專(zhuān)利名稱(chēng)：X射線ct成像方法和x射線ct系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)方法和一種X射線CT系統(tǒng)。更特別的，本發(fā)明涉及這樣一種X射線CT成像方法和一種X射線CT系統(tǒng)其在以圖像重建目的螺旋掃描期間，可以利用檢查臺(tái)的線性移動(dòng)的整個(gè)距離中用于加速或減速線性移動(dòng)的距離。
背景技術(shù)：
對(duì)于螺旋掃描，X射線管和X射線檢測(cè)器繞著造影的對(duì)象旋轉(zhuǎn)，其上放置有造影對(duì)象的檢查臺(tái)進(jìn)行線性移動(dòng)。在這種線性移動(dòng)中，靜止的檢查臺(tái)加速到預(yù)定的速率。當(dāng)所述檢查臺(tái)進(jìn)入可以獲取投影數(shù)據(jù)的區(qū)域時(shí)，檢查臺(tái)保持在該預(yù)定的速率。在獲取投影數(shù)據(jù)完成后，該檢查臺(tái)減速到靜止?fàn)顟B(tài)。所述預(yù)定的速率可以根據(jù)將被造影的區(qū)域而設(shè)置為不同的值。例如，對(duì)于某個(gè)造影區(qū)域，預(yù)定的速率設(shè)置為速率V1。對(duì)于另一造影區(qū)域，預(yù)定的速率設(shè)置為速率V2(參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本未審查的專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)10(1998)-314162( 至 ，附圖5)過(guò)去，在線性移動(dòng)速率保持恒定時(shí)獲取用于重建圖像的投影數(shù)據(jù)，在線性移動(dòng)加速或減速時(shí)都不獲取投影數(shù)據(jù)。
換句話說(shuō)，在傳統(tǒng)的X射線CT系統(tǒng)中，在整個(gè)線性移動(dòng)的距離中，用于加速或減速的線性移動(dòng)的距離并不用于圖像重建，而是浪費(fèi)了。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種X射線CT成像方法和一種X射線CT系統(tǒng)，其能夠了利用在用于圖像重建的整個(gè)線性移動(dòng)距離中用于加速或減速的線性移動(dòng)的距離。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種X射線成像方法，該方法能夠在螺旋掃描期間，甚至在檢查臺(tái)的線性移動(dòng)加速或減速時(shí)也能夠獲取投影數(shù)據(jù)，以及使用獲取的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。
在按照第一方面的X射線CT成像方法中，不僅在當(dāng)線性移動(dòng)速率保持恒定時(shí)，而且在線性移動(dòng)加速或減速時(shí)都獲取投影數(shù)據(jù)，并且所獲取的投影數(shù)據(jù)用于圖像重建。因此，在整個(gè)線性移動(dòng)的距離中用于加速或減速的線性移動(dòng)的距離也能夠用于圖像重建。
附帶地，圖像重建可以按照二維圖像重建技術(shù)或三維圖像重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種X射線成像方法在螺旋掃描期間，甚至檢查臺(tái)的線性移動(dòng)加速或減速時(shí)仍然能夠獲取投影數(shù)據(jù)；將表示在掃描期間檢查臺(tái)在體軸(在下文中稱(chēng)為z軸)方向的位置的坐標(biāo)信息附加在每個(gè)視圖上或幾個(gè)視圖上，或?qū)⒃撟鴺?biāo)信息保持為單獨(dú)信息；以及將獲取的用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)和與每一視圖或每幾個(gè)視圖同步的z坐標(biāo)信息一起使用。
在按照第二方面的X射線CT成像方法中，不僅在當(dāng)線性移動(dòng)速率保持恒定時(shí)獲取投影數(shù)據(jù)，而且在線性移動(dòng)在加速或減速時(shí)也獲取投影數(shù)據(jù)，并且所獲取的投影數(shù)據(jù)與z軸坐標(biāo)信息一起用于圖像重建。因此，在通過(guò)檢查臺(tái)的整個(gè)線性移動(dòng)的距離中，用于加速或減速的線性移動(dòng)的距離也能夠用于圖像重建。
附帶地，圖像重建可以指二維圖像重建或三維圖像重建。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種X射線成像方法，其中圖像重建與投影數(shù)據(jù)獲取同時(shí)進(jìn)行。
按照第三方面的X射線CT成像方法，因?yàn)閳D像重建與投影數(shù)據(jù)獲取同時(shí)進(jìn)行，可以最小化直到圖像產(chǎn)生所經(jīng)過(guò)的時(shí)滯。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種X射線成像方法，其中那些作為用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)某個(gè)視圖的基礎(chǔ)的參數(shù)在投影數(shù)據(jù)獲取之前被預(yù)測(cè)和保存，或在預(yù)測(cè)參數(shù)的過(guò)程中獲取投影數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的第四方面的X射線CT成像方法，在獲取投影數(shù)據(jù)之前保存作為用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖的基礎(chǔ)的參數(shù)，因此，在投影數(shù)據(jù)獲取后，可以立即繼續(xù)進(jìn)行圖像重建。
按照本發(fā)明的第五方面，提供一種X射線CT成像方法，其中預(yù)先保存表示檢查臺(tái)位置變化的線性移動(dòng)信息；在獲取投影數(shù)據(jù)之前，從線性移動(dòng)信息中推斷出表示獲取投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖處表示檢查臺(tái)位置的z坐標(biāo)；并且根據(jù)推斷出的z坐標(biāo)計(jì)算出用于進(jìn)行圖像重建的投影數(shù)據(jù)所基于的參數(shù)。
按照第五方面的X射線CT成像方法中，保存表示檢查臺(tái)位置變化的線性移動(dòng)信息。在某個(gè)視圖的投影數(shù)據(jù)獲取前，計(jì)算作為進(jìn)行圖像重建的投影數(shù)據(jù)某個(gè)視圖的基礎(chǔ)的參數(shù)。因此，只要投影數(shù)據(jù)一被獲取，圖像重建就可以繼續(xù)進(jìn)行。
按照本發(fā)明的第六方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前面的X射線CT成像方法不同之處在于在檢查臺(tái)的線性移動(dòng)加速時(shí)，同時(shí)射線管電流增加，獲取投影數(shù)據(jù)；在線性移動(dòng)減速時(shí)，同時(shí)射線管電流減小，獲取投影數(shù)據(jù)。
在加速期間，單位時(shí)間線性移動(dòng)的距離逐漸變長(zhǎng)。因此，如果射線管電流保持不變，在線性移動(dòng)方向上的X射線密度逐漸減小。另一方面，在減速期間，單位時(shí)間線性移動(dòng)的距離逐漸變短。因此，如果射線管電流保持不變，在線性移動(dòng)方向上的X射線密度逐漸增加。簡(jiǎn)而言之，與所獲取的投影數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際的射線管電流根據(jù)視圖變化，這使得預(yù)處理復(fù)雜。
