校准计算层析成象扫描仪中的探测器的设备和方法

专利名称：校准计算层析成象扫描仪中的探测器的设备和方法
技术领域：
本发明总地涉及计算层析成象(computed tomography)(CT)扫描仪，具体而言，是涉及校准这种扫描仪的方法和设备。
第三代类型的CT系统包括X射线源和固定到环形圆盘的完全相反侧上的X射线探测器系统。该圆盘可旋转地安装在一起重台架支撑中，使得在扫描期间，该圆盘绕一旋转轴连续旋转，同时来自射线源的X射线穿过位于圆盘的开口中的对象而到达该探测器系统。
该探测器系统典型地包括一个设置成具有以被称为“焦点”的点为曲率中心的圆弧形状的单排探测器阵列，其中，从该X射线源发射放射线。定位X射线源和探测器阵列，使得该射线源和每个探测器之间的X射线路径都位于与圆盘的旋转轴垂直的同一平面内(下文称为“切片面”或“扫描面”)。由于该X射线路径从实质上是点源开始以不同的角度延伸至探测器，因此该X射线路径类似一扇形，于是通常用术语“扇形光束”来描述在任一瞬间的所有X射线路径。在扫描期间，在一测量瞬间入射到一单一探测器上的X射线通常被称为“射线”，且每个探测器生成显示其相应射线密度的输出信号。因为每个射线都被其路径上的所有物质部分地衰减，所以由每个探测器所产生的输出信号就代表了位于探测器和X射线源之间的所有物质的密度(即，位于探测器的相应射线路径上的物质的密度)。
X射线探测器产生的输出信号通常由CT系统的信号处理部分进行处理。该信号处理部分一般包括一过滤由X射线探测器生成的输出信号以提高其信噪比的数据采集系统(DAS)。由DAS产生的过滤后的输出信号通常被称为“原始数据信号”。该信号处理部分通常包括一投影过滤器，该过滤器对数地处理该原始信号以生成一组投影数据信号，使得每个投影数据信号代表由位于相应射线路径上的物质所产生的对数衰减。在一测量瞬间所汇集的所有投影数据信号通常被称作一个“投影”或一个“视图”。在一单一扫描期间，当圆盘旋转时，会生成多个投影，使得每个投影生成于圆盘的不同角位置上。对应于特定投影的圆盘的角定向被称作“投影角度”。
从在每个投影角度处汇集的所有投影数据信号可生成一CT图象。一个CT图象代表一个沿扫描面的被扫描对象的二维“切片”的密度。因为CT图象可被认为是由投影数据上重构的，所以从该投影数据信号生成一CT图象的过程通常被称为“经过滤的背投影”或“重构”。该信号处理部分通常包括一个用于从投影数据信号生成重构的CT图象的背投影仪。
CT系统存在的一个问题是多种噪声和误差源可潜在地将噪声和伪迹(artifact)引入到重构的CT图象中。因此，CT系统典型地采用一信号处理技术主机来提高信噪比并减少重构CT图象中出现的伪迹。
导致重构CT图象中出现不期望的伪迹的一个主要原因涉及X射线探测器的均匀性和稳定性。如果一单一探测器的响应关阵列中的其它探测器而言未经校准，则该单一探测器将会引起伪迹出现在重构CT图象中，其表现为以重构CT图象的“中心”为圆心(其中，重构CT图象的“中心”对应于圆盘的旋转轴的位置)的一圆环或一个或更多圆弧。如果有多于一个的探测器未经校准，则它们集体引起一组同心圆环或圆弧出现在重构CT图象中。这种伪迹典型地被称为“环”，“去环”或“环抑制”是指减少或消除重构CT图象中出现的环的方法或设备。
理想情况下，每个X射线探测器的传递函数或响应都是相等的。然而，这在实践中难以实现。在许多CT系统中，信号处理部分包含响应校准表，使用该表来调整投影数据信号以补偿各探测器响应间的差值，并由此来抑制图象中的环。该响应校准表典型地通过扫描已知密度和形状的对象来产生，这些对象通常被称为“体模(phantom)”。该响应校准表被周期性地进行更新。
