專利名稱：X－射線ct系統(tǒng)、掃描架設(shè)備和操作臺(tái)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及基于要檢查的區(qū)域的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生要檢查的區(qū)域的斷層圖像的操作臺(tái)、給在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域上發(fā)射X-射線并基于穿過(guò)要檢查的區(qū)域的X-射線產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)的掃描架設(shè)備、包括給在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域上發(fā)射X-射線并基于穿過(guò)該要檢查的區(qū)域的X-射線產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)的掃描架設(shè)備和基于通過(guò)掃描架設(shè)備所獲得的要檢查的區(qū)域的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生斷層圖像的操作臺(tái)的X-射線CT系統(tǒng)、控制操作臺(tái)和掃描架設(shè)備的方法以及程序代碼和存儲(chǔ)媒體。
X-射線CT系統(tǒng)給對(duì)象(患者)發(fā)射X-射線，通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)在器官、血液、灰質(zhì)等中的人體組織的X-射線吸收系數(shù)的差值，并通過(guò)計(jì)算機(jī)處理(重建)該差值提供要檢查的區(qū)域的截面平面(片層平面)的圖像(斷層圖像)。
醫(yī)生根據(jù)通過(guò)X-射線CT系統(tǒng)所重建的要檢查的預(yù)定區(qū)域的患者斷層圖像診斷患者的病情。為此，所重建的斷層圖像必須具有能夠以良好的精度區(qū)別人體組織的X-射線吸收系數(shù)的差值并與檢查的目的相匹配的圖像質(zhì)量。為獲得這種圖像質(zhì)量，需要減小圖像噪聲。
在對(duì)均質(zhì)材料進(jìn)行成像時(shí)在X-射線CT系統(tǒng)中的圖像噪聲通常以CT值的方差表示。(在下文中稱該方差為圖像SD)。更小的圖像SD值對(duì)應(yīng)于更高質(zhì)量的斷層圖像，更大的圖像SD值則對(duì)應(yīng)于更低質(zhì)量的斷層圖像。為減少圖像質(zhì)量并獲得高質(zhì)量(即減小的圖像SD)的斷層圖像，穿過(guò)對(duì)象并在檢測(cè)器上檢測(cè)的所透射的X-射線量必須較大；因此，為在檢測(cè)器上獲得足夠量的透射的X-射線，發(fā)射到對(duì)象上的X-射線量必須較大。
然而，僅注意改善圖像質(zhì)量而增加發(fā)射到對(duì)象上的X-射線量，會(huì)導(dǎo)致不希望地增加對(duì)象所接收的曝光量。因此，在實(shí)際中需要實(shí)施控制以使從X-射線管中發(fā)射的X-射線量為確保所需的圖像質(zhì)量所需的最小量。
從X-射線管發(fā)射的X-射線量由傳遞到X-射線管的電流(在下文中稱為管電流或mA)控制。常規(guī)的X-射線CT系統(tǒng)通常提供控制管電流以實(shí)現(xiàn)這種最小的X-射線發(fā)射的功能(包括自動(dòng)mA功能(自動(dòng)管電流控制功能))。
在常規(guī)的X-射線CT系統(tǒng)中的自動(dòng)mA功能包括事先在預(yù)定的方向上將預(yù)先確定的X-射線量發(fā)射到每個(gè)對(duì)象的預(yù)定區(qū)域上(這種包含事先給每個(gè)對(duì)象發(fā)射X-射線以獲得所需的數(shù)據(jù)的掃描有時(shí)稱為偵察掃描(scout scan))；基于在當(dāng)時(shí)以所透射的X-射線量得到的測(cè)量結(jié)果(基線數(shù)據(jù))計(jì)算圖像SD；以及建立用于檢查的斷層圖像所需的圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(這種目標(biāo)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)稱為目標(biāo)SD)；以及基于圖像SD和目標(biāo)SD的比率計(jì)算檢查用的管電流。
基于片層厚度和要檢查的區(qū)域確定目標(biāo)SD以進(jìn)行檢查。具體地說(shuō)，參考如在附

圖1中所示的表確定目標(biāo)SD。附圖1所示為在建立目標(biāo)SD的過(guò)程中使用的實(shí)例性表。
例如，當(dāng)要檢查的區(qū)域是胸膛并且片層厚度為10mm時(shí)，參考在附圖1中的表(在模式IQ中)可以將目標(biāo)值設(shè)定為5.4。
