專利名稱：：X－射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備和控制該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種X-射線CT(計(jì)算機(jī)斷層掃描)設(shè)備和一種控制該設(shè)備的方法。更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于通過與心搏同步的螺旋掃描來采集受檢者的圖像的X-射線CT設(shè)備并且涉及一種控制該設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
：在由X-射線CT設(shè)備對(duì)心臟成像的情況下，執(zhí)行掃描的同時(shí)收集心搏信號(hào)，并且通過使用所期望的心搏相位中的多次半掃描(half-scan)的投影數(shù)據(jù)來重建圖像。該掃描被執(zhí)行為螺旋掃描，并且多排X-射線檢測(cè)器被用于采集投影數(shù)據(jù)。使用多排X-射線檢測(cè)器的X-射線CT設(shè)備還被稱作MDCT(多排檢測(cè)器CT)。由MDCT對(duì)心臟成像時(shí)，根據(jù)心搏設(shè)置螺距(helicalpitch)，使得多個(gè)連續(xù)切片位置的切片圖像中的所有心搏相位變成相同，并且在相鄰切片位置之間不發(fā)生投影數(shù)據(jù)的丟失(例如，參考日本專利公開No.2005-137390)。為了改進(jìn)圖像采集的時(shí)間分辨率，在多次心搏中收集多次半掃描的投影數(shù)據(jù)。基于以這種方式所收集的投影數(shù)據(jù)的圖像重建也被稱為多扇區(qū)重建(multi-sectorreconstruction)。
發(fā)明內(nèi)容在如上所述的執(zhí)行螺旋掃描的情況下，當(dāng)心搏在掃描期間變化時(shí)，螺距變得與心搏異步，使得由于數(shù)據(jù)丟失等而不能獲得高質(zhì)量的切片圖像。本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)能夠在掃描期間對(duì)心搏的變化進(jìn)行尋址的X-射線CT設(shè)備和控制該設(shè)備的方法。在用于實(shí)現(xiàn)該目的的方面中的本發(fā)明提供了一種X-射線CT設(shè)備，該X-射線CT設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集裝置，用于通過與心搏同步的螺旋掃描采集受檢者的投影數(shù)據(jù)；圖像重建設(shè)備，用于基于所采集的投影數(shù)據(jù)重建圖像；以及控制器，用于控制數(shù)據(jù)采集裝置和圖像重建裝置；并且該X-射線CT設(shè)備的特征在于該控制器包括第一控制裝置，用于根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化而改變螺距；和第二控制裝置，用于基于投影數(shù)據(jù)在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所采集的投影數(shù)據(jù)。在用于實(shí)現(xiàn)該目的的另一方面的本發(fā)明涉及一種控制X-射線CT設(shè)備的方法，該X-射線CT設(shè)備用于通過與心搏同步的螺旋掃描來采集受檢者的投影數(shù)據(jù)并且基于所收集的投影數(shù)據(jù)重建圖像，該方法的特征在于包括以下步驟根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化而改變螺距；并且基于投影數(shù)據(jù)在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所收集的投影數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，通過改變X-射線焦點(diǎn)在螺旋掃描的軸向上的相對(duì)線性行進(jìn)速度來改變螺距，因?yàn)閮H控制圓周方向和軸向上的兩個(gè)速度分量中的一個(gè)就足夠了。優(yōu)選地，通過改變支撐受檢者的工作臺(tái)的行進(jìn)速度來改變相對(duì)線性行進(jìn)速度，因?yàn)槿菀卓刂芚-射線焦點(diǎn)的相對(duì)線性行進(jìn)速度。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集裝置采集二維投影數(shù)據(jù)，因?yàn)樵摱S投影數(shù)據(jù)使得在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像更為便利。