导致在CT图象中出现例如环的伪迹的一个重要因素是被称为射线束硬化的现象，该现象是当X射线束穿过受检者时其平均能量改变。多数CT扫描仪采用一种X射线能量的多色谱来映像受检者。因为低能量的光子更易被衰减，所以当X射线束穿过一段材料时，其平均能量增加。这种射线束硬化的结果是投影信号随材料厚度而非线性地变化。接近对象的中心时，该光谱非线性会降低图象的CT数量，导致图象呈凹陷形(cupped)。且因为它们对探测器增益的小的微分变化敏感，所以还会在第三代扫描仪中产生环和带。
修正射线束硬化伪迹的方法包括某种对光谱非线性进行探测器读数补偿的校准方式，对使用去环算法和/或双重能量成像的测量数据的后处理。执行非线性校准的一个方法包括将由一已知长度的某种水样材料生成的衰减与其理想值比较。该水样材料被用来模拟软组织的密度。通过使用这些对已知材料的测量值来建立查寻表，可以对在随后的未知对象上进行的衰减测量进行探测器读数的非线性补偿。使用一单一整体(bulk)校准表可平均修正一组投影，但在探测器之间仍留有小的微分增益误差。这些小的微分误差相当于一个百分数的一部分。没有进一步的修正，这些增益误差则产生重构图象中的环和带等伪迹。
至少两家CT制造商使用圆柱形塑料或装满水的体模对光谱非线性进行探测器读数校准。一个方法中，如1992年9月28日颁发的名为“用于检查受检者的方法和设备”的美国专利4,352,020中公开了使用旋转CT起重台架来扫描精确居中的塑料体模。因为可平均多个数据循环以形成每个投影，所以该技术可对衰减进行估计。然而，由于在校准过程中使用了四或五个体模，所以仅得到有限数量的衰减测量值。因此，需要一复杂的内插和外插方案来生成该校准表。此外，该技术所需的精确体模对齐使校准过程复杂化，使其更为劳动密集型，并依赖于各操作者的技巧。
该居中体模方法的另一种形式包括扫描位于偏离扫描仪的中心的位置的单一圆柱形体模。这种方法在例如1993年5月25日颁发的名为“使用偏心圆形体模的X射线扫描仪的校准方法和系统”的美国专利5,214,578中公开。该方法可使每个探测器通道察看更宽范围的衰减值，并消除了对体模的精确居中的要求。然而，该技术要求具有精确已知几何形状的同类体模。单一体模的使用还限制了所需的衰减测量数量和范围。
1998年6月30日颁发的名为“CT扫描仪校准用设备的方法”的美国专利5,774,519中公开了另一种方法，该方法包括对偏心圆柱形水体模进行扫描。该技术再投影水体模的图象以估计与给定衰减相关的增益误差。这提供了衰减测量的范围，不必再使该体模精确位居中心，并可使用便宜的校准体模。然而，水体模的使用限制了所获得的衰减测量的数量和范围。并且，再投影的使用使得算法计算起来更昂贵。
本发明涉及一种校准CT扫描仪以减少探测器通道间的微分误差的设备和方法。该探测器通道与适于接收来自放射源的放射线以对放射线所穿过的对象产生扫描数据的探测器阵列相联系。在多个校准对象的厚度处分别得到对该校准对象，例如一个体模的多组扫描数据。识别出校准对象的多个厚度处的扫描数据中的误差。该识别出的误差被拟合(fit to)为关于与每个厚度相联系的值的参数方程式。在随后对实际对象的扫描期间，使用该参数方程式来调整由探测器通道生成的扫描数据。
在一个实施例中，该参数方程式是与每个厚度相联系的值的多项式。该与每个厚度相联系的值可以是在体模为该每一厚度时穿过体模的放射线的对数衰减。在一个特定的实施例中，该多项式是一个二次多项式。通过对误差进行最小二乘误差分析将识别出的误差拟合为该参数方程式。
对于每个探测器通道都生成并存储一二次多项式。在随后的测试中，对于一检测到的对数衰减而言，从该多项式重新得到一个调整值。这些调整值被应用到实际的探测器读数中以消除探测器之间的微分误差。