通過(guò)應(yīng)用前述的管電流計(jì)算方法，可以計(jì)算與要檢查的區(qū)域相匹配的管電流。然而，通過(guò)這種方法，要檢查的區(qū)域暴露在對(duì)應(yīng)于恒定的管電流的X-射線中。因此，根據(jù)要檢查的區(qū)域的厚度在某些X-射線發(fā)射方向上可能將過(guò)多的X-射線施加到要檢查的區(qū)域。因此，患者暴露在不希望的輻射中。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的操作臺(tái)例如具有下文所描述的結(jié)構(gòu)。
具體地說(shuō)，提供一種基于要檢查的區(qū)域的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生所說(shuō)的要檢查的區(qū)域的斷層圖像的操作臺(tái)，包括發(fā)射/接收裝置，給外部設(shè)備發(fā)送采集投影數(shù)據(jù)的指令，并接收由所說(shuō)的設(shè)備所采集的所說(shuō)的投影數(shù)據(jù)，其中所說(shuō)的外部設(shè)備通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象采集在要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)；第一計(jì)算裝置，基于由所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置所接收的在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)和具體的所說(shuō)的指令，計(jì)算控制所說(shuō)的設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的X-射線量的第一控制值；以及第二計(jì)算裝置，根據(jù)由所說(shuō)的設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線的發(fā)射角度計(jì)算控制X-射線量的第二控制值；其中所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置基于所說(shuō)的第一和第二控制值進(jìn)一步給所說(shuō)的設(shè)備發(fā)送實(shí)施掃描的指令。
基于相對(duì)于在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的投影數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的斷層圖像的目標(biāo)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所說(shuō)的第一計(jì)算裝置通過(guò)校正控制在采集投影數(shù)據(jù)的過(guò)程中的X-射線量的控制值來(lái)計(jì)算所說(shuō)的第一控制值。
當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第一控制值控制在所說(shuō)的橢圓的長(zhǎng)軸方向上由所說(shuō)的設(shè)備所發(fā)射的X-射線量。
當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第二計(jì)算裝置通過(guò)計(jì)算所說(shuō)的橢圓的長(zhǎng)軸和短軸的比率并應(yīng)用所說(shuō)的比率和所說(shuō)的第一控制值來(lái)計(jì)算所說(shuō)的第二控制值。
當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第二控制值控制在所說(shuō)的橢圓的短軸方向上所發(fā)射的X-射線量。
具體的所說(shuō)的指令是要檢查的區(qū)域、片層厚度和控制X-射線量的控制值。
所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置給所說(shuō)的設(shè)備發(fā)送實(shí)施周期性地使用所說(shuō)的第一控制值和所說(shuō)的第二控制值的掃描的指令。
所說(shuō)的第一控制值和所說(shuō)的第二控制值代表在所說(shuō)的設(shè)備發(fā)射所說(shuō)的X-射線時(shí)傳送到控制X-射線量的控制器的管電流。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的掃描架設(shè)備例如具有如下的結(jié)構(gòu)。
具體的說(shuō)，提供一種掃描架設(shè)備，該掃描架設(shè)備給在對(duì)象中要檢查的區(qū)域發(fā)射X-射線并基于穿過(guò)要檢查的區(qū)域的X-射線產(chǎn)生掃描數(shù)據(jù)，包括發(fā)送/接收裝置，該發(fā)送接收裝置從外部設(shè)備接收通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象而采集在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的指令、將所采集的投影數(shù)據(jù)發(fā)送給所說(shuō)的設(shè)備以及從所說(shuō)的設(shè)備接收根據(jù)發(fā)射到在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線的發(fā)射角度控制X-射線量的掃描指令；控制裝置，基于由所說(shuō)的發(fā)送/接收裝置所接收的所說(shuō)的掃描指令根據(jù)發(fā)射到所說(shuō)的要檢查的區(qū)域上的X-射線的發(fā)射角度實(shí)施X-射線量的控制。