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集裝置經(jīng)由多排X-射線檢測(cè)器采集投影數(shù)據(jù)，因?yàn)槟軌蛉菀椎孬@得二維投影數(shù)據(jù)。根據(jù)任意方面的本發(fā)明，控制X-射線CT設(shè)備，使得根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化來改變螺距，并且基于投影數(shù)據(jù)重建間隔相等的多個(gè)切片位置的圖像，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所收集的投影數(shù)據(jù)。因而，可以實(shí)現(xiàn)能在掃描期間對(duì)心搏中的變化進(jìn)行尋址的X-射線CT設(shè)備和控制該X-射線CT設(shè)備的方法。圖1是示出作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子的X-射線CT設(shè)備的構(gòu)造的框圖。圖2是示出作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子的X-射線CT設(shè)備中的X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備的構(gòu)造的圖。圖3是示出作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子的X-射線CT設(shè)備中的X-射線檢測(cè)器的X-射線入射平面的構(gòu)造的圖。圖4是示出螺距概念的圖。圖5是示出作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子的X-射線CT設(shè)備的操作的例子的流程圖。圖6是示出心搏與光學(xué)螺距之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的流程圖。圖7是示出響應(yīng)于心搏的變化的螺距變化的例子的圖。圖8是作為圖像重建的主要部分的三維反向投影過程的流程圖。圖9是示出圖像重建區(qū)域與穿過該圖像重建區(qū)域的X射線之間的幾何關(guān)系的圖。圖10是示出被投射到X-射線檢測(cè)器的X-射線入射平面的圖像重建區(qū)域的圖。圖11是示出數(shù)據(jù)Dr在圖像重建區(qū)域中的排列的圖。圖12是示出數(shù)據(jù)D2在圖像重建區(qū)域中的排列的圖。圖13是示出數(shù)據(jù)D2在圖像重建區(qū)域中的相加的圖。具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式。然而，本發(fā)明不限于該用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式。圖1示意性地示出了X-射線CT設(shè)備的構(gòu)造。該設(shè)備是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子。就該設(shè)備的構(gòu)造而言，將描述涉及X-射線CT設(shè)備的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子。通過操作該設(shè)備，將描述關(guān)于控制該X-射線CT設(shè)備的方法的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的例子。如圖1中所示，該設(shè)備具有臺(tái)架100、工作臺(tái)200、操作者控制臺(tái)300和心電圖儀400。臺(tái)架100通過X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110掃描由工作臺(tái)200所負(fù)載的受檢者10，并且采集多個(gè)視角(view)的投影數(shù)據(jù)。通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)架100中的X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110而執(zhí)行掃描。下文中，X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110的旋轉(zhuǎn)將還被稱作臺(tái)架100的旋轉(zhuǎn)。由臺(tái)架100所收集的投影數(shù)據(jù)被輸入到操作者控制臺(tái)300。心搏信號(hào)經(jīng)由心電圖儀400也被輸入到操作者控制臺(tái)300。操作者控制臺(tái)300在其中還具有諸如計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理器并且將輸入數(shù)據(jù)和心搏信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。