专利名称：：校准方法和计算x线体层照相装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种校准(calibration)方法和X射线的计算X线体层照相[CT(ComputedTomography)]装置，具体是涉及向校准对象提供预定条件来进行校准的方法和进行数据(data)接收装置的校准的X射线CT装置。
背景技术：
：在X射线CT装置中，进行数据收集装置的校准。校准通过在规定多个X射线照射条件下分别收集X射线检测器的各信道的检测值来进行。收集到的检测值作为校准数据(calibrationdata)存储在存储器(memory)中，作为进行X射线检测器的灵敏度补偿等的数据来利用。进行X射线检测器10的灵敏度补偿等，以便拍摄图像的质量不受X射线检测器的灵敏度变化等的影响(例如特开2001-70297号公报(第2页，图5))。每天进行校准，如果每次更新校准数据，虽然保证图像质量，但因为校准消耗大量时间，所以每天一次的X射线CT装置的实际运转时间短。为了避免这种事情的发生，在不影响图像质量的范围内，期望以尽可能低的频度来进行校准。因此，本发明的课题在于实现以适当频度来进行校准的方法和具备进行这种校准的单元的X射线CT装置。
发明内容(1)解决上述课题的一个方面的发明是一种校准方法，其特征在于当向校准对象提供预定条件进行校准时，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据，预测校准数据的未来值，根据预测，指定下次进行校准的时期。(2)解决上述课题的另一方面的发明是一种X射线CT装置，具有利用X射线来收集拍摄对象中图像重构用数据的数据收集单元、和根据所述数据来重构图像的图像重构单元，其特征在于具备校准单元，进行所述数据收集单元的校准；预测单元，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据，预测校准数据的未来值，和指定单元，根据预测，指定下次进行校准的时期。在(1)或(2)所述的各方面的发明中，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据，预测校准数据的未来值，并根据该预测，指定下次进行校准的时期，所以可以适当频度来进行校准。通过将由所述多次校准得到的校准数据与时序模式相对照来进行所述预测的优点在于可高精度预测。用供给由所述多次校准得到的校准数据的函数来进行所述预测的优点在于可简便进行预测。所述多次校准是一天一次的校准的优点在于得到预测值，作为一天一次数据。用图形来显示通过所述多次校准得到的校准数据及通过所述预测得到的校准数据的优点在于容易把握校准时间的推移。(3)解决上述课题的另一方面的发明是一种校准方法，其特征在于当向校准对象提供预定条件进行校准时，一天一次进行校准，直到预定次数，之后，一周一次进行校准，当一周一次的校准数据值超过预定限度时，进行一天一次的校准。(4)解决上述课题的另一方面的发明是一种X射线CT装置，具有利用X射线来收集拍摄对象中图像重构用数据的数据收集单元、和根据所述数据来重构图像的图像重构单元，其特征在于具备校准单元，进行所述数据收集单元的校准；和控制单元，使所述校准单元在一天一次进行校准，直到达到预定次数，之后，一周一次进行校准，当一周一次的校准数据值超过预定限度时，进行一天一次的校准。在(3)或(4)所述的各方面的发明中，一天一次进行校准，直到达到预定次数，之后，一周一次进行校准，当一周一次的校准数据值超过预定限度时，进行一天一次的校准，所以可以适当频度来进行校准。用图形来显示通过所述校准得到的校准数据的优点在于容易把握校准数据的推移。所述图形是表示校准数据IV的图形的优点在于容易把握校准数据本身。所述图形是表示校准数据MR的图形的优点在于容易把握校准数据的变化量。所述图形是表示校准数据EWMA的图形的优点在于容易把握校准数据的移动平均。图1是本发明实施形态一例的装置框图。图2是表示X射线检测器的模式结构的图。图3是表示X射线检测器的模式结构的图。图4是表示X射线照射、检测装置的模式结构的图。图5是表示X射线照射、检测装置的模式结构的图。图6是本发明实施形态一例的装置动作的流程图。图7是本发明实施形态一例的装置动作的流程图。图8是表示校准数据的推移和预测的图形。