CN1442116A - X－射线ct设备和控制它的方法 - Google Patents
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Abstract
为了确定X－射线管的位置距预定位置的偏移并基于所确定的偏移校正轴向投影数据D1和像素投影数据D2，通过使用X－射线焦点2102和检测器2103并通过如下的方式可以获得适当的轴向投影数据D1：使用通过检测从X－射线焦点2102发射出的并经过点2104的X－射线的通道获得的投影数据D0确定在点2104上的轴向投影数据D1，以及在x－轴的(+)－方向上将所确定的轴向投影数据D1移动距离DIS1。在另一方面，取y＝Ye/2(y＝r1－r2)作为实例，并且在通过X－射线焦点2102和检测器2103确定在y＝r1－r2上的适当的像素投影数据D2时，可以类似地实施偏移校正处理，即在x－轴的(+)－方向上将在点2106上的像素投影数据D2移动在两点2106和2107之间的距离DIS2(即偏移)。
Description
发明领域
本发明涉及X-射线CT设备和控制它的方法。
发明背景
当前的主流的X-射线CT设备实施滤波反向投影技术，这种技术包括数据采集、预处理、滤波、反向投影处理以及后处理的过程以重构图像。
例如在日本专利申请公开No.H8-187241和美国专利No.5,414,622中公开了常规的反向投影处理。
在这种反向投影处理中，计算通过由视角view和检测器通道ch所表示的扇形束所获得的投影数据D0(view，ch)以将投影数据D0(view，ch)投影在构成重构区的像素的坐标(x，y)上以确定像素投影数据D2(x，y)，并将在图像重构中使用的所有视图的像素投影数据D2(x，y)相加以确定反向投影数据D3(x，y)。
然而，确定反向投影数据D3(x，y)的常规方法经常使用反正切(arctan)查询表LUT以加快确定从X-射线焦点到重构平面的距离的计算。这时，假设在X-射线焦点和X-射线检测器之间的位置关系处于适当的对准；具体地说，X-射线焦点位于弧形X-射线检测器的中线(或者，如果应用1/4通道移位，则中线移动1/4通道)。附图20所示为其位置关系处于适当的对准的X-射线焦点和X-射线检测器。
在附图20中，参考标号2000表示X-射线焦点；2001表示X-射线检测器；2001a和2001b表示X-射线检测器2001的基准通道；以及2002a和2002b表示照射到基准通道2001a和2001b上的X-射线。
基准通道2001a和2001b是在这些X-射线检测器2001中的端部上的通道，它们检测从X-射线焦点2000发射的但不经过对象的X-射线。如果2001a和2001b检测到了相同量的X-射线，则X-射线焦点2000的位置和X-射线检测器2001的位置都被认为适当地对准。同时，X-射线2002a的长度(从X-射线焦点2000至基准通道2002a的直线距离)等于X-射线2002b的长度(从X-射线焦点2000至基准通道2002b的直线距离)。但是，这种对准麻烦且难以精确地实现。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种X-射线CT设备和控制它的方法，包括确定X-射线管距预定位置的位置偏移和基于所确定的偏移校正轴向投影数据D1或像素投影数据D2。
为实现本发明的目的，本发明的X-射线CT设备例如具有如下的配置。
具体地说，X-射线CT设备包括：具有发射X-射线的X-射线管和检测由所说的X-射线管发射的X-射线的检测器的台架，所说的台架输出对应于由所说的检测器所检测的X-射线量并由所说的检测器的视角和通道表示的投影数据D0；以及具有由轴向投影数据/像素投影数据计算装置的操作台，该轴向投影数据/像素投影数据计算装置通过将由所说的台架获得的所说的投影数据D0投影到在重构区中的基准轴上来确定轴向投影数据D1，以及通过将所说的轴向投影数据D1投影到构成所说的重构区的像素的坐标上来进一步确定像素投影数据D2，所说的操作台通过将由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置确定的在图像重构中所使用的所有的视图的所说的像素投影数据D2相加来确定反向投影数据D3，以及所说的CT设备的特征在于包括：获得表示所说的X-射线管的位置偏离预定位置的偏移量的信息的偏移量测量装置；以及使用由所说的偏移量测量装置所获得的表示偏移量的信息校正由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置所确定的轴向投影数据D1或像素投影数据D2的校正装置。