操作者控制臺(tái)300基于投影數(shù)據(jù)和心搏信號(hào)來執(zhí)行圖像重建。操作者控制臺(tái)300是本發(fā)明中的圖像重建設(shè)備的例子。通過使用預(yù)定心搏相位中的多次半掃描的投影數(shù)據(jù)，執(zhí)行圖像重建。該多次半掃描的投影數(shù)據(jù)是在一次心搏中所收集的數(shù)據(jù)或者是多次心搏中的數(shù)據(jù)。所重建的圖像被顯示在顯示器302上。操作者控制臺(tái)300控制臺(tái)架100和工作臺(tái)200。在操作者控制臺(tái)300的控制下，臺(tái)架100以預(yù)定參數(shù)執(zhí)行掃描，并且工作臺(tái)200執(zhí)行將受檢者10定位在圖像采集空間中，以便掃描預(yù)定區(qū)域。工作臺(tái)200的位置信息被反饋到操作者控制臺(tái)300。操作者控制臺(tái)300是本發(fā)明中的控制器的例子。通過被設(shè)置在內(nèi)部的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整頂板202的高度和頂板202上的托架204的水平行進(jìn)距離，定位受檢者10。通過圍繞被連到作為中心的底座208的部分?jǐn)[動(dòng)支架206而調(diào)整頂板202的高度。通過在托架204停止的狀態(tài)下執(zhí)行掃描，執(zhí)行軸向掃描。通過在連續(xù)移動(dòng)托架204的同時(shí)執(zhí)行掃描，執(zhí)行螺旋掃描。臺(tái)架100和工作臺(tái)200是本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集裝置的例子。在其中臺(tái)架100能夠沿著工作臺(tái)200線性移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的情況下，通過線性移動(dòng)臺(tái)架100而不是托架204可以執(zhí)行螺旋掃描。簡而言之，螺旋掃描的軸向上的線性行進(jìn)可以是在臺(tái)架100與工作臺(tái)200之間的相對(duì)行進(jìn)。雖然下文中將描述移動(dòng)托架204的例子，但是移動(dòng)臺(tái)架100的情況與該例子相似。圖2示意性地示出了X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110的構(gòu)造。X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110通過X-射線檢測(cè)器150檢測(cè)從X-射線管130的焦點(diǎn)132所發(fā)射的X-射線134。由未示出的準(zhǔn)直儀將X-射線134形成為錐束X-射線。X-射線檢測(cè)器150具有與錐束X-射線的擴(kuò)散一致地進(jìn)行二維擴(kuò)展的X-射線入射平面152。X-射線入射平面152是彎曲的，以便構(gòu)造部分圓柱。圓柱的中心軸穿過焦點(diǎn)132。X-射線照射/檢測(cè)設(shè)備110圍繞穿過圖像采集中心(即等角點(diǎn)O)的中心軸旋轉(zhuǎn)。該中心軸平行于由X-射線檢測(cè)器150所形成的部分圓柱的中心軸。旋轉(zhuǎn)的中心軸的方向被設(shè)置為z方向，連接等角點(diǎn)O和焦點(diǎn)132的方向被設(shè)置為y方向，而垂直于z方向和y方向的方向被設(shè)置為x方向。x、y和z軸是使用z軸作為中心軸的直角坐標(biāo)系的三個(gè)軸。z軸還是螺旋掃描的軸。圖3是X-射線檢測(cè)器150的X-射線入射平面152的示意性平面視圖。在X-射線入射平面152中，檢測(cè)單元154二維地被布置在x和y方向上。即，X-射線入射平面152是檢測(cè)單元154的二維陣列。每個(gè)檢測(cè)單元154用作X-射線檢測(cè)器150中的檢測(cè)通道。因此，X-射線檢測(cè)器150采取多通道X-射線檢測(cè)器的形式。通過例如組合閃爍體和光電二極管來構(gòu)造檢測(cè)單元154。這種X-射線檢測(cè)器150還被稱作多排X-射線檢測(cè)器，該多排X-射線檢測(cè)器使用x方向作為通道方向并且使用z方向作為列方向。通道的數(shù)量例如是1024并且列的數(shù)量例如是64。通過使用多排X-射線檢測(cè)器作為X-射線檢測(cè)器150，可以立刻采集二維投影數(shù)據(jù)并且能夠執(zhí)行有效的掃描。圖4示出螺距的概念。圖4示出了一狀態(tài)，其中在螺旋掃描的一次旋轉(zhuǎn)中，X-射線焦點(diǎn)132在z軸方向上僅移動(dòng)距離“d”。距離“d”是臺(tái)架100與工作臺(tái)200之間的相對(duì)線性行進(jìn)距離。