射線照相設備的製作方法
2023-12-01 00:06:51 4
專利名稱：射線照相設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種射線照相設備，用於醫學領域以及在工業領域中用於執行非破壞性試驗、RI(放射性同位素)檢查或光檢查。
背景技術：
這種傳統的設備包括彼此相對的X射線管和平板X射線檢測器(下面適當地稱為「FPD」)，並通過圍繞通過處於檢查的對象的感興趣點的截面軸(也稱為主掃描軸)同時旋轉X射線管和X射線檢測器，執行主掃描，以及通過圍繞實質上與截面軸垂直延伸的軸(也稱為次掃描軸，下面稱為「身體軸」)同時旋轉X射線管和X射線檢測器，執行次掃描。該設備根據在主掃描和次掃描期間在各個時間點處從FPD獲得的投影數據組，獲取三維截面圖像(例如，如在日本未審專利公布No.2004-141656中所公開的)。
然而，這種結構的傳統設備具有下面的缺點。
當執行重構處理時，虛擬地將三維網格(lattice)設置到處於檢查的對象的感興趣點。該三維網格的一側與對象的身體軸平行地延伸。根據通過網格點的X射線落在FPD的檢測面上的點(下面簡稱為「網格點的投影點」)處的投影數據，向三維網格的每一個網格點賦予信息。該處理被稱為反向投影。FPD在檢測平面上具有以矩陣形式排列的檢測單元，並且從每一個檢測單元中獲取檢測信號。從投影點周圍多個(例如四個)檢測單元獲取的檢測信號中推導出每一個網格點的投影點處的投影數據。
考慮以與身體軸平行地延伸的一行排列的網格點。這些網格點的投影點分布在一條直線上。因為FPD圍繞截面軸旋轉，該直線在一個主掃描中在FPD的檢測面上旋轉360度。因此，投影點幾乎不與檢測單元的行或列方向平行，而是分布在三行或更多行或三列或更多列的檢測單元中。
沿不與身體軸平行的方向排列的網格點的投影點也分布在三行或更多行或三列或更多列的檢測單元中。
另一方面，在計算時，預先訪問存儲檢測信號的相對低速主要存儲器，並且通過指定起始地址和檢測信號的範圍，將獲取的檢測信號放入相對高速的高速緩衝存儲器。然而，來自多行的信號會超出高速緩衝存儲器的容量。在這種情況下，必須再次訪問主要存儲器。從有效地使用高速緩衝存儲器容量以將檢測信號劃分為塊並且僅放入所需的檢測信號的觀點看，這是有利的。然而，必須訪問主要存儲器與塊數相對應的次數。因為訪問主要存儲器需要相對較長的時間，較大的訪問頻率導致重構處理需要更長時間。
發明內容
關於上述現有技術的狀況，做出本發明，並且本發明的目的是提供一種用於高速執行重構處理的射線照相設備。
根據本發明，由一種用於獲得三維截面圖像的射線照相設備實現以上目的，該設備包括輻射源，用於向處於檢查的對象發射電磁波；檢測裝置，橫跨對象與輻射源相對，用於從透過對象的電磁波中獲得對象的投影數據；主掃描裝置，用於在使輻射軸關於截面軸以預定角度傾斜的同時，通過至少移動輻射源，圍繞通過對象的感興趣點的截面軸來旋轉連結輻射源和檢測裝置的輻射軸，來執行主掃描；以及圖像處理裝置，用於根據在主掃描中的每一個時間點處從檢測裝置獲得的投影數據組，執行重構處理，以獲取三維截面圖；其中，檢測裝置具有平坦或彎曲的檢測面，其中多個檢測單元排列在沿兩個相交軸方向延伸的行和列中，用於檢測電磁波，在主掃描時，檢測單元的行或列恆定地平行於與截面軸垂直地延伸且通過對象的感興趣點的一個軸。