此外，为实现本发明的目的，本发明的控制X-射线CT设备的方法例如包括如下配置。
具体地说，提出了一种控制X-射线CT设备的方法，该X-射线CT设备包括：具有发射X-射线的X-射线管和检测由所说的X-射线管发射的X-射线的检测器的台架，所说的台架输出对应于由所说的检测器所检测的X-射线量并由所说的检测器的视角和通道表示的投影数据D0；以及具有由轴向投影数据/像素投影数据计算装置的操作台，该轴向投影数据/像素投影数据计算装置通过将由所说的台架获得的所说的投影数据D0投影到在重构区中的基准轴上来确定轴向投影数据D1，以及通过将所说的轴向投影数据D1投影到构成所说的重构区的像素的坐标上来进一步确定像素投影数据D2，所说的操作台通过将由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置确定的在图像重构中所使用的所有的视图的所说的像素投影数据D2相加来确定反向投影数据D3，该方法的特征在于包括如下的步骤：获得表示所说的X-射线管的位置偏离预定位置的偏移量的信息的偏移量测量步骤；以及使用在所说的偏移量测量步骤中所获得的表示偏移量的信息校正在所说的轴向投影数据/像素投影数据计算步骤中所确定的轴向投影数据D1或像素投影数据D2的校正步骤。
根据本发明，即使X-射线管的位置偏离了预定的位置，使用该偏移量也能够校正通过X-射线管和检测器所获得的轴向投影数据D1和像素投影数据D2。
通过如在附图中所示的本发明的优选实施例的描述，将会清楚本发明的进一步目的和优点。
附图简述
附图1所示为根据本发明第一实施例的X-射线CT设备的基本配置的方块图。
附图2所示为存储在存储装置7中的查询表31的原理图。
附图3所示为存储在存储装置7中的查询表32的原理图。
附图4所示为X-射线管100的总体的操作流程的流程图。
附图5所示为反向投影处理(步骤S4)的详细流程的流程图。
附图6所示为解释在步骤S53中的处理的附图。
附图7所示为解释轴向投影数据D1(view，0)的位置的附图。
附图8所示为解释轴向投影数据D1(view，Pe)的位置的附图。
附图9所示为解释在步骤S54中的处理的附图。
附图10所示为在存储装置7中的像素投影数据存储部分70的原理图。
附图11所示为解释在步骤S56中的处理的附图。
附图12所示为解释在步骤S59中的处理的附图。
附图13所示为在存储装置7中的像素投影数据存储部分70的原理图。
附图14所示为根据本发明的第二实施例的反向投影处理的流程图。
附图15所示为根据本发明的第二实施例的反向投影处理的流程图。
附图16所示为在存储装置7中的第一像素投影数据存储部分71的原理图。
附图17所示为在存储装置7中的第二像素投影数据存储部分72的原理图。
附图18所示为解释将在第二像素投影数据存储部分72中的数据旋转90°的处理的附图。
附图19所示为查询表31′的原理图。
附图20所示为X-射线焦点和X-射线检测器具有适当的对准位置关系的附图。
附图21所示为在使用具有与检测器不对准的位置关系的X-射线管(X-射线焦点)时解释确定适当的反向投影数据D3和轴向投影数据D1的方法的原理图。
附图22所示为计算DIS1和DIS2的方法的附图。
附图23所示为确定r1和r2的附图。
附图24所示为解释获得Δd的实例性方法的附图。
附图25所示为解释设定中心针(pin)的方法的附图。
本发明的详细描述
现在将参考附图详细描述根据优选实施例的本发明。
附图1所示为根据本发明的第一实施例X-射线CT设备的基本配置的方块图。X-射线CT设备100包括操作台1、床装置10和台架20。
操作台1包括接收操作员的输入的输入装置2、执行将在下文中描述的反向投影处理等的中央处理设备3、与床装置10和台架20进行控制信号等的通信的控制接口4、采集在台架20获得的投影数据D0的数据采集缓冲器5、显示由投影数据D0所重构的X-射线CT图像(X-射线断层图像)的CRT6和存储程序、数据和X-射线CT图像的存储装置7。
床装置10包括将对象放置在其上并将对象输送到台架20的孔(内部腔体部分)中/从孔中送出的托架12。托架12由并入在床装置10中的马达驱动。
台架20包括X-射线管21、X-射线控制器22、准直器23、检测器24、DAS(数据采集***)25和使X-射线管2等绕对象的身体轴线旋转的旋转控制器26。