因此，根據(jù)相對(duì)于在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域X-射線發(fā)射方向本發(fā)明可以控制管電流，并且能夠減少對(duì)象所受的不希望的輻射的曝光量。
通過(guò)下文對(duì)在附圖中示出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述將會(huì)清楚本發(fā)明的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)。
附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例X-射線CT系統(tǒng)的方塊結(jié)構(gòu)圖。
附圖3所示為執(zhí)行偵察掃描過(guò)程中所獲得的曲線。
附圖4所示為詳細(xì)的曲線302和303。
附圖5所示為解釋計(jì)算截面平面301的短軸和長(zhǎng)軸的方法的附圖。
附圖6所示為解釋?duì)鹊母綀D。
附圖7所示為用于計(jì)算確定管電流的函數(shù)并基于所計(jì)算的管電流獲得X-射線斷層圖像的處理的流程圖。
附圖8所示為在步驟704中詳細(xì)處理的流程圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述現(xiàn)在參考附圖根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例描述本發(fā)明。第一實(shí)施例附圖2所示為第一實(shí)施例的X-射線CT系統(tǒng)的方塊構(gòu)造圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括與X-射線檢測(cè)機(jī)構(gòu)整體地連接以給對(duì)象發(fā)射X-射線并檢測(cè)穿過(guò)該對(duì)象的X-射線的掃描架設(shè)備100和執(zhí)行掃描架設(shè)備100的幾種類型的操作設(shè)置并基于從掃描架設(shè)備100中輸出的數(shù)據(jù)重建X-射線斷層圖像以進(jìn)行顯示的操作臺(tái)200。
掃描架設(shè)備100包括控制整個(gè)設(shè)備100的主控制器1和在下文中討論的部件。
參考標(biāo)號(hào)2表示與操作臺(tái)200進(jìn)行通信的接口，3表示具有輸送躺在床12上(在垂直于附圖平面的方向上，該方向在下文中有時(shí)稱為z-軸)的對(duì)象(患者)的空腔的掃描架，在其中包括作為X-射線源的X-射線管4(由X-射線管控制器5驅(qū)動(dòng)并控制)、具有確定X-射線發(fā)射范圍的狹縫的準(zhǔn)直器6和調(diào)整在準(zhǔn)直器6中的狹縫的寬度以確定X-射線發(fā)射范圍的馬達(dá)7a。通過(guò)準(zhǔn)直控制器7控制馬達(dá)7a的驅(qū)動(dòng)。
掃描架3也包括檢測(cè)穿過(guò)該對(duì)象的X-射線的X-射線檢測(cè)部分8和采集通過(guò)由X-射線檢測(cè)部分8所捕獲的透射的X-射線所得到的投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集部分9。X-射線管4和準(zhǔn)直器6以及X-射線檢測(cè)部分8都設(shè)置在空腔部分上即設(shè)置在對(duì)象的相對(duì)的部分上，他們以他們所保持的關(guān)系繞掃描架3旋轉(zhuǎn)。通過(guò)由來(lái)自馬達(dá)控制器11的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)10實(shí)施這種旋轉(zhuǎn)。在z-軸方向上輸送放置對(duì)象的床12，通過(guò)床馬達(dá)13執(zhí)行這種輸送的驅(qū)動(dòng)。床馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)由床馬達(dá)控制器14控制。
主控制器11分析通過(guò)接口2所接收的幾種類型的指令，并基于這種分析，它給X-射線管控制器5、準(zhǔn)直器控制器7、馬達(dá)控制器11、床馬達(dá)控制器14和數(shù)據(jù)采集部分9輸出幾種類型的控制信號(hào)。主控制器1也實(shí)施通過(guò)接口2將在數(shù)據(jù)采集部分9上所采集的投影數(shù)據(jù)發(fā)送給操作臺(tái)200的處理。
操作臺(tái)200一般稱為工作站，如圖所示，包括控制整個(gè)設(shè)備的CPU51、存儲(chǔ)引導(dǎo)程序等的ROM 52、作為主存儲(chǔ)裝置的RAM 53以及下文討論的部件。
