专利名称：放射线断层造影设备及其放射线断层造影方法
技术领域：
本发明涉及放射线断层造影设备及其放射线断层造影方法。
背景技术：
利用相当于放射线的X射线产生待成像的受检者的断层造影平面的图像的X射线CT(计算机断层造影)设备被称作放射线断层造影设备。X射线CT设备已经被用于广泛的应用中，例如医疗和工业应用，其中人体和物体作为待成像的受检者。
X射线CT设备扫描待成像的受检者的周围，其中受检者的身体轴向作为轴，并通过X射线管把X射线从多个观测方向施加到受检者。从X射线管照射的X射线被阻挡或切断，从而形成X射线，以便施加到受检者的成像区。经由准直仪从多个观测方向透过受检者的X射线由X射线检测器阵列在它们的每个观测方向进行检测，并根据X射线检测器阵列检测的X射线所产生的检测数据来重构和产生与受检者的成像区对应的断层造影图像。
待成像的受检者的部位以及成像目的对于X射线CT设备是多样化的。因此，需要改善图像质量、如分辨率以及加快其成像速度。为了满足这种需求，X射线CT设备具有X射线检测器阵列，其中多个X射线检测元件排列成阵列形式，以便能够在通过一次旋转扫描受检者的周围时获得多个断层造影图像。X射线检测器阵列具有X射线检测模块，其中用于检测X射线的多个X射线检测元件排列成阵列形式。为了便于其制造，多个X射线检测模块经过配置，以便布置成同时接近通道方向和体轴方向。
由于多个X射线检测元件布置成在X射线检测器阵列中彼此相邻，其中多个X射线检测元件排列成阵列形式，因此串扰可能因所检测的X射线而出现在X射线检测元件之间。因此，当根据包含串扰的检测数据来重构和产生断层造影图像时，可能有如下情况在X射线CT设备中出现断层造影图像对比度下降，出现伪像，以及图像质量恶化。
为了防止因串扰而导致的图像质量恶化，至今已经提出了各种方法。在先有技术中，例如按照每个X射线检测元件来预先确定所产生的串扰量，以及采用所确定的所产生串扰量来校正检测数据(例如参考专利文献1)。
美国专利No.4897788的说明书但是，由于在先有技术中以体轴方向作为轴扫描影像的周围，因此容易按通道方向上每个X射线检测元件来确定所产生的串扰量。但是，难以获得体轴方向的所产生串扰量。因此，先有技术在防止因体轴方向的串扰而导致图像质量恶化方面遇到困难。由于具体从体轴方向看来的多个X射线检测模块之间边界处的相邻X射线检测元件之间存在切割线或断开线，从体轴方向看来位于X射线检测模块的边界附近的X射线检测元件与位于其周围的X射线检测元件在分别与其相邻的X射线检测元件的数量方面彼此不同，因此在体轴方向所产生的串扰量的分布变得不连续。因此，明显出现断层造影图像对比度的下降以及出现伪像。
由于在先有技术中没有采用实际获取检测数据时所产生的串扰量而使用预先得到的所产生的串扰量，因此不可能通过更高精度来校正图像质量、从而充分提高图像质量。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够防止因串扰而导致的断层造影图像对比度的下降和伪像的出现、并且提高断层造影图像质量的放射线断层造影设备及其放射线断层造影方法。
为了实现上述目的，本发明的放射线断层造影设备包括用于通过放射线来照射待成像受检者的成像区的放射线照射部件；具有第一和第二放射线检测模块的放射线检测部件，在这些模块中，检测透过受检者的成像区的放射线的放射线检测元件布置成阵列形式，第一和第二放射线检测模块安排成彼此相邻；以及用于对检测数据实行拟合处理的拟合处理部件，其方式为，在放射线检测部件检测的放射线所产生的检测数据中，与靠近第一与第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的第一检测数据适合基于与位于第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
在本发明的上述放射线断层造影设备中，放射线被施加到受检者的成像区，以及透过受检者的成像区的放射线由布置成彼此相邻的第一和第二放射线检测模块中布置成阵列形式的放射线检测元件来检测。然后，检测数据经过拟合处理，其方式为，在放射线检测部件检测的放射线所产生的检测数据中，与靠近第一和第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的第一检测数据适合基于与位于第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
为了实现上述目的，本发明的放射线断层造影方法采用放射线断层造影设备，所述设备包括用于通过放射线来照射待成像受检者的成像区的放射线照射部件；以及具有第一和第二放射线检测模块的放射线检测部件，其中，检测透过受检者的成像区的放射线的放射线检测元件布置成阵列形式，第一和第二放射线检测模块安排成彼此相邻，上述方法包括用于对检测数据执行拟合处理的拟合处理过程，其方式为，在放射线检测部件检测的放射线所产生的检测数据中，与靠近第一和第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的第一检测数据适合基于与位于第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
