專利名稱:累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法和x射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法和X射線CT設(shè)備,尤其涉及這樣的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法和X射線CT設(shè)備,當(dāng)借助于添加多個(gè)斷層分析圖像產(chǎn)生累加斷層分析圖像時(shí),即使在斷層分析圖像的切片厚度不同時(shí),所述方法和設(shè)備也可以產(chǎn)生不受局部容積的不利影響的累加斷層分析圖像。
背景技術(shù):
第一個(gè)例子(現(xiàn)有技術(shù))
圖1是在常規(guī)的X射線CT設(shè)備中常規(guī)的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的第一個(gè)例子的流程圖,所述X射線CT設(shè)備包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器。
在步ST61,圖像下標(biāo)計(jì)數(shù)器j被初始化為1。
在步ST62,從所述多X射線檢測(cè)器中的第j個(gè)檢測(cè)器行讀出行數(shù)據(jù)Ij。
在步ST63,進(jìn)行偏移校正。具體地說,從第j個(gè)檢測(cè)器行的行數(shù)據(jù)Ij中減去一個(gè)偏移。為了使說明簡(jiǎn)明,從中已被減去偏移的行數(shù)據(jù)也被叫做Ij。
在步ST64,進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度校正。具體地說,第j個(gè)檢測(cè)器行的行數(shù)據(jù)Ij被除以輸入X射線劑量Tj.Io,其中Tj是第j個(gè)檢測(cè)器行的切片厚度,Io是每單位厚度輸入的X射線劑量。
在步ST65,對(duì)進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度校正的行數(shù)據(jù)Ij/(Tj.Io)進(jìn)行第一校正。第一校正是一個(gè)參考校正。為了使說明簡(jiǎn)明,進(jìn)行第一校正的行數(shù)據(jù)也被叫做Ij/(Tj.Io)。
在步ST66,如果在進(jìn)行第一校正的行數(shù)據(jù)Ij/(Tj.Io)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限,則所述的值由一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)返钠骄荡?。這個(gè)處理在下面將被稱為對(duì)數(shù)濾波(Log filtering)。
在步ST67,進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。具體地說,計(jì)算-Log{Ij/(Tj.Io)}。
在步ST68,對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的行數(shù)據(jù)進(jìn)行第二校正。第二校正至少是射線束硬化校正、水校正、人體移動(dòng)校正和螺旋校正之一。
在步ST69,對(duì)進(jìn)行過第二校正的行數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作,從而獲得CT圖像Gj。
在步ST70和ST71,步ST62-ST69對(duì)于j=2-J被重復(fù)。因而,CT圖像G1-GJ被重構(gòu)。
在步ST72,CT圖像G1-GJ被直接相加,從而獲得累加的CT圖像G。
第二例(現(xiàn)有技術(shù))圖2是在包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的常規(guī)的X射線CT設(shè)備中的常規(guī)的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的第二個(gè)例子的流程圖。
在步ST81,圖像下標(biāo)計(jì)數(shù)器j被初始化為1。
在步ST82,從多X射線檢測(cè)器中的第j檢測(cè)器行讀出行數(shù)據(jù)Ij。
在步ST83,進(jìn)行偏移校正。具體地說,從第j檢測(cè)器行的行數(shù)據(jù)Ij中減去偏移。
在步ST84,進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度校正。具體地說,第j檢測(cè)器行的行數(shù)據(jù)Ij除以輸入X射線劑量Tj.io。
在步ST85,對(duì)進(jìn)行過檢測(cè)器靈敏度校正的行數(shù)據(jù)Ij/(Tj.io)進(jìn)行第一校正。所述第一校正是參考校正。為了使說明簡(jiǎn)明,進(jìn)行過第一校正的行數(shù)據(jù)也被表示為Ij/(Tj.Io)。
在步ST86,進(jìn)行對(duì)數(shù)濾波。
在步ST87,進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。具體地說,計(jì)算-Log{Ij/(Tj.Io)}。
在步ST88,對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)計(jì)算的行數(shù)據(jù)進(jìn)行第二校正。所述第二校正至少是射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正之一。
在步ST89和ST90,對(duì)于j=2-J重復(fù)ST82-ST88。這樣,便獲得了進(jìn)行過第二校正的行數(shù)據(jù)I’1-I’J。
在步ST91,進(jìn)行過第二校正的行數(shù)據(jù)I’1-I’J被簡(jiǎn)單地相加,從而獲得累加的數(shù)據(jù)I,即I=∑I′j在步ST92,對(duì)累加的數(shù)據(jù)I進(jìn)行濾波和后投射操作,從而獲得累加的CT圖像G。
在常規(guī)技術(shù)的第一和第二例子中,當(dāng)檢測(cè)器行的切片厚度相等時(shí),在獲得的累加CT圖像G中沒有大的問題。
