专利名称：放射线照相设备和放射线检测信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发射锥形束的放射线发射装置，能够在跨过受检对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上移动，以及一种用于检测对象的透射X线图像的平面放射线图像检测装置，能够在另一个轨道上与放射线发射装置的移动同步地移动。本发明涉及一种非回转(non-revolving)型放射线照相设备，用于根据由移动中的放射线图像检测装置从不同放射线照相角度检测到的对象的透射放射线图像的放射线检测信号，重构对象的放射线截面图。更具体地，本发明涉及一种用于抑制由包括在放射线检测信号中的滞后引起的放射线截面图像质量下降的技术。
背景技术：
传统地，在例如医院的医疗机构中安装了回转型X线照相设备或X线CT设备。该设备包括用于发射锥形X线束的X线管和用于检测患者的透射X线图像的X线检测器。X线管和X线检测器被设置成沿着围绕患者的圆形轨道旋转一个完整的圆形(或至少半个圆)。除了回转型设备以外，还使用了非回转型X线照相设备。
具体地，非回转型X线照相设备具有用于发射锥形束的X线管，能够在跨过患者彼此相对的两个非圆形轨道(例如，两个线性轨道)之一上移动，以及一种用于检测患者的透射X线图像的平面X线检测器，能够在另一个轨道上与X线管的移动同步地移动。利用X线管和X线检测器的移动，X线检测器能够在不同的放射线照相角度处检测X线。设备根据患者的多个透射放射线图像的放射线检测信号来重构患者的X线截面图像。
与回转型设备相比，非回转型X线照相设备能够执行X线照相而无需将X线管和X线检测器移动经过多于一个半圆(见日本待审专利公开No.2002-263093，第2页和图1到3)。
作为在用于检测患者的透射X线图像的非回转型X线照相设备中使用的平面X线检测器，近年来，代替以前类型的图像增强器，越来越广泛地使用了平板放射线检测器(FPD)。
参考图1，具体说明了在传统非回转型X线照相设备中重构X线截面图像的模式。
如图1所示，最终以清楚的、提取的状态显示了患者M的放射线照相截面Ma。在X线照相中，从图1中的右侧位置P1到左侧位置P2水平地移动X线管51，以改变从X线管51发射的X线的照射角度。利用X线管51的发射角度的变化，图像增强器管52水平地从图1的左侧向右侧移动，以获取具有不同放射线照相角度的患者的多个透射X线图像的X线检测信号。利用所获取的X线检测信号来执行积分处理(相加)以叠加并合成透射X线图像。
即，根据X线管51的发射角度来移动图像增强器管52，以便将位于放射线照相截面Ma中的点A和B恒定地投影到图像增强器管52的X线检测表面52a上的对应点a和b。利用这种结构，随着X线的照射角度的变化，将放射线照相截面Ma以外的点C投影到X线检测表面52a的不同位置。在当X线管51处于位置P1的放射线照相角度处，将点C投影到X线检测表面52a上的点c1。在当X线管51移向不同位置P2时的放射线照相角度处，将点C投影到X线检测表面52a上的点c2。
当积分所获取的X线检测信号时，例如，在整个X线截面图像上分布来自点C的信号。结果，处于完全积分状态的X线截面图像中的点C成为模糊图像。点C距离放射线照相截面Ma越远，模糊出现的程度就越高。因此，通过积分从不同放射线照相角度获取的多个透射X线图像的X线检测信号，只有放射线照相截面Ma清楚地出现在所合成的X线图像中。即，当前所获得的X线图像看起来就像在放射线照相截面Ma处切割(incise)了患者M。
然而，传统非回转型X线照相设备具有由包括在X线检测信号中的滞后部分引起的X线截面图像的质量下降的缺点。
即，作为滞后部分或噪声(错误部分)，之前获取的X线检测信号的剩余未读取部分叠加在之后的X线检测信号上。该噪声引起了损害X线截面图像的质量的问题。
发明内容
本发明考虑到上述指出的现有技术的状态，且其目的是提供一种能够抑制由包括在放射线检测信号中的滞后部分引起的放射线截面图像的质量下降的非回转型放射线照相设备。
根据本发明，通过一种用于获得放射线照相图像的放射线照相设备实现了上述目的，所述设备包括放射线发射装置，用于向设置在顶板(top board)上的受检对象(subject)发射锥形放射线束；跨过对象与放射线发射装置相对的平面放射线图像检测装置，用于检测对象的透射放射线图像；成像系统扫描装置，用于同步地移动跨过对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上的放射线发射装置和另一个轨道上的放射线图像检测装置；截面图像重构装置，用于在成像系统扫描装置移动放射线发射装置和放射线图像检测装置的同时，根据放射线图像检测装置从不同放射线照相角度检测到的目标的透射放射线图像的放射线检测信号，重构目标的放射线截面图像；以及时间滞后去除装置，用于通过从放射线图像检测装置输出的放射线检测信号中去除滞后部分来获得无滞后放射线检测信号；其中截面图像重构装置通过利用由时间滞后去除装置获得的无滞后放射线检测信号来重构放射线截面图像。
