專(zhuān)利名稱(chēng)：Ct系統(tǒng)束硬化后處理方法及ct系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)人體模型(phantom)數(shù)據(jù)來(lái)校正(校準(zhǔn))穿過(guò)受檢者的X射線的強(qiáng)度的束硬化(BH，beam hardening)方法，以及采用束硬化方法的計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
下面將用X射線CT系統(tǒng)作為CT系統(tǒng)的例子。
用在X射線CT系統(tǒng)中使用的X射線源產(chǎn)生屬于某一能量范圍的X射線。穿過(guò)受檢者的X射線的吸收系數(shù)取決于X射線的能量。X射線穿過(guò)受檢者的長(zhǎng)度越大，穿過(guò)受檢者的X射線的平均能量就越高。這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)之為束硬化(BH)效應(yīng)。然而，在穿過(guò)的X射線強(qiáng)度(即X射線CT系統(tǒng)中包括的X射線檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)產(chǎn)生的投影信息值)和X射線穿過(guò)受檢者的長(zhǎng)度之間并沒(méi)有建立正比關(guān)系，而是線性關(guān)系。
束硬化效應(yīng)引起了深拉效應(yīng)(cupping effect)，這個(gè)效應(yīng)是指由X射線CT系統(tǒng)產(chǎn)生的重構(gòu)圖像的中心部分的強(qiáng)度比較低。因此必須校正由X射線檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)。對(duì)X射線檢測(cè)器的每一個(gè)通道計(jì)算出用于校正投影信息值的校正系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)校正，其中根據(jù)所述投影信息值產(chǎn)生重構(gòu)圖像以展示均勻強(qiáng)度。
為了得到更高精確度的校正，使用了人體模型。這樣的人體模型包括具有圓形截面和不同直徑的多個(gè)圓柱體人體模型，其直徑足夠大，一般要能覆蓋在X射線場(chǎng)中心限定的整個(gè)視圖場(chǎng)(FOV)(掃描場(chǎng))。由人體模型得到的投影信息可用于精確地校正校正系數(shù)(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)No.Hei 7(1995)-171145。
根據(jù)上述的方法，在獲取投影信息時(shí)，必須安置多個(gè)具有圓形截面和不同直徑的人體模型。由于人體模型的尺寸很大，因此，安置人體模型是強(qiáng)體力勞動(dòng)。由于必須重復(fù)掃描，因此需要很多時(shí)間。此外，考慮到由于上述的束硬化效應(yīng)而產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，不能高度精確地校正投影信息值。
進(jìn)而，為了高度精確地校正投影信息值，對(duì)X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道，都需要許多不同的投影信息值。因此，必須把具有圓形截面和不同直徑的多個(gè)人體模型放置在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)的中心，然后再進(jìn)行掃描。
具體地說(shuō)，為了獲得X射線CT系統(tǒng)的校準(zhǔn)信息，使用了具有圓形截面和直徑為20cm到50cm的兩個(gè)或三個(gè)人體模型，并對(duì)其掃描100分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間。為了進(jìn)行精確的校正，必須專(zhuān)門(mén)持續(xù)進(jìn)行100分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間的掃描。因此，校準(zhǔn)需要太多的時(shí)間和勞力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于獲取校準(zhǔn)信息的束硬化后處理方法和一種X射線CT系統(tǒng)，該方法按照與檢測(cè)投影數(shù)據(jù)的X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道相關(guān)的束硬化效應(yīng)，甚至同時(shí)考慮到非線性效應(yīng)，能簡(jiǎn)便而高度精確地校正投影數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的校正系數(shù)計(jì)算方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。根據(jù)掃描結(jié)果來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的校正系數(shù)計(jì)算方法。在此，將具有環(huán)形截面和接近均勻厚度的人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。從多個(gè)視圖中排除那些表明透射量超過(guò)預(yù)定值的視圖，以便選取有效的掃描結(jié)果。根據(jù)有效掃描結(jié)果來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的校正系數(shù)計(jì)算方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。根據(jù)掃描結(jié)果來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的第一校正系數(shù)。將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的第二人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。從多個(gè)視圖中排除那些表明透射量超過(guò)預(yù)定值的視圖，以便選取有效的掃描結(jié)果。根據(jù)選出的有效掃描結(jié)果，來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的第二校正系數(shù)。根據(jù)第一和第二校正系數(shù)，來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的最終校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的校正系數(shù)計(jì)算方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。根據(jù)掃描結(jié)果來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的第一校正系數(shù)。將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的第二人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。從多個(gè)視圖中排除那些表明透射量超過(guò)預(yù)定值的視圖，以便選取有效的掃描結(jié)果。根據(jù)選出的有效掃描結(jié)果，來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的第二校正系數(shù)。將具有圓形截面的第三人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙瑁员惬@得多個(gè)視圖。根據(jù)有效的掃描結(jié)果，來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的第三校正系數(shù)。根據(jù)第一和第三校正系數(shù)，來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的最終校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，使用按上述任何一種校正系數(shù)計(jì)算方法計(jì)算出的校正系數(shù)來(lái)校正從受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。在此，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。利用第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，并由此產(chǎn)生第三投影信息。對(duì)第三投影信息值擬合第二函數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道選取出來(lái)的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的。作為第二函數(shù)提出的校正系數(shù)用于校正從躺在掃描場(chǎng)中的受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。在此，將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的人體模型放在X射線CT系統(tǒng)中包括的X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。根據(jù)投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，并由此產(chǎn)生第三投影信息。對(duì)第三投影信息值擬合第二函數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道選取出來(lái)的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的。