專利名稱：逆投影方法和x射線計算機化斷層攝影裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種逆投影方法和一種X射線CT(計算機化斷層攝影)裝置，而且更特別地涉及能夠簡化并加速逆投影處理的一種逆投影方法和一種X射線CT裝置。
背景技術：
當今主流X射線CT裝置實施一種包括數據收集、預處理、濾波、逆投影處理和后處理在內的各種處理的濾波逆投影方法技術，從而重建一幅圖像。
例如，在公開號為No.H8-187241的日本專利申請和美國專利No.5,414,622中披露了常規的逆投影處理。
在這種逆投影處理中，投影數據D0(view，ch)由一個用觀測角view和檢測器通道ch表示的扇形射線束而獲得，該投影數據D0(view，ch)經歷一種計算，以用于把投影數據D0(view，ch)投影到構建一個重建區的一個像素的坐標系(x，y)上，從而獲得逆投影像素數據D2(x，y)，并且把用于圖像重建的所有觀測的逆投影像素數據D2(x，y)相加，以獲得逆投影數據D3(x，y)。
在這種常規的逆投影處理中，必須對例如512×512個像素執行一種為了從投影數據D0(view，ch)獲得逆投影像素數據D2(x，y)的計算，在這種處理中，投影數據D0(x，y)沿相應于檢測器的一個弧形的弧形幾何位置排列，而逆投影像素數據D2(x，y)則沿在重建區的直角坐標系上的幾何位置排列。這種處理的復雜和費時就產生了問題。
發明內容
因此，本發明的目的之一在于提供能夠用以簡化并加速逆投影處理的一種逆投影方法和一種X射線CT裝置。
按照本發明的第一方面，本發明提供一種逆投影方法，這種方法的特征在于包括下列步驟通過把一個由觀測角view和檢測器通道ch表示的扇形射線束獲得的投影數據D0(view，ch)投影到一直的投影軸線上，以獲得軸向投影數據D1；隨后，通過把所述的軸向投影數據D1投影到構建重建區的像素上，以獲得逆投影像素數據D2；和對于以像素到像素為基礎的圖像重建所用的所有觀測，把所述逆投影像素數據D2相加，以獲得逆投影數據D3。
在第一方面的逆投影方法中，逆投影像素數據D2不是直接從投影數據D0(view，ch)獲得的，軸向投影數據D1(view，pt)是從投影數據D0(view，ch)獲得的，隨后逆投影像素數據D2(x，y)是從軸向投影數據D1獲得的。符號pt表示在投影軸線上的坐標。
雖然為了從沿相應于檢測器的弧形的弧形幾何位置處排列的投影數據D0(view，ch)獲得沿在直線投影軸線上的幾何位置排列的軸向投影數據D1(view，pt)所進行的計算，但對于每個數據的處理工作量與為了從投影數據D0(view，ch)獲得逆投影像素數據D2(x，y)所進行的常規計算的工作量是等同的，但是(前者的)數據數目不大于約8,000，例如，只是常規的512×512個像素這個數目的1/30。另一方面，雖然，按照現有技術，為了從軸向投影數據D1獲得逆投影像素數據D2所進行的計算需要對512×512個像素進行計算，但是為了由沿直線排列的軸向投影數據D1(view，pt)獲得排列在直角坐標系上的逆投影像素數據D2(x，y)所進行的計算只需要包括僅僅以規則的間距取樣，并乘以一距離系數的簡單處理。因此，從總體上說，能夠簡化并加速逆投影處理。
按照本發明的第二方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，當由y方向表示view＝0°的扇形射線束的中心軸線的方向，并且由x方向表示與y方向垂直且與扇形射線束平面平行的方向時，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于x方向的直線；并且，對于4 5°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把所述的投影軸線定義為通過重建區中心且平行于y方向的直線。
注意，為了便于敘述，在這里是分開表達view＝45°和view＝315°的，但是它們是相同的，而且事實上代表同樣的觀測。
當把數據投影到一條直線投影軸線上時，在投影方向線和投影軸線之間形成的夾角接近90°時，準確度增加，在此夾角接近0°時，準確度降低。
在第二方面的逆投影方法中，因為投影方向線和投影軸線之間形成的夾角絕不會降低到小于約45°，所以避免了準確度的降低。
按照本發明的第三方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，一個軸向投影數據D1是從若干個投影數據D0通過插值計算獲得的。
在一個觀測角的投影數據D0的數目和位置間隔是由檢測器確定的。特別地，投影數據D0的數目就是“檢測器通道的數目(例如，1000)”，而投影數據D0的位置間隔就是“檢測器的通道間距(例如，1毫米)”。
在第三方面的逆投影方法中，因為一個軸向投影數據D1是從若干個投影數據D0通過插值計算獲得的，所以能夠不受投影數據D0的數目和位置間隔的限制地選擇軸向投影數據D1的數目(例如，每個觀測角3500個)和它們在投影軸線上的數據間隔(例如1毫米)。
按照本發明的第四方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，把用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址列于一份表格中。
雖然在想要獲得一個軸向投影數據D1的每一次都可以計算為獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址，但是這種計算的時間卻是一項花費。
在第四方面的逆投影方法中，由于事先計算好了若干個投影數據D0和插值系數的地址，并把它們列在一份表格中，所以這項花費被免除了。
按照本發明的第五方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，還包括以下步驟通過由若干個投影數據D0進行插值計算來獲得一個軸向投影數據D1；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任一個觀測角范圍，在一表格中列出了用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址；和把所述表格用于其它觀測角范圍。
考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉180°時，此幾何關系與下列情況，即對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況中的X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為獲得一個軸向投影數據D1所需的投影數據D0和插值系數的地址。
