專利名稱：X射線ct成像方法和x射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線CT(計(jì)算斷層照相法)成像方法和設(shè)備，更具體地，涉及一種X射線CT成像方法和設(shè)備，能夠獲得在諸如心臟等成像對(duì)象的周期運(yùn)動(dòng)的相同時(shí)間相位中的圖像。
背景技術(shù)：
通常，在心臟的CT檢查中，由于心跳的影響，在層析圖像中出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)假象(motion artifact)，導(dǎo)致了在診斷中不可取的圖像。為了減少運(yùn)動(dòng)假象，已經(jīng)提出了通過(guò)與一個(gè)心跳周期相比，增加掃描速度，來(lái)減小心跳的影響。然而，人體的心跳速率是不同的，取決于個(gè)人和個(gè)人的身體狀態(tài)和精神狀態(tài)，即使所述狀態(tài)是同一個(gè)人的狀態(tài)。
由此，到目前為止，在日本待審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.JP2001-137232A中，提出了一種通過(guò)與心跳周期異步地將心跳波形添加到掃描數(shù)據(jù)上來(lái)執(zhí)行成像，并且通過(guò)組合具有相同的心跳時(shí)間相位(之后，稱之為心臟時(shí)間相位)的投影數(shù)據(jù)來(lái)重排圖像的方法。在該公開(kāi)中，測(cè)量對(duì)象的心跳周期，通過(guò)以與測(cè)量到的心跳周期異步的角速度來(lái)掃描對(duì)象的心臟，以獲得投影數(shù)據(jù)，并且根據(jù)在時(shí)間上離散的投影圖像分段來(lái)產(chǎn)生對(duì)象心臟的層析圖像。所產(chǎn)生的圖像對(duì)應(yīng)于所選擇的心跳周期的一部分，例如，對(duì)應(yīng)于其相對(duì)靜態(tài)的部分。
即，該公開(kāi)揭示了利用心跳信息，通過(guò)對(duì)在其中使心臟運(yùn)動(dòng)最小的心臟時(shí)間相位(此后，稱之為靜態(tài)心臟時(shí)間相位)中成像的投影數(shù)據(jù)的圖像進(jìn)行重排，獲得心臟的層析圖像，來(lái)減小由于心跳的影響而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)假象。這里，心臟時(shí)間相位的概念是分割為多段的心跳周期。通過(guò)將在心跳波形中周期性出現(xiàn)的R波的間隔等分為“n”個(gè)時(shí)間段(n是整數(shù))，并且將等分的時(shí)間段作為心臟時(shí)間相位來(lái)進(jìn)行參考，可以表達(dá)心臟時(shí)間相位，從而可以由充當(dāng)參考的R波來(lái)順序地表達(dá)各個(gè)心臟時(shí)間相位。另外，還可以通過(guò)將R波周期設(shè)置為100％，并且以在時(shí)間軸上距離充當(dāng)參考的R波形的位置來(lái)表達(dá)心臟時(shí)間相位，以百分比對(duì)心臟時(shí)間相位進(jìn)行表達(dá)。即，當(dāng)表達(dá)靜態(tài)心臟時(shí)間相位時(shí)，所述靜態(tài)心臟時(shí)間相位可以由其離充當(dāng)參考的R波的相對(duì)位置(％)來(lái)表達(dá)，其中R波周期以100％來(lái)表達(dá)，如圖2所示。
然而，取決于心臟的一部分或根據(jù)心臟附近的一部分，較少受到心跳影響的心臟時(shí)間相位是不同的。由此，存在產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)假象的可能性，除非根據(jù)觀察位置確定了適當(dāng)?shù)撵o態(tài)心臟時(shí)間相位，以及除非利用與靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行了重排。此外，如上所述，靜態(tài)心臟時(shí)間相位根據(jù)要成像的患者和該患者的健康狀態(tài)而變化。由此，在由設(shè)備所確定的靜態(tài)心臟時(shí)間相位中，可以不獲取具有少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟的層析圖像。在這種情況下，可以構(gòu)想在相同的測(cè)量位置處，產(chǎn)生在不同心臟時(shí)間相位中的多個(gè)層析圖像，并且從多個(gè)層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。然而，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)產(chǎn)生多個(gè)層析圖像，并且操作人員需要耗費(fèi)時(shí)間來(lái)從多個(gè)層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種X射線CT成像方法和X射線CT設(shè)備，能夠在短時(shí)間內(nèi)，在受到關(guān)注的位置處，獲得具有少量由于心跳而造成的運(yùn)動(dòng)假象的心臟的層析圖像。