HDD54是一種硬盤裝置，它存儲(chǔ)OS、將在下文討論的掃描控制程序以及給掃描架設(shè)備100輸送幾種類型的指令并基于從掃描架設(shè)備100中所接收的數(shù)據(jù)重建X-射線斷層圖像的診斷程序。VRAM 55是一種用于產(chǎn)生要顯示的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，通過(guò)在那里產(chǎn)生該圖像數(shù)據(jù)可以將該圖像數(shù)據(jù)顯示在CRT 56上。參考標(biāo)號(hào)57和58表示執(zhí)行幾種類型的設(shè)置的鼠標(biāo)和鍵盤。參考標(biāo)號(hào)59表示與掃描架設(shè)備100進(jìn)行通信的接口。
現(xiàn)在描述根據(jù)具有前述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例由X-射線CT系統(tǒng)所執(zhí)行的自動(dòng)mA。
首先，在躺在床12上的對(duì)象中要檢查的區(qū)域上執(zhí)行偵察掃描。下文描述計(jì)算在已經(jīng)進(jìn)行了偵察掃描的許多偵察掃描位置中所感興趣的偵察掃描位置上在掃描(在偵察掃描之后執(zhí)行的)中所使用的管電流的方法。
附圖3所示為在執(zhí)行偵察掃描的過(guò)程中所獲得的曲線。在附圖3中，參考標(biāo)號(hào)301表示在所感興趣的偵察掃描位置上要檢查的區(qū)域的截面平面(下文簡(jiǎn)單地稱為截面平面)，并且該截面平面接近橢圓。參考標(biāo)號(hào)302表示沿著截面平面301的長(zhǎng)軸方向在所感興趣的偵察掃描位置上在對(duì)要檢查的區(qū)域由X-射線304執(zhí)行偵察掃描過(guò)程中所獲得曲線。參考標(biāo)號(hào)303表示沿著著截面平面301的短軸方向在所感興趣的偵察掃描位置上在對(duì)要檢查的區(qū)域由X-射線305執(zhí)行偵察掃描過(guò)程中所獲得曲線。即，曲線302和303都是以掃描架3的旋轉(zhuǎn)角度變換90°在所感興趣的偵察掃描位置上在對(duì)要檢查的區(qū)域執(zhí)行偵察掃描過(guò)程中所獲得曲線。在這些曲線圖中的豎直軸表示在所感興趣的偵察掃描位置上發(fā)射到要檢查的區(qū)域上的X-射線量(I0)和在所感興趣的偵察掃描位置上穿過(guò)要檢查的區(qū)域上的X-射線量(I)的對(duì)數(shù)形式的比率，水平軸表示X-射線檢測(cè)部分8的通道。
附圖4(a)和(b)分別詳細(xì)地示出了曲線302和303。在這些附圖中，通道以1至MAX_ch表示，通過(guò)參考標(biāo)號(hào)401和402表示通道的-In(Io/I)的設(shè)置(區(qū)域)。由下式給出區(qū)域401或402的面積S(在下文中稱為透射面積)S＝pr(1)+pr(2)+…+pr(MAX_ch)這里pr(i)(1≤i≤MAX_ch)表示通道i的-In(Io/I)的值。在下文中區(qū)域401的透射面積表示為S1，區(qū)域402的透射面積表示為S2。
接著，計(jì)算截面平面301的短軸和長(zhǎng)軸的比率(即橢圓率)。這種計(jì)算等效于在曲線302和303中計(jì)算對(duì)應(yīng)于檢測(cè)穿過(guò)在截面平面301的長(zhǎng)軸和短軸和附近的X-射線的檢測(cè)器(通道)的-In(Io/I)的比率值?，F(xiàn)在參考附圖5描述計(jì)算截面平面301的長(zhǎng)軸和短軸的方法。附圖5所示為解釋計(jì)算截面平面301的長(zhǎng)軸和短軸的方法的附圖。
首先，對(duì)在所有的通道中相對(duì)于中央通道(Cent)的50個(gè)前面的通道和50個(gè)后面的通道的-In(Io/I)進(jìn)行求和。這種計(jì)算可以通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)r＝pr(Cent-49)+pr(Cent-48)+...
+pr(Cent+49)+pr(Cent+50)計(jì)算在區(qū)域401和402中的r′，計(jì)算結(jié)果分別表示為r1和r2。結(jié)果，由于r1和r2為在截面平面301的長(zhǎng)軸和短軸上和其附近的相應(yīng)的-In(Io/I)的總和，因此從比率(r1/r2)中可以獲得前述的橢圓率RR＝r1/r2現(xiàn)在描述應(yīng)用由此所獲得的S1(或S2)和R計(jì)算管電流的方法。如上文所述，通過(guò)獲得圖像SD和目標(biāo)SD并計(jì)算他們的比率可以計(jì)算管電流。因此，首先描述計(jì)算圖像SD的方法。
