專利名稱：X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備。
背景技術(shù)：
正如已知的，X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備是根據(jù)對(duì)象身體所吸收的X射線數(shù)量計(jì)算CT數(shù)空間分布的設(shè)備。CT數(shù)定義為組織——例如器官——的X射線吸收系數(shù)，指示相對(duì)于作為參考物質(zhì)的水的X射線吸收系數(shù)的相對(duì)值(CT數(shù))。
重現(xiàn)圖像含有圖像噪聲。圖像噪聲的程度通常作為均勻模型(homogeneous phantom)的一幅圖像中CT數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差而給出。為了通過(guò)觀察重現(xiàn)圖像來(lái)進(jìn)行診斷，必須確定，例如，圖像上的小塊陰影是噪聲還是腫塊。為此，必須考慮所觀察的圖像的圖像SD(標(biāo)準(zhǔn)偏差)。
圖像SD強(qiáng)烈依賴于X射線的傳輸劑量，主要由管電流和對(duì)象之間的關(guān)系來(lái)確定。
然而，射線管流和圖像SD之間的實(shí)際關(guān)系并非簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是隨著對(duì)象的身體結(jié)構(gòu)和許多其它因素而變化。因此，難以精確推斷圖像SD以隨圖像SD適當(dāng)校正管電流值。而且，在螺旋掃描情形中，對(duì)象的組織結(jié)構(gòu)和身體厚度在不同區(qū)域都不同，從而傳輸劑量也不同，導(dǎo)致圖像SD隨著重現(xiàn)位置而改變。這使得難以在診斷上閱讀圖像或者將圖像SD提高到了遠(yuǎn)超過(guò)要進(jìn)行的診斷所需的程度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于幫助設(shè)置最佳管電流值。
根據(jù)本發(fā)明某一方面，給出X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包括架臺(tái)、重現(xiàn)部分以及管電流值確定部分。架臺(tái)通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集身體軸向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)。重現(xiàn)部分根據(jù)操作者從多種重現(xiàn)處理中選擇出來(lái)的重現(xiàn)處理來(lái)從所采集的投影數(shù)據(jù)中重現(xiàn)圖像。管電流值確定部分根據(jù)所選擇的重現(xiàn)處理類型和操作者所指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)，分別對(duì)范圍中不連續(xù)的多個(gè)位置確定多個(gè)管電流值。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中給出，并且從描述中將顯見(jiàn)其中的一部分，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)獲得。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)以下特別指出的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


加入并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)一部分的附圖當(dāng)前示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，并與上面給出的一般描述和下面給出的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明某一實(shí)施方案的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備；圖2示出由圖1的程序輔助系統(tǒng)構(gòu)成的掃描程序屏幕的實(shí)施例；圖3為一流程圖，詳細(xì)示出由圖1的管電流計(jì)算部分所進(jìn)行的管電流計(jì)算；圖4A和4B示出圖3的S1中所用的常數(shù)的實(shí)施例；圖5為圖3的S1中的水等效厚度計(jì)算方法的補(bǔ)充視圖；圖6示出在圖2的掃描程序屏幕上點(diǎn)擊“mA”項(xiàng)時(shí)出現(xiàn)的下拉菜單；圖7示出點(diǎn)擊圖6的“Auto”項(xiàng)時(shí)出現(xiàn)的下拉菜單；圖8示出點(diǎn)擊圖6的“Auto”項(xiàng)時(shí)出現(xiàn)的彈出菜單；