根據本發明，在主掃描時，排列在檢測裝置的檢測面上的檢測單元的行或列平行於與截面垂直地延伸並且通過處於檢查的對象的感興趣點的一個軸。排列通過沿所述一個軸的一行中的虛擬網格點的電磁波所通過的檢測面上的點(投影點)，使其與檢測單元的行或列平行。因此，可以僅從之間具有網格點的投影點的兩線檢測單元所獲取的檢測信號中，推導出應該投影回一行網格點的投影數據。檢測信號是檢測單元位置處的投影數據，並且從實際檢測中推導出。因此，減少了獲得投影數據所需的檢測信號的量，從而高速執行重構處理。
在上述本發明中，優選地，設置主掃描裝置，以便圍繞截面軸移動輻射源，並且圍繞截面軸移動檢測裝置。因此，可以有利地執行主掃描。
優選地，還設置主掃描裝置，以便根據檢測裝置的位置來傾斜檢測裝置，使得檢測面垂直於與從其減去(subtracted)沿所述一個軸的分量的輻射軸相對應的方向。從與截面軸垂直地延伸且通過處於檢查的對象的感興趣點的所述一個軸的方向來看，檢測面表現為與輻射軸垂直。因此，在主掃描時，在恆定地保持檢測單元的行或列與所述一個軸平行的同時，檢測裝置在允許範圍內相對於電磁波的入射方向傾斜。這允許與檢測面一起形成編織層(braid)等。
優選地，設置主掃描裝置，以便沿連結圍繞截面軸的虛擬圓柱和圍繞所述一個軸的虛擬圓柱的交點的曲線移動檢測裝置。通過圍繞截面軸的虛擬圓柱，檢測裝置與圍繞截面軸移動的輻射源相對。通過圍繞與截面軸垂直地延伸且通過對象的感興趣點的所述一個軸的虛擬圓柱，在恆定地保持檢測單元的行或列與所述一個軸平行的同時，檢測裝置可靠地在允許範圍內傾斜。
優選地，還設置主掃描裝置，以便沿連結圍繞截面軸的虛擬圓柱和圍繞所述一個軸的虛擬圓柱的交點的曲線移動檢測裝置。因此，在保持輻射源和檢測裝置之間的位置關係的同時移動輻射源和檢測裝置。
在以上發明中，優選地，按照沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合來實現主掃描裝置對檢測裝置的移動。檢測裝置與垂直於截面軸延伸且通過對象的感興趣點的所述一個軸平行地移動。因此，在主掃描時，檢測裝置的行或列恆定地保持與所述一個軸平行。所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量可以可靠地使檢測裝置在允許範圍內傾斜。
優選地，還按照沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合來實現主掃描裝置對輻射源的移動。因此，在保持輻射源和檢測裝置之間的位置關係的同時移動輻射源和檢測裝置。
在以上發明中，優選地，設置主掃描裝置，以便沿連結圍繞截面軸以預定角度形成並且由所述一個軸和截面軸的交點提供頂點的虛擬圓錐和圍繞所述一個軸的虛擬圓錐的交點的曲線，移動檢測裝置。通過虛擬圓錐，檢測裝置與輻射源相對。通過圍繞與截面軸垂直地延伸且通過對象的感興趣點的所述一個軸的虛擬圓錐，在恆定地保持檢測單元的行或列與所述一個軸平行的同時，檢測裝置可靠地在允許範圍內傾斜。
在以上發明中，優選地，檢測面具有位於其上的編織層，用於去除電磁波的散射部分，主掃描裝置一起移動編織層和檢測裝置。這種結構可以有效地去除電磁波的散射部分。
在以上發明中，可以設置主掃描裝置，以便圍繞截面軸僅旋轉輻射源，並且確定檢測裝置的大小能夠覆蓋主掃描裝置所旋轉的輻射源的不同位置，當主掃描裝置旋轉輻射源時，檢測裝置靜止不動。在進行主掃描時，具有足夠大的檢測面的檢測裝置靜止不動。因此，可以恆定地且容易地使檢測單元的行和列保持與垂直於截面軸延伸且通過對象的感興趣點的所述一個軸平行。
