專利名稱：：X射線ct裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及X射線CT裝置或X射線CT圖像拍攝或成像方法的技術(shù)，該技術(shù)通過醫(yī)療X射線CT(計算機斷層攝影)裝置上的心電圖同步螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描實現(xiàn)了以低輻射照射、高圖像質(zhì)量和高速拍攝為基礎(chǔ)的心臟成像或生物同步成像。
背景技術(shù)：
：在利用多排X射線探測器的X射線CT裝置中或者在利用以平板為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器的X射線CT裝置中，迄今為止心臟的拍攝是通過由螺旋螺距0.2緩慢進行的螺旋螺距或如圖16所示的心電圖同步螺旋掃描來執(zhí)行的。作為螺旋掃描的這種心臟拍攝或成像技術(shù)，專利文獻(xiàn)1已經(jīng)是已知的。由于低螺旋螺距，目前的成像方法牽涉到關(guān)于X輻射照射方面的問題。圖16中顯示了其中將一個片段定義為扇形角+180°的數(shù)據(jù)采集。然而，在如圖17和18所示的進行多個片段圖像重建以適合各種心跳的情況下，在由于X射線投影數(shù)據(jù)于各個片段之間發(fā)生偏移而產(chǎn)生偽影的情況下甚至出現(xiàn)關(guān)于圖像質(zhì)量方面的問題，如圖20所示的三維顯示中在垂直于z方向平行于xy平面的方向上出現(xiàn)條帶偽影等。專利文獻(xiàn)1日本未審查的專利公開No.2003-164446利用多排X射線探測器的X射線CT裝置或者利用以平板為代表的二維X射線區(qū)域探測器的X射線CT裝置已經(jīng)處于不必要的X輻射照射這一問題正越來越突出的趨勢中。例如，假設(shè)使用具有40mm射束寬度的X射線并以螺旋螺距0.2進行成像，則每個掃描旋轉(zhuǎn)成像區(qū)域移動8mm。因此，為了對整個長度大約是12cm的心臟進行成像或拍攝，需要執(zhí)行相應(yīng)15次臺架旋轉(zhuǎn)的成像。這造成在實際診斷中存在大量未使用X射線投影數(shù)據(jù)的不必要輻射照射，以及與每次臺架旋轉(zhuǎn)能夠進行40mm記錄成像的傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)相比輻射劑量幾乎大于或等于5倍的問題。另一方面，由于z方向X射線探測器寬度在正常的傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)中是不夠的，所以每次旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)采集不能覆蓋整個心臟。因此，本發(fā)明的目的是提供能通過X射線CT裝置的螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描實現(xiàn)低劑量、高速度和高圖像質(zhì)量的心臟拍攝和成像的X射線CT裝置，該X射線CT裝置具有多排X射線探測器或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明中，在具有二維探測平面的X射線探測器的X射線CT裝置中以螺距為1或更大的高速螺旋掃描與外部同步信號同步地對對象(優(yōu)選，心臟)進行成像，藉此以這樣的方式執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)采集使得成像范圍的z方向中心位置變成心電圖儀的心電圖信號的預(yù)定心臟相位或心臟觸發(fā)相位，此后心臟斷層攝影圖像基于X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建。因此，可以低放射進行有效的X射線數(shù)據(jù)采集。在第一方面，本發(fā)明提供X射線CT裝置，其包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述對象躺在X射線發(fā)生器和具有二維探測平面并在X射線發(fā)生器對面探測X射線的X射線探測器之間，此時X射線發(fā)生器和X射線探測器正圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種類型成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備，其中X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過對對象的預(yù)定范圍以設(shè)定為1或更大的螺旋螺距進行螺旋掃描與外部同步信號同步地采集X射線投影數(shù)據(jù)。在根據(jù)第一方面的X射線CT裝置中，通過螺旋螺距設(shè)定為1或更大的高速螺旋掃描(或螺旋穿梭掃描或變螺距螺旋掃描)與外部信號同步地執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)的采集，這樣有可能以高速在合適的相位中執(zhí)行螺旋掃描。因此，即使在X輻射照射情況中能夠以低照射實施成像。在根據(jù)第二方面的X射線CT裝置中，圖像重建設(shè)備對所采集的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建，所述X射線投影數(shù)據(jù)通過以設(shè)定為1或更大的螺旋螺距與外部同步信號同步地對對象的預(yù)定范圍進行螺旋掃描而與外部信號同步地采集得到。這樣，有可能從高速螺旋掃描所采集的投影數(shù)據(jù)中有效地采集合適相位的投影數(shù)據(jù)并重建高質(zhì)量的斷層攝影圖像。在第三方面，本發(fā)明提供X射線CT裝置，其包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述對象躺在X射線發(fā)生器和具有二維探測平面并在X射線發(fā)生器對面探測X射線的X射線探測器之間，此時X射線發(fā)生器和X射線探測器圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備，其中在對對象的預(yù)定范圍通過螺旋掃描成像時，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備在這樣的定時執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)采集，在所述定時z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對移動方向。在根據(jù)第三方面的X射線CT裝置中，當(dāng)通過螺旋掃描成像或拍攝對象的預(yù)定范圍時，以這樣的定時執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)的采集，在所述定時z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間的相對移動方向。這樣，通過將z方向(即其間的相對移動方向)中觀察到的給定的預(yù)定z方向成像位置(例如成像范圍z方向中心位置)與外部同步信號的預(yù)定相位匹配，就能夠在較寬的成像范圍內(nèi)以合適的相位來實施成像。因此，在成像范圍變寬的范圍內(nèi)提高了斷層攝影圖像的質(zhì)量。在第四方面，本發(fā)明提供X射線CT裝置，其包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述對象躺在X射線發(fā)生器和具有二維探測平面并在X射線發(fā)生器對面探測X射線的X射線探測器之間，此時X射線發(fā)生器和X射線探測器圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種類型的成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備，其中X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)通過螺旋掃描對對象的預(yù)定范圍成像時，根據(jù)第一成像條件執(zhí)行第一X射線數(shù)據(jù)采集，所述第一成像條件以這樣的方式定義使得z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對移動方向；以及第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)根據(jù)斷層攝影圖像通過螺旋掃描來對預(yù)定范圍進行成像時，基于第二成像條件執(zhí)行第二X射線數(shù)據(jù)采集，所述斷層攝影圖像通過對第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所獲得的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建而獲得，所述第二成像條件以這樣的方式定義使得預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位更精確地同步，并且其中所述圖像重建設(shè)備對由第一和第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建。根據(jù)第四方面的X射線CT裝置包括第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)通過螺旋掃描對對象的預(yù)定范圍成像時根據(jù)第一成像條件執(zhí)行第一X射線數(shù)據(jù)采集，第一成像條件以這樣的方式定義使得z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對移動方向；以及第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)根據(jù)斷層攝影圖像通過螺旋掃描來對預(yù)定范圍進行成像時，基于第二成像條件執(zhí)行第二X射線數(shù)據(jù)采集，所述斷層攝影像通過對第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所獲得的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建而獲得，第二成像條件以這樣的方式定義使得所述預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位更精確地同步。所述圖像重建設(shè)備對由第一和第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建。在根據(jù)第四方面的X射線CT裝置中，事先通過螺旋掃描(或螺旋穿梭掃描或變螺距螺旋掃描)執(zhí)行成像，并事先做出關(guān)于外部同步信號的相位是否正確的確認(rèn)。在這一條件中，執(zhí)行用于實際掃描的螺旋掃描。因此，能以合適的相位實施成像并提高斷層攝影圖像的質(zhì)量。