然而,當(dāng)切片厚度不同時(shí),便在CT圖像G上出現(xiàn)局部體積的副作用。具體地說,不同的切片厚度產(chǎn)生不同的局部體積效應(yīng),從而使得對(duì)于相同的物質(zhì),產(chǎn)生不同的CT值。換句話說,在同一個(gè)物質(zhì)的CT值中出現(xiàn)間斷。因而,應(yīng)當(dāng)均勻地出現(xiàn)的對(duì)象的CT值在累加的CT圖像G上發(fā)生了局部改變。
發(fā)明概要因此,本發(fā)明的目的在于提供一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法和X射線CT設(shè)備,所述方法和設(shè)備當(dāng)借助于累加多個(gè)斷層分析圖像而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像時(shí),可以產(chǎn)生這樣的累加斷層分析圖像,所述圖像即使在累加斷層分析圖像的切片厚度不同時(shí),也不受由局部體積作用導(dǎo)致的不利影響。
按照第1方面,本發(fā)明提供一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟對(duì)數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正和靈敏度校正,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù);對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
按照第1方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,所述累加數(shù)據(jù)通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的數(shù)據(jù)Kj進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生。具體地說,當(dāng)累加數(shù)據(jù)表示為K時(shí),K=∑{(Tj/∑Tj)·Kj}。
如后所述,K相當(dāng)于對(duì)于切片厚度為∑Tj的一個(gè)切片的靈敏度校正過的數(shù)據(jù)。因此,在借助于累加具有不同切片厚度的多個(gè)斷層分析圖像Gj而產(chǎn)生的累加斷層分析圖像上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
按照第2方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中斷層分析圖像Gj是X射線CT圖像,數(shù)據(jù)Ij是行數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的第2方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,累加數(shù)據(jù)K通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的行數(shù)據(jù)Kj進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生。具體地說,K=∑{(Tj/∑Tj)·Kj}。
如后所述,K相當(dāng)于對(duì)于切片厚度為∑Tj的一個(gè)切片的靈敏度校正過的行數(shù)據(jù)。因此,在借助于累加具有不同切片厚度的多個(gè)X射線CT圖像Gj而產(chǎn)生的累加斷層分析圖像G上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
按照第3方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中行數(shù)據(jù)是通過在多X射線檢測(cè)器中的每個(gè)檢測(cè)器獲得的數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的第3方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,斷層分析圖像可以由在多X射線檢測(cè)器中的檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)產(chǎn)生,好象由一個(gè)作為這些檢測(cè)器行的組合的一個(gè)檢測(cè)器行獲得的數(shù)據(jù)被重構(gòu)那樣。
按照第4方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括在靈敏度校正前或校正后對(duì)行數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正的步驟,或者在對(duì)數(shù)處理前對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正的步驟。
按照本發(fā)明的第4方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,當(dāng)在靈敏度校正前或者校正后進(jìn)行參考校正時(shí),所述參考校正可以用任意的方式進(jìn)行。當(dāng)在對(duì)數(shù)處理前對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正時(shí),所述參考校正只需要進(jìn)行一次。
按照第5方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正的步驟。
按照本發(fā)明的第5方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,因?yàn)閷?duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行多種校正,所述校正只需進(jìn)行一次。
按照第6方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟,當(dāng)在對(duì)數(shù)處理之前在行數(shù)據(jù)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡嫠龅闹怠?br>
按照本發(fā)明的第6方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,當(dāng)在行數(shù)據(jù)中包含異常值時(shí),可以在對(duì)數(shù)處理之前把異常值除去。
