專利名稱：X-射線計算機斷層系統(tǒng)和束硬化后處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于基于模型數據校正由對象透射的X-射線的強度的束硬化后處理方法和X-射線計算機斷層(CT)系統(tǒng)。
背景技術：
在X-射線CT系統(tǒng)中使用的X-射線源產生落在一定的能量范圍的X-射線。在另一方面，通過對象透射的X-射線的吸收系數取決于在X-射線中的能量。X-射線在對象中透射的長度越大，平均能量越大。這種現象稱為束硬化效應。因此，在所透射的X-射線的強度(即投影信息值)和透射X-射線的長度之間沒有建立成比例的關系，而是非線性關系。
束硬化效應引起杯化效應(cupping effect)，這種杯化效應意味著在所重構的圖像的中心檢測的強度較低。根據X-射線檢測器的每個通道計算用于校正投影信息值的校正系數，基于該投影信息值產生具有均勻強度的重構的圖像，由此實現了校正(例如，參考專利文獻1)。
為了獲得更高的精度校正掃描具有不同直徑的多個圓柱模型，這些圓柱模型的直徑足夠大到基本覆蓋在X-射線場的中心界定的整個視場(FOV)(掃描野)。從模型中采集的投影信息用于改善校正精度。
日本專利申請No.Hei 5(1993)-130987(p.2和3，Fig.1和Fig.2)順便指出，為更高精度地校正投影信息值，對于X-射線檢測器的每個通道需要最大可能數量的不同的投影信息值。因此，必須掃描具有不同的直徑的多個模型。
在另一方面，模型的直徑越大，在所采集的投影信息值中反映的信號噪聲比越低。如果從反映較低的信號噪聲比的投影信息值中計算的校正系數用于校正投影信息，則重構的圖像可能因環(huán)形假像等造成圖像質量降低。因此，在掃描具有較大的尺寸的對象時，圖像質量可能劣化。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種X-射線CT系統(tǒng)，在該X-射線CT系統(tǒng)中即使在掃描具有相對較大尺寸的對象時，仍然能夠相對于X-射線檢測器的每個通道根據束硬化效應高精度地校正投影數據，以及提供一種用于X-射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。
根據本發(fā)明，提供一種X-射線CT系統(tǒng)，在該X-射線CT系統(tǒng)中使用具有多通道的X-射線檢測器采集投影信息，其由穿過掃描野的X-射線束作為從多個方向的多個視圖(view)而提供；和根據束硬化效應校正在每個通道上檢測的投影信息。該X-射線CT系統(tǒng)包括從放置在掃描野中的模型中采集的投影信息中計算用于校正的校正系數的校正系數產生裝置；使用第一校正系數修正第二校正系數的校正系數修正裝置，該校正系數產生裝置使用從第一模型中采集的投影信息計算該第一校正系數，該校正系數產生裝置使用從在尺度上比第一模型更大的第二模型中采集的投影信息計算該第二校正系數；和使用第一校正系數和經校正的第二校正系數校正從設置在掃描野中的對象中采集的投影信息的校正裝置。
優(yōu)選地，校正系數產生裝置包括相對于所有的視圖從由模型中采集的投影信息中采樣第一校正投影信息以產生一個正弦圖(sinogram)的產生裝置；根據束硬化效應校正第一投影信息以產生第二投影信息的束硬化校正裝置；將第一函數擬合到第二投影信息以產生第三投影信息的第一擬合裝置；和將第二函數擬合到第三投影信息值的第二擬合裝置，該第三投影信息值作為具有將相對于所有的視圖和X-射線檢測器的每個通道采樣的第二投影信息值作為獨立變量的函數提供。