因此，按照第六方面的X射線CT成像方法，在線性移動(dòng)加速時(shí)，同時(shí)射線管電流增大，獲取投影數(shù)據(jù)。在線性移動(dòng)減速時(shí)，同時(shí)射線管電流減小，獲取投影數(shù)據(jù)，這使得在線性移動(dòng)方向上的X射線密度保持不變。簡(jiǎn)而言之，不論視圖如何，與在線性移動(dòng)加速或減速期間所獲取的投影數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際射線管電流都能夠保持不變。這使得預(yù)處理簡(jiǎn)化了。
按照本發(fā)明的第七方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前述X射線成像方法不同之處在于，線性移動(dòng)相對(duì)于時(shí)間線性地加速或減速。
按照第七方面的X射線CT成像方法，線性移動(dòng)相對(duì)于時(shí)間線性地加速或減速。因此容易控制加速或減速。
按照本發(fā)明的第八方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前述X射線成像方面不同之處在于，線性移動(dòng)相對(duì)于時(shí)間非線性地加速或減速。
按照第八方面的X射線CT成像方法，線性移動(dòng)相對(duì)于時(shí)間非線性地加速或減速。因此線性移動(dòng)速率的改變可以是平滑的。
按照本發(fā)明的第九方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前述X射線成像方面不同之處在于，使用多檢測(cè)器獲取投影數(shù)據(jù)。
按照第九方面的X射線CT成像方法，由于采用了多檢測(cè)器，可以一次獲取大量投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。
按照本發(fā)明的第十方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前述X射線成像方法的不同之處如下所述。即，假設(shè)將一個(gè)平行于x軸和y軸的xy平面作為圖像重建平面，并且將z軸方向作為構(gòu)成多檢測(cè)器的檢測(cè)器陣列排列的方向。在這種情況中，為了獲取視圖，xy平面穿過(guò)位于特定位置的多檢測(cè)器在z軸方向上的中心，根據(jù)從xy平面到圖像重建平面的距離和圖像重建平面中像素的位置，從視圖中采樣用于計(jì)算像素的像素值的投影數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的圖像重建方法是在假設(shè)線性移動(dòng)速率保持不變的情況下用公式表述的。因此，使用傳統(tǒng)的圖像重建方法處理這些投影數(shù)據(jù)時(shí)，這些投影數(shù)據(jù)是在線性移動(dòng)加速或減速期間獲得的，會(huì)產(chǎn)生偽影(artifact)。
在依照第十個(gè)方面的X射線CT成像方法中，為了獲取視圖，xy平面穿過(guò)位于特定位置的多檢測(cè)器在z軸方向上的中心，根據(jù)從xy平面到圖像重建平面的z軸方向上的距離，以及圖像重建平面中像素g的位置，從視圖中采樣用于計(jì)算像素的像素值的投影數(shù)據(jù)。因此，所需的投影數(shù)據(jù)甚至能夠從線性移動(dòng)加速或減速期間獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣。可以防止產(chǎn)生偽影。
按照本發(fā)明的第十一個(gè)方面，提供一種X射線CT成像方法，與前述X射線CT成像方法不同之處在于，按照三維圖像重建方法實(shí)現(xiàn)圖像重建。
按照第十一個(gè)方面的X射線CT成像方法中，用能夠接收沿大角度傳播的錐形束的多檢測(cè)器陣列獲取投影數(shù)據(jù)。因?yàn)椴捎萌S圖像重建技術(shù)進(jìn)行圖像重建，這樣就防止了由錐形束的大角度引起的偽影。
順便提一下，三維圖像重建技術(shù)包括Feldkamp技術(shù)和加權(quán)Feldkamp技術(shù)。
按照本發(fā)明第十二個(gè)方面，提供一種X射線CT成像方法，其與前述X射線CT成像方法的不同之處如下所述。即，三維圖像重建技術(shù)包含下列步驟根據(jù)在其處獲取組成每一個(gè)視圖的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的z軸方向的位置，排列獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；對(duì)表示視場(chǎng)中的一條線或多個(gè)平行線的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)采樣，所述多個(gè)平行線的相鄰線間用其間的多個(gè)像素彼此分隔；將表示每條線的投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)和錐形束重建權(quán)重相乘，以產(chǎn)生投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)；通過(guò)對(duì)投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)過(guò)濾，產(chǎn)生圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)；根據(jù)每一個(gè)圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)，計(jì)算表示視場(chǎng)中每一個(gè)像素的背投影像素?cái)?shù)據(jù)；相對(duì)每一個(gè)像素，加上通過(guò)所有用于進(jìn)行圖像重建的視圖計(jì)算得到的背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)，以產(chǎn)生背投影數(shù)據(jù)。
按照第十二個(gè)方面的X射線CT成像方法，能夠采用專(zhuān)利申請(qǐng)為2002-147231和2002-238947中提出的三維圖像重建技術(shù)。因而，能夠大幅度降低數(shù)學(xué)運(yùn)算量。
按照本發(fā)明的第十三個(gè)方面，提供了一種X射線CT系統(tǒng)，包括X射線管；X射線檢測(cè)器；掃描裝置，該裝置使X射線管和X射線檢測(cè)器其中至少之一繞著造影對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使X射線管和X射線檢測(cè)器彼此間相對(duì)移動(dòng)，并相對(duì)于造影對(duì)象線性移動(dòng)，甚至在線性移動(dòng)的加速或減速期間獲取投影數(shù)據(jù)；以及圖像重建裝置，根據(jù)已獲取的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生CT圖像。
按照本發(fā)明的第十三方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十四個(gè)方面，提供了一種X射線CT系統(tǒng)，包括X射線管；X射線檢測(cè)器；掃描裝置，該裝置使X射線管和X射線檢測(cè)器其中至少之一繞著造影對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使X射線管和X射線檢測(cè)器相對(duì)于造影對(duì)象作線性移動(dòng)，甚至在線性移動(dòng)的加速或減速期間獲取投影數(shù)據(jù)，并且向每一個(gè)視圖或幾個(gè)視圖附加坐標(biāo)信息，所述坐標(biāo)信息表示掃描期間檢查臺(tái)在體軸(下文中的z軸)方向上的位置，或者將坐標(biāo)信息作為單獨(dú)的信息保存；以及圖像重建裝置，根據(jù)已獲取的投影數(shù)據(jù)和與每一個(gè)視圖或每幾個(gè)視圖同步的z坐標(biāo)信息，產(chǎn)生CT圖像。
按照第二個(gè)方面所述的X射線CT成像方法能夠適用于如第十四個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十五個(gè)方面，提供了一種不同于上文的X射線CT系統(tǒng)，其中，由圖像重建裝置執(zhí)行的圖像重建和由掃描裝置執(zhí)行的投影數(shù)據(jù)獲取同時(shí)進(jìn)行。
