，因而可以獨(dú)立地改變?cè)诟鱾€(gè)狹縫板與假設(shè)位于體軸方向的X射線檢測(cè)器的中心CLd上的線之間形成的狹縫寬度wa和wb，如圖4中示意示出的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的另一方案(14)，關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置還包括用于顯示關(guān)于掃描方案的信息的顯示裝置13A，并且在該顯示裝置上對(duì)應(yīng)穿過(guò)由預(yù)先進(jìn)行的掃描方案規(guī)定的檢測(cè)器行的組合圖形顯示患者切片位置和/或切片寬度的標(biāo)記信息S1、S2等，如圖8中示意示出的。這樣，例如，放射學(xué)家可以很容易地考慮到不同切片寬度(切片圖形)而確定和證實(shí)掃描方案(參數(shù))。
根據(jù)本發(fā)明的又一方案(15)，提供一種用于X射線CT裝置的投影數(shù)據(jù)采集方法，該X射線CT裝置具有如在前述X射線CT裝置的前面說(shuō)明的前言中所述的構(gòu)形，該方法包括復(fù)制X射線檢測(cè)器的通道檢測(cè)信號(hào)并將該復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組；為每個(gè)通道在穿過(guò)檢測(cè)器行的任何圖形中組合每個(gè)組中的復(fù)制信號(hào)以產(chǎn)生一系列的投影數(shù)據(jù)；和在通道中的通道檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上同時(shí)采集具有不同切片寬度的投影數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案(16)，提供采用關(guān)于本發(fā)明的方案(1)-(3)所述的X射線CT裝置的X射線CT成像方法，包括以下步驟預(yù)先規(guī)定在掃描方案過(guò)程中穿過(guò)檢測(cè)器行的通道檢測(cè)信號(hào)的組合圖形；和在接下來(lái)的掃描期間根據(jù)規(guī)定的組合圖形進(jìn)行穿過(guò)檢測(cè)器行的通道檢測(cè)信號(hào)的組合，由此產(chǎn)生/采集相應(yīng)切片圖形的投影數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于可以在一次掃描中有效地獲得具有隔閡總切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明可以靈活地適于各種醫(yī)療目的的成像需要，并可以大大改進(jìn)X射線CT醫(yī)療服務(wù)中的速度和便利。
通過(guò)下面如附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施例的描述使本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)更明顯。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是常規(guī)X射線CT裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說(shuō)明常規(guī)數(shù)據(jù)采集方案的示意圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的原理的示意圖。
圖4是在一個(gè)實(shí)施例中的X射線CT裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示一個(gè)實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集/計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)形的示意圖。
圖6是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的示意圖。
圖7是一個(gè)實(shí)施例中的X射線CT成像處理的流程圖。
圖8是在一個(gè)實(shí)施例中的掃描參數(shù)確定處理的示意圖。
圖9是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖(1)。
圖10是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖(2)。
圖11是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖(3)。
圖12是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖(4)。
圖13是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖(5)。
圖14是用于說(shuō)明第二實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖。
圖15是用于說(shuō)明第三實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖。
圖16是用于說(shuō)明第四實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖。
圖17是用于說(shuō)明第五實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖。
圖18是用于說(shuō)明第六實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的示意圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明下面將參照附圖詳細(xì)地介紹本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在所有附圖中相同參考標(biāo)記表示相同或相應(yīng)部分。