更為優(yōu)選的是，X-射線檢測器以多個檢測模塊形成，每個檢測模塊具有預定數量的通道。校正系數修正裝置將高頻分量的反映從使用第二模型計算的校正系數數據中分離出來以剩下對檢測模塊的檢測特征的相關性。校正系數修正裝置然后將從其中分離高頻分量的反映的校正系數數據與在使用第一模型計算的校正系數數據中的高頻分量的反映組合。
根據本發(fā)明的X-射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法包括掃描放置在X-射線管和X-射線檢測器之間的第一模型和在尺度上比第一模型更大的第二模型并使用具有多通道的X-射線檢測器從多個方向采集投影信息作為多個視圖的采集步驟；從自第一和第二模型中采集的投影信息中計算第一和第二校正系數的產生步驟，該第一和第二校正系數用于校正在X-射線檢測器的每個通道上檢測的投影信息；使用第一校正系數修正第二校正系數的修正步驟；和使用第一校正系數和經修正的第二校正系數校正從設置在掃描野中的對象中采集的投影信息的校正步驟。
根據本發(fā)明，掃描第一模型和在尺度上比第一模型更大的第二模型以采集投影信息。從該投影信息中計算用于校正的第一和第二校正系數。
模型的尺度越大，信號噪聲比越低。因此，通過使用第二校正系數執(zhí)行校正產生的CT圖像比使用第一校正系數執(zhí)行校正產生的CT圖像更可能受到由于環(huán)形假像等引起的圖像質量的劣化。
根據本發(fā)明，從反映相對較高的信號噪聲比的投影信息中計算的第一校正系數用于修正第二校正系數。
因此，即使在使用具有較大的尺度的模型計算校正系數時，也能夠高度精確地實現校正。
根據本發(fā)明，可以改善校正從較大的對象中采集的投影信息的精度。
通過下文對如在附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述將會清楚本發(fā)明的進一步的目的和優(yōu)點。
附圖描述附
圖1所示為X-射線CT系統(tǒng)的整個構造的方塊圖。
附圖2所示為數據處理單元的功能性方塊圖。
附圖3所示為描述在數據處理單元中執(zhí)行的動作的流程圖。
附圖4所示為從模型中采集的投影信息值中產生的正弦圖和投影信息值。
附圖5所示為在模型和旋轉組件之間的位置關系。
附圖6所示為存儲在存儲裝置中的文件的方塊圖。
附圖7所示為在通道的方向上對投影信息值執(zhí)行的處理。
附圖8所示為在視圖的方向上對投影信息值執(zhí)行的處理。
附圖9所示為從投影信息值中計算的校正系數的實例。
附圖10所示為從具有不同的直徑的模型中采集的投影信息值中計算的校正系數的實例。
附圖11所示為解釋修正校正系數信息的方法的實例的曲線圖。
附圖12所示為使用具有不同的直徑的兩個模型計算的校正系數的實例的曲線圖。
附圖13所示為擬合高階函數的實例的曲線圖。
本發(fā)明的詳細描述參考附圖，下文描述根據本發(fā)明的束硬化后處理方法和X-射線CT系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。
下文首先描述一種實施例的X-射線CT系統(tǒng)的整體構造。附圖1所示為一種X-射線CT系統(tǒng)的方塊圖。如附圖1所示，該X-射線CT系統(tǒng)包括掃描器臺架2和操作臺6。
掃描器臺架2包括X-射線管20。從X-射線管20中輻射的X-射線(未示)通過準直器22重組成例如扇形的X-射線束(即扇形束X-射線)，然后輻射到X-射線檢測器24上。
X-射線檢測器24在扇形束X-射線傳播的方向上具有以陣列設置的多個X-射線檢測元件。X-射線檢測器24因此是一種具有呈陣列形式設置的多個X-射線檢測元件的多通道檢測器。