通过高通滤波扫描数据来识别这些扫描数据中的误差，使得可去除平均或整体误差而保留微分探测器误差。该高通滤波器可以是一线性高通滤波器。该高通滤波可包括用一应用于探测器的子集上的滑动拟合来使另一参数方程式与该误差拟合。对于每个探测器通道而言，可以对与多个体模厚度相关的多个对数衰减中的每一个生成一滑动拟合曲线。对于每个探测器而言，通过确定实际检测到的对数衰减和每个与厚度相关的体模对数衰减值处的滑动拟合曲线间的差值来计算拟合为上述二次多项式的误差。
在一个实施例中，校准对象或体模包括多个切片材料。该材料可包括如丙烯酸、聚氯乙烯(PVC)或嵌有钙的塑料等塑料。还可包括金属或不同材料的组合。
该切片可以位于扫描仪的患者台上以层叠(stack)形式水平定位。可通过增加或去除切片来改变体模的厚度。或者，该切片也可被垂直定位并具有不同高度。则通过每一次扫描都将患者台步进至不同的位置来改变体模的厚度，使得所进行的每一次扫描都通过不同高度的切片。使用该方法，可通过患者台的自动控制来使校准过程自动化。在一个特定的实施例中，弯曲垂直切片的顶面，使得穿过特定切片的所有射线经历相同的衰减路径长度。
本发明校准CT系统中探测器的方法优于已有的方法。通过将由切片体模的高通滤波投影所确定的增益误差估计拟合为音韵曲线(phenomological curve)，例如，对数衰减的二次多项式，本发明的方法避免了已有方法中的试图根据体模材料的已知长度或体模的理论计算衰减来表征增益误差的固有限制。在本发明中，不必事先知道体模材料的厚度或材料的实际衰减。因此，简化了本发明所执行的计算，且因为它对切片厚度的不精确度或切片材料中的缺陷基本不敏感，所以提高了精确度。
结合下列附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将从对本发明的最佳实施例的更详细的描述中变得明显，在附图中，类似的参数代表所有不同视图中的相同部分。附图不必成比例，重点放在用来说明本发明的原理上。


图1是根据本发明的CT扫描系统的一个实施例的轴向视图；图2是在患者台上放置有切片体模以实现本发明的校准的本发明的CT扫描系统的一个实施例的轴向示意视图；图3A和3B是根据本发明的可供选择的切片体模的实施例的示意透视图；图4是在多个体模厚度下的对数衰减对探测器通道的示意曲线；图5是在单一体模厚度下的对数衰减和增益误差百分比对探测器通道的示意曲线，说明根据本发明用以识别微分探测器误差的滑动曲线拟合方法；图6是增益误差百分比和剩余误差对对数衰减的示意坐标图，说明根据本发明的一单一探测器通道的增益误差对对数衰减的二次多项式拟合。
图1说明引用本发明原理的一示例CT系统或扫描仪40。该扫描仪40包括一个X射线源42和一个包括安装于圆盘46上的探测器阵列的探测器装置44。射线源42和探测器装置44绕在图2所示视图的法向延伸的旋转轴48旋转，从而在CT扫描期间，绕穿过圆盘46的中心开口的对象50旋转。对象50可以是一患者真人的一部分，如头或躯干。射线源42在扫描面(与旋转轴48垂直)内发射一扇形X射线束52，该射线束在穿过对象50后被装置44的探测器所检测。反散射板阵列54最好位于对象50和探测器装置44之间，以基本上防止散射的射线被探测器检测到。在一个最佳实施例中，探测器装置44包括覆盖了48°弧度的384个探测器，该数量和角度可以变化。圆盘46最好由轻重量的材料，如铝制成，使其可绕轴48快速、平稳地旋转。该圆盘46为一开口框架结构，由此，对象50可穿过圆盘的开口而定位。对象50可被支撑在例如台56上，实践中，该台56最好既实用又可透过X射线。
射线束52在穿透对象50期间经历了不同程度的衰减。探测器对入射射线很敏感，并产生与穿过对象50的放射的衰减量成正比的探测器信号。