附图2所示为存储在存储装置7中的查询表31的原理图。
在查询表31中，事先存储在-45°≤view＜45°的视角范围内在每个视角view的投影轴(基准轴)上的轴向投影数据D1的坐标pt和确定轴向投影数据D1(view，pt)的投影数据D0的地址(即，通道索引ch(pt))和插值系数k1(pt)和k2(pt)。
符号Δview是视角的步进角(即，在相邻视图的视角差值)。符号Pe是pt的最大值，下文参考附图6描述它。
附图3所示为存储在存储装置7中的查询表32的原理图。
在查询表32中，事先计算并在查询表LUT中存储如下的数据：在-45°≤view＜45°的视角范围内每个视角view的视图的像素投影数据D2的y-坐标、作为从一个轴向投影数据D1中确定一个像素投影数据D2(y，x)的参数的距离系数R(y)、采样间距Δpt、采样点数str_pt、开始地址str_x和结束地址end_x。这些参数将在下文中参考附图11描述。符号Ye是在重构区Rf中的y-坐标的最大值，如附图11所示。
附图4所示为X-射线管100的总体操作流程的流程图。在步骤S1中，在使X-射线管21和检测器24绕要成像的对象旋转的同时采集由视角view和检测器通道ch表示的投影数据D1(view，ch)。
在步骤S2中，对投影数据D0(view，ch)执行预处理(例如，偏移校正、DAS增益校正和灵敏度校正)。
在步骤S3中，对经预处理的投影数据D0(view，ch)执行滤波。具体地说，对该数据执行傅立叶变换、滤波(受重构函数的控制)和反向傅立叶变换。
在步骤S4中，对经滤波的投影数据D0(view，ch)执行反向投影处理(将在下文中描述)以确定反向投影数据D3(x，y)。下文参考附图5描述反向投影处理。
在步骤S5中，对反向投影数据D3(x，y)执行后处理(Ring Fix，IBO、ANR)以产生CT图像。
附图5所示为反向投影处理(步骤S4)的详细流程的流程图。
在步骤S51中，从在图像重构中所需的多个视图中抽取一个视角view作为感兴趣的视角。
在步骤S52中，如果感兴趣的视角view是-45°≤view＜45°或者135°≤view＜225°，则过程进行到S53；否则(即，如果它是45°≤view＜135°或者225°≤view＜315°)，则进行到步骤S56。
在步骤S53中，查阅对应于视角view的查询表31，首先从通道索引ch(pt)获得对应于Pt＝0的通道索引ch(0)，然后检索经滤波的投影数据D0(view，ch(0)+1)和D0(view，ch(0))。此外，从k1(pt)和k2(pt)中读出插值系数k1(0)和k2(0)。然后，根据下式计算轴向投影数据D1(view，0)并存储在存储装置7中：
D1(view，0)＝k1(0)×D0(view，ch(0)+1)+k2(0)×D0(view，ch(0)).
对于某一pt如果ch(pt)没有定义，则跳过这个pt并取下一pt。
此外，对于135°≤view＜225°，查阅对应于视角view＝view-180的查询表31。
附图6所示为解释在步骤S53中的处理的附图。步骤S53对应于如下的计算：从在对应于检测器24的弧形的弧形几何位置排列的投影数据D0(view，ch)中确定沿投影轴排列的轴向投影数据D1(view，pt)，该投影轴由平行于x-轴方向并经过等角点IC的直线y＝Ye/2所表示。
轴向投影数据D1(view，0)的位置限定在视角view＝45-Δview，如附图7所示。注意，在扇形束的方向与y-轴方向平行时view＝0°，步进视角由Δview表示。
轴向投影数据D1(view，Pe)的位置确定在视角view＝-45°，如附图8所示。注意，在此检测器24具有1,000个通道。
从附图6-8中可看出，一个视图具有包含在扇形束中的投影轴部分和没有包含在扇形束中的投影轴部分。对于对应于没有包含在扇形束中的投影轴部分的pt，在查询表31中没有设置ch(pt)的值。
返回附图5，在步骤S54中，查阅对应于视角view的查询表32，首先获得对于y＝0时的Δpt、str_pt和str_x，并设置x＝str_x，然后从存储装置7中检索轴向投影数据D1(view，str_pt)。此外，读出变换系数R(y)。然后，根据下式计算像素投影数据D2(view，str_x，0)：
D2(view，str_x，0)＝R(0)×D1(view，str_pt).