X-射線檢測器24形成整體上類似于圓柱凹面表面的弧面X-射線入射表面。X-射線檢測器24例如使用閃爍器和光電二極管的組合形成。本發(fā)明并不限于這種組合。例如，使用碲化鎘(CdTe)的半導體X-射線檢測元件或使用氙氣的離子室型X-射線檢測元件均可使用。X-射線管20、準直器22和X-射線檢測器24構成了X-射線輻射/檢測單元。
數據采集單元26連接到X-射線檢測器24。數據采集單元26采集由構成X-射線檢測器24的相應的X-射線檢測元件所檢測的數據項。X-射線控制器28控制來自X-射線管20的X-輻射。對在X-射線管20和X-射線控制器28之間的連接關系和在準直器22和準直器控制器30之間的連接關系的說明將被省去。準直器控制器30控制準直器22。
從X-射線管20開始到準直器控制器30結束的上述部件都并入在掃描器臺架2的旋轉組件34中。對象或模型安放在位于旋轉組件34的中心的孔29內的托架上。在通過旋轉控制器36控制的同時旋轉該旋轉組件34。X-射線從X-射線管20輻射。X-射線檢測器24檢測透過對象或模型的X-射線作為構成視圖的投影信息。對旋轉組件34和旋轉控制器36之間的連接關系的說明將省去。
操作臺6包括數據處理單元60。數據處理單元60例如以計算機實現?？刂平涌?2連接到數據處理單元60，并且掃描器臺架2連接到控制接口62。數據處理單元60通過控制接口62控制掃描器臺架2。
并入在掃描器臺架2中的數據采集單元26、X-射線控制器28、準直器控制器30和旋轉控制器36通過控制接口62控制。對在這些部件和控制接口62之間的連接的說明將省去。
數據采集緩沖器64也連接到數據處理單元60。并入在掃描器臺架2中的數據采集單元26連接到數據采集緩沖器64。通過數據采集單元26采集的數據通過數據采集緩沖器64傳輸給數據處理單元60。
數據處理單元60使用透射的X-射線信號(即通過數據采集緩沖器64傳輸的投影信息)重構圖像。存儲裝置66也連接到數據處理單元60。通過數據采集緩沖器64傳輸的投影信息、從圖像重構中導出的斷層圖像信息和實現該系統(tǒng)的功能的程序都存儲在存儲裝置66中。
顯示裝置68和操作裝置70也連接到數據處理單元60。從數據處理單元60傳輸的斷層圖像信息和其它信息顯示在顯示裝置68上。操作員處理操作裝置70以輸入不同的指令或信息，然后將這些指令或信息傳輸給數據處理單元60。操作員使用顯示裝置68和操作裝置70交互地操作X-射線CT系統(tǒng)。
順便指出，掃描器臺架2、射線照相工作臺4和操作臺6構成了掃描對象或模型以采集斷層圖像數據的采集系統(tǒng)。
附圖2所示為根據本發(fā)明的實施例與束硬化后處理方法相關的數據處理單元60的一部分的功能性方塊圖。
數據處理單元60包括束硬化校正塊201、第一擬合塊202、第二擬合塊204、校正系數修正塊205和圖像重構塊206，這些塊處理存儲在存儲裝置66中的投影信息。
束硬化校正塊201根據束硬化效應校正存儲在存儲裝置66中的投影信息。假設在X-射線檢測器24的每個通道上檢測的投影信息值為Ih，根據束硬化效應校正的數據是IC，則如下根據束硬化效應校正投影信息IC＝B0·Ih+B1·Ih2+B2·Ih3+B3·Ih4(1)
這里B0至B3表示校正系數。這些校正系數根據例如在專利文獻1中所描述的方法的每個通道最終確定并以校正系數表的形式存儲在存儲裝置66中。
第一擬合塊202平滑投影信息值，從存儲在存儲裝置66中的投影信息相對于所有的相應的視圖和每個通道采樣或相對于每個視圖和所有的相應的通道采樣這些投影信息值。第一擬合塊202平均相對于每個通道和所有的相應的視圖采樣的或相對于所有的相應的通道和每個視圖采樣的投影信息值。否則，第一擬合塊202將更高階次的函數擬合到在通道的方向或在視圖的方向上采樣的投影信息值以平均投影信息值。