圖9示出選擇圖7的“SD5.0”項(xiàng)時(shí)的狀態(tài)；圖10示出點(diǎn)擊(執(zhí)行選擇)圖9的“SD5.0”項(xiàng)時(shí)出現(xiàn)的彈出窗口中顯示的mA-位置圖以及樣本圖像；圖11示出圖10的mA-位置圖的實(shí)施例；圖12示出重選圖11的“SD7.0”項(xiàng)時(shí)的狀態(tài)；圖13示出點(diǎn)擊(執(zhí)行選擇)圖12的“SD7.0”項(xiàng)時(shí)出現(xiàn)的彈出窗口中顯示的mA-位置圖以及樣本圖像；圖14示出圖13的mA-位置圖的實(shí)施例；圖15為一流程圖，詳細(xì)示出圖1的掃描控制器所進(jìn)行的用于圖像SD常數(shù)控制的處理程序。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備的某一實(shí)施方案。X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備包括各種類型，例如旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型，其中包含X射線管和X射線探測(cè)器的單元圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)；固定/旋轉(zhuǎn)型，其中許多探測(cè)元件排列成環(huán)形列陣，X射線管單獨(dú)圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明適用于任一類型。這里，將描述當(dāng)前最普遍的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型。此外，為了對(duì)某一切片重現(xiàn)斷層攝影數(shù)據(jù)，必須對(duì)對(duì)象的整個(gè)一圈獲得大約360°的投影數(shù)據(jù)，即使在半掃描方法中，也需要180°加上觀察角的投影數(shù)據(jù)。本發(fā)明可適用于任一重現(xiàn)方法。這里，前一方法將作為實(shí)施例進(jìn)行描述。此外，將入射X射線轉(zhuǎn)換為電荷的普遍方法有間接轉(zhuǎn)換方式，首先由熒光材料——例如閃爍體——將X射線轉(zhuǎn)換成光，然后由光電轉(zhuǎn)換元件——例如光電二極管——將光轉(zhuǎn)換成電荷；直接轉(zhuǎn)換方式，利用了X射線在半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子-空穴對(duì)并且電子空穴對(duì)移動(dòng)到電極處，即光電現(xiàn)象。采用任一方式的X射線探測(cè)元件都可使用，這里，將描述采用前一間接轉(zhuǎn)換方式的那些。另外，最近已經(jīng)可以買到所謂的多管型X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中在旋轉(zhuǎn)框上安裝了許多對(duì)X射線管和X射線探測(cè)器，外圍技術(shù)也正處于研究之中。本發(fā)明可適用于傳統(tǒng)單管型X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，也可適用于多管型X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備。這里，將描述單管型X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備。
圖1示出根據(jù)這一實(shí)施方案的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備的結(jié)構(gòu)。X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備包括用于采集與對(duì)象相關(guān)的投影數(shù)據(jù)的架臺(tái)1。架臺(tái)1包括X射線管10和X射線探測(cè)器23。X射線管10和X射線探測(cè)器23都安裝在環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)框12上，由架臺(tái)驅(qū)動(dòng)器件25驅(qū)動(dòng)它繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)框12的中心有一個(gè)開(kāi)孔，躺在診斷桌2的桌面2a上的對(duì)象P置于開(kāi)孔中。在X射線管10和開(kāi)孔之間放置用于根據(jù)切片厚度改變X射線的照射寬度的狹縫22。診斷桌2具有桌面驅(qū)動(dòng)部分2b，沿主軸方向(平行于旋轉(zhuǎn)軸)移動(dòng)桌面2a。桌面驅(qū)動(dòng)部分2b包括桌面位置探測(cè)部分，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，用以探測(cè)桌面2a的位置。
來(lái)自高電壓變壓組件21的管電壓施加在X射線管10的陰極和陽(yáng)極之間，來(lái)自高電壓變壓組件21的燈絲電流通到X射線管10的燈絲上。通過(guò)施加管電壓和通入燈絲電流而產(chǎn)生X射線。