此外，考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉-90°時，此幾何關系與下列情況，即在把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況下，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況中的X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為獲得一個軸向投影數據D1所需的投影數據D0和插值系數的地址。
再者，考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉90°時，此幾何關系與下列情況，即在把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況下，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況中的X射線管、檢測器和投影軸線的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為獲得一個軸向投影數據D1所需的投影數據D0和插值系數的地址。
在第五方面的逆投影方法中，因為用于下列觀測角范圍，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍中所用的一份表格可以為其它觀測角范圍所共用，所以這份表格所需的存儲容量減少了。
按照本發明的第六方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，逆投影像素數據D2是由軸向投影數據D1通過變換計算獲得的。
軸向投影數據D1的數目為，例如，8,000，而逆投影像素數據D2的數目為，例如，512×512。因此，在簡化從軸向投影數據D1獲得逆投影像素數據D2的計算中的加速的效果比在簡化從投影數據D0獲得軸向投影數據D1的計算中加速的效果大。
在第六方面的逆投影方法中，因為逆投影像素數據D2是從一個軸向投影數據D1獲得的，所以只需要比插值計算簡單、只包括以規則的間距取樣并乘以一距離系數的變換計算，因此增強了加速的效果。
按照本發明的第七方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，把用于所述的變換計算的參數列在一份表格中。
雖然在想要獲得一個逆投影像素數據D2的每一次都可以計算用于變換計算的參數，但是這種計算的時間卻是一項花費。
在第七方面的逆投影方法中，因為事先計算好了用于變換計算的參數，并把它們列在一份表格中，所以這項花費被免除了。
按照本發明的第八方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，還包括以下步驟通過由一個軸向投影數據D1通過變換計算來獲得一個逆投影像素數據D2；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍，在一表格中列出用于該變換計算的參數；和把所述表格用于其它觀測角范圍。
考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把投影軸線和重建區的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉180°時，此幾何關系與下列情況，即對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況中的投影軸線和重建區的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為了從軸向投影數據D1獲得逆投影像素數據D2進行變換計算的參數。
此外，考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把投影軸線和重建區的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉-90°時，此幾何關系與下列情況，即在把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況下，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況的投影軸線和重建區的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為了從軸向投影數據D1獲得逆投影像素數據D2進行變換計算的參數。
再者，考慮把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況，當對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把投影軸線和重建區的幾何關系圍繞重建區的中心旋轉90°時，此幾何關系與下列情況，即在把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線的情況下，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍的情況的投影軸線和重建區的幾何關系重合。因此，在這些觀測角范圍內，能夠共用為了從軸向投影數據D1獲得逆投影像素數據D2進行變換計算的參數。
在第八方面的逆投影方法中，因為用于下列觀測角范圍，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括此范圍而且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍所用的一份表格可以為其它觀測角范圍所共用，所以這份表格所需的存儲容量減少了(例如，在全部360°范圍內，存儲容量減少到1/4)。
按照本發明的第九方面，本發明提供上述結構的逆投影方法，其特征在于，還包括以下步驟對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，分開地進行該逆投影像素數據D2的相加；和最后把由這些相加得到的總數再相加，從而獲得逆投影數據D3。