螺距被給出為通過利用X-射線檢測(cè)器150的z軸方向上的寬度D對(duì)距離“d”進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化而獲得的值。即，螺距被給出為d/D。將描述該設(shè)備的操作。圖5示出了設(shè)備操作的流程圖。如圖5中所示，在步驟501，輸入圖像采集參數(shù)。圖像采集參數(shù)通過由操作者對(duì)操作者控制臺(tái)300的操作而被輸入。通過該操作，輸入X-射線管電壓、X-射線管電流、臺(tái)架轉(zhuǎn)速、掃描起始和結(jié)束位置、圖像采集的心搏相位、圖像重建參數(shù)等。在步驟503，輸入心搏。基于來自心電圖儀400的輸入信號(hào)，心搏被顯示在顯示器302上，并且操作者根據(jù)該顯示輸入心搏。心搏由例如心率來表達(dá)?？商鎿Q地，心搏還可以由心動(dòng)周期來表達(dá)。在心率與心動(dòng)周期之間存在相反的關(guān)系。雖然下文中將描述關(guān)注心率的情況，但是在關(guān)注心動(dòng)周期的情況下，使用心率的倒數(shù)就足夠了。在步驟505，設(shè)置螺距。螺距由操作者控制臺(tái)300與心率的輸入聯(lián)鎖地被自動(dòng)設(shè)置。操作者控制臺(tái)300預(yù)存儲(chǔ)心率與最優(yōu)螺距之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并且基于該對(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)置螺距。心率與最優(yōu)螺距之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系例如如圖6A和6B中所示。通過從以往的圖像采集記錄歸納等來確定這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖6A示出了其中在一次心搏中收集多次半掃描的投影數(shù)據(jù)的情況。圖6B示出了其中在兩次心搏中收集多次半掃描的投影數(shù)據(jù)的情況。如圖6A和6B中所示，心搏越高，最優(yōu)螺距越高。關(guān)于相同心搏的最優(yōu)螺距根據(jù)臺(tái)架轉(zhuǎn)速變化。因此，使用臺(tái)架轉(zhuǎn)速作為參數(shù)，存在多種對(duì)應(yīng)關(guān)系。在圖6A和6B中，臺(tái)架轉(zhuǎn)速被表達(dá)為每次旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系作為數(shù)學(xué)用表或者數(shù)值表達(dá)式被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在步驟507，執(zhí)行螺旋掃描。螺旋掃描從掃描起始位置開始并且收集投影數(shù)據(jù)。該螺旋掃描在其中患者屏住他/她的呼吸的狀態(tài)下被執(zhí)行。螺旋掃描以最優(yōu)螺距來執(zhí)行。特別地，控制在其上放置受檢者10的托架204的行進(jìn)速度，以便該行進(jìn)速度是與最優(yōu)螺距相對(duì)應(yīng)的速度。在本說明書中，托架204的行進(jìn)速度還被稱作工作臺(tái)行進(jìn)速度。當(dāng)托架被固定而臺(tái)架移動(dòng)時(shí)，對(duì)臺(tái)架行進(jìn)速度進(jìn)行控制。在步驟509，執(zhí)行心搏測(cè)量。與螺旋掃描并行地測(cè)量心搏。通過該操作，獲得心搏在螺旋掃描期間的當(dāng)前值。在步驟511，確定螺距對(duì)于當(dāng)前心搏是否為最優(yōu)。針對(duì)該確定，使用圖6A和6B中所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)確定螺距為最優(yōu)時(shí)，在步驟513，確定掃描是否已經(jīng)完成。當(dāng)螺旋掃描達(dá)到掃描結(jié)束位置時(shí)，掃描完成。如果螺旋掃描沒有達(dá)到掃描結(jié)束位置，則確定掃描還沒有完成，而且該設(shè)備返回到步驟509并測(cè)量心搏。在確定期間，持續(xù)螺旋掃描。在其中螺距對(duì)于當(dāng)前心搏為最優(yōu)并且掃描還沒有完成的時(shí)期期間，重復(fù)步驟509到513的操作。以該方式，以初始設(shè)置的螺距持續(xù)掃描。在掃描期間，心搏常常變化。當(dāng)心搏變化時(shí)，初始設(shè)置的螺距從最優(yōu)值開始變化。在這種情況下，在步驟511確定，螺距對(duì)于當(dāng)前心搏不是最優(yōu)的?；谠摯_定，在步驟515，螺距被改變。通過根據(jù)圖6A和6B中所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系規(guī)定對(duì)于心搏當(dāng)前值為最優(yōu)的螺距并且控制工作臺(tái)速度來改變螺距，使得該螺距變成最優(yōu)螺距。