專利名稱：：圖像顯示設(shè)備和x射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種醫(yī)療X射線CT(計(jì)算機(jī)斷層成像)設(shè)備或圖像顯示設(shè)備和X射線CT設(shè)備，其中每一個(gè)可改善三維圖像顯示的圖像質(zhì)量，該圖像通過在工業(yè)X射線CT設(shè)備中執(zhí)行的傳統(tǒng)掃描(也稱“軸向掃描”)、電影掃描、螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)(shuttle)掃描，而由連續(xù)的斷層圖像組成。
背景技術(shù)：
：迄今為止，對(duì)應(yīng)于三維圖像顯示方法之一的MPR(多平面重定格式)顯示已經(jīng)在對(duì)應(yīng)于X射線CT設(shè)備工作臺(tái)移動(dòng)方向的z方向上連續(xù)的斷層圖像上實(shí)現(xiàn)，該X射線CT設(shè)備利用多行X射線檢測(cè)器或利用由典型地是平板形成的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器，而且xz平面或xy平面的MPR顯示已經(jīng)被執(zhí)行，如圖15所示。在這種情況下產(chǎn)生這樣的問題，即當(dāng)對(duì)xy平面的斷層圖像施加上了或?qū)崿F(xiàn)了z方向的自適應(yīng)圖像濾波時(shí)，盡管帶來了例如xy平面的S/N改善，偽跡(artifact)減少等效果，但空間分辨率在z方向上會(huì)降低，圖像質(zhì)量相對(duì)于xz平面或yz平面的MPR顯示圖像的圖像質(zhì)量降低。但是，在具有多行X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中或具有由典型的平板形成的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中，隨著X射線錐形束的錐形角變大且每個(gè)檢測(cè)器通道變小，斷層圖像層會(huì)變薄。在X射線劑量不變的情況下，斷層圖像的S/N有變差的趨勢(shì)。但是，X射線劑量不會(huì)按照受檢者的X射線輻照量而增加。因此，薄的斷層圖像的每個(gè)像素的S/N得以改善，以及不降低其空間分辨率的自適應(yīng)圖像濾波器得以確定。另一方面，每個(gè)像素可以從MPR顯示的xy平面、yz平面和xz平面的不同方向觀察到，該MPR顯示對(duì)應(yīng)于三維像素顯示之一。因此，當(dāng)在給定的固定方向上施加自適應(yīng)圖像濾波器時(shí)，空間分辨率的降低會(huì)出現(xiàn)在xy平面、yz平面和xz平面的任何一個(gè)平面上。因此，需要自適應(yīng)圖像濾波器隨顯示的動(dòng)態(tài)改變和視線方向而改變動(dòng)態(tài)施加的方向。這時(shí)，自適應(yīng)圖像濾波器可在顯示時(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地施加。
發(fā)明內(nèi)容鑒于前述內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像顯示設(shè)備和X射線CT設(shè)備，其中每一個(gè)能夠顯示三維顯示圖像，即使從三維地顯示一個(gè)三維圖像的任何視線方向來看，它都具有改善的S/N、減少的偽跡和不降低的空間分辨率，該三維圖像通過X射線CT設(shè)備的傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)、電影掃描、螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描而對(duì)應(yīng)于連續(xù)斷層圖像，該X射線CT設(shè)備具有二維X射線區(qū)域檢測(cè)器，該二維X射線區(qū)域檢測(cè)器典型地由多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器形成矩陣結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，在以三維方式顯示三維圖像時(shí)，當(dāng)一個(gè)具有典型地由多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器形成的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備以傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)、電影掃描、螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描而產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于連續(xù)斷層圖像的用于在二維監(jiān)視器上顯示三維圖像的二維圖像時(shí)，如果在其顯示方向、其視線方向或不平行于其二維圖像平面的方向施加了圖像濾波器或自適應(yīng)圖像濾波器，則可實(shí)現(xiàn)S/N的改善和偽跡的減少而不會(huì)識(shí)別出圖像空間分辨率的降低。這樣，如果能夠把執(zhí)行改善S/N并減少偽跡的自適應(yīng)圖像濾波器加到與二維圖像正交或不平行的方向，以便在二維監(jiān)視器上顯示三維圖像，其中表示類似MPR圖像的三維圖像的二維圖像的S/N得以改善，偽跡得以減少，那么由于這種方向引起的視線方向，不會(huì)在二維圖像上認(rèn)識(shí)到空間分辨率的降低，即使空間分辨率因自適應(yīng)圖像濾波器而確實(shí)降低了。這樣，上述問題通過提供一種圖像顯示設(shè)備和X射線CT設(shè)備得以解決，它們的特征在于，通過動(dòng)態(tài)提供在所有時(shí)間都考慮到視線方向的自適應(yīng)圖像濾波器，可實(shí)現(xiàn)S/N的改善和偽跡的減少而不會(huì)降低空間分辨率。在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于顯示從三維圖像提取的二維圖像的圖像顯示設(shè)備，包括圖像濾波處理裝置，用于對(duì)三維圖像執(zhí)行圖像濾波處理，其中所述圖像濾波處理根據(jù)要顯示的所述二維圖像的橫截面方向而變化。在根據(jù)第一方面的圖像顯示設(shè)備中，自適應(yīng)圖像濾波器或能夠改善S/N和減少偽跡的圖像濾波器被施加到這樣的方向，在該方向下根據(jù)在三維圖像的部分顯示上的三維圖像的顯示部分方向，在三維圖像部分不會(huì)認(rèn)識(shí)到空間分辨率的降低，從而可能改善S/N并減少偽跡而無須降低空間分辨率。在第二方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，包括用于獲取X射線投影數(shù)據(jù)的X射線數(shù)據(jù)獲取裝置，X射線投影數(shù)據(jù)通過位于X射線發(fā)生器和二維X射線區(qū)域檢測(cè)器之間的受檢者被發(fā)送，該X射線區(qū)域檢測(cè)器用于檢測(cè)與X射線發(fā)生器相對(duì)的X射線，與此同時(shí)X射線發(fā)生器和二維X射線區(qū)域檢測(cè)器圍繞對(duì)應(yīng)于所述位置的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)；用于重建投影數(shù)據(jù)的圖像重建裝置，該投影數(shù)據(jù)從X射線數(shù)據(jù)獲取裝置獲??；用于顯示經(jīng)過圖像重建的斷層圖像的圖像顯示裝置；以及成像條件設(shè)定裝置，用于設(shè)定執(zhí)行所述獲取和所述顯示的成像條件，其中該圖像顯示裝置包括圖像濾波處理裝置，用于顯示從三維圖像中提取的二維圖像，該三維圖像由在z方向上連續(xù)的斷層圖像構(gòu)成，z方向?qū)?yīng)于受檢者所在的支架移動(dòng)的方向，其中所述圖像濾波處理根據(jù)要顯示的所述二維圖像的橫截面方向變化。在按照第二方面的X射線CT設(shè)備中，經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP(最大強(qiáng)度投影)顯示的圖像以及再投影顯示的圖像中的任一個(gè)被轉(zhuǎn)換為二維圖像并顯示在二維監(jiān)視器上。也就是說，存在一個(gè)相對(duì)于二維圖像的視線方向。空間分辨率的降低在視線方向上是不能可見地識(shí)別的。因此，自適應(yīng)圖像濾波器或能夠改善S/N并減少偽跡的圖像濾波器被施加到不能注意到空間分辨率降低的方向上，從而使改善S/N并減少偽跡成為可能，且不會(huì)降低空間分辨率。在第三方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二方面的X射線CT設(shè)備中，所述圖像濾波處理改變用于圖像濾波處理的圖像濾波系數(shù)。在按照第三方面的X射線CT設(shè)備中，圖像顯示裝置以這樣的方式調(diào)整圖像濾波系數(shù)，即在視線方式上觀看時(shí)S/N的改善和偽跡的減少可在經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像上得以實(shí)現(xiàn)，從而可能不會(huì)在視線方向上觀察到空間分辨率的降低。在第四方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二或第三方面的X射線CT設(shè)備中，所述圖像濾波處理裝置在要顯示的所述二維圖像的橫截面方向的垂直方向上執(zhí)行圖像濾波處理。在按照第四方面的X射線CT設(shè)備中，經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像被圖像顯示裝置轉(zhuǎn)換為二維圖像，然后在監(jiān)視器上顯示。然而，視線方向通常對(duì)應(yīng)于與監(jiān)視器顯示平面相垂直的方向，即與在每個(gè)監(jiān)視器上顯示的二維圖像平面相垂直的方向。因此，自適應(yīng)圖像濾波器或者能夠改善S/N并減少偽跡的圖像濾波器被施加到與每個(gè)經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像的平面垂直的方向上，從而使改善S/N并減少偽跡成為可能，而不會(huì)降低從視線方向觀察的空間分辨率。在第五方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第四方面的任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，所述圖像濾波處理裝置利用自適應(yīng)圖像濾波器執(zhí)行圖像濾波處理，自適應(yīng)圖像濾波器適合于要受到圖像濾波處理的所研究的像素和鄰近于所研究的像素的相鄰像素的圖像特征數(shù)量。在按照第五方面的X射線CT設(shè)備中，從視線方向來看，圖像濾波器通過圖像濾波處理裝置施加到每個(gè)經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像，從而使視線方向上的空間分辨率質(zhì)量沒有變壞。從視線方向來看，當(dāng)施加上了改善S/N和減少偽跡的圖像濾波器時(shí)，對(duì)施加上圖像濾波器的各像素是根據(jù)對(duì)該圖像濾波器所研究的像素和它的相鄰像素的圖像特征數(shù)量而選定的，從而適配于相鄰像素的自適應(yīng)圖像濾波器的使用進(jìn)一步限制空間分辨率的降低，從而可能帶來改善S/N和減少偽跡的效果。在第六方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第五方面的X射線CT設(shè)備中，圖像特征數(shù)量包含所研究的像素和相鄰像素的CT值。在按照第六方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)按視線方向來看時(shí)，在自適應(yīng)圖像濾波器被加到經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像中的每一個(gè)時(shí)，施加上了圖像濾波器的像素按照?qǐng)D像特征數(shù)量被選定，從而施加上適合于每個(gè)相鄰像素的自適應(yīng)圖像濾波器。