專利名稱：X線ct裝置以及x線ct用反投影計算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在被檢測體上照射X線收集該X線的透過數(shù)據(jù)，從此收集數(shù)據(jù)中得到與被檢測體內(nèi)部構(gòu)造有關的圖象的X線CT診斷裝置。
背景技術：
現(xiàn)在，作為最有代表性的放射線診斷裝置之一，有X線CT(計算機斷層攝影)裝置。此X線CT裝置根據(jù)投影數(shù)據(jù)收集方式分為多種形式。
在此，數(shù)據(jù)收集形式之一有R/R方式(旋轉(zhuǎn)·旋轉(zhuǎn)方式或者第3代方式)。此R/R方式是在把被檢測體夾在空間中的狀態(tài)下使X線管以及X線檢測器相互相對配置，一邊使此X線管以及X線檢測器的兩者一體地圍繞被檢測體的周圍旋轉(zhuǎn)一邊進行數(shù)據(jù)收集的方式。即，在X線管以及X線檢測器一體圍繞被檢測體的周圍旋轉(zhuǎn)時，在每一定角度(每個采樣點)上進行各視圖的投影數(shù)據(jù)的收集。
此R/R方式的X線CT裝置與其它方式的裝置相比，在散射線除去性能和經(jīng)濟性等方面有利。因此，現(xiàn)在使用的大部分的X線CT裝置采用此R/R方式。
但是，在R/R方式中也有其特有的技術難點。例如，采樣間隔(射線間隔)根據(jù)檢測元件的排列間隔被固定，不能自由控制。因此，如果不進行充分細的采樣則產(chǎn)生折疊(圖象失真aliasing)問題。充分稠密地排列檢測元件會因檢測元件間隔(不靈敏區(qū))而產(chǎn)生X線檢測效率的下降和成本問題，在現(xiàn)實中是困難的。因此，R/R方式的X線CT裝置可以說經(jīng)常存在因折疊引起的人造圖象問題的危險。
作為其解決措施，如特開昭53-126892號(特愿昭52-41666號)公報，以及論文“Peters TM and Lewitt RMComputed Tomographywith Fan Beam Geometry.J Comput Assist Tomogr.Vol.1.No4，1997，429-436”所述那樣，使用Q/Q(Quarter-Quarter)偏移法(都稱為Quarter-Offset法、偏移檢測器等)。
如果采用此Q/Q偏移法，則相對配置X線管和檢測器，使得在X線管以及X線檢測器旋轉(zhuǎn)時的離旋轉(zhuǎn)中心最近的射線只從旋轉(zhuǎn)中心偏離采樣間隔(把檢測器元件間隔投影到旋轉(zhuǎn)中心附近的間隔)Δ的1/4。由此，各視圖的射線如穿過正對的視圖的射線間那樣，實際上可以使采樣間隔縮小一半(參照圖9(a))。
但是，在實際上并可以不一定容易地正確地確保依據(jù)上述的Q/Q偏移法的1/4間隔的偏移量那樣地配置X線管以及X線檢測器。
其理由之一是因為X線管的屏蔽罩和焦點的位置關系存在離散的緣故。在制造時，雖然對每根X線管進行慎重的校準調(diào)整，但不可能完全無瑕疵。進而另一理由是大部分的X線CT裝置使用具有大小2個焦點的X線管。這種情況下，一般2焦點的位置不可能相同，通常在兩焦點間存在數(shù)mm的位置誤差。因而，對一焦點進行校準調(diào)整，在5mm、10mm等厚的薄片掃描器中使用從QQ狀態(tài)(即，正確地確保采用Q/Q偏移法的1/4間隔的偏移量的狀態(tài))偏移了的另一焦點(大多是大焦點)，關系不大。這是因為如果薄片厚則Z軸方向的分體積效果起作用，投影數(shù)據(jù)的高頻成分被抑制，折疊不太顯著。
可是，由于近年的多薄片CT的普及，折疊的問題有再次顯現(xiàn)的趨勢?，F(xiàn)在8列和16列的多薄片CT正在普及，在這樣的CT中，薄的薄片掃描已極其普遍。而且，為了補充薄的薄片的光子不足，所以即使是1～2mm薄片也存在在大焦點一方進行掃描來確保射線量的趨勢。這種情況下，這種薄的薄片因為在脫離QQ狀態(tài)的狀態(tài)下被掃描，所以由再構(gòu)成的圖象上的折疊引起的人造圖象再次成為問題。
這樣，即使在采用Q/Q偏移法的情況下，因為隨著近年的多薄片CT的普及，發(fā)生折疊的問題再次顯現(xiàn)，所以迫切需要用和Q/Q偏移法不同的近似法來解決這種R/R方式的發(fā)生折疊的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了打破這種現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀而提出的，其目的在于用和Q/Q偏移法不同的其它近似方法，可以抑制或者解除這種R/R方式的折疊的產(chǎn)生的X線CT攝影。
本發(fā)明者鑒于上述的現(xiàn)有技術具有的問題，從和以往完全不同的觀點出發(fā)探討折疊問題，通過“在進行從QQ狀態(tài)脫離的掃描的情況下，采用與此脫離狀況相應的最佳的反投影偏移”，來發(fā)現(xiàn)能幾乎消除折疊問題的方法。即，在因檢測系統(tǒng)的錯誤校準而投影數(shù)據(jù)從所希望的基準狀態(tài)偏移的情況下，發(fā)現(xiàn)不通過投影路線進行反投影，而與錯誤校準狀態(tài)對應地反投影到適宜的偏移位置上這一點，在抑制折疊和維持分辨率方面是有效的。
即，在原理上如圖1所示，假設在某投影角的視圖中以間隔Δ和偏移α采樣投影數(shù)據(jù)的真值p(t)得到離散性投影數(shù)據(jù)Ps(t)，把它看作是用偏移γ取得的值而提供給圖象再構(gòu)成計算。如果是現(xiàn)有技術，則是把這樣的離散性投影數(shù)據(jù)Pb(t)的卷積結(jié)果反投影到偏移α(以下，根據(jù)需要稱為“采樣偏移”)的位置上(把它稱為“標準法”)，但在本發(fā)明的情況下，不進行采用這樣的標準法的再構(gòu)成，而是在只偏移可以變更的一定值γ(以下，根據(jù)需要稱為“反投影偏移”)的位置上進行反投影的再構(gòu)成處理。
本發(fā)明的X線CT裝置的具體構(gòu)成的特征在于包括夾著被檢測體相對地配置放射X線的X線源和排列有多個X線檢測元件的X線檢測器組成的檢測系統(tǒng)；一邊使上述X線源以及上述X線檢測器一體地圍繞上述被檢測體旋轉(zhuǎn)，一邊在各采樣點使上述X線源放射X線，在上述X線檢測器中收集該X線對上述被檢測體的投影數(shù)據(jù)的掃描裝置；對上述各視圖的投影數(shù)據(jù)實施反投影計算而再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，上述再構(gòu)成裝置在離上述檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心最近的上述X線檢測元件承擔上述放射出的X線的檢測的X線路徑位于從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上時，在上述反投影計算時使上述X線檢測元件的投影數(shù)據(jù)至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近，從而投影到從該旋轉(zhuǎn)中心只偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上。
