專利名稱：X射線計算機斷層造影(ct)成象方法,主體中心位置檢測方法,以及x射線ct裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及X射線CT(計算機斷層造影)成象方法，主體中心位置檢測方法和X射線CT裝置，并且更具體而言涉及X射線CT成象方法，主體中心位置檢測方法以及能檢測主體的中心位置是否顯著地偏離掃描中心的X射線CT裝置。
在X射線CT成象中，操作人員通過目測調節(jié)頂板高度用于放置主體以使主體的中心位置與掃描中心(X射線管的轉動中心)以最小的偏移相重合。
然而，憑借操作人員目測調節(jié)有時會造成主體的中心位置顯著地偏離掃描中心，這導致在主體圖象的CT值上的不良的均勻性。而且，當掃描中心落在主體的外面時，可能在掃描中心的附近出現(xiàn)超出額定界限。
發(fā)明概述所以，本發(fā)明的目的是提供X射線CT成象方法，主體中心位置檢測方法以及能檢測主體的中心位置是否顯著地偏離掃描中心的X射線CT裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供有由X射線管圍繞主體轉動進行掃描的X射線CT成象方法，它包含步驟根據(jù)通過使主體成象所獲得的投影輪廓檢測主體的中心位置；以及當主體中心位置與掃描中心之間的計算距離超過預定的界限時給出警告。
當主體中心位置偏離掃描中心的數(shù)量超過預定的界限(例如，50厘米)時，第一方面的X射線CT成象方法在顯示屏上顯示警告或給操作人員發(fā)聲的提醒以調節(jié)位置。因而，該方法能檢測主體的中心位置是否顯著地偏離掃描中心。
根據(jù)第二個方面，提供有主體中心位置的檢測方法，它包含步驟通過用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置從垂直于包含主體體軸的平面的方向使主體成象獲得投影輪廓；確定對應于所計算的投影輪廓質心的X射線檢測器通道指數(shù)作為質心通道指數(shù)；根據(jù)質心通道指數(shù)檢驗朝著沿主體的第一個方向上在投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第一個閾值通道指數(shù)；根據(jù)質心通道指數(shù)在另一方面檢驗朝著沿與第一個方向相反的主體的第二個方向上在投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第二個閾值通道指數(shù)；確定在第一個與第二個閾值通道指數(shù)之間的中間值作為主體位置的通道指數(shù)；以及根據(jù)主體位置的通道指數(shù)獲得主體的中心位置。
通過從垂直于包含主體體軸的平面的方向使橫臥在頂板上的主體成象所獲得的投影輪廓包含頂板的投影以及主體的投影。因而，投影輪廓的質心相對于主體中心位置被移向頂板。所以，主體的中心位置應在頂板相對于投影輪廓的質心相對的一側被確定。
第二個方面的主體中心位置檢測方法引入“投影值閾Pth”作為參數(shù)，按兩個方向探索具有各自的數(shù)值不多于投影值閾Pth的通道，計算被檢索的兩個通道的中間值，并根據(jù)中間值確定在頂板相對于投影輪廓的質心相對的一側上的主體中心位置。因而，主體中心位置能隨著頂板的影響被消除而準確地確定。
在上述構造的主體中心位置檢測方法中，投影值閾可經驗地被選擇為，例如，對應于質心通道指數(shù)投影值的1/2。
而且，在上述構造的主體中心位置檢測方法中，主體中心位置能通過首先從投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓并然后計算質心被更準確地確定。
根據(jù)第五個方面，配置有用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置，它包含用于通過使主體成象獲取投影輪廓的投影輪廓采集裝置，用于根據(jù)所獲得的投影輪廓檢測主體中心位置的主體位置檢測裝置；以及用于當主體中心位置與掃描中心之間的距離超過預定的界限時顯示警告的警告顯示裝置。
第五個方面的X射線CT裝置能適宜實現(xiàn)如關于第一個方面所描述的X射線CT成象方法。