X射線探測(cè)器23為單片型或多片型探測(cè)器。在單片型情形中，X射線探測(cè)器23包括元件的列陣，其中，在沿通道方向的行上排列了多于一個(gè)，例如，916個(gè)X射線探測(cè)元件，每個(gè)元件具有，例如，0.5mm×0.5mm的方形受光表面。在多片型情形中，X射線探測(cè)器23包括沿切片方向排成40行的互相平行的元件列陣。
數(shù)據(jù)采集器件24——一般稱作DAS(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))——將每個(gè)通道中從探測(cè)器23輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)、放大電壓信號(hào)并將放大的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。將這樣獲得的數(shù)據(jù)(行數(shù)據(jù))輸送給安裝在架臺(tái)外側(cè)的計(jì)算機(jī)單元3。計(jì)算機(jī)單元3的預(yù)處理單元34對(duì)從數(shù)據(jù)采集器件24輸出的行數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償處理，例如靈敏度補(bǔ)償，并輸出投影數(shù)據(jù)。然后將投影數(shù)據(jù)送至并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件35中。
除了預(yù)處理單元34和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件35之外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3還包含系統(tǒng)控制器29，帶有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等的輸入器件39、顯示器38、掃描控制器30、重現(xiàn)單元36、程序輔助系統(tǒng)43、樣本圖像保存部分42、管電流計(jì)算部分37以及參數(shù)保存部分42。重現(xiàn)單元36預(yù)安裝了幾種類型的重現(xiàn)方法，由操作者所選擇的重現(xiàn)方法來(lái)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。幾種類型的重現(xiàn)方法包括，例如，扇形波束重現(xiàn)方法(也稱作扇形波束卷積背投影方法)；Feldkamp方法，作為投影射線與重現(xiàn)平面對(duì)角交叉的情形中的重現(xiàn)方法，其中認(rèn)為波束為扇形投影波束而進(jìn)行卷積，假設(shè)錐角較小，在掃描時(shí)沿射線方向進(jìn)行背投影；錐形波束重現(xiàn)方法，與Feldkamp方法相比能抑制錐角所引入的誤差，其中對(duì)射線相對(duì)于重現(xiàn)平面的角度對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。
程序輔助系統(tǒng)42具有在操作者確定掃描程序時(shí)對(duì)其進(jìn)行交互引導(dǎo)所必須的功能。例如，程序輔助系統(tǒng)42構(gòu)成并顯示一個(gè)屏幕要求操作者輸入像患者信息、檢查目的、要檢查的區(qū)域等這樣的信息。當(dāng)操作者在屏幕上輸入必須的信息時(shí)，程序輔助系統(tǒng)42就準(zhǔn)備好最適合該信息的建議掃描程序，并構(gòu)成并顯示一個(gè)屏幕要求操作者選擇或改進(jìn)建議掃描程序。圖2示出了掃描程序屏幕的一個(gè)實(shí)例。在掃描程序屏幕的上部顯示了患者信息、架臺(tái)信息和掃描圖像，在下部顯示了掃描條件的細(xì)節(jié)。掃描條件包括很多項(xiàng)，例如掃描圖像上螺旋掃描關(guān)于框線的開(kāi)始位置和終止位置、掃描模式、掃描數(shù)、管電壓(kV)、管電流(mA)、表示X射線管10旋轉(zhuǎn)一次所需的時(shí)間(圓括號(hào)中的時(shí)間表示成像時(shí)間)的掃描速度、重現(xiàn)模式、視場(chǎng)(FOV)以及表示桌面以掃描速度移動(dòng)的距離的螺距。
對(duì)于管電流(mA)項(xiàng)，準(zhǔn)備了下拉菜單和單元格，操作者可以在單元格中直接輸入數(shù)字值作為管電流值(見(jiàn)圖6和圖7)。下拉菜單中的選項(xiàng)包括許多管電流值以及自動(dòng)設(shè)置“Auto”。管電流值的自動(dòng)設(shè)置在此處定義為使得系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置獲得操作者所指定的圖像SD作為用作圖象質(zhì)量指標(biāo)的圖像SD的管電流值。
樣本圖像保存部分42保存分別相應(yīng)于許多SD的許多樣本圖像的數(shù)據(jù)。樣本圖像通常為人體斷層圖像或身體仿制品模型(phantom)。當(dāng)操作者選擇所需圖像SD時(shí)，顯示相應(yīng)于所選圖像SD的樣本圖像。