另外，本發(fā)明的X線CT用反投影計算方法是適用于X線CT裝置的，由上述再構(gòu)成裝置執(zhí)行的反投影計算的反投影計算方法，該X線CT裝置包括夾著被檢測體相對地配置放射X線的X線源和排列有多個X線檢測元件的X線檢測器組成的檢測系統(tǒng)；一邊使上述X線源以及上述X線檢測器一體地圍繞上述被檢測體旋轉(zhuǎn)，一邊在各采樣點使上述X線源放射X線，在上述X線檢測器中收集該X線對上述被檢測體的投影數(shù)據(jù)的掃描裝置；對上述各視圖的投影數(shù)據(jù)實施反投影計算而再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其特征在于在離上述檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心最近的上述X線檢測元件承擔上述放射出的X線的檢測的X線路徑位于從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上時，在上述反投影計算時使上述X線檢測元件的投影數(shù)據(jù)至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近，投影在從該旋轉(zhuǎn)中心只偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上。


圖1是說明與本發(fā)明的原理有關的采樣偏移以及反投影偏移的圖。
圖2是為了說明本發(fā)明的原理而記載的頻率傳遞函數(shù)的圖。
圖3是展示為了說明本發(fā)明的原理而記載的模擬結(jié)果的圖。
圖4是展示為了說明本發(fā)明的原理而記載的平均人造圖象電平的定量比較的圖。
圖5是展示為了說明本發(fā)明的原理記載的實驗結(jié)果的圖。
圖6是展示為了說明本發(fā)明的原理記載的對各種采樣偏移的適宜的反投影偏移的曲線圖。
圖7是展示為了說明本發(fā)明的原理記載的對各種采樣偏移的適宜的反投影偏移等的另一曲線圖。
圖8是示例本發(fā)明的X線CT裝置的概要構(gòu)成的框圖。
圖9是說明X線源和檢測器的配置例子的圖。
圖10是展示由主計算機執(zhí)行的采樣偏移以及反投影偏移的設置處理一例的流程11是說明采樣偏移α的測量狀況的圖。
圖12是展示由主計算機執(zhí)行的再構(gòu)成時的處理一例的流程圖。
圖13是說明X線源和檢測器的配置例子的另一圖。
圖14是說明X線源和檢測器的配置例子的另一圖。
圖15是說明X線源和檢測器的配置例子的另一圖。
圖16～19是針對用于對任意的采樣偏移α選擇適宜的反投影偏移γ的大致的指針的補充說明圖。
具體實施例方式
以下，說明本發(fā)明的X線CT裝置以及X線CT用反投影計算方法的實施例。
最初，和模擬結(jié)果一起說明在本發(fā)明構(gòu)成時本發(fā)明者進行的反投影計算法的研究結(jié)果。省略理論導出的詳細，其概要如下。
如果忽略扇形束，則從X線管放射出的X線束與平行束近似。如果離旋轉(zhuǎn)中心不那么遠則此近似效果良好。
考慮相互處于相對關系的視圖的投影數(shù)據(jù)對的情況。假設一方視圖的采樣偏移＝α，反投影偏移＝γ，另一視圖的采樣偏移以及反投影偏移分別是α′以及γ′。如果考慮兩者的和的頻譜，則近似地用下式表示。在以下的式子中，p(t)投影數(shù)據(jù)的真值，P(f)p(t)的傅立葉變換，即真頻譜，Pss(t)使P(t)向γ位置偏移的函數(shù)，Pss(f)Pss(t)的傅立葉變換。
Psum(f)=12{Pss(f)+Ps′s(f)}--(1)]]>≈1Δ{P(f-1/Δ)A1+P(f)A0+P(f+1/Δ)A-1}]]>A1=12{cos(k+2πα/Δ)+cos(k′+2πα′/Δ)}---(2)]]>-i12{sin(k+2πα/Δ)+sin(k′+2πα′/Δ)}]]>A0=12{cos(k)+cos(k′)}-i12{sin(k)+sin(k′)}-----(3)]]>A-1=12{cos(k-2πα/Δ)+cos(k′-2πα′/Δ)}----(4)]]>-i12{sin(k-2πα/Δ)+sin(k′-2πα′/Δ)}]]>k＝2πf(γ-α)(5)k′＝2πf(γ′-α′)把A1、A0、A-1分別看作是正頻率側(cè)的折疊、原頻譜以及負頻率一側(cè)的折疊的頻率傳遞函數(shù)。因而可以通過γ和γ′的選擇來控制各自的頻率傳遞函數(shù)特性。
|A1|=|cos(2πf(γ-α)+π(α-α′)/Δ)|---(6)]]>A0＝cos(2πf(γ-α)) (7)|A-1|=|cos(2πf(γ-α)-π(α-α′)/Δ)|--(8)]]>從再構(gòu)成圖象不引起錯位的觀點看，如果加入γ’-α’＝-(γ-α)的限制，則通過(6)式，在特定頻率fT(＞0)下如果滿足|A1|＝0的γ可以得到下式。
γ=α-(α-α′)/2fTΔ-(2m+1)/4fT----(9)]]>在此m是任意的整數(shù)。通過這樣的γ的選擇，可以集中抑制fT附近的折疊成分。即使在負頻率區(qū)域中也同樣必須抑制折疊，但此γ的選擇由于公式的對稱性，在f＝-fT下也自行滿足|A-1|＝0。
滿足式(9)的γ由于m是任意數(shù)因而存在無數(shù)個，但m的最佳選擇是把|γ-α|設置為最小。進而，Round意味著最靠近整數(shù)值。
mopt=Round[-α-αΔ-12]----(10)]]>應該選擇使|γ-α|最小那樣的m和γ的理由是首先在MTF(模塊傳遞函數(shù))的觀點看A0在到最高頻率前應該維持高的值。更重要的是，|A1|和|A-1|為了有效地抑制折疊，需要分別把fT和-f-T作為中心在極其寬的頻率區(qū)域上維持零附近的值，但如果采用式(6)和(8)則這樣的頻帶寬度與|γ-α|成反比例。
其結(jié)果，如果如以下那樣選擇γ，則通過把希望的空間頻帶的中心代入fT可以在更寬范圍中抑制折疊的頻譜。
γopt=α-α-α′2fTΔ-14fT(2mopt+1)----(11)]]>當在掃描中采樣偏移未變動的情況下，即如果假設旋轉(zhuǎn)臺架是剛體，沒有X線焦點位置的變動和檢測器安裝不穩(wěn)定，也沒有旋轉(zhuǎn)中心的變位，則在相對視圖中α’＝-α，適宜的γ的選擇式和隨之的頻率傳遞函數(shù)簡化。以下，在實施例中對這樣的系統(tǒng)進行處理。
mopt=Round[-2αΔ-12]----(12)]]>γopt=α-αfTΔ-2mopt+14fT----(13)]]>|A1|=|cos(2πf(γopt-α)+2πα/Δ)|--(14)]]>A0＝cos(2πf(γopt-α)) (15)|A-1|=|cos(2πf(γopt-α)-2πα/Δ)|----(16)]]>從以上可知，把與γ選擇相應的頻率fT作為中心，能夠在某一范圍中抑制折疊成分。相反，如果確定把某個頻帶作為折疊抑制的目標，則只要把它作為fT確定γ即可。fT可以選擇的范圍在-∞到+∞之間具有無限大的寬度，但標準法(γ＝α)相當于作為fT選擇±∞，A1為全區(qū)域扁平(完全的QQ條件以外是非零)。另一方面，從物理上直觀看可以預測為作為fT＝+1/(2Δ)接近最佳選擇。即，通常的投影數(shù)據(jù)的頻譜頻率越高越衰減，這是因為最容易由折疊污染的可以預測為在奈奎斯特頻率附近的緣故。但是，在實際的被寫體中，根據(jù)投影數(shù)據(jù)的頻譜是怎樣的，或者怎樣頻帶的人造圖象視覺好等，不能一概地確定奈奎斯特頻率附近的哪里最佳。適宜的fT的選擇最終需要在實際中確認。