按照第7方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中進(jìn)行重構(gòu)的步驟包括濾波和后投射操作。
按照本發(fā)明的第7方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,斷層分析圖像可以利用濾波的后投射技術(shù)重構(gòu)。
按照第8方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟對(duì)數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;通過對(duì)數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行靈敏度校正處理和對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
按照本發(fā)明的第8方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,通過在數(shù)據(jù)Ij只進(jìn)行過偏移校正之后,在其被進(jìn)行靈敏度校正之前,借助于簡(jiǎn)單的累加產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I。具體地說,I=∑Ij。
I相當(dāng)于具有切片厚度為∑Tj的一個(gè)切片的數(shù)據(jù)。因此,在借助于累加具有不同切片厚度的多個(gè)斷層分析圖像Gj而產(chǎn)生的累加斷層分析圖像G上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
此外,因?yàn)槠菩U龑?duì)數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)進(jìn)行,所述處理可以和常規(guī)的處理相同。
按照第9方面,本發(fā)明提供一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟通過簡(jiǎn)單地累加數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;對(duì)所述累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行偏移校正、靈敏度校正和對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
按照本發(fā)明的第9方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,通過在數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行過偏移校正靈敏度校正之前借助于簡(jiǎn)單的累加產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I。具體地說,
I=∑Ij。
I相當(dāng)于具有切片厚度為∑Tj的一個(gè)切片的數(shù)據(jù)。因此,在借助于累加具有不同切片厚度的多個(gè)斷層分析圖像Gj而產(chǎn)生的累加斷層分析圖像G上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
此外,因?yàn)槠菩U龑?duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行,所以偏移校正只需要進(jìn)行一次,雖然數(shù)據(jù)Ij的偏移值需要預(yù)先相加。
按照第10方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中數(shù)據(jù)Ij是由在多X射線檢測(cè)器中的每個(gè)檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的第10方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,斷層分析圖像可以由在多X射線檢測(cè)器中的檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)產(chǎn)生,好象由作為這些檢測(cè)器行的組合的一個(gè)檢測(cè)器行獲得的數(shù)據(jù)被重構(gòu)那樣。
按照第11方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟在靈敏度校正之前,或者在靈敏度校正之后和在對(duì)數(shù)處理之前,對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行參考校正。
按照本發(fā)明的第11方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,當(dāng)在靈敏度校正之前或之后對(duì)行數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正時(shí),所述參考校正以通常的方式進(jìn)行。當(dāng)在進(jìn)行對(duì)數(shù)處理之前對(duì)累加數(shù)據(jù)I實(shí)行參考校正時(shí),所述參考校正只需要進(jìn)行一次。
按照第12方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正的步驟。
按照本發(fā)明的第12方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,因?yàn)閷?duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行多個(gè)校正,所述校正只需要進(jìn)行一次。
按照第13方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟,當(dāng)在對(duì)數(shù)處理之前在累加數(shù)據(jù)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡嫠龅闹怠?br>
按照本發(fā)明的第13方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,當(dāng)在行數(shù)據(jù)中包含異常值時(shí),可以在對(duì)數(shù)處理之前把異常值除去。