管電流計(jì)算部分37計(jì)算獲得由操作者所選的圖像SD所需的管電流值。實(shí)際中，管電流計(jì)算部分37是一個(gè)ROM，根據(jù)必需的參數(shù)的輸入，它計(jì)算并輸出相應(yīng)于輸入?yún)?shù)的管電流值。管電流值Ib根據(jù)下式計(jì)算Ib＝(SDa2/SDinput2)×(mAs/t)×PkV×Psl×PHP×PFW×PFC×Pmode×exp(-μ(Dpa-DPb))其中SDa為具有用作參考的水等效厚度DPa的水模型(waterphantom)的圖像的圖像SD，通過(guò)使用參考管電流、參考管電壓、參考成像切片厚度、參考圖像切片厚度以及參考重現(xiàn)函數(shù)來(lái)獲取并重現(xiàn)，SDinput為操作者希望作為最終圖像得到的所需圖像SD，mAs為用作參考的時(shí)間積分管電流(sec)，t為掃描速度(sec)，PkV為相應(yīng)于管電壓的系數(shù)，Psl為相應(yīng)于成像切片厚度的系數(shù)，PHP為相應(yīng)于螺距的系數(shù)，PFC是相應(yīng)于重現(xiàn)函數(shù)的系數(shù)，PFW為相應(yīng)于圖像切片厚度與成像切片厚度之比的系數(shù)，Pmode為相應(yīng)于關(guān)于X射線曝光的常規(guī)模式和低劑量模式的系數(shù)，μ為水的X射線吸收系數(shù)，DPa為用作參考的水等效厚度(mm)，以及DPb為等效于對(duì)象身體厚度的水等效厚度(mm)。
對(duì)于管電流值Ib的計(jì)算來(lái)說(shuō)，在所有前述參數(shù)中，SDa、mAs、DPa和μ預(yù)先作為指定值給出。SDinput由操作者輸入。因?yàn)閠和PkV在掃描程序中設(shè)置，因此管電流計(jì)算部分37從程序輔助系統(tǒng)43輸入既定的t和PkV。Psl、PHP、PFC和Pmode分別根據(jù)掃描程序中設(shè)置的成像切片厚度、螺距、重現(xiàn)函數(shù)以及曝光模式來(lái)確定。Psl、PHP、PFC和Pmode預(yù)先分別根據(jù)成像切片厚度、螺距、重現(xiàn)函數(shù)和曝光模式來(lái)確定，并保存在參數(shù)保存部分42中。管電流計(jì)算部分37從程序輔助系統(tǒng)43輸入既定的成像切片厚度、螺距、重現(xiàn)函數(shù)和曝光模式，從而從參數(shù)保存部分42接收相應(yīng)的系數(shù)Psl、PHP、PFC和Pmode。此外，PFW根據(jù)掃描程序中設(shè)置的成像切片厚度和圖像切片厚度來(lái)確定。PFW預(yù)先根據(jù)成像切片厚度和圖像切片厚度的各種組合來(lái)確定，并保存在參數(shù)保存部分42中。管電流計(jì)算部分37從程序輔助系統(tǒng)43輸入成像切片厚度和圖像切片厚度，從而從參數(shù)保存部分42接收相應(yīng)的系數(shù)PFW。
特定地，在所有前述參數(shù)中，預(yù)先對(duì)各種類型的重現(xiàn)方法——例如扇形波束重現(xiàn)方法、Feldkamp方法和錐形波束方法——確定成像切片厚度系數(shù)Psl、螺距系數(shù)PHP以及相應(yīng)于圖像切片厚度與成像切片厚度之比的系數(shù)PFW，并將它們保存在參數(shù)保存部分42中。如此管電流計(jì)算部分37從程序輔助系統(tǒng)43輸入既定的成像切片厚度、螺距、重現(xiàn)函數(shù)和曝光模式以及重現(xiàn)方法的類型，從而從參數(shù)保存部分42接收相應(yīng)于它們各自的值的系數(shù)Psl、PHP、PFC和Pmode以及重現(xiàn)方法的類型。如此，根據(jù)所選重現(xiàn)處理類型，有可能確定能獲得所選的具有高精度的圖像SD的管電流值。
對(duì)于許多桌面位置中的每一個(gè)，由管電流計(jì)算部分37利用掃描圖像數(shù)據(jù)確定等效于對(duì)象身體厚度的水等效厚度DPb，桌面位置相應(yīng)于X射線管10在螺旋掃描過(guò)程中重復(fù)的參考旋轉(zhuǎn)位置(例如，0°位置)。下面將描述尋找水等效厚度DPb的方法。
預(yù)備具有如圖4A所提出的不同直徑的幾種類型的圓柱形水模型。例如，預(yù)備了直徑DW為24cm的水模型S、直徑DW為40cm的水模型L和直徑DW為50cm的水模型LL。這些水模型S、L和LL以如下方式置于視場(chǎng)中每個(gè)圓柱體的中軸都與X射線管10的旋轉(zhuǎn)軸重合，對(duì)每個(gè)模型(phantom)獲取參考旋轉(zhuǎn)位置(例如，0°位置)處的掃描圖像。對(duì)水模型S、L和LL中的每一個(gè)得到掃描圖像中心附近預(yù)定尺寸的矩形區(qū)域(m×n像素)中多個(gè)像素的像素值的積分值SW。這里，m為通道方向上覆蓋除了掃描圖像兩端屏罩部分的模型圖像的預(yù)定像素?cái)?shù)，n為身體軸向(切片方向)上的預(yù)定像素?cái)?shù)。
用n除對(duì)水模型S、L和LL中的每一個(gè)得到的積分值SW，以對(duì)某一線(包含通道方向的m個(gè)像素×身體軸向的1個(gè)像素的線)計(jì)算平均積分值A(chǔ)W。對(duì)水模型S、L和LL中的每一個(gè)得到某一線的平均積分值A(chǔ)W。此外，以相同的方式得到不同管電壓下的AW(見(jiàn)圖4B)。實(shí)際中，這些AW都是預(yù)先得到的，其數(shù)據(jù)保存在參數(shù)保存部分42中。
