专利名称：射线束固化的后处理方法和x射线ct设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射线束固化(以下有时简称为‘BH’)的后处理方法和X射线CT设备，用来基于幻像数据来矫正穿透科目的X射线的强度。
背景技术：
X射线CT设备中使用的X射线源输出具有某种范围能量的X射线。另一方面，穿透科目的X射线的线性吸收系数取决于X射线的能量，并展现出射线束固化效应，由此，随着透过科目的传输长度变大，平均能量迁移至更高级别。于是，X射线传输强度、即投影信息值，以及传输长度彼此不保持成比例(proportional)关系，即，彼此呈非线性关系。
BH效应导致拔火罐(cupping)效应，由此，强度在复原图像的中部中减小，而其矫正是通过例如为用来矫正投影信息值的X射线检测器的每一个信道确定矫正函数，以产生带有相同类型强度的复原图像(例如，参见专利文献1)。
再者，为了达到更高精度的矫正，成像出了多个直径不相同的圆柱面幻像，其直径通常足以覆盖整个视野(Field Of View，即成像区域)，其被设置在成像中心，并使用幻像的投影信息来改进上述矫正的精度。
〔专利文献1〕日本专利申请公开号No.H5-130987(第2～3页，图1～2)。
根据现有技术，然而，当获取投影信息时必须反复地对多个大而难于处理的幻像进行成像，这花费很长时间；并且同时，不可能进行高精度的矫正，其中非线性效应成为投影信息值的因子。具体地说，由于高精度的投影信息值矫正需要大量的对于每一个信道具有不同幅度的投影信息值，所以必须对设置在成像中心的具有各种直径的幻像进行成像。
特别是在获取用于X射线CT设备的校准信息中，有必要使用两或三个直径为20～50厘米的幻像并进行成像，该成像仅为改进矫正精度就需花费100多分钟，这给操作者带来了沉重的工作负担。
考虑到如此的问题，重要的是找到一种方法以施行一种射线束固化后处理方法和一种X射线CT设备，其能轻易改进逐信道矫正BH效应的精度而且还考虑了非线性效应。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种射线束固化后处理方法和设备，其能轻易改进对BH效应逐信道矫正的精度和仍考虑了非线性效应。
为解决上述问题和获得所述目的，根据本发明第一个方面的射线束固化后处理方法的特征在于包括通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的所述幻像进行成像所形成的；通过对所述第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合(fitting)来生成第三投影信息；通过使用在所有所述视图中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合(fitting)，作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道的独立变量；和通过使用由所述第二函数拟合确定的矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
根据本发明第一个方面，通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的所述幻像进行成像所形成的，通过对第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息，通过对第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息，通过使用在所有视图中的第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进一步进行第二函数拟合，作为用于构成第二投影信息的每一个信道的独立变量，和通过使用由第二函数拟合(fitting)确定的矫正函数来矫正设置在成像区域中的科目的投影信息；和因此，当由函数拟合来确定矫正函数时，通过使用宽范围的第二投影信息的值来将该拟合施加到矫正函数，因为每一个视图的第二投影信息的值是不相同的，并且因此，改善了矫正函数的精度。