本發(fā)明的X射線CT成像方法用于通過(guò)重構(gòu)掃描對(duì)象的預(yù)定切片而獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像，其特征在于根據(jù)與投影數(shù)據(jù)相關(guān)的所獲得的心跳信息，在對(duì)象的預(yù)定部分中檢測(cè)具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并且通過(guò)重構(gòu)與所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像。
這里，針對(duì)對(duì)象，預(yù)先準(zhǔn)備心跳信息和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)該相關(guān)性數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)與所獲得的心跳信息相對(duì)應(yīng)的靜態(tài)心臟時(shí)間相位。
此外，根據(jù)投影數(shù)據(jù)和心跳信息，產(chǎn)生具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像，從多個(gè)樣本層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的樣本層析圖像，并且將與所選擇的樣本層析圖像相對(duì)應(yīng)的心臟時(shí)間相位檢測(cè)為靜態(tài)心臟時(shí)間相位。在這種情況下，優(yōu)選將樣本層析圖像的圖像尺寸設(shè)置為小于層析圖像的尺寸。此外，還可以針對(duì)對(duì)象，預(yù)先準(zhǔn)備心跳信息和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且在根據(jù)相關(guān)性數(shù)據(jù)所確定的預(yù)定心臟時(shí)間相位范圍內(nèi)，產(chǎn)生多個(gè)樣本圖像。
本發(fā)明的X射線CT設(shè)備用于通過(guò)重構(gòu)掃描對(duì)象的預(yù)定切片所獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像，其特征在于所述設(shè)備包括檢測(cè)裝置，用于根據(jù)與投影數(shù)據(jù)相關(guān)的所獲得的心跳信息，檢測(cè)在對(duì)象的預(yù)定部分中的、具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位；以及圖像重構(gòu)裝置，用于通過(guò)重構(gòu)與由檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于根據(jù)心跳信息來(lái)產(chǎn)生靜態(tài)心臟時(shí)間相位，因此能夠更為精確地設(shè)置觀察部分的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并減少運(yùn)動(dòng)假象的量。
此外，所述檢測(cè)裝置可以根據(jù)心跳信息和預(yù)先針對(duì)每一個(gè)對(duì)象確定的靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，來(lái)檢測(cè)所述靜態(tài)心臟時(shí)間相位。在這種情況下，為了處理身體的每一個(gè)部分具有不同靜態(tài)心臟時(shí)間相位的情況，針對(duì)身體的每一個(gè)不同部分，準(zhǔn)備所述相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且將用于設(shè)置預(yù)定部分的輸入裝置設(shè)置到檢測(cè)裝置。在這種情況下，可以在顯示設(shè)備中顯示準(zhǔn)備了其相關(guān)性數(shù)據(jù)的部分的名稱，從而使操作員可以選擇這些名稱。另外，由于已知靜態(tài)心臟時(shí)間相位根據(jù)心跳速率而變化，因此，可以設(shè)置相關(guān)性數(shù)據(jù)以使其至少包括心跳速率和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性。
附帶地，可以在一個(gè)心跳周期中獲得與所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)。然而，可以在多個(gè)心跳周期上獲得投影數(shù)據(jù)，在每一個(gè)周期的靜態(tài)心臟時(shí)間相位中合成所述投影數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所合成的投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)層析圖像。即，所述X射線CT設(shè)備可以包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在多個(gè)心跳周期上獲得的投影數(shù)據(jù)；以及投影數(shù)據(jù)合成裝置，用于讀取與由檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)并合成該投影數(shù)據(jù)，其中，圖像重構(gòu)裝置可以重構(gòu)由投影數(shù)據(jù)合成裝置所合成的投影數(shù)據(jù)。