在本发明的上述放射线断层造影方法中，由施加到受检者的成像区、透过成像区并且由布置成彼此相邻的第一和第二放射线检测模块中布置成阵列形式的放射线检测元件来检测的放射线所产生的检测数据经过拟合处理，其方式为，与靠近第一和第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的检测数据中的第一检测数据适合基于与位于第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
根据本发明，可提供一种能够防止因串扰而导致的断层造影图像对比度的下降和伪像的出现、并且提高断层造影图像质量的放射线断层造影设备及其放射线断层造影方法。
通过以下结合附图对本发明的优选实施例的说明，本发明的其它目的和优点将会非常明显。


图1是框图，说明用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备的整体配置。
图2是配置图，说明用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备的主要部分。
图3是在用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备中采用的X射线检测模块的配置图。
图4是示意图，说明在用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备中采用的X射线管、准直仪和X射线检测器阵列之间的相互关系，其中，图4(a)是说明从定义为视线的一侧看到体轴方向的状态的示意图，而图4(b)是说明从定义为视线的一侧看到通道方向x的状态的示意图。
图5是示意图，说明在用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备中采用的X射线管、准直仪和X射线检测器阵列之间的相互关系，以及说明以从定义为视线的一侧看到通道方向的状态对待成像受检者进行成像的方式。
图6是示意图，说明在用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备中的X射线检测器阵列的多个X射线检测模块中对应于A和B的两个X射线检测模块的部分检测的X射线所产生的检测数据，这两个模块在体轴方向上被设置成彼此平行且相邻。
图7是在用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备中以体轴方向排列的X射线检测元件所得到的检测数据的曲线图。
图8是示意图，说明在用作根据本发明的实施例2的放射线断层造影设备的X射线CT设备中采用的X射线检测器阵列中的多个X射线检测模块中对应于A和B的两个X射线检测模块的部分检测的X射线所产生的检测数据，其中两个模块从体轴方向看来被设置成彼此平行且相邻。
图9是示意图，说明在用作根据本发明的实施例3的放射线断层造影设备的X射线CT设备中采用的X射线检测器阵列中的多个X射线检测模块中对应于A和B的两个X射线检测模块的部分检测的X射线所产生的检测数据，其中两个模块从体轴方向看来被设置成彼此平行且相邻。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
<实施例1>
图1是框图，说明用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备1的整体配置。图2是配置图，说明用作根据本发明的实施例1的放射线断层造影设备的X射线CT设备1的主要部分。
如图1所示，根据本实施例的X射线CT设备1包括扫描台架2、操作控制台3和成像台4。
扫描台架2包括作为主要组件的X射线管20、X射线管移动部分21、准直仪22、X射线检测器阵列23、数据获取部分24、X射线控制器25、准直仪控制器26、旋转部分27和旋转控制器28。这里，X射线管20和X射线检测器阵列23彼此相对，其中X射线放射空间29置于其间。
顺便指出，根据本发明的放射线照射部件由扫描台架2的X射线管20组成，而根据本发明的放射线检测部件由扫描台架2的X射线检测器阵列23构成。根据本发明的旋转部件由扫描台架2的旋转部分27组成。
X射线管20根据从X射线控制器25发出的控制信号CTL251、通过准直仪22采用具有预定强度的X射线5来照射待成像受检者6的成像区。
X射线管移动部分21按照放置在位于扫描台架2的X射线放射空间29中的成像台4上的受检者6的体轴方向(与图1所示的页面以及图2的z方向垂直的方向)移动X射线管20的放射线的中心。