當把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線時，用包括以固定的y坐標及變化的x坐標獲得逆投影像素數據D2的步驟、再以變化的y坐標重復這一步驟的方法進行處理更容易一些。另一方面，當把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線時，用包括以固定的x坐標及變化的y坐標獲得逆投影像素數據D2的步驟、再以變化的x坐標重復這一步驟的方法進行處理更容易一些。然而，對于這些方法，這需要獨立的算法。
在第九方面的逆投影方法中，因為對于一45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，和135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，逆投影像素數據D2的相加，也就是，當把投影軸線定義為平行于重建平面的x軸線方向且通過重建區中心的一條直線時的相加，與對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，逆投影像素數據D2的相加，也就是，當把投影軸線定義為平行于重建平面的y軸線方向且通過重建區中心的一條直線時的相加，是分開處理的，所以在轉換x和y時，避免了數據的混淆，而且能夠共用算法。應該注意，當最后把從這些相加得到的和數再相加從而獲得逆投影數據D3(x，y)時，必須變換坐標，以便在兩個和數中x和y能夠匹配。
按照本發明的第十方面，本發明提供一種X射線CT裝置，其特征在于，其包括X射線管；用于檢測扇形X射線束的檢測器；掃描裝置，當使所述X射線管和所述檢測器中的至少一個圍繞待成像的對象旋轉時該掃描裝置用于收集由觀測角view和檢測器通道ch表示的投影數據D0(view，ch)；軸向投影數據計算裝置，其用于通過把所述投影數據D0(view，ch)投影到一條直線投影軸線上以獲得軸向投影數據D1；逆投影像素數據計算裝置，其用于通過把所述的軸向投影數據D1投影到構成重建區的像素上以獲得逆投影像素數據D2；和逆投影數據計算裝置，對于以像素到像素為基礎的圖像重建所用的所有觀測，該逆投影數據計算裝置通過把該逆投影像素數據D2相加以獲得逆投影數據D3。
在第十方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第一方面的逆投影方法。
按照本發明的第十一方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，當由y方向表示view＝0°的扇形射線束的中心軸線的方向，并且由x方向表示與y方向垂直且與扇形射線束平面平行的方向時，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于x方向的直線；并且，對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于y方向的直線。
在第十一方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第二方面的逆投影方法。
按照本發明的第十二方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述軸向投影數據計算裝置是從若干個投影數據D0用插值計算的方法獲得一個軸向投影數據D1的。
在第十二方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第三方面的逆投影方法。
按照本發明的第十三方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述的軸向投影數據計算裝置使用一份其中列出用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址的表格。
在第十三方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第四方面的逆投影方法。
按照本發明的第十四方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述軸向投影數據計算裝置通過由若干個投影數據D0進行插值計算來獲得一個軸向投影數據D1；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任一個觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置在一表格中列出了用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址；并且所述軸向投影數據計算裝置把該表格用于其它觀測角范圍。
在第十四方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第五方面的逆投影方法。
按照本發明的第十五方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述的像素投影數據計算裝置從軸向投影數據D1通過變換計算獲得逆投影像素數據D2。
在第十五方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第六方面的逆投影方法。
按照本發明的第十六方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述的像素投影數據計算裝置使用一份其中列出用于所述的變換計算的參數的表格。
在第十六方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第七方面的逆投影方法。
按照本發明的第十七方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，所述像素投影數據計算裝置由一個軸向投影數據D1通過變換計算的方法獲得一個逆投影像素數據D2；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍，所述像素投影數據計算裝置在一表格中列出用于該變換計算的參數；并且所述像素投影數據計算裝置把所述表格用于其它觀測角范圍。
在第十七方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第八方面的逆投影方法。
按照本發明的第十八方面，本發明提供上述結構的X射線CT裝置，其特征在于，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述逆投影數據計算裝置分開地進行以上兩種情況的該逆投影像素數據D2的相加；并最后把由這些相加得到的總數再相加，從而獲得逆投影數據D3。
