專利名稱：：X射線ct設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在用于醫(yī)療或工業(yè)使用的X射線CT設(shè)備中實(shí)施的X射線計(jì)算機(jī)層析(CT)方法，以及適用于醫(yī)療或工業(yè)使用的X射線CT設(shè)備的一種X射線CT設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及常規(guī)的(軸向)或電影掃描(cinescan)同步成像、三維顯示、以及四維顯示或圖像質(zhì)量的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
：通常，在包括具有矩陣結(jié)構(gòu)并且通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示的二維X射線平面檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中，對(duì)對(duì)象進(jìn)行螺旋掃描，如圖12中所示。在螺旋掃描期間所獲得的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)組成一個(gè)片斷，其與某個(gè)相位的外部同步(sync)信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)同步，并且對(duì)應(yīng)于半掃描期間獲得的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，如圖13中所示，使用其來(lái)重建圖像。或者，如圖14和圖15中所示，將對(duì)應(yīng)于半掃描(180°+落在該檢測(cè)器上的扇束角度)期間或360°全掃描期間所獲得的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷(由投影數(shù)據(jù)項(xiàng)組成)合并或加權(quán)并然后求和來(lái)重建圖像(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1日本未審專利公開(kāi)JP2004-275440(第3和5頁(yè)，圖1、2、8和9)。然而，在上面的情況中，在螺旋掃描期間必須優(yōu)化該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的周期、一個(gè)掃描的旋轉(zhuǎn)速度、以及在z方向上移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)速度。該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量的惡化，并從而產(chǎn)生問(wèn)題。如果在z方向上移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)速度保持不變，不能處理該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的周期的波動(dòng)，并從而產(chǎn)生問(wèn)題。在包括通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示的二維X射線平面檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中，該二維X射線平面檢測(cè)器在z方向上較寬。而且，由于該二維X射線平面檢測(cè)器由許多檢測(cè)器陣列構(gòu)成，所以每一檢測(cè)器陣列在z方向上的寬度較小。這樣就導(dǎo)致在z方向上的分辨率較高。相應(yīng)地，在z方向上的X輻射角度變的更大，并且X射線錐束的錐角變的更大。換言之，在常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描期間通過(guò)掃描z方向上的一個(gè)位置可以在z方向上進(jìn)行射線照相的范圍變的更寬。相應(yīng)地，不需要螺旋掃描，就可以在z方向上的一個(gè)位置執(zhí)行的常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描期間對(duì)對(duì)象的一部分或其器官進(jìn)行射線照相。由于這些背景原因，常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描的重要性大概就會(huì)增加。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種X射線CT設(shè)備，當(dāng)將其應(yīng)用于一種包括具有矩陣結(jié)構(gòu)并且由多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示的二維區(qū)域X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備，并且用來(lái)執(zhí)行常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描時(shí)，其三維地顯示具有改進(jìn)圖像質(zhì)量的、也就是高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的斷層圖像，顯示具有高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的三維斷層圖像，或者顯示具有高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的四維斷層圖像。本發(fā)明提供一種X射線CT設(shè)備或X射線CT方法，當(dāng)在包括二維X射線平面檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備中應(yīng)用或?qū)嵤⑶矣脕?lái)執(zhí)行常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描時(shí)，其通過(guò)使用多個(gè)片斷來(lái)重建三維圖像，三維地顯示具有高時(shí)間分辨率的斷層圖像，其與外部信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步地從重建的三維圖像數(shù)據(jù)中或者從多個(gè)掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中進(jìn)行采樣，并且其對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇行束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，或者通過(guò)順序地與外部信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步地切換圖像來(lái)四維地顯示多個(gè)三維圖像。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種X射線CT設(shè)備，包括X射線數(shù)據(jù)獲取裝置，用于旋轉(zhuǎn)X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器，其具有矩陣結(jié)構(gòu)、由多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示，并且關(guān)于位于該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的旋轉(zhuǎn)中心與X射線產(chǎn)生器相對(duì)，以檢測(cè)X射線，從而獲取由平躺在該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的對(duì)象所傳輸?shù)腦射線的X射線投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；圖像重建裝置，用于使用由該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置所獲取的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像；圖像顯示裝置，用于顯示所重建的該斷層圖像；外部信號(hào)輸入裝置，用于接收外部輸入信號(hào)；以及相位數(shù)據(jù)輸入裝置，用于達(dá)到與外部同步信號(hào)的同步。這里，該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與該外部輸入信號(hào)的某個(gè)相位同步獲得的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建圖像。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與某個(gè)相位的外部輸入同步信號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇行束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)用來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種X射線CT設(shè)備，包括X射線數(shù)據(jù)獲取裝置，用于旋轉(zhuǎn)X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器，其具有矩陣結(jié)構(gòu)、由多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示，并且關(guān)于位于該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的旋轉(zhuǎn)中心與X射線產(chǎn)生器相對(duì)，以檢測(cè)X射線，從而獲取由平躺在該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的對(duì)象所傳輸?shù)腦射線的X射線投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；圖像重建裝置，用于使用由該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置所獲取的該X射線投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像；圖像顯示裝置，用于顯示所重建的該斷層圖像；生物醫(yī)學(xué)信號(hào)輸入裝置，用于接收生物醫(yī)學(xué)信號(hào)；以及相位數(shù)據(jù)輸入裝置，用于達(dá)到與該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的同步。這里，該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與某個(gè)相位的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲得的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建三維圖像。在根據(jù)第二方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與某個(gè)相位的生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇行束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)用來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。而且，當(dāng)采用三維圖像重建的時(shí)候，產(chǎn)生高質(zhì)量的斷層圖像，而較少受到由于部分X射線束在z方向上落到該X射線檢測(cè)器陣列外部而產(chǎn)生的偽跡的影響。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置通過(guò)采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲得的并且對(duì)應(yīng)于在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇行束的角度的電影掃描期間所獲得的那些X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。