專利名稱：對檢查區(qū)用螺旋線形狀掃描的計算機層面x射線照相方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到對檢查區(qū)用一個掃描裝置螺旋線形狀掃描的計算機層面X射線照相的方法，掃描裝置包括一個射線源和一個檢測裝置，其中包括在檢查區(qū)內(nèi)的對象和掃描裝置同時相互相對圍繞著一個回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，和有與回轉(zhuǎn)軸方向平行的一個運動，從而產(chǎn)生一個螺旋形(17)的相對運動，和由檢測裝置獲得的測量數(shù)據(jù)在檢查區(qū)內(nèi)滲入作用空間分布的改造。此外本發(fā)明涉及到實施這種方法的一個計算機層面X射線攝影機。
一個這樣的方法和一種這樣的計算機層面X射線攝影機在DE-OS915 45 778(Tam)中是已知的。用這種已知的方法有可能，在檢查軸方向伸展的檢查區(qū)內(nèi)用圓錐形射線束(圓錐光束)進行掃描，和在檢查區(qū)滲入作用的分布也是可以改造的，如果包括在內(nèi)部的對象-例如是一個病人-比獲得數(shù)據(jù)的檢查區(qū)長時。
當然這種方法的先決條件是，提前確定所謂的“感興趣區(qū)”(ROI)，和在ROI的開始和結束時(以回轉(zhuǎn)方向為準)對檢查區(qū)附加一個圓形的、垂直于回轉(zhuǎn)軸軌跡的掃描。只有當檢查區(qū)的掃描結束時，滲透分布的改造才可以開始。從圓形過渡到圓錐形，和從圓錐形又回到圓形的檢查區(qū)掃描則要求，或者掃描裝置或者在檢查區(qū)內(nèi)的對象的急加速以及急減速，這樣就可能造成不清晰。其它的缺點是，必須提前確定掃描區(qū)。
因此本發(fā)明的任務是，用開始敘述方式的一種方法，不要求附加圓形的掃描運動，并且在獲得測量數(shù)據(jù)時就可能進行改造。此任務是用開始敘述方式的方法通過以下步驟解決的。
a)只使用那些測量數(shù)據(jù)進行改造，而這些數(shù)據(jù)是這樣產(chǎn)生的，當射線源照射試驗區(qū)內(nèi) 一個點的角度范圍為180°時，與測量數(shù)據(jù)有關的射線正巧穿過相鄰的螺旋線圈之間的區(qū)域，b)將測量數(shù)據(jù)和有關的射線重新裝入成為一定數(shù)量的組，此時每個組包括有多個與回轉(zhuǎn)軸平行的平面，一個扇形射線位于每個平面上，
c)對通過重新裝入產(chǎn)生的每個組的數(shù)據(jù)進行濾波，d)對不同組中被濾波數(shù)據(jù)的滲入作用的空間分布進行改造。
在本發(fā)明中只使用那些數(shù)據(jù)，當獲得這些數(shù)據(jù)時，射線源照射檢查區(qū)內(nèi)的一個點時的角度范圍準確為180°-從各個點方面看-；屬于測量數(shù)據(jù)的測量數(shù)據(jù)準確地穿過兩個相鄰的螺旋線圈之間的區(qū)域。這個角度范圍一方面對于準確的改造是足夠了，并且另一方面避免了使用多余的測量數(shù)據(jù)。重要的是與這些測量數(shù)據(jù)的連接，打算重新裝入(rebinning)的方式(“重新裝入”可理解為將測量數(shù)據(jù)從獲得時的序列重新分類，以及將測量數(shù)據(jù)重新插補成為一個另外的掃描網(wǎng)格)。重新裝入是在與回轉(zhuǎn)軸平行的平面上進行的。此時每個平面包括一個唯一的扇形射線。這個扇形射線是由射線組成的，這些射線在獲得時同時穿過試驗區(qū)，并且是由同一個射線源位置出發(fā)穿過的。這樣就非常明顯地減少了以下處理步驟-(有利的是一維的)濾波和改造。