根据本发明第二个方面的射线束固化后处理方法的特征在于包括通过获取大小不相同的多个幻像的第一投影信息来获得多张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的每一个幻像进行成像所形成的；通过对所述第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息；通过使用在所有所述视图中和在所有所述窦腔X线照相中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合，作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道的独立变量；和通过使用由所述第二函数拟合确定的矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
根据本发明第二个方面，通过获取具有不相同大小的多个幻像的第一投影信息来获得多张窦腔X线照相(sinogram)，所述多个幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的每一个幻像进行成像所形成的，通过对第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息，通过对第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息，通过使用在所有视图中和在所有窦腔X线照相中的第二投影信息的值来对第三投影信息的值进一步进行第二函数拟合，作为用于构成第二投影信息的每一个信道(channel)的独立变量，和通过使用由第二函数拟合确定的矫正函数来矫正设置在成像区域中的科目的投影信息；因此，当由第二函数拟合确定矫正函数时，该拟合被通过使用第二投影信息的更广泛的值而施加到矫正函数，因为第二投影信息的值随窦腔X线照相而显著不同，并且进一步改进了矫正函数的精度以改进图像品质，或者，可容易地通过使用更少量的幻像来获得高精度的矫正函数而确定矫正函数。
根据本发明的第三个方面的X射线CT设备可用来通过使用包括在从多个方向的多个视图中的多个信道(channel)的X射线检测器来获取穿透成像区域的X射线束的投影信息，并用来对所述投影信息进行射线束固化效应矫正，而其特征在于包括获得装置，用来通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从所述成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对所有所述视图中的所述幻像进行成像所形成的；射线束固化矫正装置，用来对所述第一投影信息进行所述射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；第一拟合装置，用来通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息；第二拟合装置，用来通过使用在所有所述视图中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合、以作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道(channel)的独立变量来确定矫正函数；和矫正装置，用来通过使用所述矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
根据本发明的第三个方面，获得装置通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对所有视图中的幻像进行成像所形成的，射线束固化矫正装置对第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息，第一拟合装置通过对第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息，第二拟合装置通过使用在所有视图中的第二投影信息的值来对第三投影信息的值进行第二函数拟合、以作为用于构成第二投影信息的每一个信道的独立变量来确定矫正函数，和矫正装置通过使用矫正函数来矫正设置在成像区域中的科目的投影信息；并因此当由第二函数拟合确定矫正函数时，通过使用第二投影信息的宽范围的值来将所述拟合施加到矫正函数，因为第二投影信息的值随视图而不相同，并于是改进了矫正函数的精度。
根据本发明的第四个方面的X射线CT设备的特征在于所述幻像具有圆形截面形状。
根据本发明的第四个方面，由于幻像具有圆形截面形状，故有可能以连续方式变更第二投影信息的值。
根据本发明第五个方面的X射线CT设备的特征在于所述截面形状的直径小于所述成像区域的直径。
根据本发明第五个方面，由于截面形状的直径小于成像区域的直径，故操作员的工作通过使用更小的幻像而减轻。
根据本发明第六个方面的X射线CT设备的特征在于所述第一函数拟合进行于所述第二投影信息的每一个信道。
根据本发明第六个方面，由于第一函数拟合进行于第二投影信息的每一个信道，能在信道方向中确定矫正函数。