图9是表示校准数据的推移和预测的图形。图10是本发明实施形态一例的装置动作的流程图。图11是表示校准数据的推移和预测的图形。图12是表示校准数据的推移和预测的图形。图13是表示校准数据的推移和预测的图形。具体实施例方式下面，参照附图来详细说明本发明的实施形态。本发明不限于实施形态。图1表示X射线CT装置的框图(block)。本装置为本发明的实施形态一例。通过本装置的结构示出关于本发明装置的实施形态一例。通过本装置的动作，示出关于本发明的方法的实施形态一例。如图1所示，本装置具备扫描台架(gantry)2、拍摄台(table)4和操作控制台(console)6。扫描台架2具有X射线管20。从X射线管20放射出的未图示的X射线通过准直仪(collimator)22形成为扇形X射线束(beam)、即扇形波射束(fanbeam)，照射到X射线检测器24。X射线检测器24具有沿扇状X射线束的宽度方向排列成阵列(array)状的多个检测元件。后面详细说明X射线检测器24的结构。X射线管20、准直仪22和X射线检测器24构成X射线照射、检测装置。后面详细说明X射线照射检测装置。将数据收集部26连接于X射线检测部24。数据收集部26收集X射线检测器24的各检测元件的检测信号，作为数字数据(digitaldata)。来自X射线管20的X射线照射由X射线控制器(controller)28控制。省略图示X射线管20与X射线控制器28的连接关系。准直仪22由准直仪控制器30控制。省略图示准直仪22与准直仪控制器30的连接关系。将以上从X射线管20到准直仪控制器30的部件装载在扫描台架2的旋转部34上。旋转部34的旋转由旋转控制器36来控制。省略图示旋转部34与旋转控制器36的连接关系。上述构成的扫描台架2是本发明的数据收集单元的实施形态的一例。对扫描台架2中的X射线检测器24进行校准。后面详细说明校准。拍摄台4将未图示的拍摄对象搬入和搬出扫描台架2的X射线照射空间。后面详细说明对象与X射线照射空间的关系。操作控制台6具有数据处理装置60。数据处理装置60由例如计算机(computer)等构成。数据处理装置60上连接控制接口(interface)62。在控制接口62上连接扫描台架2与拍摄台4。数据处理装置60通过控制接口62来控制扫描台架2和拍摄台4。通过控制接口62来控制扫描台架2内的数据收集部26、X射线控制器28、准直仪控制器30和旋转控制器36。省略图示这些各部与控制接口62的各连接。数据处理装置60上还连接数据收集缓冲器64。在数据收集缓冲器64上连接扫描台架2的数据收集部26。数据收集部26收集的数据通过数据收集缓冲器64被输入数据处理装置60。数据处理装置60使用通过数据收集缓冲器64收集到的多个视图的透射X射线数据来进行图像重构。作为预处理，对透射X射线数据实施将X射线检测器的灵敏度补偿设为开始的规定补偿。在图像重构中使用例如滤光放映(filteredbackprojection)法等。数据处理装置60是本发明中重构单元的实施形态一例。数据处理装置60上还连接存储装置66。存储装置66存储各种数据或程序(program)。将校准数据的数据库(database)也存储在存储装置66中。数据处理装置60通过执行存储装置66中存储的程序，进行关于拍摄执行的各种数据处理。通过数据处理装置60执行规定程序来进行X射线检测器24的校准。在数据处理装置60上还连接显示装置68和操作装置70。显示装置68显示从数据处理装置60输出的重构图像或其它信息。由使用者来对操作装置70进行操作，将各种指示或信息等输入数据处理装置60。使用者使用显示装置68和操作装置70来交互(interactive)操作本装置。图2表示X射线检测器24的模式结构。如图所示，X射线检测器24构成为将多个X射线检测元件24(i)排列成1维阵列状的多信道的X射线检测器。i是信道号码，例如i＝1-1000。X射线检测元件24(i)作为整体形成弯曲成圆筒凹面状的X射线入射面。X射线检测器24如图3所示，也可将多个X射线检测元件24(ik)排列成2维阵列状。多个X射线检测元件24(ik)作为整体形成弯曲成圆筒凹面状的X射线入射面。K是列号码，例如k是1、2、3、4。X射线检测元件24(ik)由列号码k相同的元件来分别构成检测元件列。