将该数据加给存储在存储装置7中的D2(x，y)：
D2(str_x，0)＝∑D2(view，str_x，0)，其中，∑表示对view进行求和。类似地，根据下式对于x＝str_x+1-end_x，计算像素投影数据D2(view，x，0)，并将其加给存储在存储装置7中的像素投影数据D2(x，0)：
D2(view，x，0)＝R(0)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，和
D2(x，0)＝∑D2(view，x，0)，其中，∑表示对view进行求和。接着，根据下式对于y＝1-Ye，类似地计算像素投影数据D2(view，x，y)，并将其加给存储在存储装置7中的像素投影数据D2(x，y)：
D2(view，x，y)＝R(0)×D1(view，str_pt+(x-str_x)×Δpt)，和
D2(x，y)＝∑D2(view，x，y)，其中，∑表示对view进行求和。对于135°≤view＜225°，查阅对应于视角view＝view-180°的查询表32。
附图9所示为解释在步骤S54中的处理的附图。从在投影轴y＝Ye/2上的轴向轴向投影数据D1中沿平行于x-轴的直线计算像素投影数据D2，对Y＝0-Ye重复这种过程。
附图10所示为在存储装置7中的像素投影数据存储部分70的原理图。像素投影数据D2沿平行于x-轴的直线相加，并对Y＝0-Ye重复这种过程。
返回到附图5，在步骤S55中，如果对在图像重构中所需的所有的视图还没有重复步骤S51-S59，则过程返回到步骤S51；以及如果对在图像重构中所需的所有的视图已经重复了步骤S51-S59，则过程进行到步骤S62。
在步骤S56中，如果视角落在45°≤view＜135°内，则查阅对应于视角view＝view-90°的查询表31，如果视角落在225°≤view＜315°内，则查阅对应于视角view＝view-270°的查询表31。然后，对于pt＝0-Pe，根据下式与步骤S53类似地计算轴向投影数据D1(view，pt)：
D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt)).
对于某一pt如果ch(pt)没有确定，则跳过这个pt并取下一pt。
附图11所示为解释在步骤S56中的处理的附图。步骤S56对应于如下的计算：从在对应于检测器24的弧形的弧形几何位置排列的投影数据D0(view，ch)中确定沿投影轴排列的轴向投影数据D1(view，pt)，该投影轴由平行于y-轴方向并经过等角点IC的直线x＝Xe/2所表示。
返回到附图5，在步骤S59中，如果视角落在45°≤view＜135°内，则查阅对应于视角view＝view-90°的查询表32，如果视角落在225°≤view＜315°内，则查阅对应于视角view＝view-270°的查询表32。这时，将y解释为x，R(y)解释为R(x)，str_x解释为str_y，以及将end_x解释为end_y，对于x＝0-x＝Xe和y＝str_y-end_y，根据下式，计算像素投影数据D2(view，x，y)并将其加给存储在存储装置7中的像素投影数据D2(x，y)：
D2(view，x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(y-str_y)×Δpt)，和
D2(x，y)＝∑D2(view，x，y)，其中，∑表示对view进行求和。附图12所示为解释在步骤S59中的处理的附图。从在投影轴x＝Xe/2上的轴向投影数据D1中沿平行于y-轴的直线计算像素投影数据D2，对x＝0-Xe重复这种过程。
附图13所示为在存储装置7中的像素投影数据存储部分70的原理图。像素投影数据D2沿平行于y-轴的直线相加，并对x＝0-Xe重复这种过程。
返回到附图5，在步骤S62中，在像素投影数据存储部分70中采集的数据作为反向投影数据D3(x，y)输出。然后反向投影处理终止。
根据如上文所述的反向投影处理，可以简化并加速反向投影处理。此外，仅需要一个像素投影数据存储部分70，虽然在步骤S59中需要参数的解释。
通过上文所述的处理，可以简化并加速反向投影处理。此外，仅需要一个像素投影数据存储部分70，虽然在步骤S59中需要参数的解释。
一般地，安装在台架上的X-射线管是消耗性的，因此自然需要更换。这时，使用具有相同规格的X-射线管来更换，但是由于在制造阶段的变化需要对齐X-射线管产生X-射线的位置(焦点位置)的对准工作。
但是，如果通过某些装置检测位置的偏移量，并且使用检测的结果来调节上述的像素投影处理和轴向投影处理(用于确定轴向投影数据D1)的参数，则可以获得轴向投影数据D1和像素投影数据D2以重构X-射线断层图像，而偏移量被吸收。