相反，所述檢測(cè)裝置可以包括樣本層析圖像重排裝置，用于根據(jù)投影數(shù)據(jù)和心跳信息來(lái)產(chǎn)生具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像；以及選擇裝置，用于從多個(gè)樣本層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的樣本層析圖像，并且圖像重構(gòu)裝置通過(guò)重構(gòu)與由選擇裝置所選擇的樣本層析圖像的心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)，來(lái)產(chǎn)生層析圖像。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可以從與各個(gè)樣本層析圖像相對(duì)應(yīng)的心臟時(shí)間相位中選擇最合適的心臟時(shí)間相位，因此可以減少運(yùn)動(dòng)假象的量。
附帶地，為了選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位，樣本層析圖像具有包括至少觀察部分，即所謂所關(guān)心區(qū)域的圖像尺寸就足夠了。因此，可以將樣本層析圖像的圖像尺寸設(shè)置為小于層析圖像的尺寸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以減少重構(gòu)樣本層析圖像所需的算術(shù)運(yùn)算時(shí)間，并且增加樣本層析圖像產(chǎn)生速度，從而可以在短時(shí)間內(nèi)獲得所關(guān)心部分的、具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。
在這種情況下，可以對(duì)選擇裝置進(jìn)行設(shè)置，以使其計(jì)算在任意成像位置處的所選擇區(qū)域內(nèi)的、具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像中的每一個(gè)的CT值的積分值，并選擇具有最小波動(dòng)的CT值的積分值的樣本層析圖像，使其選擇具有最大相關(guān)性的心臟時(shí)間相位中的樣本層析圖像，或確定具有相鄰心臟時(shí)間相位的層析圖像的CT值的積分值之間的差別，并且選擇具有最小差別的樣本層析圖像。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以在任意位置處獲得具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位。
另外，由于在這種情況下，還利用在多個(gè)心跳周期上所獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)重構(gòu)層析圖像，因此，所述X射線CT設(shè)備可以包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在多個(gè)心跳周期上獲得的投影數(shù)據(jù)；以及投影數(shù)據(jù)合成裝置，用于讀取與由選擇裝置所選擇的樣本層析圖像的心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)并合成該投影數(shù)據(jù)，并且圖像重構(gòu)裝置可以重構(gòu)由投影數(shù)據(jù)合成裝置所合成的投影數(shù)據(jù)。
此外，可以在心跳周期上，以均勻或相等的時(shí)間間隔來(lái)產(chǎn)生樣本層析圖像。然而，可以檢測(cè)預(yù)先預(yù)測(cè)以包括靜態(tài)心臟時(shí)間相位的心臟時(shí)間相位的范圍，并且可以僅在該范圍內(nèi)或至少在該范圍內(nèi)的密集時(shí)間間隔處，產(chǎn)生樣本層析圖像。因此，所述樣本層析圖像產(chǎn)生裝置在根據(jù)心跳信息和預(yù)先確定的靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)所確定的預(yù)定心臟時(shí)間相位范圍內(nèi)，產(chǎn)生多個(gè)樣本層析圖像。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以快速地檢測(cè)靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并且可以在短時(shí)間內(nèi)獲得具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。
在這種情況下，還針對(duì)對(duì)象的不同部分，準(zhǔn)備相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且所述檢測(cè)裝置可以設(shè)置有輸入裝置，用于設(shè)置預(yù)定部分。此外，所述相關(guān)性數(shù)據(jù)至少包括心跳速率和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的方框結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出了從心電圖儀中所獲得的心跳信息的特性圖；圖3是示出了靜態(tài)心臟時(shí)間相位和心跳速率之間關(guān)系的靜態(tài)心臟時(shí)間相位的特性圖；圖4是示出了由圖1所示的X射線CT設(shè)備獲取層析圖像的處理的流程圖；圖5是圖1所示的X射線CT設(shè)備中的顯示設(shè)備的主視圖；圖6是示出了由圖1所示的X射線CT設(shè)備獲取層析圖像的另一處理的流程圖；圖7是當(dāng)執(zhí)行圖6所示的處理時(shí)，顯示設(shè)備的主視圖；圖8是詳細(xì)解釋圖6所示的處理的過(guò)程圖；以及圖9是示出了其中產(chǎn)生多個(gè)層析圖像的n個(gè)類型的心臟時(shí)間相位的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)的方框結(jié)構(gòu)圖。