根据本发明第七个方面的X射线CT设备的特征在于从包含多个系列的所述第二投影信息的一张窦腔X线照相的每一个视图中进行所述第一函数拟合。
根据本发明第七个方面，由于从包含多个系列的所述第二投影信息的一张窦腔X线照相的每一个视图中进行所述第一函数拟合，故在视图方向中也实现平滑，而当确定矫正函数时能减少第二和第三投影的值中的变化。
根据本发明第八个方面的X射线CT设备的特征在于所述第一函数拟合包括平均装置，用来对所述第二投影信息的值进行平均。
根据本发明第八个方面，由于第一函数拟合通过平均装置来对第二投影信息的值进行平均，故可容易取得平滑。
根据本发明第九个方面的X射线CT设备的特征在于所述第一拟合装置将更高阶函数拟合到所述第二投影信息的值。
根据本发明第九个方面，由于第一函数拟合将更高阶函数拟合到第二投影信息的值，故当例如在视图方向中进行平滑时，可由更高阶函数拟合来获得平滑。
根据本发明第十个方面的X射线CT设备的特征在于所述获得装置通过使用多个直径不相同的所述幻像来获得多张窦腔X线照相。
根据本发明第十个方面，由于获得装置使用多个直径不相同的幻像来获得多张窦腔X线照相，故当由函数拟合确定矫正函数时，通过使用第二投影信息的宽范围的值来将所述拟合施加到矫正函数，因为第二投影信息的值随窦腔X线照相而显著不同，并于是进一步改进了矫正函数的精度以改进图像质量，或者，可通过使用更少量的幻像来获得高精度的矫正函数而容易地确定矫正函数。
根据本发明第十一个方面的X射线CT设备的特征在于所述射线束固化矫正装置通过为所述多张窦腔X线照相的每一个而对所述第一投影信息进行所述射线束固化效应矫正来生成所述第二投影信息。
根据本发明第十一个方面，由于射线束固化矫正装置通过为多张窦腔X线照相的每一个而对第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息，故能为每一个窦腔X线照相生成第三投影信息。
根据本发明第十二个方面的X射线CT设备的特征在于所述第一函数拟合通过为所述多张窦腔X线照相的每一个而对所述第二投影信息进行所述第一函数拟合来生成所述第三投影信息。
根据本发明第十二个方面，由于第一函数拟合通过为多张窦腔X线照相的每一个而对第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息，故可为每一个窦腔X线照相确定矫正函数。
根据本发明第十三个方面的X射线CT设备的特征在于所述第二拟合装置为每一个所述窦腔X线照相确定一阶的所述矫正函数。
根据本发明第十三个方面，由于第二拟合装置为每一个窦腔X线照相确定一阶矫正函数，故可通过确定近似矫正函数来改善计算效率。
根据本发明第十四个方面的X射线CT设备的特征在于所述第二拟合装置通过对所述一阶矫正函数进行更高阶函数拟合来确定更高阶矫正函数。
根据本发明第十四个方面，由于第二拟合装置通过对一阶矫正函数进行更高阶函数拟合来确定更高阶矫正函数，故可容易地确定包含非线性效应的更高阶矫正函数。
根据本发明第十五个方面的X射线CT设备的特征在于所述第二拟合装置通过为所有所述窦腔X线照相而对所述第三投影信息的值进行函数拟合来确定矫正函数。
根据本发明第十五个方面，由于第二拟合装置通过为所有窦腔X线照相而对第三投影信息的值进行函数拟合来确定矫正函数，故可从大量的第二和第三投影信息中来确定高精度的矫正函数。
根据本发明第十六个方面的X射线CT设备的特征在于所述矫正函数包含更高阶项。
根据本发明第十六个方面，由于矫正函数包含更高阶项，故可包括非线性效应以获得高精度的拟合。
根据本发明，获得装置通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对所有视图中的幻像进行成像所形成的，射线束固化矫正装置对第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息，第一拟合装置通过对第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息，第二拟合装置通过使用在所有视图中的第二投影信息的值来对第三投影信息的值进行第二函数拟合、以作为用于构成第二投影信息的每一个信道的独立变量来确定矫正函数，和矫正装置通过使用矫正函数来矫正设置在成像区域中的科目(subject)的投影信息；并因此当由函数拟合确定矫正函数时，通过使用第二投影信息的宽范围的值而将所述拟合施加到矫正函数，因为第二投影信息的值随视图或随窦腔X线照相而不相同，并因此改进了矫正函数的精度从而改进了图像质量，或者，可使用更少量的幻像通过得到矫正函数而轻易确定高精度的矫正函数。