基本上有各種可能性，將與回轉(zhuǎn)軸平行的平面(每個上面有一個扇形射線)組合成組。但是此時按照規(guī)則要求，將測量數(shù)據(jù)用適當選擇的重要性系數(shù)檢測其重要性(這可能與檢測類型和重新裝入的方式有關)。然而這個要求在按照權利要求2的有利的結構中省去了，此時每個組只包括有相互平行的平面，這就非常明顯地減少了其它的步驟。特別是此時出現(xiàn)了一個非常好的圖象質(zhì)量。用按照權利要求5的其它的結構，每個組的重新裝入是在一個虛擬檢測器上進行的，虛擬檢測器位于垂直于屬于這個組的平面上，并且有一個矩形的平面。這減輕了在以下處理步驟中所要求的重新插補成為一個等距離的測量點網(wǎng)格。
原則上也可以借助于不同組中被濾波的數(shù)據(jù)，將滲入分布用所謂的綜合投影進行改造，如在Schaller等人在SPIE，第3032卷，第213至224頁的文獻中所敘述的。然而一種有利的改造方法是按照權利要求3，通過被濾波數(shù)據(jù)的反投影進行的。
例如濾波也可以這樣進行，將重新裝入時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在一個適當?shù)臑V波器上進行一個卷積(卷積)。在權利要求4中定義的濾波，相對來說需要的計算時間比較少。
權利要求6敘述了一個計算機層面X射線攝影機用來實施按照本發(fā)明的方法，其中權利要求7定義了一個有利的結構。在這個結構中是以平行光管的形式和/或以檢測裝置的形式確保，在檢查區(qū)內(nèi)的每個點“看見”從射線源產(chǎn)生的射線束中在一定角度下退出時的射線源，相對于進入射線束時的角度準確地錯位180°(π)。這個措施的優(yōu)點在于，測量到了對于準確的改造要求的所有測量數(shù)據(jù)-并且只有這些測量數(shù)據(jù)-。此時分離多余數(shù)據(jù)和測量多余測量數(shù)據(jù)的重要性是不必要的。
以下本發(fā)明借助于附圖詳細地進行敘述。附圖表示附

圖1用簡圖表示按照本發(fā)明的計算機層面X射線攝影機，附圖2螺旋線形狀的掃描軌跡，掃描軌跡描述掃描裝置和位于檢查區(qū)內(nèi)的對象的相對位置，附圖3用投影圖表示掃描裝置和檢查區(qū)，附圖4附圖3的上視圖，附圖5檢測器裝置的一個展開圖，附圖6檢測器裝置的各種方案，附圖7位于圓柱體上圍繞射線源的檢測器裝置的一個展開圖，附圖8屬于同一個組的扇形射線的投影表示圖，附圖9處理測量數(shù)據(jù)的過程圖，附圖10具有幾條射線的檢測器裝置的側(cè)視圖，附圖11附圖10上的裝置的上視圖，附圖12和附圖11同一個視圖，然而是在一部分測量數(shù)據(jù)重新裝入以后。
在附圖1上表示的計算機層面X射線攝影機包括一個構架1，構架可以圍繞著平行于z-方向的回轉(zhuǎn)軸14回轉(zhuǎn)。此外構架是由一個電機2以一個有利的恒定角速度驅(qū)動。在構架上是一個射線源S，例如在其上固定了一個倫琴射線管，在倫琴射線管上安排了一個平行光管裝置3，平行光管裝置將由射線源S產(chǎn)生的射線選出一個錐形的射線束4，也就是一個射線束不僅在z-方向而且在其垂直的一個方向上(也就是在附圖上表示的直角坐標系的x-y平面上)有一個有限的擴展。