在第十八方面的X射線CT裝置中，能夠適當地實施第九方面的逆投影方法。
按照本發明的逆投影方法和X射線CT裝置，因為首先從投影數據D0(view，ch)獲得軸向投影數據D1(view，pt)，然后從軸向投影數據D1(view，pt)獲得逆投影像素數據D2(x，y)，而不是直接從投影數據D0(view，ch)獲得逆投影像素數據D2(x，y)的，所以能夠簡化并加速逆投影處理。
從下文對附圖所示的本發明的優選實施例的說明，還可以明顯看到本發明的另外的一些目的和優點。
圖1為示出按照本發明的第一實施例的X射線CT裝置的方塊圖。
圖2為用于計算軸向投影數據的查找表格的樣表。
圖3為用于計算逆投影像素數據的查找表格的樣表。
圖4為X射線CT裝置運行的總流程圖。
圖5為按照本發明的第一實施例的逆投影處理的流程圖。
圖6為用于解釋為了在-45°≤view＜45°的范圍中從投影數據獲得軸向投影數據所進行的處理的簡圖。
圖7為用于解釋為了在view＝45°-Δview處從投影數據獲得軸向投影數據所進行的處理的簡圖。
圖8為用于解釋為了在view＝45°處從投影數據獲得軸向投影數據所進行的處理的簡圖。
圖9為用于解釋為了在-45°≤view＜45°的范圍中從軸向投影數據獲得逆投影像素數據所進行的處理的簡圖。
圖10為用于解釋為了在-45°≤view＜45°和135°≤view＜225°的范圍中把逆投影像素數據相加所進行的處理的簡圖。
圖11為用于解釋為了在45°≤view＜135°的范圍中從投影數據獲得軸向投影數據所進行的處理的簡圖。
圖12為用于解釋為了在45°≤view＜135°的范圍中從軸向投影數據獲得逆投影像素數據所進行的處理的簡圖。
圖13為用于解釋為了在45°≤view＜135°和225°≤view＜315°的范圍中把逆投影像素數據相加所進行的處理的簡圖。
圖14為按照第二實施例的逆投影處理的流程圖。
圖15為圖14流程圖的繼續。
圖16為用于解釋為了在-45°≤view＜45°和135°≤view＜225°的范圍中把逆投影像素數據相加所進行的處理的簡圖。
圖17為用于解釋為了在45°≤view＜135°和225°≤view＜315°的范圍中把逆投影像素數據相加所進行的處理的簡圖。
圖18為解釋數據的90°旋轉處理的簡圖。
圖19示出按照第三實施例用于計算軸向投影數據的查找表樣表。
具體實施例方式
下文將參照附圖中所示的實施例更詳細地介紹本發明。應該注意，本發明不限于這些實施例。
第一實施例圖1為按照本發明的第一實施例的一種X射線CT(計算機化斷層攝影)裝置結構的方塊圖。
X射線CT裝置100包括一操作員控制臺1、一成像臺10和一掃描構架20。
操作員控制臺1包括用于接收由操作員發出的輸入信號的輸入裝置2、用于實施按照本發明的逆投影處理的中央處理裝置3、用于收集在掃描構架采集到的投影數據的數據收集緩沖器5、用于顯示由投影數據重建的X射線CT圖像的陰極射線管(CRT)6和用于存儲程序、數據和X射線CT圖像的存儲裝置7。
成像臺裝置10包括一個托架12，其用于在其上放置待成像的對象并且把此對象輸送進/出掃描構架20的腔體(內腔部分)。托架12由與成像臺裝置10連接的一臺馬達驅動。
掃描構架20包括X射線管21、X射線控制器22、準直器23、檢測器24、數據采集系統(DAS)25、用于使X射線管等圍繞待成像的對象的本體軸線旋轉的旋轉控制器26和用于與操作員控制臺1和成像臺10傳輸控制信號等的控制接口29。
圖2是存儲在存儲裝置7中的、用于軸向投影的查找表格31的概念簡圖。
在查找表格31中，事先計算好在觀測角范圍-45°≤view＜45°(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)中的每一個觀測角view在投影軸線上的軸向投影數據D1的坐標pt；用于獲得軸向投影數據D1(view，pt)的投影數據D0的地址，也就是通道指數ch(pt)；和用于兩點插值的插值系數k1(pt)和k2(pt)，并且把它們存儲在起來。
符號Δview為觀測角的間距角(也就是相鄰的觀測間的觀測角差)，例如等于“0.36°”。符號Pe為pt的最大值，例如等于“8000”。
圖3是存儲在存儲裝置7中的、用于變換計算的查找表格32的概念簡圖。
在查找表格32中，事先計算好對于在觀測角范圍-45°≤view＜45°(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)中的每一個觀測角view的逆投影像素數據D2的y坐標y；用于從一個軸向投影數據D1獲得一個逆投影像素數據D2(y，x)并作為變換計算參數的距離系數R(y)；取樣間距Δpt；取樣點str_pt的數目；開始地址str_x；和結束地址end_x，并且把它們存儲起來。下文參照圖11還要介紹這些參數。
如圖6所示，符號Ye是在重建區Rf中y坐標的最大值。
圖4為示出X射線CT裝置100運行的總流程的流程圖。
在步驟S1，當使X射線管21和檢測器24圍繞待成像的對象旋轉時，收集由觀測角view和檢測器通道ch表示的投影數據D0(view，ch)。
在步驟S2，對投影數據D0(view，ch)進行預處理(例如，偏移校正、DAS(數據采集系統)的增益校正和靈敏度校正)。
在步驟S3，對經過預處理的投影數據D0(view，ch)進行濾波。特別是，對這些數據進行傅里葉變換、(經過一種重建函數)進行濾波，并且進行反傅里葉變換。
在步驟S4，對按照本發明的濾波投影數據D0(view，ch)進行逆投影處理，從而獲得逆投影數據D3(x，y)。下文參照圖5還要介紹逆投影處理。
在步驟S5，對逆投影數據D3(x，y)進行后處理，從而生成一幅CT圖像。
圖5是逆投影處理(S4)的詳細流程圖。
在步驟R1，從圖像重建所需的若干觀測中，取一個觀測角view作為所考慮的觀測角。
在步驟R2，假如所考慮的觀測角view位于-45°≤view＜45°或135°≤view＜225°，則流程轉向R3；否則(也就是，假如view是45°≤view＜135°或225°≤view＜315°)流程轉向R6。
在步驟R3，查閱相應于一觀測角view的查找表格31，首先獲得相應于pt＝0的通道指數ch(0)，然后修正濾波投影數據D0(view，ch(0)+1)和D0(view，ch(0))以便兩點插值。此外，讀出插值系數k1(0)和k2(0)。隨后，按照下列方程式計算軸向投影數據D1(view，0)，并且把它們(D1(view，0))存儲在存儲器7中D1(view，0)＝k1(0)×D0(view，ch(0)+1)+k2(0)×D0(view，ch(0))。