圖4是在一個(gè)實(shí)施例中的X射線CT裝置的主要部分的構(gòu)形圖，其中參考標(biāo)記30表示掃描臺(tái)架部分，50表示能不對(duì)稱地限制體軸方向的X射線的輻射寬度的準(zhǔn)直器，50A表示準(zhǔn)直器控制部分，70表示X射線檢測(cè)器(多行檢測(cè)器)，80表示用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器70的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生患者的投影數(shù)據(jù)g1(X，θ)、g2(X，θ)并采集該投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集部分(DAS)，11表示用于進(jìn)行X射線CT裝置的主要控制和處理的中央處理裝置，11a表示中央處理裝置的CPU，11b表示由CPU 11a采用的包括RAM、ROM等的住存儲(chǔ)器(MM)，16表示副存儲(chǔ)器件(硬盤(pán)器件等)，用于累積和儲(chǔ)存來(lái)自數(shù)據(jù)采集緩沖器15的投影數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存用于控制/操作X射線CT裝置所需要的幾個(gè)應(yīng)用程序和用于幾次計(jì)算和校正等的數(shù)據(jù)文件。除了上述以外的結(jié)構(gòu)部件可以與關(guān)于圖1所述的相同。
插圖(a)表示典型準(zhǔn)直器50的平面圖。一方面，準(zhǔn)直器50包括與假設(shè)垂直z軸的中線CL平行設(shè)置的狹縫板50a。該狹縫板50a通過(guò)兩個(gè)螺栓54a和54b及兩個(gè)公用樞軸53a和53b樞軸地固定到兩個(gè)鉸鏈52a和52b上，以便中線CL、狹縫板50a和鉸鏈52a和52b形成平行四邊形。而且，鉸鏈52b的端部通過(guò)固定到齒輪型電機(jī)55a的旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪56a和與凸輪56a協(xié)作的連接機(jī)械部分57a而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣可以使由狹縫板50a和z軸方向的中線CL形成的狹縫寬度wa獨(dú)立地被改變。
另一方面，準(zhǔn)直器50包括與中線CL平行設(shè)置的狹縫板50b。狹縫板50b通過(guò)兩個(gè)螺栓54a和54b及兩個(gè)公用樞軸53a和53b樞軸地固定到兩個(gè)鉸鏈52c和52d上，以便中線CL、狹縫板50b和鉸鏈52c和52d形成平行四邊形。而且，鉸鏈52d的端部通過(guò)固定到齒輪型電機(jī)55b的旋轉(zhuǎn)軸上的偏心凸輪56b和與凸輪56b協(xié)作的連接機(jī)械部分57b而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣可以使由狹縫板50b和z軸方向的中線CL形成的狹縫寬度wb獨(dú)立地被改變。
在準(zhǔn)直器50中假設(shè)的中線CL在位置上對(duì)應(yīng)X射線檢測(cè)器行的中線CLd。因此，通過(guò)獨(dú)立地控制狹縫板50a和50b，可以關(guān)于中線CLd不對(duì)稱地改變撞擊到X射線檢測(cè)器70上的在體軸方向的X射線束寬度(對(duì)應(yīng)wa和wb)。這樣，患者100不會(huì)暴露于多于X射線的最小所要求量，并且可以有效地避免患者100暴露于過(guò)量輻射。
圖5是表示一個(gè)實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集/計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)形的示意圖，示出了一般構(gòu)形，其中在用于X射線檢測(cè)器70的k行的通道檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上可以同時(shí)采集任意切片寬度(切片圖形)的m列投影數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)采集部分80中，參考標(biāo)記81表示復(fù)制來(lái)自X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)并能將穿過(guò)檢測(cè)器行的該復(fù)制信號(hào)組合為任意圖形的開(kāi)關(guān)單元(SWU)，這將在下面參考圖6詳細(xì)地說(shuō)明。參考標(biāo)記821-82m表示用于在從SWU81輸出的組合信號(hào)基礎(chǔ)上產(chǎn)生和采集各個(gè)投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集單元DAS1-DASm。
現(xiàn)在考慮由DAS1進(jìn)行的信號(hào)處理。輸入通道檢測(cè)(組合)信號(hào)電流IB1由鏡像積分器IG1進(jìn)行積分并轉(zhuǎn)換成與傳輸輻射量成正比的電壓信號(hào)V1。如果需要，該電壓被放大器A1放大，并被采樣保持電路SH1在預(yù)定時(shí)間采樣保持。這個(gè)過(guò)程適用于對(duì)于通道CH2-CHn的信號(hào)處理。而且，來(lái)自采樣保持電路SH1-SHn的輸出信號(hào)被通道信號(hào)多路轉(zhuǎn)換器CMX多路轉(zhuǎn)換并被A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這種處理適用于由數(shù)據(jù)采集單元DAS2-DASm進(jìn)行的信號(hào)處理。另外，來(lái)自數(shù)據(jù)采集單元DAS1-DASm的輸出數(shù)據(jù)通過(guò)行多路轉(zhuǎn)換器LMx進(jìn)行多路轉(zhuǎn)換，得到的一系列投影數(shù)據(jù)(掃描數(shù)據(jù))暫時(shí)累積在數(shù)據(jù)采集緩沖器15中。