優選地，所述設備還包括位於檢測面上的編織層，用於去除電磁波的散射部分；以及編織層移動裝置，用於以沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合來移動編織層，編織層移動裝置保持編織層與輻射源相對。可以在恆定地保持編織層與垂直於截面軸並且通過對象的感興趣點的所述一個軸平行的同時，編織層可靠地在允許範圍內傾斜。
優選地，所述設備還包括次掃描裝置，用於通過移動輻射源和檢測裝置，以圍繞所述一個軸旋轉輻射軸來執行次掃描，圖像處理裝置根據在次掃描的每一個時間點處從檢測裝置獲得的投影數據組，進一步執行重構處理。通過針對次掃描移動輻射源和檢測裝置，可以獲得處於檢查的對象的各向同性空間解析度的截面圖像。
為了演示本發明，在附圖中示出了多個優選形式，然而，可以理解，本發明不局限於所示的精確設置和方式。
圖1是示出了第一實施例中射線照相設備的概況的方框圖；圖2是射線照相設備的縱截面的示意圖；圖3是掃描框架的截面側視圖；圖4是掃描框架的內部的透視圖；圖5是FPD的檢測面的示意圖；圖6是FPD的主要部分的縱截面視圖；圖7是FPD的平面圖；圖8是示出了在主掃描時在旋轉陽極X射線管和FPD之間的位置關係的示意圖；圖9是演示了根據主掃描的重構處理的過程的示意圖；圖10是演示了根據主掃描和次掃描的重構處理的過程的示意圖；圖11是演示了反向投影方法的示意圖；圖12是示出了第二實施例中射線照相設備的概況的方框圖；圖13是掃描框架的截面側視圖；圖14是掃描框架的內部的透視圖；圖15是FPD支撐構件的旋轉式線性軸承的透視圖；圖16是示出了在第二實施例中在主掃描時在旋轉陽極X射線管和FPD之間的位置關係的示意圖；圖17是示出了在修改的實施例中在主掃描時在旋轉陽極X射線管和FPD之間的位置關係的示意圖；圖18是示出了在修改的實施例中在主掃描時在旋轉陽極X射線管和FPD之間的位置關係的主要部分的示意圖；圖19是在修改的實施例中的FPD的側視圖；圖20是在修改的實施例中的FPD的側視圖；以及圖21是在修改的實施例中的FPD的側視圖。
下面，參考附圖，詳細描述本發明的優選實施例。
第一實施例圖1是示出了第一實施例中射線照相設備的概況的方框圖。圖2是射線照相設備的截面軸上的截面視圖。圖3是掃描框架的截面軸上的截面視圖。圖4是掃描框架的內部的透視圖。
射線照相設備大體上被分為圖像拾取系統1，用於獲得患者M的投影數據；圖像處理系統2，用於處理投影數據並且產生三維截面圖像；以及顯示器3，用於顯示產生的截面圖像。
圖像拾取系統1包括頂板(top board)4，用於支撐患者M；掃描框架7，用於容納旋轉陽極X射線管5和平板X射線檢測器(下面簡稱為「FPD」)6；以及底座8，用於支撐掃描框架7。底座8固定在地面上。
截面軸B是通過患者M的感興趣點P的軸，並且是下面所述的主掃描的中心軸。身體軸A是與截面軸B垂直地延伸且通過患者M的感興趣點P的一個軸，並且是下面所述的次掃描的中心軸。身體軸A對應於本發明的所述一個軸(「與截面軸垂直地延伸並且通過處於檢查的對象的感興趣點的一個軸」)。
圖像處理系統2包括檢測信號收集單元11、主要存儲器13、重構處理器15以及存儲單元17。重構處理器15具有高速緩衝存儲器21和計算單元22。
下面描述每一個組件。
如圖2所示，近似半圓形的框架支架9位於掃描框架7的背部，用於夾持掃描框架7。框架支架9具有附著在其外圍的次掃描帶9a。底座8具有形成在其中心的彎曲凹槽。滾軸10位於凹槽內，可以由驅動機構(未示出)旋轉。框架支架9被可滑動地支撐在凹槽的內部外表面上，次掃描帶9a纏繞在滾軸10上。框架支架9、底座8和滾軸10組成本發明中的次掃描裝置。