按照第14方面,本發(fā)明提供一種上述配置的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中進(jìn)行重構(gòu)的步驟包括濾波和后投射操作。
按照本發(fā)明的第14方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,斷層分析圖像可以利用濾波的后投射技術(shù)重構(gòu)。
按照第15方面,本發(fā)明提供一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括靈敏度校正裝置,用于對(duì)所述檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)進(jìn)行偏移校正和靈敏度校正;累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正處理的行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;重構(gòu)裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
按照第15方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第二方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第16方面,本發(fā)明提供一種上述配置的X射線CT設(shè)備,包括第一校正裝置,用于在靈敏度校正前或校正后對(duì)行數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正,或者在對(duì)數(shù)處理前對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行參考校正。
按照第16方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第四方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第17方面,本發(fā)明提供一種上述配置的X射線CT設(shè)備,包括第二校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正。
按照第17方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第5方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第18方面,本發(fā)明提供一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括偏移校正裝置,用于對(duì)由檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正;累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于對(duì)進(jìn)行過偏移處理的行數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;靈敏度校正裝置,用于對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行靈敏度校正處理;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及重構(gòu)裝置用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
按照第18方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第8方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第19方面,本發(fā)明提供一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于通過簡(jiǎn)單地累加由檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;偏移校正裝置,用于對(duì)所述累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行偏移校正;靈敏度校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過偏移處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行靈敏度校正;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及重構(gòu)裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
按照第19方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第9方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第20方面,本發(fā)明提供一種上述配置的X射線CT設(shè)備,包括第一校正裝置,用于在靈敏度校正之前,或者在靈敏度校正之后和在對(duì)數(shù)處理之前,對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行參考校正。
按照第20方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第11方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
按照第21方面,本發(fā)明提供一種上述配置的X射線CT設(shè)備,包括第二校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正。
按照第21方面的X射線CT設(shè)備,可以正確地實(shí)施按照本發(fā)明第12方面的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法。