射線束穿過檢查區(qū)13以及一個對象-沒有詳細表示-，例如在病床上的病人。穿過檢查區(qū)13以后，倫琴射線束4遇到固定在構架1上的二維的檢測器裝置16，檢測器裝置包括多個各自具有很多檢測元件的檢測器行。每個檢測元件得到在每個射線源-位置上從射線束4來的一條射線。檢測器裝置16可以安排在一個圓弧上，圓弧與射線源S在回轉(zhuǎn)時的圓形軌跡相重疊。
用γmax表示射線束4的開口角(開口角是指位于x-y平面邊緣的射線束4的射線與回轉(zhuǎn)軸14垂直相交的射線的夾角)，此時開口角決定了圍繞回轉(zhuǎn)軸14的檢查區(qū)13的直徑，準備檢查的對象在檢測器裝置獲得測量數(shù)據(jù)時必須位于這個直徑以內(nèi)。檢查區(qū)13-以及例如位于其內(nèi)的在病床上的病人，可以借助于電機5平行于回轉(zhuǎn)軸方向，即在z-軸方向移動。此時被檢測器裝置16獲得的測量數(shù)據(jù)被輸入給圖象處理計算機10，從而計算機計算出由射線錐4照射的檢查區(qū)13的一部分射線的滲入分布，和例如在一個顯示器11上顯示。兩個電機2和5，圖象處理計算機10，射線源S和將測量數(shù)據(jù)從檢測器裝置16轉(zhuǎn)換到圖象處理計算機10上是由一個適當?shù)谋O(jiān)控裝置7控制的。
監(jiān)控裝置7控制電機2和5，檢查區(qū)13的速度與構架1角速度的速比保持為一個恒定的比例。在這種情況下，射線源S和檢查區(qū)相互的相對運動是在螺旋線形狀的軌跡上。此時原則上是一樣的，是否掃描裝置或者檢查區(qū)進行回轉(zhuǎn)運動以及直線運動重要的只是相對運動。
因此在附圖2上假設，射線源S(和經(jīng)過構架與射線源連接的檢測器裝置16)是在附圖2上表示的螺旋形狀的軌跡17上運動的，然而在附圖2上沒有表示的檢查區(qū)13(以及內(nèi)部的對象)保持不動。由S得到的錐形射線束4遇到在檢查區(qū)另一邊安置的檢測器裝置16。錐形射線束4是這樣表示的，似乎在很多與回轉(zhuǎn)軸14(以及與z-方向)平行的平面上每個有一個扇形射線。所有這些平面的扇形射線是從各個射線源S的位置出發(fā)的并且在這個位置上相交。
同樣以投影視圖表示的附圖3，表示了通過射線出發(fā)點符號為S的射線源，檢測器裝置16和半徑為r的圓柱形檢查區(qū)13。此外還表示了一個包圍著檢查區(qū)13的半徑為R的圓柱體12，位于圓柱體上的是螺旋形掃描軌跡(17在附圖2上)和以下也被稱為螺旋形-圓柱體。此時假設射線源S和檢測器裝置16保持不動，而檢查區(qū)13與在其內(nèi)的對象在回轉(zhuǎn)軸14方向移動，并且同時圍繞這個回轉(zhuǎn)軸14以逆時針方向回轉(zhuǎn)；圓柱體13好象要從圓錐-圓柱體12向上移出來。
檢測器裝置16，-如附圖1所示-是由檢測元件的鑲嵌塊組成的，檢測元件可以安排在列上(平行于回轉(zhuǎn)軸14方向)和在行上，位于螺旋線-圓柱體12的圓周上，在兩個前后跟蹤的螺旋線12的圈上，其在z-方向的尺寸相當于螺旋線17的圈距離h。
此外在附圖3上畫上兩個射線18a和18b，這兩個射線與檢測元件的下邊緣和上邊緣相遇，并且在點Q1和點Q2上穿透檢查區(qū)13的邊緣。位于這兩個點之間射線上的點Q是射線上的這樣一個點，具有與回轉(zhuǎn)軸14最短的距離。射線18a和射線18b在進入射線束和離開射線束時遇到點Q1-Q-Q2。這些是在不同的時間點上由檢測元件測得的。
附圖4表示了按照附圖3裝置的上邊，也就是在平行于z-軸的視圖上，即回轉(zhuǎn)軸14的視圖上。在x-y平面上射線錐的開口角γmax此時為45°，這意味著，半徑r＝R/√2。半徑r也可以大于R/√2(但是始終小于R)或小一點-如附圖2所示-。