通過(guò)這種構(gòu)形，CPU 11a根據(jù)由掃描方案預(yù)先確定的掃描參數(shù)信息(切片寬度，切片圖形)建立和控制了用于開(kāi)關(guān)單元81的復(fù)制信號(hào)的組合圖形。此后，進(jìn)行掃描以獲得具有所希望的切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。下面將具體地介紹根據(jù)本發(fā)明的有些典型掃描(投影)數(shù)據(jù)采集方案。
圖6是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的示意圖，示出了其中可以在用于四行的通道檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上同時(shí)采集兩組任意切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。圖6表示穿過(guò)行的X射線檢測(cè)器70中的通道中的檢測(cè)元件的橫截面圖。參考標(biāo)號(hào)L1-L4表示檢測(cè)器行，X射線扇束XLFB1-XLFB4在關(guān)于檢測(cè)器行L1-L4的中線CLd的體軸方向被一起對(duì)稱擴(kuò)展投影。
X射線檢測(cè)器70包括在正面的閃爍器層71和在背面的光電二極管72，這些層被分成圖像元件(即被分成行和通道)。閃爍器71含有例如作為具有低光散射的熒光材料的碘化銫CsI，并將X射線通過(guò)患者轉(zhuǎn)換成光(X射線光子)。光電二極管(PD)72將該轉(zhuǎn)換的光轉(zhuǎn)換成電荷(電流)。
開(kāi)關(guān)單元81包括用于復(fù)制和分布X射線檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)復(fù)制部分81a和能在穿過(guò)檢測(cè)器行的任意圖形中組合(相加)該復(fù)制通道檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)組合部分81b。
典型的信號(hào)復(fù)制電路由電流鏡像電路構(gòu)成，電流鏡像電路由具有均勻特性的晶體管Q1-Q3構(gòu)成。當(dāng)通道檢測(cè)信號(hào)電流(參考電流)i1施加于Q1時(shí)，相同(成比例)的復(fù)制電流i1、i1分別施加于Q2和Q3。在這種情況下，由于兩個(gè)晶體管Q2和Q3用做恒定電流源，因此原始參考電流i1和復(fù)制電流i1、i1不受它們的負(fù)載已經(jīng)連接(組合)的途徑的影響。即，可以分開(kāi)地分配復(fù)制電流i1、i1。
另一方面，信號(hào)組合部分81b提供有m(在本例中m為2)個(gè)基本組合電路，每個(gè)由與輸入線串聯(lián)的開(kāi)關(guān)S1-S4和能組合(相加)在各個(gè)線中所選擇的復(fù)制信號(hào)i1-i4的導(dǎo)體圖形電路構(gòu)成。
通過(guò)這種構(gòu)形，當(dāng)光撞擊到光電二極管PD1的反向偏置p-n結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生與發(fā)射輻射量成正比的光電流i1，該電流i1在晶體管Q2和Q3中被復(fù)制，并且可以分開(kāi)地分配該復(fù)制電流。相同的處理應(yīng)用于PD2-PD4。而且，由開(kāi)關(guān)S1a-S4a按要求選擇/組合復(fù)制電流i1-i4的組的一組，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)任意切片寬度(切片圖形)的組合電流IB1a，并且電流IB1a被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)采集單元DAS1中的投影數(shù)據(jù)g1(X，θ)。同樣，由開(kāi)關(guān)S1b-S4b按要求選擇/組合復(fù)制電流i1一i4的組的其它組，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)任意切片寬度(切片圖形)的組合電流IB1b，并且電流IB1b被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)采集單元DAS2中的投影數(shù)據(jù)g2(X，θ)。這樣，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可以同時(shí)獲得具有任意切片寬度(切片圖形)的兩序列投影數(shù)據(jù)g1(X，θ)和g2(X，θ)，并且這些投影數(shù)據(jù)可以同時(shí)被CT-再現(xiàn)。
前面已經(jīng)介紹了由晶體管Q1-Q3構(gòu)成的電流鏡像電路，但不限于此。代替地，電流鏡像電路可以由場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)構(gòu)成。而且，通過(guò)增加晶體管(或FETs)的數(shù)量，可以任意增加要復(fù)制/分配的電流的數(shù)量。同時(shí)，通過(guò)增加信號(hào)組合電路81b和DAS’s的數(shù)量，可以增加要同時(shí)獲得的任意切片寬度(切片圖形)的數(shù)量。
此外，雖然前面已經(jīng)介紹了復(fù)制和分配通道檢測(cè)電流信號(hào)的情況，但本發(fā)明不限于此。代替地，可以復(fù)制和分配通道檢測(cè)電壓信號(hào)。
現(xiàn)在介紹利用這種構(gòu)形進(jìn)行X射線CT成像操作。圖7是在一個(gè)實(shí)施例中由CPU 11a進(jìn)行的X射線CT成像處理的流程圖。優(yōu)選地，在患者100上初步進(jìn)行搜索掃描(與傳統(tǒng)的X射線成像相同)，然后進(jìn)入當(dāng)前處理。在步驟S11中，放射學(xué)家確定用于在患者100上的隨后軸向/螺旋掃描的掃描參數(shù)。