因而,按照本發(fā)明的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法和X射線CT設(shè)備,當(dāng)通過累加多個(gè)斷層分析圖像產(chǎn)生累加的斷層分析圖像時(shí),可以產(chǎn)生不受由斷層分析圖像的切片厚度不同而產(chǎn)生的局部體積的影響的累加斷層分析圖像。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)由下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所作的詳細(xì)說明可以更加清楚地看出。
附圖簡(jiǎn)述圖1是按照常規(guī)技術(shù)的第一個(gè)例子的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的流程圖;圖2是按照常規(guī)技術(shù)的第二個(gè)例子的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的流程圖;圖3是按照本發(fā)明的實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的方塊圖;圖4是X射線管,準(zhǔn)直器和雙X射線檢測(cè)器的示意圖;
圖5是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的流程圖;圖6是用于說明本發(fā)明的原理的模型圖;圖7是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法的流程圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明下面參照在附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。不過應(yīng)當(dāng)注意,本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
圖3是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的X射線CT設(shè)備100的方塊圖。
X射線CT設(shè)備100包括操作面板1,成像臺(tái)10和掃描構(gòu)架20。
操作面板1包括輸入裝置2,用于接收由操作者輸入的指令或信息;中央處理裝置3,用于執(zhí)行掃描處理、圖像重構(gòu)處理、累加斷層分析圖像產(chǎn)生處理等;控制接口4,用于和成像臺(tái)10以及掃描構(gòu)架20交換控制信號(hào);數(shù)據(jù)采集緩沖器5,用于采集在掃描構(gòu)架20獲得的數(shù)據(jù);CRT6,用于顯示由數(shù)據(jù)重構(gòu)而成的X射線圖像;以及存儲(chǔ)裝置7,用于存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和X射線圖像。
掃描構(gòu)架20包括X射線管21,X射線控制器22,準(zhǔn)直器23,準(zhǔn)直器控制器24,轉(zhuǎn)動(dòng)控制器26,用于使X射線管21圍繞等角點(diǎn)(圖4中用IC表示)轉(zhuǎn)動(dòng),以及具有兩個(gè)檢測(cè)器行的雙X射線檢測(cè)器27。
圖4是X射線管21、準(zhǔn)直器23和雙X射線檢測(cè)器27的示意圖。
從X射線管21發(fā)出的X射線Io在通過準(zhǔn)直器23的孔S之后形成扁的X射線束Xr,并照射到雙X射線檢測(cè)器27的第一和第二檢測(cè)器行D1和D2上。
準(zhǔn)直器23的孔S的開口的寬度和位置由準(zhǔn)直器控制器24根據(jù)來自中央處理裝置3的指令進(jìn)行調(diào)節(jié)。
參考標(biāo)號(hào)Po代表在投射到第一檢測(cè)器行D1的X射線束Xr的部分和投射到第二檢測(cè)器行D2上的部分之間的虛擬邊界。
在等角點(diǎn)IC的X射線束Xr的寬度被稱為X射線束寬度Xo。投射到第一檢測(cè)器行D1上的X射線束寬度Xo的部分的寬度是第一切片厚度T1,投射到第二檢測(cè)器行D2上的部分的寬度是第二切片厚度T2。
圖5是表示在X射線CT設(shè)備100中進(jìn)行的累加斷層分析圖像產(chǎn)生處理的流程圖。
在步ST1,圖像下標(biāo)計(jì)數(shù)器j被初始化為1。
在步ST2,從多X射線檢測(cè)器中的第j檢測(cè)器行讀出行數(shù)據(jù)Ij。
在步ST3,進(jìn)行偏移校正。具體地說,從第j檢測(cè)器行Dj的行數(shù)據(jù)Ij中減去偏移。為了簡(jiǎn)明,已經(jīng)減去偏移的行數(shù)據(jù)也用Ij表示。
在步ST4,進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度校正。具體地說,第j檢測(cè)器行Dj的行數(shù)據(jù)Ij除以輸入X射線劑量Tj.Io,其中Tj是第j個(gè)檢測(cè)器行Dj的切片厚度,Io是每單位厚度輸入的X射線劑量。
在步ST5,對(duì)進(jìn)行過檢測(cè)器靈敏度校正的行數(shù)據(jù)Ij/(Tj.Io)進(jìn)行第一校正。所述第一校正是參考校正。為了使說明簡(jiǎn)明,進(jìn)行過第一校正的行數(shù)據(jù)也被表示為Ij/(Tj.Io)。
在步ST6,進(jìn)行對(duì)數(shù)濾波。具體地說,如果進(jìn)行過第一校正的行數(shù)據(jù)Ij/(Tj.Io)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡嫠龅闹?。具體地說,所述的值被相鄰?fù)ǖ赖闹荡?;被在兩?cè)的相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡?;被?dāng)前通道之外的平均值代替;或者被兩個(gè)或多個(gè)任意選擇的通道的平均值代替。
在步ST7和ST8,對(duì)于j=2-J重復(fù)ST2-ST6。這樣,便獲得了進(jìn)行過第一校正的行數(shù)據(jù)I1/(T1.Io)-IJ/(TJ.Io)。
在本實(shí)施例中,J=2,因而獲得行數(shù)據(jù)I1/(T1.Io)-IJ/(T2.Io)。
在步ST9,利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)行數(shù)據(jù)I1/(T1.Io)-IJ/(TJ.Io)進(jìn)行加權(quán)累加,從而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)KK=∑{(Tj/∑Tj)·(Ij/(Tj·Io))}。
在本實(shí)施例中,J=2,并且K=(T1/(T1+T2))(I1/(T1·Io))+(T2/(T1+T2))(I2/(T2·Io))。