圖2展示從QQ條件狀態(tài)偏離的錯誤校準時，妥善地(也許不是最佳的，但是接近它的值)選擇了γ時的原頻譜傳遞函數(shù)A0和折疊頻譜傳遞函數(shù)|A1|、|A-1|的例子。通過γ的選擇知道對折疊來說起到了陷波濾波器的作用。進而，在完全的QQ狀態(tài)下，通過設置成γ＝α(＝0.25(2n+1)Δ)，而成為A0＝1，|A1|＝|A-1|＝0。
本發(fā)明人通過模擬和實驗確認了應該抑制哪邊的折疊頻譜，以下概述。
(模擬)圖3展示在α＝-0.10Δ下用個人電腦生成橢圓柱的掃描數(shù)據(jù)，以0.10Δ刻度改變γ再構(gòu)成圖象的一部分的例子。
對于用各種γ得到的圖象，在除去仿真構(gòu)造部分只設置人造圖象成分后實施2維傅立葉變換，對從原點開始的每一矢徑(空間頻率)在旋轉(zhuǎn)方向上積分得到人造圖象成分的頻譜分布。把在從0到象素奈奎斯特頻率(1.6[lp/mm])的范圍內(nèi)平均其頻譜的值作為平均人造圖象電平(任意單位)，定量比較各γ下的平均人造圖象電平。圖4展示了其結(jié)果。根據(jù)此定量結(jié)果，γ＝-0.40Δ(ft＝fN(奈奎斯特頻率))最佳，而視覺上看γ＝-0.50Δ(ft＝0.75fN)也最佳。
(實驗)在實際機器中掃描人體構(gòu)造模擬仿真。在α＝-0414Δ下用γ＝-0414Δ(標準法，fT＝∞)以及fT＝fN＝1/(2Δ)附近的數(shù)種γ進行圖象再構(gòu)成。在圖5中展示了圖象。在錯誤校準時(α＝-0.414Δ)在標準法下該圖(b)的人造圖象顯著。雖然通過適宜的γ選擇在該圖(d)、(c)、(f)中得到改善，但即使在其中，也知道是在視覺上作為fT比fN稍高(fT＝1.25fN，γ＝-0.152Δ)地選擇的該圖(e)是理想的，該圖(c)的大致完全的QQ(γ＝α＝-0.24Δ)畫質(zhì)差。
從以上可知，折疊抑制區(qū)域的中心設置在奈奎斯特頻率附近好，但如果追求細致的不同，則可以選擇比奈奎斯特頻率稍多。但是，這在被拍攝體和臨床目的上多少有些變化，可以推測為圖象再構(gòu)成條件多少也有些變化。
如果對各種α圖示適宜的γ則如圖6所示。因為由于原頻譜P(f)不定，雖然不知道折疊的頻譜分布，但直覺上知道奈奎斯特頻率附近比較嚴格，所以關注奈奎斯特頻率，作為fT＝fN＝1/(2Δ)用式(12)和式(13)求出γopt?？v軸是γopt，橫軸是α。假設值在縱軸以及橫軸上都以Δ倍讀出。
在圖6中，垂直線意味著無論采用其兩端的哪個γ都可以得到同樣的結(jié)果。不能采用垂直線兩端以外的中間值。
另外圖7在圖6的基礎上還記入有標準法(γ＝α)的線(參照斜線)。也用虛線記入了最近的QQ狀態(tài)的線。所謂最近是指在α從(n/2)Δ到((n+1)/2)Δ的范圍時(n是整數(shù))用(n/2+1/4)Δ表示的值，這在α＝(n/2+1/4)Δ時，即在完全的QQ校準成立時，是需要選擇的γ(＝α)的值。如果看此圖，則表示了本發(fā)明的γ選擇在跨越采用最近的QQ條件的γ的地方有最佳選擇。另外，此跨越的程度表示從QQ校準脫離的程度越大α應該越大。
以下根據(jù)上述研究結(jié)果，說明X線CT裝置的具體的實施例。進而為了展示具體例子，最后把上述的采樣偏移α和反投影偏移γ的坐標系的取得方法設置為此前說明的方法，為了區(qū)別它假設采樣偏移αd、反投影偏移γd。
在上述理論說明中，討論了在得到了某個投影數(shù)據(jù)時規(guī)定采樣軸的方向，即使測量系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)也可以保持原采樣軸的狀態(tài)。即，在可以得到某個投影數(shù)據(jù)時如果采樣偏移α是正，則在得到相反一側(cè)的投影數(shù)據(jù)時，如果旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，則采樣偏移α有變?yōu)樨摰内呄颉?br> 因而，在以下的說明中，以測量系統(tǒng)，即檢測器序列為基準確定采樣偏移α的正負。檢測器的元件群從一端向另一端例如用j標注號碼。把和檢測器元件的號碼順序同樣的方向作為采樣偏移α增加的方向。反投影偏移γ也一樣。把這樣處理的偏移α以及γ表示為αd、γd。因為上述的理論式(12)～(16)中的偏移α和γ可以正確地取入相反視圖的投影數(shù)據(jù)，所以可以直接解釋為αd、γd。
圖8展示了本實施例中的X線CT裝置的系統(tǒng)構(gòu)成的概要。
如該圖所示，此X線CT裝置具備CT掃描器10。CT掃描器10具備跨線橋11，可以在作為此跨線橋11的診斷用空間的腔室B內(nèi)放入被檢測體P。在跨線橋11內(nèi)具備夾著被檢測體P相互相對配置的X線管(X線源)12以及X線檢測器13。X線檢測器13是把多個X線檢測元件排列成1維或者2維而構(gòu)成的。從X線管12放射并被整形為扇形束或者圓錐束的X線束通過被檢測體P，由X線檢測器13的各檢測元件檢測。由該X線檢測器13的各檢測元件檢測出的電氣量的檢測信號由DAS(數(shù)據(jù)收集裝置)14變換為數(shù)字量的X線數(shù)據(jù)。此X線數(shù)據(jù)作為收集數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送裝置15被傳送到固定一側(cè)的總路B。
此CT掃描器10的動作由經(jīng)由總路B接收控制信號以及驅(qū)動信號的掃描控制單元16控制。此掃描控制單元16控制向X線管12提供X線放射用的高電壓，并控制跨線橋11的旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)、以及承載被檢測體P的床(未圖示)的動作。由此，進行R/R方式的掃描可以收集被檢測體P的投影數(shù)據(jù)。
在總路B上如圖所示連接有主計算機20、對話裝置21、顯示裝置22、第1以及第2存儲裝置23、24以及圖象再構(gòu)成裝置25。
主計算機20進行包含R/R方式的掃描動作的系統(tǒng)整體的總控制。對話裝置21具備操作器等輸入設備，操作人員可以輸入需要的信息。顯示裝置22除了顯示再構(gòu)成的圖象外，還可以在操作人員在人機對話中操作系統(tǒng)時使用。
第1以及第2存儲裝置23、24是用磁盤等存儲裝置構(gòu)成，但也可以分割同一介質(zhì)的區(qū)域使用。這其中，在第1存儲裝置23中存儲系統(tǒng)程序、系統(tǒng)常數(shù)列表、選擇表等。在第2存儲裝置24中可以存儲從DAS14輸出的收集數(shù)據(jù)、在后述的前處理單元中處理的數(shù)據(jù)，即投影數(shù)據(jù)以及如后述那樣被再構(gòu)成的圖象數(shù)據(jù)。
圖象再構(gòu)成裝置25功能上包括對收集數(shù)據(jù)進行各種修正的前處理單元25A；對由此前處理單元25A修正的數(shù)據(jù)，即投影數(shù)據(jù)進行卷積和補插的卷積·補插單元25B；把由此卷積·補插單元25B實施了卷積計算以及補插計算的數(shù)據(jù)附加到反投影計算中的的反投影單元25C；存儲上述的采樣偏移αd以及反投影偏移γd的值的存儲單元25D。