在第五方面，第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備以小于第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的X射線輻射劑量執(zhí)行對象的X射線數(shù)據(jù)采集。在根據(jù)第五方面的X射線CT裝置中，在成像條件方面而非X射線劑量方面與實際掃描相同的成像條件下，以低照射通過螺旋掃描(或螺旋穿梭掃描或變螺距螺旋掃描)事先進行成像。事先做出關(guān)于外部同步信號的相位是否正確的確認(rèn)。由于在這一狀態(tài)中進行用于實際掃描的螺旋掃描(或螺旋穿梭掃描或變螺距螺旋掃描)，因此能以合適的相位實施成像，并提高斷層攝影圖像的質(zhì)量。在第六方面，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備與由相對于外部同步信號一個周期的速率所定義的預(yù)定相位同步地執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)的采集。在根據(jù)第六方面的X射線CT裝置中，從外部同步信號的觸發(fā)信號角度看，相對于外部同步信號的一個周期，在以延遲時間延遲的定時以恒定的速率不變地實施同步觸發(fā)。這樣，即使一個周期的時間寬度改變，而在其內(nèi)部一個周期均勻地改變，因而總能實施合適的同步從而可提高斷層攝影圖像的質(zhì)量。在第七方面，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備與預(yù)定時間或觸發(fā)相位同步地執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)的采集，所述預(yù)定時間或觸發(fā)相位根據(jù)外部同步信號以絕對時間周期定義。在根據(jù)第七方面的X射線CT裝置中，在這樣的定時不變地實施同步觸發(fā)，所述定時根據(jù)外部同步信號的觸發(fā)信號以與給定恒定時間對應(yīng)的延遲時間進行延遲，從而有可能總是應(yīng)用合適的同步性并改進斷層攝影圖像。在第八方面，外部同步信號屬于生物信號。在根據(jù)第八方面的X射線CT裝置中，即使在外部同步信號屬于生物信號時也總能同樣地應(yīng)用合適的同步性，從而改進斷層攝影圖像。在第九方面，外部同步信號是心臟信號。在根據(jù)第九方面的X射線CT裝置中，即使外部同步信號或生物信號是心電圖信號時也總能同樣地應(yīng)用合適的同步性，并因此可實現(xiàn)改進斷層攝影圖像質(zhì)量。某一預(yù)定相位或者與根據(jù)心電圖信號以某一預(yù)定絕對時間延遲所定義的心臟觸發(fā)相位同步，或者與根據(jù)心電圖信號以某一預(yù)定的心動周期速率延遲所定義的心臟相位同步，由此使得能夠進行X射線數(shù)據(jù)采集。在第十方面，對象的預(yù)定范圍是對象的一個或多個器官。在根據(jù)第十方面的X射線CT裝置中，所述某一預(yù)定范圍達(dá)到大約10cm到大約30cm的范圍，即使所述預(yù)定范圍是對象的一個或多個器官。然而，總可類似地應(yīng)用合適的同步性，從而完成斷層攝影圖像的改進。在第十一方面，對象的器官是心臟。在根據(jù)第十一方面的X射線CT裝置中，成像范圍為12cm到20cm或更小的范圍，即使某一預(yù)定范圍或給定器官是心臟。同樣，總是可以應(yīng)用合適的同步性，從而完成斷層攝影圖像的改進。在第十二方面，成像條件設(shè)定設(shè)備根據(jù)心動周期選擇快螺距的螺旋掃描或慢螺距的螺旋掃描。在根據(jù)第十二方面的X射線CT裝置中，當(dāng)心動周期較慢時，基于快速螺旋螺距的成像有效并總能應(yīng)用合適的同步性，從而完成斷層攝影圖像的改進。然而，當(dāng)心動周期很快時，為了確定起見，優(yōu)選由傳統(tǒng)心電圖同步低螺距螺旋執(zhí)行心臟的拍攝，這是因為傳統(tǒng)心電圖同步低螺距螺旋的成像能更可靠地執(zhí)行。在第十三方面，成像條件設(shè)定設(shè)備根據(jù)心動周期確定是應(yīng)該執(zhí)行對應(yīng)360°的X射線數(shù)據(jù)采集還是應(yīng)該執(zhí)行對應(yīng)180°+扇形角的X射線數(shù)據(jù)采集，從而定義成像條件。在根據(jù)第十三方面的X射線CT裝置中，當(dāng)心動周期較慢時，可以優(yōu)選由快螺旋螺距的螺旋掃描采集對應(yīng)360°的X射線投影數(shù)據(jù)，以執(zhí)行圖像重建。當(dāng)心動周期較快時，優(yōu)選實施由傳統(tǒng)心電圖同步低螺距螺旋所進行心臟成像，采集或收集對應(yīng)180°+扇形角的X射線投影數(shù)據(jù)以執(zhí)行圖像重建，因為成像能更可靠地進行。這樣，總是可以應(yīng)用合適的同步性，從而完成斷層攝影圖像的改進。在第十四方面，圖像重建設(shè)備執(zhí)行三維圖像重建。在根據(jù)第十四方面的X射線CT裝置中，當(dāng)X射線探測器的z方向?qū)挾忍貏e寬時，三維圖像重建的使用對于抑制X射線錐角偽影是有效的。有可能提高通過大螺旋螺距的高速螺旋掃描進行三維圖像重建的斷層攝影圖像的質(zhì)量，其中由于三維圖像重建，X射線探測器的z方向?qū)挾仁呛軐挼?。在第十五方面，?dāng)探測到外部同步信號或生物信號或心臟信號的異常周期或者心律失常時，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備停止X射線數(shù)據(jù)采集或再次執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)采集。當(dāng)使用X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建，其中探測到外部同步信號的異常周期或生物信號異常周期，或心電圖信號心律失常時，則在斷層攝影圖像中出現(xiàn)偽影。如果沒有適當(dāng)?shù)卦\斷，則其導(dǎo)致不必要的輻射照射。在根據(jù)第十五方面的X射線CT裝置中，當(dāng)探測到外部同步信號的異常時期或生物信號的異常時期，或心電圖信號的心律失常時，則停止X射線數(shù)據(jù)采集以避免數(shù)據(jù)采集，從而有可能避免不必要的輻射照射并減少輻射照射。當(dāng)不能中斷X射線數(shù)據(jù)采集時，再次執(zhí)行X射線投影數(shù)據(jù)的采集。在第十六方面，在發(fā)出X射線數(shù)據(jù)采集的開始命令后，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備加速對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對操作，以執(zhí)行螺旋掃描。心電圖同步成像的控制難點在于，不能確定后繼的心電圖信號何時出現(xiàn)。在根據(jù)第十六方面的X射線CT裝置中，一旦實際掃描開始，可立即開始X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間的相對操作，并且即使在相對操作的加速期間，也采取使X射線投影數(shù)據(jù)采集工作的變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描，接著在等待后繼的心電圖信號中即使在開始X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間的相對操作時，也要保持X射線數(shù)據(jù)采集充足的時間。在第十七方面，在發(fā)出X射線數(shù)據(jù)采集開始命令之前，X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備加速對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對操作，從而開始在這條件下運轉(zhuǎn)并執(zhí)行螺旋掃描。心電圖同步成像的控制難點在于，不能確定后繼的心電圖信號何時出現(xiàn)。即，一開始螺旋掃描，就在開始實際掃描時將X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間的相對操作立即加速到恒定的速度，使得不能實施X射線數(shù)據(jù)采集。在根據(jù)第十七方面的X射線CT裝置中，在輸出執(zhí)行螺旋掃描的X射線數(shù)據(jù)采集開始命令前事先確定最近的平均心動周期，例如最近四次心跳的平均心動周期?？紤]到提供用于將相對操作加速到恒定速度的時間，以及在所述時間上所移動的運轉(zhuǎn)距離或運轉(zhuǎn)時間，根據(jù)預(yù)定z方向坐標(biāo)位置或時間或造成具有余量的z方向坐標(biāo)位置或時間，可以在預(yù)測到心電圖信號的定時或者在導(dǎo)致具有余量的定時開始X射線投影數(shù)據(jù)采集。在第十八方面，X射線探測器是具有多個探測行的多排X射線探測器或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。在根據(jù)第十八方面的X射線CT裝置中，X射線探測器是具有多個探測行的多排X射線探測器，或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。因此，可執(zhí)行高速投影數(shù)據(jù)采集。在第十九方面，所述螺旋掃描是常規(guī)螺旋掃描，連同X射線數(shù)據(jù)采集旋轉(zhuǎn)一起，在對象的體軸方向上連續(xù)改變對象和包括X射線發(fā)生器及X射線探測器的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對位置；或者是在X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間往復(fù)以執(zhí)行螺旋掃描的穿梭掃描；或者是在X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與對象之間相位位置改變的時刻改變螺旋螺距的變螺距螺旋掃描。這樣，為各種醫(yī)療目的所進行的成像可正確地對處于各個狀態(tài)的對象(器官)起作用。根據(jù)本發(fā)明，所帶來的有利效果在于可以通過X射線CT裝置的螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描以低照射和高速以及以良好的圖像質(zhì)量實現(xiàn)對諸如心臟的對象進行成像，所述X射線CT裝置具有多排X射線探測器或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)二維X射線區(qū)域探測器。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的X射線CT裝置的方框圖。圖2是在xy平面中觀察到的X射線發(fā)生器(X射線管)和多排X射線探測器的說明圖。圖3是在yz平面中觀察到的X射線發(fā)生器和多排X射線探測器的說明圖。圖4是示出了對象拍攝流程的流程圖。圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的X射線CT裝置的圖像重建的示意性操作流程圖。圖6是描述了預(yù)處理細(xì)節(jié)的流程圖。