通过结合附图对本发明的优选实施例进行以下描述，本发明的其它目的和优点将会变得更为明显。
图1是框图，表示X射线CT设备的通用结构。
图2是功能框图，表示实施例1的数据处理装置。
图3表示实施例1的幻像与旋转部分之间的位置关系。
图4表示实施例1的幻像的窦腔X线照相和投影信息值。
图5是流程图，表示实施例1的数据处理装置的操作。
图6是框图，表示实施例1的存储设备中的文件。
图7表示根据一个实施例对信道方向中投影信息值的处理。
图8表示根据该实施例对视图方向中投影信息值的处理。
图9表示根据该实施例对于投影信息值的矫正因子。
图10是解释根据该实施例确定对于投影信息值的第二拟合函数的图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明根据本发明的射线束固化的后处理方法和X射线CT设备的优选实施例。
首先说明本实施例的X射线CT设备的通用结构。图1表示X射线CT设备的框图。如图1所示，该设备包括扫描转台2和操作台6。
扫描转台2具有X射线管20。从X射线管20发射的X射线(未示出)由例如校准器22形成扇形X射线束，即扇形束X射线，并投影至X射线检测器24。
X射线检测器24具有沿扇形束X射线的延伸方向中以线形阵列设置的多个X射线检测器单元。X射线检测器24是多信道检测器，其中多个X射线检测器单元以线形阵列排列。
X射线检测器24整体形成了弯曲成圆柱凹形的X射线照射表面。X射线检测器24由例如闪烁器和发光二极管的组合形成。应注意X射线检测器24不限于此，而是可包括使用镉碲(CdTe)等的半导体X射线检测器单元，或使用例如氙气(Xe)的电离室X射线检测器。X射线管20、校准器22和X射线检测器24一道构成X射线发射/检测设备。
X射线检测器24连接了数据采集部分26。数据采集部分26采集由X射线检测器24中单个检测器单元所检测的数据。从X射线管20发射的X射线受X射线控制器28的控制。X射线管20与X射线控制器28之间的互联以及校准器22与校准控制器30之间的互联在图中被略去。校准器22受校准控制器30的控制。
上述从X射线管20乃至校准控制器30的部件皆安装在扫描转台2的旋转部分34上。在此结构中，科目或幻像安放在旋转部分34的中心的孔(bore)29内的护架(cradle)上。旋转部分34受旋转控制器36控制而旋转，同时X射线从X射线管20发射，而穿透科目(subject)或幻像(phantom)的X射线在X射线检测器24处被检测，作为对于每一个视图的投影信息。旋转部分34与旋转控制器36之间的互联在图中被略去。
操作台6具有数据处理装置60。数据处理装置60包括例如一台计算机。数据处理装置60连接了控制接口62。控制接口62连接了扫描转台2。数据处理装置60经由控制接口62控制扫描转台2。
扫描转台2中的数据采集部分26、X射线控制器28、校准控制器30和旋转控制器36经由控制接口62而被控制。这些部分与控制接口62之间的各自联接在图中略去。
数据处理装置60还连接了数据采集缓冲器64。数据采集缓冲器64连接了扫描转台2中的数据采集部分26。在数据采集部分26处采集的数据经由数据采集缓冲器64输入到数据处理装置60中。
数据处理装置60使用经由数据采集缓冲器64采集的已发送X射线信号或投影信息来进行图像复原。数据处理装置60还连接了存储设备66。存储设备66存储了数据采集缓冲器64中所采集的投影信息、复原的线断层(tomographic)扫描图像信息、用来施行本设备的功能的程序，等等。
数据处理装置60进而连接了显示设备68和操作设备70。显示设备68显示从数据处理装置60输出的线断层(tomographic)图像信息和其它信息。操作设备70由操作员来操作，并向数据处理装置60提供几种指令和信息。操作员使用显示设备68和操作设备70互动地操作本设备。扫描转台2、成像桌4和操作台6一起构成获取设备，用来对科目(subject)或幻像进行成像以获取线断层图像。
图2表示数据处理装置60中仅与本发明的一个实施例的射线束固化后处理方法关联的部分的功能方框图。数据处理装置60包括BH矫正装置201、第一拟合装置202、第二拟合装置204和图像复原装置206的功能，其进行于存储设备66中的投影信息上。
BH矫正装置201在存储设备66中的投影信息上进行BH矫正。以Ih代表在X射线检测器24中每一个信道处获取的投影信息的值，并以Ic代表BH矫正数据，则BH矫正根据下式来进行Ic＝B0·Ih+B1·Ih2+B2·Ih3+B3·Ih4，......(1)其中B0～B3是矫正因子。矫正因子由例如专利文献1中所述方法为每一个信道而建立，并保存在存储设备66中的矫正因子表中。