此偏移值αd、γd的值從主計算機21送到存儲單元25D，被暫時或者永久地存儲在存儲單元25D中。另外，在圖象的再構(gòu)成時，從存儲單元25D中讀出反投影偏移γd的值送到反投影單元25C。因此，反投影單元25C使用送來的反投影偏移γd，可以對卷積計算以及補完計算的結(jié)果數(shù)據(jù)實施規(guī)定的反投影計算。
以下，以偏移αd、γd的測量，以及把其中的反投影偏移γd適用到反投影計算為中心說明本實施例的X線CT裝置的動作。
圖9(a)展示了作為X線源的X線管12和X線檢測器13的理想的配置例子。十字線的交叉部分是旋轉(zhuǎn)中心O。但是，X線管12和X線檢測器13的實際配置假設如圖9(b)所示(即，是X線管12(X線焦點)以及X線檢測器13的幾何形態(tài)從理想的QQ條件偏移的情況)。
主計算機21根據(jù)圖10執(zhí)行偏移αd、γd的設置處理。此設置操作通常在X線CT裝置的安裝的系統(tǒng)調(diào)整時、X線管更換的焦點位置調(diào)整時、保養(yǎng)·定期檢查時進行。
因此，主計算機21監(jiān)視在進行這些操作時是否經(jīng)由對話裝置21從操作人員發(fā)出了這種設置處理開始的指令(步驟S1)，當可以判斷為此指令已下達時(YES，步驟S1)，進行用于測量采樣偏移αd的處理(步驟S2～S7)。
采樣偏移αd是表示系統(tǒng)將X線檢測器13的檢測元件(號碼j)中的正中附近和系統(tǒng)確定的號碼j＝jc的檢測元件承擔的X線路徑從旋轉(zhuǎn)中心偏離多少的值。
為了測量采樣偏移αd，操作人員(通常是使用者或者服務人員)把測試針測量在旋轉(zhuǎn)中心附近。把其坐標設置為x，y。使此測試針處于投影角φ＝0～2π范圍內(nèi)進行掃描(步驟S2)。
如圖11所示，把和投影方向垂直的方向的坐標設置為t軸，測試針正中所投影的t的值如下。針對各投影數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以計算出測試針影子的重心。把其值作為jp(它有小數(shù)部分)。
t＝(jp-jc)Δ+αd(17)t＝xcosφ+ysinφ (18)由此，可以由下式求出采樣偏移αd。
αd＝xcosφ+ysinφ-(jp-jc)Δ(19)因為采樣間隔Δ不夠細，還有噪音，所以jp有誤差。進而，因為x和y不可能那么正確地配置在特定的位置，所以必須作為未知處理。因此，無法根據(jù)一個投影數(shù)據(jù)使用上述式子(19)正確地確定采樣偏移αd。
因而，如果采用以下方法，則可以消除這些問題，可以確定更正確的采樣偏移αd?？傊谕队皵?shù)據(jù)中存在的測試針的影子jp從名義上的中心元件號碼jc偏離多少要在整個旋轉(zhuǎn)中取平均的值。
αd=∫02π(xcosφ+ysinφ-(jp-jc)Δ)dφ2π=0+0-∫02π(jp-jc)Δdφ2π----(20)]]>根據(jù)此式(20)，主計算機20計算采樣偏移αd的值，把其值顯示在顯示器22上(步驟S3、S4)。
理想的是采樣偏移αd采用0.25Δ+nΔ的值。如果不滿得到的采樣偏移αd的值，則再次進行焦點位置的調(diào)整。當不能調(diào)整得正好的情況下，在接近它的值停止即可。因而采樣偏移αd被最終確定(步驟S5)。
進而，在多個焦點時對各焦點確定最終的采樣偏移αd的值。
主計算機20把實施上述測量結(jié)束時的采樣偏移αd作為常數(shù)自動地存儲在第1存儲裝置23中(步驟S6)。進而，用戶在此作業(yè)的最后，可以把最終的采樣偏移αd作為最終值從對話裝置21輸入。
在本實施例中，圖9(b)的狀態(tài)是最終狀態(tài)，判斷為采樣偏移αd是αd＝+0.40Δ。
以下，設置反投影偏移γd的值。在本實施例中，主計算機20可以自動地確定反投影偏移γd。即，和前面敘述的一樣，可以在奈奎斯特頻率或者其附近設置fT，但在本實施例的X線CT裝置中，并不特別在意此fT的設置，而準備了根據(jù)采樣偏移αd簡單地確定反投影偏移γd的結(jié)構(gòu)。
具體地說，使用事前存儲在第1存儲裝置23中的選擇表(存儲表)。在該存儲表中預先存儲各種采樣偏移αd的值和與之對應的反投影偏移γd的值。因此，通過指定1個采樣偏移αd，可以唯一確定對應的反投影偏移γd的值。
根據(jù)臨床目的和圖象再構(gòu)成條件，最佳的反投影偏移γd對于同樣的采樣偏移αd可以有一些變化。因此，在本實施例中，即使是同樣的采樣偏移αd的值，也可以根據(jù)薄片厚度等掃描條件和卷積函數(shù)等圖象再構(gòu)成條件，從多個值的反投影偏移γd中選擇設置最佳值。
因而，主計算機20參照被存儲在第1存儲裝置23中的選擇表，選擇與測量的采樣偏移αd對應，并且與掃描條件和再構(gòu)成條件相應的最佳反投影偏移γd的值(步驟S7)。此設置的反投影偏移γd的值被保存在第1存儲裝置23中(步驟S8)。
現(xiàn)在假設從選擇表中選擇了相當于在奈奎斯特頻率附近設置折疊抑制中心的反投影偏移γd。(由此，大致在殼體上設置接近最佳的反投影偏移γd)。這種情況下，如果是采樣偏移αd＝+0.40Δ，則被測設置為反投影偏移γd＝+0.10Δ。
這樣，如上述的圖9(b)所示，即使是X線管12(X線焦點)以及X線檢測器13的幾何形狀從理想的QQ條件偏移的檢測系統(tǒng)，也可以容易并且簡單地測量本發(fā)明最佳的反投影偏移γd。
接著，參照圖12、13說明反投影時的處理。
如果用R/R方式掃描被檢測體P，則由該掃描收集到的收集數(shù)據(jù)被暫時保管在第2存儲裝置24中。另外，如上述那樣設置的采樣偏移αd以及反投影偏移γd被保存在第1存儲裝置23中。
因而，主計算機20根據(jù)從對話裝置21發(fā)送來的操作人員的指示判斷是否需要再構(gòu)成(步驟S11，圖12)，在指示了再構(gòu)成時，進行步驟S12以后的處理。
具體地說，主計算機20把收集數(shù)據(jù)發(fā)送到圖象再構(gòu)成裝置25的前處理單元25A(步驟S12)。這種情況下，可以向前處理單元25A通知第2存儲裝置24內(nèi)的收集數(shù)據(jù)的地址，讓前處理單元25A訪問第2存儲裝置24。同樣，主計算機20向圖象再構(gòu)成裝置25的存儲單元25D發(fā)送采樣偏移αd以及反投影偏移γd(步驟S13)。這種情況下，也可以向存儲單元25D通知第1存儲裝置23內(nèi)的地址，讓存儲單元25D訪問第1存儲裝置23。
由此，圖象再構(gòu)成裝置25進行在所給予的收集數(shù)據(jù)上加入采樣偏移αd以及反投影偏移γd的再構(gòu)成處理而再構(gòu)成圖象。
即，用前處理單元25A對收集數(shù)據(jù)實施各種修正。該修正后的數(shù)據(jù)，即投影數(shù)據(jù)(根據(jù)需要被存儲在第2存儲裝置24中)接著由卷積·補插單元25B進行卷積和補插處理。以下，用反投影單元25C在實施了此卷積計算以及補插計算的數(shù)據(jù)上，沿著與采樣偏移αd以及反投影偏移γd相應的X線路徑實施反投影計算。