所述X射線CT設(shè)備包括掃描儀機(jī)架單元2，用于照射和檢測(cè)X射線；圖像處理設(shè)備7，用于根據(jù)由掃描儀機(jī)架單元2所檢測(cè)到的測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，并將該投影數(shù)據(jù)處理為CT圖像信號(hào)；以及顯示設(shè)備5，用于輸出CT圖像。掃描儀機(jī)架單元2包括旋轉(zhuǎn)盤8，由測(cè)量控制設(shè)備11所控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；X射線管1，安裝在旋轉(zhuǎn)盤8上；準(zhǔn)直器9，與X射線管1相連，用于控制X射線流的方向；以及X射線檢測(cè)器4，安裝在旋轉(zhuǎn)盤8上。此外，從X射線管1中所產(chǎn)生的X射線的強(qiáng)度受到由具有輸入設(shè)備13的計(jì)算機(jī)12操作的測(cè)量控制設(shè)備11的控制。相反，圖像處理設(shè)備7與用于獲取對(duì)象的心跳波形的心電圖儀6相連。
圖像處理設(shè)備7包括以下裝置的各種功能計(jì)算裝置7a、投影數(shù)據(jù)形成裝置7b、層析圖像創(chuàng)建裝置7c、樣本層析圖像創(chuàng)建裝置7d、選擇裝置7e、理想層析圖像重排處理裝置7f等。計(jì)算裝置7a是檢測(cè)裝置，用于根據(jù)在基于在成像時(shí)所獲取的對(duì)象的心跳信息對(duì)任意位置或切片進(jìn)行成像的時(shí)間處的R波的間隔，計(jì)算對(duì)象的心跳速率，根據(jù)所述心跳速率，計(jì)算在切片上的任意身體部分處具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并且檢測(cè)靜態(tài)心臟時(shí)間相位。投影數(shù)據(jù)形成裝置70b形成或合成通過(guò)組合與由計(jì)算裝置7a所計(jì)算出的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)而獲得的、以及在圖像重排算術(shù)運(yùn)算所需的投影角度范圍中的多個(gè)心跳周期上所獲得的投影數(shù)據(jù)。層析圖像創(chuàng)建裝置7c根據(jù)由投影數(shù)據(jù)形成裝置7b通過(guò)圖像重構(gòu)所獲得的投影數(shù)據(jù)，創(chuàng)建或產(chǎn)生在任意成像位置上的層析圖像。樣本層析圖像創(chuàng)建裝置7d創(chuàng)建多個(gè)層析圖像，換句話說(shuō)，在已經(jīng)在以上任意成像位置上經(jīng)受了重排處理的重排后的圖像上的不同心臟時(shí)間相位中，創(chuàng)建在以上成像位置處的樣本層析圖像。選擇裝置7e從由樣本層析圖像創(chuàng)建裝置7d所創(chuàng)建的多個(gè)層析圖像中選擇具有最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的層析圖像。理想層析圖像重排處理裝置7f通過(guò)使由選擇裝置7e所選擇的層析圖像經(jīng)受理想層析圖像重排處理，來(lái)創(chuàng)建理想層析圖像。
當(dāng)從如圖所示的X射線管1中將X射線照射到躺在患者臺(tái)3上的對(duì)象時(shí)，由準(zhǔn)直器9向X射線提供方向性，并且由X射線檢測(cè)器4來(lái)檢測(cè)該X射線。此時(shí)，利用X射線檢測(cè)器4來(lái)檢測(cè)X射線，同時(shí)通過(guò)圍繞對(duì)象來(lái)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤8來(lái)改變照射X射線的方向。將如上所述所檢測(cè)到的測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到圖像處理設(shè)備7。圖像處理設(shè)備7根據(jù)由心電圖儀6所測(cè)量到的對(duì)象的心跳信息和從測(cè)量控制設(shè)備11中獲得的成像狀態(tài)，形成具有少量運(yùn)動(dòng)假象的投影數(shù)據(jù)，將投影數(shù)據(jù)重構(gòu)為CT圖像，并將該CT圖像輸出到顯示設(shè)備5。