即使所研究的像素及其相鄰像素的CT值被用作圖像特征數(shù)量時(shí)，也可充分地達(dá)到效果。在第七方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第五或第六方面的X射線CT設(shè)備中，圖像特征數(shù)量包含所研究的像素和相鄰像素的CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在按照第七方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)自適應(yīng)圖像濾波器施加到相對(duì)于經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像中的每一個(gè)的視線方向上時(shí)，施加上了圖像濾波器的像素是按照?qǐng)D像特征數(shù)量而選定的，從而施加上了適合于每個(gè)相鄰像素的自適應(yīng)圖像濾波器。即使所研究的像素及其相鄰像素的標(biāo)準(zhǔn)偏差值被用作圖像特征數(shù)量時(shí)，也可充分地達(dá)到效果。在第八方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第七方面任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，二維圖像是MPR(多平面重定格式)圖像或MIP(最大強(qiáng)度投影)圖像。在按照第八方面的X射線CT設(shè)備中，對(duì)應(yīng)于經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像的其它三維顯示圖像的體積繪制三維顯示圖像和MIP顯示圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像被壓縮為二維圖像并顯示，其中包括關(guān)于三維圖像深度像素的信息，其中該MPR顯示的圖像特別是一個(gè)通過切割對(duì)應(yīng)于連續(xù)斷層圖像的三維斷層圖像的給定平面而獲得的無深度的圖像。因此，視線方向或垂直于顯示平面的方向可被明確規(guī)定，從而顯示圖像濾波器或自適應(yīng)圖像濾波器的效果的方向容易被限定。因此可能有效地改善S/N并減少偽跡而不會(huì)降低空間分辨率。在第九方面，本發(fā)明提供了一種×射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第八方面任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，圖像濾波處理裝置利用三維圖像濾波器執(zhí)行圖像濾波處理。在按照第九方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像在監(jiān)視器上顯示時(shí)，垂直于監(jiān)視器的方向或視線方向可取三維空間中的任何方向。因此，圖像濾波器或自適應(yīng)圖像濾波器最好也可自由地在三維中選擇有效的方向。因此，如果圖像濾波器或自適應(yīng)圖像濾波器是三維圖像濾波器，則可適用于任何方向，而且可有效地改善S/N并減少偽跡而無須降低空間分辨率。在第十方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第八方面任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，圖像濾波處理裝置利用二維圖像濾波器或一維圖像濾波器執(zhí)行圖像濾波處理。在按照第十方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)經(jīng)過圖像重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像在監(jiān)視器上顯示時(shí)，垂直于監(jiān)視器的方向或視線方向可以在某種程度上加以限制。因此，如果圖像濾波器或自適應(yīng)圖像濾波器也是二維圖像濾波器或一維圖像濾波器，則可改善S/N并減少偽跡而無須降低垂直于三維顯示圖像、MPR顯示圖像以及作為二維圖像在監(jiān)視器上顯示的MIP處理的圖像中的每一個(gè)的方向上或者視線方向上的空間分辨率。在第十一方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第十方面任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，圖像濾波處理裝置在所述圖像被顯示時(shí)隨著要顯示的圖像的橫截面方向的變化，動(dòng)態(tài)地改變圖像濾波處理。在按照第十一方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)重建的斷層圖像或者三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像在監(jiān)視器上顯示而視線在不同方向上移動(dòng)時(shí)，視線方向被跟蹤且圖像濾波處理在所有時(shí)間按照視線方向被動(dòng)態(tài)地實(shí)施，從而可以把通過處理而在視線方向上的空間分辨率降低設(shè)定成使其無法識(shí)別。利用這種方法，可改善S/N并減少偽跡而無須降低空間分辨率。在第十二方面，本發(fā)明提供了一種X射線CT設(shè)備，其中在按照第二至第十一方面任何一個(gè)的X射線CT設(shè)備中，圖像濾波處理裝置包括優(yōu)化裝置，用于在顯示所述圖像時(shí)優(yōu)化三維圖像的圖像濾波處理的處理方向。在按照第十二方面的X射線CT設(shè)備中，當(dāng)重建的斷層圖像或著三維顯示的圖像、MPR顯示的圖像、MIP顯示的圖像以及再投影顯示的圖像在監(jiān)視器上顯示時(shí)，即使在受檢者的三維圖像以不同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可搜索出總是與視線方向相匹配的優(yōu)化方向，而且可應(yīng)用二維圖像濾波器，其中有效方向與優(yōu)化方向匹配。因此可能改善S/N并減少偽跡而無須降低空間分辨率。按照本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備或X射線CT設(shè)備，可帶來有利的效果，即能夠?qū)崿F(xiàn)一種X射線CT設(shè)備，其中X射線CT設(shè)備具有矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器，該矩陣結(jié)構(gòu)典型地由多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器進(jìn)行分類，當(dāng)與該X射線CT設(shè)備以傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)、電影掃描，螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描的連續(xù)的斷層圖像相對(duì)應(yīng)的三維圖像被以三維方式顯示時(shí)，可以顯示三維圖像，其中從任一視線方向觀看時(shí)S/N得到改進(jìn)，偽跡被減少，而該三維圖像的空間分辨率不降低。圖1是表示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的方框圖。圖2是表示從xy平面觀察時(shí)，X射線發(fā)生器(X射線管)和多行X射線檢測(cè)器的說明圖。圖3是表示從yz平面觀察，X射線發(fā)生器(X射線管)和多行X射線檢測(cè)器的說明圖。圖4是描述受檢者成像流程的流程圖。圖5是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的圖像重建的示意性操作的流程圖。圖6是表示預(yù)處理細(xì)節(jié)的流程圖。圖7是描述三維圖像重建過程的細(xì)節(jié)的流程圖。圖8是表示重建區(qū)域上的線在X射線穿透方向上投影的狀態(tài)的概念圖。圖9是表示在X射線檢測(cè)器表面上投影的線的概念圖。圖10是表示投影數(shù)據(jù)Dr(視圖，x，y)在重建區(qū)域上投影的狀態(tài)的概念圖。圖11是表示對(duì)應(yīng)于重建區(qū)域上的各個(gè)像素的反投影像素?cái)?shù)據(jù)D2的概念圖。圖12是表示對(duì)應(yīng)于所有視圖上的像素，將反投影像素?cái)?shù)據(jù)D2加在一起，從而獲得反投影像素?cái)?shù)據(jù)D3的狀態(tài)的說明圖。圖13是表示圓形重建區(qū)域上的線在X射線穿透方向上投影的狀態(tài)的概念圖。圖14是表示X射線CT設(shè)備的成像條件輸入屏的示意圖。圖15是表示通過z方向自適應(yīng)圖像濾波器在xz平面的MPR圖像中的z方向造成模糊的示意圖。圖16是描述應(yīng)該要注意的像素和與之鄰近的像素的示意圖。圖17是表示MPR顯示xz平面的視線方向的示意圖。圖18(a)是表示自適應(yīng)圖像濾波器加到xy平面和xz平面中的每一個(gè)的MPR圖像的方向的示意圖，圖18(b)是表示自適應(yīng)圖像濾波器加到傾斜切片上的MPR圖像的方向的示意圖。圖19是表示原始斷層圖像的典型圖。圖20是表示斷層圖像的典型圖，其中實(shí)現(xiàn)了噪聲降低但不執(zhí)行邊緣存儲(chǔ)。圖21是描述斷層圖像的典型圖，其中實(shí)現(xiàn)了噪聲降低并執(zhí)行邊緣存儲(chǔ)。圖22是表示斷層圖像中應(yīng)該注意的像素和與該像素相鄰的區(qū)域的示意圖。圖23是表示不存在特定結(jié)構(gòu)的區(qū)域附近所研究的像素中一致的CT值分布的示意圖。圖24是表示存在結(jié)構(gòu)A和B的區(qū)域附近不一致的所研究的像素中CT值分布的實(shí)例1的示意圖。圖25是表示存在結(jié)構(gòu)C的區(qū)域附近不一致的所研究的像素中CT值分布的實(shí)例2的示意圖。圖26是表示位于要注意的像素附近的區(qū)域的示意圖。圖27是描述自適應(yīng)噪聲降低濾波器的操作的流程圖，其中空間分辨率被保持或增強(qiáng)。圖28是表示在MPR顯示圖像平面的視線方向和一維方向上擴(kuò)展的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖。圖29是表示在MPR顯示圖像平面的視線方向和二維方向上擴(kuò)展的區(qū)域附近的研究像素的示意圖。圖30(a)是表示一維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖，圖30(b)是表示二維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖，圖30(c)是表示三維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖。圖31(a)是表示非對(duì)稱一維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖，圖31(b)是表示非對(duì)稱二維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖，圖31(c)是表示非對(duì)稱三維圖像濾波器的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖。圖32是表示在MPR顯示圖像平面的視線方向和三維方向上擴(kuò)展的區(qū)域附近的所研究的像素的示意圖。圖33是表示三維顯示圖像的視線方向上的變化的示意圖。圖34是表示MPR顯示器的剖面轉(zhuǎn)換視野方向上的變化的示意圖。圖35是表示三維切片顯示屏的實(shí)例的示意圖。具體實(shí)施例方式下面將通過附圖所述的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明。順便指出，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例或被該實(shí)施例限制。圖1是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。