最好如圖13所示那樣進行此反投影。在該圖中，實線是實際進行數(shù)據(jù)收集的X線路徑，虛線是反投影其數(shù)據(jù)的路徑。主計算機20或者圖象再構(gòu)成裝置25因為測量了采樣偏移αd，所以還可以識別真的X線源位置。以真的X線源位置為起點，根據(jù)已指定的反投影偏移γd進行反投影。在中心檢測元件jc與反投影γd相應地偏移的同時，其它的檢測元件j的數(shù)據(jù)也全部只偏移同樣的量。
由此，模糊補償小，并且可以得到充分抑制了折疊人造圖象的圖象。
本發(fā)明的X線CT裝置以及X線CT用反投影計算方法并不限于上述的實施例的構(gòu)成，還可以有各種變形。以下列舉此變形例子的代表。
(變形例1)本變形例1涉及采樣偏移αd的另一求法。
代替上述的測試針而掃描線。根據(jù)由該掃描得到的投影數(shù)據(jù)把反投影偏移γd改變?yōu)楦鞣N值并制成多幅圖象，測量線部分的PSF(點展開函數(shù))。調(diào)查PSF最尖銳的圖象，或者線的CT值峰值，可以識別為提供該峰值最高的圖象的反投影偏移γd即是αd?？梢栽谥饔嬎銠C20中執(zhí)行這里需要的處理以及控制。
(變形例2)此變形例子2涉及采樣偏移αd的顯示以及標記法的另一例子。
采樣偏移αd可以用值自身表示，也可以是用采樣間隔Δ除此值αd的值。對于反投影偏移γd也一樣，也可以顯示用采樣間隔Δ除偏移量γd的值?？梢栽谥饔嬎銠C20中執(zhí)行這里需要的處理。
進而，可以將通過旋轉(zhuǎn)中心的X線路徑顯示為照射在檢測元件號碼j的第幾個上，即把jp的平均旋轉(zhuǎn)一圈(帶小數(shù)部分)作為實際的中心元件號碼進行表示，把第jx(jx有小數(shù)部分)的檢測元件的數(shù)據(jù)投影到旋轉(zhuǎn)中心。此值可以和偏移αd和γd同樣地處理。
(實施例3)此變形例子3表示反投影偏移γd的另一求法。是在采樣偏移αd是未知的狀態(tài)下，求反投影偏移γd的方法。
即使不能測量采樣偏移αd的值，也可以對實際掃描的數(shù)據(jù)，把反投影偏移γd例如設置為“0.05Δ”刻度，在某一范圍內(nèi)改變此值進行圖象再構(gòu)成。在由此制成的多張圖象中，操作人員選擇人造圖象最受到抑制的圖象。可以由主計算機20執(zhí)行這里需要的一連串控制。
另外，對于此圖象選擇，當是單純的被拍攝體的掃描的情況下，如果對除去了被拍攝體構(gòu)造部分后剩余的部分進行頻譜分析，則由于知道人造圖象的頻譜強度，所以可以選擇其頻譜的平均電平和峰值電平小的反投影偏移γ。在主計算機20中執(zhí)行此計算。
此時，不選擇空間分辨率補償顯著的偏移γd的圖象，而在掃描的被拍攝體中包含線，同時提示線部分的PSF(點像響應函數(shù))。在人造圖象電平小的反投影偏移γd中，操作人員選擇PSF最尖銳的偏移γd附近的值。也可以是主計算機20自動進行。用已知道α以及fT而選擇出的反投影偏移γd的圖象和大致同等的反投影偏移γd制作這樣選擇出的圖象。
進而，操作人員可以把選擇了該圖象的信息輸入到系統(tǒng)中，也可以是系統(tǒng)把與圖象一同顯示的反投影偏移γd的值作為選擇值輸入到系統(tǒng)中。
(實施例4)本實施例4也展示反投影偏移rd的其它各種求法。
第1個方法假設已知采樣偏移αd，而確定反投影偏移γd的粗略方法。此方法雖然粗略，但是不使用計算式的簡便方法?？傊?，如果知道采樣偏移αd，則輸入到稍微越過最接近QQ條件的反投影偏移γd的反投影偏移γd。主計算機20只要接收此輸入并存儲即可。操作人員可以持有對應它的“αd-γd”對應表進行測量，或者也可以多少憑直覺進行測量。不需要特別精密地計算反投影偏移γd。如果過大則圖象的模糊(空間分辨率的補償)加劇，折疊反而差，作為標準選擇稍微越過最接近QQ條件的反投影偏移γd的值，則幾乎不會引起上述問題。
作為另一方法，例如也可以把表示將fT設置為奈奎斯特頻頻率的幾倍合適的信息作為系統(tǒng)常數(shù)而設置。這種情況下，可以根據(jù)式(13)確定反投影偏移γd。主計算機20不使用根據(jù)采樣偏移αd確定反投影偏移γd的選擇表，通過此計算求出反投影偏移γd。也可以通過確認者用鍵盤輸入此fT，確定反投影偏移γd。
這種情況下，基于式(13)的計算并不只是主計算機20，也可以是操作者用計算器等手工計算，把其結(jié)果輸入到對話裝置21。當主計算機20基于式(13)進行計算的情況下，不需要進行和式(13)完全相同的計算，也不需要明確寫入fT。在多樣的αd時，可以進行模擬和實驗來確定什么樣的γd最佳，方便的方式是根據(jù)其結(jié)果制作從αd中選擇理想的γd。
進而，也可以不是系統(tǒng)進行而是由操作者(確認者)進行反投影偏移γd的確定。因為確認者可以輸入fT，所以它和γd的確定一樣。
或者，確認者即使不確定fT等，而參照事前制作的表示偏移αd和γd的關系的選擇表，也可以輸入最佳的反投影偏移γd。
這樣為了設置最佳的反投影偏移γd，可以是系統(tǒng)(主計算機20)通過計算和參照選擇表進行，也可以是操作者(確認者)通過計算器或者一覽表進行。
進而，也可以在收集數(shù)據(jù)中作為附帶信息添加采樣偏移αd或者被適宜地設置了的反投影偏移γd。在此情況下，或者將作為附帶信息向投影數(shù)據(jù)添加了αd或者γd后的投影數(shù)據(jù)，跳過圖8的前處理單元25A而送到圖8的卷積·補插單元25B。無論哪種情況都在提供給圖象再構(gòu)成時，圖象再構(gòu)成裝置25可以參照添加的信息在適宜條件下執(zhí)行圖象再構(gòu)成。
(變形例5)此變形例5涉及不直接向圖象再構(gòu)成裝置25付與反投影偏移γd的構(gòu)成。
在上述的實施例中，是把采樣偏移αd以及反投影偏移γd付予圖象再構(gòu)成裝置25，但也可以是將αd和fT付與圖象再構(gòu)成裝置25，根據(jù)這些值圖象再構(gòu)成裝置25自身計算反投影偏移γd。
(變形例6)本變形例6是圖象再構(gòu)成方法的另一例子。
當如上述圖13所示那樣嚴格地再構(gòu)成的情況下，反投影計算變得復雜。因而，如果只使用反投影偏移γd計算反投影，則反投影的方法也可以再稍微簡化一點。這種情況下，主計算機20可以不向圖象再構(gòu)成裝置25發(fā)送采樣偏移αd，而只發(fā)送反投影偏移γd，主計算機20雖然向圖象再構(gòu)成裝置25發(fā)送偏移αd、γd兩方，但裝置25也可以只使用反投影偏移γd。
即使這樣只使用反投影偏移γd而不知道采樣偏移αd，也可以相應地得到充分良好的圖象。在這種情況下，大視野周邊的折疊抑制效果不好，但因為在大視野周邊上進行折疊抑制不那么重要，所以可以就那樣提供使用。
參照圖14說明只使用上述的反投影偏移γd的簡易的反投影計算之一。圖象再構(gòu)成裝置25找出X線源處于規(guī)定的正確的位置上(圖9(a)的位置)。而后，只向檢測器群平行方向上給予反投影偏移γd。由此，配置檢測器使得第jc個檢測元件的數(shù)據(jù)只從視野中心偏移γd(因為是微量的，所以無論發(fā)現(xiàn)橫向上有偏移，還是發(fā)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)方向上有偏移都可以)進行反投影。