作為第二函數(shù)提出的校正系數(shù)用于校正從躺在掃描場(chǎng)中的受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便產(chǎn)生多個(gè)視圖。根據(jù)第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，并由此產(chǎn)生第三投影信息。對(duì)第三投影信息擬合第二函數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道選取出來(lái)的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的。第一校正系數(shù)是作為第二函數(shù)計(jì)算出來(lái)的。將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的第二人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生第三投影信息。對(duì)第三投影信息值擬合第二函數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道選取出來(lái)的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的。第二校正系數(shù)是作為第二函數(shù)計(jì)算出來(lái)的。根據(jù)第一和第二校正系數(shù)來(lái)計(jì)算用以最后校正從受檢者那里獲得的投影信息的最終校正系數(shù)。最終校正系數(shù)是用于校正從躺在掃描區(qū)中的受檢者那里得到的投影信息的。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便產(chǎn)生多個(gè)視圖。使用從第一人體模型上得到的第一投影信息產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生關(guān)于第一人體模型的第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生關(guān)于第一人體模型的第三投影信息。對(duì)關(guān)于第一人體模型的第三投影信息值擬合第二函數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以關(guān)于第一人體模型的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的，而第二投影信息值是相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道選取出來(lái)的。因此，關(guān)于第一人體模型的第一校正系數(shù)是作為第二函數(shù)來(lái)計(jì)算的。隨后，將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的第二人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙瑁员惬@得多個(gè)視圖。用投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正從第二人體模型上得到的投影信息，以便產(chǎn)生關(guān)于第二人體模型的第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生關(guān)于第二人體模型的第三投影信息。對(duì)關(guān)于第二人體模型的第三投影信息值擬合第二函數(shù)。此時(shí)，第三投影信息值是作為以關(guān)于第二人體模型的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的，在此，第二投影信息值是相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道選取出來(lái)的。因此，關(guān)于第二人體模型的第二校正系數(shù)是作為第二函數(shù)計(jì)算出來(lái)的。根據(jù)第一和第二校正系數(shù)來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的最終校正系數(shù)。使用最終校正系數(shù)來(lái)校正從躺在掃描區(qū)中的受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法。在此方法中，將具有橢圓形截面的第一人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便獲得多個(gè)視圖。使用從第一人體模型上得到的第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。
按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生關(guān)于第一人體模型的第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生第三投影信息。對(duì)關(guān)于第一人體模型的第三投影信息值擬合第二函數(shù)。此時(shí)，關(guān)于第一人體模型的第三投影信息值是作為以相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道選取出來(lái)的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的。因此，關(guān)于第一人體模型的第一校正系數(shù)是作為第二函數(shù)來(lái)計(jì)算的。隨后，將具有環(huán)形截面和接近于均勻厚度的第二人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙?，以便產(chǎn)生多個(gè)視圖。用投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正由第二人體模型上得到的第一投影信息，以便產(chǎn)生關(guān)于第二人體模型的第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生關(guān)于第二人體模型的第三投影信息。對(duì)關(guān)于第二人體模型的第三投影信息值擬合第二函數(shù)。此時(shí)，第三投影信息值是作為以關(guān)于第二人體模型的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的，在此，第二投影信息值是相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道選取出來(lái)的。因此，關(guān)于第二人體模型的第二校正系數(shù)是作為第二函數(shù)來(lái)計(jì)算的。然后，將具有圓形截面的第三人體模型放在掃描場(chǎng)中，并從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙瑁员愕玫蕉鄠€(gè)視圖。用從第三人體模型上得到的第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生關(guān)于第三人體模型的第二投影信息。對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生關(guān)于第三人體模型的第三投影信息。對(duì)關(guān)于第三人體模型的第三投影信息值擬合第二函數(shù)。此時(shí)，第三投影信息值是作為以關(guān)于第三人體模型的構(gòu)成第二投影信息的第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提出來(lái)的，而第二投影信息值是相應(yīng)于全部視圖和X射線檢測(cè)器的各個(gè)通道選取出來(lái)的。因此，關(guān)于第三人體模型的第三校正系數(shù)是作為第二函數(shù)來(lái)計(jì)算的。根據(jù)第一至第三校正系數(shù)計(jì)算將用于校正從受檢者那里得到的投影信息的最終校正系數(shù)。使用最終校正系數(shù)來(lái)校正從躺在掃描區(qū)中的受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提出了一種X射線CT系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，使用根據(jù)上述的任何一個(gè)束硬化后處理方法計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)，來(lái)校正從受檢者那里得到的投影信息。
根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)受檢者的形狀或區(qū)域計(jì)算用于校正投影信息的校正系數(shù)。當(dāng)使用該校正系數(shù)來(lái)校正從受檢者那里得到的投影信息時(shí)，可以產(chǎn)生更精確的X射線斷層照相圖。
根據(jù)本發(fā)明，能夠計(jì)算出適合于各種受檢者的校正系數(shù)。當(dāng)使用該校正系數(shù)來(lái)校正從受檢者那里得到的投影信息時(shí)，能夠產(chǎn)生更加精確的各種受檢者的X射線斷層照相圖。
通過(guò)對(duì)附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的下列說(shuō)明，本發(fā)明的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。


圖1是示出了作為一個(gè)CT系統(tǒng)的X射線CT系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的方框圖，本發(fā)明的第一實(shí)施例適合該X射線CT系統(tǒng)。
圖2示出了圖1所示的X射線CT系統(tǒng)中包括的數(shù)據(jù)處理單元的結(jié)構(gòu)。
圖3示出了X射線管、X射線檢測(cè)器和具有圓形截面的人體模型之間的關(guān)系，該關(guān)系是在將具有圓形截面的人體模型用在適合圖1所示的X射線CT系統(tǒng)的第一實(shí)施例中時(shí)確定的。