因此，对与在获得轴向投影数据D1和像素投影数据D2的过程中偏移量的检测相关的方法以及调节像素投影处理和轴向投影处理的方法进行描述(在下文中这些方法一起称为偏移校正方法)。
偏移校正方法
附图21所示为解释在使用与检测器具有不对准的位置关系的X-射线管(X-射线焦点)时确定适当的像素投影数据D2和轴向投影数据D1的方法的原理的附图。正如在此所使用，适当的像素投影数据D2和轴向投影数据D1参考基于由与检测器具有适当的对准的位置关系的X-射线焦点和检测器所获得的投影数据D0确定的数据。
在附图21中，参考符号Rf表示前述的重构区。此外，将重构区Rf的中心定义为原点O，如图所示地定义x-和y-轴。在附图21中，参考标号2101表示与检测器2103具有适当的对准的位置关系的X-射线焦点A，2101表示与检测器2103具有不对准的位置关系的X-射线焦点A；以及X-射线焦点2102的位置处于从X-射线焦点2101的位置偏移Δd，垂直于中心线AO。参考标号2101a表示从X-射线焦点2101朝在检测器2103中的感兴趣的通道2103a发射的X-射线，参考标号2102a表示从X-射线焦点2102朝在检测器2103中的感兴趣的通道2103a发射的X-射线。
由于从与检测器2103具有适当的对准的位置关系的X-射线焦点2101朝感兴趣的通道2103a发射的X-射线2101a在点2104上与x-轴相交，因此从通过感兴趣的通道2103a获得的投影数据D0中确定的轴向投影数据D1表示点2104。(将在较早时已描述了确定轴向投影数据D1的方法)
在另一方面，由于从与检测器2103具有不对准的位置关系的X-射线焦点2102朝感兴趣的通道2103a发射的X-射线2102a在点2103上与x-轴相交，因此从通过感兴趣的通道2103a获得的投影数据D0中确定的轴向投影数据D1表示点2105。(在较早时已描述了描述确定轴向投影数据D1的方法)
但是，通过感兴趣的通道2103a所获得的适当的轴向投影数据D1必须表示点2104。因此，在这种情况下为从通过X-射线焦点2102和检测器2103获得的投影数据D0中确定适当的轴向投影数据D1，需要一种偏移校正处理，这种处理以在点2105上的轴向投影数据D1替换在点2104上的轴向投影数据D1(换句话说，这种处理在x-轴的(+)-方向上将在点2104上的轴向投影数据D1移动在点2104和2105之间的距离DIS1(即，偏移))。
因此，为通过X-射线焦点2102和检测器2103确定适当的轴向投影数据D1，需要实施这样的一种处理，使用通过检测从X-射线焦点2102发射的并经过点2104的X-射线的通道所获得的投影数据，这种处理确定在点2104上的轴向投影数据D1，并在x-轴的(+)-方向上将所确定的轴向投影数据D1移动距离DIS1。这时，也必需事先确定距离DIS1。
在另一方面，以y＝Ye/2(y＝r1-r2)为例，并且在通过X-射线焦点2102和检测器2103确定在y＝r1-r2上的适当的像素投影数据D2时，类似地，也需要一种在x-轴的(+)-方向上将在点2106上的像素投影数据D2移动在点2106和2107之间的距离DIS2(即偏移)的偏移校正处理。这时，也必需确定距离DIS2。r1和r2的定义如附图23所示。
现在参考附图22描述确定距离DIS1和DIS2的方法(即，确定偏移的方法)。附图22所示为解释确定距离DIS1和DIS2的方法，在这种方法中以类似的参考标号表示与在附图21中的部分类似的部分。在附图22中，参考标号2201表示连接检测器2103的中点和X-射线焦点2102的附加线。参考符号β表示在y-轴和附加线2201之间形成的角度，通过台架旋转部分的控制***从台架旋转马达的编码器信号的零旋转位置中可获得这个角度。X-射线焦点2102的位置与X-射线焦点2101的位置偏离垂直于中心线AO的小距离Δd，通过将X-射线焦点2101和2102与附加线2201连接的线段形成的角度大约为90°。这是由于如下的事实：因为X-射线焦点的位置与X-射线管的安装座平行地偏移，因此在X-射线焦点和检测器的旋转方向上产生了X-射线管的位置偏移。
虽然确定(测量)Δd的方法并不特定限于任何特定的方法，但是，在附图24中还是给出了一种特定的实例，并且在下文中进一步描述。以类似的参考标号表示与在附图21中类似的部分。参考标号2401表示由夹具定位的台架旋转中心针(预定的要成像的对象)，它放置在X-射线焦点2101和检测器2103的旋转轴上。具体地，参考附图25，包括中心针2401的模型2501放置在床装置10的一端上，因此中心针2410的位置位于X-射线焦点2101和检测器2103的旋转轴上。