圖7是示出了三維圖像重建過程細(xì)節(jié)的流程圖。圖8是顯示了將圖像重建區(qū)域上的線條以X射線穿過方向投影的狀態(tài)概念圖。圖9是示出了投影到X射線探測器平面上的線條的概念圖。圖10是顯示了將投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)投影到圖像重建區(qū)域上的狀態(tài)概念圖。圖11是示出了圖像重建區(qū)域上各個像素的反向投影像素數(shù)據(jù)D2的概念圖。圖12是描繪了在與像素有關(guān)的所有視圖上將反向投影像素數(shù)據(jù)D2相加以獲得反向投影數(shù)據(jù)D3的狀態(tài)說明圖。圖13是顯示了在X射線透射方向上對圓形圖像重建區(qū)域上的線條進行投影的狀態(tài)概念圖。圖14是示出了X射線CT裝置的成像或拍攝條件輸入平面的圖示。圖15是描繪了容積再現(xiàn)(volumerendering)三維圖像顯示法、MPR圖像顯示法和三維MIP圖像顯示法的示例的圖示。圖16是顯示了與生物信號同步的一個片段的螺旋掃描半掃描(180°+扇形角)圖像重建的說明圖。圖17是示出了被分成三個片段的螺旋半掃描(180°+扇形角)圖像重建的說明圖。圖18是描繪了被分成四個片段的螺旋全掃描(360°)圖像重建的說明圖。圖19是顯示了在各個片段上投影數(shù)據(jù)的加權(quán)相加的圖示。圖20是示出了在心臟三維顯示上的條帶偽影的圖示。圖21是示出了傳統(tǒng)心臟拍攝的流程圖。圖22(a)是顯示了對象心電圖信號波形的圖示。圖22(b)是示出了基于心動相位的同步信號的圖示。圖22(c)是描繪了基于心臟觸發(fā)相位的同步信號的圖示。圖23是第一實施例的流程圖。圖24是顯示了舒張期中(mesodiastole)的心臟冠狀圖像的圖示。圖25是顯示了在實際掃描中螺旋掃描與心動周期信號之間關(guān)系的圖示。圖26是示出了在將心動周期變長處實際掃描中的螺旋掃描與心動周期信號之間關(guān)系的圖示。圖27是顯示了在將心動周期變短處在實際掃描的螺旋掃描與心動周期信號之間關(guān)系的圖示。圖28是描繪了造影劑同步成像處理流程的圖示。圖29是顯示了用于監(jiān)視掃描的間歇性掃描的圖示。圖30(a)是示出了基線斷層攝影圖像的圖示。圖30(b)是顯示了用于造影劑同步拍攝的監(jiān)視掃描顯示示例的圖示。具體實施例方式以下將通過在圖示所示的實施例進一步詳細(xì)解釋本發(fā)明。附帶說明，本發(fā)明并非限于實施例或由實施例進行限定。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。X射線CT裝置100裝配有操作控制臺1、成像或拍攝桌臺10以及掃描臺架20。操作控制臺1包括輸入設(shè)備2，用于接收來自操作者的輸入；中央處理單元3，用于執(zhí)行預(yù)處理、圖像重建處理、后處理等；數(shù)據(jù)采集緩沖器5，用于采集或收集由掃描臺架20所采集的X射線探測器數(shù)據(jù)；監(jiān)視器6，用于顯示從投影數(shù)據(jù)中圖像重建得到斷層攝影圖像，所述投影數(shù)據(jù)通過對X射線探測器數(shù)據(jù)進行預(yù)處理獲得；以及存儲器設(shè)備7，用于將程序、X射線探測器數(shù)據(jù)、投影數(shù)據(jù)和X射線斷層攝影圖像保存其中的。成像或拍攝條件的輸入從輸入設(shè)備2輸入并保存在存儲設(shè)備7中。圖14顯示了成像條件輸入屏幕的示例。在成像條件輸入屏幕13A上顯示執(zhí)行預(yù)定輸入的輸入按鈕13a。圖14示出了在其上選擇掃描選項卡的屏幕。當(dāng)選擇P-Recon為選項卡時，如下面圖14所繪出，轉(zhuǎn)換輸入顯示。在輸入按鈕13a之上顯示斷層攝影圖像13b并在下面顯示重建區(qū)域13c。如果需要可將生物信號，諸如呼吸信號、心電圖信號等顯示在所示的右上方。拍攝桌臺10包括能將其上放置的對象拉出或推進掃描臺架20的內(nèi)徑或孔徑的托架12。托架12通過建在拍攝桌臺10內(nèi)的馬達(dá)在拍攝桌臺上進行抬升或線性移動。掃描臺架20包括X射線管21、X射線控制器22、準(zhǔn)直器23、射束形成X射線濾波器28、多排X射線探測器24、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)25、控制X射線管21等圍繞對象的體軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)截面控制器26以及與操作控制臺1和拍攝桌臺10交互控制信號等的調(diào)控控制器29。射束形成X射線濾波器28是這樣構(gòu)造的X射線濾波器，即使得從對應(yīng)成像中心的旋轉(zhuǎn)中心以X射線方向觀察時厚度最薄，朝著其外圍部分厚度增加并能夠進一步吸收X射線。因此，其截面形狀接近圓形或橢圓形的對象的體表能更少地暴露于輻射。通過掃描臺架傾斜控制器27，如在z方向觀察到的，掃描臺架20可向前或向后傾斜大約±30°。X射線管21和多排X射線探測器24圍繞旋轉(zhuǎn)中心IC旋轉(zhuǎn)。假設(shè)垂直方向是y方向，水平方向是x方向且垂直于這兩個方向的桌臺和托架中每個的行進方向是z方向，則X射線管21和多排X射線探測器24旋轉(zhuǎn)所在的平面是xy平面。移動托架12的方向?qū)?yīng)z方向。心電圖儀31在輸入對象內(nèi)部的心電圖信號。心電圖信號的波形通常如圖22(a)中所示。假設(shè)心率或心搏率是75bpm(搏動每秒)，心動循環(huán)或心動周期變?yōu)?.8秒，且這種心電圖波形(P波、QRS波、T波和U波)如附圖所示出現(xiàn)在這一周期中。在P波定時心臟心房興奮并收縮，從而使血流從每個大的靜脈和肺靜脈流入心室側(cè)。在后繼QRS波定時中，心臟心房從其興奮中平靜下來而心臟心室或腔室興奮并收縮，從而將心臟腔室的血流擠入主動脈和肺動脈中。在后繼T波定時中，心臟腔室平靜下來。并且心臟的運動在后繼U波定時(心臟相位75％)中變得最緩和。由于心電圖儀31連接到調(diào)控控制器29，因此調(diào)控控制器29能夠在掃描操作正與心跳同步時執(zhí)行掃描。圖2是顯示了從xy平面觀察到的X射線管21和多排X射線探測器24的幾何布置或布局的圖示。圖3是顯示了從yz觀察到的X射線管21和多排X射線探測器24的幾何布置或布局的圖示。X射線管21產(chǎn)生被稱為錐形束CB的X射線射束。當(dāng)錐形束CB中央軸的方向平行于y方向時，這被定義為視角0°。多排X射線探測器24具有對應(yīng)J行的X射線探測器行，例如256行，如從z方向觀察到的。每一X射線探測器行具有對應(yīng)I個通道的X射線探測器通道，例如1024個通道，如從一個通道方向觀察到的。圖2中，這樣設(shè)置從X射線管21的X射線焦點發(fā)射的X射線射束使得通過射束形成X射線濾波器28將更多的X射線照射到重建區(qū)域P的中心，進而將更少的X射線照射到其外圍部分。在X射線劑量已經(jīng)以這一方式進行空間控制后，X射線被吸收到存在于重建區(qū)域P內(nèi)部的對象中，并且通過多排X射線探測器24采集或收集透過的X射線作為X射線探測器數(shù)據(jù)。圖3中，通過X射線準(zhǔn)直器23在斷層攝影圖像的切片厚度方向上控制從X射線管21的X射線焦點發(fā)射的X射線射束。即，以這樣的方式控制X射線射束使得X射線射束寬度在旋轉(zhuǎn)中心或中心軸IC處變?yōu)镈。X射線被吸收到存在于旋轉(zhuǎn)中心軸IC附近的對象中，并且通過多排X射線探測器24采集透過的X射線作為X射線探測器數(shù)據(jù)。將X射線施加至對象并根據(jù)多排X射線探測器24通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)25對已采集的投影數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)依次經(jīng)由匯流環(huán)(slipring)30輸入給數(shù)據(jù)采集緩沖器5。根據(jù)存儲設(shè)備7中所存儲的對應(yīng)程序由中央處理單元3處理輸入到數(shù)據(jù)采集緩沖器5的數(shù)據(jù)，使得該數(shù)據(jù)被圖像重建為斷層攝影圖像，其后顯示在監(jiān)視器6上。附帶說明，雖然在本實施例中應(yīng)用了多排X射線探測器24，但是也可應(yīng)用以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器，或可應(yīng)用一排類型的X射線探測器。(X射線CT裝置的操作流程圖)圖4是顯示了根據(jù)本實施例的X射線CT裝置操作簡略綱要的流程圖。在步驟P1，將對象放置在其對應(yīng)托架12上并將它們對準(zhǔn)。在放置在托架12上的對象內(nèi)，將掃描臺架20的切片光中心位置與其每一部分或區(qū)域的參考點對準(zhǔn)。在步驟P2，執(zhí)行定位圖(scoutimage)(也稱“掃描圖像(scanoimage)或X射線穿透圖像”)采集。該定位圖可在0°或90°正常成像或拍攝。例如，在頭部的情況下根據(jù)區(qū)域僅可拍攝90°的定位圖。定位圖進行了定位圖拍攝時，當(dāng)正在線性移動托架12時執(zhí)行固定X射線管21和多排X射線探測器24以及實現(xiàn)X射線探測器數(shù)據(jù)采集的操作。定位圖的拍攝細(xì)節(jié)將在后面圖5中進行解釋。在步驟P3，當(dāng)正在顯示定位圖上待拍攝的斷層攝影圖像的位置和大小時，執(zhí)行成像條件設(shè)定。本實施例有多個掃描模式，諸如傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)、螺旋掃描、變螺距螺旋掃描，螺旋穿梭掃描等。傳統(tǒng)掃描是每次在z方向上以預(yù)定間隔移動托架12時，旋轉(zhuǎn)X射線管21和多排X射線探測器24從而采集投影數(shù)據(jù)的掃描方法。螺旋掃描是在旋轉(zhuǎn)由X射線管21和多排X射線探測器24組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，以恒定速度移動托架12從而采集投影數(shù)據(jù)的拍攝或成像方法。變螺距螺旋掃描是在以類似于螺旋掃描的方式旋轉(zhuǎn)由X射線管21和多排X射線探測器24組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，改變托架12的速度或速率從而采集投影數(shù)據(jù)的拍攝和成像方法。螺旋穿梭掃描是在以類似于螺旋掃描的方式旋轉(zhuǎn)由X射線管21和多排X射線探測器24組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，加速/減速托架12從而在z軸的正或負(fù)方向上使其往復(fù)運動來采集投影數(shù)據(jù)的掃描方法。當(dāng)設(shè)定這些多種拍攝時，顯示關(guān)于對應(yīng)一次的整個X射線劑量的信息。當(dāng)將旋轉(zhuǎn)次數(shù)或時間輸入到攝影掃描中時，顯示在其感興趣區(qū)域上與輸入旋轉(zhuǎn)次數(shù)或時間對應(yīng)的X射線劑量信息。