在根據(jù)第三方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)用來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第三任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置從電影掃描期間所獲得的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲得的多個(gè)片斷的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)。此時(shí)，將從該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)合并或加權(quán)并求和，使得獲得該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)的視角會(huì)變成360°或者180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度，從而重建圖像。在根據(jù)第四方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。由于在一個(gè)掃描期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)被分組到多個(gè)片斷中，所以該斷層圖像的時(shí)間分辨率提高了。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第四任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置從電影掃描期間所獲得的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與多個(gè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某相位同步獲得的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建圖像。在根據(jù)第五方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與某相位的多個(gè)同步信號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第五任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于當(dāng)從在電影掃描期間所獲得的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲得的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，如果限制在執(zhí)行一次數(shù)據(jù)獲取期間的時(shí)間寬度的時(shí)間分辨率，該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度，使得可以少量地旋轉(zhuǎn)該數(shù)據(jù)獲取設(shè)備而獲得數(shù)據(jù)。在根據(jù)第六方面的該X射線CT設(shè)備中，如果時(shí)間分辨率由于生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的屬性而應(yīng)該被降低，那么片斷的數(shù)目增加，并且從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的相位同步檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷。于是，可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第六任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置在圖像重建期間對(duì)投影數(shù)據(jù)應(yīng)用z方向?yàn)V波器，使得所要重建的斷層圖像的片層厚度是任意片層厚度，其在該圖像重建的中央比z方向上的寬度大，也就是該多陣列X射線檢測(cè)器的陣列的方向。在根據(jù)第七方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與外部輸入同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。另外，當(dāng)從減少偽跡或噪聲的觀點(diǎn)而必須提高圖像質(zhì)量時(shí)，對(duì)投影數(shù)據(jù)項(xiàng)所應(yīng)用的該z方向?yàn)V波器可以用來(lái)控制該偽跡或噪聲或片層厚度。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第六任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置在完成圖像重建之后對(duì)圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用z方向?yàn)V波器，使得所要重建的斷層圖像的片層厚度是任意片層厚度，其在該圖像重建的中央比z方向上的寬度大，也就是該多陣列X射線檢測(cè)器的檢測(cè)器陣列的方向。在根據(jù)第八方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與外部輸入同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。另外，當(dāng)從減少偽跡或噪聲的觀點(diǎn)而必須提高圖像質(zhì)量時(shí)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)所應(yīng)用的該z方向?yàn)V波器可以用來(lái)控制該偽跡或噪聲或片層厚度。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第八任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置重建圖像，使得該斷層圖像的片層位置不同于z軸上的位置，其上具有旋轉(zhuǎn)中心，從包括在該多陣列X射線檢測(cè)器中的每一檢測(cè)器陣列的中心位置延伸出來(lái)。在根據(jù)第九方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與外部輸入同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。特別地，當(dāng)采用三維圖像重建作為與電影掃描方法結(jié)合使用的圖像重建技術(shù)時(shí)，可以相對(duì)于該z方向上的任何位置重建斷層圖像，而與z方向上檢測(cè)器陣列的位置無(wú)關(guān)。換言之，可以像當(dāng)采用常規(guī)的螺旋掃描方法時(shí)一樣任意控制該z方向上的片層位置?？梢灾亟ū硎驹趜方向上重疊的片層的斷層圖像。相應(yīng)地，可以提高為三維顯示、MPR顯示、或MIP顯示所確保的圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第九任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置重建圖像，使得該斷層圖像的片層間的間距不同于旋轉(zhuǎn)中心所存在的該z軸上包括在該多陣列X射線檢測(cè)器中的相鄰檢測(cè)器陣列之間的間距。在根據(jù)第十方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與外部輸入同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。特別地，當(dāng)采用三維圖像重建作為與電影掃描方法結(jié)合使用的圖像重建技術(shù)時(shí)，可以相對(duì)于該z方向上的任何位置重建斷層圖像，而與z方向上檢測(cè)器陣列的位置無(wú)關(guān)。換言之，可以像當(dāng)采用常規(guī)的螺旋掃描方法時(shí)一樣任意控制該z方向上的片層位置?？梢灾亟ū硎驹趜方向上重疊的片層的斷層圖像，并且可以提高為三維顯示、MPR顯示、或MIP顯示所確保的圖像質(zhì)量?？梢灾亟ㄔ趜方向上相鄰片層之間具有任何間接的片層的斷層圖像，并且可以提高為三維顯示、MPR顯示、或MIP顯示所確保的圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第十任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置使用設(shè)置為任意值的該斷層圖像的片層厚度、片層位置、片層間的間距重建圖像。在根據(jù)第十一方面的該X射線CT設(shè)備中，從在多個(gè)電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣包括與外部輸入同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信的某個(gè)相位號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的多個(gè)片斷，從而可以采樣對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間或者在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束的角度的半掃描期間所檢測(cè)的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。掃描/旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該僅僅被設(shè)計(jì)為允許該采樣。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。這樣就得到具有與一個(gè)片斷相等時(shí)間分辨率的斷層圖像。特別地，當(dāng)采用三維圖像重建作為與電影掃描方法結(jié)合使用的圖像重建技術(shù)時(shí)，可以相對(duì)于該z方向上的任何位置重建斷層圖像，而與z方向上檢測(cè)器陣列的位置無(wú)關(guān)。換言之，可以像當(dāng)采用常規(guī)的螺旋掃描方法時(shí)一樣任意控制該z方向上的片層位置?？梢灾亟ū硎驹趜方向上重疊的片層的斷層圖像，并且可以提高為三維顯示、MPR顯示、或MIP顯示所確保的圖像質(zhì)量。而且，可以任意地控制片層厚度。相應(yīng)地，增強(qiáng)了重建圖像的自由度。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第二至第十一任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該數(shù)據(jù)獲取裝置在包括在桌臺(tái)中的支架前進(jìn)方向的z方向上多個(gè)不同的位置執(zhí)行電影掃描，并且該圖像重建裝置通過(guò)從在該z方向上的各個(gè)位置所執(zhí)行的多個(gè)電影掃描期間所獲得的包含在X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)中的X射束數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣在相同方向上輻射并穿過(guò)視野上的象素的X射線的X射束數(shù)據(jù)項(xiàng)，以及相反X射線的X射束數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。在根據(jù)第十二方面的該X射線CT設(shè)備中，當(dāng)在該z方向上的多個(gè)位置執(zhí)行電影掃描時(shí)，如果在該電影掃描期間所要進(jìn)行射線照相的范圍在z方向上相鄰或重疊，那么就從在該z方向上的各個(gè)位置所執(zhí)行的該電影掃描期間所檢測(cè)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣在相同方向上輻射的X射線的X射束數(shù)據(jù)項(xiàng)和相反X射線的X射束數(shù)據(jù)項(xiàng)，并將其用來(lái)重建三維圖像。相應(yīng)地，可以減少斷層圖像中的噪聲或偽跡。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第十二任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置在電影掃描期間獲取X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，在該期間僅僅在與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步的定時(shí)輻射X射線，并且該圖像重建裝置采樣表示該X射線所輻射到的區(qū)域的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建圖像。