返回到附图24，在这种状态下在X-射线在X-射线焦点2101发射时，位于检测器2103的中心上的通道(x0)检测穿过中心针2401的X-射线。但是，如果X-射线从X-射线焦点2102发射出，在偏离检测器2103的中心的通道(x1)检测经过中心针2401的X-射线。因此，使用偏移(Δx)和R1和R2的比可以确定Δd。应该注意的是，事先测量或指定R1和R2。
此外，在附图21中，从X-射线焦点2101到检测器2103的距离定义为fdd，从X-射线焦点2101沿X-射线2101a到x-轴的距离定义为d。此外，角度δ定义为这样的角度，该角度形成在连接X-射线焦点2101和2102的线段和与X-射线2101a形成的90°角度的线段之间。
基于这种定义，可以如下计算DIS1：
DIS1＝((fdd-d)/fdd)×Δd×cosδ×1/cos(β+δ).(公式1)
因此，通过使用(公式1)计算DIS1，将通过上述的方法所获得的轴向投影数据D1平移(校正)DIS1，即使在使用与检测器2103具有不对准的位置关系的X-射线焦点时也能够获得适当的轴向投影数据D1。
接着，下文描述计算DIS2的方法。在附图22所示的条件下，定义两个附加的参数r1和r2。附图23所示为r1和r2的定义。在附图22所示的条件下，在X-射线焦点2101和x-轴之间的距离为r1，在X-射线焦点2101和y＝Ye/2(y＝r1-r2)之间的距离为r2。应该注意，虽然下面的描述是针对y＝r1-r2的情况，但是y可以取在0和Ye之间的任何值。在这种情况下，使用上文描述的DIS1可以如下地计算DIS2：
DIS2＝{fdd×cos(β+δ)-r2}/{fdd×cos(β+δ)-r1}×DIS1.(公式2)
因此，通过使用(公式2)计算DIS2，将通过上述的方法所获得的像素投影数据D2平移(校正)DIS2，即使在使用与检测器2103具有不对准的位置关系的X-射线焦点时也能够获得适当的像素投影数据D2。
第二实施例
在第二实施例中，-45 °≤view＜45°的视角范围和135 °≤view＜225°的视角范围的像素投影数据D2的相加独立于45°≤view＜135°的视角范围和225°≤view＜315°的视角范围的像素投影数据D2的相加，因此最后通过将该相加的和进行相加确定反向投影数据D3(x，y)。
附图14和15所示为根据第二实施例的反向投影处理的流程图。在附图14的步骤S141中，从在图像重构中所需的多个视图中取一个视角view作为感兴趣的视角。
在步骤S142中，如果感兴趣的视角是-45°≤view＜45°或135°≤view＜225°，则过程进行到S143中；否则(即，它是45°≤view＜135°或225 °≤view＜315 °)，则进行到步骤S146。
在步骤S143中，对于pt＝0-Pe，查阅对应于视角view的查询表31，以根据下式计算轴向投影数据D1(view，pt)：
D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt)).
对于某一pt如果ch(pt)没有定义，则跳过这个pt并取下一pt。此外，对于135°≤view＜225°，查阅对应于视角view＝view-180°的的查询表31。
在步骤S144中，查阅对应于视角view的查询表32，对于范围y＝0-y＝Ye和x＝str_x-end_x，根据下式，计算像素投影数据D2(view，x，y)，并将其加给存储在存储装置7中的如图16所示的第一像素投影数据存储装置71中的像素投影数据D2(x，y)：
D2(view，x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(x-str_x)×Δpt)，和
D2(x，y)＝∑D2(view，x，y)，其中，∑表示对view进行求和。对于135°≤view＜225°，查阅对应于视角view＝view-180°的查询表32。
附图16所示为解释第一像素投影数据存储装置71的原理图。沿与x-轴平行的直线将像素投影数据D2相加，并对于y＝0-Ye重复这种过程。
在步骤S145中，如果对在图像重构中所需的所有的视图还没有重复步骤R141-R149，则过程返回到步骤S141；以及如果对在图像重构中所需的所有的视图已经重复了步骤R141-R149，则过程进行到在附图15中的步骤S151。
在步骤S146中，如果视角落在45°≤view＜135°内，则查阅对应于视角view＝view-90°的查询表31，如果视角落在225 °≤view＜315°内，则查阅对应于视角view＝view-270°的查询表31。然后，对于pt＝0-Pe，根据下式与步骤S143类似地计算轴向投影数据D1(view，pt)：
D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt)).