探测器装置44生成的输出信号被施加于数据采集系统(DAS)45(以方框图形式表示)，在此生成一组原始数据信号。这些原始数据信号被施加于投影过滤器72以生成一组投影数据信号。当圆盘46旋转时，该投影数据信号可提供来自多个投影角度的投影。该投影数据信号可被施加于校准处理系统73，该系统可执行本发明的整体校准和依赖于探测器的校准。接着，将校准后的信号施加于环抑制过滤器74，该过滤器过滤该信号以减少重构的CT图象中的环。环抑制过滤器74产生的输出信号被称为“经修正环的投影数据信号”，或简称为“环修正信号”，随后被施加于背投影仪76，以由该环修正信号产生CT图象。背投影仪76包括一输入台，该输入台包括一卷积过滤器，以卷积背投影所需的数据。
校准处理系统或处理器73基于本发明的校准来修正数据信号。本发明的非线性校准技术结合了用于整体或平均和依赖于探测器或与射线束硬化现象相关的光谱非线性微分成分的单独校准。整体校准可利用基于多项式的查寻表以使用修正后的CT数量来产生一展平的图象。这种整体校准在例如1978年1月出版的计算机辅助层析成象刊物(Journal of ComputerAssisted Tomography)第二卷第100-108页，作者为Peter M.Joseph和Robin D.Spital，题目为“用于修正计算层析成象扫描中的骨引起的伪迹的方法”的文章中进行了描述。其次，作为本专利申请主题的依赖于探测器的校准生成一组校准表，以减少由探测器的微分非线性所产生的环和带伪迹。
为了减少校准过程的动态范围，期望分开校准探测器非线性的整体或平均部分和非线性的依赖于探测器的或微分的部分。因为一组探测器通道的整体非线性典型地比各通道间的微分非线性大得多，所以这是可以实现的。
对于穿过等角点的射线来说，中心探测器的增益应当匹配于0.03％左右的微分，以消除视野中心的环。对于更大直径的探测器而言，微分误差的灵敏性降低，但仍保持在百分之十左右。因为是微分误差产生环和带伪迹，所以可以允许校准的绝对精度有大的变化。
本发明的过程可使用两步工序生成非线性校准表。首先，使用固定起重架在不同的校准体模尺寸下进行高通滤波衰减测量，并由该高通滤波衰减测量结果来估计一组依赖于探测器的增益误差，在一个实施例中，该体模由多个塑料切片形成。第二步为，使用这些误差估计来生成基于多项式的查寻表阵列，每个都对应于一个X射线探测器。使用这些表来对探测器微分非线性进行探测器读数补偿，这样就减少了重构图象中的环和带伪迹的幅度。
在本发明的一个实施例中，使用包括多个基本均匀的塑料切片的体模来校准探测器系统的微分增益变化。图2是根据本发明的CT系统40的示意轴向示意视图，其中，包括多个水平层叠切片104的校准对象或体模102位于安装夹具56上，该安装夹具位于固定CT起重台架或圆盘46内。体模在穿越探测器阵列44时，由于以小于法向入射角穿过体模的射线路径长度的增加，该体模102所呈现的衰减沿探测器阵列44缓慢变化。通过递增或递减切片104来产生穿过整个阵列44的不同程度的衰减，由此可校准一定范围内的衰减值。在一个实施例中，由弹性材料，例如丙烯酸等制成切片104。选择该材料是因为其衰减与软组织的衰减接近。在另一实施例中，使用更致密的材料，如金属或等同人骨的材料，例如聚氯乙烯(PVC)或嵌有钙的塑料等来校准探测器。切片104所具有的宽度足以覆盖在整个体模厚度范围内的整个X射线扇形束52。图3A和3B分别是对图2的切片层叠102的两个可选的体模102A和102B的示意透视说明。在图3A和3B的实施例中，切片104A和104B通过安装托架106以与患者台56垂直的方向安装在台56上。在这些实施例中，通过沿旋转轴48步进(step)台56来改变用来得到投影的体模的厚度，因此，对于每个投影而言，扇形束穿过不同的切片，结果也就经历了不同的体模厚度和路径长度。如图3A和3B所示的体模的种类适用于自动的基于切片的校准。通过自动步进患者台穿过切片，可免除人工来添加或去除切片。图3B中所示的切片104B具有弯曲的顶表面，使得在一个特定的切片上，跨越探测器阵列的所有射线经过相同路径长度的体模材料。