在根據(jù)第十三方面的該X射線CT設(shè)備中，X輻射的啟動(dòng)(ON)或其結(jié)束(OFF)與外部輸入信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步。相應(yīng)地，X輻射變?yōu)樽钚』驕p少了。這樣就導(dǎo)致患者劑量的減少。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第十二任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置在電影掃描期間獲取X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，在該期間在與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步的定時(shí)輻射更大量的X射線，并在其它定時(shí)輻射更少量的X射線，并且該圖像重建裝置采樣表示該更大量的X射線所輻射到的區(qū)域的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建圖像。在根據(jù)第十四方面的該X射線CT設(shè)備中，曝光的增加或減少與外部輸入信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步。相應(yīng)地，X輻射被最小化或減少了。這樣就導(dǎo)致患者劑量的減少。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第十四任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置重建示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的斷層圖像。在根據(jù)第十五方面的該X射線CT設(shè)備中，通過(guò)獲得與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步來(lái)適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)同步的射線照相。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第十五方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像顯示裝置通過(guò)按照時(shí)間順序地顯示示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的斷層圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。在根據(jù)第十六方面的該X射線CT設(shè)備中，重建示出了與各個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的多個(gè)斷層圖像，使得可以動(dòng)態(tài)地顯示相位改變。根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第一至第十四任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像重建裝置重建表示在該z方向上并置的部分，并示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)多個(gè)斷層圖像。在根據(jù)第十七方面的該X射線CT設(shè)備中，重建表示在該z方向上并置的部分，并示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)接續(xù)斷層圖像，也就是三維圖像?？梢愿泳_地實(shí)現(xiàn)同步的三維圖像重建。根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第十七方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該圖像顯示裝置通過(guò)按照時(shí)間順序地顯示示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的斷層圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的三維圖像顯示。在根據(jù)第十八方面的該X射線CT設(shè)備中，重建表示在該z方向上并置的部分，并示出了與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)接續(xù)斷層圖像，也就是三維圖像。相應(yīng)地，可以更加精確地實(shí)現(xiàn)同步的三維圖像重建。而且，當(dāng)重建示出了與多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的多個(gè)三維圖像的時(shí)候，可以動(dòng)態(tài)地顯示相位改變。根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第二至第十八任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)輸入裝置接收心跳信號(hào)作為第一生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。在根據(jù)第十九方面的該X射線CT設(shè)備中，接收該心跳信號(hào)作為第一生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。相應(yīng)地，可以得到與心跳同步的斷層照相或與心跳同步的三維射線照相。根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，提供一種與根據(jù)本發(fā)明第二至第十九任一方面的X射線CT設(shè)備類似的X射線CT設(shè)備，不同之處在于該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)輸入裝置接收呼吸信號(hào)作為第二生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。在根據(jù)第二十方面的該X射線CT設(shè)備中，接收該呼吸信號(hào)作為第二生物醫(yī)學(xué)信號(hào)。相應(yīng)地，可以得到與呼吸同步的斷層照相或與呼吸同步的三維射線照相。根據(jù)其中實(shí)施本發(fā)明的X射線CT設(shè)備或者X射線CT圖像重建方法，當(dāng)包括具有矩陣結(jié)構(gòu)并且通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示的二維平面X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備執(zhí)行常規(guī)的(軸向)掃描或電影掃描時(shí)，三維地顯示具有改進(jìn)圖像質(zhì)量的、也就是高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的斷層圖像?；蛘撸@示具有高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的多個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的三維斷層圖像?；蛘撸@示具有高時(shí)間分辨率并示出與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的四維斷層圖像。從下面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述可以清楚地看到本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，如附圖中所述。圖1的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線CT設(shè)備。圖2的說(shuō)明圖示出了X射線產(chǎn)生器(X射線管)和多陣列X射線檢測(cè)器的旋轉(zhuǎn)。圖3的流程圖描繪了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該X射線CT設(shè)備中所執(zhí)行的操作。圖4的流程圖描述了預(yù)處理。圖5的流程圖描述了三維圖像重建。圖6包括的概念圖示出了在X射線傳輸?shù)姆较蛏暇€條在視野上的投影。圖7的概念圖示出了投影在檢測(cè)器表面上的線條。圖8的概念圖示出了投影在視野上的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr(view，x，y)。圖9的概念圖示出了與構(gòu)成該視野的象素相關(guān)的背投象素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2。圖10的說(shuō)明圖示出了逐象素地將背投象素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D2相加到其上的背投象素?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)D3的產(chǎn)生。圖11包括的概念圖示出了在X射線傳輸?shù)姆较蛏暇€條在圓形視野上的投影。圖12的概念圖示出了螺旋掃描。圖13的說(shuō)明圖示出了使用在螺旋半掃描期間(180°+扇束角度)與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建。圖14的說(shuō)明圖示出了使用對(duì)應(yīng)于在螺旋半掃描期間(180°+扇束角度)所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建。圖15的說(shuō)明圖示出了使用對(duì)應(yīng)于在螺旋全掃描期間(360°)所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的四個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建。圖16所示為在電影半掃描期間(180°+扇束角度)與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲得的一個(gè)片斷。圖17所示為對(duì)應(yīng)于在電影半掃描期間(180°+扇束角度)所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷。圖18所示為對(duì)應(yīng)于在電影全掃描期間(36°)所獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的四個(gè)片斷。圖19所示為接收該同步相位的外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的方法。圖20所示為外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的同步相位，以及X輻射的啟動(dòng)(ON)和結(jié)束(OFF)，或者增加和減少X射線劑量的切換。圖21所示為與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步低控制電影掃描的控制順序。圖22所示為使用在電影掃描期間通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器24檢測(cè)的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建多個(gè)斷層圖像。圖23所示為使用在電影半掃描期間對(duì)應(yīng)于與信號(hào)同步獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷將接續(xù)斷層圖像重建為時(shí)間順序的三維斷層圖像。圖24所示為使用在電影半掃描期間對(duì)應(yīng)于與多個(gè)相位同步獲得的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷對(duì)接續(xù)時(shí)間順序三維斷層圖像的重建。圖25所示為包含在各個(gè)片斷中的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的加權(quán)。