專利名稱：：X射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于拍攝主體的層析圖像(tomographicimage)的X射線CT(計(jì)算機(jī)層析攝影，ComputedTomography)設(shè)備。
背景技術(shù)：
：作為胸部X射線CT成像方法，目前已知的方法例如是，在日本專利公開2003-275200號中所描述的方法。即，該專利文獻(xiàn)描述了以下方法，其中，在進(jìn)行胸部X射線CT攝影時(shí)，執(zhí)行連續(xù)的螺旋掃描，在該螺旋掃描過程中，在工作臺(table)以相對慢的工作臺速度移動(dòng)時(shí)，在包括心臟的范圍內(nèi)獲取X射線投影數(shù)據(jù)，并且在工作臺以相對快的工作臺速度移動(dòng)時(shí)，在不包括心臟的范圍內(nèi)獲取X射線投影數(shù)據(jù)，從而在比較短的成像時(shí)間周期內(nèi)獲得運(yùn)動(dòng)偽影少的層析圖像。
發(fā)明內(nèi)容同時(shí)，在通常的X射線CT成像時(shí)，執(zhí)行全重建(fullreconstruction)，全重建是使用與360。角度范圍有關(guān)的觀測數(shù)據(jù)(viewdata)來進(jìn)行圖像重建，所謂的觀測數(shù)據(jù)對應(yīng)于全掃描。然而，在進(jìn)行胸部X射線CT成像時(shí)，半重建能夠減少運(yùn)動(dòng)偽影，半重建是使用對應(yīng)于180°+扇角(fanangle)的觀測數(shù)據(jù)來進(jìn)行圖像重建，所謂的觀測數(shù)據(jù)對應(yīng)于半掃描，優(yōu)選地是對應(yīng)于全掃描。通過半重建來重建的層析圖像具有減少運(yùn)動(dòng)偽影的趨勢，而噪聲增加的數(shù)據(jù)量相對少于全重建。如專利文獻(xiàn)l中所描述的，問題在于，當(dāng)在胸部X射線CT成像時(shí)，在不包括心臟的范圍和包括心臟的范圍上連續(xù)進(jìn)行螺旋掃描，并且使用不同的數(shù)據(jù)量(觀測數(shù)據(jù)的范圍)在不包括心臟的范圍和包括心臟的范圍內(nèi)進(jìn)行圖像重建，在運(yùn)動(dòng)偽影方面，每個(gè)層析圖像的噪聲特性，在不包括心臟的范圍和包括心臟的范圍之間的邊界變得不連續(xù)，并且當(dāng)使用那些連續(xù)的層析圖像來生成，例如，胸部三維圖像時(shí)，在包括心臟的范圍和不包括心臟的范圍之間的邊界會(huì)出現(xiàn)偽影。4考慮到上述問題做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種X射線CT設(shè)備，該設(shè)備能夠當(dāng)在例如使用兩種不同的數(shù)據(jù)量來生成連續(xù)的層析圖像時(shí)，在不包括心臟的范圍和包括心臟的范圍內(nèi)執(zhí)行上述的X射線CT成像的情況下，減少圖像質(zhì)量的不連續(xù)性，諸如，各層析圖像之間的邊界部分處的噪聲特性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，該設(shè)備包括掃描裝置、X射線探測單元、成像工作臺、控制器、X射線數(shù)據(jù)獲取部和圖像重建裝置，其中，掃描裝置包括X射線源，X射線探測單用來將主體放置在其上并將主體布置在X射線源和X射線探測單元之間，控制器控制成像工作臺以及X射線源和X射線探測單元這二者，使得當(dāng)成像工作臺和X射線源以及X射線探測單元沿著主體的身體軸(bodyaxis)相對移動(dòng)時(shí)，來自X射線源的X射線凈皮施加到其上，X射像重建裝置基于投影數(shù)據(jù)對主體的層析圖像進(jìn)行圖像重建，其中，圖像重建裝置結(jié)合主體的身體軸上的位置指定第一成像范圍、第二成像范圍和第三成像范圍，其中的第三成像范圍位于第一成像范圍和第二成像范圍之間，使用第一投影數(shù)據(jù)量來對包括在第一成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，其中第一投影數(shù)據(jù)量對應(yīng)于用于層析圖像的圖像重建所必需的數(shù)據(jù)量，使用第二投影數(shù)據(jù)量對包括在第二成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，其中第二投影數(shù)據(jù)量小于第一投影數(shù)據(jù)量并對應(yīng)于用于層析圖像的圖像重建所必需的數(shù)據(jù)量，并使用第三投影數(shù)據(jù)量對包括在第三成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，其中第三投影數(shù)據(jù)小于第一投影數(shù)據(jù)量并大于第二投影數(shù)據(jù)量。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第一方面中，第二范圍是包括主體的心臟的范圍并且第一范圍是不包括心臟的范圍。