圖8示出了在一個(gè)實(shí)施例中掃描參數(shù)確定處理的示意圖。在完成初步搜索掃描之后，在顯示屏13A上顯示用于后來(lái)軸向/螺旋掃描的掃描參數(shù)確定板13a，并且放射學(xué)家如通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)或利用鍵盤(pán)輸入所要求的掃描參數(shù)。用于獲得患者的CT層析X射線攝影圖像Q的典型掃描方案可以通過(guò)識(shí)別兩種類型的掃描方案(切片寬度，切片圖形)S1和S2來(lái)確定，如下“掃描方案S1”掃描類型[掃描類型]＝軸向掃描，在體軸上的掃描開(kāi)始位置 [開(kāi)始位置]＝z1，在體軸上的掃描結(jié)束位置 [結(jié)束位置]＝z10，掃描次數(shù)[圖像數(shù)目]＝10患者的切片寬度 [厚度]＝1mm，掃描時(shí)間[Sec] ＝1sec/臺(tái)架旋轉(zhuǎn)，X射線管的管壓 [kV] ＝120kV，X射線管的管電流 [mA] ＝280mA；和“掃描方案S2”患者的切片寬度[厚度]＝3mm。
而且，在放射學(xué)家點(diǎn)擊掃描確定板上的[顯示定位器]圖標(biāo)時(shí)，在顯示屏13A的圖像顯示區(qū)域13b中顯示所示的患者100的搜索圖像100A，并且表示切片位置的線(切割線)重疊。圖中的粗線表示掃描方案S1中開(kāi)始和結(jié)束位置，虛線表示切片之間的位置。切片寬度＝1MM由相應(yīng)的線寬表示。在掃描方案S1的下部中顯示的標(biāo)記“≤”表示通過(guò)掃描方案S2的結(jié)束切片位置的開(kāi)始切片位置。切片寬度＝3mm(S1的1mm在前面和后面各加上1mm)由相應(yīng)標(biāo)記“≤”的顯示位置和寬度表示。
優(yōu)選地，如圖所示，例如，切片寬度S1和切片寬度S2的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系在圖像顯示區(qū)域13b的部分中被放大之后被精確地顯示，并且寬度可以由X射線檢測(cè)器70(由虛線表示的)的所有檢測(cè)器行檢測(cè)。這樣，放射學(xué)家可以清楚地識(shí)別同時(shí)執(zhí)行的兩個(gè)掃秒方案。而且，在這種情況下，放射學(xué)家可以通過(guò)觀察圖像顯示區(qū)域13b上的搜索圖像100A而按希望改變掃描方案S1和S2以確認(rèn)切割線等，如果需要，可采用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)。
回到圖7，在步驟12，該處理等待放射學(xué)家的確認(rèn)“CONFIRM”按鈕操作，并通過(guò)““CONFIRM”按鈕操作”，在步驟S13根據(jù)確定的掃描參數(shù)開(kāi)始成像準(zhǔn)備。具體而言，準(zhǔn)直器50設(shè)置在規(guī)定的狹縫寬度w(對(duì)稱/不對(duì)稱)。而且，設(shè)定信號(hào)組合部分81b中的開(kāi)關(guān)連接以建立對(duì)應(yīng)掃描方案S1和S2的切片寬度(切片圖形)。除此之外，X射線管40被接通，臺(tái)架開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，患者被運(yùn)載到確定掃描位置。
在完成掃描準(zhǔn)備之后，在步驟S14中在患者上進(jìn)行掃描和讀取。在步驟S15中，采集和累積患者100的投影數(shù)據(jù)。在步驟S16，決定在所要求成像區(qū)域上的掃描是否已經(jīng)完成，如果沒(méi)有完成，繼續(xù)回到步驟S14。當(dāng)完成掃描時(shí)，在步驟S17根據(jù)預(yù)定再現(xiàn)參數(shù)(PRecon)再現(xiàn)患者100的X射線CT層析圖像。在步驟S18，在顯示部分13上顯示得到的X射線CT層析圖像。
接著，將具體介紹投影數(shù)據(jù)的幾個(gè)典型采集圖形。圖9-13是用于解釋在第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集圖形的視圖(1)-(5)。圖9示出了同時(shí)采集具有對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)器行的小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1和具有對(duì)應(yīng)四個(gè)檢測(cè)器行的大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的情況。在圖9(A)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S1a，獲得具有在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L1的小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。而且，通過(guò)一起接通組b的開(kāi)關(guān)S1b-S4b，獲得具有其中檢測(cè)器行L1-L4的通道檢測(cè)信號(hào)被組合(相加)的大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2。在這種情況下，由于檢測(cè)器行L1的通道檢測(cè)信號(hào)電流在信號(hào)復(fù)制部分81a被復(fù)制和分配，因此在組合之后對(duì)于S1只采用復(fù)制信號(hào)之一和對(duì)S2采用另一個(gè)的處理可以很容易被實(shí)現(xiàn)。并且，在這種情況下，通過(guò)CPU 11a知道組b的通道組合信號(hào)被增強(qiáng)(例如是單信號(hào)的四倍)的CPU 11a，CPU 11a可以很容易地適于后來(lái)的檢測(cè)靈敏度的調(diào)整(求平均值)。