根据本发明，当放射线照相设备(以下称为“层析成像设备”)执行放射线照相操作时，成像系统扫描装置同步地移动跨过对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上的放射线发射装置，并移动(扫描)另一个轨道上的平面放射线图像检测装置。在该扫描移动期间，放射线发射装置从不同发射角度向对象发射锥形放射线束，放射线图像检测装置检测对象的多个透射放射线照相图像。截面图像重构装置根据对象的透射放射线照相图像的放射线检测信号来重构放射线截面图像。
为了重构放射线截面图像，时间滞后去除装置通过从放射线图像检测装置输出的放射线检测信号中去除滞后部分来获得无滞后放射线检测信号。截面图像重构装置通过利用由时间滞后去除装置获得的无滞后放射线检测信号来重构放射线截面图像。
即，根据本发明的放射线照相设备能够抑制由于包括在放射线检测信号中的滞后部分引起的放射线截面图像的质量下降。
根据本发明，优选地，截面图像重构装置通过执行积分处理来叠加并合成透射放射线图像、使用时间滞后去除装置从不同角度检测到的目标的透射放射线图像的放射线检测信号中获得的无滞后放射线检测信号，重构目标的放射线截面图像。
利用该结构，截面图像重构装置能够通过采样数据处理，即，积分处理来叠加并合成透射放射线图像，使用从不同放射线照相角度检测的对象的透射放射线图像的放射线检测信号中获得的无滞后放射线检测信号，重构放射线截面图像。
根据本发明的放射线照相设备还包括无滞后放射线信号存储装置，用于连续地存储时间滞后去除装置从不同放射线照相角度检测到的对象的透射放射线图像的放射线检测信号中获得的无滞后放射线检测信号；其中截面图像重构装置通过执行积分处理来叠加并合成透射放射线图像、使用连续地存储在无滞后放射线信号存储装置中的无滞后放射线检测信号，重构对象的放射线截面图像。
该结构能够有效地抑制由于包括在放射线检测信号中的滞后部分引起的放射线截面图像的质量下降。
放射线照相设备还包括信号采样装置，用于以预定的采样时间间隔从放射线检测装置获得放射线检测信号；其中基于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含在信号采样装置以预定采样时间间隔获得的每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设，通过递归计算，时间滞后去除装置从放射线检测信号中去除滞后部分。
利用该结构，信号采样装置以预定的采样时间间隔从放射线检测装置获得放射线检测信号，且通过递归计算，时间滞后去除装置从放射线检测信号中去除滞后部分来计算无滞后放射线检测信号。该递归计算基于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含在每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设。与假设单个指数函数形成冲激响应的情况相比，能够从每一个放射线检测信号中完全地去除滞后部分，以产生无滞后X线检测信号。
具体地，优选地，时间滞后去除装置根据以下方程A-C，执行用于从每一个放射线检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk＝Yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk} ...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k个时间点的下标；Yk在第k个采样时间得到的X线检测信号；Xk具有从信号Yk去除了滞后部分的无滞后X线检测信号；Xk-1在前一个时间点得到的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点的Sn；exp指数函数；N形成了冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数目；n表示形成了冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
截面图像重构装置通过将来自卷积处理的投影数据投影回实质上设置到截面受检对象的网格点(lattice point)集合来重构放射线截面图像。
放射线照相设备可以是医疗设备或用于工业的设备。具体地，用于工业使用的设备可以是无损探伤设备。
平面放射线图像检测装置可以包括具有沿纵向和横向设置在放射线检测表面上的、由半导体构成的多个X线检测单元的平板X线检测器。