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第一或第二方面，對層析圖像進(jìn)行圖像重建所必需的數(shù)據(jù)量是選自從180°+扇角的角度范圍至360°角度范圍的觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第三方面，第一數(shù)據(jù)量是對應(yīng)于360。角度范圍的觀測數(shù)據(jù)，第二數(shù)據(jù)量是對應(yīng)于180°+扇角的角度范圍的觀測數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第一至第四方面的任一方面中，第三數(shù)據(jù)量以這樣的方式被設(shè)置成使得包括在第三成像范圍內(nèi)的層析圖像以多種格式被提供，并且使得在各層析圖像上，從第一范圍側(cè)到第二范圍側(cè)，投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量持續(xù)減少。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第一至第五方面的任一方面中，控制器進(jìn)行控制，以使成像工作臺在第一范圍內(nèi)相對于X射線源和X射線探測單元以速度VI進(jìn)行移動(dòng)，在第二范圍內(nèi)以不同于速度VI的速度V2進(jìn)行相對移動(dòng)，并通過從速度VI到速度V2或者從速度V2到速度VI的加速或減速進(jìn)行相對移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第六方面，控制器進(jìn)行控制以使成像工作臺在第一范圍內(nèi)相對于X射線源和X射線探測單元以速度VI進(jìn)行移動(dòng)，并在第二范圍內(nèi)以速度V2進(jìn)行相對移動(dòng)，其中速度V2比速度VI慢。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第一至第七方面的任一方面中，第一范圍、第二范圍和第三范圍是基于預(yù)先獲取的主體的定位圖像來指定的。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種X射線CT設(shè)備，其中，在第八方面中，第一范圍對應(yīng)于與笫二范圍有關(guān)的范圍中的每一個(gè)，在沿著主體的身體軸的方向觀察時(shí)，其臨近主體的兩側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的X射線CT設(shè)備，例如當(dāng)在不包括心臟的范圍內(nèi)和包括心臟的范圍內(nèi)執(zhí)行X射線CT成像的情況下使用兩種不同的數(shù)據(jù)量生成連續(xù)的層析圖像時(shí)，可減少各層析圖像邊界部分處的圖像質(zhì)量的不連續(xù)性，諸如，噪聲特性。圖1是根據(jù)實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的示意性方框圖。圖2是該實(shí)施例中所采用的操作控制臺的示意性方框圖。圖3是示出根據(jù)該實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的操作的流程圖。圖4是用于描述根據(jù)該實(shí)施例的位置的設(shè)置的示意圖。圖5是示出成像工作臺的每個(gè)Z位置處的進(jìn)給速度的曲線圖。圖6是圖示根據(jù)該實(shí)施例的用于圖像重建的數(shù)據(jù)的量的變化的曲線圖。圖7是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于圖像重建的數(shù)據(jù)的量的變化的曲線圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例并參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的X射線CT設(shè)備1000的系統(tǒng)配置示圖。如圖1所示，X射線CT設(shè)備1000包括掃描架(gantry)120、操作控制臺200和傳送設(shè)備(conveyingdevice)140,掃描架120用于探測X射線對主體(病人)150的輻射(irradiation)和穿過或透射過主體的X射線，操作控制臺200向掃描架120發(fā)射指令信號以進(jìn)行各種設(shè)置，并且基于從掃描架120輸出的投影數(shù)據(jù)對層析圖像進(jìn)行重建并顯示該圖像，傳送設(shè)備140用于把主體放置在其上并將主體傳送到掃描架120內(nèi)部。附圖標(biāo)記120標(biāo)示出的掃描架具有以下配置，從主控器(控制單元)122開始，主控器(控制單元)122實(shí)施掃描架的整個(gè)控制。