根據(jù)第六個方面，配置有用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置，它包含的主體中心位置檢測裝置由以下被構成確定對應于通過從垂直于包含主體體軸平面的方向使主體成象所獲得的投影輪廓的計算的質心的X射線檢測器通道指數(shù)作為質心通道指數(shù)；根據(jù)質心通道指數(shù)檢測朝著沿主體的第一個方向上在投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第一個閾值通道指數(shù)；根據(jù)質心通道指數(shù)在另一方面檢驗朝著沿與該第一個方向相反的主體的第二個方向上在投影輪廓中的投影值；確定投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第二個閾值通道指數(shù)；確定在第一個和第二個閾值通道指數(shù)之間的中間值作為主體位置的通道指數(shù)；并根據(jù)主體位置通道指數(shù)獲得主體中心位置。
第六個方面的X射線CT裝置能適宜實現(xiàn)如關于第二個方面所描述的主體中心位置檢測方法。
在上述構造的X射線CT裝置中，投影值閾Pth可經驗地被選擇為，例如，對應于質心通道指數(shù)投影值的1/2。
而且，在上述構造的X射線CT裝置中，主體中心位置可通過首先從投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓并隨后計算質心被更準確地確定。
為了從投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓，一維最小值過濾器接著一維最大值過濾器，例如，可被應用于投影存儲信息。
本發(fā)明的X射線CT成象方法，主體中心位置檢測方法和X射線CT裝置能檢測主體的中心位置是否偏離掃描中心，并能將檢測結果通知操作人員。因而，即使在主體中心位置顯著偏離掃描中心時，主體的位置的調節(jié)和成象被重復，可獲得從而具有高質量的X射線圖象。
本發(fā)明的另外目的和優(yōu)點，從如附圖中所說明的對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下描述將會明顯看到。
附圖簡述
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一種實施例的X射線CT裝置的結構的方塊圖。
圖2是說明根據(jù)第一種實施例的X射線CT成象過程的流程圖。
圖3是主體中心位置檢測過程的流程圖。
圖4是說明以90°視角平行觀測的投影輪廓的示意圖。
圖5是虛擬地說明以90°視角平行觀測的投影輪廓的采集概念。
圖6是說明用于從投影輪廓中除去不同于成象輪廓的輪廓的過程的流程圖。
圖7說明在一維最小值過濾器被應用后投影輪廓的概念。
圖8說明在一維最大值過濾器被進一步應用后一維最小值過濾的投影輪廓的概念。
發(fā)明詳述本發(fā)明現(xiàn)在將參照在附圖中所示的實施例更詳細地被描述?！谝环N實施例—圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一種實施例的X射線CT裝置的結構的方塊圖。
X射線CT裝置100包含操作控制臺1，臺式裝置10和掃描臺架20。
操作操制臺1包含用于從操作人員接收指令和信息的輸入設備2，用于執(zhí)行本發(fā)明的掃描過程、圖象重建過程和主體中心位置檢測過程的中央處理裝置3，用于往/從臺式裝置10和掃描臺架20發(fā)送/接收控制信號等的控制接口4，用于收集在掃描臺架20處所獲得的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集緩沖器5。用于顯示X射線圖象和警告的陰極射線管(CRT)6，以及用于存儲程序和數(shù)據(jù)的存儲設備7。
臺式裝置10包含用于將主體送入/出在掃描膛腔的高度可變的頂板12。頂板12通過被安裝在臺式裝置10中的馬達所驅動。
掃描臺架20包含X射線管21，平行光管22，X射線控制器23，檢測器24，DAS(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))25，以及用于使X射線管及其他輔助組件圍繞主體旋轉的旋轉控制器26。
圖2是說明根據(jù)這種實施例X射線CT成象過程的流程圖。
在步驟S1，操作人員通過目測調節(jié)頂板12的高度以使主體中心位置與膛腔的中心相重合。
在步驟S2，在X射線管21，檢測器24和其他輔助組件圍繞主體旋轉的同時掃描被運行。
然后，步驟S3，S4和步驟S5，S6，S7同時被執(zhí)行。
在步驟S3，X射線圖象根據(jù)由掃描所收集的數(shù)據(jù)被重建。