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合所描述的實(shí)施例作為范例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。要注意的是，本發(fā)明并不限于該實(shí)施例。圖1的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線CT設(shè)備的結(jié)構(gòu)。該X射線CT設(shè)備100包括操作者控制臺(tái)1、射線照相桌臺(tái)10、以及掃描器機(jī)架20。該操作者控制臺(tái)1包括輸入裝置2，接收操作者的輸入；中央處理單元3，執(zhí)行預(yù)處理、圖像重建、和后處理；數(shù)據(jù)收集緩沖器5，收集通過(guò)該掃描器機(jī)架20獲取的X射線檢測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)；監(jiān)視器6，在其上面顯示基于通過(guò)預(yù)處理該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)而進(jìn)行重建的斷層圖像；以及存儲(chǔ)器裝置7，其中存儲(chǔ)有程序、X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)、投影數(shù)據(jù)項(xiàng)、和X射線斷層圖像。該射線照相桌臺(tái)10包括將對(duì)象載入或載出該掃描器機(jī)架20中心的支架12，對(duì)象平躺在該支架12上。該支架12通過(guò)包括在該射線照相桌臺(tái)10中的電機(jī)進(jìn)行上升、下降、或直線移動(dòng)。該掃描器機(jī)架20包括X射線管21、X射線控制器22、準(zhǔn)直器23、多陣列X射線檢測(cè)器24、數(shù)據(jù)獲取裝置(DAS)25、控制該X射線管21繞對(duì)象的體軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)控制器26、以及將控制信號(hào)傳送到該操作者控制臺(tái)1和射線照相桌臺(tái)10或從其中傳出的控制單元29。而且，掃描器機(jī)架傾斜控制器27允許該掃描器機(jī)架20關(guān)于z軸向前或向后傾斜大約±30°。外部同步信號(hào)或多個(gè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)通過(guò)接收該外部同步信號(hào)或一個(gè)或多個(gè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的輸入接口31輸送到該控制單元29?？梢圆捎貌僮髡叩逆I盤輸入作為輸入同步(sync)定時(shí)的方式，其是與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的相位。如圖19中所示，例如可以通過(guò)r1＝40(％)或r2＝70(％)的形式輸入百分比?；蛘?，例如可以通過(guò)r1＝400(ms)或r2＝700(ms)的形式輸入時(shí)間。圖2的說(shuō)明圖示出了該X射線管21和多陣列X射線檢測(cè)器24的幾何設(shè)置。該X射線管21和多陣列檢測(cè)器24關(guān)于旋轉(zhuǎn)IC的中心旋轉(zhuǎn)。假定垂直方向是y方向，水平方向是x方向，桌臺(tái)垂直于該x和y方向前進(jìn)的方向是z方向，該X射線管21和多陣列X射線檢測(cè)器24在其上面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平面是xy平面。而且，該支架12在其上移動(dòng)的移動(dòng)方向是z方向。該X射線管21產(chǎn)生稱為錐束CB的X射線束。當(dāng)該錐束CB中心軸的方向平行于y方向時(shí)，就說(shuō)該X射線管21被設(shè)為0°視角。該多陣列X射線檢測(cè)器24例如包括256個(gè)X射線檢測(cè)器陣列。而且，每一個(gè)該X射線檢測(cè)器陣列例如包括1024個(gè)X射線檢測(cè)器通道。在照射X射線之后，通過(guò)該多陣列X射線檢測(cè)器24產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，并然后通過(guò)該DAS25對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。將所得到的該數(shù)據(jù)項(xiàng)通過(guò)滑環(huán)30傳送到該數(shù)據(jù)收集緩沖器5。該中央處理單元3根據(jù)從該存儲(chǔ)器裝置7中讀取的程序處理傳送到該數(shù)據(jù)收集緩沖器5中的該數(shù)據(jù)項(xiàng)。相應(yīng)地，重建斷層圖像并將其在該監(jiān)視器6上顯示。根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行電影掃描。在該電影掃描期間，該X射線管21和多陣列X射線檢測(cè)器24繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)，并且使用固定在該z軸方向上某個(gè)位置的該射線照相桌臺(tái)10的支架12執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取。獲取分別使用視角view、檢測(cè)器陣列號(hào)j、和通道號(hào)i標(biāo)識(shí)的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(view，j，i)，并且其附帶有桌臺(tái)在z方向上直線移動(dòng)的位置數(shù)據(jù)Ztable(view)。圖21的流程圖所述為控制電影掃描與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的控制順序。在步驟P1，測(cè)量圖19中所示的外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的周期T。特別地，當(dāng)使用生物醫(yī)學(xué)信號(hào)時(shí)，該周期T是變化的。采用幾個(gè)最近周期的平均。在步驟P2，如果輸入百分比作為每一同步相位定時(shí)r1和r2(參見(jiàn)圖19)，根據(jù)該表達(dá)式R1＝r1×T和R2＝r2×T將該百分比轉(zhuǎn)換為關(guān)于該周期T的絕對(duì)值(ms)。在步驟P3，在對(duì)電影掃描期間所要執(zhí)行的數(shù)據(jù)獲取進(jìn)行了預(yù)處理之后，等待外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的輸入，并且該X射線管21和多陣列X射線檢測(cè)器24繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)。該射線照相桌臺(tái)10的支架12固定在該z方向上的某個(gè)位置。將直線桌臺(tái)移動(dòng)在該z方向上的位置數(shù)據(jù)Ztable(view)添加到分別使用視角view、檢測(cè)器陣列號(hào)j、和通道號(hào)i標(biāo)識(shí)的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(view，j，i)。于是，就獲取了X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)。在步驟P4，在輸入外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)之后等待時(shí)間消逝r1(ms)或R1(ms)，并啟動(dòng)X輻射或?qū)⑵湓O(shè)置為高功率模式。當(dāng)啟動(dòng)X輻射或?qū)⑵湓O(shè)置為高功率模式時(shí)，在每一X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)中設(shè)置表示啟動(dòng)X輻射的標(biāo)志。在步驟P5，在輸入外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)之后等待時(shí)間消逝r2(ms)或R2(ms)，并結(jié)束X輻射或?qū)⑵湓O(shè)置為低功率模式。當(dāng)結(jié)束X輻射或?qū)⑵湓O(shè)置為低功率模式時(shí)，復(fù)位每一X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)中表示啟動(dòng)X輻射的標(biāo)志。在步驟P6，確定是否已經(jīng)獲取了屬于所需數(shù)目的片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果還沒(méi)有獲取，控制傳遞到步驟P3，等待下一個(gè)信號(hào)輸入，并且執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取。如果已經(jīng)獲取，控制傳遞到步驟P7。在步驟P7，使用從所獲取的片斷或多個(gè)片斷產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像。在步驟P8，顯示該圖像。此時(shí)，可以二維地顯示斷層圖像，或者可以三維地顯示表示z方向上并置的接續(xù)部分的斷層圖像?；蛘?，可以通過(guò)按時(shí)間順序地切換相位來(lái)顯示接續(xù)三維圖像，也就是可以顯示四維圖像(四維圖像顯示)。在步驟P9，確定是否通過(guò)執(zhí)行所需數(shù)目的電影掃描已經(jīng)獲取了數(shù)據(jù)項(xiàng)。如果還沒(méi)有獲取，控制傳遞到步驟P3，等待下一個(gè)信號(hào)輸入，并且執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取。如果已經(jīng)獲取，該程序結(jié)束。圖20所示為在步驟P4或P5所執(zhí)行的啟動(dòng)或結(jié)束X射線輻射的切換或者高功率模式和低功率模式的X射線輻射的切換與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)之間的關(guān)系。圖16所示為在使用半掃描期間所檢測(cè)的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建圖像的情況下所要得到的數(shù)據(jù)獲取的定時(shí)，或者具體地，從在一個(gè)掃描期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上扇束的角度的半掃描期間與該外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)，以重建圖像?？紤]到檢測(cè)各個(gè)投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的視角，對(duì)屬于在多個(gè)掃描其中之一期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)所被分組到其中的片斷之一的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行采樣。將屬于多個(gè)片斷的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)合并，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于在將該X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上扇束的角度的半掃描期間或者在360°的全掃描期間所檢測(cè)到的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。使用該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)重建的斷層圖像具有高時(shí)間分辨率，其對(duì)應(yīng)于圖17中所示時(shí)間t1、t2和t3中的最長(zhǎng)時(shí)間。也就是，當(dāng)將在一個(gè)掃描期間所獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)分組到片斷中時(shí)，該時(shí)間分辨率提高了。如圖18中所示，為了收集對(duì)應(yīng)于在360°全掃描期間所檢測(cè)到的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，即使當(dāng)從多個(gè)掃描期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中收集多個(gè)片斷時(shí)，時(shí)間分辨率也提高了。