图4是说明对四个不同体模厚度进行扫描所得的对数衰减对探测器通道的示意曲线。参见该图，体模厚度分别为两个(曲线305)、四个(曲线307)、六个(曲线309)和八个(曲线311)一英寸塑料切片的厚度时，依次得到由下到上所示的对数衰减曲线。如图所示，使用两个切片获得了最低程度的衰减，使用八个切片获得了最高程度的衰减。在水平层叠切片构造下，路径长度随探测器通道的变化引起曲线的“下沉”形状。根据图4中的比例，在曲线中看不到因探测器不同而带来的微分误差所产生的高频变化。
图5表示对一单一厚度的切片进行扫描所得的对数衰减和增益误差百分比对探测器通道的示意图。图5说明本发明用于对每个探测器的单一投影进行增益误差估计的过程。图5的对数衰减图包括两条曲线。标为150的曲线是关于对每个单个探测器所测量的投影的图。它示出探测器间对数衰减的高频或微分变化。标为152的第二条曲线是通过使用根据本发明的滑动拟合而适用于曲线150中的对数衰减测量的曲线。该增益误差百分比图说明对数衰减曲线中的剩余误差。即，增益误差百分比曲线表示在一特定探测器中测量的实际对数衰减与该探测器的滑动拟合曲线152的值之间的差值。
根据本发明，在每个探测器中，对应于每个切片厚度来对每个对数衰减计算这些增益误差剩余。因此，对于每个探测器，要计算一组增益误差剩余，每个对应一切片厚度。在每个探测器中，这些剩余被拟合为对对数衰减的参数方程式，在一个实施例中，该方程式为一个二次多项式。图6是增益误差百分比与误差剩余对对数衰减的示意图，其示出误差剩余向二次多项式的拟合。在随后对实际对象的扫描期间，根据该二次多项式来调整每个探测器的数据值。即，对于每个探测器，将以记录的对数衰减值与该二次多项式相比较，以得到在该衰减处的修正因数。由此调整该探测器的值。
参见图5，从切片投影的高频含量中获得对微分增益变化的估计。因为切片体模的投影是光滑的，并且已对其整体非线性进行了投影数据补偿，因此投影中的任何高频偏差都可能与微分增益误差相关。将投影数据拟合为低阶滑动多项式的剩余提供了好的误差估计。在一个实施例中，使用有限数量的通道来进行滑动拟合，以抵制探测器增益的低频变化。实践中，在一个实施例中，宽度约为一百个探测器通道的二次多项式方程式就足够了。从测量值和拟合值之间的差值可得到与通道相关的增益误差的估计。对探测器阵列中的每个探测器重复该过程，以生成由一给定衰减产生的整个阵列的增益误差的估计。还生成一组跨跃在头和身体图象中发现的衰减值的范围的增益误差估计，例如从2至7的对数衰减值范围。
在一个实施例中，根据下列方程式(1)由最小滑动二乘拟合来生成图5中所示的滑动拟合曲线152。对于每个探测器通道d和投影j，关于a0、a1和a2，使下式为最小值(minimize)X2[d]=Σi=-N′2N′2(yj[i+d]-α0[d]-α1[d]i-α2[d]i2)2---(1)]]>在方程式(1)中，yj[d]为针对探测器d和投影j所测量的对数衰减。在该拟合中使用的探测器通道数为N+1，投影数为M。
接着，从拟合过程中估计的如图5的增益误差百分比曲线中所示的微分误差δ或剩余由下式给出δj＝yj[d]-α0[d](2)由校准过程产生的误差估计可包括随机误差，如，由机器的不稳定性和体模缺陷所带来的量化噪声和系统误差。由于存在这些误差源，所以，为获得较好的增益误差估计，可将误差估计拟合为一音韵曲线，如二次多项式。结合图6来说明该拟合方法，该图为针对一单一探测器通道在多个切片厚度处的增益误差百分比和剩余对对数衰减的坐标图。根据本发明，是将增益误差百分比拟合为现象逻辑曲线160来得到校准曲线。通过衰减的幂级数展开，增益误差可被估计为对数衰减的二次多项式。也可使用按照材料厚度的展开，但这需要非常精确地知道体模密度和尺寸。