在圖9(B)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S2a，代替只接通開(kāi)關(guān)S1a，在具有大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的中心一般可以同時(shí)獲得具有小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。
在圖9(C)中，與上面一樣通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S3a或S4a，可獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)采集圖形。
圖10示出了同時(shí)采集具有對(duì)應(yīng)兩個(gè)檢測(cè)器行的相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1和具有對(duì)應(yīng)四個(gè)檢測(cè)器行的大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的情況。在圖10(A)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S1a和S2a，獲得其中檢測(cè)器行L1和L2的通道檢測(cè)信號(hào)組合(相加)的具有相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。組b的投影數(shù)據(jù)S2與上面的一樣。
在圖10(B)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S2a和S3a而代替只接通開(kāi)關(guān)S1a和S2a，恰恰在具有大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的中心同時(shí)獲得具有相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。
在圖10(C)中，與上面一樣通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S3a和S4a，可獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)采集圖形。
圖11示出了同時(shí)采集具有對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)器行的相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1和具有對(duì)應(yīng)三個(gè)檢測(cè)器行的大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的情況。在圖11(A)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S2a，獲得在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L2的具有小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。而且，通過(guò)一起接通組b的開(kāi)關(guān)S2b-S4b，獲得其中檢測(cè)器行L2-L4的通道檢測(cè)信號(hào)組合(相加)的具有相對(duì)大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2。同時(shí)，準(zhǔn)直器50的狹縫寬度w(X射線扇束寬度)被限制在檢測(cè)器行L2-L4的范圍內(nèi)，如所示，以便有效地抑制暴露于患者100的過(guò)量輻射。
在圖11(B)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S3a而代替只接通開(kāi)關(guān)S2a，恰恰在具有相對(duì)大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2的中心同時(shí)獲得具有相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。
在圖11(C)中，與上面一樣通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S4a，可獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)采集圖形。
圖12示出了其中同時(shí)采集具有對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)器行的相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1和具有對(duì)應(yīng)兩個(gè)檢測(cè)器行的相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2以使投影數(shù)據(jù)S1和S2互相不重疊的情況。在圖12(A)中，通過(guò)只接通組a的開(kāi)關(guān)S2a，獲得在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L2的具有小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1。而且，通過(guò)接通組b的開(kāi)關(guān)S3b和S4b，獲得其中檢測(cè)器行L3和L4的通道檢測(cè)信號(hào)組合(相加)的具有相對(duì)小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2。
在圖12(B)中，首先，CPU 11a可以在得到的投影數(shù)據(jù)S1和S2基礎(chǔ)上再現(xiàn)具有小切片寬度和相對(duì)小切片寬度的各個(gè)CT層析X射線投影圖像。CPU 11a還可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理組合(相加和求平均值)投影數(shù)據(jù)S1和S2再現(xiàn)具有對(duì)應(yīng)三個(gè)檢測(cè)器行的相對(duì)大切片寬度的CT層析X射線攝影圖像。即使在這種情況下，由于原始投影數(shù)據(jù)S1和S2已經(jīng)由硬件獲得，因此大大減少了CPU上的處理負(fù)載。