類似地，按照下列方程式對于pt＝1～Pe計算軸向投影數據D1(view，0)D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))。
假如ch(pt)不是對某一個pt限定的，那么就跳過這個pt，并且取下一個pt。
此外，對于135°≤view＜225°，查閱相應于一個觀測角view＝view-180°的查找表格31。
圖6為示出步驟R3的細節的解釋性簡圖。
步驟R3進行了計算處理，其目的在于從排列在相應于檢測器24的弧形的弧形幾何位置處的投影數據D0(view，pt)來獲得沿由平行于重現區平面的x軸線方向且通過重建區中心IC的一條直線y＝Ye/2表示的投影軸而排列的軸向投影數據D1(view，ch)。符號Ye表示在重建區Rf中y坐標的最大值。
如圖7所示，軸向投影數據D1(view，0)的位置是由在一觀測角view＝45°-Δview處的檢測器的通道指數ch(0)的位置限定的。注意，當扇形射線束的中心軸線的方向平行于y軸線的方向時，view＝0°，而Δview則表示觀測角的間隔。
另一方面，如圖8所示，軸向投影數據D1(view，Pe)的位置是由在一觀測角view＝-45°處的檢測器的通道指數ch(1000)的位置限定的。注意在這里檢測器24有1,000個通道。
從圖6到圖8能夠看到，一個觀測具有包含在扇形射線束中的投影軸線部分和沒有包含在扇形射線束中的投影軸線部分。在查找表格31中，對相應于沒有包含在扇形射線束中的投影軸線部分的pt，則沒有列出ch(pt)值。
現在回到圖5，在步驟S4，查閱相應于一個觀測角view的查找表格31，以便首先獲得y＝0時的Δpt、str_pt和str_x，設定x＝str_x，然后修正來自存儲器7的軸向投影數據D1(view，str_pt)。此外，讀出距離系數R(y)。隨后，按照下列方程式計算逆投影像素數據D2(view，str_x，0)D2(view，str_x，0)＝R(0)×D1(view，str_pt)。
把這些數據加到存儲在存儲器7中的D2(x，y)上D2(str_x,0)=ΣviewD2(view,str_x,0).]]>類似地，對于x＝str_x+1～end_x，按照下列方程式計算逆投影像素數據D2(view，x，0)，并且把它們加到存儲在存儲器7中的逆投影像素數據D2(x，0)上D2(view，x，0)＝R(0)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，和D2(x,0)=ΣviewD2(view,x,0).]]>下一步，對于y＝1～Ye按照下列方程式類似地計算逆投影像素數據D2(view，x，y)，并且把它們加到存儲在存儲器7中的逆投影像素數據D2(x，y)上D2(view，x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，和D2(x,y)=ΣviewD2(view,x,y).]]>對于135°≤view＜225°，查閱相應于一觀測角view＝view-180°的查找表格32。
然后，此過程轉向步驟R5。
圖9為示出步驟R4的細節的解釋性簡圖。
從在投影軸線y＝Ye/2上的軸向投影數據D1，沿平行于x軸線的一條直線計算逆投影像素數據D2，并且對于Y＝0～Ye重復這個過程。
圖10是在存儲裝置7中的逆投影像素數據存儲部段70的概念簡圖。
沿平行于此x軸線的一條直線把逆投影像素數據D2相加，并且對于y＝0～Ye重復這個過程。
在步驟R6，假如觀測角位于45°≤view＜135°內，則查閱相應于一觀測角view＝view-90°的查找表格31，假如觀測角位于225°≤view＜315°內，則查閱相應于一觀測角view＝view-270°的查找表格31。然后，按照下列方程式，類似于步驟R3，對于pt＝0～Pe，計算軸向投影數據D1(view，pt)D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))
假如ch(pt)不是對某一個pt限定的，那么就跳過這個pt，并且取下一個pt。
圖11示出步驟R6的細節的解釋性的簡圖。
步驟R6進行的計算，是為了從排列在相應于檢測器24的弧形的弧形幾何位置處的投影數據D0(view，pt)獲得沿由平行于y軸線方向且通過重建區中心IC的一條直線x＝Xe/2來表示的投影軸而排列的軸向投影數據D1(view，ch)。符號Xe表示在重建區Rf中x坐標的最大值。
現在回到圖5，在步驟R9，假如觀測角位于45°≤view＜135°內，則查閱相應于觀測角view＝view-90°的查找表格32，假如觀測角位于225°≤view＜315°內，則查閱相應于觀測角view＝view-270°的查找表格32。在那時，執行將y轉換成x、將R(y)轉換成R(x)、將str_x轉換成str_y、和將end_x轉換成end_y的處理，并且對于x＝0～Xe和對于y＝str_y～end_y按照下列方程式計算逆投影像素數據D2(view，x，y)，再把這些數據加到存儲在存儲裝置7的D2(x，y)上D2(view，x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(y-str_y)Δpt)，和D2(x,y)=ΣviewD2(view,x,y).]]>然后，此過程轉向步驟R5。
圖12為示出步驟R9的細節的解釋性簡圖。
從在投影軸x＝Xe/2上的軸向投影數據D1，沿平行于y軸線的一條直線計算逆投影像素數據D2，并且對于X＝0～Xe重復這個過程。
圖13是在存儲裝置7中的逆投影像素數據存儲部段70的概念簡圖。
沿平行于此y軸線的一條直線把逆投影像素數據D2相加，并且對于X＝0～Xe重復這個過程。
現在回到圖5，在步驟R5，假如對于圖像重建所需要的所有觀測都沒有重復步驟R1～R9，那么此過程轉回步驟R1；假如對于圖像重建所需要的所有觀測都重復了步驟R1～R9，那么此過程轉向步驟R12。
在步驟R12，在逆投影像素數據存儲部段70中所采集的數據作為逆投影數據D3(x，t)的輸出量。
逆投影數據處理到此結束。
