r>[0176] [公式 42]
[0178][公式 43]
[0180] 與基底物質的厚度相關的方差協方差如今由以下的那樣的式（23)來確定。
[0181] [公式 44]
[0183] 最后，作為基底物質的厚度的加權噪聲的評估函數Λ由式（24)表示。即，噪聲均 衡設備117將評估函數Λ作為由加權平均衰減系數相對于基底物質的倒數
[0184] [公式 4δ]
[0186] 和噪聲相對于能量倉m的平方σ η2的積規定的基底物質的厚度L的方差協方差來 使用。
[0187] [公式 46]
[0189] 為了找出以下所示的那樣的最優的權重，也可以不對上述式進行求解。為了找出 最優的權重，使用數值的方法。
[0190] [公式 47]
[0192] 接著，關于圖4Α和4Β，一對圖像示出基于本裝置和處理的實施方式的噪聲均衡狀 態的幾個效果。圖4Α是基于本裝置和處理的實施方式的、根據取得噪聲均衡狀態的數據重 建得到的單色圖像。圖4Β是基于本發明所涉及的裝置和處理的實施方式的、根據不接近噪 聲均衡狀態的數據重建的單色圖像。如圖4Β所示，不均衡噪聲對單色圖像造成嚴重的偽 影，該噪聲可能會降低診斷能力。因此，改善后的噪聲性質可能會增加基于最終的畫質的診 斷能力。圖4C是將圖4Α表示為線劃圖的圖。圖4D是將圖4Β表示為線劃圖的圖。
[0193] 根據以上所述的結構，能夠得到以下的效果。
[0194] 根據本實施方式所涉及的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，能夠根據由多個 能量倉的各個收集到的光子計數，選擇成為合成對象的能量倉，合成所選擇的能量倉的X 射線光子數。為了使屬于合成能量倉的光子計數均衡（平衡），能夠執行該能量倉的選擇。 另外，能量倉也可以以基底物質的厚度的方差變小的方式來選擇。由此，根據本實施方式， 屬于合成能量倉的光子計數大致相同或接近。因此，根據本實施方式所涉及的光子計數X 射線計算機斷層攝影裝置，能夠防止在特定的能量倉中存在大量的噪聲。
[0195] 另外，根據本實施方式，還能夠根據掃描條件或操作者所關心的關心物質來選擇 成為合成對象的能量倉。由此，根據本實施方式，能夠重建噪聲被均衡，并且與掃描條件或 關心物質對應的圖像。
[0196] 由此，根據本實施方式，通過使多個合成能量倉中的光子計數大致均勻，從而能夠 均衡（平衡）多個合成能量倉中的噪聲。由此，由圖4D和圖4C明顯的知道，根據本實施方 式，通過均衡噪聲，來提高重建的畫質。
[0197] 另外，實施方式所涉及的功能還能夠通過將執行該處理的程序（醫用圖像重建程 序）安裝在工作站等計算機中，并將這些程序在存儲器上展開來實現。此時，能夠使計算 機執行該方法的程序還能夠保存在磁盤（軟盤（注冊商標）、硬盤等）、光盤（CD-ROM、DVD 等）、半導體存儲器等存儲介質中并發布。
[0198] 雖然說明了本發明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提示的，并不 意圖限定本發明的范圍。這些實施方式能夠以其他的各種方式進行實施，在不脫離發明的 要旨的范圍內，能夠進行各種的省略、置換、變更。這些實施方式或其變形與包含于發明的 范圍或要旨中一樣，包含于權利要求書記載的發明及其均等的范圍中。
【主權項】
1. 一種光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于包括： X射線管，產生X射線； X射線檢測器，檢測從所述X射線管產生的X射線光子，針對至少三個能量倉的各個產 生與檢測到的所述X射線光子數對應的輸出信號； 支承機構，將所述X射線管支承為能夠圍繞旋轉軸旋轉； 合成部，根據所述能量倉的各個中的X射線光子數，至少選擇兩個成為合成對象的能 量倉，合成所選擇的所述能量倉的X射線光子數，從而取得合成了所選擇的所述能量倉的 合成能量倉中的合成輸出信號；以及 重建部，使用所述合成輸出信號來重建圖像。2. 根據權利要求1所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：作為合 成為規定的能量倉的所述合成對象的能量倉，當選擇與所述規定的能量倉相鄰的兩個能量 倉中的任一個時，所述合成部將所述X射線光子數少的能量倉選擇為合成對象。3. 根據權利要求1所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于： 所述合成部通過合成屬于相互不同的所述能量倉的所述X射線光子數，來取得分別與 兩個所述合成能量倉對應的兩個所述合成輸出信號， 所述重建部使用所述兩個合成輸出信號來重建所述圖像。4. 根據權利要求3所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述合 成部為了使分別與所述兩個合成能量倉對應的兩個X射線光子數之間的差異最小，選擇成 為所述合成對象的能量倉。5. 根據權利要求1所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述合 成部通過將與所述能量倉和所述合成能量倉對應的多個權重乘以所選擇的所述能量倉的 所述X射線光子數進行合成，來取得所述合成能量倉中的合成輸出信號。6. 