当使用平板X线检测器时，时间滞后去除装置消除了由平板X线检测器提供的放射线检测信号中的时间滞后，并去除了输出图像中的复杂检测变形。
根据本发明的另一方面，通过一种放射线检测信号处理方法实现了上述目的，所述方法用于在预定采样时间间隔获得放射线检测信号，同时同步地移动在跨过对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上的放射线发射装置并移动在另一个轨道上的放射线图像检测装置，并根据在预定采样时间间隔输出的放射线检测信号来执行信号处理以获得放射线照相图像，所述方法包括步骤基于由一个指数函数或具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含以预定采样时间间隔获得的每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设，通过递归计算，从放射线检测信号中去除滞后部分。
具体地，优选地，根据以下方程A-C，执行用于从每一个放射线检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk＝Yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk} ...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k个时间点的下标；Yk在第k个采样时间得到的X线检测信号；Xk具有从信号Yk去除了滞后部分的无滞后X线检测信号；Xk-1在前一个时间点得到的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点的Sn；exp指数函数；N形成了冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数目；n表示形成了冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
为了说明本发明的目的，其中以附图的形式给出了本发明的几种优选实施例，然而，可以理解的是本发明并不限于所示的确切设计和装置。
图1是示出了在传统设备中重构X线截面图像的模式的示意图；图2是示出了根据本发明的X线照相设备的整体结构的方框图；图3是X线照相设备中使用的FPD的平面图；图4是示出了在根据本发明的设备进行X线照相期间对X线检测信号进行采样的状态的示意图；图5是示出了在根据本发明的设备中用于时间滞后去除的递归计算的流程图；图6是示出了在根据本发明的设备中重构X线截面图像的模式的示意图；图7是示出了在根据本发明的设备中X线照相的放射线照相过程的流程图；以及图8示出了在修改的X线照相设备中的扫描系统的概况的示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图2示出了根据本发明的X线照相设备的整体结构的方框图。
如图2所示，X线照相设备包括顶板1，用于支撑要放射线照相的患者M；X线管2，用作用于向顶板1上的患者M发射锥形X线束的放射线发射装置；用于检测患者M的透射X线图像的平板X线检测器3(以下适当地称作FPD)，用作跨过患者M与X线管2相对的平面放射线检测装置；以及用作成像系统扫描装置的成像系统扫描器4，用于在用作跨过患者M彼此相对的非圆形轨道的两个线性轨道NA和NB之一的线性轨道NA上移动X线管2，并用于在另一个轨道NB上与X线管2的移动同步地移动FPD 3。
当本实施例中的设备执行放射线照相时，成像系统扫描器4同步地移动在线性轨道NA上的X线管2和线性轨道NB上的FPD 3。因此，当执行非回转型成像系统扫描时，驱动X线管2，以便从连续变化的发射角度向患者M发射锥形X线束。FPD 3检测具有不同放射线照相角度的患者M的透射X线图像的X线检测信号。
具体地，成像系统扫描器4具有线性地移动X线管2的功能、改变X线管2的X线发射角度(转动角度)的功能以及线性地移动FPD3的功能。如图2所示，在成像系统扫描控制器4A的控制下，成像系统扫描器4可操作用于将X线管2水平地依次移向位置F1、位置F2和位置F3，并同时调整X线管2的转动角度以便改变X线发射角度。根据X线发射角度的变化，成像系统扫描器4将FPD 3依次移向位置f1、位置f2和位置f3，以进行成像系统扫描。
在X线发射控制器2A的控制下，X线管2可操作用于在适当的时间向患者M发射锥形X线束。
如图3所示，在向其投射病人M的透射X线图像的X线检测表面3A上，FPD 3具有沿着患者M身体轴的X方向和垂直于身体轴的Y方向而纵向以及横向地设置的多个X线检测单元3a。例如，在本实施例中使用的FPD 3中，设置X线检测单元3a，以在X线检测表面3A上形成大约30厘米长、30厘米宽的1024×1024的矩阵。由于FPD3形状薄且重量轻，FPD 3周围的结构紧凑。其平面表面产生很少的图像变形。结果，放射线检测信号精确地与患者M的透射放射线照相图像相对应。