按照第三個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于第十五個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十六個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括參數(shù)保存裝置，用于在獲取投影數(shù)據(jù)之前預(yù)測(cè)和保存參數(shù)，或者在獲取投影數(shù)據(jù)期間預(yù)測(cè)和保存參數(shù)，根據(jù)所述的參數(shù)，投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖用于進(jìn)行圖像重建。
依照第四個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十六個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十七個(gè)方面，提供了一種X射線CT系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括線性移動(dòng)信息保存裝置和參數(shù)推斷裝置，線性移動(dòng)信息保存裝置用于預(yù)先保存代表由線性移動(dòng)引起的檢查臺(tái)位置變化的線性移動(dòng)信息，參數(shù)推斷裝置可以在獲取投影數(shù)據(jù)之前，從線性移動(dòng)信息中推斷z坐標(biāo)(z坐標(biāo)代表獲取特定投影數(shù)據(jù)視圖時(shí)檢查臺(tái)的位置)，并且依照推斷的z坐標(biāo)計(jì)算參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)投影數(shù)據(jù)用于進(jìn)行圖像重建。
按照第五個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十七個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十八個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，其與前述X射線成像系統(tǒng)不同之處在于，所述掃描裝置在線性移動(dòng)加速期間，獲取投影數(shù)據(jù)同時(shí)增加射線管電流，或在線性移動(dòng)減速期間，獲取投影數(shù)據(jù)同時(shí)減少射線管電流按照第十八個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十二個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第十九個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，和前述X射線CT系統(tǒng)不同之處在于，掃描裝置隨時(shí)間線性地進(jìn)行加速或減速線性移動(dòng)。
按照第十九個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十三個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二十個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，和前述X射線CT系統(tǒng)不同之處在于，掃描裝置隨時(shí)間非線性地進(jìn)行加速或減速線性移動(dòng)。
按照第二十個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十四個(gè)方面所述的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二十一個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，和前述X射線CT系統(tǒng)不同之處在于，X射線檢測(cè)器為多檢測(cè)器。
按照第二十一個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于如第十五個(gè)方面所述X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二十二個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，其與前述X射線CT系統(tǒng)不同之處如下所述。即，假設(shè)一個(gè)平行于x軸和y軸的xy平面作為圖像重建平面，z軸方向作為組成多檢測(cè)器的檢測(cè)器陣列的排列方向。在這種情況下，為了獲取視圖，xy平面穿過(guò)位于特定位置的多檢測(cè)器在z軸方向上的中心，根據(jù)從xy平面到圖像重建平面在z軸方向上的距離和圖像重建平面中像素的位置，圖像重建裝置采樣用于從視圖中計(jì)算像素的像素值的投影數(shù)據(jù)。
按照第二十二個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于按照第十六個(gè)方面的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二十三個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，和前述X射線CT系統(tǒng)不同之處在于，所述圖像重建裝置按照三維圖像重建技術(shù)執(zhí)行圖像重建。
按照第二十三個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于按照第十七個(gè)方面的X射線CT系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的第二十四個(gè)方面，提供一種X射線CT系統(tǒng)，和前述X射線CT系統(tǒng)的不同之處如下所述。即，三維圖像重建技術(shù)包含下列步驟基于在其中獲取組成每一個(gè)視圖的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的z軸方向的位置，排列獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；對(duì)表示視場(chǎng)中的一條線或多個(gè)平行線的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)采樣，所述多個(gè)平行線的相鄰線間用其間的多個(gè)像素彼此分開(kāi)；將表示每條線的投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)和錐形束重建權(quán)重相乘，以產(chǎn)生投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)；對(duì)投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)過(guò)濾，產(chǎn)生圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)；根據(jù)每一個(gè)圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)，計(jì)算表示視場(chǎng)中每一個(gè)像素的背投影像素?cái)?shù)據(jù)；相對(duì)每一個(gè)像素，加上通過(guò)所有用于進(jìn)行圖像重建的視圖計(jì)算得到的背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)，以產(chǎn)生背投影數(shù)據(jù)。
按照第二十四個(gè)方面的X射線CT成像方法能夠適用于按照第十八個(gè)方面的X射線CT系統(tǒng)。