对于某一pt如果ch(pt)没有定义，则跳过这个pt并取下一pt。
在步骤S147中，当前的view存储在view′中。在步骤S148中，如果视角落在45°≤view＜135°内，则将视角设置为view＝view-90°，如果视角落在225°≤view＜315°内，则将视角设置为view＝view-270°。
在步骤S149中，查阅对应于视角view的查询表32，对于范围y＝0-y＝Ye和x＝str_x-x＝end_x，根据下式，计算像素投影数据D2(view，x，y)，并将其加给存储在存储装置7的附图17中所示的第二像素投影数据存储装置72中的像素投影数据D2(x，y)：
D2(view′，x，y)＝R(y)×D1(view′，str_pt+(x-str_x)×Δpt)，和
D2(x，y)＝∑D2(view′，x，y)，
这里，∑表示对view′进行求和。附图17所示为在第二像素投影数据存储装置72中的原理图。沿与x-轴平行的直线相加像素投影数据D2并对Y＝0-Ye重复这种过程。
在附图15的步骤S151中，将在第二像素投影数据存储装置72中的数据90°旋转处理，如附图18所示。在步骤S152中，将在第二像素投影数据存储装置72中的数据加给在第一像素投影数据存储装置71中的数据中。在步骤S153中，在第一像素投影数据存储装置71中采集的数据作为反向投影数据D3(x，y)输出。然后终止反向投影处理。
根据第二实施例的X-射线CT设备，简化并加速了反向投影处理。此外，不需要在步骤S149中的参数解释，即使使用第一和第二分离的像素投影数据存储装置71和72。
通过对如上文所描述的方法所获得的轴向投影数据D1和像素投影数据D2执行在第一实施例中所述的偏移校正处理，可以获得作为最终输出的适当的轴向投影数据D1和反向投影数据D3。
第三实施例
虽然在第一和第二实施例中通过从两个投影数据D0进行插值计算可以计算一个轴向投影数据D1，但是在第三实施例中通过从三个投影数据D0进行插值计算也可以计算一个轴向投影数据D1。在这种情况下，使用在附图19中所示的查询表31′，并根据下式计算轴向投影数据D1：
D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+2)
+k2(pt)×D0(view，ch(pt)+1)
+k3(pt)×D0(view，ch(pt))
根据第三实施例的X-射线CT设备，可以简化并加速反向投影处理。此外，可以提高精度。
通过对如上文所描述的方法所获得的轴向投影数据D1执行在第一实施例中所述的偏移校正处理，可以获得作为最终输出的适当的轴向投影数据D1。
在不脱离本发明的精神范围的前提下可以配置许多不同的实施例。应该理解的是本发明并不限于在说明书中所描述的特定的实施例，而是以所附加的权利要求来限定。
Claims (18)
1.一种X-射线CT设备，包括：
具有发射X-射线的X-射线管和检测由所说的X-射线管发射的X-射线的检测器的台架，所说的台架输出对应于由所说的检测器所检测的X-射线量并由所说的检测器的视角和通道表示的投影数据D0；
具有轴向投影数据/像素投影数据计算装置的操作台，该轴向投影数据/像素投影数据计算装置用于通过将由所说的台架获得的所说的投影数据D0投影到在重构区中的基准轴上来确定轴向投影数据D1，以及通过将所说的轴向投影数据D1投影到构成所说的重构区的像素的坐标上来进一步确定像素投影数据D2，所说的操作台通过将由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置确定的在图像重构中所使用的所有的视图的所说的像素投影数据D2相加来确定反向投影数据D3；
获得表示所说的X-射线管的位置偏离预定位置的偏移量的信息的偏移量测量装置；以及
使用由所说的偏移量测量装置所获得的表示偏移量的信息校正由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置所确定的轴向投影数据D1或像素投影数据D2的校正装置。
2.权利要求1所述的X-射线CT设备，其中：
所说的偏移量测量装置包括包含预定的要成像的对象的模型，和
通过如下的方式获得所说的表示偏移量的信息：确定某一通道与所说的检测器的中心通道的位置偏移，所说的通道检测在由所说的X-射线管朝所说的模型发射的并通过所说的检测器检测的X-射线中经过设置在所说的X-射线管和所说的检测器的旋转轴上的所说的模型的X-射线；以及使用所说的位置偏移。
3.权利要求1所述的X-射线CT设备，其中在所说的校正装置校正轴向投影数据D1时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1以在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1替换。
4.权利要求1所述的X-射线CT设备，其中所说的校正装置确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的轴向投影数据D1替换所说的第一点的轴向投影数据D1。
5.权利要求1所述的X-射线CT设备，其中在所说的校正装置校正像素投影数据D2时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与在所说的重构区中的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2以在从所说的预定的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2替换。
6.权利要求1所述的X-射线CT设备，其中所说的校正装置确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的像素投影数据D2替换所说的第一点的像素投影数据D2。
7.一种控制X-射线CT设备的方法，所说的X-射线CT设备包括：
具有发射X-射线的X-射线管和检测由所说的X-射线管发射的X-射线的检测器的台架，所说的台架输出对应于由所说的检测器所检测的X-射线量并由所说的检测器的视角和通道表示的投影数据D0；和