兩個射線18a和18b在x-y平面上的投影與x-軸，也就是一個由S射出的通過回轉(zhuǎn)軸14的射線-之間有一個夾角γ。當檢查區(qū)13轉(zhuǎn)了7π+2γ角時，并且成比例地在z-軸方向移動以后，則下面的射線18a過渡到上面的射線18b。但是在進入射線錐時點Q1位于射線源S與Q2之間，當退出時正好相反。
這意味著，點Q1和Q2和所有在Q1和Q2直線上的點，是在準確的180°角度范圍-從各個點上來看-照射以及投影到檢測器裝置16上。用這種方法同時進入檢查區(qū)13和同時從檢查區(qū)退出的具有點的一條直線，以下被稱為π-直線。附圖3和附圖4上的直線18是一條這樣的π-直線，并且很清楚，π-直線是一條直線，這條直線連接螺旋線形狀掃描軌跡17的同一個圈上的兩個點。這表明，在檢查區(qū)的每個點屬于一條-并且只屬于一條-π-直線。此時每個點-從這個點上看-受到一個角度范圍為180°的照射。這是足夠了-并且是必要的-以便可以對在檢查區(qū)13內(nèi)的每個進入射線錐和又從射線錐退出的點進行改造。為此為了準確的改造，檢測器裝置16提供所要求的測量值，但是沒有多余的測量值，這顯著地簡化了改造工作。
附圖5表示了將檢測器裝置16的螺旋形圓柱體12展開在圖平面上。展開的形狀是平行于z-方向的邊的平行四邊形，上邊和下邊與回轉(zhuǎn)軸之間對應于螺旋線的螺距有一個夾角ε，夾角ε可以從公式tanε＝h/2πR中計算出來。其中假設，直線速度和回轉(zhuǎn)速度(即角速度)是恒定的，并且以同樣的時間在z-方向有一個進給移動距離h，圍繞回轉(zhuǎn)軸14繞一整圈。
當一個點經(jīng)過射線錐時，其投影連續(xù)地改變其在檢測器裝置16上的位置。從檢測器裝置的下邊緣開始(即在檢測器下行)在檢測器裝置上描繪出一條曲線，這條曲線在上邊緣結束。在附圖5上表示了曲線Q1、Q和Q2。此外附圖5還表示了在一條其它的π-直線上的點P1、P、P2，其在z-方向的投影在進入(也就是說當其與射線源的連線與檢測器裝置的下邊緣相交時-比較附圖3)射線束時與在附圖4上的上射線18b重疊。當這個點穿過射線錐時，其位置比點Q1-Q-Q2更靠近射線源S，并且直線點穿過射線錐時，是圍繞回轉(zhuǎn)軸14回轉(zhuǎn)一個角度為π-2γ時。同樣這些點在其穿過射線錐4時也從準確的180°角度上“看見”射線源S。在相同的π-直線上兩個點之間的距離愈大時，在檢測器裝置上描述射線點的兩條曲線之間的偏差愈大。
檢測器裝置的展開不一定必須如附圖5上的平行四邊形形狀。也可以使用一個大一些的例如矩形的檢測器，如果平行光管3(附圖1)這樣限制射線源錐形射線束，由射線束展開所涉及到的檢測器裝置的范圍正好如附圖5所表示的形狀時。代替這個措施-或者與其相組合-測量數(shù)據(jù)可以不被檢測器的檢測元件考慮，而這些測量數(shù)據(jù)位于檢測器如附圖5的平行四邊形以外。
而且也不要求，檢測器元件位于螺旋形-圓柱體12(附圖3)的圓周上。如附圖6所示，按照附圖3簡化表示的裝置在z-軸方向的一個平行投影，檢測器裝置也可以描述圍繞射線源S的一個螺旋線形狀的圓弧16b以及16a，圓弧與檢查區(qū)13以及螺旋線-圓柱體相切。同樣檢測器裝置單元也可以有一個平面16c或任意的形狀。在這些變型中重要的只有，檢測器裝置的邊緣(以及由射線束4各自射到的檢測器裝置的范圍)與螺旋線形狀的掃描軌跡17的兩個相距為h螺旋段的集中投影相重疊，以及當每個點通過時在角度范圍準確為180°時看見射線源。