如圖3和4所示，除了旋轉陽極X射線管5和FPD 6之外，掃描框架7還容納旋轉電動機31、旋轉軸32、X射線管齒輪33、X射線管套34、FPD齒輪36、轉盤37、夾持框架38以及FPD支撐構件39。優選地，X射線管還容納旋轉電動機31、旋轉軸32、X射線管齒輪33、X射線管套34、FPD齒輪36、轉盤37、夾持框架38以及FPD支撐構件39。優選地，X射線管齒輪33和FPD齒輪36直徑相等。
旋轉電動機31通過齒輪與旋轉軸32相連。旋轉軸32通過X射線管齒輪33與X射線管套34相連。X射線管套34可圍繞截面軸B旋轉。旋轉軸32通過FPD齒輪36與轉盤37相連。轉盤37可圍繞截面軸B旋轉。
旋轉陽極X射線管5被安裝在X射線管套34中，偏離位於套34的中心處的截面軸B。
旋轉陽極X射線管5是旋轉的陽極X射線類型，如其名稱所示。即，X射線管5包括陰極(絲狀陰極)41，用於釋放熱離子；陽極(靶)42，用於通過與來自陰極41的熱離子的加速碰撞產生X射線；高速旋轉軸43，用於以高速圍繞其中心旋轉陽極42；以及軸承44，用於可旋轉地支撐高速旋轉軸43。高速旋轉軸43與截面軸B平行地延伸。旋轉陽極X射線管5對應於本發明的輻射源。
旋轉陽極X射線管5以具有預定發散角的所謂「圓錐光束」形狀發射X射線。中心軌跡或從旋轉陽極X射線管5的輻射源位置(也稱為X射線管的焦點位置)Q延伸到FPD 6的軌跡被稱為輻射軸C。定位X射線管5，使得輻射軸C通過患者M的感興趣點。
轉盤37具有處於偏離其中心位置的操縱杆37a。夾持框架38具有四個側邊，並且操縱杆37延伸通過在夾持框架38中形成的開口。該夾持框架38具有延伸通過兩個相對側邊且與身體軸A平行的兩個框架操縱杆38a。這些框架操縱杆38a固定在掃描框架7上。夾持框架38在其被框架操縱杆38a穿過的不同位置具有軸承，以僅在沿身體軸A的方向可滑動。
FPD支撐構件39具有軸承39a，利用可旋轉內部外表面來限定孔。FPD支撐構件39由轉盤37夾持，其中軸承39a與操縱杆37a接合。FPD支撐構件39具有附著在其背部的支承板39，用於接觸夾持框架38的內部，因此，FPD支撐構件39恆定地朝向固定方向。此外，FPD支撐構件39在其前部支撐FPD 6。FPD支撐構件39支撐FPD 6，使之橫跨患者M與旋轉陽極X射線管5相對。
轉盤37具有平衡塊(counterbalance)37b。平衡塊37b位於橫跨轉盤37的旋轉中心(截面軸B)與操縱杆37a相對的位置，優選地，靠近轉盤37的邊緣。平衡塊37b被設置用於在轉盤37旋轉時對作用在操縱杆37a上的力矩進行平衡。
旋轉電動機31、旋轉軸32、X射線管齒輪33、X射線管套34、FPD齒輪36、轉盤37、夾持框架38以及FPD支撐構件39組成本發明中的主掃描裝置。夾持框架38對應於本發明的約束裝置。FPD支撐構件39對應於本發明的支撐構件。
FP 6具有平坦的檢測面。在本實施例中，在平面圖中檢測面為方形。
優選地從下面方程式(1)中推導出FPD 6一邊的長度FSFS＝2XR*SD/SO...(1)其中，XR是旋轉陽極X射線管5的輻射源位置Q的旋轉半徑，SO是X射線管5的旋轉中心到患者M的感興趣點的距離，SD是X射線管5的旋轉中心到FPD 6的檢測面的距離。
FPD 6一邊的長度FS不局限於以上值。例如，一邊的長度可以超出從以上方程式(1)推導出的值。
圖5是FPD 6的檢測面的示意圖。如圖5所示，FPD 6具有多個檢測單元d，檢測單元d對X射線敏感，以矩陣形式排列在檢測面上。例如，1,536×1,536個檢測單元d排列在面積大約是30cm長、30cm寬的檢測面上。