用圖15說明另一簡易的反投影計算。圖15所示的X線源和檢測器群如圖9(a)所示配置在規(guī)定的正確方向上。但是，作為相對旋轉(zhuǎn)中心在平行方向上稍微偏移的情況處理。平行的程度如第jc個檢測元件的數(shù)據(jù)從視野中心只偏移γd那樣，即與圖9(a)相比是γd-(-Δ/4)。這樣看作是配置有X線源和檢測器的對的情況進行反投影。
這樣只要在視野中心附近偏離與數(shù)據(jù)取得時所希望的程度進行反投影即可。
(變形例7)此變形例7是處理支撐X線管12和X線檢測器13的跨線橋11的旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動不正確的情況的例子。
當在掃描中采樣偏移不變動的情況下，即在“跨線橋11的旋轉(zhuǎn)體是剛體，沒有X線焦點位置的變動和檢測器安裝的不穩(wěn)定性，也沒有旋轉(zhuǎn)中心的變位”這一前提不成立時，也可以抑制折疊人造圖象。
這種情況下，必須知道旋轉(zhuǎn)中的采樣偏移αd的變化。如果上述前提成立，則jp作為相對于φ具有與測試針位置對應的特定的相位和振幅的正弦波動作。因而，如果以正弦波擬合此jp軌跡，則jp的軌跡和得到的正弦波的偏差表示旋轉(zhuǎn)中的采樣偏移αd的變動。
如果采樣偏移αd的變化有再現(xiàn)性，則可以使用上述的式(10)、(11)。但是，這些式子如以下那樣被改寫為以檢測器列為基準的坐標系而成為(21)、(22)。αd′這一值是和該視圖正對的視圖的采樣偏差。
作為該視圖的反投影偏移，在已知αd和αd′后，只要大致用γdopt的反投影偏移進行圖象再構(gòu)成即可。
mopt=Round[-αd+αd′Δ-12]----(21)]]>γdopt=αd-αd+αd′2fTΔ-14fT(2mopt+1)----(22)]]>這種情況下，反投影偏移γd必須作為在每個視圖中(或者每個視圖集合)變化的值進行處理。在圖8的記錄單元25D中，也作為與視圖角度φ相應變化的值存儲采樣偏移αd。
當實施此處理，或視圖角度變化時，式(21)的mopt在途中數(shù)值有可能增加。這在畫質(zhì)上是不理想的，為了把mopt設置成再構(gòu)成一個圖象的期間是固定的值，而式(21)的αd(或者αd′)最好采用轉(zhuǎn)動一圈的平均值。
如上所述如果采用本實施例的X線CT裝置以及X線CT用反投影計算方法，則是涉及從收集到的投影數(shù)據(jù)中得到與被檢測體的內(nèi)部構(gòu)造有關的圖象的X線CT診斷裝置，消除了在執(zhí)行基于R/R方式的掃描的X線CT裝置中出現(xiàn)的近年的折疊抑制問題，能夠提高X線CT圖象的畫質(zhì)，隨著圖象診斷精度的提高有助于醫(yī)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。即，即使在采用Q/Q偏移法的情況下，也可以降低或者消除隨著近年的多薄片CT的普及而顯著化了的發(fā)生折疊的問題。
(補充)在此，補充說明對于在上述的實施例中說明的任意的采樣偏移α，用于選擇適宜的反投影偏移γ的大致的指針。
在上述圖6以及圖7說明的情況下，如果從指針有某種程度脫離，則難以捕捉有哪種程度的惡化，和在指針附近是什么樣。在此目視地表示該情況。由此，作為理想的反投影偏移γ的選擇，可以大致掌握在什么程度的范圍，或者設置成什么程度的反投影偏移γ反而不利。
在此所示的圖是圖4(b)的放大版。圖4(b)展示了對于特定的采樣偏移α改變了反投影偏移γ時的圖象中的“折疊的程度”的標志。在此項中，通過寬泛的偏移α和γ的組合而用濃淡圖表示“折疊的程度”?！罢郫B的程度”的評價法在實際中有任意性，在此和圖4(b)一樣，假設是對寬頻率范圍的折疊強度進行積分。在圖4(b)中是從頻率0到奈奎斯特頻率的1.8倍左右的范圍的積分值，在此假設是從0到奈奎斯特頻率的2倍(因為在奈奎斯特頻率附近折疊集中，所以無論是在哪邊的評價都只差一點)。另外，作為“折疊的程度”的指標，不僅是寬頻帶的折疊強度的積分，也可以集中在特定的頻率上，例如也可以把奈奎斯特頻率的1.25倍或者1倍的頻率作為對象進行評價。這種情況下，理想的反投影偏移γ與把寬頻帶的折疊強度的積分作為指標的情況相比，有一些偏離，但是這種情況下，因為在奈奎斯特頻率附近折疊集中這一同樣的原因，所以其偏差仍然小。因為這里所示的是整體情況，所以這樣的改變沒有問題。
圖4(b)雖然是用實驗求得的，但寬泛的偏移α和γ的組合的情況在實驗上是困難的，要通過理論求出。此理論的詳細在文獻“Medical Imaging Technology Vol.21 No.4 Septembcr 2003”(以下，稱為“此文獻”)中有敘述。準正確地說，在此文獻中揭示了針對任意的采樣偏移α對各頻率求出在任意的反投影偏移γ下的折疊強度的理論公式(在此文獻中，用T(α，γ，f)這一函數(shù)表示)。在此，在頻率方向上積分這樣求出的折疊強度而成為“折疊的程度”。另外，在此文獻所示的理論的情況下，作為成為折疊的原因的被拍攝體的構(gòu)造，假想是單純的銳度界限，對于所述的被拍攝體不能得到完全的記述。但是，在此文獻中也確認了用這樣的理論求得的折疊的舉動與模擬實驗能夠很好地整合。
通過上述那樣求法，得到圖16所示的圖形。圖17是圖16的圖形的三維圖示。其中可以觀察到所謂的偏移α和γ的組合中的折疊的程度。圖示的范圍外也可以由此推測。偏移α和γ的值是用采樣間隔Δ標準化了的值。
圖18是在圖16中加入用于說明的輔助線(斜的粗虛線)的圖。圖16～圖18都一樣，以下用圖F說明。
在標準法中，在各采樣偏移α下采用的反投影偏移γ是斜的粗虛線。在QQ條件以外，折疊不是最小，在采樣偏移α從QQ條件偏移0.25Δ時，變?yōu)檎郫B最強這一最差的選擇。
例如，觀察任意的采樣偏移α＝-0.1Δ時。此時，如果使反投影偏移γ在比-0.1Δ還小的方向上(正的方向)變化，則折疊逐漸減小。相反，如果使反投影偏移γ在比-0.1Δ還大的方向上(正的方向)變化，則折疊逐漸增加。即，如上所述意味著應該接近最靠近的QQ狀態(tài)(γ＝-0.25Δ)。而后，γ＝-0.4Δ旁邊是最佳的選擇。即，跨越了最靠近的QQ狀態(tài)的地方是最佳的選擇。如果使反投影偏移γ進一步向負方向偏移，則折疊再次逐漸增加，如果進一步向負方向偏移則通過弱的峰值，仍然逐漸接近一定的值。
需要求出直至什么樣的反投影偏移γ才有用的標準。從此圖18可知，如果過度進行則折疊增加。在本發(fā)明中有意義的反投影γ在此圖18中是比現(xiàn)有方法折疊還弱的范圍。觀察圖18可以判斷此范圍。但是，只使用此圖18，難以用文字或者公式表示直至哪種程度有效。可以用其它計算算出至少進行到此而所有問題都不出現(xiàn)的標準。
此計算公式用式(23)表示。圖16～圖18是在此公式(23)上附加多個修飾因子求得的，但其中，式(23)表示最大的支配因素。通過使用式(23)，可以得到在圖18等中所有問題都不出現(xiàn)的反投影偏移γ或者有用的反投影偏移γ的大概的標準。
|A1|=|cos(2πf(γopt-α)+2πα/Δ)|----(23)]]>這里把目標的頻率(即關心頻率)縮小為奈奎斯特頻率(1/(2Δ))在現(xiàn)有的方法中奈奎斯特頻率下的折疊是下式。
Juurai=|cos(2πα/Δ)|----(24)]]>假設在某一γ＝γopt下最佳。奈奎斯特頻率下的那時的折疊是下式。