在本实施例的设备中，可以由顶板驱动机构(未示出)来垂直以及纵向和横向地移动顶板1。因此，通过顶板1的移动，X线管2和FPD 3相对于患者M的位置是可变的，由此进行受检身体区域和放射线照相放大率的调整。
如图2所示，本实施例中的X线照相设备还包括相连并设置在FPD 3的下游的模拟数字转换器5，用作信号采样装置，用于以预定的采样时间间隔Δt，从FPD 3提取并数字化X线检测信号(放射线检测信号)；检测信号存储器6，用于临时存储从模拟数字转换器5输出的X线检测信号；时间滞后去除器7，用于通过从FPD 3获得的X线检测信号中去除滞后部分来获得无滞后X线检测信号(无滞后放射线检测信号)；以及无滞后信号存储器8，用于临时存储具有从X线检测信号中去除了滞后部分的无滞后X线检测信号。无滞后信号存储器8与本发明的无滞后放射线检测信号存储装置相对应。
模拟数字转换器5连续地以采样时间间隔Δt提取透射X线图像的X线检测信号，并将X线检测信号存储在设置在转换器5的下游的X线检测信号存储器中。即，如图4所示，在例如1/30秒的采样间隔Δt之间的每一个周期，收集用于透射X线图像的所有X线检测信号，并连续地存储到X线检测信号存储器6。
在X线照射之前开始用于采样(提取)X线检测信号的操作。在通过操作员手动地或作为X线发射命令互锁自动地进行X线发射之前，开始由模数转换器5执行的X线检测信号的采样。
时间滞后去除器7从X线检测信号存储器6中读取X线检测信号，并从中获得无滞后X线检测信号。基于具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的脉冲响应引起了包含在每一个X线检测信号中的滞后部分的假设，通过递归计算，从每一个X线检测信号中获得无滞后X线检测信号。将如上获得的无滞后X线检测信号发送到无滞后信号存储器8，并且还发送到截面图像重构单元9。
FPD 3具有未被取走的一部分X线检测信号，并且这部分残留为下一个X线检测信号中的滞后部分。时间滞后去除器7去除该滞后部分以产生无滞后X线检测信号。基于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含在每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设，时间滞后去除器7执行去除操作。与假设单个指数函数形成冲激响应的情况相比，能够从每一个放射线检测信号中完全地去除滞后部分，以产生无滞后X线检测信号。
具体地，时间滞后去除器7通过利用以下设置的方程A-C，执行用于从每一个X线检测信号中去除滞后部分的递归计算处理。
如图2和方程A-C所示，在获得当前的无滞后X线检测信号时，时间滞后去除器7通过使用在前一个时间点获得并临时存储在无滞后信号存储器8中的无滞后X线检测信号来执行递归计算处理。
Xk＝Yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k个时间点的下标；Yk在第k个采样时间得到的X线检测信号；Xk具有从信号Yk去除了滞后部分的无滞后X线检测信号；Xk-1在前一个时间点得到的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点的Sn；exp指数函数；N形成了冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数目；n表示形成了冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
即，方程A中的第二项“∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}”对应于滞后部分。因此，本实施例中的设备迅速从构成紧递归公式的方程A-C中得到无滞后X线检测信号Xk。
接下来，将参考图5，对时间滞后去除器7执行的递归计算的处理进行具体说明。
图5是示出了本实施例中用于时间滞后去除的递归计算处理的流程图。
在X线发射之前，在方程A中设置k＝0、X0＝0，并在方程C中设置Sn0＝0作为初始值。当指数函数的数目为3(N＝3)时，将S10、S20和S30均设为0。
在方程A和C中，设置k＝1，从方程C中得到S11、S21和S31，即Sn1＝X0+exp(Tn)·Sn0。此外，通过将得到的S11、S21和S31和X线检测信号Y1代入方程A得到无滞后X线检测信号X1。
在将方程A和C中的k加1(k＝k+1)之后，通过将前一次得到的Xk-1代入方程C来得到S1k、S2k和S3k。此外，通过将S1k、S2k和S3k和X线检测信号Yk代入方程A来得到无滞后X线检测信号Xk。