圖像SD隨著透射面積和橢圓率變化。因此，圖像SD可以從如上文所獲得的透射面積和橢圓率中計(jì)算出來(lái)。具有透射面積S的區(qū)域的圖像SD(σpx)可以根據(jù)下面的等式計(jì)算ρpx＝α+β×S+γ×S2這里α，β和γ都是預(yù)定的常數(shù)。此外，通過(guò)下式可以獲得具有橢圓率R的區(qū)域的SD比率kk＝A+B×R2這里A和B都是預(yù)定的常數(shù)。應(yīng)用如上文所獲得的ρpx和k，通過(guò)下式可以計(jì)算具有透射面積S和橢圓率R的區(qū)域的圖像SD(ρ′px)ρ′px＝ρpx×k在另一方面，如前文所描述，通過(guò)選擇要檢查的區(qū)域、片層厚度和模式(在附圖2的實(shí)例中從在IQ、正常和低劑量的三種模式中選擇)，從在附圖2中所示的表中可以唯一地確定目標(biāo)SD。在本實(shí)例中，應(yīng)用在其上已經(jīng)執(zhí)行了偵察掃描的要檢查的區(qū)域和在執(zhí)行偵察掃描過(guò)程中所指定的片層厚度和模式。所確定的目標(biāo)SD表示為ρtarget，基于下式可以計(jì)算最終要獲得的管電流mA＝(mAreference×tf)/(ρ′px/ρtarget)2這里mAreference是在執(zhí)行偵察掃描時(shí)傳輸?shù)絏-射線管4中的管電流，tf是10/(片層厚度)的計(jì)算值。
然而，由于由此所獲得的管電流并沒(méi)有考慮在X-射線發(fā)射的方向上要檢查的區(qū)域的厚度，因此管電流可能不僅是要檢查的區(qū)域的某些厚度的要求。例如，當(dāng)要檢查的區(qū)域的截面平面接近橢圓并且要檢查的區(qū)域暴露在對(duì)應(yīng)于相同的管電流的X-射線中時(shí)，即使X-射線量適合于在長(zhǎng)軸方向上，但是它仍然可能在截面平面的短軸方向上過(guò)量。
因此，如上文所獲得的管電流稱為第一控制值，在本實(shí)施例中應(yīng)用這一控制值作為在長(zhǎng)軸方向上發(fā)射X-射線的管電流(下文中表示為mAt)。在另一方面，基于下式計(jì)算在短軸方向上發(fā)射X-射線的管電流(下文中表示為mAb)mAb＝mAt×R這種管電流稱為第二控制值。因此，在長(zhǎng)軸和短軸方向上在發(fā)射X-射線的過(guò)程中可以控制管電流，結(jié)果，可以發(fā)射對(duì)應(yīng)于所控制的管電流的X-射線。
此外，如上文所述，在每次在截面平面的長(zhǎng)軸和短軸方向上發(fā)射X-射線時(shí)管電流變化。換句話說(shuō)，在每次掃描架3的旋轉(zhuǎn)角度變化90°時(shí)第一和第二控制值(管電流mAt和mAb)都改變。因此，當(dāng)掃描架3的旋轉(zhuǎn)角度表示為θ并且確定管電流值的函數(shù)表示為f(θ)時(shí)，函數(shù)f可以表示如下f(θ)＝mAt(1-R)sin(θ)+mAtR在要檢查的區(qū)域的截面平面601的短軸方向上θ確定為0°，而在長(zhǎng)軸方向上確定為90°，如附圖6所示。然而，確定管電流值的函數(shù)并不限于正弦函數(shù)，而是可以為具有90°相位的任何適當(dāng)?shù)闹芷谛院瘮?shù)，包括余弦函數(shù)和三角波。
通過(guò)前述的處理，可以計(jì)算在要檢查的區(qū)域中在感興趣的偵察掃描位置(或掃描位置)上執(zhí)行掃描的過(guò)程中使用的確定管電流值的函數(shù)。此外，通過(guò)對(duì)在要檢查的區(qū)域中的每個(gè)偵察掃描位置執(zhí)行前述處理，可以計(jì)算確定適合于每個(gè)偵察掃描位置的管電流值的函數(shù)；以及通過(guò)應(yīng)用計(jì)算函數(shù)在每個(gè)偵察掃描位置上執(zhí)行掃描，可以減少要檢查的區(qū)域暴露在不需要的輻射中。
附圖7和8所示為上文所述的計(jì)算用于確定管電流值的函數(shù)并基于所計(jì)算的管電流獲得X-射線斷層圖像的處理的流程圖。
在附圖7中，首先應(yīng)用鍵盤57和鼠標(biāo)58從操作臺(tái)200輸入偵察掃描計(jì)劃(步驟S701)。偵察掃描計(jì)劃包括在偵察掃描的對(duì)象中的要檢查的區(qū)域、管電流、片層厚度等。接著將輸入的偵察掃描計(jì)劃發(fā)送到掃描架設(shè)備100(步驟S702)。掃描架設(shè)備100接收由操作臺(tái)200所發(fā)送的偵察掃描計(jì)劃(步驟S751)，基于所接收的偵察掃描計(jì)劃執(zhí)行偵察掃描(步驟S752)。然后掃描架設(shè)備100將偵察掃描的結(jié)果(投影數(shù)據(jù))發(fā)送給操作臺(tái)200(步驟S753)。操作臺(tái)200接收由掃描架設(shè)備100所發(fā)送的偵察掃描的結(jié)果(步驟S703)，以及基于該結(jié)果通過(guò)執(zhí)行前述的處理計(jì)算確定每次偵察掃描位置的管電流值的函數(shù)(步驟S704)。盡管沒(méi)有示出，從包含在步驟S703中所接收的偵察掃描結(jié)果中的投影數(shù)據(jù)中產(chǎn)生X-射線斷層圖像。
在附圖8中詳細(xì)地示出了在步驟S704中的處理，下文將描述該處理。
首先，從截面平面中計(jì)算透射面積S(在附圖3所示的實(shí)例中為S1或S2)(步驟S801)。接著，對(duì)應(yīng)于檢測(cè)穿過(guò)截面平面的短軸和長(zhǎng)軸及其附近的X-射線的通道計(jì)算-In(I0/I)的和r1和r2(步驟S802)。然后應(yīng)用所計(jì)算的r1和r2計(jì)算截面平面的橢圓率R(步驟S803)。然后，應(yīng)用在步驟S801中所獲得的透射面積S計(jì)算具有透射面積S的區(qū)域的圖像SD(ρpx)(步驟S804)，以及應(yīng)用在步驟S803中所獲得的橢圓率R計(jì)算具有橢圓率R的區(qū)域的SD比率(k)。