按照第一實施例的X射線CT裝置100，能夠簡化并加速逆投影處理。此外，雖然需要進行用于變換計算的觀測角和參數的轉換，但在步驟R3、R4、R6和R9中能夠共用查找表格31和32。再者，雖然在步驟R9中需要進行參數轉換，但只需要一個逆投影像素數據存儲部段70。(在第二實施例中需要兩個逆投影像素數據存儲部段。)第二實施例在第二實施例中，對于下列觀測角范圍，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)和135°≤view＜225°的觀測角范圍(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)，與對于下列觀測角范圍，即45°≤view＜135°的觀測角范圍(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)和225°≤view＜315°的觀測角范圍(或者主要包括此范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍)，以上兩種情況中的逆投影像素數據D2的相加是分開處理的，并且最后把從這些相加得到的和數再相加，從而獲得逆投影數據D3(x，y)。
圖14和圖15為示出按照第二實施例的逆投影處理的流程圖。
在圖14的步驟R1，從圖像重建所需的若干觀測中，取一個觀測角view作為所考慮的觀測角。
在步驟R2，假如所考慮的觀測角view是-45°≤view＜45°或135°≤view＜225°，則流程轉向R3；否則(也就是，假如view是45°≤view＜135°或225°≤view＜315°)流程轉向R6。
在步驟R3，查閱相應于觀測角view的查找表格31，以便按照下列方程式對于pt＝0～Pe計算軸向投影數據D1(view，pt)D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))。
假如ch(pt)不是對某一個pt限定的，那么就跳過這個pt，并且取下一個pt。
此外，對于135°≤view＜225°，查閱相應于觀測角view＝view-180°的查找表格31。
在步驟R4’中，查閱相應于觀測角view的查找表格32，并且對于y＝0～Ye和對于x＝str_x～end_x按照下列方程式計算逆投影像素數據D2(view，x，y)，并把D2(view，x，y)加到存儲在存儲裝置7中的由圖16所示的第一逆投影像素數據存儲部段71中的逆投影像素數據D2(x，y)上D2(view，x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，和D2(x,y)=ΣviewD2(view,x,y).]]>對于135°≤view＜225°，查閱相應于觀測角view＝view-180°的查找表格。
此過程轉向步驟R5。
圖16是第一逆投影像素數據存儲部段71的概念簡圖。
沿平行于此x軸線的一條直線把逆投影像素數據D2相加，并且對于y＝0～Ye重復這個過程。
現在回到圖14，在步驟R6，假如觀測角位于45°≤view＜135°內，則查閱相應于觀測角view＝view-90°的查找表格31，假如觀測角位于225°≤view＜315°內，則查閱相應于觀測角view＝view-270°的查找表格31。然后，按照下列方程式，類似于步驟R3，對于pt＝0～Pe，計算軸向投影數據D1(view，pt)D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))。
假如ch(pt)不是對某一個pt限定的，那么就跳過這個pt，并且取下一個pt。
在步驟R7，把當前的view保存為view′。
在步驟R8，假如觀測角位于45°≤view＜135°內，則把觀測角設定為view＝view-90°，假如觀測角位于225°≤view＜315°內，則把觀測角設定為view＝view-270°。
在步驟R9’，查閱相應于觀測角view的查找表格32，并且對于y＝0～Ye和對于x＝str_x～end_x按照下列方程式計算逆投影像素數據D2(view，x，y)，并把D2(view，x，y)加到存儲在存儲裝置7中由圖17所示的第二逆投影像素數據存儲部段72中的逆投影像素數據D2(x，y)上D2(view′，x，y)＝R(y)×D1(view′，str_pt+(x-str_x)Δpt)，和D2(x,y)=ΣviewD2(view′,x,y).]]>此過程轉向步驟R5。
圖17是第二逆投影像素數據存儲部段72的概念簡圖。
沿平行于此x軸線的一條直線把逆投影像素數據D2相加，并且對于y＝0～Ye重復這個過程。
現在回到圖5，在步驟R5中，假如對于圖像重建所需要的所有觀測都沒有重復步驟R1～R9’，那么此過程轉回步驟R1；假如對于圖像重建所需要的所有觀測都重復了步驟R1～R9’，那么此過程轉向圖15中的步驟R10。
在圖15中的步驟R10中，對在第二逆投影像素數據存儲部段72中的數據進行旋轉90°的處理。
在步驟R11，把在第二逆投影像素數據存儲部段72中經過旋轉90°處理的數據加到在第一逆投影像素數據存儲部段71中的數據上。
在步驟R12’，在像素投影數據存儲部段71中所采集的數據是作為逆投影數據D3(x，y)的輸出量。
逆投影數據處理到此結束。
按照第二實施例的X射線CT裝置，能夠簡化并加速逆投影處理。此外，雖然需要進行用于變換計算的觀測角和參數的轉換，但在步驟R3、R4’、R6和R9’中能夠共用查找表格31和32。再者，雖然需要兩個逆投影像素數據存儲部段71和72，但不需要在步驟R9’進行參數轉換。
第三實施例雖然在第一和第二實施例中，要從兩個投影數據D0通過插值計算來計算一個軸向投影數據D1，但是在第三實施例中，要從三個投影數據D0通過插值計算來計算一個軸向投影數據D1。
在這種情況下，使用了一份如圖19所示的、用于軸向投影的查找表格31’，并且按照下列方程式計算軸向投影數據D1D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+2)+k2(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k3(pt)×D0(view，ch(pt))。
按照第三實施例的X射線CT裝置，能夠簡化并加速逆投影處理。此外，準確度也有所改善。
其它一些實施例雖然在上述那些實施例中，在從D0獲得D3中，使用了兩點插值或三點插值，但是還可以使用四點或更多點的插值。
此外，雖然在上述那些實施例中考慮的是醫用X射線CT裝置，但是本發明也能夠應用于工業用X射線CT裝置。
只要不偏離本發明的精神和范圍，還可以構成許多各種不同的實施例。應該理解，本發明不限于在此說明書中所述的那些特定的實施例。
附圖標記(圖1)100X射線CT裝置 1操作員控制臺2輸入裝置3中央處理裝置 5數據收集緩沖器 6陰極射線管(CRT)7存儲裝置 10成像臺 12托架20掃描構架 21X射線管22X射線控制器23準直器24檢測器 26旋轉控制器29控制接口(圖2)查找表格(用于軸向投影)(圖3)查找表格(用于變換計算)(圖4)開始 S1數據收集 S2預處理S3濾波S4逆投影處理(圖5) S5后處理結束(圖5)開始 逆投影處理R1從圖像重建所需的若干觀測中，取一個觀測角view作為所考慮的觀測角。