第一拟合装置202在存储设备66中的投影信息上进行逐信道或逐视图的平滑。第一拟合装置202通过用来进行逐信道或逐视图的平均计算的平均装置来进行拟合，或通过将更高阶函数拟合到信道或视图方向中的投影信息值上来进行拟合。由拟合确定的函数与由平滑确定的函数提供相同的效应，因为去除了函数阶数之外的高频成分。
第二拟合装置204对投影信息值进行一阶或更高阶函数拟合，该投影信息值由X射线检测器24中一个信道获取并经过第一拟合装置202的第一函数拟合。于是，可能得到由BH矫正装置201使用的类似于等式(1)的矫正函数。
图像复原装置206使用为由存储设备66中多个视图组成的投影信息的窦腔X线照相，来复原科目或幻像的线断层图像。通过使用例如滤波背投影方法来进行图像复原，而复原图像被显示在显示设备68上。
下面，在解释根据本发明的一个实施例的X射线CT设备的操作之前，先说明对于设置在从孔(bore)29的成像中心偏移的位置处的幻像的数据采集、投影信息和窦腔X线照相。
图3表示设置在扫描转台2的孔(bore)29中的幻像310。幻像310具有圆形截面，而其中心处于不同于孔29的成像中心的位置。从X射线管20生成并穿透蝴蝶结形滤波器的X射线扇形束穿透幻像310，并由X射线检测器24所检测。
在X射线检测器24中，多个X射线检测器单元沿X射线扇束的延伸方向中排成一个线形阵列，该X射线检测器24检测阵列中每一个信道处的幻像310的投影信息。X射线管20、校准器22和X射线检测器24面向孔29来放置，并进行投影信息获取，同时与旋转部分34一起绕孔29旋转，而没有变更它们的相对位置。为对应于旋转角度的每一个视图索引获取投影信息，并生成一张窦腔X线照相。
图4(A)表示当使用幻像310时的示例性窦腔X线照相。该窦腔X线照相由靠近信道中心的投影信息部分和靠近信道边缘的空气数据部分组成。由于幻像310偏离成像中心而放置，故投影信息部分的信道宽度位置随旋转部分34的旋转而在位置上变化，即随变化的视图索引而在位置上变化，并在视图索引方向中弯曲(meander)，如图4(A)所示。同理，投影信息部分的信道宽度随变化的视图索引而移动。
在图4(B)中，图4(A)中视图索引为j处的投影信息被表示为以横轴来代表信道索引并以纵轴代表投影信息值。由于投影信息值正比于穿透幻像310的X射线束的传输长度，故穿透幻像310的中心附近的X射线因为更大的传输长度而展现了更高的投影信息值，而穿透幻像310的边缘附近的X射线因为更小的传输长度而展现了更低的投影信息值，导致图4(B)所示的半圆形投影图像。
作为实例，考虑视图索引为j而信道索引为i处的投影信息值。由图3中的虚线指示的X射线束当视图索引为j时照射在X射线检测器24中的信道索引i处。将此时X射线束穿透幻像310的长度定义为l。长度l到投影信息值h在图4(B)中的信道i处的关系是l∝h此外，由于幻像31 处于从图3中成像区域偏移的位置，故信道i的传输(transmission)长度l随视图而异。因此，图4(B)所示信道i的投影信息值h随视图而异。
在图4(C)中，图4(A)中的信道索引为i处的投影信息值被表示为以横轴来代表视图索引并以纵轴代表投影信息值。由于投影信息值正比于穿透幻像310的X射线束的传输长度，该长度随视图索引而变化，故导致图4(C)中所示的周期函数。
下面，说明用来确定BH后处理中矫正因子的操作。图5是流程图，表示用来确定根据本实施例的矫正因子的操作。此外，图6表示在此操作中创建的中间投影信息的文件。首先将幻像设置在从孔29中的成像中心偏移的位置处。该幻像由聚丙烯(polypropylene)等材料制成，并具有例如直径为35厘米的圆柱形形状。幻像被用来进行幻像扫描(步骤S501)。在图6中，显示出了由扫描获取的第一投影信息601。由第一投影信息组成的窦腔X线照相经过噪声去除和灵敏度矫正等的预处理(步骤S502)。
接着，使用等式(1)将BH矫正施加到投影信息值Ih以得到已矫正投影信息值Ic(步骤S503)。于是生成了图6所示的第二投影信息。在此文件中，很大程度(largely)上去除了BH效应，但仍留有由于X射线检测器24中逐信道变化(variation)的一些BH效应。在图7(A)中从原理上表示出了示例性的第二投影信息。尽管第二投影信息通常具有代表圆形幻像的投影信息的半圆形，但投影信息值Ic因例如一些信道之间的X射线灵敏度中的差别而以脉动方式变化。该变化必须逐个信道地矫正，因为这是对单个信道特定的现象。此外，图8(A)原理上表示在视图方向中一个信道的第二投影信息中的示例投影信息值。该投影信息值Ic在一些视图索引之间以脉动方式变化。