已知的是，靜態(tài)心臟時(shí)間相位根據(jù)心臟的一部分和心臟附近的一部分而不同。另外，還已知的是，靜態(tài)心臟時(shí)間相位受到對(duì)象的心跳速率的影響，并且存在如圖3所示的關(guān)系。圖3示出了靜態(tài)心臟時(shí)間相位的特性圖，引用于日本放射線技術(shù)學(xué)會(huì)的第57界全體大會(huì)的學(xué)術(shù)研討會(huì)上的一般性報(bào)告No.293“Initial Experience of Heart CT byCardiac-Synchronized Rearrangement Method Using Multi-SlicedCT”。在圖3中，橫軸示出了對(duì)象的心跳速率，而豎軸以百分比示出了相鄰R波之間的相對(duì)位置。如圖3所示，諸如分支環(huán)流a、前降支b、右冠狀動(dòng)脈c等各個(gè)部分具有以下趨勢(shì)心跳速率的增加會(huì)增加靜態(tài)心臟時(shí)間相位的百分比。此外，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)心臟時(shí)間相位在各個(gè)部分中具有不同的增加率。此外，圖3中的靜態(tài)心臟時(shí)間相位完全地示出了普通患者的趨勢(shì)，并且其根據(jù)作為成像對(duì)象的患者的個(gè)體差別和患者的健康狀態(tài)而變化。
當(dāng)從圖3所示的趨勢(shì)中發(fā)現(xiàn)了在成像時(shí)由心電圖儀6測(cè)量出的對(duì)象的心跳速率時(shí)，可以確定操作員所關(guān)注的心臟的一部分或心臟附近的一部分的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并且可以通過(guò)重構(gòu)在靜態(tài)心臟時(shí)間相位中成像的投影數(shù)據(jù)，在操作員所關(guān)注的位置處獲得具有最少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。
圖4是示出了直到由上述X射線CT設(shè)備獲得了少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像為止，操作步驟的流程圖。
首先，在步驟S1，由圖像處理設(shè)備7讀取由心電圖儀6測(cè)量出的心跳信息。在步驟S2，圖像處理設(shè)備7的計(jì)算裝置7a計(jì)算在根據(jù)這樣讀取的心跳信息來(lái)成像時(shí)的對(duì)象的心跳速率。接下來(lái)，在步驟S3，操作員通過(guò)輸入設(shè)備13指定應(yīng)關(guān)注的部分。圖像處理設(shè)備7預(yù)先確定心臟的各個(gè)部分和心臟附近的各個(gè)部分的如圖3所示的心跳速率和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的關(guān)系，所述心臟的各個(gè)部分為右冠狀動(dòng)脈、左冠狀動(dòng)脈、分支環(huán)路等，而所述心臟附近的各個(gè)部分為肺動(dòng)脈、肺靜脈、肺野(lungfield)等，并且將該關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(此后，稱之為靜態(tài)心臟時(shí)間相位數(shù)據(jù))，并且在步驟S4，讀取在步驟S2處計(jì)算出的患者的心跳速率、以及存儲(chǔ)到圖像處理設(shè)備7的受到關(guān)注部分的靜態(tài)心臟時(shí)間相位數(shù)據(jù)，以及，在步驟S5，計(jì)算裝置7a從其中計(jì)算出受到關(guān)注部分的靜態(tài)心臟時(shí)間相位。此時(shí)，通過(guò)在顯示設(shè)備5的用戶界面5a上顯示在圖像處理設(shè)備7中所存儲(chǔ)的靜態(tài)心臟時(shí)間相位的數(shù)據(jù)名稱，并且利用輸入設(shè)備13選擇所指定的部分16a到16n，來(lái)指定受到關(guān)注的部分，從而使操作員可以順利地選擇受到關(guān)注的部分。
接下來(lái)，在步驟S6，圖像處理設(shè)備7的投影數(shù)據(jù)形成裝置7b形成了根據(jù)心跳信息對(duì)在靜態(tài)心臟時(shí)間相位中成像的任意切片位置處的圖像進(jìn)行重構(gòu)所需的投影角度范圍內(nèi)的投影數(shù)據(jù)。在這種情況下，從不同的掃描數(shù)據(jù)中收集具有相同心臟時(shí)間相位的投影數(shù)據(jù)的方法提高了時(shí)間分辨率。在步驟S7，這樣形成的投影數(shù)據(jù)經(jīng)受了由層析圖像創(chuàng)建裝置7c所進(jìn)行的圖像重構(gòu)，并且在步驟S8，將其繪制在顯示設(shè)備5上。這些過(guò)程使得即使在操作員所關(guān)注的部分處，也獲得了具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。
由于靜態(tài)心臟時(shí)間相位根據(jù)觀察患者和患者的健康狀態(tài)而變化，因此，甚至可以由圖4所示的方法來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)假象。將參考圖6所示的流程圖來(lái)解釋即使在上述情況下，也允許在任意切片位置處獲取具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像的方法。