通過該操作，螺旋掃描以新的螺距來執(zhí)行。在操作者控制臺(tái)300的控制下改變螺距。用于控制螺距變化的操作者控制臺(tái)300是本發(fā)明中的第一控制裝置的例子。優(yōu)選地，隨著心搏變得越高，步驟509、511和515的循環(huán)操作以越短的時(shí)間周期重復(fù)，使得該設(shè)備能夠以高速對(duì)心搏的變化進(jìn)行尋址。圖7示出了對(duì)應(yīng)于心搏變化的螺距變化的例子。在圖7中，心搏隨著時(shí)間的轉(zhuǎn)變由實(shí)線曲線來表達(dá)，并且對(duì)應(yīng)于心搏隨著時(shí)間的轉(zhuǎn)變的螺距轉(zhuǎn)變由虛線曲線來表達(dá)。在患者屏住他/她的呼吸期間執(zhí)行掃描。當(dāng)患者開始屏住他/她的呼吸時(shí)，心搏常常變化。螺距變化，以便跟隨心搏。投影數(shù)據(jù)也在這樣的螺距變化期間被收集。當(dāng)時(shí)，X-射線管電流可以根據(jù)螺距的增加/減少而增加/減少。因此，能夠使受檢者10的X-射線暴露劑量不考慮螺距而恒定，因?yàn)殡S著螺距的增加，必須提供更大的X-射線管電流。當(dāng)螺旋掃描到達(dá)掃描結(jié)束位置時(shí)，在步驟513確定掃描的完成，并且在步驟517執(zhí)行等間隔圖像重建?；谠诓襟E501所輸入的圖像重建參數(shù)執(zhí)行等間隔圖像重建。通過還使用在螺距變化期間所收集的投影數(shù)據(jù)而執(zhí)行等間隔圖像重建。對(duì)于還使用在螺距變化期間所收集的投影數(shù)據(jù)的等間隔圖像重建，使用在日本專利公開No.2005-40582中所公開的公知的可變節(jié)距重建的技術(shù)。該技術(shù)的要點(diǎn)是，當(dāng)螺距由于工作臺(tái)的加速/減速而連續(xù)變化時(shí)，基于工作臺(tái)位置坐標(biāo)的每個(gè)瞬時(shí)值也獲得以相等間隔設(shè)置的多個(gè)圖像重建位置中的每個(gè)位置的X-射線透射方向，并且通過使用適于X-射線透射方向的投影數(shù)據(jù)來執(zhí)行圖像重建。圖8是示出作為圖像重建的主要部分的三維反向投影過程的細(xì)節(jié)的流程圖。在垂直于z軸的xy平面中，將圖像重建為三維圖像。重建平面P平行于xy平面。在步驟S61，注意重建切片圖像所必需的所有視角(即，例如半掃描的視角)之一，并且提取對(duì)應(yīng)于重建區(qū)域P中的每個(gè)像素的投影數(shù)據(jù)Dr。如圖9A和9B中所示，平行于xy平面的512×512個(gè)像素的正方形區(qū)域被設(shè)置為重建區(qū)域P。使用平行于y＝0的x軸的y＝0的像素行L0、y＝63的像素行L63、y＝127的像素行L127、y＝191的像素行L191、y＝255的像素行L255、y＝319的像素行L319、y＝383的像素行L383、y＝447的像素行L447、和y＝511的像素行L511作為例子。通過提取如圖10中所示的行T0到T511上的投影數(shù)據(jù)，這些行是通過將像素行L0到L511投影到X-射線透射方向上的多切片X-射線檢測(cè)器150的平面上而獲得的，所提取的數(shù)據(jù)被用作像素行L0到L511中的投影數(shù)據(jù)Dr(視角，x，y)。在此，x、y對(duì)應(yīng)于切片圖像的像素(x，y)。由X-射線管130的X-射線焦點(diǎn)、每個(gè)像素和多排X-射線檢測(cè)器150之間的幾何位置確定X-射線透射方向。由于X-射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視角，j，i)的z坐標(biāo)z(視角)作為工作臺(tái)線性行進(jìn)z-方向位置Ztable(視角)而附著于X-射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)并且是已知的，所以在加速/減速期間能夠從X-射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(視角，j，i)準(zhǔn)確獲得多排X-射線檢測(cè)器的數(shù)據(jù)收集幾何系統(tǒng)中的X-射線焦點(diǎn)和X-射線透射方向。在其中行的部分延伸到多排X-射線檢測(cè)器150的通道方向的外部的情況下，像通過在X-射線透射方向上將像素行L0投影到多排X-射線檢測(cè)器150的平面上所獲得的行T0，相對(duì)應(yīng)的投影數(shù)據(jù)Dr(視角，x，y)被設(shè)置為“0”。在其中該行延伸到z方向的外部的情況下，通過外推法獲得投影數(shù)據(jù)Dr(視角，x，y)。