此處，為了方便，認為檢測單元d的行沿u軸延伸，檢測單元d的列沿v軸延伸。FPD 6由FPD支撐構件39支撐，使得檢測單元d的行沿與身體軸A平行的方向(u軸)延伸。
下面更詳細地參考圖6和7來描述FPD 6的組成。圖6是FPD 6的主要部分的縱截面視圖。圖7是FPD 6的平面圖。
FPD 6具有從X射線入射一側依次層壓的施壓電極51、X射線敏感半導體膜53、載流子收集電極55和有源矩陣襯底57。即，FPD 6是將X射線直接轉換為電荷的直接轉換類型。
例如，半導體膜53可以由非晶硒構成。有源矩陣襯底57可以是具有電絕緣屬性的玻璃襯底。
在平面視圖中，載流子收集電極55以二維矩陣形式排列。此外，在有源矩陣襯底57上形成的每一個載流子收集電極55具有電容器Ca，用於存儲電荷信息；以及薄膜電晶體Tr，用作開關單元，其源極S與載流子收集電極55和電容器Ca相連，用於獲取電荷信息。
每一個檢測單元d由一組載流子收集電極55、電容器Ca以及薄膜電晶體Tr組成。
有源矩陣襯底57具有設置於其上的柵極總線61，每一個針對一行檢測單元d；以及數據總線63，每一個針對一列檢測單元d。每一個柵極總線61共同與一行薄膜電晶體Tr的柵極相連。每一個數據總線63共同與一列薄膜電晶體Tr的漏極相連。
FPD 6具有排列在有源矩陣襯底57的一端的多個放大器65。柵極驅動器69位於有源矩陣襯底的另一端。
數據總線63分別與放大器65相連。柵極總線61與柵極驅動器69相連。此外，模擬到數字轉換器(未示出)位於放大器65的輸出端。FPD 6對應於本發明的檢測裝置。
現在描述FPD 6的操作。當X射線撞擊FPD 6、同時將偏置電壓施加到施壓(application)電極51時，在半導體膜53中產生電荷。電荷通過各個載流子收集電極55蓄積在電容器Ca中。柵極總線61將掃描信號從柵極驅動器69發送到薄膜電晶體Tr的柵極。結果，導通薄膜電晶體Tr，以從電容器Ca中將電荷信息讀取到數據總線63。其後，由模擬到數字轉換器將電荷信息數位化以提供檢測信號。檢測信號是檢測單元d的位置的投影數據，並且從實際檢測中推導出。
按照這種方式從FPD 6獲取的檢測信號被提供給圖像處理系統2。圖像處理系統2根據從FPD 6接收的投影數據組，執行重構處理，以獲得三維截面圖像。下面將具體描述圖像處理系統2。
檢測信號收集單元11從FPD 6收集檢測信號。主要存儲器13存儲檢測信號。
重構處理器15根據存儲在主要存儲器13中的檢測信號，執行重構處理，並產生截面圖像。高速緩衝存儲器21從主要存儲器13獲取並存儲檢測信號。儘管高速緩衝存儲器21具有比主要存儲器13小的存儲容量，計算單元23仍可以以高速從高速緩衝存儲器21中讀取信號。計算單元23執行重構處理所需的計算。
存儲單元17存儲從重構處理器15獲得的截面圖像。響應例如操作者給出的指令，在顯示器3上顯示截面圖像。
圖像處理系統2包括中央處理單元(CPU)，用於讀取且執行預定程序RAM(隨機存取存儲器)，用於存儲各種信息；以及例如硬碟的存儲介質。圖像處理系統2對應於本發明的圖像處理裝置。
接下來，按照被劃分為圖像拾取系統1以及圖像處理系統2和顯示器3來描述第一實施例中射線照相設備的操作。
圖像拾取系統1
在圖像拾取系統1中，由驅動機構(未示出)旋轉底座8上的滾軸10，以驅動次掃描帶9a。從而框架夾持構件9和掃描框架7圍繞身體軸A一起向前和向後旋轉。按照這種方式，移動掃描框架7中的旋轉陽極X射線管5和FPD 6，使截面軸B在身體軸A上轉動。X射線管5和FPD 6的這種運動被稱為次掃描。