首先，在步驟S1，在顯示設(shè)備5上顯示在任意切片位置處的層析圖像。接下來(lái)，在步驟S2，操作員利用如圖7所示的輸入設(shè)備13，指定受到關(guān)注部分16的范圍。盡管所述范圍最好盡可能小以減少算術(shù)運(yùn)算上的負(fù)荷并縮短產(chǎn)生樣本層析圖像所需的時(shí)間，優(yōu)選地，設(shè)置所述范圍，從而使在至少一個(gè)心跳周期上所觀察到的部分不位于由于心跳而造成的身體運(yùn)動(dòng)的范圍之外。接下來(lái)，在步驟S3，圖像處理設(shè)備7的樣本層析圖像創(chuàng)建裝置7d在如圖8所示的任意切片位置處，創(chuàng)建在不同心臟時(shí)間相位中的投影數(shù)據(jù)，并且在層析圖像上，使各個(gè)投影數(shù)據(jù)僅在先前的步驟處所指定的層析圖像的范圍內(nèi)經(jīng)受到圖像重構(gòu)處理。在圖8中，在n種心臟時(shí)間相位中產(chǎn)生了投影數(shù)據(jù)，并且各個(gè)投影數(shù)據(jù)僅在所選擇的范圍內(nèi)經(jīng)受到圖像重構(gòu)，從而在n種心臟時(shí)間相位中獲得了樣本層析圖像。圖9是示出了心跳波形和n(n是整數(shù))個(gè)類型的心臟時(shí)間相位之間的關(guān)系的視圖。如圖9所示，n個(gè)類型的心臟時(shí)間相位的每一個(gè)是當(dāng)將一個(gè)心跳周期等分為n段之后，在每一個(gè)間隔處所出現(xiàn)的心臟時(shí)間相位。由于僅在所選擇的范圍內(nèi)執(zhí)行圖像重構(gòu)處理，因此，與整個(gè)圖像區(qū)域經(jīng)受到圖像重構(gòu)處理的情況相比，減少了算術(shù)運(yùn)算時(shí)間。例如，當(dāng)指定了其范圍的區(qū)域，即樣本圖像的尺寸是64×64像素，相對(duì)于具有諸如512×512像素的層析圖像時(shí)，將算術(shù)運(yùn)算時(shí)間減少到1/64。
接下來(lái)，在步驟S4，選擇裝置7e從具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)重構(gòu)的層析圖像中選擇具有最少量運(yùn)動(dòng)假象的、心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像?？梢栽O(shè)想采用以下的方法作為選擇裝置7e。為了選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像，在指定范圍內(nèi)的所關(guān)心區(qū)域(ROI)中，確定各個(gè)重構(gòu)圖像中的每一個(gè)的CT值的積分值。這樣得到的積分值在每一個(gè)心臟時(shí)間相位中發(fā)生變化，并且所關(guān)注的結(jié)果的更大量的變動(dòng)導(dǎo)致了積分值的更大量的變化。換句話說(shuō)，具有少量積分值變化的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像是在由操作員所選擇的范圍內(nèi)的部分中，具有包含最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位的重構(gòu)圖像。利用上述方法來(lái)選擇具有最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像。
另外，為了選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像，選擇裝置7e確定每一個(gè)重構(gòu)圖像之前和之后的心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性。針對(duì)每一個(gè)圖像所獲得的這樣產(chǎn)生的相關(guān)性根據(jù)心臟時(shí)間相位而變化，并且受關(guān)注部分的更大量的變動(dòng)更加減小了相關(guān)性。即，在具有最大相關(guān)性的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像是在由操作員所選擇的范圍內(nèi)的部分中，具有包含最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位的重構(gòu)圖像。
此外，為了選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像，選擇裝置7e確定在各個(gè)重構(gòu)圖像中，前面和后面的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像的CT值之間的差別。各個(gè)圖像之間的差別在每一個(gè)心臟時(shí)間相位中發(fā)生變化，并且所關(guān)注結(jié)果的更大量的變動(dòng)導(dǎo)致了更大的差別。即，具有最少量差別的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像是在由操作員所選擇的范圍內(nèi)的部分中，具有包含最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位的重構(gòu)圖像。
利用上述選擇裝置7e來(lái)選擇具有最少量運(yùn)動(dòng)假象的心臟時(shí)間相位中的重構(gòu)圖像。由于所選擇的層析圖像僅在由操作員所指定的范圍內(nèi)經(jīng)受到圖像重構(gòu)，在步驟S5，利用圖像處理設(shè)備7的理想層析圖像重排處理裝置7f來(lái)執(zhí)行圖像重構(gòu)，并且在顯示設(shè)備5上繪制這樣得到的理想層析圖像。如上所述，即使靜態(tài)心臟時(shí)間相位發(fā)生變化，也可以在任意的切片位置處獲取具有少量運(yùn)動(dòng)假象的層析圖像。