在步ST10,進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。具體地說,計(jì)算-Log{K}。
在步ST11,對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)-Log{K}進(jìn)行第二校正。所述第二校正至少是射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正之一。為了簡(jiǎn)明,進(jìn)行過第二校正的累加數(shù)據(jù)也用-Log{K}表示。
在步ST12和ST13,對(duì)進(jìn)行過第二校正的累加數(shù)據(jù)-Log{K}進(jìn)行濾波和后投射操作,從而獲得累加的CT圖像G。
圖6是用于說明累加數(shù)據(jù)K的物理意義的模型圖。
如圖所示,在空氣中具有插入的物質(zhì)H,其具有吸收系數(shù)μ,路徑距離x和長(zhǎng)度(L1+L2)。插入物質(zhì)H在第一檢測(cè)器行D1的切片厚度T1中長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,在第二檢測(cè)器行D2的切片厚度T2中長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。每單位厚度插入的X射線劑量用Io表示。
由第一檢測(cè)器行D1獲得的行數(shù)據(jù)I1是Il=∫0Tl{Io·exp{-μ(z)·x(z)}}dz]]>=∫0L1{Io·exp{-μ·x}}dz+∫L1T1{Io·exp{0}}dz]]>=Io·L1·exp{-μ·x}+I(xiàn)o(T1-L1)=Io·T1(L1·exp{-μ·x}/T1+1-L1/T1)。
I1除以輸入到第一檢測(cè)器行D1的X射線劑量T1.Io,進(jìn)行靈敏度校正得I1/(T1·Io)=L1exp{-μx}/T1+1-L1/T1。
同樣,由第二檢測(cè)器行D2獲得的行數(shù)據(jù)I2是I2=Io·T2(L2exp{-μx}/T2+1-L2/T2)。
I2除以輸入到第二檢測(cè)器行D2的X射線劑量T2.Io,進(jìn)行靈敏度校正得I2/(T2·Io)=L2exp{-μx}/T2+1-L2/T2。
如果第一和第二檢測(cè)器行D1和D2被認(rèn)為是具有切片厚度(T1+T2)的一個(gè)檢測(cè)器行Ds,則所得行數(shù)據(jù)Is是Is=∫0T1+T2{Io·exp{-μ(z)·x(z)}}dz]]>=∫0L1+L2{Io·exp{-μ·x}}dz+∫L1+L2T1+T2{Io·exp{0}}dz]]>=Io(L1+L2)exp{-μ·x}+I(xiàn)o(T1+T2-L1-L2)=Io(T1+T2)((L1+L2)exp{-μ·x}/(T1+T2)+1-(L1+L2)/(T1+T2))。
Is除以輸入到檢測(cè)器行Ds的X射線劑量(T1+T2),進(jìn)行靈敏度校正得Is/((T1+T2)Io)=(L1+L2)exp{-μx}/(T1+T2)+1-(L1+L2)/(T1+T2)。
利用相應(yīng)于切片厚度T1、T2的各個(gè)權(quán)T1/(T1+T2)和T2/(T1+T2)對(duì)I1/(T1.Io)和I2/(T2.Io)進(jìn)行加權(quán)相加,得到累加數(shù)據(jù)KK=(T1/(T1+T2))(I1/(T1·Io))+(T2/(T1+T2))(I2/(T2·Io))=(T1/(T1+T2))(L1exp{-μx}/T1+1-L1/T1)+(T2/(T1+T2))(L2exp{-μx}/T2+1-L2/T2)=(L1+L2)exp{-μx}/(T1+T2)+1-(L1+L2)/(T1+T2)=Is/((T1+T2)Io)。
這意味著累加數(shù)據(jù)K相當(dāng)于這樣一個(gè)行數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)是利用具有切片厚度(T1+T2)的一個(gè)檢測(cè)器行獲得行數(shù)據(jù)Is,并對(duì)所述行數(shù)據(jù)Is進(jìn)行靈敏度校正導(dǎo)出的。因而,在累加的斷層分析圖像G上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
應(yīng)當(dāng)注意,在步ST5的第一校正在靈敏度校正之前(即在步ST3或ST4之前)施加于行數(shù)據(jù)Ij,或者在對(duì)數(shù)處理之前(即在步ST10之前)施加于累加數(shù)據(jù)K。
圖7是表示在按照第二實(shí)施例的X射線CT設(shè)備中進(jìn)行的累加斷層分析圖像處理的流程圖。
在步ST21,圖像下標(biāo)計(jì)數(shù)器j被初始化為1。
在步ST22,從多X射線檢測(cè)器中的第j檢測(cè)器行Dj讀出行數(shù)據(jù)Ij。
在步ST23,進(jìn)行偏移校正。具體地說,從第j檢測(cè)器行Dj的行數(shù)據(jù)Ij中減去偏移。為了簡(jiǎn)明,已經(jīng)減去偏移的行數(shù)據(jù)也用Ij表示。
在步ST24和ST25,對(duì)于j=2-J重復(fù)ST22-ST23。這樣,便獲得了進(jìn)行過偏移校正的行數(shù)據(jù)I1-IJ。
在本實(shí)施例中,J=2,因而獲得行數(shù)據(jù)I1-I2。
在步ST26,行數(shù)據(jù)I1-IJ被簡(jiǎn)單相加,從而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)II=∑{Ij}。
在本發(fā)明中,J=2,因而I=I1+I(xiàn)2。
在步ST27,進(jìn)行檢測(cè)器靈敏度校正。具體地說,累加數(shù)據(jù)I除以輸入X射線劑量∑Tj.Io,其中Tj是第j個(gè)檢測(cè)器行Dj的切片厚度,Io是每單位厚度輸入的X射線劑量。
在步ST28,對(duì)進(jìn)行過檢測(cè)器靈敏度校正的累加數(shù)據(jù)I/∑(Tj.Io)進(jìn)行第一校正。所述第一校正是參考校正。為了使說明簡(jiǎn)明,進(jìn)行過第一校正的累加數(shù)據(jù)也被表示為I/∑(Tj.Io)。
在步ST29,進(jìn)行對(duì)數(shù)濾波。具體地說,如果進(jìn)行過第一校正的累加數(shù)據(jù)I/∑(Tj.Io)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用最相鄰?fù)ǖ赖囊堰^濾的值代替所述的值。