当剩余有未处理X线检测信号Yk时，操作返回步骤Q3。当没有未处理X线检测信号Yk剩余时，操作前进到步骤Q5。
得到用于一个采样序列(一幅X线图像)的无滞后X线检测信号Xk，以完成用于一个采样序列的递归计算。
在该实施例中，时间滞后去除器7通过利用在X线发射之前由模拟数字转换器5得到的X线检测信号，获得了无滞后X线检测信号。结果，当X线发射时，通过去除包括在X线检测信号中的滞后部分，当X线发射时能够立即适当地获得无滞后X线检测信号。
如图2所示，本实施例中的X线照相设备包括时间滞后去除器7下游的截面图像重构单元9。当成像扫描器4移动X线管2和FPD 3时，截面图像重构单元9根据FPD 3在不同放射线照相角度连续或间歇检测到的患者M的多个透射X线图像的X线检测信号，重构患者M的X线截面图像。
具体地，利用信号积分器10，截面图像重构单元9重构X线截面图像，信号积分器10执行积分处理，以便叠加并合成时间滞后去除器7从在不同放射线照相角度检测到的患者M的透射X线图像的X线检测信号中获得的无滞后X线检测信号。
将由截面图像重构单元9重构的X线截面图像发送并存储到截面图像存储器11中。将X线截面图像显示在图像监视器12上，或如果必要，由打印机(未示出)打印在纸上。
参考图6，具体说明本实施例中非回转型X线照相设备中重构X线截面图像的模式。
最终以清楚的、提取的状态显示了患者M的放射线照相截面Ma。在X线照相中，在不同放射线照相角度获取患者M的多个透射X线图像的X线检测信号，同时改变X线管2的X线发射角度并改变与X线管2的X线发射角度的变化互锁的FPD 3的位置的变化。积分(相加)X线检测信号以叠加并合成透射X线图像。
具体地，根据X线管2的发射角度来移动FPD 3，以便将位于放射线照相截面Ma中的点G和H恒定地投影到FPD 3的X线检测表面3A上的对应点g和h。然后，随着X线的照射角度的变化，将放射线照相截面Ma以外的点I投影到X线检测表面3A上的不同位置。在当X线管2处于位置K1的放射线照相角度处，将点I投影到位于位置k1的X线检测表面3A上的点i1。在当X线管2移向不同位置K2时的放射线照相角度处，将点I投影到位于位置k2的X线检测表面52a上的点i2。
当积分X线检测信号时，在整个X线截面图像上分布来自点I的信号。结果，处于完全积分状态的X线截面图像中的点I成为模糊图像。点I距离放射线照相截面Ma越远，模糊出现的程度就越高。因此，通过积分从不同放射线照相角度获取的多个透射X线图像的X线检测信号，只有放射线照相截面Ma清楚的出现在所合成的X线图像中。即，当前所获得的X线图像看起来就像在放射线照相截面Ma处切割了患者M。
因此，根据本实施例的设备，通过由截面图像重构单元9的信号积分器10执行简单数据处理以积分无滞后X线检测信号，能够重构X线截面图像。
本实施例中的设备还包括操作单元13，用于输入执行放射线照相所需的指令、数据等。该操作单元13是例如键盘和鼠标的输入设备的形式。
在本实施例的设备中，响应从操作单元13输入的指令和数据或随着放射线照相操作的进行，根据从主控制器14发送的各种命令，X线发射控制器2A、成像系统扫描控制器4A、模拟数字转换器5、时间滞后去除器7和截面图像重构单元9执行控制和处理。
接下来，将参考附图，具体说明利用本实施例中的设备执行X线照相的操作。
图7是示出了本实施例中的X线照相的过程的流程图。
操作员通过利用操作单元13，输入指令以开始放射线照相操作。
在X线照射之前，模数转换器5开始在采样时间间隔Δt(＝1/30秒)之间的每一个周期从FPD 3提取用于一幅X线图像的X线检测信号Yk。将提取的X线检测信号存储在X线检测信号存储器6中。
响应操作员进行的设置，成像系统扫描器4开始非回转成像系统扫描，以便同步地在线性轨道NA上移动X线管2和在线性轨道NB上移动FPD 3。
并行于操作员发起的到患者M的间歇或连续X线发送，模数转换器5在采样时间间隔Δt之间的每一个周期重复提取用于一幅X线图像的X线检测信号并将信号存储在X线检测信号存储器6中。
从X线检测信号存储器6中逐个读取用于一幅X线图像的X线检测信号Yk。时间滞后去除器7通过利用方程A-C的递归计算，获得从X线检测信号Yk中去除了滞后部分的无滞后X线信号Xk。
截面图像重构单元9的信号积分器10在每一个瞬间对存储在无滞后信号存储器8中的无滞后X线检测信号Xk执行积分(即，相加)处理，以合成透射X线图像。
继续步骤S4到S6，直到成像系统扫描器4进行的成像系统扫描和截面图像重构单元9的信号积分器10进行的积分处理完成。当成像系统扫描器4进行的成像系统扫描和截面图像重构单元9的信号积分器10进行的积分处理完成时，意味着对于放射线照相截面Ma，已经完成了X线截面图像。操作转到步骤S8。