在步驟P4，拍攝斷層攝影圖像。斷層攝影圖像拍攝的細(xì)節(jié)及其圖像重建以后將在圖5中進行解釋。在步驟P5，顯示圖像重建得到的斷層攝影圖像。在步驟P6，利用在z方向上連續(xù)拍攝的斷層攝影圖像作為三維圖像如圖15所示執(zhí)行三維圖像顯示。作為三維圖像顯示的方法，在圖15中顯示了容積再現(xiàn)三維圖像顯示方法40、三維MIP(最大強度投影)圖像顯示方法41、MPR(多平面重組)圖像顯示方法42以及三維再投影圖像顯示方法。各種圖像顯示方法可根據(jù)診斷應(yīng)用來正確使用。(斷層攝影圖像拍攝和定位圖拍攝的操作流程圖)圖5是顯示了本發(fā)明X射線CT裝置100的斷層攝影圖像拍攝和定位圖拍攝操作簡略綱要的流程圖。在步驟S1，在螺旋掃描時，當(dāng)線性移動放置于成像或拍攝桌臺10上的托架12時執(zhí)行圍繞對象旋轉(zhuǎn)X射線管21和多排X射線探測器24以及實現(xiàn)X射線探測器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集的操作。將z方向坐標(biāo)位置Ztable(view)加到由視角view、探測器行數(shù)j和通道數(shù)i指示的X射線探測器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)中(此處j＝1到ROW，而I＝1到CH)，從而以恒定速度進行與范圍相關(guān)的數(shù)據(jù)采集。可將z方向坐標(biāo)位置加到X射線投影數(shù)據(jù)中或可將其作為另一文檔與X射線投影數(shù)據(jù)結(jié)合使用中。使用關(guān)于z方向坐標(biāo)位置的信息，此處在螺旋穿梭掃描和變螺距螺旋掃描時對X射線投影數(shù)據(jù)進行三維圖像重建。當(dāng)螺旋掃描、傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或攝影掃描時利用上面相同方法，同樣可實現(xiàn)圖像重建的斷層攝影圖像精確度上的改進及其質(zhì)量上的改進。作為z方向坐標(biāo)位置，可使用放置在成像桌臺10上的托架12的位置控制數(shù)據(jù)。可選的，還可使用各個時期的z方向坐標(biāo)位置，所述位置能從成像條件設(shè)定時的成像操作設(shè)置中預(yù)測到。在變螺旋掃描或螺旋穿梭掃描時，除了在恒定速度對所述范圍的數(shù)據(jù)采集外，甚至在加速和減速時也將進行數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或攝影掃描時，當(dāng)正在將放置在拍攝桌臺10上的托架12固定到給定的z方向位置上時，旋轉(zhuǎn)一次或多次數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而執(zhí)行X射線探測器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集。按需要將托架12移到下一個z方向位置，其后再次旋轉(zhuǎn)一次或多次該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以執(zhí)行X射線探測器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集。定位圖在定位圖拍攝時，當(dāng)正在線性移動放置在拍攝桌臺10上的托架12時執(zhí)行固定X射線管21和多排X射線探測器24以及執(zhí)行X射線探測器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集的操作。在步驟S2，對X射線探測器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)執(zhí)行預(yù)處理以將其轉(zhuǎn)換成投影數(shù)據(jù)。圖6顯示了關(guān)于步驟S2預(yù)處理的特定處理。在步驟S21，執(zhí)行偏移校正。在步驟S22，執(zhí)行對數(shù)變換。在步驟S23，執(zhí)行X射線劑量校正。在步驟S24，執(zhí)行靈敏度校正。在定位圖拍攝的情況下，如果在通道方向觀察的像素大小以及在對應(yīng)于托架12線性行進方向的z方向上觀察的像素大小顯示出與監(jiān)視器6顯示像素大小匹配，則將預(yù)處理X定位圖射線探測器數(shù)據(jù)做為定位圖。返回參考圖5，在步驟S3對預(yù)處理投影數(shù)據(jù)D1(view，j，i)實施射束硬化校正。假設(shè)當(dāng)步驟S3的射束硬化校正時，將經(jīng)過預(yù)處理S2的步驟S24靈敏度校正的投影數(shù)據(jù)定義為D1(view，j，i)，而將步驟S3的射束硬化校正后的數(shù)據(jù)定義為D11(view，j，i)，則步驟S3的射束硬化校正以例如下面所示的多項式的形式表示(公式1)。附帶說明，在本實施例中乘法運算或計算表示為“·”。公式1D11(view，j，i)＝D1(view，j，i)·(Bo(j，i)+B1(j，i)·D1(view，j，i)+B2(j，i)·D1(view，j，i)2)...(1)由于此時可彼此獨立地執(zhí)行探測器每j行的射束硬化校正，因此如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各個管電壓在成像條件上不同，則可校正每一行探測器的X射線能量特征的差異。在步驟S4，對經(jīng)過射束硬化校正的投影數(shù)據(jù)D11(view，j，i)實施將濾波應(yīng)用在z方向(行方向)上的z濾波卷積處理。即，在每一視角對經(jīng)過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)預(yù)處理并經(jīng)過射束硬化校正的多排X射線探測器的投影數(shù)據(jù)D11(view，j，i)(此處i＝1到CH而j＝1到ROW)進行濾波，其中，例如以下公式(公式2)和(公式3)表示的這種行方向濾波大小在行方向上為五行。公式2(w1(i)，w2(i)，w3(i)，w4(i)，w5(i))...(2)其中上述公式(2)之和如下公式3Σk=15wk(i)=1---(3)]]>這將被定義為所有wk(i)的和，k從1到無窮。修正后的探測器數(shù)據(jù)D12(view，j，i)表示如下(由下面的公式4給出)公式4D12(view,j,i)=Σk=15(D11(view,j+k-3,j)·wk(j))---(4)]]>附帶說明，假設(shè)通道最大值是CH，而行最大值是ROW，則建立下面的公式(公式5和6)。公式5D11(view，-1，i)＝D11(view，0，i)＝D11(view，1，i)......(5)公式6D11(view，ROW，i)＝D11(view，ROW+1，i)＝D11(view，ROW+2，i)......(6)當(dāng)對每一通道的行方向濾波系數(shù)改變時，可根據(jù)與圖像重建中心的距離控制切片厚度。在斷層攝影圖像中，其外圍部分在切片厚度上通常比其重建中心處厚。因此，在中心和外圍部分改變行方向濾波系數(shù)，使得即使在外圍部分和圖像重建中心處也能使切片厚度均勻。例如，當(dāng)在中心和外圍部分處改變行方向濾波系數(shù)時，在鄰近中央通道的寬度上廣闊地改變行方向濾波系數(shù)，而在鄰近外圍通道的寬度上狹窄地改變行方向濾波系數(shù)，即使在外圍部分和圖像重建中心部分處也可使每一切片厚度近似均勻。通過以這樣的方式控制多排X射線探測器24的中心和外圍通道的行方向濾波系數(shù)，可控制中心和外圍部分處的每一切片厚度。通過行方向濾波稍微增厚切片厚度提供了偽影和噪聲的很大的改進。這樣，也能控制偽影的改進程度和噪聲的改進程度。也就是說，可以控制三維圖像重建的斷層攝影圖像，即可以控制在xy平面內(nèi)的圖像質(zhì)量。作為另一實施例，通過使行方向(z方向)濾波系數(shù)經(jīng)過反卷積濾波也可實現(xiàn)具有薄切片厚度的斷層攝影圖像。在步驟S5，執(zhí)行重建函數(shù)的卷積處理。即，投影數(shù)據(jù)經(jīng)過傅立葉變換并乘以重建函數(shù)，所述傅立葉變換用于執(zhí)行至頻域或頻率范圍的變換，隨后進行反傅立葉變換。假設(shè)在重建函數(shù)卷積處理S5時，將z濾波卷積處理后的投影數(shù)據(jù)定義為D12，將進行重建函數(shù)卷積處理后的投影數(shù)據(jù)定義為D13，并將卷積重建函數(shù)定義為Kernel(i)，則該重建函數(shù)卷積處理表示如下(公式7)。附帶說明，在本實施例中卷積計算或運算表示為“*”。公式7D13(view，j，i)＝D12(view，j，i)*Kernel(j)......(7)也就是說，由于重建函數(shù)Kernel(j)可行彼此獨立對探測器每j行執(zhí)行重建函數(shù)卷積處理，因此可校正對每一行設(shè)定的噪聲特征間的差異以及分辨率特征間的差異。在步驟S6，對經(jīng)過重建函數(shù)卷積處理的投影數(shù)據(jù)D13(view，j，i)實施三維反向投影處理以確定反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y，z)。待圖像重建的圖像在垂直于z軸的平面上進行三維圖像重建，即xy平面上。假設(shè)下面示出的重建區(qū)域或平面P平行于xy平面。三維反向投影處理以后將參考圖5進行解釋。在步驟S7，對反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y，z)實施包括圖像濾波卷積、CT值轉(zhuǎn)換等后處理以獲得斷層攝影圖像D31(x，y，z)。假設(shè)在后處理的圖像濾波卷積處理時，將進行三維反向投影后的斷層攝影圖像定義為D31(x，y，z)，將進行圖像濾波卷積后的數(shù)據(jù)定義為D32(x，y，z)，而將在對應(yīng)斷層攝影圖像平面的xy平面上進行卷積后的二維圖像濾波器定義為Filter(z)，則建立下面的公式(公式8)。公式8D32(x，y，z)＝D31(x，y，z)*Filter(z)......(8)即，由于在每個z坐標(biāo)位置上可對每個斷層攝影圖像進行彼此獨立的圖像濾波卷積處理，因此可校正每一行的噪聲特征間的差異以及分辨率特征間的差異。在二維圖像濾波卷積處理后可進行如下所示的圖像空間z方向濾波卷積處理。該圖像空間z方向濾波卷積處理可在二維圖像濾波卷積處理之前來執(zhí)行。進一步，可執(zhí)行三維圖像濾波卷積處理以產(chǎn)生可同時分享二維圖像濾波卷積處理和圖像空間z方向濾波卷積處理這樣的效果。假設(shè)在圖像空間z方向濾波卷積處理時，將經(jīng)過圖像空間z方向濾波卷積處理的斷層攝影圖像定義為D33(x，y，z)并將經(jīng)過二維圖像濾波卷積處理的斷層攝影圖像定義為D32(x，y，z)，則如下建立下面的公式(公式9)。然而，在z方向?qū)挾葹?1+1的圖像空間z方向濾波系數(shù)處，以如下所示(公式10)的系數(shù)行的形式表示v(i)。公式9D33(x,y,z)=Σi=-1lD32(x,y,z+i)·v(i)---(9)]]>{公式10}v(-l)，v(-l+1)，......v(-l)v(0)，v(1)，......v(l-1)，v(l)......