再次参照图5，第二投影信息602接着被用来由第一拟合装置202来进行信道方向中的平滑(步骤S504)。此步骤生成图6所示的第3′投影信息603。在该投影信息中，由逐信道变化导致的投影信息值Ic被平滑而去除。在图7(B)中从原理上表示出了示例性的第3′投影信息。仅获得作为投影信息的半圆形状，其代表圆形幻像的投影信息。
再次参照图5，第3′投影信息603接着被用来由第一拟合装置202来进行视图方向中的平滑(步骤S505)。此步骤生成图6所示的第三投影信息604。在该投影信息中，由在一个信道中逐视图变化导致的投影信息值Ic被平滑。在图8(B)中从原理上表示出了示例性的第三投影信息。视图方向中的一个信道的周期性投影信息值被平滑。
再次参照图5，使用第二拟合装置204从第二和第三投影信息来确定一阶矫正函数(步骤S506)。以S(j)代表信道索引为i处的第二投影信息的投影信息值，以F(j)代表第三投影信息的对应投影信息值，并以横轴S(j)和纵轴F(j)来绘制对于全部视图索引的投影信息值，该投影信息值被排列在通常通过原点的一条直线上，如图9所示。该直线被定义为对于信道i的矫正函数。此外，矫正函数被作为矫正函数信息605而保存在存储设备66中。以Ki来代表矫正函数的梯度，则以下关系成立F(j)/S(j)≈Ki将从科目获取的信道i的BH矫正投影信息值Ic乘以矫正因子Ki得出Ip＝Ic·Ki，并于是得到了科目的平滑和矫正的投影信息值Ip。
如图9所示，投影信息值S(j)的幅度和获取值范围取决于幻像310的孔29中的直径和位置，因为投影信息值的幅度与图3所示的传输长度l成正比。
再次参照图5，确定是否改进矫正函数的精度(步骤S507)。若应改进矫正函数的精度(步骤S507中为“是”)，则直径不同于幻像310的幻像被设置在与孔29中的成像中心不同的位置处，而流程退回步骤S501。接着，获得新的矫正函数。
图9(B)表示使用直径不相同的两个幻像而获得的示例性的矫正函数。X射线束的传输长度取决于幻像的直径和位置，因而投影信息值S(j)亦是如此。因此，当以A和B代表幻像的直径时，如果A＜B，则幻像A的投影信息值处于区域A而幻像B的投影信息值处于区域B，如图9(B)中通常所描绘的。矫正函数是从这些区域中的投影信息值来确定的。
其后，如果已经就矫正函数的精度获取了足够数据(步骤S507中为“否”)，则将更高阶函数拟合施加到每一个获取区域中的矫正因子(步骤S508)。在图10表示的情形中，利用了对于图9(B)中所示的幻像A和B的矫正函数。以下将给出的三阶拟合函数拟合到区域A中的矫正函数A的值上和拟合到区域B中的矫正函数B的值上If＝K0·S(j)+K1·S(j)2+K2·S(j)3，......(2)以确定矫正因子K0、K1和K2。此刻，投影信息值更小的区域A中的矫正因子被认为比投影信息值更大的区域B中的矫正因子具有更高精度，并因此，有可能对每一个区域使用加权并确定等式(2)中的矫正因子从而在区域A中更精确地实现拟合。
再次参照图5，由矫正因子值K0、K1和K2组成的高阶矫正函数信息606接着被保存在存储设备66中(步骤S509)，并终止处理。
当进行科目的成像时，将对于每一个信道的矫正因子K0、K1和K2作用于科目的BH矫正投影信息值Ic上，以从等式(2)中确定矫正投影信息值If。该投影信息值If接着由成像复原装置206经过成像复原以得到线断层图像信息。
如前面说明所解释，在本实施例中，由于将直径不相同的幻像设置在从成像中心偏移的位置处，而投影信息具有随视图而变化的X射线束的传输长度，并由此投影信息值随视图而变化，该投影信息为每一个信道而获取，故对在BH矫正后产生的投影信息值进行的逐信道矫正可通过使用更高阶函数来近似矫正函数而达到，同时考虑到非线性成分，而此外，使用更少量的幻像数据可确定高精度的矫正函数，从而减轻了操作员的体力工作并缩减了操作员用于校准的工作时间。
此外，尽管在此实施例中使用等式(2)来使用三阶函数进行拟合，但拟合也可使用二阶或四阶或更高阶函数来进行。
进而，尽管在此实施例中在步骤S506处为每一个窦腔X线照相确定了一阶矫正函数，但对于每一个窦腔X线照相的第二投影信息602和第三投影信息604是以更高阶函数来拟合的，以确定更高阶矫正函数，而没有确定一阶矫正函数。
在没有脱离本发明的范围和精神的情况下，还可配置本发明的很多完全不同的实施例，。应理解到本发明不限制到说明书中所述的具体实施例，除非在所附权利要求中所定义的。
权利要求