根據權利要求5所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于： 所述合成部使用所述合成輸出信號，確定與所述合成能量倉的數量相等的數量的多個 基底物質的各個的厚度， 所述重建部使用與所述厚度對應的所述合成輸出信號來重建所述圖像。7. 根據權利要求6所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述合 成部使用帶有規定的條件的算法和所述合成輸出信號來確定所述厚度。8. 根據權利要求6所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述合 成部使用不帶有規定的條件的算法和所述合成輸出信號來確定所述厚度。9. 根據權利要求1所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于： 所述X射線管產生具有不同的兩個能量的兩種X射線， 所述X射線檢測器針對至少三個能量倉的各個產生與分別對應于所述兩種X射線的所 述X射線光子數對應的輸出信號， 所述合成部根據分別與所述兩種X射線對應的所述能量倉的各個中的X射線光子數， 選擇至少兩個成為合成對象的能量倉，合成所選擇的所述能量倉的X射線光子數，從而取 得合成了所選擇的所述能量倉的合成能量倉中的合成輸出信號。10. 根據權利要求1所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于： 所述X射線管產生具有不同的多個能量的多色X射線， 所述X射線檢測器針對至少三個能量倉的各個產生與分別對應于所述多色X射線的能 量的所述X射線光子數對應的輸出信號， 所述合成部根據分別與所述多色X射線的能量對應的所述能量倉的各個中的X射線光 子數，至少選擇兩個成為合成對象的能量倉，合成所選擇的所述能量倉的X射線光子數，從 而取得合成了所選擇的所述能量倉的合成能量倉中的合成輸出信號。11. 根據權利要求6所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述 合成部通過使評估函數最小化，在所述基底物質中，確定非零的所述厚度，由此確定所述權 重。12. 根據權利要求11所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述 合成部以從A中減去B所得到的差的絕對值小于與所述投影數據相關的噪聲為條件來確定 所述權重，其中，所述A為在所述能量倉中測量到的投影數據與在所述能量倉中依存于所 述基底物質的厚度的射束硬化投影數據的和，所述B為所述基底物質的厚度與由所述基底 物質的種類以及所述能量倉規定的平均衰減系數的積的遍及所述種類的總和。13. 根據權利要求11所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述 評估函數是所述基底物質的厚度的和。14. 根據權利要求11所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述 評估函數如下規定：由從C中減去D得到的差的平方除以E得到的商的遍及所述能量倉的 總和，其中，所述C為所述能量倉中測量到的投影數據與所述能量倉中依存于所述基底物 質的厚度的射束硬化投影數據的和，所述D為所述基底物質的厚度與由所述基底物質的種 類以及所述能量倉規定的平均衰減系數的積的遍及所述種類的總和，所述E為與所述投影 數據相關的噪聲的平方。15. 根據權利要求11所述的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于：所述 評估函數是由相對于所述基底物質的加權平均衰減系數的倒數與相對于所述能量倉的噪 聲的平方的積規定的所述基底物質的厚度的方差協方差。16. -種光子計數X射線計算機斷層攝影方法，其特征在于，具備： 通過X射線管產生X射線， 檢測從所述X射線管產生的X射線光子，針對至少三個能量倉的各個，產生與檢測到的 所述X射線光子數對應的輸出信號， 根據所述能量倉的各個中的X射線光子數，選擇至少兩個成為合成對象的能量倉， 通過合成所選擇的所述能量倉的X射線光子數，從而取得合成了所選擇的所述能量倉 的合成能量倉中的合成輸出信號，以及 使用所述合成輸出信號來重建圖像。
【專利摘要】本實施方式所涉及的光子計數X射線計算機斷層攝影裝置具備：X射線管(101)，產生X射線；X射線檢測器(103)，檢測從X射線管(101)產生的X射線光子，針對至少三個能量倉的各個產生與檢測到的X射線光子數對應的輸出信號；支承機構(102)，將X射線管(101)支承為能夠圍繞旋轉軸旋轉；合成部(117)，根據能量倉的各個中的X射線光子數，選擇至少兩個成為合成對象的能量倉，合成所選擇的能量倉的X射線光子數，從而取得合成了所選擇的能量倉的合成能量倉中的合成輸出信號；重建部(114)，使用合成輸出信號來重建圖像。
【IPC分類】A61B6/03
【公開號】CN105246410
【申請號】CN201480026386
【發明人】鄒宇, 王霄嵐
【申請人】株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年5月30日
【公告號】US8965095, US20140355853