附圖7表示檢測器裝置16和16a在圖平面上展開的螺旋形-圓柱體12在圍繞射線源的一個圓弧上相切。人們可以看出，這個展開的高度，也就是z-軸方向的尺寸，-和同樣的檢測器行的尺寸-是改變的，并且是按照函數(shù)h/cosγ而變化，γ是射線在x-y平面上與z軸的夾角(例如比較附圖4)。
下面敘述，由多行檢測器裝置16獲得的數(shù)據(jù)如何在圖象處理計算機10上進行處理，在附圖9上表示的過程圖是以什么為基礎的。初始化以后(方框100)，首先每個檢測器元件上的每個測量值被一個參考值除，并且對從中得到的商值取對數(shù)。用這種方法得到的測量數(shù)據(jù)代表了延著與各個檢測器元件連接的一個射線的射線源的射線滲入作用的線性積分。然后下面處理步驟的任務是，從這個滲入的線性積分中求出滲入作用的空間分布。
為此將射線進行一次重新裝入。重新裝入以后或以前對測量數(shù)據(jù)進行一個重要性分析，測量數(shù)據(jù)與一個函數(shù)相乘，這個函數(shù)對應于屬于測量數(shù)據(jù)的射線(例如18)與垂直于回轉(zhuǎn)軸相交的平面之間夾角的余弦。但是這個重要性步驟可以在這種情況下廢除，如果兩個螺旋線之間的距離小于半徑時。因此這個步驟在附圖9上沒有特別表示出來。
在重新裝入的第一個步驟-102-中，將位于相互平行平面上的或與回轉(zhuǎn)軸14平行平面上的扇形射線，以及屬于組成這些扇形射線的射線的測量數(shù)據(jù)，組成為組。首先這些借助于附圖10進行敘述，附圖10是附圖3裝置的側(cè)視圖。附圖10表示了錐形射線束4的六個射線，其中三個射線401...403與檢測器裝置的上邊相遇，和射線411...413與檢測器裝置的下邊相遇。此時射線402和412穿過回轉(zhuǎn)軸14，而射線401和403以及411和413通過回轉(zhuǎn)軸的左邊以及右邊。這些射線中的每兩個是一個扇形射線的邊緣射線，這些射線位于平行于z-軸以及回轉(zhuǎn)軸14的平面上，例如射線401和411，射線402和412和射線403和413。
附圖11表示了按照附圖10的裝置的一個上視圖。因為射線401...403和411...413各自位于同一個垂直于附圖11的圖平面上，在附圖11上它們似乎是一條射線。通過這些扇形射線定義的平面在射線源位置Sα上相交。扇形射線401、411平面與包括回轉(zhuǎn)軸的中間平面之間的夾角為γ1，而中間平面與扇形射線403、413平面之間的夾角為-γ1，扇形射線402、412平面與中間平面(在附圖11上是x-z平面)相等。
在附圖11上是兩個另外的射線源位置Sα-γ1和Sα+γ1位于中間射線源位置Sα的兩旁，并且每一個扇形射線從這個射線位置出發(fā)穿過扇形射線420和430的回轉(zhuǎn)軸14。人們了解到，扇形射線420和403、413是相互平行的-同樣扇形射線401、411和430是相互平行的。在本發(fā)明的步驟102中，在不同的射線源位置上，位于(與回轉(zhuǎn)軸14)相互平行平面上的扇形射線-以及屬于組成為扇形射線的射線的測量數(shù)據(jù)-各自組成為一個組。從而將那些扇形射線(和有關的測量數(shù)據(jù))組成為一個組，其中由射線源位置標志的角度(α，以及α-γ1以及α+γ1)和扇形角γ(這是扇形射線平面與包括回轉(zhuǎn)軸14平面之間的夾角；在附圖11上例如是角度-γ1以及+γ1)是恒定的。