應(yīng)該注意，盡管上述實(shí)施例僅涉及在任意切片位置處的二維層析圖像，但是顯然，通過(guò)在多個(gè)切片位置處重復(fù)執(zhí)行類似處理，并利用多個(gè)這樣得到的層析圖像，可以在受關(guān)注部分中獲得具有少量運(yùn)動(dòng)假象的三維圖像。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的X射線CT設(shè)備，根據(jù)心跳速率，可以在身體的任意部分中獲得具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，而且，考慮到各個(gè)身體部分來(lái)獲得靜態(tài)心臟時(shí)間相位。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)，在受到關(guān)注部分中獲得具有少量由于心跳造成的運(yùn)動(dòng)假象的心臟的層析圖像。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT設(shè)備，用于通過(guò)重構(gòu)掃描對(duì)象的預(yù)定切片所獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像，其特征在于所述設(shè)備包括檢測(cè)裝置，用于根據(jù)與投影數(shù)據(jù)相關(guān)的所獲得的心跳信息，檢測(cè)在對(duì)象的預(yù)定部分中、具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位；以及圖像重構(gòu)裝置，用于通過(guò)重構(gòu)與由檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述檢測(cè)裝置根據(jù)心跳信息和預(yù)先針對(duì)每一個(gè)對(duì)象確定的靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，來(lái)檢測(cè)所述靜態(tài)心臟時(shí)間相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于針對(duì)對(duì)象的每一個(gè)不同部分，準(zhǔn)備所述相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且檢測(cè)裝置包括輸入裝置，用于設(shè)置預(yù)定部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述相關(guān)性數(shù)據(jù)至少包括心跳速率和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在多個(gè)心跳周期上獲得的投影數(shù)據(jù)；以及投影數(shù)據(jù)合成裝置，用于讀取與由檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)并合成該投影數(shù)據(jù)，其中，圖像重構(gòu)裝置重構(gòu)由投影數(shù)據(jù)合成裝置所合成的投影數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述檢測(cè)裝置包括樣本層析圖像重排裝置，用于根據(jù)投影數(shù)據(jù)和心跳信息來(lái)產(chǎn)生具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像；以及選擇裝置，用于從多個(gè)樣本層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的樣本層析圖像，其中，圖像重構(gòu)裝置通過(guò)重構(gòu)與由選擇裝置所選擇的樣本層析圖像的心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)，產(chǎn)生層析圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于將樣本層析圖像的圖像尺寸設(shè)置為小于層析圖像的尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于選擇裝置計(jì)算在預(yù)定區(qū)域內(nèi)的多個(gè)樣本層析圖像中的每一個(gè)的CT值的積分值，并選擇具有最小波動(dòng)的CT值的積分值的樣本層析圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于選擇裝置確定在具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)層析圖像中，具有相鄰心臟時(shí)間相位的樣本層析圖像之間的相關(guān)性，并且選擇具有最大相關(guān)性的樣本層析圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于選擇裝置計(jì)算在預(yù)定區(qū)域中具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像中的每一個(gè)的CT值的積分值，確定具有相鄰心臟時(shí)間相位的樣本層析圖像的CT值的積分值之間的差別，并且選擇具有最小差別的樣本層析圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