在一个实施例中，根据下列方程式(3)来执行微分误差的拟合。对于每个探测器通道d而言，关于b1和b2，使下式为最小值X2[d]=Σj=1M(δj-b1[d]yj[d]-b2[d]yj2[d])2---(3)]]>图6说明用于估计单一通道的增益误差的拟合过程。增益误差图示出针对一给定探测器在多个对数衰减下所估计的增益误差点，所述多个对数衰减在多个体模厚度下产生。图中还示出了通过使用上述方程式(3)定义的过程由该数据组拟合的二次曲线160，因为零衰减处的增益误差为零，所以该拟合曲线被限于通过该数据组的起点。该拟合的剩余如图6的下图所示，表明测量数据和拟合数据之间的一致(agreement)。
参数b1和b2被用来对依赖于探测器的射线束硬化效应进行原始数据修正。给定投影测量值p[d]作为输入，则修正投影 [d]为p~[d]=p[d]-b1[d]p[d]-b2[d]p[d]2---(4)]]>
每个探测器d都有自己独特的拟合于校准衰减数据的二次曲线。在随后的扫描中，使用该曲线来对特定的探测对数衰减值进行数据调整。在根据上述说明计算了校准数据后，可通过对输入数据建立查寻表来修正实际的输入数据。可以有几种方法。在一个实施例中，该校准数据被转换为-64点查寻表。可使用其它可供选择的修正数据格式，包括使用具有与整体修正的线性和二次系数。
本发明的基于切片的非线性校准技术与以前的基于圆柱形或矩形体模扫描的方法相比，具有几个优点。本发明方法的益处来自于采用异常数据(novel data)处理来生成校准表。特别是，从切片投影的高频含量来估计微分增益误差和将这些增益误差拟合为音韵曲线(phonological curve)不需要精确知道体模材料的组分和尺寸和/或来自体模的理论期望衰减。不必精确表征体模的优点在于简化了校准过程，并允许构建相对廉价的体模。
使用切片体模的另一个好处在于在相同的衰减值的采样范围内对所有X-射线检测器进行校准。这就避免了要将从不同体模中得到数据进行内插和/或外插的问题。使用居中圆柱形体模则会带来这一问题。
在一个实施例中，本发明的基于切片的校准技术汇集了对每个所使用的体模厚度的单一衰减测量。与其它系统中使用的技术相比，在本发明中，给定体模厚度的四个增量，就能使用相对少的数据点覆盖所期望衰减的范围。
理想地，人们更愿意估计仅由光谱效应产生的增益变化，而当排除变更探测器读数的其它因素时。为了实现该目的，可通过修正和/或控制诸如探测器温度变化、Z轴光束位置、放射破坏和探测器余辉等因素来相对快速地进行本发明的校准过程。测量几何学应能最小化该技术对余辉的敏感性，因为在数据采集期间，入射到每个探测器上的X射线的流量基本上是不变的。还可通过分级校准来最小化放射破坏的影响，使得最小化探测器的放射暴露，例如，可先扫描体模的较厚部分。由于稳定的探测器几何学，还可对X射线窗内的缺陷简单的进行输入数据修正。针对以上考虑及技术的计算效率，有可能利用相对短的时间周期来完成本发明的校准过程。例如，除启动时间外，建立一单一校准表所需的数据汇集和计算在不包括启动时间时，大约需要三分钟。
根据本发明，对于头部成像，可使用包括一层等同于骨的材料和一层塑料的专用体模。也可采用包括切片和圆柱形水体模的混合技术。在探测器阵列中心的附近，对校准的要求最苛刻，此时可使用水体模来估计增益误差。除了水体模外，还可使用切片来进行估计。也可使用双能量扫描来获得额外的校准数据。
尽管参照最佳实施例已对本发明进行了特定的描述和说明。但本领域的技术人员应该明白，在不脱离由下述的权利要求所定义的本发明的精神和范围的前提下，可进行形式和细节上的各种变化。
权利要求