附圖標(biāo)記121指示用于與操作控制臺200進(jìn)行通信的接口，附圖標(biāo)記132指示掃描架旋轉(zhuǎn)部，掃描架旋轉(zhuǎn)部被設(shè)置在掃描架內(nèi)部，具有X射線管124、準(zhǔn)直器127和準(zhǔn)直器電動(dòng)機(jī)126，X射線管124(由X射線管控制器123驅(qū)動(dòng)和控制)生成錐束X射線，準(zhǔn)直器127限定X射線的輻射或應(yīng)用的范圍，準(zhǔn)直器電動(dòng)機(jī)126調(diào)整用于限定準(zhǔn)直器127的X射線輻射范圍的狹縫寬度(slitwidth)和調(diào)整準(zhǔn)直器127在其Z軸方向上的位置(垂直于附面的方向，即，主體身體軸的方向，和支架142被傳送往孔徑或腔部133的方向，支架142將在稍后描述)。這樣的準(zhǔn)直器電動(dòng)機(jī)126的驅(qū)動(dòng)是由準(zhǔn)直器控制器125來控制的。根據(jù)準(zhǔn)直器127的孔徑的大小來調(diào)整被應(yīng)用于主體150的錐束X射線400的厚度th。掃描架旋轉(zhuǎn)部132還具有X射線探測單元131和數(shù)據(jù)獲取部130,X射線探測單元131探測穿過主體的X射線，數(shù)據(jù)獲取部130獲取通過X射線探測單元131得到的投影數(shù)據(jù)。順便地，X射線探測單元131被配置成探測器陣列，在該探測器陣列中，每個(gè)探測器行均具有由多個(gè)探測器或探測元件(通道)組成的探測元件組，這些探測器或探測元件沿著X軸方向和Z軸方向以多種形式排列成陣列。7X射線探測單元131的各個(gè)探測器元件分別向數(shù)據(jù)獲取部130提供獨(dú)立的衰減信號，數(shù)據(jù)獲取部130包括多通道數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(dataacquisitionsystem,DAS)。數(shù)據(jù)獲取部130對各個(gè)探測器元件的獨(dú)立的信號進(jìn)行釆樣，其采樣率是通過釆樣率時(shí)鐘確定的。通常，以這樣的方式調(diào)整釆樣率時(shí)鐘，以使得所希望的角度間隔是給定的，或者以使速度二情二，所獲取的層析投影集合的i投影之間有所希i的角i間隔。簡言之，能夠改變掃描架旋轉(zhuǎn)速度來控制掃描時(shí)間。如此采樣的各衰減信號中的每個(gè)信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并被傳遞到主控器122以作為對應(yīng)于原始衰減數(shù)據(jù)的DAS計(jì)數(shù)。操作者能夠使用操作控制臺200的輸入設(shè)備(103和104)來指定對應(yīng)于所希望的掃描速度的采樣率時(shí)鐘。X射線管124和準(zhǔn)直器127以及X射線探測單元131被設(shè)置在^:此相對的位置，并且腔部133介于它們之間。掃描架;5走轉(zhuǎn)部132在保持上述關(guān)系的狀態(tài)下沿著箭頭135指示的方向旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)是通過旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)129來實(shí)現(xiàn)的，在預(yù)定控制周期通過從旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制器128輸出的驅(qū)動(dòng)信號來控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)129的旋轉(zhuǎn)速度。成像工作臺140具有用來實(shí)際在其上放置主體的支架142和用來支持支架142的支持工作臺(holdingtable)143。工作臺電動(dòng)機(jī)141沿著Z軸方向(即，沿著工作臺的傳送方向二Z軸方向=主體的身體軸方向)驅(qū)動(dòng)支架142。工作臺電動(dòng)機(jī)141的驅(qū)動(dòng)是以這樣的方式予以實(shí)現(xiàn)使得基于從工作臺電動(dòng)機(jī)控制器134輸出的驅(qū)動(dòng)信號，在預(yù)定的控制周期中控制其傳送速度。主控器122分析經(jīng)由I/F121接收到的各種指令信號并基于該指令信號輸出各種控制信號給X射線管控制器123、準(zhǔn)直器控制器125、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)一幾控制器128、工作臺電動(dòng)才幾控制器134和數(shù)據(jù)獲取部130。主控器122還執(zhí)行用于經(jīng)由I/F121向操作控制臺200發(fā)送由數(shù)據(jù)獲取部130所獲取的投影數(shù)據(jù)的過程。