(10)在螺旋掃描時，圖像空間濾波系數(shù)v(i)可以是獨立于z方向位置的圖像空間z方向濾波系數(shù)。然而，當(dāng)特別是在z方向上利用二維X射線區(qū)域探測器24或多排X射線探測器24或者類似電路板在探測器寬度中執(zhí)行傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或攝影掃描時，圖像空間z方向濾波系數(shù)v(i)可優(yōu)選利用依賴z方向上每個X射線探測器行位置的圖像空間z方向濾波系數(shù)。這是因為由于能依賴每個斷層攝影圖像的行位置進行詳細(xì)調(diào)整，因此它進一步有效。在監(jiān)視器6上顯示了結(jié)果得到的斷層攝影圖像。(三維反向投影處理的流程圖)圖7顯示了圖5中步驟S6的細(xì)節(jié)，并且是顯示三維反向投影處理的流程圖。在本實施例中，待圖像重建的圖像在垂直于z軸的平面上進行三維圖像重建，即在xy平面上。以下的重建區(qū)域P假設(shè)為平行于xy平面。在步驟S61，注意放在每個斷層攝影圖像的圖像重建需要的所有視圖之一(即，對應(yīng)360°的視圖或?qū)?yīng)“180°+扇形角”的視圖)。在重建區(qū)域P內(nèi)提取對應(yīng)各個像素的投影數(shù)據(jù)Dr?，F(xiàn)在將利用圖8(a)和8(b)到圖10解釋投影數(shù)據(jù)Dr。圖8(a)和8(b)是顯示了X射線穿透方向重建區(qū)域上線投影的概念圖，其中圖8(a)顯示了xy平面而圖8(b)顯示了yz平面。圖9是顯示了圖像重建平面內(nèi)各線條的概念圖，所述線被投影在X射線探測器平面上。如圖8(a)和8(b)所示，將平行于xy平面的512×512像素的方形區(qū)域假設(shè)為重建區(qū)域P。取平行于x軸的y＝0的像素行L0、y＝63的像素行L63、y＝127的像素行L127、y＝191的像素行L191、y＝255的像素行L255、y＝319的像素行L319、y＝383的像素行L383、y＝447的像素行L447以及y＝511的像素行L511作為行。如果提取圖9所示線T0到T511上的投影數(shù)據(jù)，則它們可產(chǎn)生像素行L0到L511的投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)，所述線T0到T511通過以X射線穿透方向?qū)⑾袼匦蠰0到L511投影到多排X射線探測器24平面上獲得。然而，x和y對應(yīng)斷層攝影圖像的各個像素(x，y)。依據(jù)各個像素、多排X射線探測器24和X射線管21X射線焦點的幾何位置確定X射線透射穿透方向。然而，由于已知將X射線探測器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)的z坐標(biāo)z(view)加上X射線探測器數(shù)據(jù)作為桌臺線性移動z方向位置Ztable(view)，即使在加速和減速時設(shè)定X射線探測器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)的情況中也可在X射線焦點和多排X射線探測器的數(shù)據(jù)采集幾何系統(tǒng)內(nèi)精確確定X射線的透射方向。附帶說明，當(dāng)在從通道方向看去一些線被設(shè)置在多排X射線探測器24外時，例如，在通過以X射線透射方向上在多排X射線探測器24平面上對像素行L0進行投影所獲得的線T0的情況下，對應(yīng)的投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)設(shè)為“0”。當(dāng)在z方向看去被設(shè)置在多排X射線探測器24的外面時，用外推法確定對應(yīng)的投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)。這樣，如圖10所示，可提取對應(yīng)重建區(qū)域P的各個像素的投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)。返回參考圖7，在步驟S62，投影數(shù)據(jù)Dr(view，x，y)乘以錐形束重建加權(quán)系數(shù)以產(chǎn)生如圖11所示的投影數(shù)據(jù)D2(view，j，i)?，F(xiàn)在，錐形束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)如下。通常，在扇形束圖像重建的情況下，當(dāng)將線性直線與X射線射束的中心軸Bc所形成的角度假設(shè)為γ，所述線性直線在view＝βa處連接X射線管21焦點和重建區(qū)域P(xy平面)上像素g(x，y)，而將其相對的view假設(shè)為view＝βb時，則建立下面的公式。公式11βb＝βa+180°-2γ......(11)當(dāng)將穿過重建區(qū)域P上的像素g(x，y)的X射射束及其相對的X射線射束與重建平面P所形成的角度假設(shè)為αa和αb，則它們乘以取決于這些的錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb并相加在一起，從而以下面方式確定反向投影像素數(shù)據(jù)D2(0，x，y)。公式12D2(0，x，y)＝ωa·D2(0，x，y)_a+ωb·D2(0，x，y)_b......(12)此處D2(0，x，y)_a指代視圖βa的反向投影數(shù)據(jù)，而D2(0，x，y)_b指代視圖βb的反向投影數(shù)據(jù)。附帶說明，與彼此相對的射束對應(yīng)的錐形束重建加權(quán)系數(shù)和為如下公式13ωa+ωb＝1......(13)上述將錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb的相乘相加能夠降低錐角偽影。例如，錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb可利用由下面公式所獲得的值。附帶說明，ga指代視圖βa的加權(quán)系數(shù)，而gb指代視圖βb的加權(quán)系數(shù)。假設(shè)扇形束角的1/2是γmax，則建立以下公式(公式14到公式19)。公式14ga＝f(γmax，αa，βa)......(14)公式15gb＝f(γmax，αb，βb)......(15)公式16xa＝2·gaq/(gaq+gbq)......(16)公式17xb＝2·gbq/(gaq+gbq)......(17)公式18wa＝xa2·(3-2xa)......(18)公式19wb＝xb2·(3-2xb)......(19)(例如，q＝1)作為ga和gb的例子，假設(shè)將max定義為取最大值的函數(shù)，則如下給出下面的公式(公式20和公式21)公式20ga＝max·|tan(αa)|......(20)公式21gb＝max·|tan(αb)|......(21)在扇形束圖像重建的情況下，重建區(qū)域P上的每個像素進一步乘以距離系數(shù)。假設(shè)從X射線管21的焦點到對應(yīng)投影數(shù)據(jù)Dr的多排X射線探測器24每個探測器行j和通道i的距離是r0，從X射線管21的焦點到對應(yīng)投影數(shù)據(jù)Dr的重建區(qū)域P上每個像素的距離是r1，則距離系數(shù)給定為(r1/r0)2。在平行射束圖像重建的情況下，重建區(qū)域P上的每個像素可單獨乘以錐形束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)。在步驟S63，將投影數(shù)據(jù)D2(view，x，y)加到事先清除且與每個像素關(guān)聯(lián)的其對應(yīng)的反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y)上。圖12顯示了對每個像素加上投影數(shù)據(jù)D2(view，x，y)的概念。在步驟S64，對于每個斷層攝影圖像圖像重建需要的所有視圖(即，對應(yīng)360°的視圖或?qū)?yīng)“180°+扇形角”的視圖)重復(fù)步驟S61到步驟S63。將所有圖像重建需要的視圖相加使其可能獲得顯示在圖12左圖中的反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。圖7的三維反向投影處理的流程圖相當(dāng)于一個將圖8所示的圖像重建區(qū)域P描述為512×512像素方形的流程圖。然而，其上沒有限制施加。圖13(a)和13(b)分別是顯示了其中將圓形圖像重建區(qū)域上的線以X射線穿透方向投影的狀態(tài)的概念圖，其中圖13(a)顯示了xy平面，而圖13(b)顯示了yz平面。如圖13(a)和13(b)所示，可將重建區(qū)域P設(shè)定為直徑是512個像素的圓形區(qū)域，而非將其設(shè)定為512×512個像素的方形區(qū)域。下面顯示了心臟成像方法的說明性實施例，所述方法能夠利用X射線CT裝置在低輻射下以良好質(zhì)量高速執(zhí)行成像。第一實施例示出了這樣的實施例，其中在低X射線劑量下通過大螺距的高速螺旋掃描事先確定心電圖信號相位的適當(dāng)性，其后借助于檢測注射劑或造影劑同步拍攝來執(zhí)行用于實際掃描的螺旋掃描。第二實施例顯示了關(guān)于造影劑同步拍攝或成像的方法的實施例。<第一實施例>第一實施例闡述了這樣的實施例，其中在低X射線劑量下通過大螺距的高速螺旋掃描事先確定心電圖信號相位的正確性，其后借助于檢測注射劑或造影劑同步拍攝來執(zhí)行用于實際掃描的螺旋掃描。圖16、17、18和19分別是描述已有技術(shù)的圖示并且分別顯示了傳統(tǒng)心臟成像處理的圖像。所謂與心跳同步的心電圖同步拍攝或成像迄今為止已經(jīng)執(zhí)行對心臟的冠狀動脈或類似物的拍攝。作為心電圖同步拍攝或成像，存在已知的透視成像(prospectiveimaging)和所謂的回顧成像，在所述透視成像中，當(dāng)正在觀察多個前一心動循環(huán)或心動周期的平均時，投影數(shù)據(jù)與例如平均心動周期的75％相位同步進行采集從而執(zhí)行圖像重建，所述75％的相位被認(rèn)為是心臟中最穩(wěn)定的心臟相位，在所述的回顧成像中，心電圖信號和X射線投影數(shù)據(jù)事先彼此相關(guān)地保存，并且在圖像重建時提取心動周期的X射線投影數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行圖像重建。因為在預(yù)期成像時存在由于心律失常而使得掃描控制無法正常工作的情況，因此回顧成像是主流。圖22(a)顯示了通常的心電圖信號?，F(xiàn)在假設(shè)心率是75bmp(心跳每分鐘)，心動周期變?yōu)?.8秒，并在這一周期出現(xiàn)如圖所示的這種心電圖波形(P波、QRS波、T波和U波)。在P波定時，心臟動脈興奮并收縮使得血從大靜脈和肺靜脈流入心臟心室或腔室中。跟在上述定時后的QRS波定時，心臟心房平靜下來并不再興奮而心臟心室或腔室興奮并收縮，從而將心臟腔室的血流擠入到主動脈和肺動脈中。在后繼的T波定時，心臟腔室平靜下來。并且在后繼的U波定時(心臟相位75％)心臟的運動變得最緩和。