圖13給出了由第一實(shí)施例提供的各種數(shù)據(jù)采集圖形的可能組合的總攬圖。如圖所示，作為通過(guò)任意組合四個(gè)檢測(cè)器行L1-L4的通道檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)S1的組合圖形，總共有16種圖形，其中包括不采用四個(gè)檢測(cè)器行L1-L4中的任何一個(gè)的情況。對(duì)于投影數(shù)據(jù)S2同樣這樣做。在這些圖形中，圖9示出了由虛線表示的四個(gè)組合圖形。圖10示出了由虛線表示的三個(gè)組合圖形，圖11示出了由虛線表示的三個(gè)組合圖形，圖12示出了有實(shí)線表示的一個(gè)組合圖形。此外，也可以考慮其它可能組合圖形，例如由圖13中的粗線表示的(S1-08)和(S2-02)的組合圖形。此外，當(dāng)用于醫(yī)療目的時(shí)，通過(guò)在信號(hào)組合部分81b中的開(kāi)關(guān)ON/OFF控制可以很容易地實(shí)現(xiàn)幾個(gè)成像圖形的任何一個(gè)。這樣，可同時(shí)獲得具有任意切片寬度或切片圖形的投影數(shù)據(jù)。
圖14是用于說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的視圖，表示其中本發(fā)明適用于包括在患者體軸方向上同寬度的8個(gè)檢測(cè)器行L1-L8的X射線檢測(cè)器70。在本例中開(kāi)關(guān)單元81包括用于每個(gè)通道的四個(gè)信號(hào)復(fù)制電路和四個(gè)信號(hào)組合電阻，并且可以給四個(gè)數(shù)據(jù)采集單元DAS1-DAS4同時(shí)提供具有不同切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù)。
在圖(a)中，示出了典型的數(shù)據(jù)采集圖形。在這種情況下，獲得在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L2-L7的具有相對(duì)大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1，并且同時(shí)，在投影數(shù)據(jù)S1的中心一般同時(shí)獲得在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L4的具有小切片寬度的投影數(shù)據(jù)S2?？梢耘c上面一樣理解插圖(b)。在插圖(c)中，在具有相對(duì)大切片寬度的投影數(shù)據(jù)S1的中心一般同時(shí)獲得具有小切片寬度的三組投影數(shù)據(jù)S2-S4。在插圖(d)中，從插圖(c)中去除了在位置上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器行L5的具有小切片寬度的中心投影數(shù)據(jù)S3的采集。
圖15是用于說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的視圖，表示其中本發(fā)明適用于包括在患者體軸方向上具有不同檢測(cè)寬度的檢測(cè)器行L1-L8的X射線檢測(cè)器70。該結(jié)構(gòu)的其它部分與關(guān)于圖14中所述的相同。參見(jiàn)插圖(a)-(d)，雖然數(shù)據(jù)采集方法與關(guān)于圖14所述的方法相同，但是由于檢測(cè)器行L1-L8本身的檢測(cè)寬度不同，因此可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)器行的中心部分的非常微小的掃描和在檢測(cè)器行的端部上的寬范圍掃描。
圖16是用于說(shuō)明根據(jù)第四實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的視圖，其中X射線檢測(cè)器70包括在患者體軸方向上等寬度的8個(gè)檢測(cè)器行L1-L8，并且并聯(lián)提供如圖6中所述的兩個(gè)開(kāi)關(guān)單元81a和81b(分別對(duì)應(yīng)L1-L4和L5-L8)。
在插圖(a)中，通過(guò)對(duì)稱控制開(kāi)關(guān)單元81a和81b內(nèi)的連接，可同時(shí)得到關(guān)于X射線檢測(cè)系統(tǒng)的中線CLd對(duì)稱的投影數(shù)據(jù)S1-S4。而且，在插圖(b)中，通過(guò)相同地控制開(kāi)關(guān)單元81a和81b內(nèi)的連接，可同時(shí)得到關(guān)于X射線檢測(cè)系統(tǒng)的中線CLd相同(不對(duì)稱)的投影數(shù)據(jù)S1-S4。
圖17是用于說(shuō)明根據(jù)第五實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的視圖，其中X射線檢測(cè)器70包括在患者體軸方向上等寬度的四個(gè)檢測(cè)器行L1-L4，并且提供具有預(yù)先固定的信號(hào)復(fù)制圖形和信號(hào)組合圖形的開(kāi)關(guān)單元81。
這樣，利用不變的方式通過(guò)簡(jiǎn)單構(gòu)形就可以很容易地獲得關(guān)于X射線檢測(cè)器的中線CLd對(duì)稱/不對(duì)稱的所希望的成像圖形S1-S3等。
圖18是用于說(shuō)明根據(jù)第六實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集方案的視圖，其中預(yù)先固定幾個(gè)數(shù)據(jù)采集方案，并且信號(hào)選擇部分81c可以進(jìn)一步從固定圖形當(dāng)中選擇。