准直仪22设置在X射线管20与X射线检测器阵列23之间，并根据从准直仪控制器26提供的控制信号CTL261分别阻挡或切断在通道方向x和受检者的体轴方向z看来从X射线管照射的X射线5，将其整形为在通道方向x和体轴方向z看来、具有预定宽度的锥形X射线5的形式，从而调节X射线的照射范围。这里，X射线5的照射范围通过根据控制信号CTL261来调节准直仪22的窗孔的开启程度来设置。准直仪22的窗孔开启程度通过例如独立地移动分别设置在通道方向x和体轴方向z的两块板来调节。
X射线检测器阵列23包括八个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H，其中分别有多个X射线检测元件布置成阵列形式。八个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H并列设置，从而在体轴方向z按照从列A到列H的顺序邻接。
顺便指出，根据本发明的放射线检测模块由X射线检测器阵列23的X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H构成。例如，位于列A和B中的X射线检测模块分别对应于第一和第二放射线检测模块。根据本发明的放射线检测元件由各X射线检测元件23a构成。
图3是配置图，说明构成本实施例中采用的X射线检测器阵列23的八个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H中对应于列A的X射线检测模块23A。如图3所示，X射线检测模块23A包括在通道方向x和体轴方向z排列成阵列形式的X射线检测元件23a。在二维基础上设置的多个X射线检测元件23a形成整体上弯曲成圆柱凹面形式的X射线入射面。这里，在通道方向x设置了例如1000个X射线检测元件23a，以及在受检者的体轴方向z设置了例如八个X射线检测元件23a。顺便指出，对应于列B到H的X射线检测模块23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H与图3所示对应于列A的X射线检测模块23A相似。因此，具有八个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H的X射线检测器阵列23能够产生总共相当于32个检测数据，其中例如每个模块产生四个检测数据。
例如，各X射线检测元件23a由闪烁器和光电二极管的组合来构成。顺便指出，X射线检测元件23a不限于此，它可以是采用碲化镉(CdTe)等的半导体X射线检测元件或者是采用氙(Xe)气的电离室类型的X射线检测元件23a。
在本实施例中，从靠近多个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H之间边界的X射线检测元件23a检测的X射线行数据中产生第一检测数据。从位于已经获得与第一检测数据对应的行数据的X射线检测元件23a周围的X射线检测元件23a检测的X射线的行数据中产生第二检测数据。在对应于A和B的X射线检测模块23A和23B中，例如，从位于最接近对应于A和B的X射线检测模块23A和23B之间边界的位置上的一个X射线检测元件23a中获得第一检测数据。此外，采用从体轴方向看来接近用于获得第一检测数据的X射线检测元件23a的三个X射线检测元件23a来获得第二检测数据。由于在从体轴方向z看来的多个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H的边界上的相邻X射线检测元件23a之间存在断开线或切割线，从体轴方向z看来位于X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G、23H之间边界附近的X射线检测元件23a与位于其周围的X射线检测元件23a在分别与其相邻的X射线检测元件23a的数量方面彼此不同，因此在体轴方向所产生的串扰量的分布变得不连续。因此，第一检测数据包含不同于第二检测数据的所产生的串扰量。
顺便指出，根据本发明的第一放射线检测元件由靠近X射线检测器阵列23的多个X射线检测模块23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G和23H的边界且检测定义为第一检测数据的X射线的各X射线检测模块23a构成。根据本发明的第二放射线检测元件也由位于检测被假定为第一检测数据的X射线的X射线检测元件23a周围的各X射线检测元件23a组成。
图4和图5分别是说明X射线管20、准直仪22和X射线检测器阵列23之间相互关系的示意图。在图4中，图4(a)是说明从定义为视线的一侧看到受检者的体轴方向z的状态的示意图，图4(b)是说明从定义为视线的一侧看到通道方向x的状态的示意图。图5是示意图，说明待成像的受检者6在以类似于图4(b)的方式从定义为视线的一侧看到通道方向x的状态中被拍摄或成像所用的方式。