從擬合中導出的函數不反映比該函數的階次所確定的頻率分量更高的采集信號的高頻分量。因此擬合提供了與平滑相同的效果。
第二擬合塊204將線性或更高階的函數擬合到在X-射線檢測器24的每個通道上檢測的并通過第一擬合塊202將第一函數擬合到其中的投影信息值。這就得到了與通過束硬化校正塊201所解出的表達式(1)所提供的校正系數相同的校正系數。
校正系數修正塊205使用第二擬合塊204已經使用從其它的模型中采集的投影信息作為函數計算的校正系數修正第二擬合塊204剛才已經作為函數計算的校正系數，如果需要的話(如果模型的直徑足夠大到投影信息反映較低的信號噪聲比)。下文描述具體的處理。
圖像重構塊206使用由多個視圖所構成的投影信息產生的并存儲在存儲裝置66中的正弦圖以重構對象或模型的斷層圖像。對于圖像重構，例如可采用濾波反向投影技術。經重構的圖像顯示在顯示裝置68上。
接著，參考附圖3的流程圖描述用于計算作為后處理執(zhí)行的校正所需的校正系數以處理在X-射線CT系統(tǒng)1中的束硬化效應的過程的實例。
掃描模型首先，掃描模型(步驟S501)。具體地說，將模型設置在孔29中的X-射線場的中心的位置上。模型由聚丙烯等制成并具有圓柱體形狀?？梢允褂镁哂懈鞣N不同直徑的模型。本實施例應用其直徑為35厘米和48厘米的模型。其直徑為35厘米和48厘米的模型以該順序掃描。
在掃描該模型時，模型設置在偏離在孔29中的X-射線場的中心的位置上。這是因為通過模型透射的X-射線形成的路徑的長度從一個視圖到另一個視圖不同。為了根據束硬化效應高精度地校正投影信息值，相對于每個通道需要最大可能的數量的不同的投影信息值。在模型設置在孔29中的X-射線場的中心之外的某一位置上時，從一個模型中可以采集許多不同的投影信息值。
附圖4所示為設置在掃描器臺架2的孔29中的模型310。
模型310具有圓形截面，模型310的中心位于不同于孔29的X-射線場的中心的一個位置上。通過蝶結形濾波器(bow-tie filter)將由X-射線管20所產生的X-射線重新組合的X-射線扇形束透射過模型310并通過X-射線檢測器24檢測。
X-射線檢測器24具有在X-射線扇形束傳播的方向上以陣列形式設置的多個X-射線檢測元件。在指定給呈陣列設置的X-射線檢測元件的通道上檢測從模型310采集的投影信息。在此，X-射線管20和準直器22與X-射線檢測器24相對著，孔29在它們之間。X-射線管20、準直器22和X-射線檢測器24繞孔29旋轉，但它們的相對位置沒有任何改變，同時并入在旋轉組件34中，由此采集投影信息。采集與旋轉角度相關的每個視圖數的投影信息，并產生一個正弦圖。
附圖5(A)所示為使用模型310產生的正弦圖的實例。正弦圖包括在與通道數相關的正弦圖的一個尺度的中心周圍界定的投影信息部分和連同與通道數相關的尺度在投影信息部分的兩側上界定的空氣數據部分。模型310設置成偏離X-射線場的中心。因此，以投影信息部分的通道-方向寬度確定的通道數隨著旋轉組件34的旋轉角度的變化(即視圖數的變化)而改變。如附圖5(A)所示，投影信息部分在視圖數的方向上扭曲。出于相同的原因，投影信息部分的通道-方向的寬度隨著視圖數的變化而改變。
附圖5(B)所示為其橫坐標軸表示通道數、其縱坐標軸表示投影信息值的曲線圖，其中指出了在附圖5(A)中表示的視圖數j的投影信息。投影信息值與在模型310中X-射線束所透過的長度成比例。通過模型310的中心附近的X-射線在較大的長度上傳輸并提供較大的投影信息值。通過模型310的周邊附近的X-射線在較小的長度上傳輸并提供較小的投影信息值，基于這些值顯示類似于在附圖5(B)中所示的半圓形的投影圖像。