按照實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的X射線CT成像方法和X射線CT系統(tǒng)，在螺旋掃描期間，在整個(gè)線性移動(dòng)距離中用于加速和減速的線性移動(dòng)距離能夠用于圖像重建。
按照本發(fā)明的X射線CT成像方法和X射線CT系統(tǒng)能夠用于產(chǎn)生X射線CT圖像。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明附圖中的優(yōu)選實(shí)施例的描述變得更加明顯。


圖1表示按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的X射線CT系統(tǒng)的框圖。
圖2是表示X射線管和多檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)的說(shuō)明視圖。
圖3是表示錐形束的說(shuō)明圖表。
圖4是按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)要描述X射線CT系統(tǒng)執(zhí)行動(dòng)作的流程圖。
圖5是描述數(shù)據(jù)獲取的流程圖。
圖6是描述數(shù)據(jù)獲取的流程圖。
圖7顯示了托架線性加速或減速時(shí)的線性移動(dòng)速率的變化圖。
圖8顯示了托架線性加速或減速時(shí)的射線管電流的變化圖。
圖9顯示了托架非線性加速或減速時(shí)的線性移動(dòng)速率的變化圖。
圖10顯示了托架非線性加速或減速時(shí)的射線管電流的變化圖。
圖11顯示了托架沒(méi)有以恒定速率移動(dòng)而進(jìn)行線性加速或減速時(shí)的線性移動(dòng)速率的變化圖。
圖12顯示了托架沒(méi)有以恒定速率移動(dòng)而進(jìn)行線性加速或減速時(shí)的射線管電流的變化圖。
圖13顯示了托架沒(méi)有以恒定速率移動(dòng)而進(jìn)行非線性加速或減速時(shí)的線性移動(dòng)速率變化圖。
圖14顯示了托架沒(méi)有以恒定速率移動(dòng)而做非線性加速或減速時(shí)的射線管電流變化圖。
圖15是描述三維圖像重建的流程圖。
圖16顯示了在X射線發(fā)射的方向上的視場(chǎng)中線投影的示意圖。
圖17是顯示檢測(cè)器表面上投影的線的示意圖。
圖18顯示了在投影平面上形成投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr的示意圖，Dr代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為0°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖19顯示了在投影平面上形成投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp化示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為0°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖20顯示了在投影平面上形成高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Df的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為0°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖21顯示了背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為0°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖22顯示了背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2的示意圖，其代表視場(chǎng)中的像素，并且在X射線管設(shè)置為0°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖23顯示了在投影面上形成投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為90°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖24顯示了在投影面上形成投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為90°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖25顯示了在投影面上形成高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Df的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為90°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖26顯示了背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2的示意圖，其代表每一條線，并且在X射線管設(shè)置為90°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖27顯示了背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2的示意圖，其代表視場(chǎng)中的像素，并且在X射線管設(shè)置為90°視角時(shí)產(chǎn)生。
圖28顯示了相對(duì)于每一個(gè)像素，通過(guò)累加由所有視圖產(chǎn)生的背投影像素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2來(lái)計(jì)算背投影數(shù)據(jù)D3的過(guò)程的說(shuō)明圖。
圖29描述了按照第二個(gè)實(shí)施例執(zhí)行的線數(shù)據(jù)獲取的流程圖。
圖30描述了按照第二實(shí)施例執(zhí)行的參數(shù)推斷的流程31描述了按照第二實(shí)施例執(zhí)行的三維背投影的流程圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明采取以實(shí)施例作為例子的方式進(jìn)行說(shuō)明，注意本發(fā)明并不限于實(shí)施例。
圖1是表示按照本發(fā)明的實(shí)施例所述的X射線CT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
所述X射線CT系統(tǒng)100包括操作控制臺(tái)1，造影檢查臺(tái)10，和掃描臺(tái)架20。
所述的操作控制臺(tái)1包括接收操作者輸入的輸入裝置2；執(zhí)行圖像重建或類(lèi)似功能的中央處理器3；其中保存掃描臺(tái)架20獲取的投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取緩沖器5；顯示由投影數(shù)據(jù)重建的CT圖像的CRT6；以及存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和X射線CT圖像的存儲(chǔ)裝置7。
檢查臺(tái)10括一個(gè)托架12，對(duì)象躺在托架上并且其從掃描臺(tái)架20的孔中進(jìn)出。托架12通過(guò)檢查臺(tái)10中包含的電機(jī)被升高、降低和作線性移動(dòng)。
掃描臺(tái)架20包括X射線管21；X射線控制器22；準(zhǔn)直器23；多檢測(cè)器24；數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS)25；繞著對(duì)象的體軸旋轉(zhuǎn)的X射線管21或類(lèi)似裝置的旋轉(zhuǎn)控制器26；向或者從操作控制臺(tái)1或造影檢查臺(tái)10傳送控制信號(hào)或類(lèi)似的控制器29；以及滑動(dòng)環(huán)30。