如图4(a)和4(b)所示，形成从X射线管20照射的X射线5，以便通过准直仪22采用具有预定锥角的锥形X射线5，将它随后施加到X射线检测器阵列23的预定区域。当受检者6被成像时，如图5所示，放置在成像台4上的受检者6被送入X射线放射空间29，其中，以受检者6的体轴方向作为轴来扫描受检者6的周围，以及通过X射线管20把X射线5施加到受检者6的成像区。然后，从X射线管20照射的X射线5经由准直仪22通过受检者6，并由X射线检测器阵列23检测。
数据获取部分24收集由X射线检测器阵列23中的各个X射线检测元件23a所检测的行数据，并将其输出到操作控制台3。如图2所示，数据获取部分24例如具有选择/加法开关电路(MUX，ADD)241以及模数转换器(ADC)242。选择/加法开关电路241根据从操作控制台3的中央处理器30发出的控制信号CTL303来选择由X射线检测器阵列23的X射线检测元件23a所检测的行数据，或者改变其组合并将它们相加，然后将其结果输出给模数转换器242。模数转换器242把在选择/加法开关电路241中以任意组合选取或相加的行数据从模拟信号转换到数字信号，随后再输出给操作控制台3的中央处理器30。
X射线控制器25根据从操作控制台3的中央处理器30发送的控制信号CTL301把控制信号CTL251输出到X射线管20，从而控制X射线放射。X射线控制器25还根据从操作控制台3的中央处理器30提供的控制信号CTL301把控制信号CTL252输出给X射线管移动部分221，以便把X射线管20的放射线的中心沿受检者的体轴方向z移动对应于指令的距离。
准直仪控制器26根据从操作台3的中央处理器30提供的控制信号CTL302把控制信号CTL261输出给准直仪22，以便调节准直仪22的窗孔221的开启程度，以及允许形成从X射线管20照射的X射线5，从而采用X射线5照射X射线检测器阵列23的预期区域。
旋转部分27根据从旋转控制器28发送的控制信号CTL28以预定方向旋转。旋转部分27配备了X射线管20、X射线管移动部分21、准直仪22、X射线检测器阵列23、数据获取部分24、X射线控制器25和准直仪控制器26。这些组件与X射线放射空间29中传送的受检者的位置关系随着旋转部分27的旋转而变化。通过旋转该旋转部分27，X射线以受检者6的体轴方向作为轴从多个观测方向照射，以及检测透过受检者6的X射线5。
旋转控制器28根据从操作控制台3的中央处理器30输出的控制信号CTL304把控制信号CTL28输出给旋转部分27，从而沿预定方向把旋转部分27旋转预期的转数。
操作控制台3具有作为主要组件的中央处理器30、输入装置31、显示装置32和存储装置33。
这里顺便指出，中央处理器30包括根据本发明的拟合处理部件和断层造影图像生成部件。显示装置32构成根据本发明的显示部件。
中央处理器30包括例如微型计算机等，以及具有对应于各种功能的程序。中央处理器30根据从输入装置31输入的指令把控制信号CTL30b输出给成像台4，以便使其中放置了受检者6的成像台4被传送到扫描台架2的X射线放射空间29中或者从其中送出。
中央处理器30响应从输入装置31输入的多切片扫描开始指令而把控制信号CTL304输出给扫描台架2的旋转控制器28，从而按照预定方向以对应于指令的转数来旋转扫描台架2的旋转部分27。
中央处理器30把控制信号CTL301输出给X射线控制器25，使扫描台架2的X射线管20放射出X射线5。
中央处理器30响应从输入装置31输入的关于受检者6的成像区的信息，把控制信号CTL301输出给X射线控制器25，从而按照体轴方向z把X射线管20的放射线的中心移动对应于指令的距离。这时，中央处理器30输出控制信号CTL302，用于控制准直仪22，从而向准直仪控制器26提供预定的窗孔开启程度，以便让X射线5照射到预定范围。
中央处理器30根据从输入装置31输入的关于受检者6的成像区的信息，把控制信号CTL303输出给数据获取部分24的选择/加法开关电路241，以便选择由X射线检测器阵列23中的X射线检测元件23a得到的行数据或者改变其组合并把它们相加。中央处理器30还对数据获取部分24收集的行数据进行预处理、如敏感度校正，从而产生检测数据。
中央处理器30具有用作拟合处理部件的程序。拟合处理部件对检测数据执行拟合处理，以便使靠近多个X射线检测模块的边界的X射线检测元件23a所产生的第一检测数据适合基于位于已产生第一检测数据的X射线检测元件23a周围的X射线检测元件23a所产生的第二检测数据的波形数据。
在本实施例中，拟合处理部件通过采用第一检测数据和第二检测数据来执行拟合处理。例如，拟合处理部件把加权因子提供给第一检测数据和第二检测数据，使得它们适合以从最小二乘方误差基准中导出的多项式方程来表示的波形数据，其中采用第一检测数据和第二检测数据来使第一检测数据归一化，从而对检测数据执行拟合处理。顺便指出，采用第一检测数据和第二检测数据的拟合处理的具体情况将在稍后进行描述。