如上所述，如圖11中所示的那樣，能夠提取對(duì)應(yīng)于重建區(qū)域P中的每個(gè)像素的投影數(shù)據(jù)Dr(視角，x，y)。再參考圖8，在步驟S62，投影數(shù)據(jù)Dr(視角，x，y)乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)，由此生成如圖12所示的投影數(shù)據(jù)D2(視角，x，y)。錐束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)如下。一般地，在扇束圖像重建的情況下，當(dāng)在連接X-射線管130的焦點(diǎn)和在視角＝βa的(在xy平面上的)重建區(qū)域P上的像素g(x，y)的直線與X-射線束的中心軸Bc之間所形成的角度為γ并且相對(duì)的視角為視角＝βb時(shí)，獲得下列表達(dá)式。βb＝βa+180°-2γ...公式1當(dāng)在穿過重建區(qū)域P上的像素g(x，y)的X-射線束與該重建平面P之間所形成的角度是αa并且在與上述X-射線束相對(duì)的X-射線束和重建平面P之間所形成的角度是αb時(shí)，角度αa和αb乘以取決于角度的錐束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb并且相加這些結(jié)果，由此獲得反向投影像素?cái)?shù)據(jù)D2(0，x，y)。在這種情況下，獲得下列表達(dá)式。D2(0，x，y)＝ωa·D2(0，x，y)_a+ωb·D2(0，x，y)_b...公式2其中D2(0，x，y)a表示視角βa的反向投影數(shù)據(jù)，而D2(0，x，y)b表示視角βb的反向投影數(shù)據(jù)。相對(duì)射束的錐束重建加權(quán)系數(shù)的總和被表達(dá)如下。ωa+ωb＝1...公式3通過執(zhí)行乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb并進(jìn)行相加，錐角偽像能夠被減少。例如，能夠使用由下列等式所計(jì)算的錐束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb。在此，ga表示視角βa的加權(quán)系數(shù)，并且gb表示視角βb的加權(quán)系數(shù)。當(dāng)扇束角的1/2被設(shè)置為γmax時(shí)，獲得下列表達(dá)式。ga＝f(γmax，αa，βa)gb＝f(γmax，αb，βa)xa＝2·gaq/(gaq+gbq)xb＝2·gbq/(gaq+gbq)wa＝xa2·(3-2xa)wb＝xb2·(3-2xb)...公式4(例如，q＝1)例如，作為ga和gb的例子，當(dāng)max[]為取較大值的函數(shù)時(shí)，獲得下列表達(dá)式。ga＝max·|tan(αa)|gb＝max·|tan(αb)|...公式5此外，在扇束圖像重建的情況下，重建區(qū)域P上的每個(gè)像素與距離系數(shù)相乘。當(dāng)從X-射線管130的焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)Dr的多排X-射線檢測(cè)器150的檢測(cè)器列j和通道i的距離是r0，并且從X-射線管130的焦點(diǎn)到對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)Dr的重建區(qū)域P上的像素的距離是r1時(shí)，距離系數(shù)被表達(dá)為(r1/r0)2。在步驟S63，如圖13中所示，投影數(shù)據(jù)D2(視角，x，y)被增加到預(yù)先以像素對(duì)應(yīng)的方式被清除的反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。在步驟S64，相對(duì)于重建切片圖像所需的所有視角(即，例如多次半掃描的視角)，重復(fù)步驟S61到S63，并且如圖13中所示，獲得反向投影數(shù)據(jù)D3(x，y)。通過使用如上所述的二維投影數(shù)據(jù)執(zhí)行三維反向投影，能夠獲得等間隔的多個(gè)重建圖像，而不考慮螺距在掃描期間的變化。由于螺距動(dòng)態(tài)優(yōu)化，以便跟隨心搏變化，所以多個(gè)圖像的心搏相位變成相同并且此外不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。等間隔圖像重建在操作者控制臺(tái)300的控制下被執(zhí)行?？刂频乳g隔圖像重建的操作者控制臺(tái)300是本發(fā)明中的第二控制裝置的例子。在該設(shè)備中，通過改變X-射線焦點(diǎn)在螺旋掃描軸向上的相對(duì)線性行進(jìn)速度，改變螺距。因此，僅控制螺旋掃描在圓周方向和軸向上的兩個(gè)速度分量中的一個(gè)就足夠了。