在步驟S4，X射線圖象被顯示在CRT6上。
在步驟S5，主體中心位置通過主體中心位置檢測過程(它將在以后參照圖3被描述)被確定。
在步驟S6，在被確定的主體中心位置與掃描中心之間的距離Δ被計算，并且如果距離Δ超過預定的界限，例如，高達50厘米，過程進行到步驟S7，否則過程被終止。
在步驟S7，由于主體中心位置顯著地偏離掃描中心，警告信息被顯示在CRT6上以告訴操作人員或是在第一個方向或是在與第一個方向相反的第二個方向上移動頂板12Δ厘米，更具體而言，沿頂板12的高度較高的方向或較低的方向。
根據(jù)上面的成象過程，由于在主體中心位置顯著地偏離掃描中心時警告被給出，在調節(jié)位置之后成象可被重復，因此具有高質量的X射線圖象能被獲得。
圖3是說明主體中心位置檢測過程(步驟S5)的流程圖。
在步驟S51，質心G在以90°視角平行觀測的投影輪廓中被計算，該方向垂直于包含主體HK的體軸的平面。
以90°視角平行觀測的投影輪廓被示范性地示于圖4。
投影輪廓等同于通過從精確的側面，如在圖5中所示，通過主體HK將平行的X射線束21’投射到虛擬的檢測器24’而使主體HK成象所得到的投影輪廓，其中圖線的橫坐標表示通道指數(shù)，而縱坐標表示投影值。在圖中名稱“上”表示主體HK的上方(即，對著頂板12的一方)或主體HK的第一個方向。名稱“下”表示主體HK的下方(即，頂板12的一方)或主體HK的第二個方向。
在圖線中央大的隆起代表主體的輪廓并且具有大約μx的峰值。在圖線左邊的兩個小峰代表由通道較低部分所檢測的頂板12的輪廓并具有大約1.6-2.0μx的峰值。
應該注意到從通過扇形光束掃描所得數(shù)據(jù)獲得平行觀測的投影輪廓的方法被公開于，例如，申請公開號為H10-99319的日本專利中。
在步驟S52，對應于質心G的通道指數(shù)被獲得，并且通道指數(shù)作為質心通道指數(shù)ig被確定。
在步驟S53，在投影輪廓中投影值是根據(jù)朝著主體的第一個方向，即朝著在圖5中“上”的方向，或朝著與頂板相對于主體相反的一方，換句話說，在主體上面的方向的質心通道指數(shù)ig被檢驗，并且具有投影值不多于預定的投影值閾Pth(在這個實例中等于1.6)的通道指數(shù)被確定作為第一個閾值通道數(shù)據(jù)i1。
在步驟S54，在投影輪廓中投影值是根據(jù)朝著與第一個方向相反的主體第二個方向，即朝著在圖5中“下”的方向，或朝著頂板的一方，換句話說，在主體下面的方向的質心通道指數(shù)被檢驗，并且具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)被確定作為第二個閾值通道指數(shù)i2。
在步驟S55，在第一個與第二個閾值通道指數(shù)i1與i2之間的中間值被確定作為主體中心位置的通道指數(shù)iK。
在步驟S56，對應于主體中心位置通道指數(shù)iK的高度被計算，并且所計算的高度被確定為主體中心位置。
根據(jù)上面的過程，主體中心位置隨著頂板12的影響被消除能被準確地確定?！渌麑嵤├诘谝环N實施例中投影值閾Pth＝1.6的同時，投影值閾Pth可能具有不同的數(shù)值。例如，投影值閾Pth可以是在質心通道指數(shù)ig處投影值的1/2。在這種情況下，在被示于圖4的實例中Pth＝5.0。
另外，盡管在第一種實施例中當主體中心位置偏離掃描中心多于50厘米時警告被給出，但根據(jù)主體的被成象位置距離可能改變。
而且，示于圖6的步驟S41和S42(用于從投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓的過程)可被插入在圖2中步驟S5之前。
準確地說，在步驟S41，具有(2m+1)象素寬度的一維最小值過濾器被應用(n-m+1)次到以90°視角，這是垂直于含有主體體軸的平面的方向，平行觀測的投影輪廓。更具體而言，當在投影輪廓中第i個通道的投影值被表示為P(i)，在其中P(i-m)-P(i+m)的最小值被設置在P(i)中的過程被重復(n-m+1)次，其中m和n都是整數(shù)，例如，m＝1，n＝1。在一維最小值過濾器被應用之后的投影輪廓被示范性的示于圖7。
在步驟S42，具有(2m+1)象素寬度的一維最大值過濾器被應用到一維最小值過濾的投影輪廓Pmin(n-m+1)次。準確地說，當在投影輪廓Pmin中的第i個通道的投影值被表示為Pmin(i)時，在其中Pmin(i-m)-Pmin(i+m)的最大值被設置在Pmin(i)中的過程被重復(n-m+1)次，其中例如m＝1和n＝1。在一維最大值過濾器被應用之后的投影輪廓被示范性地示于圖8。正如從圖8能看到的，頂板的輪廓已被除去。然后，被一維最大值過濾的投影輪廓Pmax被傳遞到步驟S5替代90°平行觀測的投影輪廓。