Saiteki=|cos(2π1/2Δ(γopt-α)+2πα/Δ)|]]>而后因為把關心頻率縮小為奈奎斯特頻率所以γopt是以下的值。
mopt=Round[-2αΔ-12]]]>(25)(＝式12)γopt=α-αfTΔ-2mopt+14fT]]>(26)(＝式13)=α-12(1+2mopt)Δ]]>在此，作為進一步過度進行的反投影偏移γ假定下值。
γfar＝γopt+(γopt-α) (27)由此，可以得到圖19所示的位置關系。
此時的折疊(在奈奎斯特頻率下)是下式。
far=|cos(2π1/2Δ(γfar-α)+2πα/Δ)|----(28)]]>這樣一來雖然省略了詳細的計算，但對于任意的采樣偏移α，下式都成立。
far＝Juurai (29)即，過度進行γopt，使折疊和現(xiàn)有的方法一樣地選擇這樣的γfar。對于此前沒有進行的反投影偏移γ，折疊比現(xiàn)有方法還低。
如果用語言表現(xiàn)此γfar則如下。對于采樣偏移α有最靠近的QQ偏移位置β，作為反投影偏移γ還是選擇比采樣偏移α更接近β一側(cè)的值有利，進而超過了β的地方有最佳的γ，進一步超過而與α的距離變?yōu)棣梁挺碌木嚯x的4倍那樣的γ則變得沒有折疊抑制功能。此間的γ的選擇對于折疊抑制有意義。
以上作為目標頻率選擇了奈奎斯特頻率。如果把其它頻率設置為目標則γopt的位置變化。但是，處于上述位置關系的γfar在任何頻率下都有far＝Juurai的關系，即從這里開始前面的折疊不在標準法以下這一關系成立。
實際上，在γfar以及比它還遠的γ中，因式(23)以外的修飾因素圖象的折疊人造圖象可以比標準法(γ＝α)的折疊還低。這只要仔細看圖18就可以明白。但是，超過γfar那樣的γ的選擇意味著巨大的|γ-α|，在式(24)中代替γopt，如果使用那樣的γ則空間分辨率(模糊)的補償過大。即使在γfar下也已經(jīng)不能忽視空間分辨率的補償。從圖18的斜粗虛線偏離的γ的選擇與其距離成比例地模糊增大，因而，γfar綜合地被判斷為比原本的標準法更招致畫質(zhì)的損失。
因而，作為實用上的標準，γ在不比γfar遠的地方是上限。哪里作為界限還要考慮到使用者對畫質(zhì)的喜好，所以不能一概而論，但作為γ如果是從α到3|α-β|的范圍則因為與原狀態(tài)相比折疊人造圖象確實地減小，所以可以適宜地把|γ-α|不超過3|α-β|的范圍作為γ選擇范圍在實用中的界限。
結(jié)果，在使用上有意義的γ的選擇范圍如下。對于α有最靠近的QQ偏移位置β，作為γ選擇從α看在β方向上的值。但是設|γ-α|不超過3|α-β|的范圍。進而，理想的是在超過了β的位置選擇γ。進而理想的是如在圖6、7中所述那樣是γ夾著β并與α大致對稱的位置。
進而理想的是是比與α大致對稱的位置稍微接近α的位置。
進而，圖6、7雖然沒有詳細敘述，但選擇目標頻率比奈奎斯特頻率稍高較好。也就是實際上選擇γ夾著β并比與α對稱的位置稍微偏向α一方。如果選擇目標頻率比奈奎斯特頻率稍高，則γopt夾著β并在比與α對稱的位置稍微靠近α的方向上。
權(quán)利要求
1.一種X線CT裝置，其特征在于包括放射X線的X線源；排列多個X線檢測元件并且檢測上述X線的X線檢測器；使上述X線源以及上述X線檢測器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；把從上述X線源放射出的X線收集到上述X線檢測器中的收集裝置；以及反投影計算基于上述X線檢測器的輸出信號的投影數(shù)據(jù)并再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其中使接近上述X線源以及上述X線檢測器旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)中心的X線路徑位于從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上那樣地構(gòu)成上述旋轉(zhuǎn)裝置，同時使在上述反投影計算時至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近在只從該旋轉(zhuǎn)中心偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上反投影上述投影數(shù)據(jù)那樣地構(gòu)成上述再構(gòu)成裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于上述第2值γd至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近，是與沿著上述X線收集時的X線路徑進行反投影的情況相比，使得抑制上述圖象的折疊人造圖象那樣的從上述第1值αd偏離的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X線CT裝置，其特征在于上述第2值γd至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近，是夾著某值β，在與上述第1值αd相反一側(cè)，即具有αd＞β＞γ，或者αd＜β＜γ的位置關系的值，上述某值β是最接近上述第1αd的QQ(Quarter-Quarter)偏移條件的值，是采用使|αd-(nΔ+Δ/4)|成為最小那樣的n時的nΔ+Δ/4的值，其中Δ是旋轉(zhuǎn)中心附近的采樣間隔，n是任意的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于包括根據(jù)上述第1值αd自動地設置上述第2值γd的設置裝置；為了上述圖象的再構(gòu)成而保存由該設置裝置設置的上述第2值γd的保存裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X線CT裝置，其特征在于上述設置裝置是參照預先使上述第1值αd和上述第2值γd對應存儲的表自動地設置該第2值γd的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X線CT裝置，其特征在于上述設置裝置是基于規(guī)定上述第1值αd和上述第2值γd之間的關系的計算公式進行計算，自動地設置該第2值γd的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X線CT裝置，其特征在于上述設置裝置是除了上述第1值αd外，還加入伴隨著上述收集裝置以及上述再構(gòu)成裝置中的至少一方的裝置的執(zhí)行的條件，自動地設置上述第2值γd的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于包括可以從該X線CT裝置的外部輸入上述第2值γd的輸入裝置；為了上述圖象的再構(gòu)成而保存經(jīng)由該輸入裝置輸入的上述第2值γd的保存裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于包括可以輸入與想抑制上述圖象上的折疊人造圖象的折疊頻率有關的信息的輸入裝置；根據(jù)經(jīng)由該輸入裝置輸入的信息，計算上述第2值γd的計算裝置；為了上述圖象的再構(gòu)成而保存由上述計算裝置計算出的上述第2值γd的保存裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于上述收集裝置具有一邊使上述X線源以及上述X線檢測器一體地圍繞被檢測體旋轉(zhuǎn)，一邊在各視圖上使上述X線源放射X線，并把該X線相對上述被檢測體的透過數(shù)據(jù)收集到上述X線檢測中的掃描裝置，其中上述第2值γd是與上述收集裝置的各視圖的投影角度對應地變化的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X線CT裝置，其特征在于包括在適宜的定時下執(zhí)行準備性掃描，而測量上述第1值αd的測量裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X線CT裝置，其特征在于上述適宜的定時是在該X線CT裝置的安裝、保養(yǎng)或者檢修時。