在步ST30,進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。具體地說,計(jì)算-Log {I/∑(Tj.Io)}。
在步ST31,對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)-Log{I/∑(Tj.Io)}進(jìn)行第二校正。所述第二校正至少是射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正之一。為了簡(jiǎn)明,進(jìn)行過第二校正的累加數(shù)據(jù)也用-Log{I/∑(Tj.Io)}表示。
在步ST32和ST33,對(duì)進(jìn)行過第二校正的累加數(shù)據(jù)-Log{I/∑(Tj.Io)}進(jìn)行濾波和后投射操作,從而獲得累加的CT圖像G。
如同參照?qǐng)D6所述的第一實(shí)施例的情況一樣,I1=Io·T1(L1exp{-μx}/T1+1-L1/T1),I2=Io·T2(L2exp{-μx}/T2+1-L2/T2),andIs=Io(T1+T2)((L1+L2)exp{-μx}/(T1+T2)+1-(L1+L2)/(T1+T2)),因此I=I1+I(xiàn)2=Is。
這意味著累加數(shù)據(jù)I相當(dāng)于由具有切片厚度(T1+T2)的一個(gè)檢測(cè)器行Ds獲得的行數(shù)據(jù)Is。因此,在累加的斷層分析圖像G上不會(huì)出現(xiàn)局部體積的不利影響。
應(yīng)當(dāng)注意,在步ST23中的偏移校正可以在靈敏度校正之前(即在步ST27之前)施加到累加數(shù)據(jù)I。在這種情況下,對(duì)于行數(shù)據(jù)Ij的各個(gè)偏移值預(yù)先被簡(jiǎn)單地相加,并且可以從累加數(shù)據(jù)I中減去累加的值。
此外,在步28中可以在靈敏度校正之前(在步ST27)對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行第一校正。
不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思,可以作出多種改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于說明書中所述的特定的實(shí)施例,本發(fā)明的范圍只有所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟對(duì)數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正和靈敏度校正,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù);對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
2.如權(quán)利要求1限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中斷層分析圖像Gj是X射線CT圖像,數(shù)據(jù)Ij是行數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中行數(shù)據(jù)是通過在多X射線檢測(cè)器中的每個(gè)檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2或3限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括在靈敏度校正前或校正后對(duì)行數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正的步驟,或者在對(duì)數(shù)處理前對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正的步驟。
5.如權(quán)利要求2-4任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正的步驟。
6.如權(quán)利要求2-5任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟當(dāng)在對(duì)數(shù)處理之前在行數(shù)據(jù)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡嫠龅闹怠?br>
7.如權(quán)利要求1-6任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中進(jìn)行重構(gòu)的步驟包括濾波和后投射操作。
8.一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟對(duì)數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;通過對(duì)數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行靈敏度校正處理和對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
9.一種累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟通過簡(jiǎn)單地累加數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;對(duì)所述累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行偏移校正、靈敏度校正和對(duì)數(shù)處理;以及對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
10.如權(quán)利要求8或9限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中數(shù)據(jù)Ij是由在多X射線檢測(cè)器中的每個(gè)檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求8-10任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟在靈敏度校正之前,或者在靈敏度校正之后和在對(duì)數(shù)處理之前,對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行參考校正。