本發(fā)明許多大不相同的實施例可被構成而不違背本發(fā)明的精神和范圍。應該理解本發(fā)明不局限于在詳述中被描述的特定的實施例，除了在附加的權利要求中被確定的以外。
權利要求
1.用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT成象方法，它包含步驟根據(jù)使主體成象所獲得的投影輪廓檢測主體的中心位置；當該主體中心位置與掃描中心之間的計算距離超過預定的界限時給出警告。
2.主體中心位置檢測方法包含步驟通過用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置從垂直于包含主體體軸平面的方向使主體成象而獲得投影輪廓；確定對應于該投影輪廓被計算的質心的X射線檢測器通道指數(shù)作為質心通道指數(shù)；根據(jù)該質心通道指數(shù)檢驗朝著沿主體的第一個方向上在該投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第一個閾值通道指數(shù)；根據(jù)該質心通道指數(shù)在另一方面檢驗朝著沿與該第一個方向相反的主體的第二個方向上在該投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第二個閾值通道指數(shù)；確定在該第一個與第二個閾值通道指數(shù)之間的中間值作為主體位置的通道指數(shù)；以及從該主體位置的通道指數(shù)獲得主體中心位置。
3.根據(jù)權利要求2的主體中心位置檢測方法，其中該投影值閾Pth是對應于該質心通道指數(shù)的投影值的1/2。
4.根據(jù)權利要求2的主體中心位置檢測方法，另外包含步驟從該投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓，以及隨后計算該質心。
5.用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置包含用于通過使主體成象獲得投影輪廓的投影輪廓采集裝置；用于根據(jù)所獲得的投影輪廓檢測主體中心位置的主體位置檢測裝置；以及用于當該主體中心位置與掃描中心之間的距離超過預定的界限時顯示警告的警告顯示裝置。
6.用于由X射線管圍繞主體旋轉進行掃描的X射線CT裝置，它包含主體中心位置檢測裝置，該檢測裝置用于確定對應于通過從垂直于包含主體體軸的平面的方向使主體成象所獲得的投影輪廓被計算的質心的X射線檢測器通道指數(shù)作為質心通道指數(shù)；根據(jù)該質心通道指數(shù)檢驗朝著沿主體的第一個方向上在該投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第一個閾值通道指數(shù)；根據(jù)該質心通道指數(shù)在另一方面檢驗朝著沿與該第一個方向相反的主體的第二個方向上在該投影輪廓中的投影值；確定具有投影值不多于預定的投影值閾Pth的通道指數(shù)作為第二個閾值通道指數(shù)；確定在該第一個與第二個閾值通道指數(shù)之間的中間值作為主體位置的通道指數(shù)；以及從該主體位置的通道指數(shù)獲得主體中心位置。
7.根據(jù)權利要求6的X射線CT裝置，其中該投影值閾Pth是對應于該質心通道指數(shù)的投影值的1/2。
8.根據(jù)權利要求6的X射線CT裝置，進一步被構成從該投影輪廓中除去不同于主體輪廓的輪廓，以及然后計算該質心。
全文摘要
為了檢測主體的中心位置是否偏離掃描中心并把檢測結果通知操作人員,主體中心位置根據(jù)以90°視角平行觀測的投影輪廓被檢測(S5)。在主體中心位置與掃描中心之間的距離超過預定的界限(例如,50厘米)時(S6),警告被顯示在CRT上以提醒操作人員調節(jié)主體的位置和重復成象(S7)。
文檔編號A61B6/04GK1362869SQ00804770
公開日2002年8月7日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權日2000年1月7日
發(fā)明者貫井正健, 西出明彥 申請人:通用電器橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會社