作為對諸如心臟冠狀動脈或類似物的斷層攝影圖像的圖像重建方法，迄今為止存在已知的所謂多片段(multi-segment)圖像重建法。在本方法中，基于與心臟螺旋掃描同步探測的心電圖信號提取75％心臟相位的投影數(shù)據(jù)，通過一個切片圖像重建所需要的視角來組合所提取的片段數(shù)據(jù)，藉此可對相應(yīng)的斷層攝影圖像進行圖像重建。通常，為了對應(yīng)于一個切片的圖像重建，需要設(shè)定對應(yīng)于至少扇形角+180°的投影數(shù)據(jù)作為視角。然而當(dāng)對應(yīng)臺架一次旋轉(zhuǎn)的X射線投影數(shù)據(jù)覆蓋這樣的投影數(shù)據(jù)不可能時，則將從心動周期或連續(xù)兩次或更多次心跳的心跳范圍內(nèi)所提取的片段數(shù)據(jù)組合，從而圖像重建對應(yīng)于一個切片的斷層攝影圖像。在最近幾年，X射線探測器已經(jīng)是多行的且X射線探測器的寬度已經(jīng)增加，而且臺架的旋轉(zhuǎn)速度也已經(jīng)加速。然而，目前的情形在于，由于X射線探測器的z方向?qū)挾炔粔驅(qū)?，并且在傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或攝影掃描時不能僅通過一個掃描實現(xiàn)整個心臟的成像，因此通過心臟螺旋掃描組合對應(yīng)多個片段的X射線投影數(shù)據(jù)以執(zhí)行圖像重建。圖21中顯示了傳統(tǒng)心臟成像方法的流程。在步驟C1，執(zhí)行探查掃描。在步驟C2，執(zhí)行低劑量和快速螺旋螺距的螺旋掃描(沒有造影劑)以確定掃描范圍。在步驟C3，以低劑量實施通過間歇傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)進行的檢測注射劑成像或拍攝。在步驟C4，執(zhí)行慢螺旋螺距的心電圖同步螺旋掃描(使用造影劑)。在步驟C5，執(zhí)行心電圖同步螺旋掃描圖像顯示。迄今為止以這一方式已經(jīng)進行了心臟成像。然而，在步驟C4中進行的慢螺旋螺距的螺旋掃描大約是慢0.2螺旋螺距，并且輻射對象的X射線劑量比正常的掃描要大。在步驟C4的心臟螺旋掃描時，已經(jīng)進行了如圖16、17和18所示的這種X射線數(shù)據(jù)采集及其圖像重建。在特別是如圖17和18所示的情況下，分隔對應(yīng)于扇形角+180°或360°的X射線投影數(shù)據(jù)以進行圖像重建。因此，X射線投影數(shù)據(jù)的每個連接部分不是光滑連接，從而導(dǎo)致偽影的出現(xiàn)。在圖19中，促使X射線投影數(shù)據(jù)的連接部分以這樣的方式彼此覆蓋使得其連接部分變得更光滑。在連接部分兩側(cè)的X射線投影數(shù)據(jù)乘以加權(quán)系數(shù)以進行加權(quán)相加，從而組合X射線投影數(shù)據(jù)。然而，由于組合在時間和心動周期或心跳上不同的X射線投影數(shù)據(jù)，即使這樣也不能解決連接部分的不連續(xù)，除非獲得對象身體移動的再現(xiàn)性，因此使得斷層攝影圖像上的偽影以及三維圖像顯示上的條帶偽影不可避免。在本實施例中，考慮下面的點并作為重要的點進行改進。(1)通過在時間方向上連續(xù)的一次螺旋掃描執(zhí)行數(shù)據(jù)采集作為缺乏對象身體移動再現(xiàn)性的對策。(2)使用即使執(zhí)行大螺距的高速螺旋掃描偽影也較少降低的三維圖像重建。(3)當(dāng)心動周期短時，傳統(tǒng)的心臟成像方法時有用的。圖23顯示了第一實施例中心臟拍攝或成像的流程圖。將參考該圖對第一實施例的心臟成像進行解釋。附帶說明，在下面描述中分別將一個示例的掃描寬度、臺架旋轉(zhuǎn)速度以及高螺距螺旋掃描的螺旋螺距假設(shè)為40mm、0.35秒每轉(zhuǎn)以及1.375。此處，螺旋螺距指代為X射線射束的z方向?qū)挾菵與X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)每次旋轉(zhuǎn)對象的移動量S之間的比率S/D。在圖23中的步驟S11，將心電圖儀31安裝到對象上以采集或收集心電圖信號。在步驟S12，通過對對象的探查掃描所獲得定位圖指定成像范圍，并指定定位圖的心臟區(qū)域。將生成的定位圖顯示在圖14的顯示平面R上，并指定心臟位置。此外，操作者設(shè)定后繼螺旋掃描的掃描范圍和圖像重建范圍。一個示例的螺旋掃描在對象體軸方向z的位置zs處開始并在ze處結(jié)束。返回參考圖23，在步驟S13，在這樣的定時執(zhí)行基于低劑量的大螺旋螺距的高速螺旋掃描同時觀察心電圖波形，所述定時設(shè)置在螺旋掃描成像范圍z方向中心位置上作為預(yù)定心臟相位，例如心動周期P的75±5％心臟相位或心動周期P+0.5秒的心臟相位。附帶地，步驟S13的螺旋掃描以及步驟S13隨后的步驟S14的圖像重建擬以低劑量對探查拍攝中明確未顯示的部分或區(qū)域進行拍攝或成像，以高速執(zhí)行圖像重建，并確定心臟部分或區(qū)域成像或拍攝的條件。它們本質(zhì)上不是必須的。利用大螺旋螺距的高速螺旋掃描可優(yōu)選地執(zhí)行步驟S13的螺旋掃描，并且以后描述其將在步驟S17所執(zhí)行的方法。這也不是必須的。至少，將通過利用步驟S13的低劑量掃描和圖像重建執(zhí)行步驟S13的螺旋掃描，以確定本裝置是否探測正確的心臟相位并對對應(yīng)該心臟相位的正確相位進行拍攝或成像。返回參考圖23，在步驟S14，利用在步驟S13所采集的X射線投影數(shù)據(jù)對心臟冠狀平面和/或其矢狀(sagittal)平面的剖面轉(zhuǎn)換圖像進行圖像重建。做出關(guān)于是否將心臟放置在預(yù)定心臟相位(舒張期中或預(yù)定心臟觸發(fā)相位)的確定。此時，做出關(guān)于是否在冠狀圖像或矢狀圖像上正確畫出或繪出心臟的每一部分的確定，諸如冠狀動脈。還有確定是否在適當(dāng)?shù)男呐K相位或心臟觸發(fā)相位進行成像。此外，依據(jù)從心臟的運動產(chǎn)生偽影的程度，做出關(guān)于是否在適當(dāng)?shù)男呐K相位或心臟觸發(fā)相位進行成像的確定。圖24顯示了恰當(dāng)畫出位于舒張期的心臟的冠狀圖像示例。在步驟S15，將少量造影劑(碘化物)注入到對象的臂靜脈中。其后，在心臟達(dá)到(cardiacattainment)前經(jīng)過了已考慮公差的預(yù)定時間之后，通過間歇性掃描來監(jiān)視掃描對象的心臟區(qū)域(主動脈或類似物)。此外，確定從實時的圖像重建至實現(xiàn)血管部分CT值到達(dá)預(yù)定數(shù)值或更多的延遲時間(即，從造影劑注射到造影劑至其到達(dá)主動脈的延遲時間)。在根據(jù)本實施例的間歇性方法中，通過執(zhí)行近似一秒間隔一次臺架旋轉(zhuǎn)(0.35s)的傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)來實現(xiàn)低輻射劑量。圖25顯示了對應(yīng)于時間T1間隔的間歇性掃描的監(jiān)視器掃描。當(dāng)在步驟S16中通過參考步驟S14的辨別結(jié)果發(fā)現(xiàn)采取了適當(dāng)?shù)男呐K相位或心臟觸發(fā)相位，用于心臟成像的例行程序行進到步驟S17，其中再次執(zhí)行造影劑的實際注射并且在經(jīng)過所測延遲時間后的預(yù)定心臟相位的定時執(zhí)行大螺旋螺距的高速螺旋掃描(實際掃描)。圖25顯示了用于實際掃描的螺旋掃描和心動周期信號間的關(guān)系。在步驟S15，在得到延遲時間后將對象返回到預(yù)定的位置，并將造影劑注入到臂靜脈。此外，等待造影劑延遲時間的流逝。當(dāng)基本上到達(dá)延遲時間時，對對象施于大螺旋螺距的高速螺旋掃描。通過托架12將對象運送到掃描開始位置zs。假設(shè)最近的平均心動周期或心跳周期是Th(例如，對應(yīng)于最近四次心動周期的平均)，從心動周期信號tr1到開始X射線數(shù)據(jù)采集的等待時間是Tw，X射線數(shù)據(jù)采集范圍是tss、tse，圖像重建范圍是trs、tre，心臟相位75％的時間是tc，用于實際掃描的螺旋掃描的時間基礎(chǔ)t上的X射線數(shù)據(jù)采集范圍是Ts，用于實際掃描的螺旋掃描的時間基礎(chǔ)t上的圖像重建范圍是Tr，從X射線數(shù)據(jù)采集范圍Ts的開始時間到圖像重建范圍Tr的開始時間的公差時是間是□T1，而從Tr的結(jié)束時間到X射線數(shù)據(jù)采集范圍Ts的結(jié)束時間的公差時間是□T1，如下給出以下公式(公式22、23、24和25)公式22tc＝(tss+tse)/2＝(trs+tre)/2......(22)公式23trs＝tc-Tr/2＝tss+□T1......(23)公式24tss＝tc-Ts/2＝trs-□T1......(24)公式25Tw＝Th+tc-Ts/2......(25)這樣，從X射線數(shù)據(jù)采集開始時間tss處的心動周期信號tr1起等候等待時間Tw并開始X射線照射，此后執(zhí)行大螺旋螺距的高速螺旋掃描。當(dāng)對12cm的心臟區(qū)域進行螺旋掃描時，此處掃描速度是0.35秒每轉(zhuǎn)，則X射線射束寬度是40mm，而螺旋螺距是1.375，在大約0.76秒(＝120/(40×1.375/0.35))內(nèi)進行心臟成像。如果掃描速度變?yōu)?.2秒每轉(zhuǎn)，則在大約0.43秒(＝120/(40×1.375/0.2))內(nèi)能夠心臟成像。如果掃描速度是0.35秒每轉(zhuǎn)，X射線射束寬度是80mm，而螺旋螺距是1.375，則在大約0.38秒(＝120/(80×1.375/0.35))內(nèi)可能心臟成像。這樣，使得在近似一次心跳或不大于一次心跳的時間能夠進行整個心臟的成像，因此可實現(xiàn)高速掃描。返回到圖23，當(dāng)參考上面從步驟S16的描述中發(fā)現(xiàn)沒有采用合適的心臟相位或合適的心臟觸發(fā)相位時，則例行程序行進到步驟S18，此處執(zhí)行類似于已有技術(shù)的基于心電圖同步的慢螺旋螺距的螺旋掃描。準(zhǔn)備這一掃描方法對有高心率的對象來說是有效的。附帶地，在下面圖25所示的圖表形式中顯示了螺旋掃描中對象與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的相對速度。在對應(yīng)于X射線數(shù)據(jù)采集范圍Ts的tss和tse之間以最大速度來操作托架更好。因此，事先確定加速運轉(zhuǎn)時間和運轉(zhuǎn)距離，接著控制托架12的操作速度以便在時間tss達(dá)到最大或最高速度V1。當(dāng)操作掃描臺架20時，控制掃描臺架20的操作速度?？紤]到心律失常的處理，圖26顯示了在使心動周期或心跳周期變長的時間中螺旋掃描和心電圖同步信號之間的關(guān)系，而圖27顯示了在使心動周期變短的時間中螺旋掃描和心電圖同步信號之間的關(guān)系。從圖26中可以理解，假設(shè)平均心動周期Th的允許公差是±20％，例如，在tw時間上心動周期異常，其中心電圖同步信號的觸發(fā)信號在不遲于對應(yīng)平均心動周期Th的120％的時間tw未出現(xiàn)。