圖4是說(shuō)明第一實(shí)施例中使用的數(shù)據(jù)處理單元所執(zhí)行的動(dòng)作的流程圖。
圖5(A)至圖5(C)示出了將具有圓形截面的人體模型第一實(shí)施例中使用時(shí)所產(chǎn)生的竇腔X射線照相(sinogram)或投影信息值。
圖6是示出了存儲(chǔ)在用于圖1所示的第一實(shí)施例中的存儲(chǔ)器件內(nèi)的信息的方框圖。
圖7(A)和7(B)表示根據(jù)第一實(shí)施例在通道方向上要對(duì)投影信息值進(jìn)行的處理。
圖8(A)和8(B)表示根據(jù)第一實(shí)施例在視圖方向上要對(duì)投影信息值進(jìn)行的處理。
圖9(A)和9(B)表示根據(jù)第一實(shí)施例從正確的投影信息值計(jì)算出來(lái)校正系數(shù)。
圖10表示根據(jù)第一實(shí)施例與投影信息值相擬合的第二函數(shù)。
圖11示出X射線管、X射線檢測(cè)器和具有圓形截面的人體模型之間的位置關(guān)系，該關(guān)系是在使用具有橢圓(oblong)截面的人體模型的第二實(shí)施例適合于圖1所示的X射線CT系統(tǒng)時(shí)確定的。
圖12(A)和12(B)是用在第二實(shí)施例中的具有橢圓截面的各種人體模型的截面圖。
圖13(A)至13(C)是用在第二實(shí)施例中的具有橢圓截面的各種人體模型的截面圖。
圖14示出X射線管、X射線檢測(cè)器和具有環(huán)形截面的人體模型之間的位置關(guān)系，該關(guān)系是在使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型的第三實(shí)施例適合于圖1所示的X射線CT系統(tǒng)時(shí)確定的。
圖15(A)至15(C)是用在第三實(shí)施例中的具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的各種人體模型的截面圖。
圖16示出了圖1所示X射線CT系統(tǒng)中包括的數(shù)據(jù)處理單元的第二結(jié)構(gòu)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明圖12掃描器臺(tái)架 34旋轉(zhuǎn)部件20X射線管 22準(zhǔn)直儀30準(zhǔn)直儀控制器28X射線控制器29膛孔24X射線檢測(cè)器26數(shù)據(jù)采集單元36旋轉(zhuǎn)控制器4輻射照相平臺(tái) 6操作控制臺(tái)68顯示器件70操縱裝置60數(shù)據(jù)處理單元62控制接口64數(shù)據(jù)采集緩沖器 66存儲(chǔ)器件圖2201數(shù)據(jù)采集裝置 202預(yù)處理裝置203束硬化輔助裝置 204第一擬合裝置205第二擬合裝置 206校驗(yàn)裝置207高階擬合裝置 208最終校正裝置209屏幕圖像重構(gòu)裝置 結(jié)束重試圖320X射線管 21蝶形結(jié)過(guò)濾器310人體模型 29膛孔24X射線檢測(cè)器 視圖通道扇形X射線束X射線檢測(cè)元件圖4開(kāi)始S1掃描人體模型S2執(zhí)行預(yù)處理S3按照束硬化效應(yīng)校正數(shù)據(jù)S4將在通道方向上的數(shù)據(jù)項(xiàng)平滑化S5將在視圖方向上的數(shù)據(jù)項(xiàng)平滑化
S6計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)S7應(yīng)提高精確度嗎？S8擬合高階函數(shù)S9保存校正系數(shù)S10顯示圖像結(jié)束圖5A視圖號(hào) 通道號(hào)投影信息部分空氣數(shù)據(jù)部分通道方向?qū)挾葓D5B投影數(shù)據(jù)值 通道圖5C投影數(shù)據(jù)值 通道圖6到數(shù)據(jù)處理單元6066存儲(chǔ)器件601第一投影信息602第二投影信息603第三A投影信息604第三B投影信息605校正函數(shù)信息606高階校正函數(shù)信息圖7A投影信息值 通道圖7B投影信息值 通道圖8A投影信息值 視圖號(hào)圖8B投影信息值 視圖號(hào)圖9A采用的區(qū)域圖9B區(qū)域A 區(qū)域B圖10區(qū)域A 區(qū)域B圖1120X射線管21蝶形結(jié)過(guò)濾器310人體模型 29膛孔24X射線檢測(cè)器視圖通道 扇形X射線束X射線檢測(cè)元件圖12A胖軀體圖12B瘦軀體圖13A頭部圖13B胸部圖13C腹部圖1420X射線管21蝶形結(jié)過(guò)濾器310人體模型 29膛孔24X射線檢測(cè)器視圖通道 扇形X射線束X射線檢測(cè)元件圖16201數(shù)據(jù)采集裝置 202預(yù)處理裝置203束硬化輔助裝置204第一擬合裝置
205第二擬合裝置206校驗(yàn)裝置207高階擬合裝置208最終校正裝置209屏幕圖像重構(gòu)裝置210綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置結(jié)束 重試具體實(shí)施方式
在此將參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的CT系統(tǒng)的校正系數(shù)計(jì)算方法、束硬化后處理方法以及這些方法所適用的CT系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
在下面的實(shí)施例中，將使用以X射線作為輻射線的X射線CT系統(tǒng)來(lái)作為CT系統(tǒng)。
X射線CT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D1，下面將描述根據(jù)本實(shí)施例的X射線CT系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。在此說(shuō)明書(shū)中所描述的全部實(shí)施例都適用于圖1所示的X射線CT系統(tǒng)。
圖1所示的X射線CT系統(tǒng)包括掃描器臺(tái)架2、輻射照相平臺(tái)4和操作控制臺(tái)6。
掃描器臺(tái)架掃描器臺(tái)架2包括旋轉(zhuǎn)部件34和轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件34的旋轉(zhuǎn)控制器36。
如其在圖3中放大的截面所示，旋轉(zhuǎn)部件34有彼此相對(duì)的X射線管20和X射線檢測(cè)器24，其間有膛孔29。旋轉(zhuǎn)部件34進(jìn)一步包括蝶形結(jié)(bow-tie)過(guò)濾器21(圖1中未示出)、準(zhǔn)直儀22、準(zhǔn)直儀控制器30、X射線控制器28、數(shù)據(jù)采集單元26。
為了進(jìn)行檢查，受檢者躺在膛孔29之中。為了便于校準(zhǔn)，將圖3所示的具有圓形截面的人體模型310放置在膛孔29中。將放在膛孔29中的受檢者或人體模型安置在位于旋轉(zhuǎn)部件34中心的膛孔29中的托架上。
旋轉(zhuǎn)部件34在旋轉(zhuǎn)控制器36的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，X射線管20向X射線檢測(cè)器24輻射X射線。X射線檢測(cè)器24檢測(cè)穿過(guò)受檢者或人體模型的X射線。數(shù)據(jù)采集單元26采集由X射線檢測(cè)器24執(zhí)行的檢測(cè)的結(jié)果。在操作控制臺(tái)6上將采集到的結(jié)果作為以視圖形式構(gòu)成的投影信息來(lái)加以處理。
X射線控制器28控制來(lái)自X射線管20的X射線輻射。準(zhǔn)直儀22重新組合由X射線管20輻射出來(lái)的X射線，以產(chǎn)生例如扇形的X射線束，即X射線扇束。進(jìn)而，蝶形結(jié)過(guò)濾器21調(diào)整以扇形散開(kāi)的X射線，以使X射線的強(qiáng)度在X射線檢測(cè)器24的整個(gè)表面上呈均勻分布。最后，X射線經(jīng)由膛孔29射到X射線檢測(cè)器24上。
準(zhǔn)直儀控制器30控制準(zhǔn)直儀22。
如圖3所示，X射線檢測(cè)器24包括多個(gè)X射線檢測(cè)元件，其在扇形X射線束傳播的方向上排成了一排。X射線檢測(cè)器24設(shè)計(jì)成為多通道檢測(cè)器，該檢測(cè)器上具有多個(gè)排成一排的X射線檢測(cè)元件。這些X射線檢測(cè)元件形成X射線入射表面，整個(gè)表面就像圓柱形的凹面那樣彎曲。X射線檢測(cè)器24是由閃爍器和光電二極管的組合構(gòu)成的。對(duì)于X射線檢測(cè)器24而言，可以采用使用碲化鎘(CdTe)的X射線檢測(cè)元件或使用氙氣的電離室型X射線檢測(cè)元件。
X射線管20、蝶形結(jié)過(guò)濾器21、準(zhǔn)直儀22和X射線檢測(cè)器24構(gòu)成了本發(fā)明使用的X射線輻射/檢測(cè)單元。
數(shù)據(jù)采集單元26與X射線檢測(cè)器24相連。數(shù)據(jù)采集單元26采集由構(gòu)成X射線檢測(cè)器24的各個(gè)X射線檢測(cè)元件檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。
操作控制臺(tái)操作控制臺(tái)6包括數(shù)據(jù)處理單元60、控制接口62、數(shù)據(jù)采集緩沖器64、存儲(chǔ)器件66、顯示器68和操縱裝置70。
數(shù)據(jù)處理裝置60是用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該計(jì)算機(jī)具有很強(qiáng)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的能力。控制接口62與數(shù)據(jù)處理單元60相連。
掃描器臺(tái)架2和輻射照相平臺(tái)4與控制接口62相連。數(shù)據(jù)處理單元60通過(guò)控制接口62來(lái)控制掃描器臺(tái)架2。具體而言，包含在掃描器臺(tái)架2中的數(shù)據(jù)采集單元26、X射線控制器28、準(zhǔn)直儀控制器30和旋轉(zhuǎn)控制器36都是由數(shù)據(jù)處理單元60通過(guò)控制接口62來(lái)控制的。