順便地，本發(fā)明的掃描裝置對應(yīng)于包括X射線源124、X射線探測單元131、成像工作臺140、主控器(控制單元)122和數(shù)據(jù)獲取部130的掃描設(shè)備100。操作控制臺200是所謂的工作站并具有以下配置，從實(shí)施整8個(gè)設(shè)備的控制的CPU105開始，在其中存儲(chǔ)引導(dǎo)程序等的ROM106和起主存儲(chǔ)器作用的RAM107，如附圖中所示。HDD108是硬盤驅(qū)動(dòng)器。這里，除了OS和掃描控制程序外，HDD108還提供各種指令給CPU105，并在其中存儲(chǔ)用于基于從CPU105接收到的數(shù)據(jù)來重建X射線層析圖像的圖像重建程序。VRAM101是用于開發(fā)待顯示的圖像數(shù)據(jù)(256x256像素)的存儲(chǔ)器。這里，通過開發(fā)圖像數(shù)據(jù)等，能夠?qū)射線層析圖像顯示在顯示裝置102上。附圖標(biāo)記103指示包括用來進(jìn)行各種設(shè)置的鍵盤和鼠標(biāo)等的輸入設(shè)備。附圖標(biāo)記109指示用于執(zhí)行與掃描架120的通信的接口。操作控制臺200配備有各種記錄媒體驅(qū)動(dòng)設(shè)備110,諸如，CD-ROM驅(qū)動(dòng)器等，用來將存儲(chǔ)在諸如光盤、光磁盤、CR-ROM、DVD、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡等各種記錄媒介中的程序和數(shù)據(jù)加載到RAM107中。操作控制臺200還配備有通信接口111,并且該接口連接到網(wǎng)絡(luò)，以便能夠下載存在于網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)和程序。存儲(chǔ)在諸如CD-ROM等的各種媒介中的程序和數(shù)據(jù)，以及從網(wǎng)絡(luò)下載的程序(包括圖像處理程序)和數(shù)據(jù)凈皮加載到RAM107中并^皮執(zhí)行。圖2是顯示操作控制臺的功能的框圖。本發(fā)明的圖像重建裝置220通過計(jì)算機(jī)予以配置，該計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作控制臺中的圖像重建過程。X射線輻射空間形成在掃描架120的圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)所限定的空間中。被放置在支持工作臺143的支架142上的主體(病人)150被運(yùn)送到X射線輻射空間。主體150的圖像被錐束X射線400投影到探測器陣列131。透射過主體150的X射線由探測器陣列131來探測。X射線輻射/探測設(shè)備包括X射線管124、準(zhǔn)直器127和探測器陣列131,在保持它們的相互關(guān)系時(shí)X射線輻射/探測設(shè)備繞著主體150的身體軸旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行掃描。圖3是根據(jù)本實(shí)施例的X射線CT設(shè)備IOOO的掃描設(shè)備IOO的操作的流程圖。首先，根據(jù)步驟Sl來執(zhí)行定位掃描(scoutscan)。在定位掃描中，例如，在不旋轉(zhuǎn)X射線輻射/探測系統(tǒng)的情況下，從一個(gè)方向或兩個(gè)方向來獲得主體150或者對主體150成像。這樣的透照圖像(penetratedimage)被稱為"定位圖像"。接下來，在步驟S2制定掃描方案。掃描方案的制定是通過交互的方式來執(zhí)行的，即，經(jīng)由顯示裝置102和輸入設(shè)備103與CPU105交互。也就是說，通過定位掃描獲得的定位圖像被顯示在顯示裝置102上。操作者在顯示的圖像上對進(jìn)行螺旋掃描的范圍和成像工作臺140的進(jìn)給速度進(jìn)行設(shè)置。此外，還設(shè)置切片厚度、X射線強(qiáng)度和其它照相或成像條件。在本實(shí)施例中，當(dāng)對包括心臟41和肺臟42的胸部區(qū)域40進(jìn)行獲得或者成像時(shí)，螺旋掃描起始位置Pl和螺旋掃描結(jié)束位置P6分別被設(shè)置在顯示裝置102的顯示屏上所顯示的肺臟區(qū)域的定位圖像上，作為例子，如圖4所示。位置P2、P3、P4和P5分別,皮設(shè)置在螺旋掃描范圍內(nèi)，以指明或者標(biāo)識排除或者不包括心臟的P3至P4的范圍(第一成像范圍)，并指明位置Pl和P2之間對應(yīng)于包括心臟的范圍(第二成像范圍)，位置P5和P6之間與其對應(yīng)，位置P2和P3之間對應(yīng)于位于它們之間的范圍(笫三成像范圍)，以及位置P4和P5之間與其相對應(yīng)。這里，根據(jù)對心臟的成像條件和對肺臟的成像條件來自動(dòng)計(jì)算減速開始的位置P2。