隨后，如圖5所示，在通過(guò)使要檢查的對(duì)象在參考旋轉(zhuǎn)位置(例如，0°位置)處成像而得到的掃描圖像中設(shè)置多個(gè)區(qū)段。每個(gè)區(qū)段的尺寸為M×N像素。M為掃描圖像中除了兩端屏罩部分之外的區(qū)域中的像素?cái)?shù)，等于m。N根據(jù)身體軸向上的螺旋掃描過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)周期來(lái)確定，也就是說(shuō)，它設(shè)為相應(yīng)于螺距HP的像素?cái)?shù)。得到了每個(gè)區(qū)段中的像素值的積分值SP。
對(duì)象的水等效厚度DPb根據(jù)下式得到DPb＝DW×((SP/N)/AW)1/2其中AW為積分值，DW為直徑最接近于對(duì)象身體結(jié)構(gòu)的水模型S、L或LL的直徑，SP為對(duì)象的掃描圖像的區(qū)段中的積分值，N為相應(yīng)于螺距HP的像素?cái)?shù)。換句話說(shuō)，水模型某一線的積分值A(chǔ)W與對(duì)象的積分值SP/N的比值為面積比，為了將面積比轉(zhuǎn)換成直徑比，需要進(jìn)行開(kāi)方，并乘以用作參考的水模型的直徑DW。
通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)段進(jìn)行相同的計(jì)算來(lái)計(jì)算每個(gè)區(qū)段中掃描范圍內(nèi)身體軸向上間隔等于螺距的多個(gè)分立位置的每一個(gè)處的水等效厚度DPb。然后，基于相應(yīng)于這些多個(gè)位置的水等效厚度DPb和其它參數(shù)計(jì)算分別相應(yīng)于根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期的掃描范圍內(nèi)身體軸向上的多個(gè)分立位置的多個(gè)管電流值Ib。當(dāng)進(jìn)行螺旋掃描時(shí)，掃描控制器根據(jù)這樣計(jì)算的多個(gè)管電流值I動(dòng)態(tài)控制X射線管10的管電流。如此有可能對(duì)身體軸向上的圖像SD保持操作者指定的圖像SD。
現(xiàn)在將描述這一實(shí)施方案中的管電流設(shè)定程序。如圖2所示由程序輔助系統(tǒng)43構(gòu)成的掃描程序屏幕顯示在顯示器38上。如圖6所示，當(dāng)操作者點(diǎn)擊管電流(mA)項(xiàng)時(shí)，顯示下拉菜單。操作者或者選擇所需的管電流值或者點(diǎn)擊下拉菜單中的“Auto”?！癆uto”相應(yīng)于自動(dòng)地相應(yīng)于指定的圖像SD設(shè)置管電流值的功能的激活命令。當(dāng)點(diǎn)擊“Auto”時(shí)，顯示出圖7中所示的下拉菜單以選擇圖像SD，或在彈出窗口中顯示圖8所示的菜單以選擇圖像SD。圖7所示的下拉菜單包括“高質(zhì)量”、“低劑量”和用于圖像SD的值的多個(gè)選項(xiàng)。除了包括“高質(zhì)量模式”、“低劑量模式”和“SD模式”的選項(xiàng)之外，圖8的菜單還包括用于直接輸入低劑量模式中的X射線劑量與高質(zhì)量模式中的X射線劑量之比的單元格、用于直接輸入圖像SD的值的單元格、用于直接輸入管電流最大值的單元格以及用于直接輸入管電流最小值的單元格。這里，將基于使用圖7所示的下拉菜單的假設(shè)給出說(shuō)明。
如圖9所示，當(dāng)相應(yīng)于根據(jù)圖像SD5.0自動(dòng)設(shè)置管電流值的動(dòng)作的“SD5.0”被選擇并點(diǎn)擊時(shí)，在彈出窗口中顯示mA-位置圖(曲線)，它通過(guò)將管電流值與桌面位置和相應(yīng)于從樣本圖像保存部分41選擇讀出的圖像SD5.0的樣本圖像關(guān)聯(lián)而指出管電流值的空間變化，如圖10所示。
為了制定如圖3所詳細(xì)示出的mA-位置曲線，如上所述，管電流計(jì)算部分37利用掃描圖像數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)桌面位置中的每一個(gè)計(jì)算等效于對(duì)象身體厚度的水等效厚度DPb，這些桌面位置相應(yīng)于X射線管10在螺旋掃描過(guò)程中重復(fù)的參考旋轉(zhuǎn)位置(例如，0°位置)(S1)。隨后，從參數(shù)保存部分42向管電流計(jì)算部分37讀出相應(yīng)于重現(xiàn)模式——例如錐形波束重現(xiàn)模式——并在掃描程序屏幕上設(shè)置的參數(shù)，例如管電壓系數(shù)PkV(S2)。然后將圖像SD輸入到管電流計(jì)算部分37，根據(jù)這些參數(shù)——例如算得的水等效厚度DPb和輸入的管電壓系數(shù)PkV——計(jì)算管電流值，輸入的圖像SD5.0保持在各個(gè)桌面位置(S4)。將如此算得的管電流值中的每一個(gè)與所指定的與安全標(biāo)準(zhǔn)相一致的最大電流值或初始設(shè)置最大電流值相比較(S5)。當(dāng)算得的管電流值大于最大電流值時(shí)，用最大電流值代替算得的管電流值與這一桌面位置關(guān)聯(lián)(S6)。當(dāng)算得的管電流值等于或小于最大電流值時(shí)，將算得的管電流值與這一桌面位置關(guān)聯(lián)。類似地，將算得的管電流值中的每一個(gè)與初始設(shè)置最小電流值相比較(S7)。當(dāng)算得的管電流值小于最小電流值時(shí)，用最小電流值代替算得的管電流值與這一桌面位置關(guān)聯(lián)(S8)。當(dāng)算得的管電流值等于或大于最小電流值時(shí)，將算得的管電流值與這一桌面位置關(guān)聯(lián)。