X射线检测器24的检测元件列不限于4列，也可是大于或小于4个的多个。X射线检测元件24(ik)例如由闪烁器(scintillator)与发光二极管(photodiode)的组合构成。但不限于此，例如也可是利用镉碲(CdTe)等的半导体X射线检测元件、或利用氙(Xe)气的电离箱型X射线检测元件。图4表示X射线照射、检测装置中X射线管20、准直仪22与X射线检测器24的相互关系。图4(a)是表示从扫描台架2的正面看的状态的图，(b)是表示从侧面看的状态图。如图所示，从X射线管20放射出的X射线通过准直仪22形成为扇形X射线束400，照射到X射线检测器24上。图4(a)中，表示扇形X射线束400的宽度。扇形波射束X射线400的宽度方向与X射线检测器24中的信道排列方向一致。准直仪22具有间隔空间彼此相对的1对准直仪刀片(collimatorblade)222、224。准直仪刀片222、224之间的空间构成X射线束400的宽度方向的开口(小孔aperture)。该小孔决定X射线束400的宽度。图4(b)中示出X射线束400的厚度。X射线束400的厚度方向与X射线检测器24中多个检测元件列的并设方向一致。准直仪22具有间隔空间彼此相对的1对准直仪刀片226、228。准直仪刀片226、228之间的空间构成扇形波射束X射线400的宽度方向的小孔。该小孔决定X射线束400的厚度。在这种X射线束400的扇面中使体轴交叉，例如图5所示，将装载在拍摄台4上的对象8搬入X射线照射空间。扫描台架2构成内部包含X射线照射、检测装置的筒状结构。X射线照射空间形成于扫描台架2的筒状结构的内侧空间中。将由X射线束400切片(slice)的对象8的像投影到X射线检测器24上。通过X射线检测器24，检测透过对象8的X射线。由准直仪22的小孔来确定照射到对象8上的X射线束400的厚度th。由X射线管20、准直仪22与X射线检测器24构成的X射线照射、检测装置保持这些相互关系不变，连续旋转(扫描scan)对象8的体轴四周。由此，进行轴扫描(axialscan)。在X射线照射、检测装置的旋转同时，当使拍摄台4沿对象8的体轴方向连续移动时，X射线照射、检测装置对于对象8、相对沿包围对象8的螺旋状轨道旋转。由此，进行所谓螺旋扫描(helicalscan)。扫描每次旋转，收集多个(例如1000左右)视图的透射X射线数据。通过X射线检测器24-数据收集部26-数据收集缓冲器64的系列来进行透射X射线数据的收集。说明X射线检测器24的校准。图6示出关于校准的本装置的动作流程(flow)图。如图所示，由步骤(stage)61来进行规定天数的每天校准(dailycalibration)。所谓每天校准是在本装置运转之前进行的一天一次的校准。校准是在预定的X射线照射条件下测定X射线检测器24的各信道的X射线检测信号。通常，确定多个X射线照射条件，在各条件下分别测定各信道的X射线检测信号。测定值作为校准数据存储在数据库中。通过进行规定天数的每天校准，得到连续的多天校准数据。通过扫描台架2与操作控制台6联合来进行每天校准。步骤603中的扫描台架2和操作控制台6是本发明中校准单元的实施形态的一例。接着，在步骤603中，预测校准数据的未来值。未来值的预测根据连续的多天校准数据来进行。连续的多天校准数据形成时间系列数据。还将时间系列数据称为时间序列(timeseries)。例如使用时序模式(timeseriesmodel)来进行时间序列的未来值的预测。事先形成时序模式并装备到本装置中。图7中示出时序模式的形成步骤。如图所示，在步骤701中，收集长期的校准数据。收集到的校准数据例如是每天校准数据。之后，在步骤703中，进行数据分析。数据分析也称为时间序列分析(timeseriesanalysis)。对长期的每天校准数据、即长期的时间序列进行时间序列进行时间序列分析。通过对长期的时间序列的分析，特定时间序列的特性。下面，在步骤705中，形成时序模式。形成时序模式，与时间序列的特性一致。作为形成时序模式的方法，例如已知MA(movingaverage)、AR(autoregression)、ARMA(autoregressivemovingaverage)等，利用这些中的适当有效方法。对X射线检测器24的各信道形成时序模式。由此，得到每个信道的时序模式。时序模式的形成由数据处理装置60来进行。