在步驟P8，當(dāng)使用在電影掃描期間通過(guò)該多陣列X射線檢測(cè)器所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建圖像時(shí)，如圖22中所示，通過(guò)執(zhí)行一個(gè)電影掃描來(lái)重建多個(gè)斷層圖像。當(dāng)采用三維圖像重建的時(shí)候，斷層圖像中的偽跡減少了。而且，可以重建表示位于該z軸任意位置上的相鄰之間具有任意間距的部分的任意數(shù)目的斷層圖像。而且，當(dāng)采用三維圖像重建時(shí)，如果使用z方向?yàn)V波器，就可以重建具有任意片層厚度的斷層圖像。相應(yīng)地，即使當(dāng)采樣屬于片斷的并且與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，或者從在多個(gè)掃描期間所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣屬于多個(gè)片斷的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可以提高時(shí)間分辨率。相應(yīng)地，可以重建具有高時(shí)間分辨率并且示出與該外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的多個(gè)斷層圖像，也就是三維斷層圖像。如圖23中所示，可以按時(shí)間順序地檢測(cè)投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且可以作為時(shí)間順序的三維斷層圖像來(lái)重建或顯示接續(xù)斷層圖像。特別地，當(dāng)使用多個(gè)片斷(三個(gè)片斷)來(lái)重建圖像時(shí)，每次都丟棄最舊的片斷數(shù)據(jù)并且采用一個(gè)新片斷數(shù)據(jù)，就重建了三維斷層圖像。于是，接續(xù)三維斷層圖像重建為該時(shí)間順序的三維斷層圖像。相應(yīng)地，可以作為該時(shí)間順序的三維斷層圖像顯示示出了對(duì)象的某個(gè)狀態(tài)或相位下的時(shí)間改變的接續(xù)三維斷層圖像。如圖24中所示，可以重建示出了與多個(gè)相位的外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)、也就是與圖24中的相位1至4同步的對(duì)象狀態(tài)的三維斷層圖像。而且，當(dāng)作為接續(xù)時(shí)間順序的三維圖像按時(shí)間順序重建并顯示示出了與該各個(gè)相位同步的對(duì)象狀態(tài)的接續(xù)三維斷層圖像時(shí)，就可以顯示示出了對(duì)象的狀態(tài)或相位的時(shí)間改變的接續(xù)三維圖像，也就是四維圖像(四維圖像顯示)。例如，當(dāng)按時(shí)間順序重建并顯示示出了與心跳同步的該心臟舒張和收縮的接續(xù)三維斷層圖像時(shí)，就可以作為時(shí)間順序的相位改變來(lái)觀察該心臟的舒張和收縮相位。當(dāng)重復(fù)按時(shí)間順序重建并顯示接續(xù)三維圖像時(shí)，可以重復(fù)地觀察該舒張和收縮。圖3的流程圖描繪了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該X射線CT設(shè)備100中為了重建圖像所執(zhí)行的操作。在步驟S1，首先該X射線管21和多陣列X射線檢測(cè)器24繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)。使用固定在該z方向上某個(gè)位置的該射線照相桌臺(tái)10的機(jī)架12執(zhí)行電影掃描。將在該z方向上桌臺(tái)的位置數(shù)據(jù)Ztable(view)添加到分別使用視角view、檢測(cè)器陣列號(hào)j、和通道號(hào)i標(biāo)識(shí)的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(view，j，i)。于是就獲取了X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)。特別地，當(dāng)將屬于多個(gè)片斷的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)合并或加權(quán)并求和時(shí)，采樣在各個(gè)定時(shí)所檢測(cè)到的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，使得鄰接片斷的部分是包含在兩個(gè)鄰接視圖中的相同投影數(shù)據(jù)，也就是在時(shí)間方向上重疊。如圖25中所示，將片斷的重疊部分乘以線性加權(quán)系數(shù)，并且求和所得到的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。相應(yīng)地，平滑地結(jié)合該片斷的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且限制了通過(guò)該結(jié)合數(shù)據(jù)表示的圖像部分中出現(xiàn)的偽跡。而且，如果應(yīng)該成像的對(duì)象區(qū)域不能通過(guò)使用設(shè)置在該z方向一個(gè)位置上的機(jī)架掃描該對(duì)象被覆蓋，那么就在該z方向上的多個(gè)位置與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步地執(zhí)行電影掃描。于是，可以擴(kuò)展該z方向上的射線照相范圍。此時(shí)，在一個(gè)電影掃描內(nèi)該z方向上射線照相范圍的兩端所執(zhí)行的掃描期間可以強(qiáng)化偽跡。在包含在通過(guò)在該z方向上的多個(gè)位置執(zhí)行電影掃描所獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)中的X射線束數(shù)據(jù)項(xiàng)當(dāng)中，采樣在相同方向上輻射并穿過(guò)構(gòu)成視野的象素的X射線的X射線束數(shù)據(jù)項(xiàng)、以及相反X射線的X射線束數(shù)據(jù)項(xiàng)，以重建三維圖像。在這種情況下，可以重建具有最小偽跡和噪聲的圖像。在步驟S2，預(yù)處理該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)D0(view，j，i)，并于是將其轉(zhuǎn)換為投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。如圖4中所述，該預(yù)處理包括步驟S21的偏移清零、步驟S22的算法轉(zhuǎn)換、步驟S23的X射線劑量修正、和步驟S24的靈敏度修正。在步驟S3，對(duì)該預(yù)處理的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D1(view，j，i)進(jìn)行射束硬化修正。在該射束硬化修正S3期間，假定已經(jīng)進(jìn)行過(guò)包括在步驟S2中的該靈敏度修正S24的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)是D1(view，j，i)，并且已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該射束硬化修正S3的數(shù)據(jù)項(xiàng)是D11(view，j，i)，該射束硬化修正S3例如通過(guò)如下多項(xiàng)式表示公式1D11(view，j，i)＝D1(view，j，i)·(B0(j，i)+(B1(j，i)·D1(view，j，i)+B2(j，i)·D1(view，j，i)2)此時(shí)，可以獨(dú)立于任何其它檢測(cè)器陣列所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)對(duì)每一檢測(cè)器陣列j所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)執(zhí)行該射束硬化修正。相應(yīng)地，數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的管電壓是一個(gè)射線照相條件，如果其有差別，那么就可以補(bǔ)償每一檢測(cè)器陣列的該X射線能量特征的差。在步驟S4，執(zhí)行z濾波器卷積，以對(duì)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該射束硬化修正的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D11(view，j，i)應(yīng)用z方向(陣列方向)的濾波。在步驟S4，對(duì)已經(jīng)在每一視角使用每一管電壓獲取的、并且已經(jīng)進(jìn)行過(guò)預(yù)處理和射束硬化修正的多陣列X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D11(ch，row)(其中ch的范圍從1至ch，row表示1至ROW)應(yīng)用在該陣列方向上的寬度對(duì)應(yīng)于五個(gè)陣列并且通過(guò)下面表示的濾波。(w1(ch)，w2(ch)，w3(ch)，w4(ch)，w5(ch))公式2其中應(yīng)該建立Σk=15(wk(ch)=1]]>修正的檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)D12(ch，row)表示如下公式3D12(ch,j)Σk=15(D11(ch,i-k-3)·Wk(ch))]]>附帶地，最大通道號(hào)應(yīng)該是CH，并且最大陣列號(hào)應(yīng)該是ROW。公式4D11(ch，-1)＝D11(ch，0)＝D11(ch，1)D11(ch，ROW)＝D11(ch，ROW+1)＝D11(ch，ROW+2)如果陣列方向?yàn)V波系數(shù)根據(jù)通道號(hào)變化，那么就可以根據(jù)到圖像重建的中心距離來(lái)控制片層厚度。通常，使用在該檢測(cè)器邊緣所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建的斷層圖像的片層厚度大于使用在其重建中心所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建的斷層圖像的片層厚度。因此，該陣列方向?yàn)V波系數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)是在該檢測(cè)器的中心還是在其邊緣檢測(cè)到的而變化。所確定的要應(yīng)用于在位于該檢測(cè)器中心附近的通道上檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的該陣列方向?yàn)V波系數(shù)的值具有較大的變化，并且所確定的要應(yīng)用于通過(guò)位于該檢測(cè)器邊緣上的通道檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的其值具有較小的變化。在這種情況下，該片層厚度幾乎是相同的，而與是使用在該檢測(cè)器的邊緣還是在其中心檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建斷層圖像無(wú)關(guān)。如上所述，如果根據(jù)該陣列方向?yàn)V波系數(shù)是應(yīng)用于在位于該多陣列X射線檢測(cè)器24中心的通道上所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)還是應(yīng)用于在位于其邊緣的通道上所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)控制它們，就可以根據(jù)是使用在該檢測(cè)器的中心還是在其邊緣所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建圖像來(lái)控制該片層厚度。當(dāng)使用該陣列方向?yàn)V波器將該片層厚度設(shè)置稍大的值，偽跡和噪聲都可以大大地減少。相應(yīng)地，可以控制減少偽跡或噪聲的程度。換言之，可以控制所重建的該三維斷層圖像的圖像質(zhì)量，也就是在該xy平面上所獲得的圖像質(zhì)量。根據(jù)另一實(shí)施例，確定該陣列方向(z方向)濾波系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)去卷積濾波。在這種情況下，可以重建小片層厚度的斷層圖像。在步驟S5，執(zhí)行重建函數(shù)卷積。