在圖1中包含以下部分(100X射線CT設(shè)備，1操作控制臺(tái)，2輸入裝置，3中央處理單元，5數(shù)據(jù)獲取緩沖器，6監(jiān)視器，7存儲(chǔ)裝置，10照相工作臺(tái)，12支架，15旋轉(zhuǎn)剖面，20掃描機(jī)架，21X射線管，22X射線控制器，23準(zhǔn)直器，24多行X射線檢測(cè)器(或二維X射線區(qū)域檢測(cè)器)，26旋轉(zhuǎn)剖面控制器，27掃描機(jī)架傾斜控制器，28射束形成X射線濾波器，29控制控制器，30滑環(huán))。該X射線CT設(shè)備100包括操作控制臺(tái)1，成像或照相工作臺(tái)10以及掃描機(jī)架20。操作控制臺(tái)1包括輸入裝置2，形成或構(gòu)成圖像顯示單元或裝置并對(duì)應(yīng)于從操作者接收輸入的成像條件設(shè)定裝置；中央處理單元3，包括圖像重建裝置并執(zhí)行預(yù)處理、圖像重建處理、后處理等，還包括圖像濾波處理裝置；數(shù)據(jù)獲取緩沖器5，獲取或收集通過掃描機(jī)架20獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)；監(jiān)視器6，對(duì)根據(jù)預(yù)處理X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)獲得的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建所得的斷層圖像進(jìn)行顯示；以及存儲(chǔ)裝置7，其中存儲(chǔ)程序、X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)、投影數(shù)據(jù)和X射線斷層圖像。成像或照相條件的輸入是對(duì)應(yīng)于成像條件設(shè)定裝置從輸入裝置2輸入的，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置7中。圖14表示了成像條件輸入屏幕的實(shí)例。照相工作臺(tái)10包括將受檢者從掃描機(jī)架20的腔或孔載入或取出的支架12，受檢者平躺在支架12上。支架12通過照相工作臺(tái)10內(nèi)置的電動(dòng)機(jī)在照相工作臺(tái)10上上升或直線移動(dòng)。掃描機(jī)架20包括對(duì)應(yīng)于X射線產(chǎn)生器的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、多行X射線檢測(cè)器24、DAS(數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng))25、控制X射線管21等圍繞受檢者的體軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分控制器26、以及與操作控制臺(tái)1和照相工作臺(tái)10交換控制信號(hào)等的控制控制器29。這里，X射線控制器22、DAS25、旋轉(zhuǎn)部分控制器26以及控制控制器29構(gòu)成X射線數(shù)據(jù)獲取裝置。射束形成X射線濾波器28配置有X射線濾波器，以便從指向?qū)?yīng)于成像中心的旋轉(zhuǎn)中心的X射線的方向來看厚度最薄，從而使朝向其外圍部分增大厚度并能夠進(jìn)一步吸收X射線。因此，其身體部分形狀接近圓形或橢圓形的受檢者的身體表面可以較少地暴露于輻射源。從z方向來看，掃描機(jī)架20通過掃描機(jī)架傾斜控制器27向前或向后傾斜大約±30°左右。對(duì)應(yīng)于X射線發(fā)生器的X射線管21和多行X射線檢測(cè)器24圍繞旋轉(zhuǎn)IC的中心旋轉(zhuǎn)。假定垂直方向是y方向，則水平方向是x方向，工作臺(tái)和支架的移動(dòng)方向垂直于上述方向，即為z方向，X射線管21和多行X射線檢測(cè)器24在其上旋轉(zhuǎn)的平面是XY平面。而且，支架12在其上移動(dòng)的方向?qū)?yīng)于z方向。圖2和圖3是表示從xy平面或yz平面來看，X射線管21和多行X射線檢測(cè)器24的幾何排列或布置的說明圖。在圖2中包含以下部分(21X射線管，28射束形成X射線濾波器，P重建區(qū)域，CBX射線射束(錐形射束)，24多行X射線檢測(cè)器)。X射線管21產(chǎn)生稱為錐形束CB的X射線束。當(dāng)錐形束CB中心軸的方向平行于y方向時(shí)，稱為0°視角。多行X射線檢測(cè)器24具有X射線檢測(cè)器行，從z方向來看，該X射線檢測(cè)器行對(duì)應(yīng)于例如256行。X射線檢測(cè)器行的每一行具有X射線檢測(cè)器通道，從通道方向來看，X射線檢測(cè)器通道對(duì)應(yīng)于例如1024個(gè)通道。在圖2中，從X射線管21的X射線焦點(diǎn)發(fā)射的X射線束的X射線劑量在空間上被射束形成X射線濾波器28以如下方式控制，即在重建區(qū)域或平面P中心輻射的X射線較多，而在重建區(qū)域P的外圍部分輻射的X射線較少。此后，X射線被重建區(qū)域P內(nèi)存在的受檢者所吸收，而透過的X射線作為X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)被多行X射線檢測(cè)器24獲取。在圖3中包含以下部分(21X射線管，23X射線準(zhǔn)直器，D旋轉(zhuǎn)中心軸上的多行X射線檢測(cè)器寬度，IC旋轉(zhuǎn)中心軸，CBX射線束，BC射束中心軸，24多行X射線檢測(cè)器)。在圖3中，從X射線管21的X射線焦點(diǎn)發(fā)射的X射線束在斷層圖像的切片厚度方向上被準(zhǔn)直器23控制，也就是說，X射線束以這樣的方式被控制，即在旋轉(zhuǎn)中心軸IC處X射線束的寬度變?yōu)镈。這樣，X射線被鄰近旋轉(zhuǎn)中心軸IC處存在的受檢者所吸收，且透射的X射線作為X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)被多行X射線檢測(cè)器24獲取。施加上了X射線，于是從多行X射線檢測(cè)器24獲取的投影數(shù)據(jù)被DAS25進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，接下來又經(jīng)過滑環(huán)30被輸入數(shù)據(jù)獲取緩沖器5。輸入數(shù)據(jù)獲取緩沖器5的數(shù)據(jù)被構(gòu)成圖像重建裝置的中央處理單元3根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置7中的相應(yīng)程序所處理，使該數(shù)據(jù)被重建為斷層圖像，然后在監(jiān)視器6上顯示。順便指出，中央處理單元3還包括圖像濾波處理裝置，并執(zhí)行圖像濾波處理，下面也將描述。圖4是表示按照本實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的操作要點(diǎn)的流程圖。在步驟P1，受檢者被放置在支架12上并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。在放置在支架12上的受檢者中，掃描機(jī)架20的切片發(fā)光中心位置與受檢者的每個(gè)區(qū)域的參考點(diǎn)對(duì)齊。在步驟P2，執(zhí)行探測(cè)圖像獲取。盡管探測(cè)圖像通?？稍?°和90°被拍照，但在例如頭部的情況下，只有90°的探測(cè)圖像可能被拍照或成像，這取決于每個(gè)區(qū)域。探測(cè)圖像的拍照細(xì)節(jié)將在下面描述。在步驟P3，設(shè)定成像或照相條件。在成像條件下，成像通常在要拍照的斷層圖像的位置和大小顯示在探測(cè)圖像上時(shí)被執(zhí)行。在這種情況下，對(duì)應(yīng)于一個(gè)螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描、螺旋往復(fù)掃描、傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或電影掃描的整個(gè)X射線劑量信息被顯示。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)或時(shí)間被輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)于輸入其所研究的區(qū)域的轉(zhuǎn)數(shù)或輸入的時(shí)間的X射線劑量信息在電影掃描時(shí)顯示。在步驟P4，執(zhí)行斷層圖像照相。斷層圖像照相的細(xì)節(jié)將在下面描述。圖5是示意性地表示本發(fā)明的X射線CT設(shè)備100的斷層圖像照相和探測(cè)圖像照相的操作的流程圖。在步驟S1，在螺旋掃描時(shí)，在工作臺(tái)作直線移動(dòng)的同時(shí)，執(zhí)行圍繞受檢者旋轉(zhuǎn)X射線管21和多行X射線檢測(cè)器24并實(shí)現(xiàn)對(duì)位于成像或照相工作臺(tái)10上的支架12上的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取的操作。然后，在螺旋掃描時(shí)執(zhí)行恒速范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取，從而將工作臺(tái)的直線移動(dòng)的z方向位置Ztable(視域)與以視角視域、檢測(cè)器的行數(shù)j和通道數(shù)i表示的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視域，j，i)相加，并獲取X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)。在可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描時(shí)，除了恒速范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲取，還假定即使在加速和減速時(shí)也執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取。在傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或電影掃描時(shí)，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)一次或多次，而位于照相工作臺(tái)10上的支架12被固定于給定的z方向位置，從而執(zhí)行X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取。支架12被移至所需的下一個(gè)z方向位置，之后數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)再次旋轉(zhuǎn)一次或多次，以執(zhí)行X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取。在探測(cè)圖像照相時(shí)，在位于照相工作臺(tái)10上的支架12被直線移動(dòng)的同時(shí)執(zhí)行固定X射線管21和多行X射線檢測(cè)器24并執(zhí)行X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取的操作。在步驟S2，對(duì)X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視域，j，i)執(zhí)行預(yù)處理，以將其轉(zhuǎn)換為投影數(shù)據(jù)。如圖6所示，該預(yù)處理包括步驟S21的偏差修正、步驟S22的算法轉(zhuǎn)換、步驟S23的X射線劑量修正和步驟S24的靈敏度修正。如果預(yù)處理的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)在探測(cè)圖像照相時(shí)被顯示，而這時(shí)通道方向上的每個(gè)像素的大小和對(duì)應(yīng)于支架直線移動(dòng)方向的z方向上的像素大小與監(jiān)視器6的顯示像素大小一致，則X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)就像相應(yīng)的探測(cè)數(shù)據(jù)那樣是完整的。