12.如權(quán)利要求8-11任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正的步驟。
13.如權(quán)利要求8-12任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,包括以下步驟,當(dāng)在對(duì)數(shù)處理之前在累加數(shù)據(jù)中的某個(gè)通道的值不大于預(yù)定的門限時(shí),則利用一個(gè)或幾個(gè)相鄰?fù)ǖ赖钠骄荡嫠龅闹怠?br>
14.如權(quán)利要求8-13任何一個(gè)限定的累加斷層分析圖像產(chǎn)生方法,其中進(jìn)行重構(gòu)的步驟包括濾波和后投射操作。
15.一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括靈敏度校正裝置,用于對(duì)所述檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行偏移校正和靈敏度校正;累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正處理的行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;重構(gòu)裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
16.按照權(quán)利要求15所述的X射線CT設(shè)備,包括第一校正裝置,用于在靈敏度校正前或校正后對(duì)行數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正,或者在對(duì)數(shù)處理前對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正。
17.按照權(quán)利要求15或16所述的X射線CT設(shè)備,包括第二校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正。
18.一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括偏移校正裝置,用于對(duì)由檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij實(shí)施偏移校正;累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于對(duì)進(jìn)行過偏移處理的行數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;靈敏度校正裝置,用于對(duì)累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行靈敏度校正處理;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及重構(gòu)裝置用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
19.一種包括具有多個(gè)檢測(cè)器行的多X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備,包括累加數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,用于通過簡(jiǎn)單地累加由檢測(cè)器行獲得的行數(shù)據(jù)Ij產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)I;偏移校正裝置,用于對(duì)所述累加數(shù)據(jù)I進(jìn)行偏移校正;靈敏度校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過偏移處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行靈敏度校正;對(duì)數(shù)處理裝置,用于對(duì)進(jìn)行過靈敏度校正的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及重構(gòu)裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和后投射操作。
20.按照權(quán)利要求18或19所述的X射線CT設(shè)備,包括第一校正裝置,用于在靈敏度校正之前,或者在靈敏度校正之后和在對(duì)數(shù)處理之前,對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行參考校正。
21.按照權(quán)利要求18或20任何一個(gè)所述的X射線CT設(shè)備,包括第二校正裝置,用于對(duì)進(jìn)行過對(duì)數(shù)處理的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行射線束硬化校正、水校正、身體移動(dòng)校正和螺旋校正至少之一的校正。
全文摘要
為了消除局部體積對(duì)通過累加具有不同切片厚度的多個(gè)斷層分析圖像而產(chǎn)生累加斷層分析圖像的影響,對(duì)行數(shù)據(jù)Ij(j=1-J)實(shí)施偏移校正和靈敏度校正,由所述數(shù)據(jù)可以重構(gòu)各個(gè)斷層分析圖像Gj;通過利用相應(yīng)于切片厚度Tj的權(quán)Tj/∑Tj對(duì)數(shù)據(jù)Ij進(jìn)行加權(quán)相加而產(chǎn)生累加數(shù)據(jù)K;對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理;以及然后對(duì)累加數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理,從而產(chǎn)生累加的斷層分析圖像G。
文檔編號(hào)G06T11/00GK1340329SQ0113251
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者貫井正健, 西出明彥 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司