R2是-45°≤view＜45°還是135°≤view＜225°？R3對于pt＝0～Pe，計算D(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))，并且把它們存儲在軸向投影數據存儲部段中。注意，查閱查找表格時，對于135°≤view＜225°，設定view＝view-180°。
R4對于y＝0～Ye和對于x＝str_x～end_x，計算D2(x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，并且把它們加到像素投影數據存儲部段上。注意，查閱查找表格時，對于135°≤view＜225°，設定view＝view-180°。
R6對于pt＝0～Pe，計算D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))，并且把它們存儲在軸向投影數據存儲部段中。注意，查閱查找表格時，對于45°≤view＜135°，設定view＝view-90°，而對于225 °≤view＜315°，設定view＝view-270°。
R9對于x＝0～Xe和對于y＝str_y～end_y計算D2(x，y)＝R(x)×D1(view，str_pt+(y-str_y)Δpt)，并且把它們加到像素投影數據存儲上。注意，查閱查找表格時，對于45°≤view＜135°，設定view＝view-90°，而對于225°≤view＜315°，設定view＝view-270°，并且把y轉換成x、把R(y)轉換成R(x)、把str_x轉換成str_y和把end_x轉換成end_y。
R5對于所需的觀測是否完成？R12在像素投影數據存儲部段中的輸出數據作為逆投影數據D3(x，y)。
結束(圖6和圖11)21X射線CT管 C重建區坐標 IC重建區中心Rf重建區24檢測器(圖7和圖8)21X射線管 C重建區坐標 Rf重建區
24檢測器(圖9)21X射線管C重建區坐標 Rf重建區(圖10和圖13)70逆投影像素數據存儲部段(圖12)21X射線CT管 C重建區坐標 Rf重建區(圖14)開始逆投影處理R1從圖像重建所需的若干觀測中，取一個觀測角view作為所考慮的觀測角。
R2是-45°≤view＜45°還是135°≤view＜225°？R3對于pt＝0～Pe，計算D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+ k2(pt)×D0(view，ch(pt))，并且把它們存儲在軸向投影數據存儲部段中。注意，查閱查找表格時，對于135°≤view＜225°，設定view＝view-180°。
R4’對于y＝0～Ye和對于x＝str_x～end_x，計算D2(x，y)＝R(y)×D1(view，str_pt+(x-str_x)Δpt)，并且把它們加到第一像素投影數據存儲部段。注意，查閱查找表格時，對于135°≤view＜225°，設定view＝view-180°。
R6對于pt＝0～Pe，計算D1(view，pt)＝k1(pt)×D0(view，ch(pt)+1)+k2(pt)×D0(view，ch(pt))，并且把它們存儲在軸向投影數據存儲部段中。注意，查閱查找表格時，對于45°≤view＜135°，設定view＝view-90°，而對于225°≤view＜315°，設定view＝view-270°。
R7view′＝viewR8對于45°≤view＜135°，設定view＝view-90°，而對于225°≤view＜315°，設定view＝view-270°。
R9′對于y＝0～Ye和對于x＝str_x～end_x，計算D2(x，y)＝R(y)×D1(view′，str_pt+(x-str_x)Δpt)，并且把它們加到第二像素投影數據存儲部段。
R5對于所需的觀測是否完成？(圖15)R10在第二像素投影數據存儲部段中經旋轉90°處理的數據。
R11把在第二像素投影數據存儲部段中的數據加到第一像素投影數據存儲部段。
R12在第一像素投影數據存儲部段中的輸出數據作為逆投影數據D3(x，y)。
結束(圖16)71第一逆投影像素數據存儲部段-45°≤view＜45°或135°≤view＜225°(圖17)72第二逆投影像素數據存儲部段45°≤view＜135°或225°≤view＜315°(圖18)72第二逆投影像素數據存儲部段旋轉90°處理72第二逆投影像素數據存儲部段(圖19)31’查找表格
權利要求
1.一種逆投影方法，其包括下列步驟通過把一個由觀測角view和檢測器通道ch表示的扇形射線束獲得的投影數據D0(view，ch)投影到一直的投影軸線上，以獲得軸向投影數據D1；隨后，通過把所述的軸向投影數據D1投影到構建重建區的像素上，以獲得逆投影像素數據D2；和對于以像素到像素為基礎的圖像重建所用的所有觀測，把所述逆投影像素數據D2相加，以獲得逆投影數據D3。
2.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，當由y方向表示view＝0°的扇形射線束的中心軸線的方向，并且由x方向表示與y方向垂直且與扇形射線束平面平行的方向時，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于x方向的直線；并且，對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，把所述的投影軸線定義為通過重建區中心且平行于y方向的直線。
3.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，一個軸向投影數據D1是從若干個投影數據D0通過插值計算獲得的。
4.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，把用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址列于一表格中。
5.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，其還包括下列步驟通過由若干個投影數據D0進行插值計算來獲得一個軸向投影數據D1；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任一個觀測角范圍，在一表格中列出了用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址；和把所述表格用于其它觀測角范圍。