具體來說，假設(shè)P2的坐標(biāo)位置(下文中也稱為"Z位置")在Z軸方向?yàn)閆p2,P3的Z位置為Zp3，工作臺140的加速度為-at,工作臺140在心臟成像處的速度為V2,并且工作臺140在肺臟成像處的速度為Vl,根據(jù)下面的等式(l)來確定對應(yīng)于P2的Z位置的Zp2:Zp2=Zp3-(VI-V2)(V1+V2)/2at…(1)類似地，根據(jù)對心臟的成像條件和對肺臟的成像條件來自動(dòng)計(jì)算出完成加速的位置P5。具體來說，假設(shè)P4的Z位置為Zp4,P5的Z位置為Zp5,工作臺140的加速度為at,工作臺140在心臟成像處的速度為V2，并且工作臺140在肺臟成像處的速度V1，根據(jù)下面的等式(2)來確定對應(yīng)于P5的Z位置的Zp5:Zp5=Zp4+(VI-V2)(V1+V2)/2at...(2)根據(jù)另一方法，通過操作者的指定來設(shè)置開始減速的位置P2和完成加速的位置P5。通過這樣的分割，螺旋掃描范圍被分成五個(gè)部分范圍，并且對每個(gè)部分范圍控制成像工作臺140的進(jìn)給速度。圖5是示出成像工作臺140在每個(gè)Z位置處的進(jìn)給速度的曲線圖。如圖所示，用于肺臟成像的快的進(jìn)給速度VI被設(shè)置給從成像起始位置Pl到速度改變位置(減速開始位置)P2的范圍。在減速開始位置P2和減速完成位置P3(例如，螺旋螺距1.3)之間的范圍，以預(yù)定的加速度完成減速。用于心臟成像的慢的進(jìn)給速度V2被設(shè)置給從減速完成位置P3到加速開始位置P4的范圍。在從加速開始位置P4到加速完成位置P5的范圍，以預(yù)定的加速度完成加速?？斓倪M(jìn)給速度VI被再次設(shè)置給從加速完成位置P5到成像完成位置P6的范圍。向回參照圖3,在步驟S3開始掃描。因此，掃描架旋轉(zhuǎn)部132開始以恒定的速度旋轉(zhuǎn)。接下來，在步驟S4，成像工作臺140加速。因此成像工作臺140開始以速度Vl移動(dòng)。接下來，在步驟S5，在起始位置P1處開始應(yīng)用X射線(X射線開)。因此，從起始位置P1開始，通過螺旋掃描來獲取關(guān)于主體150的投影數(shù)據(jù)。接下來，在步驟S6，以速度.VI執(zhí)行成像工作臺140的恒定速度進(jìn)給，直到減速開始位置P2。因此，以身體軸方向的進(jìn)給速度為VI來執(zhí)行螺旋掃描。接下來，在步驟S7，成像工作臺140在減速開始位置P2進(jìn)行進(jìn)給速度的減速，并且在減速完成位置P3處，成像工作臺140減速至V2。接下來，在步驟S8，成像工作臺140以速度V2的恒定速度進(jìn)給，直至加速開始位置P4。因此，執(zhí)行螺旋掃描，其中在身體軸方向的進(jìn)給速度為V2。接下來，在步驟S9，在加速開始位置P4，成像工作臺140的進(jìn)給速度被加速并在加速完成位置P5處達(dá)到V1。接下來，在步驟S10,從加速完成位置P5，成像工作臺140再次使用進(jìn)給速度VI的恒定速度。因此，執(zhí)行螺旋掃描，其中進(jìn)給速度在身體軸方向?yàn)閂I。接下來，在步驟SU，在結(jié)束位置P6，X射線的應(yīng)用停止(X射線關(guān)閉)。接下來，在步驟S12,成像工作臺140停止并且掃描結(jié)束。接下來將描述用于在Z軸方向連續(xù)的每個(gè)位置處的層析圖像的圖像重建的數(shù)據(jù)量，在圖像重建時(shí)，使用由掃描設(shè)備100獲取的X射線投影數(shù)據(jù)。順便地，除下面描述的與數(shù)據(jù)量相關(guān)的特性以外，還將在本實(shí)施例中采用使用通過已知的螺旋掃描獲取的X射線投影數(shù)據(jù)的圖像重建方法。在本實(shí)施例中，使用對應(yīng)于全掃描的數(shù)據(jù)來實(shí)施對一個(gè)切片ii說明書第9/12頁的層析圖像的圖像重建，等效于在以VI的恒定速度進(jìn)給部分(即，位置P1和P2之間，以及位置P5和P6之間)期間，與第二成像范圍(全重建)對應(yīng)的360。角度范圍的觀測數(shù)據(jù)。因此，能夠以快的進(jìn)給速度VI有效地重建高質(zhì)量的圖像，而不必考慮應(yīng)用更少的X射線的掃描。另一方面，在以速V2的恒定速度進(jìn)給部分(即，在位置P3和P斗之間)期間，對應(yīng)于第一成像范圍，使用在掃描架120通過將一個(gè)扇角(探測器的寬度角)^m加上半圈58(即，180。)而得到的角度(半重建)旋轉(zhuǎn)時(shí)所獲取的數(shù)據(jù)，來完成一個(gè)切片的圖像重建。順便地，最適合于一個(gè)切片的層析圖像的圖像重建的X射線投影數(shù)據(jù)對應(yīng)于心搏周期(heartbeatcycle)最接近于休止的時(shí)間段期間所獲得的數(shù)據(jù)。該時(shí)間段是通過注意到在從心臟幾乎充滿血液到與心臟肌肉快速收縮以排出血液相對應(yīng)的心臟收縮時(shí)間的時(shí)間l殳期間，人類心臟的運(yùn)動(dòng)最小這一事實(shí)來加以選擇的。