此外，中央处理器30具有用作断层造影图像生成部件的程序，并根据来自多个观测方向的检测数据执行图像重构，从而生成多个断层造影图像。在这里，经过拟合处理的第一检测数据和第二检测数据被用作检测数据。例如，滤波反向投影方法用于中央处理器30的图像重构中。中央处理器30使显示装置32在其中显示重构图像。
提供输入装置31以把信息、如成像条件输入中央处理器30，输入装置31由例如键盘或鼠标构成。顺便指出，输入装置31可连接到扫描台架2或成像台4。
显示装置32根据从中央处理器30发出的命令在其中显示所重构和产生的断层造影图像和其它各种信息。
存储装置33中存储各种数据、重构图像和程序。所存储的数据由中央处理器30根据需要进行存取。
接下来描述采用根据本实施例的X射线CT设备1的X射线断层造影方法。
图6是示意图，说明根据本实施例中采用的X射线检测器阵列23中对应于A和B的两个X射线检测模块23A和23B的部分检测的X射线所产生的检测数据，这些模块设置成在体轴方向z彼此平行且相邻，其中图6(a)说明拟合处理之前的数据，图6(b)说明拟合处理之后的数据。图6说明其中分别具有在通道方向x设置的八个X射线检测元件23a以及在体轴方向z设置的四个X射线检测元件23a的两个X射线检测模块23A和23B的部分。顺便指出，图6(a)中矩形包围的点表示靠近两个X射线检测模块23A与23B之间边界K的X射线检测元件23a检测的X射线得到的第一检测数据A41到A48以及B11到B18。
图7是在本实施例中以体轴方向设置的X射线检测元件23a得到的检测数据的曲线图，其中图7(a)表示拟合处理过程之前的检测数据，而图7(b)表示拟合处理过程之后的检测数据。例如在图7中采用具有如图6所示在体轴方向设置的第一检测数据和第二检测数据的检测数据A11、A21、A31、A41、B11、B21、B31和B41。在图7中，水平轴表示获取检测数据的各X射线检测元件23a的位置，垂直轴表示根据所检测X射线的强度所产生的检测数据的数据值。
在X射线断层造影方法中，操作者首先在X射线5的扫描之前，经由输入装置31把关于待成像的受检者6的成像区的信息输入中央处理器30。然后，中央处理器30根据从输入装置31输入的信息向成像台4输出控制信号CTL30b，用于把其中放置了受检者6的成像台4送入扫描台架2的X射线放射空间29或者从其中送出，以及定位受检者6的成像区，使得其成像区被设置在扫描台架2的X射线放射空间29的预期位置。中央处理器30还把控制信号CTL301输出给X射线控制器25，并使X射线控制器25把控制信号CTL251输出给X射线管20，从而执行来自X射线管20的X射线5的照射。此外，中央处理器30还把控制信号CTL302输出给准直仪控制器26，并允许准直仪控制器26向准直仪22提供控制信号CTL261，用于控制准直仪22的窗孔221的开启程度。透过受检者6的成像区的X射线由X射线检测器阵列23来检测，X射线检测器阵列23包括X射线检测模块，其中X射线检测元件23a布置成阵列形式，以及其中X射线检测模块布置成彼此相邻。
然后，X射线检测器阵列23所检测的X射线5经过预先处理、如敏感度校正，从而产生检测数据。
如图7(a)所示，基于具有第一检测数据和第二检测数据的检测数据A11、A21、A31、A41、B11、B21、B31和B41的波形数据在第一检测数据A41与B11之间的部分是不连续的。这从以下事实产生结果由于相当于第一检测数据A41和B11的部分是从靠近多个X射线检测模块23A与23B之间边界K的X射线检测元件23a检测的X射线得到的，因此这些部分不同于在第二检测数据A11、A21、A31、B21、B31和B41中包含的所产生的串扰量。
因此，为了校正如图7所示的第一和第二检测数据包含的所产生的串扰量之间的差异，在X射线断层造影方法中采用的拟合处理过程中，检测数据经过拟合处理，其方式为，在X射线检测器阵列23检测的X射线所产生的检测数据中，靠近多个X射线检测模块23A与23B之间边界的X射线检测元件23a检测的X射线所产生的第一检测数据适合基于位于获取第一检测数据的X射线检测元件23a周围的X射线检测元件23a检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
在这里，在本实施例采用的拟合处理过程中，采用第一检测数据和第二检测数据来执行拟合处理。例如，加权因子分别被提供给第一检测数据和第二检测数据，其方式是，使得它们适合以从最小二乘方误差基准中导出的多项式方程表示的波形数据，其中采用第一检测数据和第二检测数据，从而执行多项式方程拟合处理，以便使第一检测数据归一化。如图6所示，为了使一个X射线检测模块23A上的第一检测数据A41适合以二次和三次多项式方程表示的波形数据，预定的加权因子被提供给第一检测数据A41以及由位于体轴方向、以第一检测数据A41为中心的三个X射线检测元件所得到的检测数据A11、A21、A31、B11、B21和B31，然后再将其相加，如A’41＝(-2·A11+3·A21+6·A31+7·A41+6·B11+3·B21-2·B31)/21的情况，此后，通过相加的值除以预定归一化因子所得的值A’41被设置为第一检测数据A41。在另一个X射线检测模块23B上的第一检测数据B11以相似方法来处理。顺便指出，根据本实施例的拟合处理过程相当于以下事实采用低通滤波器对第一检测数据和第二检测数据进行滤波，从而大量消除第一检测数据中包含的高频分量。可根据诊断目的和受检者部位来使用所需的低通滤波器。