或，也可由与本装置不同的适当WS(workstation)进行，装备在本装置中。校准数据的未来值预测通过将连续的多天校准数据对照时序模式来进行。对每个X射线检测器24的各信道进行预测。即，通过将连续多天的每个信道的校准数据对照每个信道的时序模式来进行。图8中示出1个信道的预测结果的一例。图中，◇表示实测值，△表示预测值。如图所示，连续多天进行未来值预测。因为使用时序模式，所以可进行高精度预测。另外，因为使用每天校准，所以可得到预测值，作为一天一次的值。由数据处理装置60来进行未来值预测。数据处理装置60是本发明中预测单元的实施形态的一例。实测值和预测值在显示装置68中被显示为图形(graph)。显示装置68是本发明的显示单元的实施形态的一例。因为由显示装置68来显示实测值和预测值，所以使用者可容易判断状况。接着，在步骤605中，根据预测来指定下次校准的日期。作为下次校准的日期，对任一信道指定预测值超过规定限度的日期。基于预测的日期的指定由数据处理装置60进行。数据处理装置60是本发明中指定单元的实施形态的一例。另外，使用者也可根据预测显示来指定日期。接着，在步骤607中，对指定日进行校准。对指定日仅进行1次校准。或者，也可进行当天和次日两次校准。校准的结果，更新数据库。该数据库成为今后灵敏度补偿等的数据库。执行校准后，返回步骤603，进行校准数据的未来值预测。此时，将步骤607中得到的校准数据的实测值置换为时间序列的预测值。另外，对应于实测值与预测值之差，补偿指定日之前的预测值，更新时间序列。更新后的时间序列被用于每天校准的未来值预测。这样，在根据未来预测指定的日期进行每天校准的下一次校准。因此，预测值未超过限度的期间中不进行校准，所以校准的间隔比每天校准还长。另外，当预测值超过限度而进行估计时，在与之一致的指定日进行校准，所以可适时进行校准。步骤603中的每天校准数据的预测也可通过函数匹配(fitting)来进行，代替使用时序模式。通过使用函数匹配，可简便进行预测。即，例如图9所示，对时间序列进行函数匹配，将通过函数预测的数据超过限度USL(upperspeclimit)或LSL(lowerspeclimit)的日期设为下次校准的日期。即便如此，也因为在预测值未超过限度期间不进行校准，所以可使校准的间隔比每天校准还长。另外，当预测值超过限度而进行估计时，因为在与之一致的指定日进行校准，所以可适时进行校准。图10表示关于校准的本装置的其它动作流程图。如图所示，在步骤101中，一天一次进行校准。连续规定天数进行一天一次的校准。由此，对X射线检测器24的各信道得到校准数据的时间序列。接着，在步骤103中，一周一次进行校准。即，代替一天一次的校准，以一周一次的频度来进行校准。由此，校准间隔从1天延伸到1周。接着，在步骤105中，判断一周一次的校准数据。根据预定的限度来进行判断。当所有信道中校准数据都在限度内时，返回步骤103，进行一周一次的校准。在校准数据在限度内期间，重复一周一次的校准。这样，在校准数据未超过限度期间，进行一周一次的校准，所以校准的间隔可比每天校准还长。由显示装置68来显示一周一次的校准数据。因为由显示装置68来显示校准数据的推移，所以使用者可容易判断状况。显示装置68是本发明中显示单元的实施形态的一例。图11-13中示出显示例。图11表示校准数据的IV(individualvalue)图形。图12表示校准数据的MV(movingaverage)图形。图13表示校准数据的EWMV(exponentiallyweightedmovingaverage)图形。IV图形的优点在于容易把握校准数据值本身。MA图形的优点在于容易把握校准数据的变化量。EWMA图形的优点在于容易把握校准数据的移动平均。上下夹着各图形的线表示限度设定值。当任1信道中校准数据超过限度时，根据步骤105中的判断结果，返回步骤101的一天一次的校准。由此，数据库的更新间隔变为1天。可将校准数据适应限度外的外部状况的变化。在数据处理装置60的控制下进行这种校准。数据处理装置60是本发明中控制单元的实施形态的一例。另外，使用者从一周一次的校准到一天一次的校准的切换也可根据校准数据的推移显示来进行。如上详细所述，根据本发明，可实现以适当频度进行校准的方法、具备进行这种校准的单元的X射线CT装置。权利要求1.