實際上只有射線源位置角度α，以及-由檢測器元件的有限尺寸決定的-扇形角γ的離散的數(shù)值。這些離散數(shù)值由于增量dα以及dγ而相互區(qū)別，其中dα≠dγ。由于這個不相等，這兩個角度的和在不同的射線源位置上的數(shù)值不是準確地具有相等的數(shù)值；可以有扇形射線角度的和大于或小于屬于中間的射線源位置S的角度α，也就是說，有關的扇形射線不位于平行的平面上。在這種情況下人們可以通過對這個原來的扇形射線用屬于一個略有偏差角度α的測量數(shù)值的插補，求出扇形射線的測量值，這個扇形射線是位于一個準確的平行平面上的，以及其和也是準確的α。
附圖12表示了在不同射線源位置上產(chǎn)生的一個這樣的群，位于平行平面上穿過檢查區(qū)13的扇形射線上。在垂直于這些扇形射線位于其上的平面上和在回轉(zhuǎn)軸上安排了一個虛擬檢測器72。這個虛擬檢測器的尺寸在x-y平面上相當于檢查區(qū)13的直徑(2r)。虛擬檢測器在z方向的尺寸為h/2。這樣就可以看出，所有扇形射線的上與下邊緣射線與這個平面的、虛擬的和準確的矩形的檢測器的(z-方向)上以及下邊緣準確地重合在一起。
附圖8用一個投影圖敘述了這樣的情況，其中假設射線源在螺旋形的軌跡17上移動。虛擬檢測器72的上邊和左邊是由虛線表示的，而下邊是由點劃線表示的。虛擬檢測器的上邊和下邊是由72虛線延長的，并且用一個矩形720補充的，螺旋形軌跡17由其右上角點延伸到其上角點。從不同的射線源位置在螺旋形軌跡上出發(fā)，和在相互平行的平面上延伸的扇形射線，被表示為三角形，其上和下邊應該表示扇形射線的邊緣射線的上邊和下邊，并且其立式邊應該表示由這些扇形射線射到的檢測器裝置的行的位置。
雖然射線源的位置位于中點的左和右，比中間的射線源位置高或低一些(在回轉(zhuǎn)軸方向測量)，上和下邊緣射線碰到虛擬檢測器72的上和下邊緣。這是由于被位于中間的檢測器行從右以及左測得的扇形射線，在z-方向上高或低于從中間的射線源位置出發(fā)穿過扇形射線的回轉(zhuǎn)軸14。
從上述情況看得很清楚，每個扇形射線覆蓋著虛擬檢測器的一行。在步驟102中，將所有的扇形射線(位于平行于回轉(zhuǎn)軸的平面上)從屬于每個不同的組，這樣-必要時在插補以后-每個組內(nèi)的扇形射線位于平行的平面上，這些平面與屬于這個組的虛擬檢測器72垂直相交。
用這種方法對至少一個組測得所有的測量值和從屬的扇形射線以后，在103步驟中進行重新裝入第二部分。這是一種另外的插補方法，由于下述原因是必要的扇形射線位于虛擬檢測器的一個立式的帶上，即一行上，并且從屬于這個扇形射線的射線可以照在虛擬檢測器的等高點上，但是行以及立式的帶相互有不同的距離(由于幾何原因在外面比在里面相互之間密一些地靠在一起)。所以在步驟103上對經(jīng)過步驟102以后的數(shù)據(jù)進行這樣插補，在虛擬檢測器上對于一個有規(guī)則的直角坐標的網(wǎng)格產(chǎn)生從屬的射線和從屬的滲作用的線性積分。從而將平行的扇形幾何形狀重新裝入網(wǎng)格點規(guī)則分布的一個矩形檢測器平面上，這顯著地減輕了下面的處理。
在步驟102和103進行重新裝入，從而提供了測量數(shù)據(jù)組和所屬的射線，如果平面的矩形檢測器在包括有回轉(zhuǎn)軸14的平面上(也就是虛擬檢測器)，測得沿著直線17的一段延伸的射線源的測量數(shù)據(jù)時，則測得了垂直于檢測器平面和平行于回轉(zhuǎn)軸14的扇形射線。