因此，图6(a)所示的第一检测数据A41到A48以及B11到B18由其相应的通过拟合处理校正的第一检测数据A’41到A’48以及B’11到B’18代替，如图6(b)所示。此外，第一检测数据经过校正，从而适合基于第二检测数据的波形数据，如图7(b)所示。
在断层造影图像生成过程中，中央处理器30根据经过拟合处理的检测数据来执行图像重构，从而产生断层造影图像数据。在显示过程中，中央处理器30使显示装置32显示在断层造影图像生成过程中产生的断层造影图像。
在上述的实施例中，X射线被施加到待成像的受检者的成像区。透过受检者的成像区的X射线由按照受检者的体轴方向设置成彼此相邻的多个X射线检测模块中被布置成阵列形式的X射线检测元件来检测。在X射线检测元件检测的X射线所产生的检测数据中，靠近多个X射线检测模块之间边界的X射线检测元件检测的X射线所产生的第一检测数据经过拟合处理，以便适合基于从受检者的体轴方向看来位于其周围的X射线检测元件检测的X射线所产生的第二检测数据的波形数据。
因为执行了拟合处理，所以从体轴方向看来位于多个X射线检测模块之间边界附近的X射线检测元件检测的第一检测数据经过校正，从而包含所产生的串扰量，其中数据没有受到从体轴方向看来的X射线检测模块之间边界的影响。也就是说，第一检测数据经过校正，使得从体轴方向看来的所产生的串扰量的分布变得连续。在本实施例中，根据在对受检者的成像区成像时得到的检测数据而没有采用预定的所产生串扰量来校正第一检测数据。因此，本实施例能够提供高精度校正，防止断层造影图像对比度的下降和伪像的出现，并且提高重构所产生的断层造影图像的质量。
另外在本实施例中，也通过对采用第一检测数据和第二检测数据的多项式拟合处理的使用来执行拟合处理。由于拟合处理是通过这种简化方法来进行的，因此可对受检者进行高速成像。
<实施例2>
用作根据本发明的实施例2的放射线断层造影设备的X射线CT设备具有如图1和图2所示的这些配置，其方式与实施例1相似。根据本实施例的X射线CT设备与实施例1相似，只是拟合处理部件与实施例1中所采用的不同。因此，将省略对于与根据实施例1的X射线CT设备共有的部件的描述。
在中央处理器30中以相似于实施例1的方式提供根据本实施例的X射线CT设备的拟合处理部件。在本实施例中，拟合处理部件按照仅采用第二检测数据的拟合处理来计算对应于第一检测数据的伪数据，再用第一检测数据来代替伪数据。
接下来将描述采用根据本实施例的X射线CT设备的X射线断层造影方法。根据本实施例的X射线断层造影方法与实施例1相似，只是本实施例的拟合处理过程与实施例1不同。因此，将省略对于与根据实施例1的X射线断层造影方法共有的部分的描述。
图8是示意图，说明根据本实施例的X射线检测器阵列23中对应于A和B的两个X射线检测模块23A和23B的部分检测的X射线所产生的检测数据，这些模块设置成在体轴方向z看来彼此平行且相邻，其中图8(a)表示拟合处理之前的数据，以及图8(b)表示拟合处理之后的数据。图8表示其中分别具有在通道方向x设置的八个X射线检测元件23a以及在体轴方向z设置的四个X射线检测元件23a的两个X射线检测模块23A和23B的部分。顺便指出，图8(a)中矩形包围的点表示靠近两个X射线检测模块23A与23B之间边界K的X射线检测元件23a检测的X射线得到的第一检测数据A41到A48以及B11到B18。
根据本实施例的拟合处理过程根据仅采用第二检测数据的拟合处理来计算对应于第一检测数据的伪数据，再用第一检测数据来代替伪数据。如图8(a)所示，例如，采用低通滤波器对第二检测数据A11、A21、A31、B21、B31和B41进行滤波处理，从而导出基于第二检测数据A11、A21、A31、B21、B31和B41的波形数据。如图8(b)所示，利用波形数据来计算对应于第一检测数据A41和B11的伪数据A”41和B”11，然后用第一检测数据A41和B11代替，从而执行拟合处理。
在上述实施例中，根据仅采用第二检测数据的拟合处理来计算对应于第一检测数据的伪数据，然后用第一检测数据代替。因此，本实施例能够防止断层造影图像对比度的下降和伪像的出现，提高重构所产生的断层造影图像的质量，并且以类似于实施例1的方式来提供高速成像。
<实施例3>