數(shù)據(jù)采集緩沖器64與數(shù)據(jù)處理單元60相連。掃描器臺(tái)架2中包括的數(shù)據(jù)采集單元26與數(shù)據(jù)采集緩沖器64相連。將由數(shù)據(jù)采集單元26獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集緩沖器64傳送到數(shù)據(jù)處理單元60中。
數(shù)據(jù)處理單元60使用穿過(guò)的X射線信號(hào)，即通過(guò)數(shù)據(jù)采集緩沖器64獲得的投影信息來(lái)重構(gòu)圖像。存儲(chǔ)器件66與數(shù)據(jù)處理單元60相連。在存儲(chǔ)器件66中存儲(chǔ)有保存在數(shù)據(jù)采集緩沖器64中的投影信息、重構(gòu)的X射線斷層照相圖像信息和一些程序，這些程序執(zhí)行本實(shí)施例的X射線CT系統(tǒng)的功能。
顯示器件68和操縱裝置70與數(shù)據(jù)處理單元60相連。在顯示裝置68上顯示從數(shù)據(jù)處理單元60發(fā)送的X射線斷層照相圖像信息和其它信息。操作員操作操縱裝置70以便輸入應(yīng)當(dāng)傳送到數(shù)據(jù)處理單元60中的各種指令或信息。根據(jù)本實(shí)施例，操作員使用顯示器件68和操縱裝置70來(lái)交互式地操作X射線CT系統(tǒng)。
輻射照相平臺(tái)4輻射照相平臺(tái)4通過(guò)控制接口62與數(shù)據(jù)處理單元60相連。在輻射照相平臺(tái)4上安裝有各種開(kāi)關(guān)和用以操作X射線CT系統(tǒng)的操作工具，還安裝有顯示裝置，在此顯示裝置上顯示在操作控制臺(tái)6上處理過(guò)的X射線CT圖像。
圖2是僅顯示根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理單元60中與校正系數(shù)計(jì)算方法和束硬化后處理方法有關(guān)的部分的功能方框圖。
假設(shè)將與本發(fā)明相關(guān)的數(shù)據(jù)處理單元60中的功能塊組合到裝置中，數(shù)據(jù)處理單元60包括數(shù)據(jù)采集裝置201、預(yù)處理裝置202、束硬化(BH)校正裝置203、第一擬合裝置204、第二擬合裝置205、校驗(yàn)裝置206、高階擬合裝置207、最終校正裝置208和圖像重構(gòu)裝置209。束硬化校正裝置203根據(jù)由預(yù)處理器預(yù)處理過(guò)的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算校正系數(shù)，并用此校正系數(shù)來(lái)校正存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中的投影信息。
數(shù)據(jù)采集裝置201通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元26采集由X射線檢測(cè)器24從人體模型檢測(cè)到的信號(hào)，并將其作為投影信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。
預(yù)處理裝置202按照束按照硬化效應(yīng)來(lái)進(jìn)行預(yù)處理(例如，除去噪聲)，以為校正投影信息作準(zhǔn)備。
束硬化校正裝置203對(duì)X射線檢測(cè)器上的各個(gè)通道計(jì)算校正系數(shù)B0到B3，以校正系數(shù)表的形式將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中，并使用校正系數(shù)B0到B3并按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中投影信息。假設(shè)在X射線檢測(cè)器24的每個(gè)通道上檢測(cè)到的投影信息值是Ih，而按照束硬化效應(yīng)校正過(guò)的數(shù)據(jù)為IC，就可以將束硬化校正表示如下IC＝B0·Ih+B1·Ih2+B2·Ih3+B3·Ih4(1)第一擬合裝置204將投影信息數(shù)據(jù)項(xiàng)(即存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中并在X射線檢測(cè)器的每個(gè)通道上檢測(cè)過(guò)的視圖)平滑化。通過(guò)擬合(fitting)而產(chǎn)生的函數(shù)并不反映信號(hào)的高頻部分，這些高頻部分高于由函數(shù)的階次確定的頻率分量。因此，擬合具有與平滑化相同的作用。
第二擬合裝置205擬合接近于在X射線檢測(cè)器24的一個(gè)通道上檢測(cè)出的投影信息值并接近于由第一擬合裝置204擬合的第一函數(shù)的線性函數(shù)或高階函數(shù)。這就導(dǎo)致校正系數(shù)類(lèi)似于用在束硬化校正裝置203中的表達(dá)式(1)所提供的校正系數(shù)。
校驗(yàn)裝置206校驗(yàn)是否應(yīng)當(dāng)使用不同的人體模型來(lái)進(jìn)行上述的處理，以便改進(jìn)校正的精確度。
高階擬合裝置207擬合接近于用不同的人體模型計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)的高階函數(shù)。
最終校正裝置208使用按上述方法計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)來(lái)最后校正投影信息。
圖像重構(gòu)裝置209使用根據(jù)由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中的多個(gè)視圖組成的投影信息產(chǎn)生的竇腔X射線照相來(lái)重構(gòu)受檢者或人體模型(例如，圖2所示的具有圓形截面的人體模型310)的X射線斷層照相圖像。例如，采用濾光投影(filtered back projection)或任何其它方法來(lái)進(jìn)行圖像重構(gòu)。在顯示器件68上顯示重構(gòu)的圖像。
第一實(shí)施例根據(jù)放在膛孔29中的人體模型是具有圓形截面的人體模型310這一假設(shè)，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。在此，將人體模型310放在偏離膛孔29中心的位置上。
人體模型310是由類(lèi)似于作為受檢者的人體成分的材料制成的。例如，人體模型310可以是由聚丙烯之類(lèi)的材料制成的，其形狀像圓柱體，其直徑為例如35cm。
下面將要說(shuō)明X射線CT系統(tǒng)為了從位于膛孔29中的人體模型310獲得數(shù)據(jù)并產(chǎn)生投影信息和竇腔X射線照相而執(zhí)行的基本動(dòng)作。
圖3示出了放在掃描器臺(tái)架2的膛孔29中并具有圓形截面的人體模型310。人體模型310具有圓形截面，并且人體模型310的中心并不在膛孔29內(nèi)X射線場(chǎng)的中心位置上。
當(dāng)從X射線管20發(fā)射出來(lái)的X射線透過(guò)蝶形結(jié)過(guò)濾器21時(shí)，調(diào)整X射線的強(qiáng)度(即，使其在X射線檢測(cè)器24的通道的方向上平滑化)。準(zhǔn)直儀22將X射線重新組合到X射線扇束中，該X射線扇束透過(guò)具有圓形截面的人體模形，并用X射線檢測(cè)器24來(lái)加以檢測(cè)。
X射線檢測(cè)器24具有多個(gè)X射線檢測(cè)元件，它們?cè)赬射線扇束傳播的方向上排列成一排。X射線檢測(cè)器24檢測(cè)陣列中設(shè)置的通道上關(guān)于人體模型310的投影信息。
圖4是說(shuō)明與數(shù)據(jù)處理單元60中包括的裝置相關(guān)的處理的流程圖。
步驟1掃描人體模型首先，操作員將具有圓形截面的人體模型310放在膛孔29中的預(yù)定位置上。但是，人體模型310應(yīng)當(dāng)放在偏離膛孔29內(nèi)X射線場(chǎng)的中心的位置上。如上所述，具有圓形截面的人體模型310應(yīng)當(dāng)由聚丙烯之類(lèi)的材料制成，并且其形狀像圓柱體，其直徑為35cm。
數(shù)據(jù)處理單元60中包括的數(shù)據(jù)采集裝置201掃描具有圓形截面的人體模型。將由掃描產(chǎn)生的第一投影信息601存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。具體地說(shuō)，放置X射線管20、準(zhǔn)直儀22和X射線檢測(cè)器24，使得X射線管20和準(zhǔn)直儀22應(yīng)與X射線檢測(cè)器24相對(duì)，其間具有膛孔29。在X射線管20、準(zhǔn)直儀22和X射線檢測(cè)器24的相對(duì)位置不改變的情況下，包括X射線管20、準(zhǔn)直儀22和X射線檢測(cè)器24的旋轉(zhuǎn)部件34以膛孔29為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的數(shù)據(jù)采集裝置201通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元26獲取投影信息，并將此投影信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。
如上所述，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的數(shù)據(jù)采集裝置201獲取作為視圖的投影信息，這些視圖都有與每個(gè)旋轉(zhuǎn)角(即視角)相關(guān)的視圖號(hào)，該裝置還產(chǎn)生竇腔X射線照相，并將此竇腔X射線照相存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。
圖5(A)示出了基于從具有圓形截面的人體模型310獲得的數(shù)據(jù)的竇腔X射線照相的例子。該竇腔X射線照相包括投影信息部分，該部分被限定在與通道號(hào)相關(guān)的竇腔X射線照相的一個(gè)維度的中心周?chē)?；空?air)數(shù)據(jù)部分，該部分沿與通道號(hào)相關(guān)的維度被限定在投影信息部分的兩側(cè)。具有圓形截面的人體模型310放在偏離X射線場(chǎng)中心的位置上。在投影信息截面的通道方向?qū)挾戎畠?nèi)的通道號(hào)隨著旋轉(zhuǎn)部件34的旋轉(zhuǎn)角度的變化(即視圖號(hào)的變化)而變化。如圖5(A)所示，在視圖號(hào)的方向上，投影信息截面是扭曲的。由于同樣的緣故，投影信息截面的通道方向?qū)挾入S著視圖號(hào)的變化而變化。