為了確實(shí)獲取在心臟最接近休止的時(shí)間段期間關(guān)于心臟的X射線投影數(shù)據(jù)，X射線CT設(shè)備1000使用來自與心搏最接近于休止的部分相對應(yīng)的片段(segment)的數(shù)據(jù)來生成或創(chuàng)建所希望的數(shù)據(jù)。能夠使用已知的方法來指定與心搏最接近于休止的部分相對應(yīng)的片段數(shù)據(jù)。具體而言，在探測到R峰值之后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)能夠被定義為片段數(shù)據(jù)開始點(diǎn)，并且使掃描架120旋轉(zhuǎn)半掃描所花費(fèi)的時(shí)間過去之后的時(shí)間點(diǎn)可以被定義為片段數(shù)據(jù)結(jié)束點(diǎn)。在本應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例中，X射線CT系統(tǒng)1000的操作控制臺200分析ECG(心電圖)信號并控制X射線管控制器123,使得在心臟不靜止的時(shí)間間隔期間不應(yīng)用X射線。接下來，用于圖像重建的數(shù)據(jù)量逐漸變化，這種數(shù)據(jù)量被用在第三成像范圍，即，用于在第一成像范圍和第二成像范圍之間進(jìn)行切換的范圍。圖5是示出使用的數(shù)據(jù)量的變化的曲線圖，如圖所示，這樣的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)被應(yīng)用于位置P4和P5之間，該數(shù)據(jù)量從對應(yīng)于半掃描的數(shù)據(jù)量向?qū)?yīng)于全掃描的數(shù)據(jù)量逐漸變化。具體而言，給定使用投影數(shù)據(jù)的圖像重建算法(重現(xiàn)的像素值)，表示如下式[數(shù)1]12<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(3)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>...(4)其中①3d(a，(3,D》表示三維權(quán)重，包括錐角a的權(quán)重、觀測角P的權(quán)重和通道數(shù)據(jù)Dy的權(quán)重。Fi表示X射線管的焦點(diǎn)和ISO中心之間的距離。pmax-pmin表示用于圖像重建的數(shù)據(jù)的觀測角度范圍，并且Z表示在Z方向從探測器的中心觀測到的距離。g(t)表示重建核。在等式U)中，Pmax-(3min-7i+2Ym被給定作為在半掃描情況下的用于圖像重建的數(shù)據(jù)的觀測角度范圍，(3max-(3min=2:r被給定作為全掃描情況下的觀測角度范圍。在第三成像范圍，根據(jù)圖6所示的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)曲線來確定數(shù)據(jù)量，從而假設(shè)兀+2Ym<(3max誦Pmin<27i。本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚，當(dāng)通過螺旋掃描得到的投影數(shù)據(jù)被背面投影以重建切片圖像時(shí)，能夠?qū)?yīng)于要重建的切片的Z位置來確定(3max和(3min之間的中間點(diǎn)。如果決定了(3max-(3min的角度范圍，貝'J能夠確定pmax和(3min。用于計(jì)算第三范圍的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)能夠被表示為兩條二次曲線，其中，當(dāng)Z-Zp4并且Z二Zp5時(shí)，例如，差值變?yōu)?并且這二者是連續(xù)。這兩條二次曲線能夠定義如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(3max曙(3min=2兀國(z—Zp5)2/(71國2丫m)(當(dāng)(Zp4+Zp5)/2<z<Zp5時(shí))數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)可以是在第三成像范圍中緩慢改變第一成像范圍和第二成像范圍中所使用的數(shù)據(jù)量之間的差值的函數(shù)。能夠采用各種函數(shù)，諸如線性曲線、正弦(余弦)曲線、多維曲線、S形曲線等。通過該函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，第一成像范圍的數(shù)據(jù)量和第二成像范圍的數(shù)據(jù)量之間的數(shù)據(jù)量可以以適合的間隔布置，該間隔取決于包括在第三成像范圍中的層析圖像的數(shù)量，以便采用適合的間隔。