在步驟S3，實(shí)施對(duì)預(yù)處理的投影數(shù)據(jù)D1(視域，j，i)的射束硬化(hardening)修正。假定在步驟S3的射束硬化修正時(shí)，受到預(yù)處理S2的靈敏度修正S24的投影數(shù)據(jù)被定義為D1(視域，j，i)，而步驟S3的該射束硬化修正之后的數(shù)據(jù)被定義為D11(視域，j，i)，則步驟S3的該射束硬化修正以例如通過如下方程式(1)給出的多項(xiàng)式的形式表示。D11(視域，j，i)＝D1(視域，j，i)·(B0(j，i)+B1(j，i)·D1(視域，j，i)+B2(j，i)·D1(視域，j，i)2)(1)由于此時(shí)對(duì)于每j行檢測(cè)器執(zhí)行單獨(dú)的射束硬化修正，因此如果各個(gè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的管電壓的成像條件不同，則為每行設(shè)置的檢測(cè)器的X射線能量特征之間的差別可以被修正。在步驟S4，在z方向(行方向)上進(jìn)行濾波的z濾波褶積處理作用于受到射束硬化修正的投影數(shù)據(jù)D11(視域，j，i)。也就是說，在每一視角和每一數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的預(yù)處理之后，受到射束硬化修正的多行X射線檢測(cè)器D11(視域，j，i)的投影數(shù)據(jù)(其中i＝1至CH，j＝1至ROW)通過濾波在行方向上被倍乘，其中下列方程式(2)和(3)中表示的這種行方向?yàn)V波的規(guī)模例如為五行。(w1(i)，w2(i)，w3(i)，w4(i)，w5(i))(2)其中Σk=15wk(i)=1---(3)]]>經(jīng)修正的檢測(cè)器數(shù)據(jù)D12(視域，j，i)以如下方程式(4)的形式給出[方程式4]順便指出，假定通道的最大值為CH，行的最大值為ROW，則下列方程式(5)、(6)成立。D11(視域，-1，i)＝D11(視域，0，i)＝D11(視域，1，i)(5)[方程式6]D11(視域，ROW，i)＝D11(視域，ROW+1，i)＝D11(視域，ROW+2，i)(6)如果行方向?yàn)V波系數(shù)在每個(gè)通道中變化，則可以根據(jù)到圖像重建中心的距離來控制切片厚度。在斷層圖像中，其外圍部分的切片厚度通常變?yōu)榇笥谄渲亟ㄖ行牡那衅穸?。因此，?dāng)行方向?yàn)V波系數(shù)在中心部分和外圍部分變化，且行方向?yàn)V波系數(shù)在中心通道的鄰近的寬度有很大變化而在外圍通道鄰近的寬度變化很小時(shí)，即使在外圍部分和圖像重建中心，切片厚度也可一致地相互靠近。以這種方式控制多行X射線檢測(cè)器24的中心通道和外圍通道的行方向?yàn)V波系數(shù)使得在中心部分和外圍部分控制切片厚度也成為可能。通過每次行方向?yàn)V波來稍微加大切片厚度，會(huì)對(duì)偽跡或噪聲產(chǎn)生大范圍的改善。這樣，也可控制偽跡的改善程度和噪聲的改善程度。也就是說，有可能控制三維方式的圖像重建CT或斷層圖像，即xy平面上的圖像質(zhì)量。根據(jù)另一實(shí)施例，具有薄的切片厚度的斷層圖像也可通過設(shè)定行方向(z方向)去褶積濾波系數(shù)而實(shí)現(xiàn)。在步驟S5，執(zhí)行重建函數(shù)褶積處理。也就是說，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換，并乘以重建函數(shù)，然后對(duì)其進(jìn)行反傅立葉變換。假定在重建函數(shù)褶積處理S5時(shí)，z濾波褶積處理之后的數(shù)據(jù)被定義為D12，重建函數(shù)褶積處理之后的數(shù)據(jù)被定義為D13，褶積重建函數(shù)被定義為Kernel(j)，重建函數(shù)褶積處理S5由如下方程式(7)給出D13(視域，j，i)＝D12(視域，j，i)*Kernel(j)(7)也就是說，由于獨(dú)立的重建函數(shù)褶積處理可以對(duì)檢測(cè)器的每j行被執(zhí)行，因此重建函數(shù)Kernel(j)能對(duì)每行修正噪聲特征和空間分辨率特征之間的差異。在步驟S6，三維反投影處理作用于受到重建函數(shù)褶積處理的投影數(shù)據(jù)D13(視域，j，i)，以確定反投影數(shù)據(jù)D3(x，y，z)。經(jīng)過圖像重建的圖像是在垂直于z軸的xy平面上以三維方式的圖像重建的。假定下面所示的重建區(qū)域或平面P平行于該xy平面。后面將參照?qǐng)D5說明三維反投影過程。在步驟S7，包括圖像濾波褶積、CT值變換等的后處理作用于反投影數(shù)據(jù)D3(x，y，z)，從而獲得CT或斷層圖像D31(x，y)。假定在后處理中的圖像濾波褶積處理時(shí)，三維反投影之后的斷層圖像被定義為D31(x，y，z)，圖像濾波褶積之后的數(shù)據(jù)被定義為D32(x，y，z)，對(duì)應(yīng)于斷層圖像平面在xy平面上進(jìn)行褶積的二維圖像濾波被定義為Filter(z)，則下列方程式(8)成立。D32(x，y，z)＝D31(x，y，z)*Filter(z)(8)也就是說，由于可以對(duì)每j行檢測(cè)器執(zhí)行獨(dú)立的圖像濾波褶積處理，因此可能修正每一行的噪聲特征和空間分辨率特征之間的差別。另一選擇是，下面所示的圖像空間z方向?yàn)V波褶積處理可在二維圖像濾波褶積處理之后執(zhí)行。圖像空間z方向?yàn)V波褶積處理可在二維圖像濾波褶積處理之前執(zhí)行。另外，執(zhí)行三維圖像濾波褶積處理可以帶來這樣的效果，即共享二維圖像濾波褶積處理和圖像空間z方向?yàn)V波褶積處理。假定在圖像空間z方向?yàn)V波褶積處理時(shí)，受到圖像空間z方向?yàn)V波褶積處理的斷層圖像被定義為D33(x，y，z)，受到二維圖像濾波褶積處理的斷層圖像被定義為D32(x，y，z)，則下列方程式成立[方程式9]D32(x,y,z)=Σi=-1lD32(x,y,z+i)·v(i)---(9)]]>其中v(i)以圖像空間z方向?yàn)V波系數(shù)的形式變?yōu)橄铝邢禂?shù)行，其中z方向上的寬度為2l+1。v(-1)，v(-1+1)，……，v(-1)，v(0)，v(1)，……，v(1-1)，v(1)(10)在螺旋掃描時(shí)，圖像空間濾波系數(shù)v(i)可以是獨(dú)立于z方向位置的圖像空間z方向?yàn)V波系數(shù)。但是，當(dāng)從z方向上來看檢測(cè)器寬度較大的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器或多行X射線檢測(cè)器24被具體使用時(shí)，如果根據(jù)z方向上X射線檢測(cè)器的行的位置，圖像空間z方向?yàn)V波系數(shù)v(i)是作為每個(gè)圖像空間z方向?yàn)V波系數(shù)而給出的，則在傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或電影掃描時(shí)，可根據(jù)各個(gè)斷層圖像的行位置對(duì)圖像空間z方向?yàn)V波系數(shù)v(i)受到仔細(xì)調(diào)整。因此，這是更加有效的。最終的斷層圖像顯示在監(jiān)視器6上。圖7是描述三維反投影過程(圖5的步驟S6)的細(xì)節(jié)的流程圖。在本實(shí)施例中，要重建的圖像是對(duì)應(yīng)于與z軸垂直的平面在xy平面上按三維方式重建的。假定下列重建區(qū)域P平行于xy平面。在步驟S61，對(duì)所有視圖其中之一(即對(duì)應(yīng)于360°的視圖或?qū)?yīng)于“180°+扇形角”的視圖)給予關(guān)注，這些視圖對(duì)于斷層圖像的圖像重建是必要的。對(duì)應(yīng)于重建區(qū)域P的各個(gè)象素的投影數(shù)據(jù)Dr被提取。在圖8中包含以下部分(圖8(a)21X射線管，圖8(b)21X射線管，P重建區(qū)域，24多行X射線檢測(cè)器)。如圖8(a)和圖8(b)所示，平行于xy平面的512×512像素的正方形區(qū)域被假定為重建區(qū)域P。另外，像素行L0平行于x軸y＝0，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，y＝511的像素行L511被用作為例子。如果在X射線穿透方向上通過將這些像素行L0至L511投影在多行X射線檢測(cè)器24的平面上獲得的線T0至T511上的投影數(shù)據(jù)如圖9所示被提取(在圖9中包含多行X射線檢測(cè)器24)，則它們產(chǎn)生像素行L0至L511的投影數(shù)據(jù)Dr(視域，x，y)。但是，x和y對(duì)應(yīng)于斷層圖像的各個(gè)像素(x，y)。X射線穿透方向是根據(jù)X射線管21、各個(gè)像素和多行X射線檢測(cè)器24的X射線焦點(diǎn)的幾何位置而確定的。然而，由于X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視域，j，i)的z坐標(biāo)z(視域)是已知的，它作為工作臺(tái)直線移動(dòng)z方向位置Ztable(視域)被疊加在X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)上，即使在X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視域，j，i)加速或減速的情況下，X射線穿透方向也能在X射線焦點(diǎn)和多行X射線檢測(cè)器的數(shù)據(jù)獲取幾何系統(tǒng)中被精確地確定。順便指出，通過在X射線穿透方向上將例如像素行L0投影至多行X射線檢測(cè)器24的平面上而獲得例如線T0的情況下，從通道方向來看，當(dāng)某些線位于多行X射線檢測(cè)器24以外時(shí)，相應(yīng)的投影數(shù)據(jù)Dr(視域，x，y)被設(shè)定為“0”。從z方向來看，當(dāng)某些線位于多行X射線檢測(cè)器24之外時(shí)，相應(yīng)的投影數(shù)據(jù)Dr(視域，x，y)通過外插確定。這樣，如圖10所示，對(duì)應(yīng)于重建區(qū)域P的相應(yīng)像素的投影數(shù)據(jù)Dr(視域，x，y)能被提取。再參照?qǐng)D7，在步驟S62，將投影數(shù)據(jù)Dr(視域，x，y)乘以錐形束重建加權(quán)系數(shù)，以產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)D2(視域，x，y)，如圖11所示。這里，錐形束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)將是如下所述的那樣。通常，在扇形束圖像重建的情況下，當(dāng)在視域(view)＝βa的重建區(qū)域P(xy平面)上連接X射線管21和像素g(x，y)的焦點(diǎn)的直線與X射線束的中心軸Bc形成的角度被假定為γ，并且其相對(duì)的視域被假定為視域(view)＝βb時(shí)，它們的關(guān)系如下列方程式(11)所示。βb＝βa+180°-2γ(11)假定穿過重建區(qū)域P上的象素g(x，y)的X射線束和其相對(duì)的X射線束與重建平面P形成的角度分別被假定為αa和αb時(shí)，它們被乘以取決于這些的錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb，并將其相加，以確定反投影像素?cái)?shù)據(jù)D2(0，x，y)。在這種情況下，以下列方程式(12)的形式給出。D2(0，x，y)＝ωa·D2(0，x，y)_a+ωb·D2(0，x，y)_b(12)其中D2(0，x，y)_a視域βa的反投影數(shù)據(jù)，D2(0，x，y)_b被假定為視域βb的反投影數(shù)據(jù)。順便指出，對(duì)應(yīng)于相互面對(duì)的射束的錐形束重建加權(quán)系數(shù)的總量由如下方程式(13)表示[方程式13]ωa+ωb＝1(13)連同錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb的乘法的上述加法使錐形角偽跡減小。例如，由以下方程式確定的值可用作錐形束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb。順便指出，ga表示視域βa的加權(quán)系數(shù)，gb表示視域βb的加權(quán)系數(shù)。當(dāng)1/2扇形束角被假定為γmax時(shí)，由方程式(14)至(19)給出的下列關(guān)系式成立[方程式14]ga＝f(γmax，αa，βa)(14)[方程式15]gb＝f(γmax，αb，βb)(15)[方程式16]xa＝2·gaq/(gaq+gbq)(16)[方程式17]xb＝2·gbq/(gaq+gbq)(17)[方程式18]wa＝xa2·(3-2xa)(18)[方程式19]wb＝xb2·(3-2xb)(19)(其中例如q＝1)假定最大值[……]被定義為采用或取例如ga和gb中較大值的函數(shù)，則ga和gb由如下方程式(20)和(21)給出。ga＝max·|tan(αa)|(20)[方程式21]gb＝max·|tan(αb)|(21)扇形束圖像重建的情況下，重建區(qū)域P上的每個(gè)像素進(jìn)一步乘以距離系數(shù)。假定從X射線管21的焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)Dr的多行X射線檢測(cè)器24的每個(gè)檢測(cè)器行j和通道i的距離為r0，從X射線管21的焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)Dr的重建區(qū)域P上的每個(gè)像素的距離為r1，則該距離系數(shù)為(r1/r2)2。在平行射束圖像重建的情況下，重建區(qū)域P上的每個(gè)像素可以單獨(dú)乘以錐形束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)。在步驟S63，如圖12所示，投影數(shù)據(jù)D2(視域，x，y)與被預(yù)先清零的其相應(yīng)的與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的反投影數(shù)據(jù)D3(x，y)相加。在步驟S64，相對(duì)于所有在重建斷層圖像的圖像重建所必要的視域(即對(duì)應(yīng)于360°的視域或?qū)?yīng)于“180°+扇形角”的視域)重復(fù)步驟S61至S63，以獲得反投影數(shù)據(jù)D3(x，y)，如圖12所示。順便指出，重建區(qū)域P可被設(shè)為圓形區(qū)域，其直徑為512像素，無須將其設(shè)為512×512像素的方形區(qū)域，如圖13(a)和13(b)所示。在圖13中包含以下部分(圖13(a)21X射線管，P重建區(qū)域，圖13(b)21X射線管，P重建區(qū)域，24多行X射線檢測(cè)器)?；谏鲜鰣D像重建方法，與z方向垂直的xy平面上的每個(gè)斷層圖像可被連續(xù)重建，z方向?qū)?yīng)于照相工作臺(tái)10或支架12的移動(dòng)方向。通過在z方向上連續(xù)地作為三維圖像的斷層圖像，一個(gè)產(chǎn)生二維圖像的圖像可通過三維顯示方法顯示在監(jiān)視器6上，該方法用于以三維體積繪制表示(volumerenderingrepresentation)三維顯示的圖像，MPR顯示的圖像，MIP顯示的圖像，再投影顯示的圖像等。當(dāng)通過上述各種方法將三維圖像設(shè)定成二維圖像時(shí)，視線方向一直存在并且該圖像在該方向上被處理，以便形成二維圖像，隨后顯示在監(jiān)視器6上。也就是說，監(jiān)視器6的深度方向?qū)?yīng)于視線方向。從視線方向來看，即使當(dāng)圖像在深度方向上的空間分辨率降低時(shí)，也很難察覺到該空間分辨率。即使例如在一個(gè)其圖像是透明的并且在MIP顯示或反投影顯示的深度方向上看到的情況下，也很難察覺到深度方向上的圖像的空間分辨率的降低。如果采用一種方法，該方法不在如MPR顯示或三維體積繪制顯示的深度方向上看圖像，那么從深度方向上看，仍然很難識(shí)別圖像的空間分辨率的降低。在本實(shí)施例中，這是一個(gè)要點(diǎn)。利用三維圖像的基于顯示器的特征(該三維圖像被降低至顯示在二維監(jiān)視器6上的二維圖像)，噪聲降低和偽跡減少將考慮。通常，在xy平面上重建的斷層圖像能夠通過在對(duì)應(yīng)于z方向的切片方向上應(yīng)用平滑濾波以減小噪聲和偽跡。在圖17的示例中，在基于在z方向上的連續(xù)的斷層圖像的三維圖像的xz平面被MPR顯示時(shí)，視線方向其結(jié)果就是y方向。在這種情況下，例如由于未在x方向和z方向上應(yīng)用平滑濾波，因此即使只在y方向上應(yīng)用一維平滑濾波，只要被觀看的是xz平面，則在y方向上由一維平滑濾波產(chǎn)生的空間分辨率的降低不會(huì)在視線方向上被認(rèn)出。同樣，如圖18(a)所示，當(dāng)觀看xy平面時(shí)，如果自適應(yīng)圖像濾波或平滑濾波應(yīng)用在z方向上，則不在x方向和y方向上應(yīng)用平滑濾波器。因此，如果觀看的是xy平面，就不能從視線方向認(rèn)出空間分辨率的降低。如果在y方向應(yīng)用自適應(yīng)圖像濾波器或平滑濾波器，則當(dāng)觀看的是xz平面時(shí)，在x和z方向不實(shí)施平滑濾波。因此，只要見到的是xz平面，空間分辨率的降低不能從視線方向認(rèn)出。另外，如圖18(b)所示，當(dāng)看到的是傾斜部分時(shí)，如果自適應(yīng)圖像濾波器或平滑濾波器應(yīng)用在垂直于傾斜部分的方向上，則不在平行于傾斜部分的方向上施加平滑濾波器。因此，只要看到的是傾斜部分，空間分辨率的降低就不能從視線方向上認(rèn)出。通過不利用無源濾波而利用自適應(yīng)濾波無須降低空間分辨率的噪聲和偽跡的減小現(xiàn)在已成為現(xiàn)實(shí)。盡管本實(shí)施例已經(jīng)描述了利用自適應(yīng)濾波器的實(shí)例，然而即使在無源濾波的情況下，也能獲得類似的有利效果。通過實(shí)例的方式，考慮在圖16所示的無源圖像濾波器的實(shí)例1中，如圖18所示，當(dāng)取出一個(gè)對(duì)應(yīng)于三維圖像的給定部分的3×3×3的局部區(qū)域時(shí)，對(duì)中心為所研究的像素和位于該所研究的像素附近的3×3×3的范圍內(nèi)的26個(gè)像素(3×3×3-1＝26)的相鄰像素執(zhí)行無源三維圖像濾波，則例如1/27的濾波系數(shù)被附加于所有所研究的像素和位于該所研究像素附近的3×3×3的范圍內(nèi)的26個(gè)像素(3×3×3-1＝26)的相鄰像素。在這樣做時(shí)，實(shí)現(xiàn)了三維圖像濾波，其中相當(dāng)于26個(gè)相鄰像素和所研究的像素的27個(gè)像素的平均值被附加于該研究的像素。在圖16的實(shí)例2所示的無源圖像濾波中，相當(dāng)于相鄰像素和所研究的像素的19個(gè)像素的平均值被插入所研究的像素。在圖16的實(shí)例3所示的無源圖像濾波中，相當(dāng)于相鄰像素和所研究的像素的7個(gè)像素的平均值被插入所研究的像素。在后面描述的第一實(shí)施例所示的有源自適應(yīng)濾波中，掌握其局部圖像特征并執(zhí)行形狀檢測(cè)，在每個(gè)區(qū)域中可以根據(jù)形狀檢測(cè)減小噪聲。通常，當(dāng)應(yīng)用平滑濾波或其類似方式時(shí)，可使噪聲減小，但空間分辨率降低。為了執(zhí)行噪聲消除和不降低空間分辨率的噪聲減小，理想情況是對(duì)圖像中對(duì)象的形狀和其對(duì)象區(qū)域進(jìn)行確定并識(shí)別，或者對(duì)對(duì)象的邊界、其輪廓、對(duì)象區(qū)域和其邊緣進(jìn)行檢測(cè)，以便能消除噪聲，而同時(shí)對(duì)象的輪廓和邊緣被存儲(chǔ)而不受到損壞。下述第一、第二和第三實(shí)施例分別為表示自適應(yīng)噪聲消除濾波和自適應(yīng)噪聲降低濾波的實(shí)例，噪聲降低濾波應(yīng)用于視線方向和深度方向的實(shí)例，以及視線方向改變時(shí)動(dòng)態(tài)噪聲降低濾波的實(shí)例。第一實(shí)施例表示自適應(yīng)噪聲消除濾波和自適應(yīng)噪聲降低濾波的實(shí)例。第二實(shí)施例表示當(dāng)顯示三維圖像時(shí)，自適應(yīng)噪聲降低濾波應(yīng)用于深度方向的實(shí)例。第三實(shí)施例表示在顯示三維圖像時(shí)，當(dāng)視線方向改變時(shí)，動(dòng)態(tài)噪聲降低濾波的實(shí)例。(第一實(shí)施例)在第一實(shí)施例中，下面將描述表示自適應(yīng)噪聲消除濾波和自適應(yīng)噪聲降低濾波的實(shí)施例，它不會(huì)降低圖像分辨率。本實(shí)施例表示了圖像濾波原則上能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)X射線CT設(shè)備的S/N和噪聲的改善以及偽跡的減少，而不降低空間分辨率。作為其基本思想對(duì)每個(gè)像素采取邊緣檢測(cè)的同時(shí)，要識(shí)別其所研究的像素和相鄰像素的區(qū)域中的各個(gè)像素是否為結(jié)構(gòu)或噪聲。這樣就可能同時(shí)有效地執(zhí)行空間分辨率和平滑的存儲(chǔ)的對(duì)立(contradictory)處理，使具有高頻分量的部分被保留，而噪聲部分被平滑。作為特別的效果，X射線CT設(shè)備在下述情況下是有效的，即當(dāng)X射線管的電流值降低從而使X射線的輻射減小時(shí)，對(duì)受檢者的X射線的輻射減小。但是，圖像的S/N減少，噪聲增大，從而引起X射線CT設(shè)備的斷層圖像的診斷性能降低。為了改善這一點(diǎn)，即使當(dāng)減小X射線管的電流以減小X射線劑量時(shí)，實(shí)現(xiàn)減小噪聲的圖像濾波也是有效的。如果斷層圖像中的結(jié)構(gòu)的空間分辨率可進(jìn)一步保持或改善從而提供增強(qiáng)或強(qiáng)化，則斷層圖像的診斷性能能夠增強(qiáng)和變得更有效。根據(jù)這一背景，已經(jīng)提出了各種方法，每一種都保留或增強(qiáng)了斷層圖像的結(jié)構(gòu)的形狀并只降低了噪聲。在許多方法中包括這樣一些方法，其中每一種方法都觀察其形狀的連續(xù)性并增強(qiáng)或降低在頻率空間上給定的特殊頻率數(shù)據(jù)。其形狀檢測(cè)算法對(duì)于圖像中的任何結(jié)構(gòu)都是恒定的。還沒有掌握?qǐng)D像的特征并進(jìn)一步有效而高效地降低噪聲的實(shí)踐?；谏鲜霰尘埃谝粚?shí)施例表示了圖像濾波的算法，該算法動(dòng)態(tài)地執(zhí)行形狀檢測(cè)，以便適應(yīng)每個(gè)圖像的特征。原始斷層圖像首先在圖19中表示。在本實(shí)施例中，由于圖像背景的空氣區(qū)域中的噪聲，肺區(qū)中的氣管和血管不能被確切地反映，并很難識(shí)別。圖20表示這樣的圖像，其中從圖19所示的圖像中減少了噪聲。然而，圖20表示這樣的實(shí)例，其中進(jìn)行了沒有執(zhí)行實(shí)施邊緣檢測(cè)的形狀識(shí)別的平滑化。在該實(shí)例中，末端部分等精細(xì)的結(jié)構(gòu)部分(例如例如氣管和血管)同時(shí)因噪聲的降低而被模糊化，而且空間分辨率降低，從而常常丟失精細(xì)的結(jié)構(gòu)信息。另外，圖21所示的實(shí)例表示了噪聲降低的情況，其中同時(shí)執(zhí)行邊緣檢測(cè)和邊緣增強(qiáng)。這種邊緣增強(qiáng)的平滑使其可能銳化甚至精細(xì)的結(jié)構(gòu)部分并同時(shí)降低噪聲。下面考慮現(xiàn)有技術(shù)中所述的實(shí)例(其中同時(shí)執(zhí)行這種邊緣增強(qiáng)、邊緣銳化和噪聲平滑)，考慮下面所示的(1)每個(gè)形狀的連續(xù)性和(2)頻率空間的處理。(1)考慮下述情況，其中在邊緣檢測(cè)時(shí)檢查形狀的連續(xù)性。當(dāng)注意到的鄰近給定像素的像素顯示出有類似圖像特征數(shù)量的趨勢(shì)時(shí)，把它們識(shí)別為形狀上是相同的，并在像素之間進(jìn)行平滑處理。在通過X射線CT設(shè)備獲得的斷層圖像中，例如CT值或其標(biāo)準(zhǔn)偏差等被視為其圖像特征數(shù)量。如果發(fā)現(xiàn)圖像特征數(shù)量不是其每一個(gè)都具有類似趨勢(shì)的結(jié)構(gòu)時(shí)，則執(zhí)行銳化處理。