在本實施例中，截面軸B圍繞身體軸A轉動近似180度。
在掃描框架7中，旋轉電動機31旋轉旋轉軸32。旋轉軸32通過X射線齒輪33旋轉X射線管套34，並且通過FPD齒輪36旋轉轉盤37。
隨著X射線管套34的旋轉，安裝在其中的旋轉陽極X射線管5圍繞截面軸B旋轉。此外，隨著高速旋轉軸43本身的旋轉，X射線管5的陽極42圍繞高速旋轉軸43的軸旋轉。
另一方面，轉盤37的旋轉使FPD支撐構件39在具有與操縱杆37a相對於截面軸B的偏離距離相對應的半徑的圓形軌跡上移動。此時，FPD支撐構件39的支承板39b接觸夾持框架38，以將FPD支撐構件39恆定地約束在固定方向。因此，FPD支撐構件39沿圓形軌跡做平行運動。
FPD 6與FPD支撐構件39一起圍繞截面軸B移動。因此，在保持檢測單元d的行(u軸)與身體軸A平行的同時，FPD 6在圓形軌跡上做平行運動。
換句話說，FPD 6的運動是沿身體軸A的直線運動分量m1和沿與身體軸A和截面軸B垂直的軸D的直線運動分量m2的組合。
圖8是示出了在主掃描中旋轉陽極X射線管和FPD 6之間的位置關係的示意圖。如圖8所示，旋轉陽極X射線管5圍繞截面軸B在圓形軌跡TX上旋轉，而FPD 6圍繞截面軸B在圓形軌跡TF上運動。
隨著X射線管5和FPD 6的運動，連結X射線管5的輻射源位置Q和FPD 6的輻射軸C在患者M的感興趣點P處以預定角度θ橫跨截面軸B的同時，圍繞截面軸B旋轉。在本說明書中，旋轉陽極X射線管5和FPD 6的這種運動被稱為主掃描。
角度θ通常是45度或更少。優選地，角度θ是15至20度。
在圖8中，FPD 6的檢測面一側以雙線示意地示出，以便表明FPD6在圓形軌跡TF上做平行運動。
在次掃描時，FPD 6圍繞身體軸A旋轉。因此，同樣在次掃描中，檢測單元d的行(u軸)恆定地與身體軸A平行。
在圖像拾取系統1的主掃描和次掃描的每一個時間點處，旋轉陽極X射線管5向患者M發射X射線，並且FPD 6檢測通過患者M的X射線。從FPD 6獲取的檢測信號給提供給圖像處理系統2。
圖像處理系統2和顯示器3
檢測信號收集單元11收集在主掃描和次掃描的各個時間點處從FPD 6獲取的檢測信號。主要存儲器13存儲由檢測信號收集單元11收集的檢測信號。重構處理器15的計算單元23根據檢測信號組執行重構處理，並產生截面圖像。此時，高速緩衝存儲器21預先從主要存儲器13獲取計算單元23的重構處理所需的檢測信號。存儲單元17存儲由重構處理器15產生的截面圖像。顯示器3顯示存儲在存儲單元17中的截面圖像。
現在參考圖9和10，詳細描述重構處理器15的操作。圖9是演示了根據主掃描的重構處理過程的示意圖。圖10是演示了根據主掃描和次掃描的重構處理過程的示意圖。
首先，投影數據組通過簡單反向投影(簡單BP)，以產生簡單BP中間圖像。接下來，對簡單BP中間圖像進行三維傅立葉變換，產生三維傅立葉分布圖像，該圖像是從實空間數據轉換的傅立葉空間數據(在圖9和10中，在三維傅立葉空間坐標中示出了三維傅立葉分布圖像)。接下來，三維傅立葉分布圖像接受濾波處理(|ω|濾波(絕對值ω濾波)和低通濾波)。接下來，對已濾波三維傅立葉分布圖像進行三維傅立葉逆變換，從傅立葉空間數據變換回實空間數據，並產生三維體數據(在圖9和10中，這對應於在右手邊所示的多個虛線沿圓周延伸的圓柱對象)。按照這種方式執行圖像重構，產生興趣點P的三維體數據。操作者可以觀察到從三維體數據中選出的任意片狀面(在圖9和10中，這對應於在最右手邊所示的薄圓柱對象)。如上所述，產生簡單BP中間圖像一次，並且針對簡單BP中間圖像在傅立葉空間執行預定濾波處理。該過程被稱為F(傅立葉)空間濾波方法。