用作根据本发明的实施例3的放射线断层造影设备的X射线CT设备具有如图1和图2所示的这些配置，其方式与实施例1和2相似。根据本实施例的X射线CT设备与实施例1和2相似，只是拟合处理部件与实施例1和2中所采用的那些不同。因此，将省略对于与根据实施例1和2的X射线CT设备共有的部分的描述。
在中央处理器30中以类似于实施例1和2的方式提供根据本实施例的X射线CT设备的拟合处理部件。在本实施例中，拟合处理部件根据采用第二检测数据的拟合处理、通过多个X射线检测模块分别计算对应于第一检测数据的第一伪数据，以及通过多个X射线检测模块分别计算第一伪数据与第一检测数据之间的差异数据。此外，通过多个X射线检测模块分别计算差异数据的平均数据，以及通过多个X射线检测模块中的每个来计算对应于第一数据和差异平均数据之差的第二伪数据。此后，对应于多个X射线检测模块的第一检测数据被第二伪数据代替。
接下来将描述采用根据本实施例的X射线CT设备的X射线断层造影方法。根据本实施例的X射线断层造影方法与实施例1和2相似，只是本实施例的拟合处理过程与实施例1和2不同。因此，将省略对于与根据实施例1和2的X射线断层造影方法共有的部分的描述。
图9是示意图，说明根据本实施例的X射线检测器阵列23中对应于A和B的两个X射线检测模块23A和23B的部分检测的X射线所产生的检测数据，这些模块设置成在体轴方向z看来彼此平行且相邻，其中图9(a)表示拟合处理之前的数据，以及图9(b)表示拟合处理之后的数据。
图9表示其中分别具有在通道方向x设置的八个X射线检测元件23a以及在体轴方向z设置的四个X射线检测元件23a的两个X射线检测模块23A和23B的部分。顺便指出，图9(a)中矩形包围的点表示靠近两个X射线检测模块23A与23B之间边界K的X射线检测元件23a检测的X射线得到的第一检测数据A41到A48以及B11到B18。
本实施例中采用的拟合处理过程根据采用第二检测数据的拟合处理、通过多个X射线检测模块分别计算对应于第一检测数据的第一伪数据，以及通过多个X射线检测模块分别计算第一伪数据与第一检测数据之间的差异数据。此外，通过多个X射线检测模块分别计算差异数据的平均数据，以及通过多个X射线检测模块分别计算对应于第一数据和差异平均数据之差的第二伪数据。此后，对应于多个X射线检测模块的第一检测数据分别被第二伪数据代替。
如图9所示，例如，采用低通滤波器对第二检测数据A11、A21、A31、B21、B31和B41进行滤波处理，随后根据经过滤波处理的第二检测数据A11、A21、A31、B21、B31和B41来导出波形数据。然后，利用波形数据分别计算对应于列A的X射线检测模块所检测的第一检测数据A41以及与对应于列B的X射线检测模块23B检测的第一检测数据B11对应的第一伪数据A”41和B”11。
此后，分别计算与第一伪数据A”41、B”11和第一检测数据A41、B11之间差异有关的数据AE41和BE11。差异数据A41和B11基本上相当于所产生的串扰量，其中它们没有受到从体轴方向看来的X射线检测模块23A与23B之间边界K的影响。按照X射线检测模块23A和23B的每个X射线元件23a来执行上述过程，从而计算与以通道方向x排列的第一检测数据A41到A48与分别对应于第一检测数据A41到A48和B11到B18的第一伪数据A’41到A’48和B’11到B’18之间的差异有关的数据AE41到AE48和BE11到BE18。
采用对应于列A的X射线检测模块23A的多个差异数据AE41到AE48来计算对应于列A的X射线检测模块23A的差异平均数据AAE。采用对应于列B的X射线检测模块23B的多个差异数据AE41到AE48和BE11到BE18来计算对应于列B的X射线检测模块23B的差异平均数据ABE。
然后，分别与第一检测数据A41到A48和B11到B18与差异平均数据AAE和ABE之间的差异对应的第二伪数据A41到A48和B11到B18通过分别对应于A和B的X射线检测模块23A和23B来计算。
此后，如图9(b)所示，分别与对应于A和B的X射线检测模块23A和23B对应的第一检测数据A41到A48和B11到B18被其相应的第二伪数据A41到A48和B11到B18代替。
在上述实施例中，对于均基本上相当于所产生的串扰量、没有受到从体轴方向看来的多个X射线检测模块之间边界的影响的差异数据求平均，以便确定或得到差异平均数据，使用所确定的差异平均数据。因此，即使在差异数据中包含噪声分量，但从体轴方向看来靠近多个X射线检测模块之间边界的X射线检测元件所检测的第一检测数据经过校正，从而包含所产生的串扰量，其中它们没有受到从体轴方向看来的X射线检测模块之间边界的影响，方式与位于其周围的第二检测数据相似。因此，能够防止断层造影图像对比度的下降和伪像的出现，并且以类似于实施例1的方式来提高断层造影图像的质量。
顺便指出，本发明不限于上述实施例。可采用各种修改。
在本实施例中，虽然例如从体轴方向看来位于多个X射线检测模块之间边界附近的检测数据经过拟合处理，但也可应用从通道方向看来的多个X射线检测模块之间边界附近的检测数据。