具體地，對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行傅立葉變換，應(yīng)用重建函數(shù)，并然后進(jìn)行逆傅立葉變換。假定已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該z濾波卷積的數(shù)據(jù)項(xiàng)是D12，已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該重建函數(shù)卷積的數(shù)據(jù)項(xiàng)是D13，并且所要應(yīng)用的該重建函數(shù)是Kernel(j)，該重建函數(shù)卷積S5表示如下公式5D13(view，j，i)＝D12(view，j，i)*Kernel(j)即，該重建函數(shù)Kernel(j)可以獨(dú)立于任何其它檢測(cè)器陣列所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)每一檢測(cè)器陣列j所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行卷積。相應(yīng)地，可以補(bǔ)償每一檢測(cè)器陣列所產(chǎn)生的該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)的噪聲或分辨率特征差別。在步驟S6，對(duì)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)重建函數(shù)卷積的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D13(view，j，i)執(zhí)行三維背投，以產(chǎn)生背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D3(x，y)。由于本發(fā)明采用了該電影掃描方法，所以相對(duì)于垂直于該z軸的平面、也就是該xy平面重建三維圖像。此后，視野P應(yīng)該平行于該xy平面。后面將參照?qǐng)D5描述該三維背投。在步驟S7，對(duì)該背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D3(x，y，z)執(zhí)行包括圖像濾波卷積和CT編號(hào)轉(zhuǎn)換的后處理，以產(chǎn)生斷層圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)D31(x，y)。假定已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該三維背投的斷層圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)是D31(x，y，z)，已經(jīng)進(jìn)行過(guò)該圖像濾波卷積的數(shù)據(jù)項(xiàng)是D32(x，y，z)，并且圖像濾波器是Filter(z)，包括在該后處理中的該圖像濾波卷積表示如下公式6D32(x，y，z)＝D32(x，y，z)*Filter(z)由于該圖像濾波器可以獨(dú)立于任何其它檢測(cè)器陣列所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)每一檢測(cè)器陣列j所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行卷積，所以可以補(bǔ)償每一檢測(cè)器陣列所產(chǎn)生的該數(shù)據(jù)的噪聲或分辨率特征差別。然后根據(jù)所得到的該斷層圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)在該監(jiān)視器6上顯示斷層圖像。圖5是描述三維背投(圖4中的步驟S6)的流程圖。根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于垂直于該z軸的平面、也就是該xy平面重建三維圖像。視野P應(yīng)該平行于該xy平面。在步驟S61，選擇重建斷層圖像所需要的所有視圖其中之一(也就是將該x射線管旋轉(zhuǎn)360°或者180°的角度加上該扇束的角度所檢測(cè)到的視圖)，并且采樣與構(gòu)成該視野P的象素相關(guān)聯(lián)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr。如圖6a和圖6b中所示，假定該視野P是在行和列上有512個(gè)象素并且平行于該xy平面的方形場(chǎng)，并且象素線L0平行于該x軸并從點(diǎn)y＝0延伸，象素線L63從點(diǎn)y＝63延伸，象素線L127從點(diǎn)y＝127延伸，象素線L191從點(diǎn)y＝191延伸，象素線L255從點(diǎn)y＝255延伸，象素線L319從點(diǎn)y＝319延伸，象素線L383從點(diǎn)y＝383延伸，象素線L447從點(diǎn)y＝447延伸，并且象素線L511從點(diǎn)y＝511延伸。當(dāng)象素線L0至L511在x射線的傳輸方向上投影到該多陣列X射線檢測(cè)器24的表面上時(shí)，線T0至T511形成如圖7至所示。采樣形成線T0至T511的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)作為表示該象素線L0至L511的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr(view，x，y)。這里，x和y代表表示斷層圖像中每一象素的x和y坐標(biāo)。該X射線的傳輸方向使用該X射線管21中的焦點(diǎn)、每一象素、和該多陣列X射線檢測(cè)器24的幾何位置來(lái)確定。由于表示該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)的位置的z坐標(biāo)z(view)附給該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)，作為z方向上的直線桌臺(tái)移動(dòng)的位置數(shù)據(jù)Ztable(view)，即使當(dāng)在該旋轉(zhuǎn)器加速或減速期間獲取X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)D0(view，j，i)，也可以根據(jù)該焦點(diǎn)和該多陣列X射線檢測(cè)器的幾何設(shè)置精確地檢測(cè)該X射線傳輸?shù)姆较?。例如，如果線按照與通過(guò)將該象素線L0投影到該多陣列X射線檢測(cè)器24的表面上而形成的線T0相同的方式在該通道方向上部分從該多陣列X射線檢測(cè)器24出來(lái)，那么形成該線的投影數(shù)據(jù)Dr(view，j，i)設(shè)為0s。而且，如果線在z方向上從該多陣列X射線檢測(cè)器處理，那么外推丟失的數(shù)據(jù)Dr(view，j，i)。相應(yīng)地，如圖8中所示，采樣與構(gòu)成該視野P的象素相關(guān)聯(lián)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr(view，j，i)。返回參照?qǐng)D5，在步驟S62，將該投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr(view，j，i)乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)，以產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2(view，j，i)，同圖9中所示的相似。這里，下面將描述該錐束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)。通常，對(duì)于扇束圖像重建，假定連接該X射線管21中視角被設(shè)為view＝βa的焦點(diǎn)與視野P(xy平面)上滿足X射線束的中心軸Bc的象素g(x，y)的直線的角度是γ，并且相反視角為view＝βb，建立下面的關(guān)系βb＝βa+180°-2γ假定穿過(guò)該視野P上的象素g(x，y)的X射線束和該相反X射束滿足該視野P的角度是αa和αb，根據(jù)該角度將與該象素相關(guān)聯(lián)的投影數(shù)據(jù)乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb，并然后將其求和，以產(chǎn)生背投象素?cái)?shù)據(jù)D2(0，x，y)。公式7D2(0，x，y)＝ωa·D2(0，x，y)_a+ωb·D2(0，x，y)_b其中D2(0，x，y)_a代表使用視角被設(shè)為βa的該X射線管所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)，D2(0，x，y)_b代表使用視角被設(shè)為βb的該X射線管所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)。與相對(duì)射束相關(guān)聯(lián)的該錐束重建加權(quán)系數(shù)之和變?yōu)橐?，所示如下ωa+ωb＝1當(dāng)每一投影數(shù)據(jù)乘以該錐束重建加權(quán)系數(shù)ωa和ωb，并然后對(duì)其求和時(shí)，可以減少由于該錐束角度的偽跡。例如可以根據(jù)下面所提出的表達(dá)式來(lái)計(jì)算該錐束加權(quán)系數(shù)ωa和ωb。假定扇束角度的一半是γmax。ga＝f(γmax，αa，βa)gb＝f(γmax，αb，βb)xa＝2·gaq/(gaq+gbq)xb＝2·gbq/(gaq+gbq)ωa＝xa2·(3-2xa)ωb＝xb2·(3-2xb)其中q例如等于1。例如假定ga和gb代表分別提供更大max[]值的函數(shù)，它們表示如下公式9ga＝max·|tan(αa)|gb＝max·|tan(αb)|對(duì)于扇束圖像重建，將構(gòu)成視野P的象素乘以距離系數(shù)。假定從該X射線管21中的焦點(diǎn)到屬于該多陣列X射線檢測(cè)器24中的檢測(cè)器陣列j和通道i并且產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)Dr的檢測(cè)器元件的距離是r0，并且從該X射線管21中的焦點(diǎn)到該視野P上與該投影數(shù)據(jù)Dr相關(guān)聯(lián)的象素的距離是r1，該距離系數(shù)表示為(r1/r0)2。對(duì)于平行射束圖像重建，將構(gòu)成該視野P的象素單獨(dú)乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)w(i，j)。在步驟S63，如圖10中所示，將投影數(shù)據(jù)項(xiàng)D2(view，x，y)逐象素地加到已經(jīng)被預(yù)先清空的背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D3(x，y)。在步驟S64，對(duì)于需要重建斷層圖像的所有視圖(也就是使用旋轉(zhuǎn)360°或180°的角度加上扇束角度的該X射線管檢測(cè)到的視圖)，重復(fù)步驟S61至S63，以產(chǎn)生背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D3(x，y)，如圖10中所示。如圖11a和圖11b中所示，該視野P可以是圓形場(chǎng)。根據(jù)本發(fā)明所采用的X射線CT設(shè)備或其中實(shí)施本發(fā)明的X射線CT圖像重建方法，包括具有矩陣結(jié)構(gòu)并且通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示的二維平面X射線檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備執(zhí)行常規(guī)的(軸向)掃描或電影掃描。三維地顯示具有高時(shí)間分辨率或改進(jìn)圖像質(zhì)量的并且使用與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行重建的斷層圖像。或者，顯示具有高時(shí)間分辨率的并且使用與多個(gè)相位的外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行重建的三維斷層圖像。或者，顯示具有高時(shí)間分辨率的并且使用與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行重建的四維斷層圖像。作為圖像重建方法，可以采用基于已知Feldkamp技術(shù)的三維圖像重建方法，或者可以采用任何其它三維圖像重建方法。或者，可以采用二維圖像重建方法。