當根據主掃描和次掃描執行了重構處理(對應於圖10所示的過程)時，獲得了沿截面軸B方向的高解析度，從而獲得患者的各向同性空間解析度的截面圖像。
現在更詳細地描述簡單BP中間圖像的產生。
如圖11所示，虛擬地將三維網格K設置到射線照相的患者M的感興趣點P。例如，在圖11中，三維網格K具有沿X軸、Y軸和Z軸方向的每一個排列的1,000個虛擬網格點。三維網格K被設置成三個軸之一與身體軸A平行。在圖11中，X軸與身體軸A平行。
接下來，確定三維網格K的每一個網格點要投影到的FPD 6的檢測面上的每一個點的投影數據(下面稱為「投影點」)。在本實施例中，通過獲得最靠近投影點的多個檢測單元d所獲取的檢測信號的加權平均，確定每一個投影點處的投影數據。
具體地，根據投影點f和每一個檢測單元da之間的位置關係，通過獲得最靠近投影點f的四個檢測單元da所獲取的檢測信號的加權平均，確定網格點e的投影點f處的投影數據。位置關係可以由u-v坐標系統中u軸方向的位置關係(h1，h2)和v軸方向的位置關係(i1，i2)規定。
當獲得每一個投影點的投影數據時，高速緩衝存儲器21從主要存儲器13中至少獲取最靠近投影點的檢測單元的檢測信號。計算單元23執行數據處理，以獲得每一個投影點的投影數據。
將針對每一個投影點所獲得的投影數據投影回網格點e。從各個角度獲得這種投影數據，並且投影數據被累積在該網格點上，產生該網格點的簡單BP中間圖像。針對三維網格K的剩餘網格點執行類似的反向投影。此外，在主掃描和次掃描的各個時間點處執行該反向投影，從而產生具有各向同性空間解析度的簡單BP中間圖像。可以預先對患者M的射線照相圖像應用模糊預防濾波處理。
此處，考慮沿身體軸A的方向(圖11中直線Le上)與網格點e一起排列的其它網格點的投影點。因為直線Le沿身體軸A的方向延伸，它還與u軸平行。因此，其它投影點分布在與u軸平行的直線Lf上。
因此，僅從直線Lf的相對側處的兩條線上的檢測單元d所獲取的檢測信號中，可以推導出投影回沿身體軸A方向的一行網格點的投影數據。
因此，為了執行到沿身體軸A方向的一行網格點的反向投影，高速緩衝存儲器21僅需要從主要存儲器13中獲取這兩條線的檢測信號。
在全文中，每一個投影點和最靠近投影點的多個檢測單元d之間的沿u軸方向的位置關係(h1，h2)是相同的。沿v軸方向的位置關係(i1，i2)對於每一個網格點不同。
計算單元23可以通過僅執行u軸方向的位置關係的計算一次，並且按照與投影點的數目相對應的次數執行v軸方向的位置關係的計算，確定每一個投影點的位置關係。
因此，根據第一實施例中的射線照相設備，因為在主掃描和次掃描時，檢測單元d的排列方向(u軸)恆定地與身體軸A平行，可以將到沿身體軸A方向的一行網格點的反向投影的處理所需的放入高速緩衝存儲器21的檢測信號的量減少到最小。因此，減少了訪問主要存儲器13的頻率，縮短了訪問所需的時間。
在到沿身體軸A方向的一行網格點的反向投影的處理中，計算單元23基本上無須進行用於確定每一個網格點的投影點的u軸方向的位置關係的計算處理。因此，減少了計算單元23的處理所需的時間。
結果，重構處理器15可以按照提高的速度(即以減少的時間)來產生三維截面圖像。
該屬性使本發明能夠應用於實時提供截面圖像的四維射線照相設備(4DCT)。例如，它還可以實時掌握動態截面圖像中的變化。
在進行次掃描時，底座8本身可以具有緊湊的結構，其中，底座8在夾持框架夾持構件9一部分的同時對其進行旋轉。這減少了整個射線照相設備所佔據的地面面積。患者M之上的開放空間給了患者M開闊的感覺。