盡管上面已經(jīng)描述了從第二成像范圍到第一成像范圍的切換范圍中的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)，但是用于圖像重建的數(shù)據(jù)量能夠通過類似地應(yīng)用與圖6的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)線性對稱的函數(shù)，從對應(yīng)于全掃描的數(shù)據(jù)量逐漸改變成對應(yīng)于半掃描的數(shù)據(jù)量，即使在從第一成像范圍到第二成像范圍的切換的范圍內(nèi)也是如此。盡管在圖6所示的實(shí)例中使得成像工作臺140的可變速度部分和切換范圍彼此一致，但并不是必須致使這二者彼此一致。圖7是示出數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)的一個(gè)例子的曲線圖，其中這二者彼此不一致。如圖所示，切換范圍結(jié)束于P5，，P5，比較靠近加速開始位置P4而不是加速完成位置P5。在P5，和P5之間執(zhí)行基于全重建的圖像重建。因此，能夠在P2和P3之間以及P4和P5之間獲得使用圖像質(zhì)量較高的數(shù)據(jù)并對應(yīng)于全掃描的層析圖像。盡管圖6中已經(jīng)描述了從第二成像范圍到第一成像范圍的切換范圍中的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)，但用于圖像重建的數(shù)據(jù)量能夠通過類似地應(yīng)用與圖6的數(shù)據(jù)量計(jì)算函數(shù)線性對稱的函數(shù)，從對應(yīng)于全掃描的數(shù)據(jù)量該變?yōu)閷?yīng)于半掃描的數(shù)據(jù)量，即使在從第一成像范圍到第二成像范圍的切換的范圍內(nèi)也是如此。根據(jù)以上實(shí)施例，因?yàn)橛捎糜诿總€(gè)層析圖像的圖像重建的數(shù)據(jù)量引起的諸如噪聲特性之類的圖像質(zhì)量在第三成像范圍中的層析圖像之間逐漸改變，所以能夠防止在第一成像范圍中的層析圖像和第二成像范圍中的層析圖像之間的圖像質(zhì)量的突變。結(jié)果，當(dāng)生成使用多個(gè)連續(xù)的層析圖像的三維圖像等時(shí)，能夠防止發(fā)生由于圖像質(zhì)量的突變而引起的邊界(boundary)。通過舉例說明本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，已經(jīng)解釋了本發(fā)明所滿足的各種必要實(shí)現(xiàn)條件。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的原理。對這些實(shí)施例可以有4艮多種變形，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚它們適應(yīng)的配置。盡管成像工作臺的進(jìn)給速度改變的形式已經(jīng)在實(shí)施例中特別解釋了，但是即使在成像工作臺的進(jìn)給速度恒定的情況下本發(fā)明的應(yīng)用也能夠被實(shí)施。盡管已經(jīng)描述了分別在第一成像范圍和第二成像范圍進(jìn)行全重建和半重建的情況，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于使用彼此分別不同的數(shù)據(jù)量進(jìn)行圖像重建的情況。例如，可以采用選自從180。+扇角的角度范圍到360。角度范圍的觀測數(shù)據(jù)的彼此分別不同的數(shù)據(jù)量，也可以采用對應(yīng)于掃描的數(shù)據(jù)量和對應(yīng)于半掃描的數(shù)據(jù)量?？商娲兀梢允褂脤?yīng)于360?；蛘吒嗟慕嵌确秶臄?shù)據(jù)量。本發(fā)明不僅可應(yīng)用于人體、植物體和動(dòng)物體的^r查，還可以應(yīng)用于例如檢查機(jī)器的內(nèi)部狀態(tài)的檢查。本說明書所描述的X射線CT設(shè)備是"第三代"設(shè)備，其中X射線源和探測器這二者都與掃描架一起旋轉(zhuǎn)。也可以使用其它多種X射線CT設(shè)備，諸如，"第四代"設(shè)備，其中，探測器以全環(huán)形式(infullringform)保持靜止，僅有X射線源與掃描架一起旋轉(zhuǎn)。所有修改都應(yīng)包括在本說明書內(nèi)。這樣，本發(fā)明將覆蓋所有適合的變形和修改，諸如，包括在權(quán)利要求及其等效體的保護(hù)范圍內(nèi)的變形和f務(wù)改。權(quán)利要求1.