然而在這種情況下，要考慮關(guān)于如何規(guī)定顯示類似圖像特征數(shù)量趨勢(shì)的問題，以及如何根據(jù)成形的受檢者的類型來規(guī)定顯示類似圖像特征數(shù)量趨勢(shì)的問題。當(dāng)具有顯示類似圖像特征數(shù)量的趨勢(shì)的受檢者表現(xiàn)出不連續(xù)性(其中可看到每個(gè)形狀的連續(xù)性)時(shí)，則在不連續(xù)的受檢者之間不能進(jìn)行平滑處理。(2)考慮這樣的情況，其中以頻率空間代替圖像，而特定頻率的分量被增強(qiáng)或被平滑。在這種情況下，存在這樣的技術(shù)難題，其中任一頻率分量應(yīng)該被識(shí)別為形狀或噪聲的變化。盡管例如超過奈奎斯特頻率也可被視為噪聲分量，如果超過奈奎斯特的頻率分量被不連續(xù)地移除的話，則人為的偽跡會(huì)在圖像上出現(xiàn)。偽跡例如條紋并不一定限制為高于奈奎斯特的頻率。也存在這樣的可能性，即形狀改變的頻率也處在奈奎斯特范圍內(nèi)或更高。這樣，很難規(guī)定奈奎斯特或其他所有噪聲。對(duì)頻率空間的處理使其很難以令人滿意的精度對(duì)邊緣存儲(chǔ)進(jìn)行平滑處理。在第一實(shí)施例中，考慮X射線CT設(shè)備的斷層圖像，其CT值對(duì)應(yīng)于作為基準(zhǔn)或參考的像素值。第一實(shí)施例的特征將在下面的幾個(gè)層次來描述。斷層圖像、關(guān)注的圖像和這時(shí)的所研究的像素的鄰近區(qū)域如圖22所示而給出。在第一實(shí)施例中，邊緣形狀識(shí)別的判斷準(zhǔn)則根據(jù)所研究的像素和其鄰近區(qū)域的圖像特征數(shù)量而動(dòng)態(tài)改變。對(duì)應(yīng)于像素值的CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差值被視為其判斷準(zhǔn)則。通過動(dòng)態(tài)改變邊緣識(shí)別準(zhǔn)則，即以這種方式，按照所研究的像素和其鄰近區(qū)域的圖像特征數(shù)量，作為參考的標(biāo)準(zhǔn)偏差值銳化或?yàn)V波的準(zhǔn)則，平滑處理在噪聲降低很小的部分處被抑制，且平滑的變壞的作用被抑制。這就是說，盡管邊緣形狀識(shí)別將在下面描述，由于平滑程度變得非常小的情況下，容易存儲(chǔ)該邊緣。另一方面，平滑處理在噪聲大的部分被增強(qiáng)，以獲得降低噪聲的效果。這樣，由于空間分辨率降低，基于噪聲或噪聲大的部分的偽跡的變壞的作用，高清晰度的形狀不能按原始方式被識(shí)別，僅能觀察到由低頻率分量表示的結(jié)構(gòu)。因此，即使平滑處理得到某種程度增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的邊緣劣化的變壞作用也會(huì)減小。同樣，即使對(duì)于銳化，邊緣識(shí)別的判斷準(zhǔn)則，即銳化和平滑的判斷準(zhǔn)則是根據(jù)一個(gè)按照所研究的像素及其鄰近區(qū)域的圖像特征作為參考的標(biāo)準(zhǔn)偏差值而動(dòng)態(tài)地改變的。結(jié)果，在被判斷為存在邊緣的地方執(zhí)行增強(qiáng)處理。另一方面，當(dāng)判斷該邊緣不存在時(shí)，不進(jìn)行增強(qiáng)處理。這樣，由于增強(qiáng)處理的變壞作用的噪聲不會(huì)提高。由于以這種方式判斷該邊緣存在的情況被設(shè)定從而不認(rèn)為是噪聲，因此不與前述的噪聲平滑處理相矛盾。作為特定的邊緣形狀識(shí)別方法，處理區(qū)域中每個(gè)像素的標(biāo)準(zhǔn)偏差值或具有作為變量的標(biāo)準(zhǔn)偏差值的函數(shù)值被確定，一個(gè)門檻值可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差值確定，并且平滑處理要對(duì)處在門檻值以內(nèi)的作為類似結(jié)構(gòu)的像素實(shí)施。這樣，由于平滑程度是基于標(biāo)準(zhǔn)偏差值確定的，平滑在噪聲低的部分減弱，在噪聲高的部分增強(qiáng)。如果采取這種處理，則即使在不連續(xù)像素的情況下，也可能檢測(cè)包含類似形狀受檢者的像素，并實(shí)施其上的平滑處理，其中該像素是基于與像素值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差值對(duì)應(yīng)的CT值而被識(shí)別的。然而，當(dāng)位于處理區(qū)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值被簡(jiǎn)單地確定時(shí)，不可能判斷或確定噪聲是否升高、標(biāo)準(zhǔn)偏差值是否為高、或者由于結(jié)構(gòu)包括在處理區(qū)域中，標(biāo)準(zhǔn)偏差值是否為高。如果由于該結(jié)構(gòu)被包含在內(nèi)而使標(biāo)準(zhǔn)偏差值變高，且基于高標(biāo)準(zhǔn)偏差值而設(shè)定高門檻值，而且作為結(jié)果，平滑處理被增強(qiáng)，則關(guān)于該結(jié)構(gòu)的信息最終會(huì)丟失。為了避免這種情況，要確定位于處理區(qū)域范圍內(nèi)的局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值，并進(jìn)行形狀識(shí)別，以識(shí)別位于處理區(qū)域范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值是否與基于噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差值相對(duì)應(yīng)或與基于該結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值相對(duì)應(yīng)。上述局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值被確定，同時(shí)處理區(qū)域內(nèi)的全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值也被確定。當(dāng)局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值充分小于全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值時(shí)，可以判斷該結(jié)構(gòu)存在于處理區(qū)域中。利用上面確定的作為參考的門檻值來識(shí)別結(jié)構(gòu)中不同的像素，且對(duì)這些像素進(jìn)行增強(qiáng)處理。圖27表示按照第一實(shí)施例的自適應(yīng)噪聲降低濾波操作的簡(jiǎn)單流程圖，其中空間分辨率被維持或增強(qiáng)。按照該流程圖，處理按下列順序執(zhí)行。在步驟E1，讀取關(guān)于相鄰區(qū)域的每個(gè)研究像素的數(shù)據(jù)。在步驟E2，以升序存儲(chǔ)像素值。在步驟E3，確定在每個(gè)處理區(qū)域中對(duì)應(yīng)于全部標(biāo)準(zhǔn)偏差值的全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值。在步驟E4，確定對(duì)應(yīng)于局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值的最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值。對(duì)應(yīng)于局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值的數(shù)據(jù)大小的最小標(biāo)準(zhǔn)偏差區(qū)域可作為一個(gè)參數(shù)來調(diào)整。當(dāng)沒有特定的結(jié)構(gòu)同時(shí)存在于相鄰像素和其相鄰像素區(qū)域的范圍內(nèi)時(shí)，在該處理區(qū)域中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的分配被視為采取這種單調(diào)增加的形狀，而不具有特定的平坦部分，如圖23所示。另一選擇是，該分配作為一個(gè)整體上是平坦的圖形。然而，這被視為圖23的傾角很小的情況。如果此時(shí)對(duì)應(yīng)于局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值的數(shù)據(jù)大小的最小標(biāo)準(zhǔn)偏差區(qū)域設(shè)為處理區(qū)域的數(shù)據(jù)大小的大約1/3，則全部標(biāo)準(zhǔn)偏差值和最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值之間的差異被視為圖23所示的差異的三倍左右。在步驟E5，當(dāng)特定結(jié)構(gòu)相反地存在于處理區(qū)域時(shí)，位于如圖24或圖25所示被分類的處理區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)分配被視為分割成其趨勢(shì)為特定平坦部分和傾斜的部分。然而，當(dāng)考慮到結(jié)構(gòu)是否存在于一些部分(在這些部分中，通過這些曲線所觀察到的該CT值要發(fā)生轉(zhuǎn)變)中時(shí)，會(huì)考慮到這樣的可能性，即該結(jié)構(gòu)實(shí)際上仍然存在于轉(zhuǎn)變部分中。但是，當(dāng)局限于局部處理區(qū)域內(nèi)時(shí)，該結(jié)構(gòu)仍然被視為如圖24或圖25所示的存在該結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分配的平坦部分。如果考慮到例如圖26所示的這種局部處理區(qū)域，則空氣部分也可根據(jù)其背景而被分為肺區(qū)和空氣中的氣管/血管兩個(gè)結(jié)構(gòu)，在該背景中空氣部分在本實(shí)例中被視為結(jié)構(gòu)。氣管/血管和空氣部分被視作可被分別分割為CT值的兩個(gè)平坦的柱狀圖分布。當(dāng)在傾斜部分觀察柱狀圖分布的傾斜部分的圖像時(shí)，由于CT值的柱狀圖分布典型地不是平的，因此不能詳細(xì)觀察其噪聲。由于在噪聲中可相反地容易觀察到根據(jù)CT值的典型是平坦的數(shù)據(jù)分布的結(jié)構(gòu)，這些平坦部分被聚焦或關(guān)注并要被用于處理。這樣，平坦的局部標(biāo)準(zhǔn)偏差值被定義為最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值。這樣，當(dāng)每個(gè)結(jié)構(gòu)存在于處理區(qū)域中或不存在于其中時(shí)，局部最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值有很大的不同。換言之，存在于處理區(qū)域的該結(jié)構(gòu)可根據(jù)最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值相互區(qū)別。然而，全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值和最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值被相互比較，以便更精確地確定處理區(qū)域中每個(gè)結(jié)構(gòu)的存在。如果全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值的數(shù)據(jù)尺寸被設(shè)為上述數(shù)據(jù)大小的大約1/3且在處理區(qū)域中存在該結(jié)構(gòu)，則全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值和最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值有很大的不同，如圖24和圖25所示。