然后管電流計(jì)算部分37根據(jù)多個(gè)管電流值與多個(gè)桌面位置的對(duì)應(yīng)來(lái)制定mA-位置圖，指示相應(yīng)于與關(guān)于桌面位置的圖像SD5.0的管電流值，例如，如圖11所示(S9)。應(yīng)當(dāng)指出，mA-位置圖包括指示與關(guān)于桌面位置的圖像SD的圖像SD圖。在用最大電流值代替算得的管電流值的桌面位置處，圖像SD高于5.0。此外，在用最小電流值代替算得的管電流值的桌面位置處，圖像SD小于5.0。然后管電流計(jì)算部分37根據(jù)替代的最大或最小管電流值計(jì)算發(fā)生替代的桌面位置處的圖像SD。
程序輔助系統(tǒng)43在顯示器38的彈出窗口中顯示相應(yīng)于從樣本圖像保存部分41輸入的圖像SD5.0的水模型的樣本圖像(S10)，以及管電流計(jì)算部分37中制定的mA-位置圖(S11)。當(dāng)操作者點(diǎn)擊“重選”按鈕時(shí)(S12)，顯示出下拉菜單，如圖12所示。當(dāng)相應(yīng)于根據(jù)圖像SD7.0自動(dòng)設(shè)置管電流值的動(dòng)作的“SD7.0”被從下拉菜單中重選并點(diǎn)擊時(shí)，通過(guò)從S4至S10的處理，在彈出窗口中顯示相應(yīng)于圖像SD7.0的mA-位置圖(見(jiàn)圖14)和相應(yīng)于圖像SD7.0的水模型樣本圖像，如圖13所示。
當(dāng)操作者確認(rèn)了mA-位置圖和樣本圖像并點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕(S12)時(shí)，從程序輔助系統(tǒng)43向掃描控制器30提供涉及多個(gè)桌面位置和相應(yīng)于各位置的管電流值的數(shù)據(jù)(S13)。
如圖15所詳細(xì)描述的，當(dāng)起動(dòng)螺旋掃描時(shí)(S21)，不時(shí)地從診斷桌2的桌面驅(qū)動(dòng)部分2b中的桌面位置探測(cè)部分向掃描控制器30提供桌面位置信號(hào)(S22)。然后掃描控制器30選擇讀出相應(yīng)于桌面位置的管電流值(S23)，并根據(jù)這樣讀出的管電流值控制高電壓變壓組件21。實(shí)際中，掃描控制器30調(diào)整高雅變壓組件21中的燈絲電流以使X射線管10的管電流與所選的管電流值相一致。因?yàn)?，如上所述，?duì)間距等于螺距的分立桌面位置中的每一個(gè)確定管電流值，所以有可能出現(xiàn)不存在相應(yīng)于給定桌面位置的管電流值的情形。在這種情形中，保持當(dāng)前的管電流。繼續(xù)從S22到S24的處理直到桌面位置到達(dá)預(yù)定終端位置(S25)。在這一實(shí)施方案中，因?yàn)閷?duì)間距等于螺距的分立桌面位置中的每一個(gè)確定管電流值，所以在螺旋掃描過(guò)程中，在X射線管10每旋轉(zhuǎn)一次時(shí)，與旋轉(zhuǎn)周期同步對(duì)管電流值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。然而，通過(guò)對(duì)間距小于螺距的分立桌面位置中的每一個(gè)確定管電流值，有可能在一次旋轉(zhuǎn)中更精細(xì)地以更小的間距——例如5°和10°——調(diào)節(jié)管電流。
如上所述，根據(jù)這一實(shí)施方案，因?yàn)榇_定了管電流值以獲得操作者所指定的圖像質(zhì)量(圖像SD)，操作者能夠以預(yù)期的圖像質(zhì)量得到圖像，這反過(guò)來(lái)減少了像重新進(jìn)行掃描這樣的操作的次數(shù)。另外，因?yàn)榇_定管電流值時(shí)考慮了水等效厚度、重現(xiàn)處理的類型以及螺距，所以能夠以更高的精度獲得預(yù)期的圖像質(zhì)量。此外，當(dāng)操作者設(shè)置圖像質(zhì)量時(shí)，顯示了指示關(guān)于多個(gè)位置的管電流值的曲線、指示關(guān)于多個(gè)位置的圖像質(zhì)量的曲線以及樣本圖像。從而操作者能夠直觀地了解圖像質(zhì)量，使得圖像質(zhì)量設(shè)置工作更簡(jiǎn)單。此外，通過(guò)根據(jù)分別相應(yīng)于所確定的多個(gè)桌面位置的多個(gè)管電流值動(dòng)態(tài)控制X射線管10的管電流，有可能將身體軸向上的圖像質(zhì)量保持在或基本保持在恒定水平。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將很容易得到其它的優(yōu)點(diǎn)和調(diào)整。因此，本發(fā)明在其更寬的范圍中并不局限于此處示出并描述的特定細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施方案。因此，只要不超出所附權(quán)利要求及其等效所規(guī)定的一般發(fā)明概念的精神或范圍，各種調(diào)整都是可行的。