将放射线照相截面Ma的X线图像存储在截面图像存储器11中，并显示在图像监视器12上，或如果必要，由打印机(未示出)打印在纸上。然后，放射线照相操作结束。
如上所述，根据本实施例的X线照相设备，当执行成像系统扫描时，成像系统扫描器4在跨过患者M彼此相对的两个线性轨道NA和NB的一个线性轨道NA上移动发射锥形X线束的X线管2，并在另一个轨道NB上与X线管2的移动同步地移动检测患者M的透射X线图像的FPD 3。因此，执行了非回转型成像系统扫描。当执行X线截面图像重构时，截面图像重构单元9根据FPD 3从不同放射线照相角度连续或间歇检测到的患者M的透射X线图像的X线检测信号，重构X线截面图像，时间滞后去除器7使用从X线检测信号中去除了滞后部分的无滞后X线检测信号。结果，在重构X线截面图像之前，去除了包括在X线检测信号中的引起图像质量下降的滞后部分。
因此，根据本发明的非回转型X线照相设备能够抑制由于包括在X线检测信号中的滞后部分引起的X线截面图像的质量下降。
本发明并不限于上述实施例，可以进行如下改进(1)在上述实施例中，跨过患者M彼此相对的两个非圆形轨道是线性轨道NA和NB。相反，如图8所示，非圆形轨道可以是弧形轨道Na和Nb形式。
(2)上述实施例使用FPD3作为平面放射线检测装置。代替FPD，还可以使用图像增强器。
(3)在前述实施例中，截面图像重构单元9执行的截面图像重构是信号积分器10的积分处理的形式。例如，截面图像重构单元9可以通过将从输入到卷积处理的无滞后X线检测信号Xk产生的投影数据投影回实质上设置到患者M的截面受检对象的网格点集合，来执行截面图像重构。
(4)在前述实施例中，通过线性移动X线管2和FPD 3来执行非回转型成像系统扫描。可以将该特征修改为采用例如回旋移动、椭圆移动等的X线管2和FPD 3的其它移动模式。
(5)所述实施例中的设备设计用于医疗用途。本发明不仅可以应用于这种医疗设备中，还可以用作诸如无损探伤设备之类的工业用设备。
(6)在所述实施例中使用X线作为放射线。本发明还可以应用于使用除X线之外放射线的设备中。
在不脱离本发明的实质或本质特点的前提下，可以将本发明包含于其他特定形式中，所以，应当参考所附的权利要求书作为本发明的范围，而不是前述说明书。
权利要求
1.一种用于获得放射线照相图像的放射线照相设备包括放射线发射装置，用于向设置在顶板上的受检对象发射锥形放射线束；跨过所述对象与所述放射线发射装置相对的平面放射线图像检测装置，用于检测所述对象的透射放射线图像；成像系统扫描装置，用于同步地移动跨过对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上的所述放射线发射装置和另一个轨道上的所述放射线图像检测装置；截面图像重构装置，用于在所述成像系统扫描装置移动所述放射线发射装置和所述放射线图像检测装置的同时，根据所述放射线图像检测装置从不同放射线照相角度检测的对象的透射放射线图像的放射线检测信号，重构对象的放射线截面图像；以及时间滞后去除装置，用于通过从所述放射线图像检测装置输出的放射线检测信号中去除滞后部分来获得无滞后放射线检测信号；其中所述截面图像重构装置通过利用由所述时间滞后去除装置获得的无滞后放射线检测信号来重构放射线截面图像。
2.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述截面图像重构装置通过执行积分处理来叠加并合成透射放射线图像、使用所述时间滞后去除装置从不同角度检测到的所述对象的透射放射线图像的放射线检测信号中获得的无滞后放射线检测信号，重构所述对象的放射线截面图像。
3.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于还包括无滞后放射线信号存储装置，用于连续地存储所述时间滞后去除装置从不同放射线照相角度检测到的所述对象的透射放射线图像的放射线检测信号中获得的无滞后放射线检测信号；其中所述截面图像重构装置通过执行积分处理来叠加并合成透射放射线图像、使用连续地存储在所述无滞后放射线信号存储装置中的无滞后放射线检测信号，重构所述对象的放射线截面图像。
4.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于还包括信号采样装置，用于以预定的采样时间间隔从所述放射线检测装置获得放射线检测信号；其中基于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含在信号采样装置以预定采样时间间隔获得的每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设，通过递归计算，所述时间滞后去除装置从放射线检测信号中去除滞后部分。