具有由轴向投影数据/像素投影数据计算装置的操作台，该轴向投影数据/像素投影数据计算装置通过将由所说的台架获得的所说的投影数据D0投影到在重构区中的基准轴上来确定轴向投影数据D1，以及通过将所说的轴向投影数据D1投影到构成所说的重构区的像素的坐标上来进一步确定像素投影数据D2，所说的操作台通过将由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置确定的在图像重构中所使用的所有的视图的所说的像素投影数据D2相加来确定反向投影数据D3，所说的方法包括：
获得表示所说的X-射线管的位置偏离预定位置的偏移量的信息的偏移量测量步骤；以及
使用由所说的偏移量测量步骤所获得的表示偏移量的信息校正由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算步骤所确定的轴向投影数据D1或像素投影数据D2的校正步骤。
8.权利要求7所述的控制X-射线CT设备的方法，其中所说的偏移量测量步骤包括：
使用包括预定的要成像的对象的模型，和
确定某一通道与所说的检测器的中心通道的位置偏移，所说的通道检测在通过所说的X-射线管朝所说的模型发射的并通过所说的检测器检测的X-射线中经过设置在所说的X-射线管和所说的检测器的旋转轴上的所说的模型的X-射线；以及使用所说的确定的位置偏移以获得所说的表示偏移量的信息。
9.权利要求7所述的控制X-射线CT设备的方法，其中在所说的校正步骤中校正轴向投影数据D1时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1以在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1替换。
10.权利要求7所述的控制X-射线CT设备的方法，其中所说的校正步骤包括：确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的轴向投影数据D1替换所说的第一点的轴向投影数据D1。
11.权利要求7所述的控制X-射线CT设备的方法，其中在所说的校正步骤中校正像素投影数据D2时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与在所说的重构区中的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2以在从所说的预定的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2替换。
12.权利要求7所述的控制X-射线CT设备的方法，其中所说的校正步骤包括：确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的像素投影数据D2替换所说的第一点的像素投影数据D2。
13.一种执行控制X-射线CT设备的方法的程序，所说的X-射线CT设备包括：
具有发射X-射线的X-射线管和检测由所说的X-射线管发射的X-射线的检测器的台架，所说的台架输出对应于由所说的检测器所检测的X-射线量并由所说的检测器的视角和通道表示的投影数据D0；和
具有由轴向投影数据/像素投影数据计算装置的操作台，该轴向投影数据/像素投影数据计算装置通过将由所说的台架获得的所说的投影数据D0投影到在重构区中的基准轴上来确定轴向投影数据D1，以及通过将所说的轴向投影数据D1投影到构成所说的重构区的像素的坐标上来进一步确定像素投影数据D2，所说的操作台通过将由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算装置确定的在图像重构中所使用的所有的视图的所说的像素投影数据D2相加来确定反向投影数据D3，所说的程序包括：
用于获得表示所说的X-射线管的位置偏离预定位置的偏移量的信息的偏移量测量步骤的程序；以及
用于使用由所说的偏移量测量步骤所获得的表示偏移量的信息校正由所说的轴向投影数据/像素投影数据计算步骤所确定的轴向投影数据D1或像素投影数据D2的校正步骤的程序。
14.权利要求13所述的执行控制X-射线CT设备的方法的程序，其中所说的偏移量测量步骤包括：
使用包括预定的要成像的对象的模型，和
确定某一通道与所说的检测器的中心通道的位置偏移，所说的通道检测在通过所说的X-射线管朝所说的模型发射的并通过所说的检测器检测的X-射线中经过设置在所说的X-射线管和所说的检测器的旋转轴上的所说的模型的X-射线；以及使用所说的确定的位置偏移获得所说的表示偏移量的信息。
15.权利要求13所述的执行控制X-射线CT设备的方法的程序，其中在所说的校正步骤中校正轴向投影数据D1时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1以在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的点上的轴向投影数据D1替换。
16.权利要求13所述的执行控制X-射线CT设备的方法的程序，其中所说的校正步骤包括：确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的基准轴交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的轴向投影数据D1替换所说的第一点的轴向投影数据D1。
17.权利要求13所述的执行控制X-射线CT设备的方法的程序，其中在所说的校正步骤中校正像素投影数据D2时，
在校正计算之后，将在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与在所说的重构区中的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2以在从所说的预定的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的点上的像素投影数据D2替换。
18.权利要求13所述的执行控制X-射线CT设备的方法的程序，其中所说的校正步骤包括：确定在从所说的X-射线管的位置朝在所说的检测器中的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第一点和在从所说的预定的位置朝在所说的感兴趣的通道发射的X-射线与所说的感兴趣的轴线交叉的第二点之间的距离，并在校正计算之后，以所说的第二点的像素投影数据D2替换所说的第一点的像素投影数据D2。
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