圖2和圖3是關(guān)于X射線管21和多檢測(cè)器24的說(shuō)明圖。
X射線管21和多檢測(cè)器24繞著旋轉(zhuǎn)中心IC旋轉(zhuǎn)。假設(shè)垂直方向是y方向，水平方向是x方向，并且與這些方向垂直的方向是z方向，X射線管21和多檢測(cè)器24在其上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平面是xy平面。而且，托架12在其中移動(dòng)的移動(dòng)方向是z方向。
X射線管21產(chǎn)生稱(chēng)為錐形束CB的X射線束。當(dāng)錐形束CB的中心軸方向平行于y方向時(shí)，X射線管21位于0°視角。
多檢測(cè)器24包括，例如256個(gè)檢測(cè)器陣列。每個(gè)檢測(cè)器陣列都具有，例如1024個(gè)通道。
圖4是概要描述X射線CT系統(tǒng)100中執(zhí)行的操作的流程圖。
在步驟S1中，X射線管21和多檢測(cè)器24繞著造影的對(duì)象旋轉(zhuǎn)，并且托架12線性移動(dòng)。同時(shí)，獲取以托架線性移動(dòng)到的位置z、視角視圖、檢測(cè)器陣列數(shù)j、以及通道數(shù)i標(biāo)識(shí)的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)。托架線性移動(dòng)到的位置z通過(guò)使用編碼器計(jì)數(shù)z軸方向位置的脈沖數(shù)進(jìn)行檢測(cè)?？刂破?9將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為z軸坐標(biāo)，并經(jīng)由滑動(dòng)環(huán)30，將z軸坐標(biāo)作為z軸坐標(biāo)信息附加到由DAS 25獲取的投影數(shù)據(jù)中。
圖5表示附加有z軸坐標(biāo)信息的用于某個(gè)投影數(shù)據(jù)視圖的格式。
附帶說(shuō)明，后面將參考圖6至圖14說(shuō)明數(shù)據(jù)獲取。
在步驟S2中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)被預(yù)處理(經(jīng)過(guò)偏移校正，對(duì)數(shù)校正，曝光校正和靈敏度校正)。
在步驟S3中，預(yù)處理的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)被過(guò)濾。特別地，投影數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傅立葉變換、過(guò)濾(分配一個(gè)重建函數(shù))，然后進(jìn)行逆傅立葉變換。
在步驟S4中，對(duì)過(guò)濾后的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)進(jìn)行三維背投影，以產(chǎn)生背投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。三維背投影將在后面參考圖15進(jìn)行說(shuō)明。
在步驟S5中，背投影數(shù)據(jù)D3(x，y)經(jīng)過(guò)后處理，以產(chǎn)生CT圖像。
圖6是描述數(shù)據(jù)獲取(圖4中步驟S1)的流程圖。
在步驟A1中，X射線管21和多檢測(cè)器24圍繞造影的對(duì)象旋轉(zhuǎn)。
在步驟A2中，托架12低速線性移動(dòng)到圖7和圖9中所示的線性移動(dòng)起始位置。
在步驟A3中，托架12開(kāi)始線性移動(dòng)。
在步驟A4中，托架12線性移動(dòng)的線性移動(dòng)速率根據(jù)預(yù)定的函數(shù)增加，并且射線管電流相應(yīng)地增加。圖7和圖8是與時(shí)間呈線性關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的圖形，而圖9和圖10是與時(shí)間呈非線性關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的圖形。在線性移動(dòng)方向上X射線密度，即單位厚度上的曝光，與射線管電流除以線性移動(dòng)速率的商成比例。因此，當(dāng)射線管電流隨線性移動(dòng)速率的增加而增加時(shí)，射線管電流除以線性移動(dòng)速率的商可以保持不變。最終，即使在加速期間，在線性移動(dòng)方向上的X射線密度也能夠保持不變。
在步驟A5中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)是在托架加速期間獲取的。
在步驟A6中，如果托架12的線性移動(dòng)速率達(dá)到圖7和圖9所示的預(yù)定的速率Vc，控制將轉(zhuǎn)到步驟A7。如果線性移動(dòng)速率沒(méi)有達(dá)到圖7和圖9所示的預(yù)定的速率Vc，控制將返回到步驟A4。托架12進(jìn)一步加速。
在步驟A7中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)是在托架12保持在預(yù)定線性移動(dòng)速率或在恒定速率時(shí)獲取的。
在步驟A8中，如果托架12達(dá)到了圖7和圖9中的恒定速率終止位置，控制將轉(zhuǎn)到步驟A9。如果托架12還沒(méi)有達(dá)到恒定速率終止位置，控制將返回到步驟A7。保持托架12以恒定速率移動(dòng)時(shí)獲取投影數(shù)據(jù)。
在步驟A9中，托架12的線性移動(dòng)速率根據(jù)預(yù)定的函數(shù)減小，并且射線管電流相應(yīng)地減小。圖7和圖8是與時(shí)間呈線性關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的圖形，而圖9和圖10是與時(shí)間呈非線性關(guān)系的預(yù)定函數(shù)的圖形。在線性移動(dòng)方向上X射線密度，即單位厚度的曝光，與射線管電流除以線性移動(dòng)速率的商成比例。因此，當(dāng)射線管電流隨線性移動(dòng)速率的減小而減小時(shí)，射線管電流除以線性移動(dòng)速率的商可以保持不變。最終，即使在減速期間，在線性移動(dòng)方向上的X射線密度也能夠保持不變。
在步驟A10中，在托架減速期間獲取投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)。
在步驟A11中，如果托架12的線性移動(dòng)速率達(dá)到圖7和圖9所示的可停止的速率時(shí)，控制轉(zhuǎn)到步驟A12。如果托架12的線性移動(dòng)速率沒(méi)有達(dá)到可停止的速率時(shí)，控制返回到步驟A9，托架12進(jìn)一步減速。
在步驟A12中，托架12的線性移動(dòng)停止。
如圖11到圖14所示，如果恒定速率開(kāi)始點(diǎn)和恒定速率結(jié)束位置設(shè)置為同一位置，則能夠以托架線性移動(dòng)最短距離而獲取投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)。
圖15是描述三維背投影的流程圖(圖4中的步驟S4)。
在步驟R1中，從CT圖像重建所需的所有視圖(即，通過(guò)將X射線管旋轉(zhuǎn)360°所獲取的視圖、或?qū)射線管旋轉(zhuǎn)180°加上扇型射束角所獲取的視圖)中選擇一個(gè)視圖。
在步驟R2中，在視場(chǎng)中的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr是從由投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)組成的所選視圖中采樣得到的，投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr表示多條線，相鄰線由其間的多個(gè)像素彼此分隔。
圖16表示在視場(chǎng)P中的多個(gè)平行線L0-L8。