根據(jù)本實(shí)施例，特別是當(dāng)執(zhí)行常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描時(shí)，由于將不同系數(shù)應(yīng)用于通過(guò)各個(gè)檢測(cè)器陣列檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的陣列方向(z方向)濾波器對(duì)該數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行卷積，根據(jù)片層厚度、偽跡和噪聲調(diào)節(jié)由于X射線錐束的角度不同所產(chǎn)生的圖像質(zhì)量的差異，以在各個(gè)檢測(cè)器陣列所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)上實(shí)現(xiàn)均勻的圖像質(zhì)量?？梢韵氲礁鞣N濾波系數(shù)。在任何情況下，可以得出與所描述的相同的優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)基于將本發(fā)明采用用于醫(yī)療用途的X射線CT設(shè)備的假設(shè)對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了描述。可替換地，本發(fā)明可以采用用于工業(yè)用途的X射線CT設(shè)備，或者任何其它形態(tài)的結(jié)合，諸如X射線CT-PET設(shè)備或X射線CT-SPECT設(shè)備。而且，已經(jīng)基于本發(fā)明采用生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的假設(shè)對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了描述。實(shí)際上，如果采用心跳信號(hào)，預(yù)計(jì)會(huì)有很大的優(yōu)點(diǎn)。而且，多個(gè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)可以是心跳信號(hào)和呼吸信號(hào)。在這種情況下，可以顯示示出心臟相位而不受到呼吸肺部運(yùn)動(dòng)影響的三維圖像，或者可以顯示連續(xù)地示出該心臟相位的時(shí)間順序改變的四維圖像(四維圖像顯示)。不脫離本發(fā)明的精神和范圍，可以構(gòu)造出本發(fā)明的許多廣泛的不同實(shí)施例。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于該說(shuō)明書中所描述的特定實(shí)施例，而按照所附的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。圖1100X射線CT設(shè)備1操作者控制臺(tái)6監(jiān)視器2輸入裝置3中央處理單元5數(shù)據(jù)收集緩沖器7存儲(chǔ)器裝置20掃描器機(jī)架15旋轉(zhuǎn)器21X射線管23準(zhǔn)直器23X射線控制器26旋轉(zhuǎn)器控制器12支架24多陣列X射線檢測(cè)器29控制單元30滑環(huán)27掃描器機(jī)架傾斜控制器10射線照相桌臺(tái)31接口，通過(guò)其接收外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)同步信號(hào)或多個(gè)生物醫(yī)學(xué)同步信號(hào)圖221X射線管焦點(diǎn)X射線束(錐束)檢測(cè)器表面旋轉(zhuǎn)中心24多陣列X射線檢測(cè)器P視野通道方向圖3開(kāi)始S1獲取數(shù)據(jù)S2執(zhí)行處理S3執(zhí)行射束硬化修正S4執(zhí)行z濾波器卷積S5執(zhí)行重建函數(shù)卷積S6執(zhí)行三維背投S7執(zhí)行后處理結(jié)束圖4步驟S2開(kāi)始S21執(zhí)行偏移清零S22執(zhí)行算法轉(zhuǎn)換S23執(zhí)行X射線劑量修正S24執(zhí)行靈敏度修正結(jié)束圖5步驟S6開(kāi)始三維背投S61采樣與構(gòu)成視野P的各個(gè)象素相關(guān)聯(lián)的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)DrS62將投影數(shù)據(jù)項(xiàng)Dr乘以錐束重建加權(quán)系數(shù)，從而產(chǎn)生背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D2S63將背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D2逐象素地加到背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D3上S64背投數(shù)據(jù)項(xiàng)D2已經(jīng)加到包括在重建圖像所需要的所有視圖中的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)上了嗎？結(jié)束圖6(a)21X射線管P視野(XY平面)原點(diǎn)圖6(b)21X射線管P視野XY平面旋轉(zhuǎn)軸Z軸24多陣列X射線檢測(cè)器圖724多陣列X射線檢測(cè)器檢測(cè)器陣列方向通道方向圖8視野圖9視野圖11(a)21X射線管P視野圖11(b)21X射線管XZ平面旋轉(zhuǎn)軸Z軸24多陣列X射線檢測(cè)器圖12螺旋掃描對(duì)象圖13使用在螺旋半掃描(180°+扇束角度)期間與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的片斷所執(zhí)行的圖像重建外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)投影數(shù)據(jù)掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)180°+扇束角度圖14使用對(duì)應(yīng)于在螺旋半掃描(180°+扇束角度)期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)投影數(shù)據(jù)將要獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的片斷掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)180°+扇束角度圖15使用對(duì)應(yīng)于在螺旋全掃描(360°)期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的四個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)投影數(shù)據(jù)將要獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的片斷掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)圖16使用在電影半掃描(180°+扇束角度)期間與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步獲取的一個(gè)片斷所執(zhí)行的圖像重建電影掃描21X射線管對(duì)象24多陣列X射線檢測(cè)器外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)投影數(shù)據(jù)掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)180°+扇束角度圖17使用對(duì)應(yīng)于在電影半掃描(180°+扇束角度)期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的三個(gè)片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)所執(zhí)行的圖像重建外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)其數(shù)據(jù)項(xiàng)被獲取的一個(gè)片斷掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器180°+扇束角度180°+扇束角度180°+扇束角度180°+扇束角度圖18使用對(duì)應(yīng)于在電影全掃描(360°)期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)的四個(gè)片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)所執(zhí)行的圖像重建外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)其數(shù)據(jù)項(xiàng)被獲取的一個(gè)片斷掃描器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)器一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)圖19接收同步相位的外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的方法外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的脈沖大約1秒外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)時(shí)間例如，可以輸入r1＝40(％)或r2＝70(％)形式的百分比?；蛘撸梢暂斎雛1＝400(ms)或r2＝700(ms)形式的時(shí)間。圖20同步外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的相位、和切換X輻射的啟動(dòng)與終止或者增加與減少X射線劑量外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)X輻射的啟動(dòng)(ON)與終止(OFF)時(shí)間X輻射X輻射X輻射X輻射時(shí)間X射線劑量的增加與減少管電流高功率低功率時(shí)間圖21與外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的電影掃描控制順序開(kāi)始步驟P1測(cè)量外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的周期T步驟P2根據(jù)周期T將以百分比形式輸入的同步相位定時(shí)r1和r2(參見(jiàn)圖19)轉(zhuǎn)換成絕對(duì)時(shí)間R1和R2(ms)步驟P3在為電影掃描的預(yù)處理結(jié)束之后，等待外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)步驟P4在輸入外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)之后等待時(shí)間消逝r1(ms)或R1(ms)，并啟動(dòng)X輻射或?qū)輻射設(shè)為高功率模式步驟P5在輸入外部同步信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)之后等待時(shí)間消逝r2(ms)或R2(ms)，并終止X輻射或?qū)輻射設(shè)為低功率模式步驟P6已經(jīng)獲取了屬于所需數(shù)目的片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)嗎？步驟P7重建圖像步驟P8顯示圖像步驟P9已經(jīng)通過(guò)執(zhí)行所需數(shù)目的電影掃描獲取了數(shù)據(jù)項(xiàng)嗎？