一種X射線CT設(shè)備(1000)，包括掃描裝置(100)包括X射線源(124)，X射線探測單元(131)，用于探測從具有多個(gè)探測器元件的X射線源輻射出的X射線，成像工作臺(140)，用于將主體放置在其上并且將主體布置在所述X射線源和所述X射線探測單元之間，控制器(122)，用于進(jìn)行控制，以使在所述成像工作臺和所述X射線源以及所述X射線探測單元沿著所述主體的身體軸相對移動(dòng)時(shí)，用來自所述X射線源的X射線進(jìn)行輻射，X射線數(shù)據(jù)獲取部(130)，用于獲取由所述X射線探測單元探測到的X射線的投影數(shù)據(jù)，以及圖像重建裝置(220)，用于基于所述投影數(shù)據(jù)對主體的層析圖像進(jìn)行圖像重建，其中，所述圖像重建裝置結(jié)合所述主體的身體軸上的位置指定第一成像范圍、第二成像范圍和位于所述第一成像范圍和所述第二成像范圍之間的第三成像范圍，使用對應(yīng)于用于所述層析圖像的圖像重建所必需的量的第一投影數(shù)據(jù)量，對包括在所述第一成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，使用對應(yīng)于用于所述層析圖像的圖像重建所必需的量且小于所述第一投影數(shù)據(jù)量的第二投影數(shù)據(jù)量，對包括在所述第二成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，以及使用小于所述第一投影數(shù)據(jù)量且大于所述第二投影數(shù)據(jù)量的第三投影數(shù)據(jù)量，對包括在所述第三成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建。2.如權(quán)利要求1所述的X射線CT設(shè)備(IOOO)，其中，所述第二范圍是包括所述主體的心臟的范圍，所述第一范圍是不包括心臟的范圍。3.如權(quán)利要求1或2所述的X射線CT設(shè)備(1000),其中，用于所述層析圖像的圖像重建所必需的量是選自從180°+扇角的角度范圍到360°的角度范圍的觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。4.如權(quán)利要求3所述的X射線CT設(shè)備(1000)，其中，所述第一數(shù)據(jù)量是對應(yīng)于所述360。的角度范圍的觀測數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)量是對應(yīng)于所述180°+扇角的角度范圍的觀測數(shù)據(jù)。5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的X射線CT設(shè)備(1000)，其中，所述第三數(shù)據(jù)量以這樣的方式被設(shè)置成使得包括在所述第三成像范圍中的所述層析圖像被設(shè)置成多種形式，并且在所述層析圖像上的所述投影數(shù)據(jù)的量從所述第一范圍側(cè)向所述第二范圍側(cè)持續(xù)減少。6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的X射線CT設(shè)備(1000),其中，所述控制器(122)進(jìn)行控制以使所述成像工作臺在所述第一范圍中二范圍內(nèi)以不同于所述速度V1的速度V2進(jìn)行所述相對移動(dòng)，并通過從所述速度VI到所述速V2或從所述速度V2到所述速度VI的加速或減速來進(jìn)行所述相對移動(dòng)。7.如權(quán)利要求6所述的X射線CT設(shè)備，其中，所述控制器(122)進(jìn)行控制，以使所述成像工作臺在所述第一范圍內(nèi)相對于所述X射線源和所述X射線探測單元以速度VI進(jìn)行所述移動(dòng)，并且在第二范圍內(nèi)以低于所述速度V1的速度V2進(jìn)行所述相對移動(dòng)。8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的X射線CT設(shè)備，其中，所述第一范圍、所述笫二范圍和所述第三范圍是基于預(yù)先獲取的主體的定位圖像來指定的。全文摘要本發(fā)明涉及一種X射線CT設(shè)備(1000)。該X射線CT設(shè)備(1000)包括圖像重建裝置(220)，其結(jié)合主體身體軸上的每個(gè)位置指定的第一成像范圍、第二成像范圍和第三成像范圍，第三成像范圍位于第一成像范圍和第二成像范圍之間，使用對應(yīng)于用于層析圖像的圖像重建所必需的量的第一投影數(shù)據(jù)量，對包括在第一成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，使用小于第一投影數(shù)據(jù)量的并且對應(yīng)于用于層析圖像的圖像重建所必需的量的第二投影數(shù)據(jù)量，對包括在第二成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建，并且，使用小于第一投影數(shù)據(jù)量并且大于第二投影數(shù)據(jù)量的第三投影數(shù)據(jù)量，對包括在第三成像范圍內(nèi)的層析圖像進(jìn)行圖像重建。文檔編號A61B6/03GK101461714SQ20081018441公開日2009年6月24日申請日期2008年12月19日優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日發(fā)明者萩原明申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司