1.一种用于校准层析成象扫描仪以减少与探测器阵列相关的多个探测器通道中的探测器通道微分误差的方法，所述探测器阵列适于接收来自放射源的放射，以产生放射线所穿过的对象的扫描数据，所述方法包括在一校准对象的多个厚度处分别获得该校准对象的多组扫描数据；识别在该校准对象的多个厚度处所获得的一探测器通道的扫描数据中的误差；和将识别出的误差拟合为关于与每个厚度相关的值的参数方程式，在随后对实际对象的扫描期间，使用所述参数方程式来调整由该探测器通道所生成的扫描数据。
2.根据权利要求1的方法，其中，参数方程式为一多项式。
3.根据权利要求1的方法，其中，参数方程式为一二次多项式。
4.根据权利要求1的方法，其中，将识别出的误差拟合为一参数方程式包括对该误差进行最小二乘误差分析。
5.根据权利要求1的方法，其中，识别扫描数据中的误差包括高通滤波该扫描数据。
6.根据权利要求5的方法，其中，高通滤波包括线性高通滤波。
7.根据权利要求5的方法，其中，高通滤波包括使一第二参数方程式与该误差拟合。
8.根据权利要求1的方法，其中，与每个校准对象的厚度相关的值是穿过该校准对象的放射线的对数衰减。
9.根据权利要求1的方法，其中的校准对象包括多个材料切片。
10.一种用于校准层析成象扫描仪以减少与探测器阵列相关的多个探测器通道中的探测器通道微分误差的设备，所述探测器阵列适于接收来自放射源的放射，以产生放射线所穿过的对象的扫描数据，所述设备包括用于在校准对象的不同厚度处分别获得该校准对象的多组扫描数据的装置；用于识别在该校准对象的多个厚度处所获得的一探测器通道的扫描数据中的误差的装置；和用于将识别出的误差拟合为关于一与每个厚度相关的值的参数方程式的装置，在随后对实际对象的扫描期间，使用所述参数方程式来调整由该探测器通道所生成的扫描数据。
11.根据权利要求10的设备，其中，参数方程式为一多项式。
12.根据权利要求10的设备，其中，参数方程式为一二次多项式。
13.根据权利要求10的设备，其中，用于将识别出的误差拟合为参数方程式的装置包括用于对该误差进行最小二乘误差分析的装置。
14.根据权利要求10的设备，其中，用于识别扫描数据中的误差的装置包括用于高通滤波该扫描数据的装置。
15.根据权利要求14的设备，其中，用于高通滤波所述扫描数据的装置包括用于线性高通滤波该扫描数据的装置。
16.根据权利要求14的设备，其中，用于高通滤波该扫描数据的装置包括使一第二参数方程式与该误差拟合的装置。
17.根据权利要求10的设备，其中，与每个校准对象的厚度相关的值是穿过该校准对象的放射线的对数衰减值。
18.根据权利要求10的设备，其中，校准对象包括多个材料切片。
19.根据权利要求18的设备，其中，该多个切片的材料包括塑料。
20.根据权利要求18的设备，其中，该多个切片的材料包括丙烯酸。
21.根据权利要求18的设备，其中，该多个切片的材料包括金属。
22.根据权利要求18的设备，其中，该多个切片的材料包括嵌有钙的塑料。
23.根据权利要求18的设备，其中，该多个切片的材料包括多种不同的材料。
全文摘要
公开了一种校准计算层析成象系统中的探测器以补偿探测器中的微分误差的方法和设备。在体模的多个厚度处获得其多组扫描数据。该体模可由位于水平或垂直方向的扫描仪台上的多个切片材料制成。从切片层叠中去除或添加水平切片以改变体模的厚度。垂直方向的切片具有不同的高度,使得对不同切片的扫描产生针对具有不同路径长度和衰减的射线的X射线数据。对每个探测器,要识别多个体模厚度处的扫描数据的误差并将其拟合为关于与每个厚度相关的对数衰减的参数方程式。在随后对实际对象的扫描期间,使用该方程式来调整衰减测量。
文档编号A61B6/03GK1331571SQ99814731
公开日2002年1月16日 申请日期1999年9月24日 优先权日1998年11月2日
发明者史蒂芬·N·乌丘卡, 卡尔·R·克劳福德 申请人:模拟技术公司