圖5(B)的橫坐標(biāo)軸表示通道號(hào)，縱坐標(biāo)軸表示投影信息值，在此標(biāo)明了圖5(A)所示的視圖號(hào)為j的投影信息。投影信息值與X射線束透過(guò)具有圓形截面的人體模型310的長(zhǎng)度成正比。在人體模型310中心附近通過(guò)的X射線穿過(guò)很大的長(zhǎng)度并提供較大的投影信息值，在人體模型310周邊附近通過(guò)的X射線穿過(guò)較短的長(zhǎng)度并提供較小的投影信息值，并產(chǎn)生如圖5(B)所示的半圓形的投影圖像。
下面將以用視圖號(hào)j和通道號(hào)i表示的投影信息值來(lái)作為例子。
在獲取視圖號(hào)為j的視圖時(shí)，在圖3中用虛線表示的X射線束進(jìn)入到X射線檢測(cè)器24內(nèi)通道號(hào)為1的通道中。此時(shí)，X射線束透過(guò)具有圓形截面的人體模型310的長(zhǎng)度為l。如圖5(B)所示，長(zhǎng)度l與在通道i上檢測(cè)到的投影信息值h成正比。簡(jiǎn)而言之，確立了l∝h的關(guān)系。
參見(jiàn)圖3，將具有圓形截面的人體模型310放在偏離X射線場(chǎng)中心的位置上。因此，在通道i內(nèi)X射線穿過(guò)的長(zhǎng)度l根據(jù)視圖而變化。在圖5(B)所示的通道i上檢測(cè)到的投影信息值h根據(jù)視圖而發(fā)生變化。
圖5(C)的橫坐標(biāo)軸表示視圖號(hào)，縱坐標(biāo)軸表示投影信息值，在此，標(biāo)出了在圖5(A)所示的通道號(hào)為i的通道上檢測(cè)到的投影信息值。該投影信息值隨視圖號(hào)而發(fā)生變化，并且與X射線束透過(guò)具有圓形截面的人體模型310的長(zhǎng)度成正比。因此，投影信息值是作為用圖5(C)所示的具有周期性的曲線來(lái)表示的函數(shù)提出來(lái)。
步驟2預(yù)處理圖6示出了在預(yù)處理期間產(chǎn)生的信息，該信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中，并且其中記錄有中間投影信息。
數(shù)據(jù)處理單元60中包括的預(yù)處理裝置202對(duì)根據(jù)第一投影信息產(chǎn)生的竇腔X射線照相進(jìn)行預(yù)處理，也就是說(shuō)，除去噪聲并校正靈敏度。
步驟3按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理單元60中包括的束硬化校正裝置203使用表達(dá)式(1)按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正投影信息值Ih，并由此計(jì)算校正的投影信息值Ic。將校正結(jié)果作為圖6所示的第二投影信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。通常，已從文件中除去束硬化效應(yīng)。然而，由于X射線檢測(cè)器24的每個(gè)通道與其它通道有所差別，因此稍許保留了束硬化效應(yīng)。圖7(A)示出了第二投影信息的例子。由于第二投影信息是從通常為圓形的人體模型獲得的，因此被畫(huà)成為一個(gè)半圓形的曲線。而相應(yīng)于某些通道抽樣的投影信息值則畫(huà)成為脈沖形的波浪線，這是因?yàn)閄射線的每個(gè)通道的靈敏度與其它通道的靈敏度有所不同。這是通道特有(channel-specific)現(xiàn)象，因此必須按照逐個(gè)通道加以校正。圖8(A)相對(duì)于視圖方向上的一個(gè)通道示出了從第二投影信息中選出的投影信息值的例子。相對(duì)于某些視圖選出的投影信息值Ic被畫(huà)成為脈沖形的波浪線。
步驟4通道方向上的平滑化數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第一擬合裝置204將在通道方向中的第二投影信息平滑化。將平滑化的結(jié)果作為圖6所示的第三A投影信息603存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器件66中。該投影信息具有其投影信息值Ic，該投影信息值被畫(huà)成為由于通道間的差別而產(chǎn)生的脈沖形的波浪線，并被加以平滑化和除去。
圖7(B)示出了第三A投影信息的例子。該投影信息被畫(huà)成為由圓形人體模型獲得的半圓形狀的典型投影信息。
步驟5視圖方向上的平滑化數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第一擬合裝置204將在觀測(cè)方向中的第二投影信息平滑化。并由此產(chǎn)生圖6所示的第三B投影信息。該投影信息具有投影信息值，這些投影信息值被繪制成由于每個(gè)通道上檢測(cè)的視圖之間的差別產(chǎn)生的脈沖形波浪線，并被加以平滑化。圖8(B)示出了第三B投影信息的例子。將這些相對(duì)于視圖方向上的一個(gè)通道采樣的具有周期性的投影信息值加以平滑化。
步驟6計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第二擬合裝置205根據(jù)第二投影信息和第三B投影信息來(lái)計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)。假設(shè)從對(duì)應(yīng)于通道號(hào)i的第二投影信息中抽樣選取的投影信息值為S(j)，從對(duì)應(yīng)于通道號(hào)i的第三B投影信息中抽樣選取的投影信息值為F(j)。
在圖9(A)中，對(duì)應(yīng)于分配了視圖號(hào)的全部視圖，繪制出了抽樣選取的投影信息值，其中，橫坐標(biāo)軸表示第二投影信息值S(j)，縱坐標(biāo)軸表示第三B投影信息值F(j)。沿著通過(guò)原點(diǎn)的直線繪制出了這些投影信息值。該直線代表線性函數(shù)，該線性函數(shù)表示在通道i上檢測(cè)到的數(shù)據(jù)值的校正系數(shù)。
圖9(A)表示通過(guò)掃描一個(gè)人體模型而產(chǎn)生的第二投影信息值S(j)和第三B投影信息值F(j)之間的關(guān)系。
將校正系數(shù)作為校正系數(shù)信息605保存在存儲(chǔ)器件66中。假設(shè)表示校正系數(shù)的直線的斜率為Ki，可將斜率Ki表達(dá)如下F(j)/S(j)Ki
將按照束硬化效應(yīng)通過(guò)校正從受檢者那里得到并在通道i上檢測(cè)過(guò)的投影信息而產(chǎn)生的投影信息值Ic與校正系數(shù)Ki相乘如下Ip＝Ic·Ki因此，投影信息值Ip就作為對(duì)從受檢者那里獲得的投影信息進(jìn)行平滑化或校正的結(jié)果而計(jì)算出來(lái)。
此投影信息值與在圖3所示的X射線透過(guò)具有圓形截面的人體模型310中的長(zhǎng)度l成正比。因此，投影信息值S(j)的采用區(qū)域取決于具有圓形截面的人體模型310的直徑和人體模型在膛孔29中的位置。
步驟7校驗(yàn)是否應(yīng)當(dāng)提高精確度數(shù)據(jù)處理單元60中包括的校驗(yàn)裝置206校驗(yàn)是否應(yīng)當(dāng)提高校正系數(shù)的精確度。如果要改進(jìn)校正系數(shù)的精確度，操作員就要把具有圓形截面和不同直徑的人體模型放在膛孔29中偏離X射線場(chǎng)中心的不同位置上。重復(fù)步驟1到6以便用新的人體模型來(lái)計(jì)算新的校正系數(shù)。
圖9(B)示出了由兩個(gè)具有不同直徑的圓形截面的人體模型得到的校正系數(shù)的例子。依據(jù)人體模型的直徑和位置來(lái)確定X射線束穿過(guò)人體模型的長(zhǎng)度。也同時(shí)測(cè)定投影信息值S(j)。因此，假設(shè)截面為圓形的人體模型的直徑分別是A和B，并設(shè)定關(guān)系A(chǔ)＜B，由人體模型A得到的投影信息值屬于區(qū)域A，而由人體模型B得到的投影信息值屬于區(qū)域B。束硬化校正裝置203根據(jù)屬于各個(gè)區(qū)域的投影信息值來(lái)計(jì)算校正系數(shù)。
步驟8擬合高階函數(shù)使用多個(gè)人體模型來(lái)進(jìn)行上述處理。如果所得到的校正系數(shù)數(shù)據(jù)足夠精確而能被接受，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的高階擬合裝置207就擬和接近于由所采用的區(qū)域計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)的高階函數(shù)。圖10示出了對(duì)圖9(B)所示的用人體模型A和B得到的校正系數(shù)進(jìn)行擬合的例子。高階擬合裝置207擬合接近于由區(qū)域A計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)值A(chǔ)和由區(qū)域B計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)值B的三階函數(shù)，然后確定校正系數(shù)K0、K1和K2。
If＝K0·S(j)+K1·S(j)2+K2·S(J)3(2)在此情況下，可以認(rèn)為，從小投影信息值的區(qū)域A計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)比從大投影信息值的區(qū)域B計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)更為精確。因此，高階擬合裝置207可以把不同的權(quán)值加到各個(gè)區(qū)域上，以便使得由表達(dá)式(2)給出的第三函數(shù)能更精確地與由區(qū)域A計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)相擬合。然后，就可以確定在表達(dá)式(2)中的校正系數(shù)。