這樣，利用相對(duì)簡(jiǎn)單構(gòu)形可以很容易地實(shí)現(xiàn)獲得在具有大檢測(cè)寬度的投影數(shù)據(jù)S2內(nèi)的在位置上對(duì)應(yīng)每個(gè)檢測(cè)器行L1-L4的具有小檢測(cè)寬度的投影數(shù)據(jù)S1的處理和減小到中心兩行的投影數(shù)據(jù)S2的檢測(cè)寬度的處理。
此外，由于信號(hào)選擇部分81c不僅簡(jiǎn)單地從組G1-G6的通道組合信號(hào)當(dāng)中選擇，而且操作以進(jìn)一步組合所選擇的通道組合信號(hào)，因此可以實(shí)現(xiàn)更多種的圖形組合。應(yīng)該注意，信號(hào)選擇部分81c可以操作以便通過(guò)開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)單地從通道組合信號(hào)當(dāng)中選擇。
雖然在前面的實(shí)施例中已經(jīng)介紹了適用于具有4或8行的X射線檢測(cè)器70的例子，但是本發(fā)明可以很容易地適用于具有不同數(shù)量檢測(cè)器行(16行、32行等)的X射線檢測(cè)器。
另外，雖然在前面實(shí)施例中已經(jīng)介紹了幾個(gè)對(duì)稱/不對(duì)稱數(shù)據(jù)采集圖形和它們的組合，但是很明顯也可以采用各種其它數(shù)據(jù)采集圖形及其組合。
此外，雖然在前面的實(shí)施例中已經(jīng)介紹了具有一個(gè)典型構(gòu)形的準(zhǔn)直器50，但是可以在幾個(gè)其它構(gòu)形的任何一種中實(shí)施準(zhǔn)直器50。
另外，雖然在前面實(shí)施例中已經(jīng)介紹了適用于扇束型(一般稱為“R-R型”等)的X射線CT裝置的例子，但是很顯然本發(fā)明可適用于其中多個(gè)X射線檢測(cè)元件圓形設(shè)置的‘R-S型’等的X射線CT裝置。
最后，雖然前面已經(jīng)介紹了本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是很容易認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的概念的情況下可以對(duì)幾個(gè)部件的構(gòu)形、控制、處理及其組合做各種修改。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以構(gòu)成本發(fā)明的很多廣泛的不同實(shí)施例。應(yīng)該理解，除了所附權(quán)利要求書(shū)中限定的范圍之外，本發(fā)明不限于說(shuō)明書(shū)中所述的特殊實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其中X射線管和X射線檢測(cè)器互相對(duì)置，其間放置患者，在該檢測(cè)器中，多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成多個(gè)行，用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的CT層析X射線攝影圖像，該裝置包括用于復(fù)制X射線檢測(cè)器的通道檢測(cè)信號(hào)和將復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組的信號(hào)復(fù)制裝置；穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行在任意圖形中組合每個(gè)組中的所述分配復(fù)制信號(hào)的信號(hào)組合裝置；和用于將每個(gè)組的所述通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)和沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置。
2.一種X射線CT裝置，其中X射線管和X射線檢測(cè)器互相對(duì)置，其間放置患者，在該檢測(cè)器中，多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成多個(gè)行，用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的CT層析X射線攝影圖像，該裝置包括用于復(fù)制X射線檢測(cè)器的通道檢測(cè)信號(hào)和將復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組的信號(hào)復(fù)制裝置；穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行在預(yù)定圖形中組合每個(gè)組中的所述分配復(fù)制信號(hào)的信號(hào)組合裝置；和用于將每個(gè)組的所述通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)和沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置。
3.一種X射線CT裝置，其中X射線管和X射線檢測(cè)器互相對(duì)置，其間放置患者，在該檢測(cè)器中，多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成多個(gè)行，用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的CT層析X射線攝影圖像，該裝置包括用于復(fù)制X射線檢測(cè)器的通道檢測(cè)信號(hào)和將復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組的信號(hào)復(fù)制裝置；穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行在預(yù)定圖形中組合每個(gè)組中的所述分配復(fù)制信號(hào)的信號(hào)組合裝置；用于進(jìn)一步從所有組的所述通道組合信號(hào)當(dāng)中進(jìn)行選擇的信號(hào)