權(quán)利要求
1.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞所述對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集沿對(duì)象體軸方向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于根據(jù)操作者從多種重現(xiàn)處理類型中選擇的重現(xiàn)處理從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；以及管電流值確定部分，被構(gòu)成用于根據(jù)所述所選的重現(xiàn)處理類型和所述操作者指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定分別相應(yīng)于所述范圍內(nèi)分立的、多個(gè)位置的多個(gè)管電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中所述圖像質(zhì)量等級(jí)為下列二者之一CT數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差，與均勻模型的圖像相關(guān)的低反差分辨率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，進(jìn)一步包含控制部分，其根據(jù)所述所確定的多個(gè)管電流值與所述桌面的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)地動(dòng)態(tài)地控制所述X射線管的管電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中所述管電流值在從一個(gè)最大管電流值到一個(gè)最小管電流值之間的范圍確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中所述多個(gè)位置之間的間隔設(shè)為等于或近似等于所述X射線管旋轉(zhuǎn)一次時(shí)所述桌面移動(dòng)的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中所述管電流值以如下方式確定在所述范圍內(nèi)的多個(gè)位置處保持所述操作者所指定或選擇的所述圖像質(zhì)量等級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中從所述對(duì)象的掃描圖像的數(shù)據(jù)估算的水等效厚度被用來(lái)確定所述管電流值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，進(jìn)一步包含樣本圖像顯示部分，被構(gòu)成用于顯示相應(yīng)于所述操作者所指定或選擇的所述圖像質(zhì)量等級(jí)的樣本圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，進(jìn)一步包含樣本圖像存儲(chǔ)部分，被構(gòu)成用于存儲(chǔ)相應(yīng)于多個(gè)圖像質(zhì)量等級(jí)的多個(gè)樣本圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，其中所述管電流值確定部分根據(jù)所述X射線管旋轉(zhuǎn)一次時(shí)所述桌面移動(dòng)的距離或其刻度，以及所述重現(xiàn)處理類型和所述圖像質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定所述管電流值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，進(jìn)一步包含顯示部分，被構(gòu)成用于顯示示出對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)管電流值的管電流值的空間變化的曲線圖以及示出所述圖像質(zhì)量等級(jí)的空間變化的曲線圖。
12.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞所述對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集對(duì)象沿體軸方向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；以及管電流值確定部分，被構(gòu)成用于根據(jù)操作者所指定或選擇的距離、所述X射線管旋轉(zhuǎn)一次時(shí)所述桌面移動(dòng)的距離或其刻度，以及所述操作者指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定分別相應(yīng)于所述范圍內(nèi)多個(gè)位置的多個(gè)管電流值。