然后，應(yīng)用在步驟S804中所獲得的圖像SD(ρpx)和在步驟S805中所獲得的SD比率(k)計(jì)算具有透射面積S和橢圓率R的區(qū)域的圖像SD(ρ′px)。接著通過(guò)應(yīng)用鍵盤57和鼠標(biāo)58輸入要檢查的區(qū)域、片層厚度和模式從在附圖2中所示的表中指定目標(biāo)SD(步驟S807)。在步驟S701中輸入偵察掃描計(jì)劃時(shí)可以執(zhí)行在步驟S807中的處理。
接著，應(yīng)用在步驟S806中所獲得的圖像SD(ρ′px)和在步驟S807中所指定的目標(biāo)SD(ρtarget)計(jì)算mAt(步驟S808)，應(yīng)用所計(jì)算的mAt和橢圓率R計(jì)算mAb(步驟S809)。然后應(yīng)用所獲得的mAt和mAb計(jì)算確定管電流的函數(shù)(步驟S810)。盡管沒(méi)有示出，對(duì)于在要檢查的區(qū)域中的所有的偵察掃描位置執(zhí)行計(jì)算在附圖8中所感興趣的偵察掃描位置上的函數(shù)f的處理，并且在獲得在要檢查的區(qū)域中的所有的偵察掃描位置之后，處理進(jìn)行到步驟S705。
返回到附圖7，應(yīng)用鍵盤57和鼠標(biāo)58輸入掃描計(jì)劃(步驟S705)，包括在步驟S704中所計(jì)算的函數(shù)f的掃描計(jì)劃被發(fā)送到掃描架設(shè)備100(步驟S706)。掃描架設(shè)備100接收由操作臺(tái)200所發(fā)送的掃描計(jì)劃(步驟S754)，基于所接收的掃描計(jì)劃執(zhí)行掃描(步驟S755)。同時(shí)，掃描架設(shè)備100將包括在所接收的掃描計(jì)劃中的函數(shù)f發(fā)送給X-射線控制器5，并基于該函數(shù)f執(zhí)行對(duì)管電流的控制。因此，X-射線管4基于所控制的管電流發(fā)射X-射線。
然后，將掃描結(jié)果(掃描數(shù)據(jù))發(fā)送到操作臺(tái)200(步驟S756)，操作臺(tái)200接收由掃描架設(shè)備100所發(fā)送的掃描結(jié)果(步驟S707)。然后操作臺(tái)200通過(guò)圖像重建從所接收的掃描數(shù)據(jù)中產(chǎn)生X-射線斷層圖像(步驟S708)，并在CRT 56上顯示X-射線斷層圖像(步驟S709)。
在上述的處理中，CPU 51計(jì)算第一和第二控制值，在操作臺(tái)200中該CPU 51作為計(jì)算第一控制值的第一計(jì)算裝置和計(jì)算第二控制值的第二計(jì)算裝置。其它的實(shí)施例本發(fā)明的目的也可以通過(guò)如下的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)提供一種具有存儲(chǔ)媒體(或記錄媒體)的系統(tǒng)或設(shè)備，在該記錄媒體中記錄有實(shí)施前述的實(shí)施例的功能的軟件程序代碼，通過(guò)在該系統(tǒng)或設(shè)備中的計(jì)算機(jī)(CPU或MPU)讀出并執(zhí)行存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)媒體中的程序代碼。在這種情況下，從存儲(chǔ)媒體中讀出的程序代碼本身實(shí)施前述的實(shí)施例的功能，因此，存儲(chǔ)了該程序代碼的存儲(chǔ)媒體構(gòu)成了本發(fā)明。此外，不僅包括通過(guò)計(jì)算機(jī)(操作臺(tái))執(zhí)行讀出的程序代碼來(lái)實(shí)施前述實(shí)施例的功能，而且還包括這樣的情況例如在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)(OS)通過(guò)程序代碼基于指令執(zhí)行部分的或所有的實(shí)際處理，并且該處理執(zhí)行前述的實(shí)施例的功能。
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于這種存儲(chǔ)媒體時(shí)，該存儲(chǔ)媒體被構(gòu)造成存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于前述部分或所有的流程圖(在附圖7和/或附圖8中所示)的程序代碼。
可用于存儲(chǔ)這種程序代碼的存儲(chǔ)媒體例如包括軟盤、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡和ROM。此外，這種程序代碼可以通過(guò)媒體比如網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))下載。