步驟9保存校正系數(shù)數(shù)據(jù)處理單元60中包括的高階擬合裝置207將由校正系數(shù)K0、K1和K2構(gòu)成的高階校正系數(shù)信息606保存在存儲(chǔ)器件66中，并終止該處理。
步驟10顯示信息為了顯現(xiàn)受檢者，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的最終校正裝置208使用對(duì)應(yīng)于每個(gè)通道計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)K0、K1和K2來(lái)校正從受檢者那里獲得并按照束硬化效應(yīng)校正的投影信息值Ic。從而，根據(jù)表達(dá)式(2)計(jì)算投影信息值If。
圖像重構(gòu)裝置209使用投影信息值If來(lái)重構(gòu)圖像，以便產(chǎn)生X射線斷層照相圖像信息，并在顯示器件68和/或輻射照相平臺(tái)4的顯示單元上顯示該圖像。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，將其圓形截面具有不同直徑的人體模型放在偏離X射線場(chǎng)中心的位置上。X射線束穿過(guò)人體模型的長(zhǎng)度隨視圖的不同而變化。在每個(gè)通道上，檢測(cè)其值隨視圖而變化的投影信息。在按照束硬化效應(yīng)對(duì)投影信息值進(jìn)行校正后，再校正相應(yīng)于每個(gè)通道的投影信息值。使用高階函數(shù)來(lái)近似校正系數(shù)。從而，在考慮到由于束硬化效應(yīng)而產(chǎn)生的非線性效果的情況下，能夠完成校正。使用少量的人體模型就能夠計(jì)算出高精確度的校正系數(shù)。因此，能夠減輕操作員為了校準(zhǔn)而必須承受的時(shí)間上和體力上的負(fù)擔(dān)。
上述方法包括擬合如表達(dá)式(2)所示的三階函數(shù)。另外，也可以擬合二階、四階或更高階次的函數(shù)。
根據(jù)本實(shí)施例，如圖4中步驟6所示，可用竇腔X射線照相來(lái)計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)?；蛘?，可用竇腔X射線照相來(lái)計(jì)算第二投影信息602和第三投影信息604，并且可對(duì)第二投影信息602和第三投影信息604擬合高階函數(shù)。這樣，就可以計(jì)算作為高階函數(shù)提供的校正系數(shù)，而不計(jì)算作為線性函數(shù)提供的校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，將其圓形截面具有不同直徑的人體模型放在偏離X射線場(chǎng)中心的位置上，并對(duì)其進(jìn)行掃描以便獲得由全部視圖構(gòu)成的第一投影信息。使用此第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)竇腔X射線照相。束硬化校正裝置按照束硬化效應(yīng)校正第一投影信息以便產(chǎn)生第二投影信息。第一擬合裝置對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生第三投影信息。第二擬合裝置對(duì)第三投影信息值擬合第二函數(shù)，以便計(jì)算校正系數(shù)。在此，第三投影信息值是作為以對(duì)應(yīng)于全部視圖和各個(gè)通道選取出來(lái)的第二投影信息值作為各個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)提供的。校正裝置使用校正系數(shù)來(lái)校正從躺在掃描場(chǎng)中的受檢者那里得到的投影信息。第二投影信息值隨著視圖或竇腔X射線照相而改變。因此，在通過(guò)擬合函數(shù)來(lái)計(jì)算校正系數(shù)時(shí)，要用第二投影信息值的一個(gè)大區(qū)域來(lái)計(jì)算校正系數(shù)，并進(jìn)行函數(shù)的擬合。這樣就能夠提高校正系數(shù)的精確度，從而能夠改進(jìn)圖像的質(zhì)量。另外，還可用少量的人體模型來(lái)計(jì)算高度精確的校正系數(shù)。在此情況下，能夠容易地計(jì)算出校正系數(shù)。
第一實(shí)施例的評(píng)價(jià)在使用具有圓形截面的人體模型310的第一實(shí)施例中，X射線穿過(guò)具有圓形截面的人體模型310的長(zhǎng)度隨方向而改變。因此，到達(dá)X射線檢測(cè)器24的穿過(guò)的X射線的強(qiáng)度是不均勻的。例如，參照?qǐng)D3，X射線穿過(guò)的長(zhǎng)度l1小于X射線穿過(guò)的長(zhǎng)度l2。
另一方面，人體的軀干和頭部的截面則像完整的(rounded)橢圓形。
即使是在第一實(shí)施例中，用蝶形結(jié)過(guò)濾器21來(lái)調(diào)整從X射線管20上輻射出來(lái)的X射線，以使得射到X射線檢測(cè)器24上的X射線的強(qiáng)度變得均勻。這是為了在即使X射線穿過(guò)具有圓形截面的人體模型310的距離有所變化的情況下，也能防止檢測(cè)出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。然而，為了改進(jìn)校正的精確度，需要各種蝶形結(jié)過(guò)濾器21，以便在校準(zhǔn)時(shí)能夠采用最好的一種蝶形結(jié)過(guò)濾器。
如在第一實(shí)施例中所述的那樣，對(duì)多個(gè)具有不同直徑的圓柱體人體模型進(jìn)行掃描，這些人體模型通常占據(jù)了位于X射線場(chǎng)中心的視場(chǎng)(FOV)。用由人體模型得到的投影信息來(lái)精確地校正校正系數(shù)。
根據(jù)第一實(shí)施例的方法，工作時(shí)間和操作員的工作量都會(huì)增加。因此，重要的是如何實(shí)現(xiàn)束硬化后處理方法和X射線CT系統(tǒng)，以便按照相應(yīng)于每個(gè)通道的束硬化效應(yīng)，并同時(shí)考慮非線性效應(yīng)，來(lái)容易而又精確地校正投影數(shù)據(jù)。第二實(shí)施例和其后的實(shí)施例提出了克服第一實(shí)施例的上述缺點(diǎn)的方法。
第二實(shí)施例在第二實(shí)施例中，如圖11所示，將具有橢圓形截面的人體模型放在X射線管20和X射線檢測(cè)器24之間的膛孔29內(nèi)的掃描場(chǎng)中。下面將說(shuō)明按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正從具有橢圓形截面的人體模型320得到的投影數(shù)據(jù)，并計(jì)算校正系數(shù)的方法。圖11與顯示第一實(shí)施例的圖3相當(dāng)。
人體模型320的橢圓形截面類(lèi)似于人體的軀干截面。人體模型320是由與實(shí)施例1中描述過(guò)的具有圓形截面的人體模型310相同的材料制成的。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的差別在于，具有橢圓形截面的人體模型320代替了具有圓形截面的人體模型310。
第二實(shí)施例所適用的X射線CT系統(tǒng)與圖1所示的系統(tǒng)一樣。在此不再參照?qǐng)D1重復(fù)說(shuō)明X射線CT系統(tǒng)。
即使是在第二實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元60也有與第一實(shí)施例中使用并參照?qǐng)D2說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。這就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元60包括數(shù)據(jù)采集裝置201、預(yù)處理裝置202、束硬化校正裝置203、第一擬合裝置204、第二擬合裝置205、校驗(yàn)裝置206、高階擬合裝置207、最終校正裝置208和操作員圖像重構(gòu)裝置209。
校準(zhǔn)方法除了用橢圓形截面的人體模型320來(lái)代替人體模型之外，與2所示的數(shù)據(jù)處理單元60中包括的裝置相關(guān)的處理與第一實(shí)施例中使用并參照?qǐng)D4說(shuō)明的處理相同?，F(xiàn)將該處理概述于下。
步驟1操作員將具有橢圓形截面的人體模型320放在放置有受檢者的掃描場(chǎng)內(nèi)連接X(jué)射線管20的中心和X射線場(chǎng)中心X射線檢測(cè)器24的中心的中心線上。順便提一下，放置具有橢圓截面的人體模型320，以使其完全曝光在以扇形從X射線管20向X射線檢測(cè)器24傳播的X射線之中。此時(shí)，在X射線檢測(cè)器24的邊緣上必定檢測(cè)到?jīng)]有通過(guò)具有橢圓截面的人體模型320的X射線。
在多個(gè)方向上對(duì)人體模型320進(jìn)行掃描之后，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的數(shù)據(jù)采集裝置201從具有橢圓截面的人體模型320中收集第一投影信息，以便得到多個(gè)視圖。然后，數(shù)據(jù)采集裝置201產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相。
由數(shù)據(jù)采集裝置201計(jì)算出的投影信息的特征(斷面圖)不同于由圖5(A)到圖5(C)所示的從具有圓形截面的人體模型310所得到的投影信息。對(duì)于人體模型320而言，從橢圓截面的人體模型320得到的投影信息是獨(dú)一無(wú)二的。
步驟2若有必要，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的預(yù)處理裝置202與第一實(shí)施例中使用一樣，對(duì)第一投影信息進(jìn)行同樣的預(yù)處理。
步驟3數(shù)據(jù)處理單元60中包括的束硬化校正裝置203與第一實(shí)施例中使用的裝置相似地，按照束硬化效應(yīng)校正預(yù)處理過(guò)的第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。在表達(dá)式(1)中分配給系數(shù)B0到B3的值不同于第一實(shí)施例中所用的值。但是使用相同的校正表達(dá)式。