以這種方式比較全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值和最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值使其可能判斷對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)是否存在于處理區(qū)域。代表該結(jié)構(gòu)是否存在于上述處理區(qū)域的程度的指標(biāo)被確定為形狀特征值。形狀特征值根據(jù)全局標(biāo)準(zhǔn)偏差值和最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值之間的比率算出。在步驟SE6，最小門檻值和最大門檻值根據(jù)上述確定的最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值確定。通過將最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值例如乘以可調(diào)整的系數(shù)，其門檻值被確定。此時(shí)，門檻值的數(shù)目可以是一個(gè)或三個(gè)或多個(gè)，而不是固定為兩個(gè)。利用以上述方式確定的形狀特征值，判斷增強(qiáng)處理或平滑處理是否要對(duì)處理區(qū)域的每個(gè)像素實(shí)施。當(dāng)執(zhí)行增強(qiáng)處理時(shí)，最大門檻值進(jìn)一步與其比較。如果它大于門檻值，則像素被識(shí)別為具有不同形狀的受檢者，并且確實(shí)增強(qiáng)(銳化)處理的加權(quán)系數(shù)。利用以上述方式確定的最小門檻值和最大門檻值，處理區(qū)域中圖像平滑的加權(quán)系數(shù)被確定。例如，與位于最小門檻值范圍內(nèi)的每個(gè)像素相關(guān)的加權(quán)系數(shù)被設(shè)定為1，與位于最大門檻值范圍內(nèi)的每個(gè)像素相關(guān)的加權(quán)系數(shù)被設(shè)為0.5，超過最大門檻值的加權(quán)系數(shù)被設(shè)為0.0。另一選擇是，還可以考慮制定計(jì)算方程式并這樣來確定加權(quán)系數(shù)的方法，以使得按照門檻值而逐漸變化。這樣，位于給定的恒定CT值范圍內(nèi)的像素根據(jù)最小標(biāo)準(zhǔn)偏差值被判斷為屬于相同結(jié)構(gòu)，并在彼此相同的結(jié)構(gòu)的像素之間執(zhí)行平滑化。當(dāng)通過與最大門檻值相比較來確定某種程度或更大程度的差異存在，且因形狀特征值而存在不同的結(jié)構(gòu)時(shí)，執(zhí)行銳化的增強(qiáng)處理的加權(quán)系數(shù)被加以確定。在步驟E7，相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)值被歸一化，以使總數(shù)為1.0。在步驟E8，平滑以這種方式在被視為相同結(jié)構(gòu)的像素之間執(zhí)行以便改善噪聲。另外，在不同結(jié)構(gòu)的像素之間執(zhí)行增強(qiáng)處理，以使其可能在該結(jié)構(gòu)之間更多地銳化邊界，并執(zhí)行邊緣增強(qiáng)。由于此時(shí)的平滑和銳化是根據(jù)處理區(qū)域的圖像特征數(shù)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行的，因此可實(shí)現(xiàn)有效和高效的處理。在步驟E9，確定對(duì)斷層圖像中該區(qū)域的處理是否被完成。如果回答是是，則處理結(jié)束。如果回答是否，則處理返回步驟E1。作為在第一實(shí)施例中獲得的效果，可能保留并改善X射線CT設(shè)備的斷層圖像中每個(gè)結(jié)構(gòu)的空間分辨率，并降低噪聲。結(jié)果，即使X射線輻射量減少，也可獲得類似于傳統(tǒng)斷層圖像的噪聲的斷層圖像。結(jié)果，可減少對(duì)受檢者的X射線輻射量。由于噪聲降低的平滑和增強(qiáng)分辨率的增強(qiáng)處理能夠動(dòng)態(tài)地變化，因此平滑的程度減小較少，而同時(shí)結(jié)構(gòu)的分辨率在局部處理區(qū)域中增強(qiáng)，這些局部區(qū)域是沒有必要執(zhí)行噪聲降低的。相反，在如此的噪聲大的部分包含條紋和偽跡，平滑的程度要增強(qiáng)，因而噪聲降低的程度增大。這樣，由于詳細(xì)的結(jié)構(gòu)在噪聲大的部分最初被破壞，因此，即使濾波的程度被增強(qiáng)至某種程度，對(duì)空間分辨率的變壞作用也不大。作為另一個(gè)作用，被識(shí)別為噪聲的條紋也可減少。盡管在本實(shí)施例中是利用二維圖像主要執(zhí)行了形狀識(shí)別，該二維圖像是作為斷層圖像的一層，但也可圖像作為斷層圖像的多層實(shí)現(xiàn)三維圖像的形狀識(shí)別。當(dāng)利用三維圖像以這種方式進(jìn)行形狀識(shí)別時(shí)，要考慮可根據(jù)大量信息而更精確地執(zhí)行形狀識(shí)別。另外，也可發(fā)展第一實(shí)施例的思想以便用于一般的活動(dòng)圖像。例如，一般的二維圖像的多層可相對(duì)于時(shí)基而被觀察或監(jiān)視，并且它們的形狀可被識(shí)別。圖像中靜止的部分可移除噪聲，同時(shí)其形狀的分辨率得以改善，而運(yùn)動(dòng)部分如果作為時(shí)間基準(zhǔn)上的多個(gè)圖像，則噪聲很高，所以要增強(qiáng)平滑處理。然而由于運(yùn)動(dòng)部分中原先人眼可識(shí)別的分辨率很低，即使通過平滑處理的增強(qiáng)而規(guī)定平滑圖像，也被感覺為或識(shí)別為噪聲很低。同時(shí)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)被減小得較少的部分則被銳化和平滑，并易于實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的改善。這樣，即使在一般的運(yùn)動(dòng)圖片上，第一實(shí)施例也可動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)形狀識(shí)別、邊緣增強(qiáng)以及平滑，并可執(zhí)行更有效和高效的圖像處理。對(duì)于傳統(tǒng)的邊緣增強(qiáng)和噪聲平滑的圖像處理，考慮了遵守由其邊緣組成的結(jié)構(gòu)或基于頻率的操作的連續(xù)性。但是，其平滑的保留或增強(qiáng)程度不會(huì)動(dòng)態(tài)地變化。由于在第一實(shí)施例中其銳化和濾波的增強(qiáng)是動(dòng)態(tài)地變化的，因此根據(jù)局部處理區(qū)域可有效地執(zhí)行結(jié)構(gòu)銳化和噪聲降低。結(jié)果，當(dāng)考慮將傳統(tǒng)邊緣增強(qiáng)和噪聲平滑設(shè)定為與傳統(tǒng)相同的程度時(shí)，與傳統(tǒng)相比，在噪聲高的部分噪聲可被有效地降低。由于包括偽跡例如條紋的部分被識(shí)別為高噪聲，因此即使產(chǎn)生條紋減少的效果時(shí)也存在新穎性。(第二實(shí)施例)第一實(shí)施例已經(jīng)顯示了這樣的實(shí)施例，其中表明了自適應(yīng)噪聲消除濾波器和不降低空間分辨率的自適應(yīng)噪聲降低濾波器。第二實(shí)施例將表示這樣的實(shí)例，其中不降低其空間分辨率的自適應(yīng)噪聲降低濾波器在顯示三維圖像時(shí)應(yīng)用于深度方向和視線方向。在第一實(shí)施例中已經(jīng)考慮了圖16所示的這種相鄰像素。然而由于相鄰像素區(qū)域在x、y和z方向上延伸，因此該作用不僅限于視線方向，而且還被均勻地帶到x、y、z方向。例如，圖28表示MPR顯示圖像平面，其中連續(xù)斷層圖像的三維圖像被進(jìn)行剖面轉(zhuǎn)換(section-transform)。當(dāng)從前面觀察MPR顯示圖像平面時(shí)，視線方向指向垂直于MPR顯示圖像平面的方向。在這種情況下，鄰近所研究的像素的區(qū)域平行于視線方向。取所研究的像素和與所研究的像素相鄰的區(qū)域?yàn)榇怪庇贛PR顯示圖像平面，例如圖28所示。圖30(a)表示了這樣的實(shí)例，其中表示提供一個(gè)所研究的像素和八個(gè)相鄰像素時(shí)的一維濾波器的所研究的像素相鄰區(qū)域。如第一實(shí)施例所述，可實(shí)現(xiàn)一種自適應(yīng)濾波器，用于保持或增強(qiáng)這種空間分辨率，并降低研究像素相鄰區(qū)域噪聲。將一維濾波器與MPR顯示圖像的所有像素褶積，可使噪聲降低，并保持或增強(qiáng)空間分辨率。由于在這種情況下僅在視線方向上執(zhí)行像素平滑，因此像素僅在與平行于視線的方向?qū)?yīng)的深度方向上變模糊，而不在與視線不平行的方向上變模糊。也就是說，像素的模糊不能被人眼識(shí)別。順便指出，甚至當(dāng)相對(duì)于所研究的像素的相鄰區(qū)域采用另一數(shù)目的像素而不利用八個(gè)像素時(shí)，也可預(yù)期類似的效果。從視線方向上看，所研究的像素相鄰區(qū)域不必設(shè)置為前后對(duì)稱。甚至當(dāng)它們被設(shè)為不對(duì)稱時(shí)，也可期望類似的效果。圖31(a)顯示了這樣的實(shí)例，其中表示不對(duì)稱的一維濾波器的所研究的像素相鄰區(qū)域。圖28顯示了一維濾波器的實(shí)例，而圖29接下來顯示了二維濾波器的實(shí)例。圖29表示MPR顯示圖像平面，其中連續(xù)斷層圖像的三維圖像以類似圖28的方式被進(jìn)行剖面轉(zhuǎn)換。當(dāng)從前面觀察MPR顯示圖像平面時(shí)，視線方向指向垂直于MPR顯示圖像平面的方向。在這種情況下，鄰近研究像素的區(qū)域與視線方向平行。取研究像素和二維相鄰區(qū)域?yàn)榇怪庇贛PR顯示圖像平面，例如圖29所示。圖30(b)表示了這樣的實(shí)例，其中表示提供一個(gè)研究像素和二維延伸的18個(gè)(＝3×3×2)相鄰像素時(shí)的二維圖像濾波器的所研究的像素相鄰區(qū)域。順便指出，由于位于MPR顯示圖像表面的像素在這種情況下被顯示，位于該表面之后或之前的層的像素不會(huì)顯示。因此，甚至當(dāng)位于該表面之后或之前的該層的像素，或位于該后一層的更后或之前的層的像素被用于降低噪聲時(shí)，位于MPR顯示圖像表面的每個(gè)像素的空間分辨率不會(huì)丟失。因此，二維延伸的所研究的像素相鄰區(qū)域有效地作用于該表面之后的層或其內(nèi)層，或該表面之前的層以及位于其前方的層。自適應(yīng)濾波器可以這樣實(shí)現(xiàn)，即如第一實(shí)施例所述，它保持或增強(qiáng)該空間分辨率，并降低所研究的像素相鄰區(qū)域的噪聲。將二維圖像濾波器與MPR顯示圖像的所有像素褶積，能使噪聲隨空間分辨率的保留或增強(qiáng)而降低。在這種情況下，像素平滑僅作用于所研究的像素相鄰區(qū)域，該區(qū)域在視線方向上和MPR顯示圖像的表面之后的層或其內(nèi)層中在二維上延伸，或者在該表面之前的層以及位于其前方的層中在二維上延伸。因此，像素僅在深度方向上變模糊，該深度方向與平行于視線的方向?qū)?yīng)，而在不平行于視線的方向上不會(huì)變模糊。也就是說，像素的模糊不會(huì)被人眼識(shí)別。順便指出，甚至當(dāng)相對(duì)于所研究的像素的相鄰區(qū)域采用另一數(shù)目的像素而不利用18個(gè)像素時(shí)，也可期望得到類似的效果。從所研究的像素作為中心的視線方向上看，所研究的像素相鄰區(qū)域不必設(shè)置成前后對(duì)稱。甚至當(dāng)它們是不對(duì)稱地設(shè)置時(shí)，也可期望類似的效果。圖31(b)顯示了這樣的實(shí)例，其中表示不對(duì)稱的二維濾波器的所研究的像素相鄰區(qū)域。圖28顯示了一維濾波器的實(shí)例，圖29顯示了二維濾波器的實(shí)例，而圖32接下來顯示了三維圖像濾波器的實(shí)例。圖32表示MPR顯示圖像平面，其中連續(xù)斷層圖像的三維圖像以類似圖29的方式被剖面轉(zhuǎn)換。當(dāng)從前面觀察MPR顯示圖像平面時(shí)，視線方向指向垂直于MPR顯示圖像平面的方向。在這種情況下，鄰近于所研究的像素的區(qū)域與視線方向平行。所研究的像素和三維相鄰區(qū)域垂直于MPR顯示圖像平面，例如圖32所示。