一种校准方法，其特征在于当向校准对象提供预定条件进行校准时，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据，预测校准数据的未来值，根据该预测，指定下次进行校准的时期。2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于通过将由所述多次校准得到的校准数据应用于时序模式进行所述预测。3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于通过MA、AR和ARMA中任一来形成所述时序模式。4.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于使用供给由所述多次校准得到的校准数据的函数来进行所述预测。5.根据权利要求1-4之一所述的校准方法，其特征在于所述多次校准是一天一次的校准。6.根据权利要求1-5之一所述的校准方法，其特征在于用图形来显示通过所述多次校准得到的校准数据及通过所述预测得到的校准数据。7.一种校准方法，其特征在于当向校准对象提供预定条件进行校准时，一天一次进行校准，直到预定次数，之后，一周一次进行校准，当一周一次的校准数据值超过预定限度时，进行一天一次的校准。8.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于用图形来显示通过所述校准得到的校准数据。9.根据权利要求8所述的校准方法，其特征在于所述图形是表示校准数据IV的图形。10.根据权利要求8所述的校准方法，其特征在于所述图形是表示校准数据MR的图形。11.根据权利要求8所述的校准方法，其特征在于所述图形是表示校准数据EWMA的图形。12.一种X射线CT装置，具有利用X射线来收集有关拍摄对象中图像重构用数据的数据收集单元、和根据所述数据来重构图像的图像重构单元，其特征在于，具备校准单元，进行所述数据收集单元的校准；预测单元，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据，预测校准数据的未来值，和指定单元，根据预测，指定下次进行校准的时期。13.根据权利要求12所述的X射线CT装置，其特征在于通过将由所述多次校准得到的校准数据与时序模式相对照来进行所述预测。14.根据权利要求13所述的X射线CT装置，其特征在于通过MA、AR和ARMA中任一来形成所述时序模式。15.根据权利要求12所述的X射线CT装置，其特征在于使用供给由所述多次校准得到的校准数据的函数来进行所述预测。16.根据权利要求12-15之一所述的X射线CT装置，其特征在于所述多次校准是一天一次的校准。17.根据权利要求12-16之一所述的X射线CT装置，其特征在于具备显示单元，用图形来显示通过所述多次校准得到的校准数据及通过所述预测得到的校准数据。18.一种X射线CT装置，具有利用X射线来收集有关拍摄对象中图像重构用数据的数据收集单元、和根据所述数据来重构图像的图像重构单元，其特征在于，具备校准单元，进行所述数据收集单元的校准；和控制单元，使在所述校准单元一天一次进行校准，直到达到预定次数，之后，一周一次进行校准，当一周一次的校准数据值超过预定限度时，进行一天一次的校准。19.根据权利要求18所述的X射线CT装置，其特征在于具备显示单元，用图形来显示通过所述校准得到的校准数据。20.根据权利要求19所述的X射线CT装置，其特征在于所述图形是表示校准数据IV的图形。21.根据权利要求19所述的X射线CT装置，其特征在于所述图形是表示校准数据MR的图形。22.根据权利要求19所述的X射线CT装置，其特征在于所述图形是表示校准数据EWMA的图形。全文摘要实现以适当频度进行校准的方法、和具备进行这种校准的单元的X射线CT装置。向校准对象提供预定条件，进行校准，根据从过去到现在的多次校准得到的校准数据(603)，预测校准数据的未来值，根据预测，指定下次进行校准的时期(605)。通过将由多次校准得到的校准数据与时序模式相对照来进行预测。文档编号G01N23/00GK1602809SQ03164830公开日2005年4月6日申请日期2003年9月29日优先权日2003年9月29日发明者王学礼,乡野诚申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司