從圖27中可以理解，假設(shè)平均心動周期Th的允許公差是±20％的假設(shè)，例如，在tw時間上心動周期異常，其中心電圖同步信號的觸發(fā)信號在不遲于對應(yīng)平均心動周期Th的80％的時間tw處出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些心動周期異常時，如果有可能則使X射線輻射停止。如果不能停止X射線輻射，則執(zhí)行X射線投影數(shù)據(jù)采集至螺旋掃描的結(jié)束。在任何情況下，從這一時間反轉(zhuǎn)螺旋掃描的開始和結(jié)束點，并在相反方向上再次執(zhí)行重新成像。然而，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的心律異常并且心動周期不穩(wěn)定，則也可停止成像。<第二實施例>第二實施例顯示了在第一實施例圖23中所示的步驟S15或S17中應(yīng)用的造影劑同步成像方法的實施例。圖28顯示了造影劑同步成像處理流程的示例。在步驟C1，將對象放置在托架12上，并將它們彼此對齊。在步驟C2，執(zhí)行定位圖采集。在步驟C3，進行成像條件設(shè)定。在步驟C4，執(zhí)行基線斷層攝影圖像成像。在步驟C5，實現(xiàn)基線斷層攝影圖像顯示。在步驟C6，進行造影劑同步成像條件設(shè)定。在基線斷層攝影圖像上進行感興趣區(qū)域的設(shè)定。在步驟C7，開始監(jiān)視掃描。圖29中顯示了該監(jiān)視掃描。在步驟C8，決定感興趣區(qū)域中的平均CT值是否超出了所設(shè)閾值。如果發(fā)現(xiàn)答案是YES，則處理流程行進到步驟C9。如果發(fā)現(xiàn)答案是NO，則重復(fù)步驟C8。從平均CT值超出閾值的定時尋找造影劑的延遲時間。在步驟C9，進行用于實際掃描的準(zhǔn)備。將拍攝桌臺10上的托架12移位到實際掃描的位置。在步驟C10，開始實際掃描。在步驟C11，進行實際掃描斷層攝影圖像顯示。在步驟C4的基線斷層攝影圖像拍攝時，設(shè)置用于監(jiān)視掃描的感興趣區(qū)域。如果在監(jiān)視掃描時在z方向上拍攝多張的斷層攝影圖像，那么即使在基線斷層攝影圖像拍攝時在z方向上也拍攝了多張的斷層攝影圖像。當(dāng)z方向上設(shè)定多個感興趣區(qū)域，即使在在基線斷層攝影圖像拍攝時在z方向上也設(shè)定了多個感興趣區(qū)域。如果在xy平面上的斷層攝影圖像內(nèi)設(shè)定多個感興趣，則在基線斷層攝影圖像拍攝時在一個斷層攝影圖像內(nèi)也設(shè)定多個感興趣。圖30(a)和30(b)中顯示了上面描述的造影劑同步成像的屏幕示例。在圖30(a)中所示的基線斷層攝影圖像中，將感興趣區(qū)域1設(shè)為主動脈。首先將造影劑流動的設(shè)備和感興趣區(qū)域設(shè)為這樣的主動脈使得CT值增加，從而利用它作為實際掃描的觸發(fā)。圖30(b)中顯示了每一時間每個感興趣區(qū)域ROI1的CT值的改變?，F(xiàn)在假設(shè)將用作實際掃描觸發(fā)的閾值設(shè)為感興趣區(qū)域1(ROI1)上的CT值100，感興趣區(qū)域1(ROI1)上的CT值在略少于30秒的時間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的閾值，使得觸發(fā)實際掃描。在步驟S17中，以這一方式觸發(fā)實際掃描。在步驟S15，在檢測注射劑時輸出或顯示造影劑延遲時間。根據(jù)上面描述的本發(fā)明，通過高速螺旋掃描可極大地縮短成像或拍攝時間，并極大地降低輻射劑量(為傳統(tǒng)掃描的1/5)。此外，還有希望減少造影劑注射的量。本實施例產(chǎn)生了作為由X射線CT裝置所進行的一次心臟成像或掃描技術(shù)的技術(shù)本質(zhì)，該X射線CT裝置使用未來的多排X射線探測器或以平面X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。根據(jù)本發(fā)明的X射線CT裝置或X射線CT成像方法，上述X射線CT裝置100能產(chǎn)生有利的效果，其在于有可能通過X射線CT裝置的螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描實現(xiàn)低劑量、高速度和高圖像質(zhì)量的心臟拍攝和成像，該X射線CT裝置具有多排X射線探測器或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。附帶說明，根據(jù)本實施例的圖像重建方法可以是以迄今已知的Feldkamp方法為基礎(chǔ)的三維圖像重建方法。此外，它可以是另外的三維圖像重建方法。可選的，它可以是二維圖像重建。雖然上面的實施例已經(jīng)解釋了心臟成像的示例，但是本發(fā)明并不限于此。用于給心肌輸送營養(yǎng)的兩個冠狀動脈在心臟的表面上延伸。冠狀動脈隨心臟的運動在心臟的表面劇烈的移動。因此，其運動偽影傾向于在其斷層攝影圖像中出現(xiàn)。因此，本發(fā)明以類似的方式即使對于特別是冠狀動脈拍攝也產(chǎn)生了效果。雖然上面的實施例已經(jīng)描述了拍攝桌臺10被移動螺旋掃描，但是本發(fā)明甚至可應(yīng)用到在對象體軸的方向上反向移動掃描臺架20的X射線CT裝置中。雖然已經(jīng)作為使用螺旋掃描的情況對本實施例進行了描述，但是即使在變螺距螺旋掃描和螺旋穿梭掃描的情況下，也可以類似的方式產(chǎn)生效果。雖然已經(jīng)作為掃描臺架20不傾斜的情況對本實施例進行了描述，但是在傾斜掃描臺架20傾斜的所謂傾斜掃描的情況下也可產(chǎn)生類似的效果。在本實施例中，對每一行系數(shù)差異的行方向(z方向)濾波進行卷積，從而每一行上調(diào)整圖像質(zhì)量的變化并實現(xiàn)均勻的切片厚度、偽影和噪音的圖像質(zhì)量。盡管考慮了其各種z方向濾波系數(shù)，但是任一種可產(chǎn)生類似的效果。雖然本實施例已經(jīng)在醫(yī)療X射線CT裝置的基礎(chǔ)上進行了描述，但也可將其用到與工業(yè)X射線CT裝置或其他裝置結(jié)合使用的X射線CT-PET裝置中，以及與此結(jié)合使用的X射線CT-SPECT裝置等中。部件清單附1100...X射線CT裝置1...操作控制臺，2...輸入設(shè)備，3...中央處理單元，5...數(shù)據(jù)采集緩沖器，6...監(jiān)視器，7...存儲設(shè)備，10...拍攝桌臺，12...托架，15...旋轉(zhuǎn)部，20...掃描臺架，21...X射線管，22...X射線控制器，23...準(zhǔn)直器，24...多排X射線探測器或二維X射線區(qū)域探測器，25...數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，26...旋轉(zhuǎn)部控制器，27...掃描臺架傾斜控制器，28...射束形成X射線濾波器，29...調(diào)控控制器，30...滑動環(huán)，31...心電圖儀圖221...X射線管X射線焦點28...射束形成X射線濾波器P...圖像重建區(qū)域IC...旋轉(zhuǎn)中心CB...X射線射束(錐形束)dp...X射線探測器平面BC...射束中心軸24...多排X射線探測器通道方向圖321...X射線管，23...X射線準(zhǔn)直器D...旋轉(zhuǎn)中心軸上的多排X射線探測器寬度IC...旋轉(zhuǎn)中心軸，CB...X射線射束BC...射束中心軸，24...多排X射線探測器探測器方向圖4開始步驟P1...將對象放置在托架12上并將它們對準(zhǔn)步驟P2...采集定位圖步驟P3...設(shè)定成像條件步驟P4...拍攝斷層攝影圖像步驟P5...顯示斷層攝影圖像步驟P6...顯示三維圖像結(jié)束圖5開始步驟S1...數(shù)據(jù)采集步驟S2...預(yù)處理步驟S3...射束硬化校正步驟S4...Z濾波卷積處理步驟S5...重建函數(shù)卷積處理步驟S6...三維反向投影處理步驟S7...后處理結(jié)束圖6步驟S2開始步驟S21...偏移校正步驟S22...對數(shù)轉(zhuǎn)換步驟S23...X射線劑量校正步驟S24...靈敏度校正結(jié)束圖7步驟S6開始三維反向投影處理S61...提取對應(yīng)圖像重建區(qū)域P的各個像素的投影數(shù)據(jù)DrS62...用錐形束重建加權(quán)系數(shù)乘以各個投影數(shù)據(jù)Dr并產(chǎn)生反向投影數(shù)據(jù)D2S63...對于每個像素，將反向投影數(shù)據(jù)D2加到反向投影數(shù)據(jù)D3。S64...相加得到的反向投影數(shù)據(jù)D2與圖像重建所必須的所有視圖對應(yīng)嗎？結(jié)束圖8(a)21...X射線管P...圖像重建區(qū)域(xy平面)原點(b)21...X射線管P...圖像重建區(qū)域xz平面IC...旋轉(zhuǎn)軸z軸24...多排X射線探測器圖924...多排X射線探測器探測器行方向通道方向圖10圖像重建區(qū)域圖11圖像重建區(qū)域圖13(a)21...X射線管P...圖像重建區(qū)域(b)21...X射線管P...圖像重建區(qū)域xz平面IC...旋轉(zhuǎn)軸z軸24...多排X射線探測器圖1413b肺部區(qū)域，斷層攝影圖像局部擴大圖像重建區(qū)域生物信號周期時間生物信號顯示開始位置，結(jié)束位置，圖像的頁號，圖像間隔，切片厚度，成像區(qū)域，管電壓，管電流，劑量信息重建區(qū)域中心直徑選項卡切換至P-Recon時顯示如下重建函數(shù)，圖像濾波，矩陣大小圖15斷層攝影圖像心臟肺肝zx平面40...容積再現(xiàn)三維圖像顯示方法41...三維MIP圖像顯示方法肺部區(qū)域的血管，心臟、肺部區(qū)域42...MPR圖像顯示方法心臟，肺部區(qū)域zx平面圖16螺旋掃描對象外部同步信號或?qū)ο蟮纳镄盘朮射線投影數(shù)據(jù)掃描臺架的旋轉(zhuǎn)部分一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)180°+扇形角圖17外部同步信號或?qū)ο笊镄盘枖?shù)據(jù)采集的一個片段X射線投影數(shù)據(jù)掃描臺架的旋轉(zhuǎn)部分一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)180°+扇形角圖18外部同步信號或?qū)ο笊镄盘枖?shù)據(jù)采集的一個片段X射線投影數(shù)據(jù)掃描臺架的旋轉(zhuǎn)部分一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)、一次旋轉(zhuǎn)圖19時間T1、時間T2、時間T3、時間T4、外部同步信號或?qū)ο笊镄盘柾队皵?shù)據(jù)180°+扇形角、180°+扇形角通過加權(quán)相加組合重疊區(qū)域在T1的投影數(shù)據(jù)在T2的投影數(shù)據(jù)在T3的投影數(shù)據(jù)T1的加權(quán)系數(shù)視圖T2的加權(quán)系數(shù)視圖T3的加權(quán)系數(shù)視圖180°+扇形角圖20z方向冠狀動脈條帶偽影圖21開始步驟C1...