現在，以視圖數j和通道數i所表示的投影信息值為例。以在附圖4中虛線所示的X-射線束提供視圖數j的視圖并落在X-射線檢測器24的通道數i的通道上。這時，在模型310中傳輸X-射線束的長度應該是l。在通道i中檢測的并在附圖5(B)中示出的投影信息值h和長度l具有如下的關系。
l∝h參考附圖4，模型310位于偏離X-射線場的中心的位置上。X-射線束透射過并到達通道i的長度l隨著視圖變化。因此，在通道i上檢測到的并在附圖5(B)中示出的投影信息值隨著視圖變化。
附圖5(C)所示為其橫坐標軸表示通道數、其縱坐標軸表示投影信息值的曲線圖，其中指出了在附圖5(A)中表示的在視圖數i的通道上檢測的投影信息。投影信息值隨著視圖數變化，并與在模型310中透射X-射線束的長度成比例。因此，將投影信息值作為由具有如在附圖5(C)中所示的周期性的曲線表示的函數提供。
附圖6所示為存儲在存儲裝置66中的文件的方塊圖。
通過如上地掃描該模型，采集在附圖6中所示的第一投影信息601。
預處理此后，對由掃描模型所產生的正弦圖進行預處理(步驟S502)。
對從第一投影信息中產生的正弦圖執(zhí)行預處理，并預處理包括噪聲消除和靈敏度校正。
根據束硬化效應校正數據此后，使用表達式(1)，根據束硬化效應校正投影信息值Ih以產生經校正的投影信息值Ic(步驟S503)。
因此，產生了在附圖6中所示的第二投影信息602。這個文件具有從其中一般地消除的束硬化效應。然而，束硬化效應仍然輕微地保留，因為X-射線檢測器24的每個通道彼此間不同。
附圖7(A)實例性地示出了第二投影信息602的一個實例。第二投影信息602一般繪制為半圓形，因為它從具有圓形截面的模型中采集。相對某些通道采樣的投影信息值Ic繪制為脈沖狀的波動，因為X-射線對每個通道的靈敏度彼此不同。這是通道固有的現象，因此必須相對每個通道校正。
附圖8(A)實例性地示出了相對于一個通道在視圖的方向上從第二投影信息602中采樣的投影信息值的一個實例。關于某些視圖采樣的投影信息值Ic繪制為脈沖狀的波動。
在通道方向上平滑此后第一擬合塊202平滑在通道的方向上的第二投影信息602(步驟S504)。
因此，產生了在附圖6中所示的第三′投影信息603。第三′投影信息603具有投影信息值Ic，它們被繪制成由一個通道與其它通道不同引起的波動、被平滑并消除。附圖7(B)實例性地示出了第三投影信息603的一個實例。半圓形曲線單獨以從具有圓形截面的模型中采集的投影信息繪制。
在視圖的方向上平滑此后，第一擬合塊202在視圖的方向上平滑第三′投影信息603(步驟S505)。
因此，產生了附圖6中所示的第三投影信息604。第三投影信息604具有投影信息值，它們被繪制成由在一個通道上檢測的一個視圖與其它視圖的不同引起的波動并進行平滑。
附圖8(B)實例性地示出了第三投影信息的一個實例。對在視圖的方向上相對于一個通道采樣并具有周期性的投影信息值進行平滑。
計算校正系數此后，第二擬合塊204使用第二投影信息602和第三投影信息603計算校正系數(步驟S506)。
在此，相對通道數i從第二投影信息中采樣的投影信息值應該是S(j)，以及相對通道數i從第三投影信息中采樣的投影信息值應該是F(j)。附圖9所示為相對所有的視圖數采樣的投影信息值，其中橫坐標軸表示投影信息值S(j)和縱坐標軸表示投影信息值F(j)。投影信息值一般單獨繪制為通過原點的直線。該直線表示與通道i相關的校正函數。假設該直線的斜率是K1i，K1i與在附圖6中所示的校正系數信息605相關。因此，S(j)和F(j)具有如下表示的關系F(j)/S(j)Ki