線的個(gè)數(shù)在視場(chǎng)中與線垂直方向上提供的最大像素?cái)?shù)目的1/64到1/2的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)視場(chǎng)中的像素?cái)?shù)等于512×512的乘積時(shí)，線的個(gè)數(shù)為9。
而且，當(dāng)視角等于或大于-45°且小于45°(或視角范圍以此為中心并且包括其它)，并且等于或大于135°且小于225°時(shí)(或視角范圍以此為中心并且包括其它)，則將x方向視為線的方向。而且，當(dāng)視角等于或大于45°且小于135°(或視角范圍以此為中心并且包括其它)，并且等于或大于225°且小于315°時(shí)(或視角范圍以此為中心并且包括其它)，則將y方向視為線的方向。
而且，將穿過(guò)旋轉(zhuǎn)中心IC并平行于線L0到L8的平面視為投影平面pp。
圖17表示線T0到T8，其是在檢測(cè)器的表面dp上，形成在其中發(fā)射X射線的方向中的線L0到L8的投影。
X射線發(fā)射的方向由X射線管21，多檢測(cè)器24和線L0至L8的幾何位置確定(包括在z軸方向上從xy平面到視場(chǎng)P的距離，和線L0到L8的位置，所述xy平面穿過(guò)多檢測(cè)器24在z軸方向的中心，所述每條線L0到L8都是在視場(chǎng)P中提供的一組像素)。因?yàn)閷⑼屑芫€性移動(dòng)到該處以便獲取投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(z，視圖，j，i)的位置z是已知的，因此X射線發(fā)射的方向能夠根據(jù)加速或減速期間獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(z，視圖，j，i)精確地檢測(cè)。
那些由通道i上的檢測(cè)器陣列j獲取的、并表示投影在檢測(cè)器表面dp上的線T0到T8的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)被采樣，并作為表示線L0到L8的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr。
如圖18所示，線L0’到L8’作為在X射線發(fā)射方向上的在投影平面pp上形成的線T0到T8的投影。形成投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr以表示線L0’到L8’。
再參考圖15，在步驟R3時(shí)，表示L0’到L8’每條線的投影數(shù)據(jù)Dr乘以相應(yīng)的錐形束重建權(quán)重，以產(chǎn)生圖19所示的投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp。
在這里，錐形束重建權(quán)重表達(dá)為(r1/r0)2，其中r0表示從X射線管21的焦點(diǎn)到由檢測(cè)器陣列數(shù)j和通道數(shù)i所限定的多檢測(cè)器24上的獲取投影數(shù)據(jù)Dr的位置之間的距離，r1表示從X射線管21的焦點(diǎn)到由投影數(shù)據(jù)Dr表示的視場(chǎng)中像素的距離。
在步驟R5，投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp在線方向上進(jìn)行插值，以產(chǎn)生圖20所示的高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh。
高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh的密度比等價(jià)于視場(chǎng)中線方向上提供的最大像素?cái)?shù)的密度大8到32倍。例如，假設(shè)數(shù)據(jù)密度大16倍，如果在視場(chǎng)P中提供的像素?cái)?shù)是512×512的乘積，則數(shù)據(jù)密度表達(dá)為每線8192個(gè)像素。
在步驟R6，高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh被采樣，并且，如果需要，進(jìn)行插值或外推，以產(chǎn)生如圖21所示的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2，D2表示線L0到L8上的像素在步驟S7，高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh被采樣，并且，進(jìn)行插值或外推，以產(chǎn)生如圖22所示的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2，D2表示線L0到L8上的像素。
圖18至圖22涉及這種情況，其中視角等于或大于-45°且小于45(或視角范圍以此為中心并包括其它)，并且等于或大于135°且小于225°(或視角范圍以此為中心并且包括其它)。圖23至圖27涉及這種情況，其中視角等于或大于45°且小于135°(或視角范圍以此為中心并且包括其它)，并且等于或大于225°且小于315°(或視角范圍以此為中心并且包括其它)。
再參考圖15，在步驟R8中，如圖28所示，圖22或圖27中所示的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2相對(duì)于每個(gè)像素累加。
在步驟R9中，對(duì)重建CT圖像所需的每個(gè)視圖(即，通過(guò)將X射線管旋轉(zhuǎn)360°或180°加上扇形射束角獲取的視圖)重復(fù)執(zhí)行步驟R1至R8。這產(chǎn)生背投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。
按照第一實(shí)施例的X射線CT系統(tǒng)100，不僅在線性移動(dòng)速率保持恒定時(shí)獲取投影數(shù)據(jù)，而且在線性移動(dòng)加速或減速時(shí)也獲取投影數(shù)據(jù)，所獲取的投影數(shù)據(jù)用于重建圖像。因此，在整個(gè)線性移動(dòng)的距離中用于加速或減速的線性移動(dòng)距離能夠用于圖像重建。
圖像重建技術(shù)可以是傳統(tǒng)的已知的二維圖像重建技術(shù)，或傳統(tǒng)的已知的三維圖像重建技術(shù)，包括Feldkamp技術(shù)。而且，可以采用在日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?002-066420，2002-147061，2002-147231，2002-235561，2002-235662，2002-267833，2002-322756和2002-238947中提出的任何一種三維圖像重建技術(shù)。
按照第一實(shí)施例，在圖4中的步驟S1，全部獲取了圖像重建所需的投影數(shù)據(jù)視圖后，在步驟S4執(zhí)行三維背投影。在這種情況下，因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取和三維背投影完全以彼此串行方式執(zhí)行，因此直到圖像產(chǎn)生將經(jīng)過(guò)很大的時(shí)滯。
按照第二實(shí)施例，部分三維背投影與數(shù)據(jù)獲取同時(shí)進(jìn)行。因此，直到圖像產(chǎn)生所經(jīng)過(guò)的時(shí)滯可以縮短。
換言之，按照第二實(shí)施例的X射線CT系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行圖29所示的數(shù)據(jù)處理、圖30所示的參數(shù)推斷、以及圖31所示的三維背投影。
圖29是描述按照第二實(shí)施例執(zhí)行的數(shù)據(jù)獲取的流程圖。
除了步驟A5’、A7’和A10’以外，圖29所描述的步驟與在圖6中所描述的步驟相同。因此下面只說(shuō)明步驟A5’、A7’和A10’。
在步驟A5’中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)是在檢查臺(tái)加速移動(dòng)時(shí)獲取的，并且控制同時(shí)轉(zhuǎn)到正在進(jìn)行的三維背投影。