13.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞所述對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集對(duì)象沿體軸方向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；管電流值確定部分，被構(gòu)成用于根據(jù)操作者指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)來(lái)確定分別相應(yīng)于所述范圍內(nèi)多個(gè)位置的多個(gè)管電流值；以及顯示部分，被構(gòu)成用于顯示示出對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)管電流值的管電流值的空間變化的曲線圖。
14.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于采集有關(guān)對(duì)象的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；樣本圖像存儲(chǔ)部分，被構(gòu)成用于存儲(chǔ)相應(yīng)于多個(gè)圖像質(zhì)量等級(jí)的多個(gè)樣本圖像的數(shù)據(jù)；以及顯示部分，被構(gòu)成用于顯示相應(yīng)于操作者所選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)的樣本圖像。
15.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于采集有關(guān)對(duì)象的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于根據(jù)操作者從多種重現(xiàn)處理類型中選擇的重現(xiàn)處理從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；以及管電流確定部分，被構(gòu)成用于根據(jù)所述所選的重現(xiàn)處理類型和所述操作者所指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)確定管電流值。
16.X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包含架臺(tái)，被構(gòu)成用于通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞所述對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集對(duì)象沿體軸方向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)；重現(xiàn)部分，被構(gòu)成用于從所述采集到的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)；管電流值確定部分，被構(gòu)成用于根據(jù)操作者所指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)確定分別相應(yīng)于所述范圍內(nèi)多個(gè)位置的多個(gè)管電流值；以及控制部分，被構(gòu)成用于根據(jù)所述所確定的多個(gè)管電流值，與所述桌面的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)地動(dòng)態(tài)地控制所述X射線管的管電流。
全文摘要
X射線計(jì)算斷層攝影設(shè)備，包括架臺(tái)、重現(xiàn)部分以及管電流值確定部分。架臺(tái)通過(guò)連續(xù)移動(dòng)對(duì)象所躺的桌面并繞所述對(duì)象連續(xù)旋轉(zhuǎn)X射線管來(lái)采集身體軸向上任意范圍的投影數(shù)據(jù)。重現(xiàn)部分根據(jù)操作者從多種重現(xiàn)處理類型中選擇的重現(xiàn)處理從采集的投影數(shù)據(jù)重現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。管電流值確定部分根據(jù)所選的重現(xiàn)處理類型和操作者所指定或選擇的圖像質(zhì)量等級(jí)確定分別相應(yīng)于范圍中多個(gè)分立位置的多個(gè)管電流值。
文檔編號(hào)G01N23/04GK1535658SQ20041003284
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者奧村美和, 博, 風(fēng)間正博, 史, 渡邊尚史, 秀明, 高根澤秀明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社