5.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述时间滞后去除装置根据以下方程A-C，执行用于从每一个放射线检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk＝Yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k个时间点的下标；Yk在第k个采样时间得到的X线检测信号；Xk具有从信号Yk去除了滞后部分的无滞后X线检测信号；Xk-1在前一个时间点得到的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点的Sn；exp指数函数；N形成了冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数目；n表示形成了冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
6.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述截面图像重构装置通过将来自卷积处理的投影数据投影回实质上设置到截面所述受检对象的网格点集合来重构放射线截面图像。
7.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述平面放射线图像检测装置包括具有沿纵向和横向设置在放射线检测表面上的、由半导体构成的多个X线检测单元的平板X线检测器。
8.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述设备是医疗设备。
9.根据权利要求1所述的放射线照相设备，其特征在于所述设备是用于工业使用的设备。
10.根据权利要求9所述的放射线照相设备，其特征在于所述用于工业使用的设备包括无损探伤设备。
11.一种放射线检测信号处理方法，所述方法用于在预定采样时间间隔获得放射线检测信号，同时同步地移动在跨过对象彼此相对的两个非圆形轨道之一上的放射线发射装置并移动在另一个轨道上的放射线图像检测装置，并根据在预定采样时间间隔输出的放射线检测信号来执行信号处理以获得放射线照相图像，所述方法包括步骤基于由一个指数函数或具有不同衰减时间常数的多个指数函数形成的冲激响应引起了包含以预定采样时间间隔获得的每一个放射线检测信号中的滞后部分的假设，通过递归计算，从放射线检测信号中去除滞后部分。
12.根据权利要求11所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于根据以下方程A-C，执行用于从每一个放射线检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk＝Yk-∑n＝1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}...ATn＝-Δt/τn...BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)...C其中Δt采样时间间隔；k表示在采样时间序列中第k个时间点的下标；Yk在第k个采样时间得到的X线检测信号；Xk具有从信号Yk去除了滞后部分的无滞后X线检测信号；Xk-1在前一个时间点得到的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点的Sn；exp指数函数；N形成了冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数目；n表示形成了冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
全文摘要
一种放射线照相设备和放射线检测信号处理方法，在根据本发明的放射线照相设备中，当执行成像系统扫描时，成像系统扫描器在线性轨道上移动发射锥形X线束的X线管，并在另一个线性轨道上与X线管的移动同步地移动检测受检对象的透射X线图像的FPD。因此，执行了非回转型成像系统扫描。当执行X线截面图像重构时，截面图像重构单元根据FPD从不同放射线照相角度检测的对象的透射X线图像的X线检测信号，重构X线截面图像。同时，时间滞后去除器使用从X线检测信号中去除了滞后部分的无滞后X线检测信号。结果，在重构X线截面图像之前，去除了包括在X线检测信号中的引起图像质量下降的滞后部分。
文档编号G01T1/00GK1661468SQ20051005240
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月24日 优先权日2004年2月25日
发明者冈村升一 申请人:株式会社岛津制作所