圖30(c)表示了這樣的實(shí)例，其中表示在提供一個(gè)所研究的像素和三維延伸的54個(gè)(＝3×3×3×2)相鄰像素時(shí)的三維圖像濾波器的所研究的像素相鄰區(qū)域。順便指出，由于位于MPR顯示圖像表面的像素在這種情況下被顯示，位于該表面之后或之前的層的像素不被顯示。因此，甚至當(dāng)位于該表面之后或之前的該層的像素，或位于該后一層的更后或之前的層的像素被用于降低噪聲時(shí)，位于MPR顯示圖像表面的每個(gè)像素的空間分辨率不會(huì)丟失。因此，三維延伸的研究像素相鄰區(qū)域有效地作用于該表面之后的層或其內(nèi)層，或該表面之前的層以及位于其前方的層。自適應(yīng)濾波器可以這樣實(shí)現(xiàn)，即如第一實(shí)施例所述保持或增強(qiáng)該空間分辨率并降低研究像素相鄰區(qū)域的噪聲。將三維圖像濾波器與MPR顯示圖像的所有像素褶積，可使噪聲隨空間分辨率的保留或增強(qiáng)而降低。在這種情況下，像素平滑僅作用于所研究的像素相鄰區(qū)域，該區(qū)域在視線方向上和MPR顯示圖像的表面之后的層或其內(nèi)層中三維延伸，或者在該表面之前的層以及位于其前方的層中三維地延伸。因此，像素僅在深度方向上變模糊，該深度方向與平行于視線的方向?qū)?yīng)，而在不平行于視線的方向上不會(huì)變模糊。也就是說，像素的模糊不會(huì)被人眼識(shí)別。順便指出，甚至當(dāng)相對(duì)于所研究的像素的相鄰區(qū)域采用另一數(shù)目的像素而不必利用54個(gè)(＝3×3×3×2)像素時(shí)，也可期望得到類似的效果。從所研究的像素作為中心的視線方向上看，研究像素相鄰區(qū)域不必設(shè)置成前后對(duì)稱。甚至當(dāng)它們被不對(duì)稱地設(shè)置時(shí)，也可期望得到類似的效果。圖31(c)顯示了這樣的實(shí)例，其中表示不對(duì)稱的三維濾波器的研究像素相鄰區(qū)域。如上所述，第二實(shí)施例表明了一個(gè)例子，其中例如采用MPR顯示圖像且不降低空間分辨率的自適應(yīng)噪聲降低濾波器被應(yīng)用于深度方向和顯示三維圖像的視線方向。順便指出，甚至當(dāng)三維體積繪制的圖像、MIP顯示的圖像和再投影顯示的圖像而不是MPR顯示圖像被作為三維圖像時(shí)，都可期望得到類似的效果。(第三實(shí)施例)第三實(shí)施例表示動(dòng)態(tài)噪聲降低的實(shí)例，其中三維圖像顯示的視線方向有了改變。盡管第二實(shí)施例已經(jīng)表示了這樣的實(shí)例，其中噪聲降低濾波器是施加在顯示三維圖像的深度方向的，它表明即使當(dāng)噪聲降低濾波器被動(dòng)態(tài)改變時(shí)，本實(shí)施例也是有效的。通常，以三維表示的三維圖像優(yōu)選可看成是受試者是被旋轉(zhuǎn)的，這種旋轉(zhuǎn)是使視線方向改變而不是在一個(gè)視線方向顯示改變，因?yàn)檫@樣可以容易理解三維空間的展開。例如，如圖33所示，當(dāng)執(zhí)行三維空間體積繪制來顯示肺區(qū)和收縮血管時(shí)，在每個(gè)隱藏部分的展開沒有被發(fā)現(xiàn)或認(rèn)識(shí)的地方改變視線方向是有效的。如圖34所示，各個(gè)方向上的肺區(qū)延伸和對(duì)照血管以相似的方式，通過旋轉(zhuǎn)360°被識(shí)別，即使在MPR顯示圖像的情況下，每個(gè)圖像都在以z軸為中心的切片中表示。即使在這種情況下，改變視線方向也是有效的。甚至在圖33和圖34中，下列方法也被視為視線方向發(fā)生改變的方向。(1)自動(dòng)該方向從0°自動(dòng)地改變到360°。(2)手動(dòng)所研究的視線方向的鄰近通過手動(dòng)而被改變，以便檢查或觀察圖像改變的程度。圖35表示在手動(dòng)情況下視線方向被改變的用戶界面。在圖35左邊屏幕上方，在傾斜的切片圖像上重疊顯示的立方體框利用鼠標(biāo)而被夾持或夾緊并拖動(dòng)。然后，該立方體在三維空間基準(zhǔn)上旋轉(zhuǎn)，使在三維空間中改變傾斜的切片顯示圖像的視線方向成為可能。對(duì)每次視線方向改變時(shí)顯示的二維圖像的內(nèi)部方向施加噪聲降低濾波器，從而使總是顯示傾斜的切片成為可能，其中該傾斜的切片的噪聲降低、偽跡減少且空間分辨率質(zhì)量沒有變壞。在上述X射線CT設(shè)備100中，按照X射線CT設(shè)備或X射線CT成像方法，該X射線CT設(shè)備具有典型地是多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器的矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器，當(dāng)X射線CT設(shè)備的傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)或電影掃描、電影掃描、螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描的斷層圖像在z方向上排列并作為連續(xù)的斷層圖像被三維地顯示時(shí)，就能顯示三維圖像，其中S/N從任一視線方向被改善，偽跡被減少，而空間分辨率不降低。也就是說，可以提供一種X射線CT設(shè)備，它能夠?qū)崿F(xiàn)三維顯示圖像的圖像質(zhì)量的改善。盡管在本實(shí)施例中MPR顯示是作為中心而被描述的，但即使在以體積繪制三維圖像表示形式所示的圖像、MIP顯示的圖像和再投影顯示的圖像所示的圖像的情況下，也可產(chǎn)生類似的效果。按照本實(shí)施例，圖像重建方法可以是基于傳統(tǒng)公知的Feldkamp方法的三維圖像重建方法。另外，可采用另一種三維圖像重建方法。另一選擇是，可利用二維圖像重建。盡管已經(jīng)基于傳統(tǒng)掃描(軸向掃描)描述了本實(shí)施例，但即使在電影掃描，螺旋掃描、可變螺距螺旋掃描或螺旋往復(fù)掃描的情況下，也可帶來類似的效果。盡管已經(jīng)描述了本實(shí)施例，其中掃描支架20是不傾斜的，但即使在所謂傾斜掃描的情況下，其中掃描支架20是傾斜的，也可帶來類似的效果。盡管已經(jīng)描述了本實(shí)施例，其中產(chǎn)生與生物信號(hào)的同步，即使當(dāng)產(chǎn)生與生物信號(hào)特別是心臟信號(hào)的同步時(shí)，也可帶來類似的效果。盡管本實(shí)施例已經(jīng)描述了具有矩陣結(jié)構(gòu)的二維X射線區(qū)域檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備，該設(shè)備通過多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器被分類，即使在具有一行X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中，也可帶來類似的效果。在本實(shí)施例中，每行系數(shù)不同的行方向(z方向)濾波器與圖像質(zhì)量的調(diào)整變化進(jìn)行褶積，從而實(shí)現(xiàn)每行均勻的切片厚度、偽跡和噪聲。盡管這里考慮的是各種z方向?yàn)V波系數(shù)，但任何系數(shù)都可帶來類似的效果。盡管已經(jīng)結(jié)合作為基礎(chǔ)的醫(yī)療X射線CT設(shè)備說明了本實(shí)施例，但可以使X射線CT-PTE設(shè)備、X射線CT-SPEC設(shè)備等等與工業(yè)X射線CT設(shè)備或其它設(shè)備的結(jié)合。權(quán)利要求1.一種圖像顯示設(shè)備(6)，用于顯示從三維圖像提取的二維圖像，包括圖像濾波處理裝置，用于對(duì)三維圖像執(zhí)行圖像濾波處理，其中所述圖像濾波處理根據(jù)要顯示的所述二維圖像的橫截面方向而變化。2.一種X射線CT設(shè)備(100)，包括用于獲取X射線投影數(shù)據(jù)的X射線數(shù)據(jù)獲取裝置(25)，該X射線投影數(shù)據(jù)是通過存在于X射線發(fā)生器(21)和二維X射線區(qū)域檢測(cè)器(24)之間的位置上的受檢者而發(fā)送的，該X射線區(qū)域檢測(cè)器(24)用于檢測(cè)與X射線發(fā)生器相對(duì)的X射線，與此同時(shí)X射線發(fā)生器和二維X射線區(qū)域檢測(cè)器圍繞對(duì)應(yīng)于所述位置的旋轉(zhuǎn)中心而旋轉(zhuǎn)；圖像重建裝置，用于對(duì)從X射線數(shù)據(jù)獲取裝置獲取的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建；用于顯示經(jīng)過圖像重建后的斷層圖像的圖像顯示裝置(6)；以及成像條件設(shè)定裝置，用于設(shè)定執(zhí)行所述獲取和所述顯示的成像條件，其中該圖像顯示裝置(3)包括圖像濾波處理裝置，用于顯示從三維圖像中提取的二維圖像，該三維圖像由在z方向上連續(xù)的斷層圖像構(gòu)成，z方向?qū)?yīng)于受檢者所處在的支架的移動(dòng)方向，其中所述圖像濾波處理根據(jù)要顯示的所述二維圖像的橫截面方向而變化。3.按照權(quán)利要求2的X射線CT設(shè)備(100)，其中所述圖像濾波處理改變圖像濾波處理用的圖像濾波系數(shù)。4.按照權(quán)利要求2或3的X射線CT設(shè)備(100)，其中所述圖像濾波處理裝置在垂直于要顯示的所述二維圖像的橫截面方向上執(zhí)行圖像濾波處理。5.按照權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備(100)，其中所述圖像濾波處理裝置利用自適應(yīng)圖像濾波器來執(zhí)行圖像濾波處理，該自適應(yīng)圖像濾波器適合于經(jīng)受圖像濾波處理的所研究的像素以及該所研究的像素附近的相鄰像素的圖像特征數(shù)量。6.按照權(quán)利要求5的X射線CT設(shè)備(100)，其中圖像特征數(shù)量包含所研究的像素和相鄰像素的CT值。7.按照權(quán)利要求5或6的X射線CT設(shè)備(100)，其中圖像特征數(shù)量包含所研究的像素和相鄰像素的CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。8.按照權(quán)利要求2至7中任意一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備(100)，其中二維圖像是MPR(多平面重定格式)圖像或MIP(最大強(qiáng)度投影)圖像。9.按照權(quán)利要求2至8中任意一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備(100)，其中圖像濾波處理裝置在顯示所述圖像的同時(shí)隨要顯示的圖像的橫截面方向的變化而動(dòng)態(tài)地改變圖像濾波處理。10.按照權(quán)利要求2至9中任意一個(gè)的X射線CT設(shè)備(100)，其中圖像濾波處理裝置包括優(yōu)化裝置，用于在顯示所述圖像的同時(shí)優(yōu)化三維圖像的圖像濾波處理的處理方向。全文摘要本發(fā)明的目的在于改善從三維顯示圖像中提取的二維顯示的圖像質(zhì)量，例如連續(xù)斷層圖像，該斷層圖像通過X射線CT設(shè)備(100)的傳統(tǒng)掃描或類似掃描，排列在對(duì)應(yīng)于成像工作臺(tái)移動(dòng)方向的z方向上，X射線CT設(shè)備(100)具有二維X射線區(qū)域檢測(cè)器，二維X射線區(qū)域檢測(cè)器典型地由多行X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器(24)形成矩陣結(jié)構(gòu)。為此，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備(6)包括圖像濾波處理裝置，用于對(duì)三維圖像執(zhí)行圖像濾波處理，其中所述圖像濾波處理根據(jù)要顯示的所述二維圖像的橫截面方向而變化。文檔編號(hào)G06T5/00GK101032409SQ20071010161公開日2007年9月12日申請(qǐng)日期2007年1月19日優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日發(fā)明者西出明彥,萩原明申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司