選擇裝置；和用于將每個(gè)組的所述選擇通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)和沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，還包括用于組合穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行的每個(gè)組的所述采集投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，還包括用于在來(lái)自所述數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行CT層析X射線攝影圖像的圖像再現(xiàn)的圖像再現(xiàn)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，其中X射線檢測(cè)器包括在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成相同檢測(cè)寬度的多個(gè)行的多個(gè)X射線檢測(cè)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，其中X射線檢測(cè)器包括在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成具有不同檢測(cè)寬度的多個(gè)行的多個(gè)X射線檢測(cè)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，其中信號(hào)復(fù)制裝置包括用于相同地或以恒定比例地復(fù)制X射線檢測(cè)元件的通道檢測(cè)電流信號(hào)的電流鏡像電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置，其中信號(hào)組合裝置包括通過(guò)外部控制信號(hào)獨(dú)立地接通/斷開(kāi)控制每個(gè)組的復(fù)制信號(hào)的多個(gè)開(kāi)關(guān)器件；和用于組合來(lái)自每個(gè)組的所述開(kāi)關(guān)器件的輸出信號(hào)的信號(hào)組合電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的X射線CT裝置，其中信號(hào)選擇裝置包括通過(guò)外部控制信號(hào)獨(dú)立地接通/斷開(kāi)控制每個(gè)組的通道組合信號(hào)的多個(gè)開(kāi)關(guān)器件；和用于組合來(lái)自每個(gè)組的所述開(kāi)關(guān)器件的輸出信號(hào)的信號(hào)組合電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置，包括具有k個(gè)檢測(cè)器行的X射線檢測(cè)器；和個(gè)m(≥2)信號(hào)復(fù)制/組合單元，由能進(jìn)行k/m檢測(cè)器行的信號(hào)處理的一組信號(hào)復(fù)制裝置和信號(hào)組合裝置構(gòu)成，以便通過(guò)所述m個(gè)信號(hào)復(fù)制/組合單元可以并列進(jìn)行所述X射線檢測(cè)器的k檢測(cè)器行的信號(hào)處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，包括置于X射線管和X射線檢測(cè)器之間的準(zhǔn)直器裝置，該準(zhǔn)直器裝置可以在體軸方向上的所述X射線檢測(cè)器的中心兩側(cè)不對(duì)稱地改變患者體軸方向上的X射線束寬。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的X射線CT裝置，其中準(zhǔn)直器裝置包括用于限制患者體軸方向上的X射線束寬的兩個(gè)平行狹縫板，以便可以獨(dú)立地改變?cè)诟鱾€(gè)狹縫板和假設(shè)位于體軸方向上的X射線檢測(cè)器的中心的線之間形成的狹縫寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的X射線CT裝置，還包括用于顯示關(guān)于掃描方案的信息的顯示器件，和在顯示器件上的患者切片位置和/或切片寬度的顯示標(biāo)記信息，該顯示標(biāo)記信息對(duì)應(yīng)于由所執(zhí)行的掃描方案所確定的穿過(guò)該檢測(cè)器行的組合方式。
全文摘要
為了在一次掃描中有效獲得具有多種切片寬度(切片圖形)的投影數(shù)據(jù),提供一種X射線CT裝置,其中X射線管40和X射線檢測(cè)器70互相對(duì)置,其間放置患者100,在該檢測(cè)器中,多個(gè)X射線檢測(cè)元件在通道排列方向線性排列以在患者體軸方向上形成多個(gè)行,用于在來(lái)自X射線檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)基礎(chǔ)上再現(xiàn)患者的CT層析X射線攝影圖像,其中X射線CT裝置包括:用于復(fù)制檢測(cè)器70的通道檢測(cè)信號(hào)和將復(fù)制信號(hào)分配到多個(gè)組a、b等的信號(hào)復(fù)制裝置81a;穿過(guò)每個(gè)通道的檢測(cè)器行在任意圖形中組合每個(gè)組中的分配復(fù)制信號(hào)的信號(hào)組合裝置81b;將每個(gè)組的通道組合信號(hào)轉(zhuǎn)換成每個(gè)通道的投影數(shù)據(jù)和沿著通道排列方向采集投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置82。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1386476SQ02120288
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者S·塔尼加瓦 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司