在不脫離本發(fā)明的精神范圍的前提下可以構(gòu)造出許多不同的實(shí)施例。應(yīng)該理解的是本發(fā)明并不限于在說(shuō)明書中所描述的特定的實(shí)施例，而是以所附加的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種基于要檢查的區(qū)域的投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生所說(shuō)的要檢查的區(qū)域的斷層圖像的操作臺(tái)，包括發(fā)射/接收裝置，該發(fā)射/接收裝置用于給外部設(shè)備發(fā)送采集投影數(shù)據(jù)的指令并接收由所說(shuō)的設(shè)備所采集的所說(shuō)的投影數(shù)據(jù)，其中所說(shuō)的外部設(shè)備通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象來(lái)采集在要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)；第一計(jì)算裝置，基于由所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置所接收的在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)和具體的所說(shuō)的指令，該第一計(jì)算裝置計(jì)算控制所說(shuō)的設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的X-射線量的第一控制值；以及第二計(jì)算裝置，該第二計(jì)算裝置根據(jù)由所說(shuō)的設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線的發(fā)射角度計(jì)算控制X-射線量的第二控制值；其中所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置基于所說(shuō)的第一和第二控制值進(jìn)一步給所說(shuō)的設(shè)備發(fā)送實(shí)施掃描的指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作臺(tái)，其中，基于相對(duì)于在每個(gè)掃描位置上的以所說(shuō)的投影數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)上的斷層圖像的目標(biāo)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所說(shuō)的第一計(jì)算裝置通過(guò)校正控制在采集投影數(shù)據(jù)的過(guò)程中的X-射線量的控制值來(lái)計(jì)算所說(shuō)的第一控制值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作臺(tái)，其中，當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第一控制值控制在所說(shuō)的橢圓的長(zhǎng)軸方向上由所說(shuō)的設(shè)備所發(fā)射的X-射線量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作臺(tái)，其中，當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第二計(jì)算裝置通過(guò)計(jì)算所說(shuō)的橢圓的長(zhǎng)軸和短軸的比率并應(yīng)用所說(shuō)的比率和所說(shuō)的第一控制值來(lái)計(jì)算所說(shuō)的第二控制值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的操作臺(tái)，其中，當(dāng)基于在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的斷層圖像接近橢圓時(shí)，所說(shuō)的第二控制值控制在所說(shuō)的橢圓的短軸方向上所發(fā)射的X-射線量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作臺(tái)，其中具體的所說(shuō)的指令是要檢查的區(qū)域、片層厚度和控制X-射線量的控制值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作臺(tái)，其中所說(shuō)的發(fā)射/接收裝置給所說(shuō)的設(shè)備發(fā)送實(shí)施周期性地使用所說(shuō)的第一控制值和所說(shuō)的第二控制值的掃描的指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作臺(tái)，其中所說(shuō)的第一控制值和所說(shuō)的第二控制值表示在所說(shuō)的設(shè)備發(fā)射所說(shuō)的X-射線時(shí)傳送到控制X-射線量的控制器的管電流。
9.一種掃描架設(shè)備，該掃描架設(shè)備給在對(duì)象中要檢查的區(qū)域發(fā)射X-射線并基于穿過(guò)要檢查的區(qū)域的X-射線產(chǎn)生掃描數(shù)據(jù)，包括發(fā)送/接收裝置，該發(fā)送接收裝置用于從外部設(shè)備接收通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象來(lái)采集在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的指令、將所采集的投影數(shù)據(jù)發(fā)送給所說(shuō)的設(shè)備以及從所說(shuō)的設(shè)備接收根據(jù)發(fā)射到在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線發(fā)射角度控制X-射線量的掃描指令；以及控制裝置，該控制裝置基于由所說(shuō)的發(fā)送/接收裝置所接收的所說(shuō)的掃描指令根據(jù)發(fā)射到所說(shuō)的要檢查的區(qū)域上的X-射線的發(fā)射角度實(shí)施X-射線量的控制。