結(jié)束圖22使用在電影掃描期間通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器24所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建斷層圖像X射線管斷層圖像24多陣列X射線檢測(cè)器圖23使用與信號(hào)同步獲取的并且與在電影半掃描期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的三個(gè)片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建接續(xù)圖像或時(shí)間順序的三維斷層圖像外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)投影數(shù)據(jù)時(shí)間時(shí)刻T1時(shí)間時(shí)刻T2180°+扇束角度180°+扇束角度在時(shí)間時(shí)刻T1所檢測(cè)到的示出了對(duì)象狀態(tài)的三維圖像在時(shí)間時(shí)刻T2所檢測(cè)到的示出了對(duì)象狀態(tài)的三維圖像時(shí)間順序連續(xù)顯示圖24使用與相位同步獲取的并且與在電影半掃描期間所獲取的數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的三個(gè)片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)重建時(shí)間順序的三維斷層圖像X射線的輸出X輻射X輻射X輻射X輻射時(shí)間外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)時(shí)間時(shí)刻T0時(shí)間時(shí)刻T1時(shí)間時(shí)刻T2時(shí)間時(shí)刻T3相位1相位2相位3相位4180°+扇束角度180°+扇束角度時(shí)間時(shí)刻2相位1時(shí)間時(shí)刻T1相位1時(shí)間時(shí)刻T1相位2時(shí)間時(shí)刻T1相位3時(shí)間時(shí)刻T1相位4示出了在時(shí)間時(shí)刻T1與相位1同步檢測(cè)到的對(duì)象狀態(tài)的三維圖像示出了在時(shí)間時(shí)刻T1與相位2同步檢測(cè)到的對(duì)象狀態(tài)的三維圖像示出了在時(shí)間時(shí)刻T1與相位3同步檢測(cè)到的對(duì)象狀態(tài)的三維圖像示出了在時(shí)間時(shí)刻T1與相位4同步檢測(cè)到的對(duì)象狀態(tài)的三維圖像示出了在時(shí)間時(shí)刻T2與相位1同步檢測(cè)到的對(duì)象狀態(tài)的三維圖像心臟收縮舒張收縮舒張圖25加權(quán)投影每一片斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)外部同步信號(hào)或?qū)ο蟮纳镝t(yī)學(xué)信號(hào)時(shí)間時(shí)刻T1時(shí)間時(shí)刻T2時(shí)間時(shí)刻T3時(shí)間時(shí)刻T4投影數(shù)據(jù)180°+扇束角度180°+扇束角度在T1所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)在T2所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)在T3所檢測(cè)到的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)通過(guò)對(duì)片斷的重疊部分進(jìn)行加權(quán)與求和對(duì)它們進(jìn)行合并應(yīng)用于在T1所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的加權(quán)系數(shù)應(yīng)用于在T2所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的加權(quán)系數(shù)應(yīng)用于在T3所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)項(xiàng)的加權(quán)系數(shù)視圖視圖視圖180°+扇束角度。權(quán)利要求1.一種X射線CT設(shè)備，包括X射線數(shù)據(jù)獲取裝置，用于旋轉(zhuǎn)X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器，其通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示，并且關(guān)于位于該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的旋轉(zhuǎn)中心與X射線產(chǎn)生器相對(duì)，以檢測(cè)X射線，從而獲取由躺在該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的對(duì)象所傳輸?shù)腦射線的X射線投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；圖像重建裝置，用于使用由該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置所獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像；圖像顯示裝置，用于顯示所重建的該斷層圖像；外部信號(hào)輸入裝置，用于接收外部輸入信號(hào)；以及相位數(shù)據(jù)輸入裝置，用于達(dá)到與該外部同步信號(hào)的同步；其中該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲取的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與該外部輸入信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，并重建圖像。2.一種X射線CT設(shè)備，包括X射線數(shù)據(jù)獲取裝置，用于旋轉(zhuǎn)X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器，其通過(guò)多陣列X射線檢測(cè)器或平板X射線檢測(cè)器表示，并且關(guān)于位于該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的旋轉(zhuǎn)中心與X射線產(chǎn)生器相對(duì)，以檢測(cè)X射線，從而獲取由躺在該X射線產(chǎn)生器和二維X射線平面檢測(cè)器之間的對(duì)象所傳輸?shù)腦射線的X射線投影數(shù)據(jù)項(xiàng)；圖像重建裝置，用于使用由該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置所獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)重建圖像；圖像顯示裝置，用于顯示所重建的該斷層圖像；生物醫(yī)學(xué)信號(hào)輸入裝置，用于接收生物醫(yī)學(xué)信號(hào)；以及相位數(shù)據(jù)輸入裝置，用于達(dá)到與該生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的同步；其中該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲取的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，并重建三維圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲取的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，使得該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)于在將該X射線產(chǎn)生器旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束角度的電影掃描期間所獲取的那些X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且重建圖像。4.根據(jù)任何權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲取的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的多個(gè)片斷的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，將從該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)結(jié)合或加權(quán)并求和，使得獲取該X射線數(shù)據(jù)項(xiàng)的視角達(dá)到180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束角度或者360°，并且重建圖像。5.根據(jù)任何權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置從在電影掃描期間所獲取的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與多個(gè)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而重建圖像。6.根據(jù)任何權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該X射線數(shù)據(jù)獲取裝置優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度，使得當(dāng)從在電影掃描期間所獲得的那些數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的某個(gè)相位同步獲取的X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，如果限制在執(zhí)行一次數(shù)據(jù)獲取期間的時(shí)間寬度的時(shí)間分辨率，可以通過(guò)較少次數(shù)地旋轉(zhuǎn)該數(shù)據(jù)獲取設(shè)備而獲得該X射線檢測(cè)器數(shù)據(jù)項(xiàng)。7.根據(jù)任何權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置在圖像重建期間對(duì)投影數(shù)據(jù)應(yīng)用z方向?yàn)V波器，使得將要重建的斷層圖像的片層厚度是任意片層厚度，其在該圖像重建的中央比在陣列方向也就是該多陣列X射線檢測(cè)器的z方向上的寬度大。8.根據(jù)任何權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置在完成圖像重建之后對(duì)圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)用z方向?yàn)V波器，使得將要重建的斷層圖像的片層厚度是任意片層厚度，其在該圖像重建的中央比陣列方向也就是該多陣列X射線檢測(cè)器的z方向上的寬度大。9.根據(jù)任何權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置重建圖像，使得將要重建的斷層圖像的片層位置是不同于其上有旋轉(zhuǎn)中心的z軸上構(gòu)成該多陣列X射線檢測(cè)器的每一檢測(cè)器陣列的中心位置之前位置的任意位置。10.根據(jù)任何權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的X射線CT設(shè)備，其中該圖像重建裝置重建圖像，使得將要重建的斷層圖像的片層間間距是不同于其上有旋轉(zhuǎn)中心的z軸上構(gòu)成該多陣列X射線檢測(cè)器的檢測(cè)器陣列的相鄰檢測(cè)器陣列之間間距的任意間距。全文摘要當(dāng)包括二維X射線平面檢測(cè)器的X射線CT設(shè)備執(zhí)行常規(guī)(軸向)掃描或電影掃描時(shí)，從在一個(gè)掃描或多個(gè)掃描期間所獲取的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)中采樣與外部信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步檢測(cè)到的多個(gè)片斷的投影數(shù)據(jù)項(xiàng)。對(duì)應(yīng)于在將X射線管旋轉(zhuǎn)180°的角度加上落到該檢測(cè)器上的扇束角度的半掃描期間或者在360°的全掃描期間所獲取的那些投影數(shù)據(jù)項(xiàng)被用來(lái)重建三維圖像。于是，顯示具有高時(shí)間分辨率的三維斷層圖像。而且，可以作為四維圖像顯示示出了與各個(gè)相位的外部信號(hào)或生物醫(yī)學(xué)信號(hào)同步的對(duì)象狀態(tài)的接續(xù)三維顯示圖像。文檔編號(hào)G06T11/00GK1883391SQ20061009082公開(kāi)日2006年12月27日申請(qǐng)日期2006年6月26日優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日發(fā)明者西出明彥,今井靖浩,萩原明申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司