定位圖步驟C2...用于確定掃描范圍的低劑量快速螺旋螺距螺旋掃描(沒有造影劑)步驟C3...基于間歇傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)的低劑量檢測注射劑成像步驟C4...慢螺旋螺距的心電圖同步螺旋掃描(使用造影劑)步驟C5...心電圖同步螺旋掃描圖像顯示結(jié)束圖22(b)基于心臟相位的同步信號R波、R波、R波，時間(c)基于心臟觸發(fā)相位的同步信號R波、R波、R波、R波，時間圖23開始步驟S11...測量心電圖波形步驟S12...通過定位圖確定成像范圍步驟S13...對預(yù)定心臟相位進行定時并執(zhí)行低劑量螺旋掃描步驟S14...由掃描數(shù)據(jù)重建矢狀/冠狀圖像并確定是否達(dá)到合適的相位步驟S15...檢測注射造影劑并通過軸向間歇方法測量造影劑到達(dá)時間步驟S16...合適的心臟相位？步驟S17...實際注射造影劑，對所測延遲時間逝去后的預(yù)定心臟相位進行計時，并執(zhí)行心臟心電圖同步高螺距螺旋掃描步驟S18...實際注射造影劑并在所測延遲時間逝去后執(zhí)行心電圖同步的低螺距螺旋掃描結(jié)束圖25心電圖信號心電圖同步信號時間平均心動周期等待時間螺旋掃描(實際掃描)時間圖像重建范圍X射線數(shù)據(jù)采集范圍對象與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的相對速度時間運轉(zhuǎn)(加速)運轉(zhuǎn)(減速)圖26心電圖信號心電圖同步信號時間平均心動周期等待時間螺旋掃描(實際掃描)時間圖像重建范圍X射線數(shù)據(jù)采集范圍圖27心電圖信號心電圖同步信號時間平均心動周期等待時間螺旋掃描(實際掃描)時間圖像重建范圍X射線數(shù)據(jù)采集范圍圖28開始步驟C1...將對象放置在托架12上并將它們對準(zhǔn)步驟C2...采集定位圖步驟C3...設(shè)定成像條件步驟C4...拍攝基線斷層攝影圖像步驟C5...顯示基線斷層攝影圖像步驟C6...設(shè)定造影劑同步成像條件并在基線斷層攝影圖像上設(shè)定感興趣區(qū)域步驟C7...開始監(jiān)視掃描步驟C8...感興趣區(qū)域的平均CT值超過設(shè)定的閾值嗎？步驟C9...準(zhǔn)備實際掃描步驟C10...開始實際掃描步驟C11...顯示實際掃描斷層攝影圖像結(jié)束圖29監(jiān)視掃描(傳統(tǒng)掃描)時間圖30(a)主動脈肺感興趣區(qū)域肋骨時間，感興趣區(qū)域1，感興趣區(qū)域2，感興趣區(qū)域3，感興趣區(qū)域CT值監(jiān)視掃描結(jié)束閾值感興趣區(qū)域1的平均值時間權(quán)利要求1.一種X射線CT裝置(100)，包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)，所述對象躺在X射線發(fā)生器(21)和具有二維探測平面并在所述X射線發(fā)生器(21)對面探測X射線的X射線探測器(24)之間，此時所述X射線發(fā)生器(21)和所述X射線探測器(24)正圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所述采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備(3)；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備(6)；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種類型成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備(2)，其中所述X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)通過對對象的預(yù)定范圍以設(shè)定為1或更大的螺旋螺距進行螺旋掃描，與外部同步信號同步地采集X射線投影數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述圖像重建設(shè)備(3)對所采集的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建，所述X射線投影數(shù)據(jù)通過以設(shè)定為1或更大的螺旋螺距與外部同步信號同步地對對象的預(yù)定范圍螺旋掃描而與外部同步信號同步地采集得到。3.一種X射線CT裝置(100)，包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)，所述對象躺在X射線發(fā)生器(21)和具有二維探測平面并在所述X射線發(fā)生器(21)對面探測X射線的X射線探測器(24)之間，此時所述X射線發(fā)生器(21)和所述X射線探測器(24)正圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所述采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備(3)；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備(6)；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種類型成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備(2)，其中在通過螺旋掃描對對象的預(yù)定范圍成像時，所述X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)在這樣的定時執(zhí)行X射線數(shù)據(jù)采集，在所述定時z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是對象和包括所述X射線發(fā)生器(21)及所述X射線探測器(24)的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對移動方向。4.一種X射線CT裝置(100)包含對穿過對象的X射線投影數(shù)據(jù)進行采集的X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)，該對象躺在X射線發(fā)生器(21)和具有二維探測平面并在所述X射線發(fā)生器(21)對面探測X射線的X射線探測器(24)之間，此時所述X射線發(fā)生器(21)和所述X射線探測器(24)正圍繞位于其間的旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)；用于對所述采集的投影數(shù)據(jù)進行圖像重建的圖像重建設(shè)備(3)；用于對圖像重建的斷層攝影圖像進行顯示的圖像顯示設(shè)備(6)；以及用于為斷層攝影圖像設(shè)定各種類型成像條件的成像條件設(shè)定設(shè)備(2)，其中所述X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備(25)包括第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)通過螺旋掃描對對象的預(yù)定范圍成像時，根據(jù)第一成像條件執(zhí)行第一X射線數(shù)據(jù)采集，所述第一成像條件以這樣的方式定義使得z方向上的預(yù)定成像位置與外部同步信號的預(yù)定相位同步，所述z方向是對象和包括所述X射線發(fā)生器(21)及所述X射線探測器(24)的X射線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的相對移動方向；以及第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備，用于當(dāng)根據(jù)斷層攝影圖像通過螺旋掃描來對預(yù)定范圍進行成像時，基于第二成像條件執(zhí)行第二X射線數(shù)據(jù)采集，所述斷層攝影圖像通過對所述第一X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所獲得的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建而獲得，所述第二成像條件以這樣的方式定義使得所述預(yù)定成像位置與外部同步信號的所述預(yù)定相位更精確地同步，并且其中所述圖像重建設(shè)備(3)對由所述第一和第二X射線數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的X射線投影數(shù)據(jù)進行圖像重建。5.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述外部同步信號是生物信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述外部同步信號是心臟信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述對象的預(yù)定范圍是對象的一個或多個器官。8.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中該對象的器官是心臟。9.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述成像條件設(shè)定設(shè)備(2)根據(jù)心動周期選擇快螺距的螺旋掃描或慢螺距的螺旋掃描。10.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線CT裝置(100)，其中所述成像條件設(shè)定設(shè)備(2)根據(jù)心動周期確定是否執(zhí)行了對應(yīng)360°的X射線數(shù)據(jù)采集或執(zhí)行了對應(yīng)180°+扇形角的X射線數(shù)據(jù)采集，由此限定成像條件。全文摘要本發(fā)明目的是通過X射線CT裝置的螺旋掃描或變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描執(zhí)行低輻射照射、高速度和高圖像質(zhì)量的心臟拍攝和成像，所述X射線CT裝置具有多排X射線探測器或以平板X射線探測器為代表的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域探測器。與心臟或生物信號或外部同步信號同步執(zhí)行X射線CT裝置(100)的螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描，并通過一次螺旋掃描、變螺距螺旋掃描或螺旋穿梭掃描對心臟進行成像。文檔編號G01T1/161GK101049243SQ20071010356公開日2007年10月10日申請日期2007年4月6日優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日發(fā)明者今井靖浩申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司