此外，虽然来自与最接近放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件的检测数据被用作第一检测数据，以及来自与在体轴方向设置成三个的位于第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件的检测数据被用作第二检测数据，但第一检测数据和第二检测数据都可根据与整个检测数据对应的波形数据来使用任意数目的检测数据。
可构建本发明的许多极为不同的实施例，只要没有背离本发明的精神和范围。应该理解，本发明不限于说明书中描述的具体实施例，而是由所附权利要求书来定义。
权利要求
1.一种放射线断层造影设备，包括放射线照射装置，用于采用放射线来照射待成像的受检者的成像区；放射线检测装置，具有第一和第二放射线检测模块，其中检测透过所述受检者的所述成像区的放射线的放射线检测元件设置成阵列形式，所述第一和第二放射线检测模块设置成彼此相邻；以及拟合处理装置，用于对检测数据进行拟合处理，采用的方式是，在所述放射线检测装置检测的放射线所产生的检测数据中，与靠近所述第一与第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的第一检测数据适合基于与位于所述第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
2.如权利要求1所述的放射线断层造影设备，其特征在于，所述拟合处理装置执行采用所述第一检测数据和所述第二检测数据的拟合处理。
3.如权利要求1所述的放射线断层造影设备，其特征在于，所述拟合处理装置根据仅采用所述第二检测数据的拟合处理来计算对应于所述第一检测数据的伪数据，并用所述第一检测数据来代替所述伪数据。
4.如权利要求1所述的放射线断层造影设备，其特征在于，所述拟合处理装置分别通过所述第一和第二放射线检测模块、根据采用所述第二检测数据的所述拟合处理来计算对应于所述第一检测数据的第一伪数据，分别通过所述第一和第二放射线检测模块来计算与所述第一伪数据和所述第一检测数据之间差异对应的数据，分别通过所述第一和第二放射线检测模块来计算所述差异数据的平均数据，分别通过所述第一和第二放射线检测模块来计算与所述第一数据和所述差异平均数据之间差异对应的第二伪数据，以及采用所述第二伪数据代替分别与所述第一和第二放射线检测模块对应的所述第一检测数据。
5.如权利要求1到4中任一项所述的放射线断层造影设备，其特征在于，所述拟合处理装置执行多项式拟合处理作为所述拟合处理。
6.如权利要求1到5中任一项所述的放射线断层造影设备，其特征在于还包括断层造影图像生成装置，用于根据经过所述拟合处理的所述检测数据产生所述受检者的所述成像区的断层造影图像数据。
7.如权利要求6所述的放射线断层造影设备，其特征在于还包括显示装置，用于根据所述断层造影图像生成装置所产生的所述断层造影图像数据来显示断层造影图像。
8.如权利要求1到7中任一项所述的放射线断层造影设备，其特征在于，所述放射线照射装置应用X射线作为所述放射线。
9.一种采用放射线断层造影设备的放射线断层造影方法，所述放射线断层造影设备包括放射线照射装置，用于采用放射线照射待成像的受检者的成像区；以及放射线检测装置，具有第一和第二放射线检测模块，其中检测透过所述受检者的所述成像区的放射线的放射线检测元件设置成阵列形式，所述第一和第二放射线检测模块设置成彼此相邻，所述放射线断层造影方法包括拟合处理过程，用于对检测数据执行拟合处理，采用的方式是，在所述放射线检测装置检测的放射线所产生的检测数据中，与靠近所述第一与第二放射线检测模块之间边界的放射线检测元件对应的第一组放射线检测元件检测的放射线所产生的第一检测数据适合基于与位于所述第一组放射线检测元件周围的放射线检测元件对应的第二组放射线检测元件检测的放射线所产生的第二检测数据的波形数据。
10.如权利要求9所述的放射线断层造影方法，其特征在于，在所述拟合处理过程中，执行采用所述第一检测数据和所述第二检测数据的拟合处理。
全文摘要
本发明旨在防止因串扰而导致的断层造影图像对比度的下降和伪像的出现，并且提高断层造影图像的质量。检测数据经过拟合处理，采用的方式是，在设置成彼此相邻的多个X射线检测模块中设置成阵列形式的X射线检测元件检测的X射线所产生的数据中，靠近多个X射线检测模块之间边界的X射线检测元件检测的X射线所产生的第一检测数据适合基于位于相邻X射线检测元件周围的X射线检测元件检测的X射线所产生的第二检测数据的波形数据。
文档编号G01T1/161GK1593341SQ200410079109
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月8日 优先权日2003年9月8日
发明者乡野诚, 贯井正健 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司