根據通道i從自對象中采集的并根據束硬化效應校正的投影信息中采樣的投影信息值Ic乘以線性函數的校正系數Ki。因此，投影信息值Ip作為從對象中采集之后的已經平滑并校正的投影信息值產生。
投影信息值S(j)與X-射線透射過的并在附圖4中示出的長度l成比例。因此，投影信息值S(j)和所采用的域取決于模型310的直徑和模型在孔29中的位置。
此后，校正系數Ki作為校正系數信息605保存在存儲裝置66中(步驟S507)。
此后，確定是否掃描具有不同的尺寸的模型以采集數據(步驟S508)。
例如，在掃描具有直徑為35厘米的模型以產生校正系數信息之后，如果具有直徑為48厘米的模型要掃描以產生校正系數信息，則具有直徑為48厘米的模型設置X-射線CT系統(tǒng)1中。然后重新開始前述的步驟S501至S507。
附圖10所示為相對每個通道產生校正系數信息605的實例的曲線圖。附圖10(a)表示使用直徑為35厘米的模型計算的校正系數，附圖10(b)所示為使用直徑為48厘米的模型計算的校正系數。
使用直徑為35厘米和48厘米的模型計算的校正系數相對于通道繪制為類似的特征的曲線。然而，使用直徑為48厘米的模型計算的校正系數具有更大的值。
X-射線檢測器24包括多個檢測模塊，每個檢測模塊指定預定數量的通道。將檢測模塊以16個通道為單元制造為統(tǒng)一體。換句話說，每個指定16個通道的預定數量的檢測模塊成陣列設置以構成X-射線檢測器24。
因此，在相同的檢測模塊內的通道上檢測的值反映類似的檢測特性。換句話說，檢測模塊具有不同的檢測特性。
由于X-射線檢測器24的上述特性，根據如在附圖10(a)和附圖10(b)所示的通道順序地設置的校正系數值包含對模塊的檢測特性的相關性。
此外，從附圖10(a)和附圖10(b)中可以看出，相對通道順序設置的校正系數值包含取決于相應的通道的檢測特性的高頻分量的反映。
模型的直徑越大，在通過X-射線檢測器24所檢測的投影信息中反映的信號噪聲比越低。此外，在每個通道上檢測的投影信息的精度越低。在附圖10(b)中所示的校正系數值中的高頻分量的反映包括比在附圖10(a)中所示的校正系數值中噪聲的反映更大的噪聲的反映。
因此，在按照原樣采用例如使用具有直徑為48厘米的模型計算的校正系數時，所重構的圖像可能具有缺陷比如環(huán)形假像。
修正校正系數在通過執(zhí)行步驟S501至S507使用具有直徑為48厘米的模型產生校正系數信息605之后，判斷是否應該修正校正系數信息605(步驟S509)。
這時，修正如附圖10(b)所示反映較低的信號噪聲比的校正系數信息605。不修正使用具有較小的35厘米的直徑的模型產生的校正系數信息。
附圖11包括解釋修正校正系數信息605的方法的實例的曲線圖。
參考附圖11(a)，SA表示通過從使用具有48厘米的直徑的模型計算的并在附圖10(b)中所示的校正系數中消除高頻分量的反映所獲得的校正系數。
校正系數SA包含對檢測模塊的檢測特性的相關性，但不包含取決于通道的檢測特性并降低信號噪聲比的高頻分量的反映。
參考附圖11(b)，波SB表示從使用具有直徑35厘米的模型計算的并在附圖10(a)中示出的校正系數中分離出的高頻信號分量的反映。
波SB表示使用直徑為35厘米的模型計算的并取決于相應的通道的檢測特性的校正系數中的高頻信號分量的反映。高頻分量的反映包含以比使用直徑為48厘米的模型計算的校正系數中的高頻分量的反映更小的比率的噪聲反映。
在本實施例中應用的校正系數信息605的修正期間，如附圖11(c)所示，消除高頻分量的反映的校正系數SA與使用直徑為35厘米的模型計算的校正系數中的高頻分量的反映合成。所得的校正系數作為新的校正系數SC采用。