在步驟A7’中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)是在檢查臺(tái)恒速移動(dòng)時(shí)獲取的，并且控制同時(shí)轉(zhuǎn)到正在進(jìn)行的三維背投影。
在步驟A10’中，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)是在檢查臺(tái)減速移動(dòng)時(shí)獲取的，并且控制同時(shí)轉(zhuǎn)到正在進(jìn)行的三維背投影。
圖30是說(shuō)明按照第二實(shí)施例執(zhí)行的參數(shù)推斷的流程圖。
在步驟B1，選擇尚未被獲取的投影數(shù)據(jù)D0的一個(gè)視圖。
在步驟B2，根據(jù)確定檢查臺(tái)12的線性移動(dòng)速率的預(yù)定函數(shù)，推斷表示獲取投影數(shù)據(jù)D0的所選視圖的檢查臺(tái)12位置的z坐標(biāo)。
在步驟B3，根據(jù)表示檢查臺(tái)12位置的推斷的z坐標(biāo)，推斷在獲取所選擇的投影數(shù)據(jù)D0的視圖時(shí)獲得的X射線管21、多檢測(cè)器24和視場(chǎng)P的相對(duì)位置。
在步驟B4，由X射線管21、多檢測(cè)器24和視場(chǎng)P的相對(duì)位置，推斷在X射線發(fā)射方向上，通過(guò)投影多個(gè)平行線L0到L8，在檢測(cè)器表面dp所形成的線T0到T8，線L0到L8提供在視場(chǎng)P中，相鄰線之間有多個(gè)像素。
在步驟B5，計(jì)算錐形束重建權(quán)重，錐形束重建權(quán)重與表示線L0’到L8’的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr相乘，線L0’到L8’是通過(guò)在X射線發(fā)射方向上投影推斷得到的線T0到T8在投影平面pp上形成的。
在步驟B6，在計(jì)算了施加到圖像重建所需要的所有視圖中的錐形束重建權(quán)重之后，處理過(guò)程完成。如果還有施加于任何視圖的錐形束重建權(quán)重尚未計(jì)算，控制返回到步驟B1。
圖31是按照第二實(shí)施例描述所執(zhí)行的三維背投影的流程圖。
在步驟C1，建立一個(gè)等待狀態(tài)，直到重建CT圖像所需的的所有視圖中(即，在X射線管設(shè)置在360°內(nèi)獲取的視圖，或X射線管設(shè)置在180°加扇形射束角)，投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)的視圖從正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)獲取被選中(步驟A4’，A7’和A10’)。當(dāng)投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)的視圖被選中時(shí)，控制進(jìn)行到步驟C2。
在步驟C2，對(duì)在數(shù)據(jù)獲取中被選中的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)進(jìn)行預(yù)處理(經(jīng)過(guò)偏移校正、對(duì)數(shù)校正、曝光校正和靈敏度校正)。
在步驟C3，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)被過(guò)濾，或更具體的，經(jīng)過(guò)傅立葉變換，過(guò)濾(分配重建函數(shù))，以及傅立葉逆變換。
在步驟C4，從數(shù)據(jù)獲取中選中的的投影數(shù)據(jù)D0(z，視圖，j，i)對(duì)投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D0采樣，投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D0表示通過(guò)將在視場(chǎng)P中提供的、相鄰線之間有多個(gè)像素的多個(gè)平行線L1到L8投影，在檢測(cè)器表面dp上形成的線T0到T8。為了表示在X射線發(fā)射方向投影線T0到T8，在投影平面pp上形成的線L0’到L8’，形成投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D0，由此投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr產(chǎn)生，如圖18所示。
此時(shí)，如果在進(jìn)行中的參數(shù)推斷中預(yù)先推斷線T0到T8(圖30中的步驟B4)，可以立即產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr。
在步驟C5，表示線L0’到L8’的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr乘以錐形束重建權(quán)重，從而產(chǎn)生投影線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp，如圖19所示。
此時(shí)，如果在正在進(jìn)行的參數(shù)推斷中預(yù)先推斷錐形束重建權(quán)重(圖30中的步驟B5)，可以立即產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp。
在步驟C7中，在線的方向?qū)ν队熬€數(shù)據(jù)項(xiàng)Dp進(jìn)行插值，從而產(chǎn)生高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh，如圖20所示。
在步驟C8中，高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh被采樣，并且如果需要，進(jìn)行插值或外推，以產(chǎn)生表示構(gòu)成線L0到L8的像素的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2，如圖21所示。
在步驟C9中，高密度圖像點(diǎn)線數(shù)據(jù)項(xiàng)Dh被采樣，并進(jìn)行插值或外推，以產(chǎn)生表示構(gòu)成線L0到L8的像素的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2，如圖22所示。
圖18到圖22表示各種要產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，假設(shè)視角等于或大于-45°且小于45(或視角范圍以此范圍為中心并包括其它鄰角)，并且等于或大于135°且小于225°(或視角范圍以此范圍為中心并且包括其它鄰角)。圖23至圖27表示在下述情況下產(chǎn)生的等價(jià)種類(lèi)的數(shù)據(jù)視角等于或大于45°且小于135°(或視角范圍以此范圍為中心并且包括其它鄰角)，并且等于或大于225°且小于315°(或視角范圍以此范圍為中心并且包括其它鄰角)。
參考圖31，在步驟C10，如圖28所示，圖22或圖27所示的背投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2被添加到相應(yīng)的像素值。
在步驟C11，對(duì)于CT圖像重建所需的所有視圖(即，由放置在360°或180°+扇形射線束角內(nèi)的X射線管獲取的視圖)，重復(fù)步驟C1到C10，從而產(chǎn)生背投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。然后控制進(jìn)行到步驟C12。
在步驟C12，為了產(chǎn)生CT圖像，背投影數(shù)據(jù)D3(x，y)進(jìn)行后處理。
按照第二個(gè)實(shí)施例中的X射線CT系統(tǒng)，不僅當(dāng)線性移動(dòng)速率保持恒定時(shí)，而且當(dāng)線性移動(dòng)加速或減速時(shí)，投影數(shù)據(jù)均可以獲取并用于圖像重建。因此，在整個(gè)線性移動(dòng)的距離中對(duì)于加速或減速線性移動(dòng)的距離能夠用于圖像重建。