隨后在步驟104中進行一個一維的濾波。在上述的重新裝入時，只要求一個簡單的一維的與位置無關的，最好是斜坡形狀的行方向的濾波(行方向在附圖12上是立式的以及在附圖8的投影圖上是矩形720以及72的縱向方向，并且因此是垂直于回轉(zhuǎn)軸14的)。原則上濾波是這樣進行，由重新裝入產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與一個適當?shù)囊痪S的濾波進行一個卷積。
然而一個簡單的方法是，通過重新裝入產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，在步驟104中首先進行一個富利葉變換。在步驟105中用這種方法，在位置頻率空間對變換的數(shù)據(jù)進行一個斜坡形狀的濾波(在行方向)，其中阻尼隨著頻率數(shù)值的增加而線性地減小。在步驟106中用這種方法，在位置頻率空間對被濾波的數(shù)據(jù)進行一個富利葉的逆變換，這樣就產(chǎn)生了被濾波的投影數(shù)據(jù)。
這是不重要的，以重新裝入為基礎的虛擬檢測器，同樣是并且包括回轉(zhuǎn)軸。如果這個先決條件不存在，各個射線的穿透點與(虛擬的)檢測器不再描述與回轉(zhuǎn)軸垂直的直線，而是-必要時是曲線-。在這種情況下必須對測量數(shù)據(jù)進行濾波，測量數(shù)據(jù)是從屬于在同一組內(nèi)扇形射線的對應于依次射線的(例如各自是最上邊的，第二個最上邊的...最下邊的)。
在下一個步驟107中，被濾波的每個組的數(shù)據(jù)沿著由重新裝入得到的射線，在位置空間上進行反投影。被濾波的數(shù)據(jù)被安排在檢查區(qū)的Voxeln中(也就是在Voxel中“被添補”)，在獲得有關的射線時被射中。用這種方法，每個Voxel從不同的射線組得到好處(即從有關的數(shù)據(jù)中)，射線與這些Voxeln之間的夾角為180°。此時被濾波的數(shù)據(jù)與任意的重要性函數(shù)相乘是不必要的。
當掃描單元相對檢查區(qū)的回轉(zhuǎn)角度為180°+2γmax時產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)，在對應于101-107的步驟中被處理時，此時已經(jīng)產(chǎn)生了檢查區(qū)一部分的改造。用這種方法改造的區(qū)域隨后可以直接顯示在顯示屏上，此時可以繼續(xù)獲得測量數(shù)據(jù)和對應于101-107的步驟進行處理。獲得測量數(shù)據(jù)和在檢查區(qū)的滲入分布的改造，隨后可以在任意的時間點上結束(方框108)。
權利要求
1.用一個掃描單元對檢查區(qū)進行螺旋線形狀掃描的計算機層面X射線照相法，該掃描單元包括一個射線源(S)和一個檢測器裝置(16)，其中包括在檢查區(qū)(13)內(nèi)的對象和掃描裝置相互相對地同時圍繞一個回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，和進行平行于回轉(zhuǎn)軸方向的一個移動，這樣就產(chǎn)生了一個螺旋線(17)形狀的相對運動，并且在檢查區(qū)內(nèi)由檢測器裝置獲得的測量數(shù)據(jù)進行滲入作用的空間分布的改造，其特征是通過以下步驟，a)對于改造只使用這樣的措施，如果射線源在180°角度范圍照射檢查區(qū)內(nèi)的點時，則屬于測量數(shù)據(jù)的射線正好穿過相鄰的螺旋線(17)圈之間的區(qū)域，b)將測量數(shù)據(jù)重新裝入和將所屬的射線組成一定數(shù)量的組，其中每個組包括有多個平行于回轉(zhuǎn)軸的平面，在每個平面上有一個扇形射線，c)對每個組中經(jīng)過重新裝入所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行濾波，d)用不同組的被濾波的數(shù)據(jù)改造滲入作用的空間分布。