1.一种射线束固化后处理方法包括以下步骤通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的所述幻像进行成像所形成的；通过对所述第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息；通过使用在所有所述视图中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合，作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道的独立变量；和通过使用由所述第二函数拟合确定的矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
2.一种射线束固化后处理方法包括以下步骤通过获取具有不相同大小的多个幻像的第一投影信息来获得多张窦腔X线照相，所述多个幻像被设置在从成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对来自多个方向的多个视图中的每一个幻像进行成像所形成的；通过对所述第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息；通过使用在所有所述视图中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合，作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道的独立变量；和通过使用由所述第二函数拟合确定的矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
3.一种X射线CT设备，其用来通过使用包括在来自多个方向的多个视图中的多个信道的X射线检测器，来获取穿透成像区域的X射线束的投影信息，并且用来对所述投影信息进行射线束固化效应矫正，该X射线CT设备包括获得装置，用来通过获取幻像的第一投影信息来获得一张窦腔X线照相，所述幻像被设置在从所述成像区域的成像中心偏移的位置处，所述成像区域是由对所有所述视图中的所述幻像进行成像所形成的；射线束固化矫正装置，用来对所述第一投影信息进行射线束固化效应矫正来生成第二投影信息；第一拟合装置，用来通过对所述第二投影信息进行第一函数拟合来生成第三投影信息；第二拟合装置，用来通过使用在所有所述视图中的所述第二投影信息的值来对所述第三投影信息的值进行第二函数拟合、以作为用于构成所述第二投影信息的每一个信道的独立变量来确定矫正函数；和矫正装置，用来通过使用所述矫正函数来矫正设置在所述成像区域中的科目的投影信息。
4.根据权利要求3的X射线CT设备，其中从所述第二投影信息的逐个信道进行所述第一函数拟合。
5.根据权利要求3的X射线CT设备，其中所述第一函数拟合装置从包含多个系列的所述第二投影信息的一个窦腔X线照相的逐个视图进行所述第一函数拟合。
6.根据权利要求3的X射线CT设备，其中所述第一函数拟合装置包括用来平均所述第二投影信息的值的平均装置。
7.根据权利要求3的X射线CT设备，其中所述第一函数拟合装置将更高阶函数拟合到所述第二投影信息的值上。
8.根据权利要求3的X射线CT设备，其中所述获得装置使用多个具有直径不相同的所述幻像来获得多张所述窦腔X线照相。
9.根据权利要求8的X射线CT设备，其中所述射线束固化矫正装置通过为每一个所述多张窦腔X线照相在所述第一投影信息上进行所述射线束固化效应矫正来生成所述第二投影信息。
10.根据权利要求9的X射线CT设备，其中所述第一拟合装置通过为每一个所述多张窦腔X线照相在所述第二投影信息上进行所述第一函数拟合来生成所述第三投影信息。
11.根据权利要求10的X射线CT设备，其中所述第二拟合装置为每一个所述窦腔X线照相确定一阶的所述矫正函数。
12.根据权利要求11的X射线CT设备，其中所述第二拟合装置通过在所述一阶矫正函数上进行更高阶函数拟合来确定更高阶矫正函数。
全文摘要
目的在于提供一种射线束固化后处理方法，其能轻易改进对BH效应逐信道矫正的精度并且仍考虑了非线性效应，为此，直径不相同的幻像被设置在从成像中心偏移的位置处，以获取具有随视图而变化的X射线束的传输长度的投影信息(步骤S501)，由此，获取具有随视图而变化的投影信息值的投影信息，对于每一个信道，确定矫正因子(步骤S506)，并且通过更高阶函数根据矫正因子进行拟合来确定甚至包含非线性效应的矫正函数(步骤S508)；而因此，在BH矫正后在投影信息值上进行的逐信道矫正可以获得高精度的矫正，而此外，通过使用更少量的幻像投影信息可达到高精度的矫正，从而减少校准工作的时间。
文档编号A61B6/00GK1504169SQ200310118710
公开日2004年6月16日 申请日期2003年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者贯井正健, 一郎, 谷川俊一郎 申请人:Ge医药系统环球科技公司