6.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，該逆投影像素數據D2是由該軸向投影數據D1通過變換計算獲得的。
7.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，把用于所述變換計算的參數列在一表格中。
8.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，其還包括下列步驟通過由一個軸向投影數據D1通過變換計算來獲得一個逆投影像素數據D2；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍，在一表格中列出用于該變換計算的參數；和把所述表格用于其它觀測角范圍。
9.如權利要求1所述的逆投影方法，其特征在于，其還包括下列步驟對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，分開地進行該逆投影像素數據D2的相加；和最后把由這些相加得到的總數再相加，從而獲得逆投影數據D3。
10.一種X射線CT裝置，其包括X射線管；用于檢測扇形X射線束的檢測器；掃描裝置，當使所述X射線管和所述檢測器中的至少一個圍繞待成像的對象旋轉時該掃描裝置用于收集由觀測角view和檢測器通道ch表示的投影數據D0(view，ch)；軸向投影數據計算裝置，其用于通過把所述投影數據D0(view，ch)投影到一條直線投影軸線上以獲得軸向投影數據D1；逆投影像素數據計算裝置，其用于通過把所述的軸向投影數據D1投影到構成重建區的像素上以獲得逆投影像素數據D2；和逆投影數據計算裝置，對于以像素到像素為基礎的圖像重建所用的所有觀測，該逆投影數據計算裝置通過把該逆投影像素數據D2相加以獲得逆投影數據D3。
11.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，當由y方向表示view＝0°的扇形射線束的中心軸線的方向，并且由x方向表示與y方向垂直且與扇形射線束平面平行的方向時，對于-45°≤viwe＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于x方向的直線；并且，對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置把所述投影軸線定義為通過重建區中心且平行于y方向的直線。
12.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述軸向投影數據計算裝置通過由若干個投影數據D0進行插值計算來獲得一個軸向投影數據D1。
13.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述軸向投影數據計算裝置使用一其中列出用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址的表格。
14.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述軸向投影數據計算裝置通過由若干個投影數據D0進行插值計算來獲得一個軸向投影數據D1；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任一個觀測角范圍，所述軸向投影數據計算裝置在一表格中列出了用于獲得一個軸向投影數據D1所需的若干個投影數據D0和插值系數的地址；并且所述軸向投影數據計算裝置把該表格用于其它觀測角范圍。
15.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述像素投影數據計算裝置由該軸向投影數據D1通過變換計算獲得該逆投影像素數據D2。
16.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述像素投影數據計算裝置使用一其中列出用于所述變換計算的參數的表格。
17.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，所述像素投影數據計算裝置由一個軸向投影數據D1通過變換計算的方法獲得一個逆投影像素數據D2；對于下列觀測角范圍中的任一個，即-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍、以及225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍中的任何一個觀測角范圍，所述像素投影數據計算裝置在一表格中列出用于該變換計算的參數；并且所述像素投影數據計算裝置把所述表格用于其它觀測角范圍。
18.如權利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在于，對于-45°≤view＜45°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和135°≤view＜225°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，以及對于45°≤view＜135°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍和225°≤view＜315°的觀測角范圍或者主要包括該范圍且還包括其鄰近區域的觀測角范圍，所述逆投影數據計算裝置分開地進行該逆投影像素數據D2的相加；并最后把由這些相加得到的總數再相加，從而獲得逆投影數據D3。
全文摘要
本發明提供了一種逆投影方法和一種X射線CT裝置，其用以簡化并加速逆投影處理，逆投影像素數據D2(x，y)不是直接由投影數據D0(view，ch)獲得的，軸向投影數據D1(view，pt)通過把投影數據D0(view，ch)投影到一條直線上從而由投影數據D0(view，ch)獲得，隨后逆投影像素數據D2是由軸向投影數據D1獲得的。
文檔編號G06T11/00GK1439338SQ0310549
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月24日 優先權日2002年2月22日
發明者西出明彥, 萩原明 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司