2.按照權利要求1的計算機層面X射線照相法，其特征為，測量數(shù)據(jù)是這樣重新裝入的，每個組各個包括扇形射線的平面是相互平行的并且是平行于回轉(zhuǎn)軸的。
3.按照權利要求1的計算機層面X射線照相法，其特征為，改造步驟包括多個組的被濾波數(shù)據(jù)的反投影。
4.按照權利要求2的計算機層面X射線照相法，其特征為，濾波包括以下步驟a)將垂直于回轉(zhuǎn)軸方向的每個組的數(shù)據(jù)進行一維的富利葉-變換，b)對富利葉-變換所得到的數(shù)值使用一個斜坡形狀的濾波器，c)被濾波數(shù)據(jù)的富利葉-逆變換。
5.按照權利要求1的計算機層面X射線照相法，其特征為，重新裝入是在垂直于每個組的平面上的，平面的虛擬檢測器上進行的，虛擬檢測器包括了回轉(zhuǎn)軸。
6.實施按照權利要求1方法的計算機層面X射線攝影機，具有包括射線源和與其相連的檢測器裝置的一個掃描裝置，具有一個驅(qū)動裝置，以便使包括在檢查區(qū)內(nèi)的對象和掃描裝置相互相對地同時圍繞回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，和在回轉(zhuǎn)軸方向進行移動，和具有一個改造裝置，用檢測器裝置獲得的測量數(shù)據(jù)改造檢查區(qū)內(nèi)滲入作用的空間分布，從而其特征為，a)只使用這些測量數(shù)據(jù)進行改造的手段，在獲得這些測量數(shù)據(jù)時，射線源用180°的角度范圍照射檢查區(qū)內(nèi)的點，b)將測量數(shù)據(jù)重新裝入成多個組的手段，其中每個組包括多個平行于回轉(zhuǎn)軸的平面，在每個平面上有一個扇形射線，c)對通過重新裝入所產(chǎn)生的每個組在垂直于回轉(zhuǎn)軸方向的數(shù)據(jù)進行一維濾波的手段，d)用不同組被濾波的數(shù)據(jù)改造滲入作用的空間分布的手段(也包括綜合投影)。
7.按照權利要求6的計算機層面X射線攝影機，其特征為，一個平行光管裝置的構造和/或檢測器裝置的構造是這樣的，所有射線源的連接直線與在回轉(zhuǎn)軸方向兩邊相互錯位的由錐形射線束射中的檢測器裝置的邊緣，以及兩個在回轉(zhuǎn)方向相鄰的螺旋線段射中的檢測器裝置的邊緣相交，在螺旋線上射線源和對象是可以相互相對運動的。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一個CT－方法,通過一個錐形射線束用螺旋線形狀掃描一個檢查區(qū)。其中包括對任意長的對象的三維層面X射線照相圖象的測量數(shù)據(jù)是完整的,并且不是多余的。而改造只要求一維濾波。特別簡單的處理步驟,在一次重新裝入時出現(xiàn)被組合成的扇形射線,而扇形射線位于相互平行的并且與回轉(zhuǎn)軸平行的平面上。
文檔編號A61B6/03GK1258365SQ99800286
公開日2000年6月28日 申請日期1999年1月12日 優(yōu)先權日1998年1月13日
發(fā)明者P－E·丹尼爾松 申請人:皇家菲利浦電子有限公司