這改進了在使用直徑為48厘米的模型計算的校正系數信息的精度。如附圖6所示，修正的校正系數信息作為修正的校正系數信息606存儲在存儲裝置66中。
附圖12所示為使用具有不同的直徑(35厘米和48厘米)的兩個模型計算的校正系數的實例。
參考附圖12，域A包括從具有直徑為35厘米的模型中采集的投影信息值，域B包括從具有直徑為48厘米的模型中采集的投影信息值。
擬合高階函數此后，將高階函數擬合到使用直徑為35厘米的模型計算的校正系數和使用直徑為48厘米的模型計算的校正系數(步驟S511)。
附圖13所示為使用在附圖12中所示的校正系數信息執(zhí)行的高階函數的擬合的實例。
在下面的表達式(2)中給出的三階函數擬合到從域A中計算的校正系數值和從域B中計算的校正系數值，由此確定校正系數K0、K1和K2。
If＝K0·S(j)+K1·S(j)2+K2·S(j)3(2)順便指出，從由較小的投影信息值構成的域A中計算的校正系數被認為比從由較大的投影信息值構成的域B中計算的校正系數更加精確。因此，將權重應用到相應的域中以使三階函數更加精確地擬合到從域A中計算的校正系數，然后確定在表達式(2)中的校正系數。
此后，如附圖6所示，包含校正系數K0、K1和K2的高階校正函數信息607保存在存儲裝置66中(步驟S509)。然后結束該過程。
在掃描對象時，使用關于每個通道計算的校正系數K0、K1和K2校正從對象中采集的并根據束硬化效應校正的投影信息值Ic。然后根據表達式(2)計算經校正的投影信息值If?；谕队靶畔⒅礗f，圖像重構塊206重構圖像以采集斷層圖像信息。
如上文所述，根據本實施例，使用較大的模型計算的并反映較低的信號噪聲比的校正系數信息被使用比該模型更小的模型計算的并反映較高的信號噪聲比的校正系數信息校正。因此，根據束硬化效應校正的并相對每個通道采樣的投影信息值被高度精確地校正。
在不脫離本發(fā)明的精神范圍的前提下可以構造出許多不同的實施例。應該理解的是本發(fā)明并不限于在說明書中所描述的特定的實施例，而是以所附加的權利要求來限定。
權利要求
1.一種X-射線CT系統(tǒng)，其中使用具有多通道的X-射線檢測器從多個方向采集由已經穿過掃描野的X-射線束提供的投影信息作為多個視圖；和根據束硬化效應校正在每個通道上檢測的投影信息，包括從設置在掃描野中的模型中采集投影信息并從該投影信息中計算用于校正的校正系數的校正系數產生裝置；使用第一校正系數修正第二校正系數的校正系數修正裝置，所說的校正系數產生裝置使用從比第一模型更大的第二模型中采集的投影信息計算該第二校正系數，所說的校正系數產生裝置使用從所說的第一模型中采集的投影信息計算該第一校正系數；和使用第一校正系數和經校正的第二校正系數校正從設置在掃描野中的對象中采集的投影信息的校正裝置。
2.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的校正系數產生裝置包括使用相對于所有的視圖從由模型中采集的投影信息中采樣的第一投影信息產生一個正弦圖的產生裝置；根據束硬化效應校正第一投影信息以產生第二投影信息的束硬化校正裝置；將第一函數擬合到第二投影信息以產生第三投影信息的第一擬合裝置；和將第二函數擬合到第三投影信息值的第二擬合裝置，該第三投影信息值作為具有將相對于所有的視圖和所說的X-射線檢測器的每個通道采樣的第二投影信息值作為獨立變量的函數提供。
3.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的X-射線檢測器以多個檢測模塊形成，給每個檢測模塊指定了預定數量的通道；和所說的校正系數修正裝置將高頻分量的反映從使用第二模型計算的校正系數數據中分離以剩下對所說的檢測模塊的檢測特性的相關性，并將從其中分離高頻分量的反映的校正系數數據與在使用第一模型計算的校正系數數據中的高頻分量的反映合成。