此外，下面說(shuō)明一下優(yōu)點(diǎn)。
(1)在參數(shù)推斷中，錐形束重建所基于的參數(shù)在投影數(shù)據(jù)D0的特定視圖獲取之前進(jìn)行計(jì)算。因此，一旦獲取投影數(shù)據(jù)D0，其能被立即處理。
(2)因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取和三維背投影是同時(shí)執(zhí)行的，所以能夠減小直到圖像產(chǎn)生時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)滯。
順便提一下，使用的圖像重建方法可以是Feldkump算法，即通常采用的三維重建方法，或者是其他任何三維重建方法。不過(guò)它們都可以提供與前述算法同樣的優(yōu)點(diǎn)。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以構(gòu)建本發(fā)明各種不同的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于說(shuō)明書(shū)中所描述的特定的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT成像方法，包括以下步驟在螺旋掃描期間，甚至在檢查臺(tái)的線性移動(dòng)加速或減速時(shí)也獲取投影數(shù)據(jù)(S1，A5，A10，A5’，A10’)；并使用所獲取的投影數(shù)據(jù)用于圖像重建(R1-R9，B1-B6，C1-C11)。
2.一種X射線CT成像方法，包括以下步驟在螺旋掃描期間，甚至在檢查臺(tái)的線性移動(dòng)加速或減速時(shí)也獲取投影數(shù)據(jù)(S1，A5，A10，A5’，A10’)；在每個(gè)視圖或幾個(gè)視圖上附加坐標(biāo)信息，所述坐標(biāo)信息表示所述檢查臺(tái)在掃描期間在體軸(下文中稱(chēng)作z軸)方向的位置，或?qū)⑺鲎鴺?biāo)信息保存為單獨(dú)信息(S1，B1，B2)；并將所獲取的投影數(shù)據(jù)連同與每個(gè)視圖或每幾個(gè)視圖同步的z坐標(biāo)信息一起用于圖像重建(B3-B6)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的X射線CT成像方法，其中圖像重建是與獲取投影數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行的(S1，A1-A12)。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線CT成像方法，其中在獲取投影數(shù)據(jù)之前，預(yù)測(cè)并保存作為用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖基礎(chǔ)的參數(shù)，或在獲取投影數(shù)據(jù)期間預(yù)測(cè)上述參數(shù)(B4)。
5.如權(quán)利要求4所述的X射線CT成像方法，其中預(yù)先保存表示所述檢查臺(tái)位置變化的線性移動(dòng)信息；在獲取投影數(shù)據(jù)之前，從線性移動(dòng)信息中推斷出表示投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖被獲取時(shí)所述檢查臺(tái)的位置的z坐標(biāo)(B1-B3)；并且根據(jù)所推斷的z坐標(biāo)，計(jì)算作為用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)的參數(shù)(B4)。
6.一種X射線CT系統(tǒng)，包括X射線管(21)X射線檢測(cè)器(24)；掃描裝置(26)，所述掃描裝置使X射線管(21)和X射線檢測(cè)器(24)至少其中之一繞著造影的對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使X射線管(21)和X射線檢測(cè)器(24)相對(duì)于彼此移動(dòng)，并相對(duì)于造影的對(duì)象線性移動(dòng)，并且甚至在線性移動(dòng)加速或減速期間也獲取投影數(shù)據(jù)；以及根據(jù)獲取的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生CT圖像的圖像重建裝置(3)。
7.一種X射線CT系統(tǒng)，包括X射線管(21)X射線檢測(cè)器(24)；掃描裝置(26)，所述掃描裝置使X射線管和X射線檢測(cè)器至少其中之一繞著造影對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使它們都相對(duì)于彼此移動(dòng)，并相對(duì)于造影對(duì)象線性移動(dòng)，并且甚至在線性移動(dòng)加速或減速期間也獲取投影數(shù)據(jù)，將在掃描期間在體軸(下面稱(chēng)為z軸)方向表示檢查臺(tái)(12)位置的坐標(biāo)信息附加到每個(gè)視圖或幾個(gè)視圖上，或?qū)⒆鴺?biāo)信息保存為單獨(dú)信息；以及根據(jù)獲取的投影數(shù)據(jù)和與每個(gè)視圖或每幾個(gè)視圖同步的z坐標(biāo)信息產(chǎn)生CT圖像的圖像重建裝置(3)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的X射線CT系統(tǒng)，其中由所述圖像重建裝置(3)執(zhí)行的圖像重建與由所述掃描裝置(26)執(zhí)行的獲取投影數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求8所述的X射線CT系統(tǒng)，還包括參數(shù)保存裝置(7)，用于在獲取投影數(shù)據(jù)之前預(yù)測(cè)和保存參數(shù)，根據(jù)所述參數(shù)投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖用于圖像重建，或用于在獲取投影數(shù)據(jù)期間預(yù)測(cè)參數(shù)同時(shí)保存參數(shù)。
10.要求9所述的X射線CT系統(tǒng)，還包括線性移動(dòng)信息保存裝置(7)，用于預(yù)先保存由線性移動(dòng)所導(dǎo)致的所述檢查臺(tái)的位置改變的線性移動(dòng)信息；以及參數(shù)推斷裝置(7)，用于在獲取投影數(shù)據(jù)之前，從線性移動(dòng)信息中推斷z坐標(biāo)，所述z坐標(biāo)表示所述檢查臺(tái)在投影數(shù)據(jù)的某個(gè)視圖被獲取時(shí)的位置，并按照推斷出的z坐標(biāo)計(jì)算作為投影數(shù)據(jù)用于圖像重建的基礎(chǔ)的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，在用于圖像重建的螺旋掃描期間，利用在線性移動(dòng)的整個(gè)距離中的線性移動(dòng)加速或減速的距離。甚至在螺旋掃描所作的線性移動(dòng)加速或減速期間也獲取投影數(shù)據(jù)(A1－A12)。所獲取的投影數(shù)據(jù)用于圖像重建。而且，在線性移動(dòng)加速期間，同時(shí)射線管電流增大(A4)，獲取投影數(shù)據(jù)(A5)。在線性移動(dòng)減速期間，同時(shí)射線管電流減小(A9)，獲取投影數(shù)據(jù)(A10)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1575765SQ20041006400
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者西出明彥, 堀內(nèi)哲也, 萩原明 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司