10.一種X-射線CT系統(tǒng)，包括給在對(duì)象中要檢查的區(qū)域發(fā)射X-射線并基于穿過(guò)所說(shuō)的要檢查的區(qū)域的X-射線產(chǎn)生掃描數(shù)據(jù)的掃描架設(shè)備和基于由所說(shuō)的掃描架設(shè)備所獲得的所說(shuō)的要檢查的區(qū)域的掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生所說(shuō)的要檢查的區(qū)域的斷層圖像的操作臺(tái)，其中所說(shuō)的操作臺(tái)包括第一發(fā)射/接收裝置，該第一發(fā)射/接收裝置用于給所述掃描架設(shè)備發(fā)送采集投影數(shù)據(jù)的指令并接收由所說(shuō)的掃描架設(shè)備所采集的所說(shuō)的投影數(shù)據(jù)，其中所說(shuō)的掃描架設(shè)備通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象來(lái)采集在要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)；第一計(jì)算裝置，基于由所說(shuō)的第一發(fā)射/接收裝置所接收的在每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)和具體的所說(shuō)的指令，該第一計(jì)算裝置計(jì)算用于控制所說(shuō)的掃描架設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的X-射線量的第一控制值；以及第二計(jì)算裝置，該第二計(jì)算裝置根據(jù)由所說(shuō)的掃描架設(shè)備在一次掃描過(guò)程中發(fā)射在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線的發(fā)射角度計(jì)算用于控制X-射線量的第二控制值；其中所說(shuō)的第一發(fā)射/接收裝置基于所說(shuō)的第一和第二控制值進(jìn)一步給所說(shuō)的掃描架設(shè)備發(fā)送實(shí)施掃描的指令。所說(shuō)的掃描架設(shè)備包括第二發(fā)送/接收裝置，該第二發(fā)送接收裝置從操作臺(tái)接收通過(guò)在預(yù)定方向上給在要檢查的所說(shuō)的區(qū)域上發(fā)射X-射線并載運(yùn)所說(shuō)的對(duì)象來(lái)采集在對(duì)象中的要檢查的區(qū)域中的每個(gè)掃描位置上的投影數(shù)據(jù)的指令、將所采集的投影數(shù)據(jù)發(fā)送給所說(shuō)的操作臺(tái)以及從所說(shuō)操作臺(tái)接收根據(jù)發(fā)射到在每個(gè)掃描位置上的所說(shuō)的X-射線的發(fā)射角度控制X-射線量的掃描指令；以及控制裝置，該控制裝置基于由所說(shuō)的第二發(fā)送/接收裝置所接收的所說(shuō)的掃描指令根據(jù)發(fā)射到所說(shuō)的要檢查的區(qū)域上的X-射線的發(fā)射角度實(shí)施X-射線量的控制。
全文摘要
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)相對(duì)于在患者中要檢查的區(qū)域X－射線發(fā)射方向通過(guò)控制管電流減少對(duì)象受到不希望的輻射的曝光量，從截面平面中計(jì)算透射面積S(S801)，并且計(jì)算截面平面的橢圓率R(S802，S803)。然后計(jì)算具有透射面積S的區(qū)域的圖像SD(S804)，以及計(jì)算具有橢圓率R的區(qū)域的圖像SD比率(805)。然后應(yīng)用圖像SD和SD比率計(jì)算具有透射面積S和橢圓率R的區(qū)域的圖像SD(S806)。接著，指定目標(biāo)SD(S807)，以及應(yīng)用在S806中獲得的圖像SD和目標(biāo)SD計(jì)算控制在對(duì)象的截面平面中在長(zhǎng)軸方向上發(fā)射的X－射線的管電流(S808)，并且應(yīng)用所獲得的管電流和R計(jì)算控制在對(duì)象的截面平面中的短軸方向上發(fā)射的X－射線的管電流(S809)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1401297SQ02142119
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月28日
發(fā)明者堀內(nèi)哲也 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司