步驟4和5數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第一擬合裝置204與第一實(shí)施例中使用的裝置相似地，將在通道方向上和視圖方向上的投影信息值平滑化。
步驟6數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第二擬合裝置205與第一實(shí)施例中使用的裝置相似地，計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)。
步驟7若有必要，操作員指示是否應(yīng)當(dāng)對(duì)圖12(A)和圖12(B)所示的多個(gè)具有橢圓形截面而彼此橢圓率不同的人體模型，或者對(duì)圖13A至13C所示的多個(gè)彼此尺寸、形狀和材料上不同的具有橢圓形截面的人體模型，重復(fù)進(jìn)行上述處理。校驗(yàn)裝置206校驗(yàn)是否發(fā)出了這樣的請(qǐng)求。
作為具有橢圓形截面的人體模型320，可以采用多個(gè)人體模型，這些人體模型的形狀類(lèi)似于要使用X射線CT系統(tǒng)診斷的區(qū)域的形狀或受檢者軀體的形狀。
步驟8在對(duì)多個(gè)具有橢圓形截面的人體模型執(zhí)行了上述的處理之后，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的高階擬合裝置207對(duì)一組校正系數(shù)擬合高階函數(shù)，以便計(jì)算最終校正系數(shù)。
步驟9最終校正裝置208使用最終校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
步驟10數(shù)據(jù)處理單元60中包括的圖像重構(gòu)裝置209重新校準(zhǔn)校正過(guò)的圖像，并將其顯示在顯示器件68上。
第二實(shí)施例中使用的具有橢圓形截面的人體模型的形狀類(lèi)似于受檢者的人體的軀干或頭部的形狀。使用人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)比使用第一實(shí)施例中所用的具有圓形截面的人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)更精確。
使用如圖12(A)、圖12(B)、圖13(A)到圖13(B)所示的具有橢圓形截面的人體模型來(lái)計(jì)算各個(gè)校正系數(shù)。因此，能夠計(jì)算出適合于各種情況下的不同受檢者的校正系數(shù)，如成人、兒童、男人、女人、胖人、瘦人或同一個(gè)受檢者的頭部、胸部、軀干或腿部。
變型根據(jù)上述的實(shí)施例，在不同的人體模型上反復(fù)進(jìn)行上述處理。根據(jù)所得到的結(jié)果，在步驟8中，高階擬合裝置207對(duì)校正系數(shù)擬合高階函數(shù)?；蛘?，相應(yīng)于具有橢圓形截面的人體模型的形狀和材料來(lái)計(jì)算各個(gè)校正系數(shù)，并將它們保存在存儲(chǔ)器件66中。
根據(jù)受檢者要檢查的區(qū)域，如頭部、胸部、軀干或腿部，可以使用X射線CT系統(tǒng)來(lái)校正投影信息。同樣地，可以根據(jù)要檢查的胸部或軀干是否是身材高大的受檢者、胖的受檢者或類(lèi)似的受檢者的胸部或軀干，來(lái)選用校正系數(shù)。此外，還可以根據(jù)受檢者是兒童還是成人來(lái)選用校正系數(shù)。
第三實(shí)施例作為第三實(shí)施例，下面將要描述計(jì)算校正系數(shù)的方法。如圖14所示，具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330放在位于X射線管20和X射線檢測(cè)器24之間的膛孔29內(nèi)的掃描場(chǎng)中。按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正由人體模型330得到的投影信息，以便計(jì)算校正系數(shù)。圖14與展示第一實(shí)施例的圖3相當(dāng)。
具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330的材料與在第一實(shí)施例中所描述的具有圓形截面的人體模型310的材料相同。
第一和第二實(shí)施例的差別在于，用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330來(lái)代替具有圓形截面的人體模型310。
第三實(shí)施例適用于與圖1所示相同的X射線CT系統(tǒng)。因此，在此不再參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明該X射線CT系統(tǒng)。
即使是在第三實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元60具有與參照?qǐng)D2所描述的在第一實(shí)施例中使用的設(shè)備相同的結(jié)構(gòu)。這就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元60包括數(shù)據(jù)采集裝置201、預(yù)處理裝置202、束硬化校正裝置203、第一擬合裝置204、第二擬合裝置205、校驗(yàn)裝置206、高階擬合裝置207、最終校正裝置208和操作員圖像重構(gòu)裝置209。
校準(zhǔn)方法除了用具有橢圓形截面和均勻厚度的人體模型330來(lái)代替具有圓形截面的人體模型310之外，與圖2所示的數(shù)據(jù)處理單元60中包括的裝置相關(guān)的處理與參照?qǐng)D4說(shuō)明的在第一實(shí)施例中使用的處理相同。其概要與相應(yīng)于第二步驟1操作員將具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330放在放置有受檢者的掃描場(chǎng)內(nèi)連接X(jué)射線管20的中心和X射線場(chǎng)中心X射線檢測(cè)器24的中心的中心線上。放置人體模型330，以使其完全曝光在以扇形從X射線管20向X射線檢測(cè)器24傳播的X射線之中，而在X射線檢測(cè)器24的邊緣上檢測(cè)到?jīng)]有通過(guò)人體模型330的X射線。
在沿多個(gè)方向?qū)θ梭w模型330進(jìn)行掃描之后，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的數(shù)據(jù)采集裝置201從人體模型330中收集第一投影信息，以便得到多個(gè)視圖。然后，產(chǎn)生竇腔X射線照相。
從具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330得到并由數(shù)據(jù)采集裝置201計(jì)算出的投影信息的特征(斷面圖)不同于由圖5(A)到圖5(C)所示的從具有圓形截面的人體模型310所得到的投影信息的特征。對(duì)于人體模型330而言，從具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330得到的投影信息是獨(dú)一無(wú)二的。
步驟2若有必要，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的預(yù)處理裝置202對(duì)第一投影信息進(jìn)行與第一實(shí)施例中所采用的預(yù)處理相同的預(yù)處理。
步驟3與第一實(shí)施例中使用的裝置相似，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的束硬化校正裝置203按照束硬化效應(yīng)校正預(yù)處理過(guò)的第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息。在表達(dá)式(1)中，分配給系數(shù)B0到B3的值不同于第一實(shí)施例中使用的值。但校正表達(dá)式是相同的。
步驟4和5與第一實(shí)施例中使用的裝置相似，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第一擬合裝置204將通道方向上和視圖方向上的投影信息值平滑化。
步驟6與第一實(shí)施例中使用的裝置相似，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的第二擬合裝置205計(jì)算作為線性函數(shù)的校正系數(shù)。
步驟7若有必要，操作員指示是否應(yīng)當(dāng)對(duì)圖15(A)到圖15(C)所示的多個(gè)厚度、尺寸或方向彼此不同的具有橢圓形截面的人體模型重復(fù)進(jìn)行上述處理。校驗(yàn)裝置206校驗(yàn)是否發(fā)出了這樣的請(qǐng)求。
步驟8在對(duì)具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的多個(gè)人體模型330執(zhí)行了上述處理之后，數(shù)據(jù)處理單元60中包括的高階擬合裝置207對(duì)一組校正系數(shù)擬合高階函數(shù)，以便計(jì)算最終校正系數(shù)。
步驟9最終校正裝置208使用最終校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
步驟10數(shù)據(jù)處理單元60中包括的圖像重構(gòu)裝置209重新校準(zhǔn)校正過(guò)的圖像，并將其顯示在顯示器件68等上。
根據(jù)第三實(shí)施例，使用在第二實(shí)施例中所用的具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330能夠計(jì)算出精確的校正系數(shù)。
第四實(shí)施例根據(jù)第四實(shí)施例，可用根據(jù)第一實(shí)施例步驟9中使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、以及根據(jù)第二實(shí)施例步驟9中使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)，來(lái)得到綜合通用校正系數(shù)。因此，如圖16所示，在數(shù)據(jù)處理單元60之中增加了綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210。
在綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210中執(zhí)行的計(jì)算綜合校正系數(shù)的方法是將使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)與使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)加以平均?；蛘?，將這些校正系數(shù)與預(yù)定的加權(quán)系數(shù)相乘，然后相加求和。
將由綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210計(jì)算出來(lái)的綜合校正系數(shù)保存在存儲(chǔ)器件66中，最終校正裝置208使用綜合校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
根據(jù)第四實(shí)施例，能夠計(jì)算出廣泛適用于各種情況的受檢者的校正系數(shù)。使用校正系數(shù)可以精確地校正投影信息。
第五實(shí)施例與第四實(shí)施例不同，根據(jù)第五實(shí)施例，圖16所示的綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210使用第一實(shí)施例步驟9中使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、以及第二實(shí)施例步驟9中使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)，來(lái)計(jì)算綜合通用校正系數(shù)。
在綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210中執(zhí)行的計(jì)算綜合校正系數(shù)的方法是將使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)與使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)加以平均。或者，將這些校正系數(shù)與預(yù)定的加權(quán)系數(shù)相乘，然后相加求和。
將由綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210這樣計(jì)算出來(lái)的綜合校正系數(shù)保存在存儲(chǔ)器件66中，最終校正裝置208使用綜合校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
根據(jù)第五實(shí)施例，能夠計(jì)算出廣泛適用于各種情況的受檢者的校正系數(shù)。使用該校正系數(shù)可以精確地校正投影信息。
第六實(shí)施例與第四和第五實(shí)施例不同，根據(jù)第六實(shí)施例，圖16所示的綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210使用第一實(shí)施例步驟9中使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、以及第二實(shí)施例步驟9中使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的各種人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算綜合通用校正系數(shù)。
在綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210中執(zhí)行的計(jì)算綜合校正系數(shù)的方法是將使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)與使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)加以平均?；蛘?，將這些校正系數(shù)與預(yù)定的加權(quán)系數(shù)相乘，然后相加求和。
將由綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210這樣計(jì)算出來(lái)的綜合校正系數(shù)保存在存儲(chǔ)器件66中，最終校正裝置208使用綜合校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
根據(jù)第六實(shí)施例，能夠計(jì)算出廣泛適用于各種情況的受檢者的校正系數(shù)。使用該校正系數(shù)可以精確地校正投影信息。
第七實(shí)施例根據(jù)第七實(shí)施例，圖16所示的綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210使用第一實(shí)施例步驟9中使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、第二實(shí)施例步驟9中使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)，以及第三實(shí)施例步驟9中使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)，來(lái)計(jì)算綜合通用校正系數(shù)。
在綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210中執(zhí)行的計(jì)算綜合校正系數(shù)的方法是將使用具有圓形截面的各種人體模型310計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、使用具有橢圓形截面的各種人體模型320計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)、以及使用具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型330計(jì)算出來(lái)的校正系數(shù)加以平均?；蛘?，將這些校正系數(shù)與預(yù)定的加權(quán)系數(shù)相乘，然后相加求和。
將由綜合校正系數(shù)計(jì)算裝置210計(jì)算出來(lái)的綜合校正系數(shù)保存在存儲(chǔ)器件66中，最終校正裝置208使用綜合校正系數(shù)來(lái)校正投影信息。
根據(jù)第七實(shí)施例，能夠計(jì)算出廣泛適用于各種情況的受檢者的校正系數(shù)。使用該校正系數(shù)可以精確地校正投影信息。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以構(gòu)建許多與本發(fā)明的實(shí)施例大不相同的實(shí)施例。應(yīng)該明白，除了在所附權(quán)利要求中所限定的之外，本發(fā)明并不僅限于在本說(shuō)明書(shū)中所述的具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT系統(tǒng)的束硬化后處理方法，包括以下步驟將具有橢圓形截面的人體模型放在X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中，從一個(gè)或多個(gè)方向掃描人體模型，以便獲得多個(gè)視圖，并用第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相；按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以便產(chǎn)生第二投影信息；對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生第三投影信息；對(duì)多個(gè)第三投影信息值擬合第二函數(shù)，所述第三投影信息值是作為以構(gòu)成第二投影信息的多個(gè)第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)提供的，所述多個(gè)第二投影信息值是相對(duì)于所有視圖和所述X射線檢測(cè)器的多個(gè)通道中的每一個(gè)而采樣的；以及使用作為第二函數(shù)獲得的校正函數(shù)，校正從位于掃描場(chǎng)中的受檢者那里獲得的投影信息。
2.一種X射線CT系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位于X射線管和X射線檢測(cè)器之間的掃描場(chǎng)中的具有橢圓形截面的人體模型，所述X射線CT系統(tǒng)配置為從一個(gè)或多個(gè)方向掃描人體模型，以獲得多個(gè)視圖，并用第一投影信息來(lái)產(chǎn)生一個(gè)竇腔X射線照相；按照束硬化效應(yīng)來(lái)校正第一投影信息，以產(chǎn)生第二投影信息；對(duì)第二投影信息擬合第一函數(shù)，以便產(chǎn)生第三投影信息；對(duì)多個(gè)第三投影信息值擬合第二函數(shù)，所述第三投影信息值是作為以構(gòu)成第二投影信息的多個(gè)第二投影信息值為獨(dú)立變量的函數(shù)而提供的，所述多個(gè)第二投影信息值是相對(duì)于所有視圖和所述X射線檢測(cè)器的多個(gè)通道中的每一個(gè)采樣的；以及使用作為第二函數(shù)獲得的校正函數(shù)，校正從位于掃描場(chǎng)中的受檢者那里獲得的投影信息。
全文摘要
本發(fā)明的目的是計(jì)算出更精確的束硬化校正系數(shù)。將具有橢圓形截面的人體模型或具有環(huán)形(扇形)截面和均勻厚度的人體模型放在X射線CT系統(tǒng)中，并從多個(gè)方向?qū)ζ鋻呙枰员愕玫蕉鄠€(gè)視圖。利用掃描的結(jié)果來(lái)計(jì)算用于校正從受檢者那里得到的投影信息的校正系數(shù)。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1965762SQ20061016040
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者谷川俊一郎, 貫井正健 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)藥系統(tǒng)環(huán)球科技公司