4.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的第一和第二模型具有圓形截面，以及所說的第二模型的直徑大于所說的第一模型的直徑。
5.根據權利要求3所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的檢測模塊制造為以通道為單位的結合體。
6.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的X-射線檢測器使用閃爍器和光電二極管的組合形成。
7.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的X-射線檢測器具有類似于圓柱凹面表面的X-射線入射表面。
8.根據權利要求1所述的X-射線CT系統(tǒng)，其中所說的X-射線檢測器在X-射線以扇形形式傳播的方向上呈陣列設置的多個X-射線檢測元件。
9.一種用于X-射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法，根據這種方法具有多通道的X-射線檢測器用于從多個方向檢測投影信息作為多個視圖，通過已經穿過掃描野的X-射線束提供該投影信息，以及根據束硬化效應校正在每個通道上檢測的投影信息，包括掃描設置在X-射線管和所說的X-射線檢測器之間的第一模型和比所說的第一模型更大的第二模型并使用具有多通道的所說的X-射線檢測器從多個方向采集投影信息作為多個視圖的采集步驟；從自所說的第一和第二模型中采集的投影信息中產生用于校正的第一和第二校正系數的產生步驟；使用第一校正系數修正第二校正系數的修正步驟；和使用第一校正系數和經校正的第二校正系數校正從設置在掃描野中的對象中采集的投影信息的校正步驟。
10.根據權利要求9所述的X-射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法，其中在所說的采集步驟中，相對于所有的視圖從所說的第一和第二模型中采集的投影信息中采樣第一投影信息以產生多個正弦圖；在所說的產生步驟中，根據束硬化效應校正第一投影信息以產生第二投影信息；第一函數擬合到第二投影信息以產生第三投影信息；和將第二函數擬合到第三投影信息值，該第三投影信息值作為將具有相對于所有的視圖和所說的X-射線檢測器的每個通道采樣的第二投影信息值作為獨立變量的函數提供以計算第一和第二校正系數。
全文摘要
本發(fā)明的一個目的是即使在通過掃描相對較大的對象采集數據時根據束硬化效應相對于每個通道高精度地校正數據。本發(fā)明包括根據束硬化效應校正第一投影信息以產生第二投影信息的束硬化校正塊；將第一函數擬合到第二投影信息以產生第三投影信息的第一擬合塊；將第二函數擬合到第三投影信息值的第二擬合塊，該第三投影信息值作為將具有相對于所有的視圖和X－射線檢測器的每個通道采樣的第二投影信息值作為獨立變量的函數提供；和使用通過第一模型計算的第一校正系數修正使用比第一模型的尺度更大的第二模型計算的第二校正系數的校正系數修正塊。
文檔編號A61B6/00GK1550214SQ20041003688
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權日2003年4月17日
發(fā)明者貫井正健, 谷川俊一郎, 一郎 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術有限公司