[发明专利]射线层析摄影方法和装置

说明书

本发明涉及一种射线层析摄影方法和装置，这种方法和装置经由若干路径透射的射线按序测量在被检查者周围的若干观测方向上对于被检查者的投影数据，并根据这些投影数据产生被检查者的一幅层析摄影图象。

射线层析摄影装置包括，例如，X-射线CT(计算机层析摄影)装置。在X-射线CT装置中，使用X-射线作为辐射。这种装置利用射线发射／探测装置扫描被检查者，即利用可在被检查者周围旋转的一个X-射线发射／探测装置分别测量相对于被检查者周围若干观测方向的被检查者的X-射线投影数据，并根据投影数据产生(即重构)一幅层析摄影图象。

由于X-射线CT装置的提速，一次扫描可以在0．8秒内完成。所以，根据产生的被检查者(即，病人)的呼吸监测信号，在身体运动较慢的时段，诸如具有最大吸气量和最大呼气量时，同步扫描被检查者，就可以产生肺部、腹部等受身体运动影响不大的身体部分的层析摄影图象。

当对运动的体内器官例如肺或心脏进行层析摄影时，需要通过使扫描时间尽可能地短来产生接近静止图象的层析摄影图象。实现这个目的的一种方法是半扫描技术。这种半扫描技术利用由射线束产生装置旋转半圈获得的图象信息重构一幅图象。

对于心脏等比呼吸运动速度快的器官，由于其运动幅度在甚至短至0．8秒的扫描时间范围内较大，传统的扫描技术无法提供令人满意的图象。因此，实际上使用了一种采用心脏门扫描技术的图象方法。

这种技术包括：在多次心脏搏动周期时间里对被检查者连续扫描多次，同时监测其ECG(心电图)信号；根据ECG信号将获得的投影数据按阶段分类；根据分类的投影数据重构各个阶段的心脏层析摄影图象。

但是，由于所获得数据的精度较低，这种半扫描技术不能提供足够高质量的图象。此外，在计算机层析摄影中，通常对利用相反方向辐射的射线束获得的彼此相反的观测数据进行适合的估算处理(例如内插处理)以提高图象质量，但是采用半扫描技术无法得到相反的观测数据，所以不可能进行这种处理以提高图象质量。

此外，当伴随着呼吸同步进行扫描时，在0．8秒，或者略短的扫描时间内难以完全避免身体运动的影响，所以并不总是能够产生具有令人满意图象质量的层析摄影图象。而且，心脏门扫描技术需要在多次心脏搏动周期时间里进行扫描，从而导致扫描时间增长，进而使被检查者在X-射线下暴露时间增加。

本发明的一个目的是提供一种射线层析摄影方法和能够实施这种方法的装置，所说的这种方法能够使用相反的观测数据获得接近静止图象的层析摄影图象。

根据第一方面，本发明提供了一种射线层析摄影方法，这种方法包括以下步骤：测量由射线束在被检查者周围若干观测方向上产生的被检查者的投影数据；通过对利用沿相反方向的相同路径透射的射线产生的投影数据的数据单元进行加权计算而计算出每一个观测方向上的估算投影数据，从而以相对于被检查者的各个时段为中心进行加权；根据估算的投影数据产生被检查者的层析摄影图象。

根据第二方面，本发明提供一种射线层析摄影装置，其包括：用于产生射线束的射线束产生装置；用于连续测量由射线束在被检查者周围的若干观测方向产生的表示被检查者的投影数据的测量装置；估算投影数据计算装置，其用于通过对由经由相反方向沿相同路径透射的射线束产生的投影数据的数据单元进行加权计算而计算出各个观测方向的估算投影数据；控制装置，其用于控制加权计算，从而以相对于被检查者的所需时段为中心进行加权计算；和图象生成装置，用于根据估算投影数据生成被检查者的层析摄影图象。

按照本发明的第一或第二方面，可取的是根据从被检查者身体获取的一个周期信号调整加权计算的开始时间，以获得适合时段的层析摄影图象。

如果例如被检查者的肺是待检查目标，则需要根据呼吸产生的周期信号控制加权计算。如果例如被检查者的心脏是待检查目标，则需要根据心脏脉动产生的周期信号控制加权计算。

在后一种情况，为了根据通过一次扫描测得的数据获得在任意心脏搏动阶段的层析摄影图象，可取的是在等于一次心脏搏动周期的时间里测量表示被检查者的投影数据，并且找准主要由心脏搏动的所需阶段加权的中心点。

此外，按照本发明的第一或第二方面，对于根据由被检查者产生的ECG信号加权的测量结果的图象信息采集处理可以执行多次以生成在心脏搏动的多个时段的层析摄影图象。

根据第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的射线层析摄影装置，其中所说射线束产生装置产生平行射线束。

根据第四方面，本发明提供如第二方面所述的射线层析摄影装置，其中所说射线束产生装置产生扇形射线束。