在多個(gè)心跳周期上獲得的投影數(shù)據(jù)；以及投影數(shù)據(jù)合成裝置，用于讀取與由選擇裝置所選擇的樣本層析圖像的心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)并合成該投影數(shù)據(jù)，其中，圖像重構(gòu)裝置重構(gòu)由投影數(shù)據(jù)合成裝置所合成的投影數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述樣本層析圖像產(chǎn)生裝置在根據(jù)心跳信息和預(yù)先確定的靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)所確定的預(yù)定心臟時(shí)間相位范圍內(nèi)，產(chǎn)生多個(gè)樣本層析圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于針對(duì)對(duì)象的每一個(gè)不同部分，準(zhǔn)備相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且所述檢測(cè)裝置包括輸入裝置，用于設(shè)置預(yù)定部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT設(shè)備，其特征在于所述相關(guān)性數(shù)據(jù)至少包括心跳速率和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性。
15.一種X射線CT成像方法，用于通過(guò)重構(gòu)掃描對(duì)象的預(yù)定切片而獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像，其特征在于根據(jù)與投影數(shù)據(jù)相關(guān)的所獲得的心跳信息，在對(duì)象的預(yù)定部分中檢測(cè)具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位，并且通過(guò)重構(gòu)與檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線CT成像方法，其特征在于針對(duì)每一個(gè)對(duì)象，預(yù)先獲得心跳信息和心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所述相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)靜態(tài)心臟時(shí)間相位。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線CT成像方法，其特征在于根據(jù)投影數(shù)據(jù)和心跳信息，產(chǎn)生具有不同心臟時(shí)間相位的多個(gè)樣本層析圖像，從多個(gè)樣本層析圖像中選擇具有少量運(yùn)動(dòng)假象的樣本層析圖像，并且使用與所選擇的樣本層析圖像相對(duì)應(yīng)的心臟時(shí)間相位作為靜態(tài)心臟時(shí)間相位。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的X射線CT成像方法，其特征在于將樣本層析圖像的圖像尺寸設(shè)置為小于層析圖像的尺寸。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的X射線CT成像方法，其特征在于針對(duì)每一個(gè)對(duì)象，獲得心跳信息和靜態(tài)心臟時(shí)間相位之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，并且在根據(jù)相關(guān)性數(shù)據(jù)所確定的預(yù)定心臟時(shí)間相位范圍內(nèi)，產(chǎn)生多個(gè)樣本圖像。
全文摘要
一種X射線CT設(shè)備和方法，為了減小用于通過(guò)重構(gòu)掃描對(duì)象的預(yù)定切片所獲得的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像的X射線CT設(shè)備中的心臟層析圖像的假象的量，提出了一種X射線CT設(shè)備，具有檢測(cè)裝置，用于根據(jù)與投影數(shù)據(jù)相關(guān)的所獲得的心跳信息，檢測(cè)在對(duì)象的預(yù)定部分中、具有少量運(yùn)動(dòng)假象的靜態(tài)心臟時(shí)間相位；以及圖像重構(gòu)裝置，用于通過(guò)重構(gòu)與由檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的靜態(tài)心臟時(shí)間相位相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生層析圖像。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1615104SQ0380210
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月10日
發(fā)明者國(guó)分博人, 宮崎靖 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