由于通過改變支撐受檢者的工作臺(tái)的移動(dòng)速度而改變相對(duì)線性行進(jìn)速度，所以容易控制X-射線焦點(diǎn)的相對(duì)線性行進(jìn)速度。權(quán)利要求1.一種X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，其包括數(shù)據(jù)采集裝置(100，200)，用于通過與心搏同步的螺旋掃描來采集受檢行的投影數(shù)據(jù)；圖像重建裝置(300)，用于基于所采集的投影數(shù)據(jù)重建圖像；以及控制器(300)，用于控制數(shù)據(jù)采集裝置和圖像重建裝置，其中，所述控制器(300)包括第一控制裝置，用于根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化而改變螺距；以及第二控制裝置，用于基于投影數(shù)據(jù)而在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所采集的投影數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，其中，通過改變X-射線焦點(diǎn)在螺旋掃描的軸向上的相對(duì)線性行進(jìn)速度來改變螺距。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，其中，通過改變支撐受檢者的工作臺(tái)的行進(jìn)速度來改變相對(duì)線性行進(jìn)速度。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)采集裝置(100，200)采集二維投影數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)采集裝置(100，200)經(jīng)由多排X-射線檢測(cè)器(150)采集投影數(shù)據(jù)。6.一種控制X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備的方法，用于控制X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備，該X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備用于通過與心搏同步的螺旋掃描而采集受檢者的投影數(shù)據(jù)，并基于所收集的投影數(shù)據(jù)而重建圖像，該方法包括以下步驟根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化而改變螺距，(515)；以及基于投影數(shù)據(jù)在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像，(517)，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所采集的投影數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備的方法，其中，通過改變X-射線焦點(diǎn)在螺旋掃描的軸向上的相對(duì)線性行進(jìn)速度來改變螺距。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制X-射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備的方法，其中，通過改變支撐受檢者的工作臺(tái)的行進(jìn)速度來改變相對(duì)線性行進(jìn)速度。全文摘要本發(fā)明提供一種能夠在掃描期間對(duì)心搏的變化進(jìn)行尋址的X－射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備和一種控制該設(shè)備的方法。該X－射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集裝置(100，200)，用于通過與心搏同步的螺旋掃描采集受檢者的投影數(shù)據(jù)；圖像重建設(shè)備，用于基于所收集的投影數(shù)據(jù)重建圖像；以及控制器，用于控制數(shù)據(jù)采集裝置和圖像重建設(shè)備。該控制器(300)包括第一控制裝置，用于根據(jù)心搏在螺旋掃描期間的變化而改變螺距；以及第二控制裝置，用于基于投影數(shù)據(jù)而在間隔相等的多個(gè)切片位置重建圖像，該投影數(shù)據(jù)還包括在螺距變化期間所收集的投影數(shù)據(jù)。文檔編號(hào)H05G1/30GK1973771SQ200610172970公開日2007年6月6日申請(qǐng)日期2006年11月30日優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日發(fā)明者渡邊誠記申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司