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X線CT裝置，其特征在于包括再構(gòu)成并顯示上述第2值γd不同的多個圖象，通過從該多個圖象中選擇所希望的圖象來設置所希望的第2值γd的裝置。
14.一種X線CT裝置，具備夾著被檢測體相對配置放射X線的X線源和排列有多個X線檢測元件的X線檢測器而構(gòu)成的檢測系統(tǒng)；一邊使上述X線源以及上述X線檢測器一體地圍繞上述被檢測體旋轉(zhuǎn)，一邊在各視圖上使上述X線源放射X線，把該X線相對上述被檢測體的透過數(shù)據(jù)作為收集數(shù)據(jù)收集到上述X線檢測器中的掃描裝置；加工上述各視圖的收集數(shù)據(jù)得到投影數(shù)據(jù)，并對該投影數(shù)據(jù)實施反投影計算而再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其特征在于上述再構(gòu)成裝置的構(gòu)成是，在假設離上述檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心最近的上述X線檢測元件位于承擔上述放射的X線的檢測的X線路徑從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上時，在上述反投影計算時把上述X線檢測元件的投影數(shù)據(jù)反投影到至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近并只從該旋轉(zhuǎn)中心偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上。
15.一種X線CT裝置，其特征在于包括放射X線的X線源；排列多個X線檢測元件并且檢測上述X線的X線檢測器；在使上述X線源以及上述X線檢測器相互相對的狀態(tài)下圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；把從上述X線源放射出的X線收集到上述X線檢測器中的收集裝置；以及反投影計算基于上述X線檢測器的輸出信號的投影數(shù)據(jù)，再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其中上述再構(gòu)成裝置的構(gòu)成是，在假設離上述旋轉(zhuǎn)中心最近的上述X線檢測元件位于承擔上述放射出的X線的檢測的X線路徑從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上時，在上述反投影計算時把上述X線檢測元件的投影數(shù)據(jù)反投影到至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近并只從該旋轉(zhuǎn)中心偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上。
16.一種X線CT裝置，其特征在于包括放射X線的X線源；排列多個X線檢測元件并且檢測上述X線的X線檢測器；在使上述X線源以及上述X線檢測器相互相對的狀態(tài)下圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；把從上述X線源放射出的X線收集到上述X線檢測器中的收集裝置；以及反投影計算基于上述X線檢測器的輸出信號的投影數(shù)據(jù)，再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其中使得接近上述X線源以及上述X線檢測器旋轉(zhuǎn)時的上述旋轉(zhuǎn)中心的X線路徑位于從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上那樣地構(gòu)成上述旋轉(zhuǎn)裝置，同時使得基于上述旋轉(zhuǎn)中心的偏移量是與上述第1值αd不同的第2值γd的假定來至少進行上述旋轉(zhuǎn)中心附近的反投影計算那樣地構(gòu)成上述再構(gòu)成裝置。
17.一種X線CT用反投影計算方法，適用于通過X線CT裝置的再構(gòu)成裝置執(zhí)行的反投影計算，該X線CT裝置具備夾著被檢測體相對配置放射X線的X線源和排列有多個X線檢測元件的X線檢測器而構(gòu)成的檢測系統(tǒng)；一邊使上述X線源以及上述X線檢測器一體地圍繞上述被檢測體旋轉(zhuǎn)，一邊在各視圖上使上述X線源放射X線，并把該X線相對上述被檢測體的透過數(shù)據(jù)作為收集數(shù)據(jù)收集到上述X線檢測器中的掃描裝置；加工該收集數(shù)據(jù)得到上述各視圖的投影數(shù)據(jù)，對該投影數(shù)據(jù)實施反投影計算而再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置，其特征在于在假設離上述檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心最近的上述X線檢測元件位于承擔上述放射出的X線的檢測的X線路徑從該旋轉(zhuǎn)中心只偏離第1值αd的位置上時，在上述反投影計算時把上述X線檢測元件的投影數(shù)據(jù)反投影到至少在上述旋轉(zhuǎn)中心附近并只從該旋轉(zhuǎn)中心偏移與上述第1值αd不同的第2值γd的位置上。
全文摘要
本發(fā)明提供可以抑制或者消除R/R方式的折疊發(fā)生的X線CT裝置。此X線CT裝置包括加工各視圖的收集數(shù)據(jù)得到投影數(shù)據(jù)，并對該投影數(shù)據(jù)實施反投影計算而再構(gòu)成圖象的再構(gòu)成裝置。在再構(gòu)成裝置中，在設離檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心最近的X線檢測元件位于從承擔X線的檢測的X線路徑只從旋轉(zhuǎn)中心偏離采樣偏移(第1值)α
文檔編號A61B6/03GK1575768SQ20041007138
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者森一生 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社