在進行主掃描時，旋轉陽極X射線管5的高速旋轉軸43恆定地與截面軸B平行。這減少了在圍繞截面軸B的旋轉期間作用在軸承44上的力，避免損壞軸承44。
FPD 6的一邊長度FS具有從方程式(1)推導出的值，可以毫無浪費地將檢測信號用於重構處理。即，X射線管5的輻射源位置Q的旋轉直徑(2XR)等於虛擬地設置到患者M的感興趣點P的三維網格K的中心面一側(下面稱為「感興趣的重構區域的中心面」)。在圖11中，感興趣的重構區域的中心面與三維網格K的X軸和Z軸平行，並且與包括患者M的感興趣點P的面相對應。因此，當檢測面是方形、其中檢測面的一側精確等於2XR×SD/SO時，檢測面的大小等於通過感興趣的重構區域的中心面的X射線的整個投影圖像的大小。因此，不可能獲取獲得關於感興趣的重構區域的中心面的截面圖像所不需的檢測信號。毫無浪費地將所有獲取的檢測信號用於截面圖像。
附著於轉盤37的平衡塊37b可以避免轉盤37在旋轉期間振動的麻煩。
由於X射線管齒輪33和FPD齒輪36直徑相等並且與旋轉軸32相連，可以容易地同時旋轉旋轉陽極X射線管5和FPD 6。
第二實施例下面參考附圖來描述本發明的第二實施例。類似的參考符號被用於識別與第一實施例相同的類似部分，並且不再進行描述。圖12是示出了第二實施例中射線照相設備的概況的方框圖。圖13是截面軸上獲取的掃描框架的截面圖。圖14是掃描框架的內部的透視圖。圖15是FPD支撐構件的旋轉式線性軸承的透視圖。
圖像處理系統2包括檢測信號收集單元11、主要存儲器13、編織層圖樣去除器14、重構處理器15和存儲單元17。重構處理器15具有高速緩衝存儲器21和計算單元23。
下面描述每一個組件。
如圖13和14所示，除了旋轉陽極X射線管71和FPD 73之外，掃描框架7還容納X射線管旋轉電動機80X、X射線管齒輪33、X射線管轉盤81、X射線管夾持框架82、X射線管支撐構件83、FPD旋轉電動機80F、FPD齒輪36、轉盤37、夾持框架84以及FPD支撐構件85。FPD 73具有位於其檢測面上的編織層87。
第二實施例提供了獨立的X射線管旋轉電動機80X和FPD旋轉電動機80F。X射線管旋轉電動機80X和FPD旋轉電動機80F可在控制器(未示出)的數字控制下同時旋轉。
X射線管旋轉電動機80X通過X射線管齒輪33與X射線管轉盤81相連。X射線管轉盤81可圍繞截面軸B旋轉。FPD旋轉電動機80F通過FPD齒輪36與轉盤37相連。轉盤37可圍繞截面軸B旋轉。
X射線管轉盤81在偏離其中心的位置處具有夾持操縱杆81a。X射線管夾持框架82具有四個邊，並且X射線管操縱杆81a延伸通過在夾持框架82中形成的開口。該夾持框架82具有延伸通過兩個相對邊且與身體軸A平行的兩個框架操縱杆82a。這些框架操縱杆82a被固定在掃描框架7上。X射線管夾持框架82在其由框架操縱杆82a穿過的不同位置具有軸承，以僅在沿身體軸A的方向可滑動。
X射線管支撐構件83具有軸承83a，以可旋轉內部外表面限定孔。X射線管支撐構件83由X射線管轉盤81夾持，其中軸承83a與操縱杆81a接合。X射線管支撐構件83具有附著在其背部的支承板83b，用於接觸X射線管夾持框架82，因此X射線管支撐構件83恆定地朝向固定方向。此外，X射線管支撐構件83在預定位置支撐旋轉陽極X射線管71，使得X射線管71發射X射線，以隨著X射線管轉盤81的旋轉，照射患者M的感興趣點P。
旋轉陽極X射線管71包括陰極(絲狀陰極)75，用於釋放熱離子；陽極(靶)76，用於通過與來自陰極75的熱離子的加速碰撞產生X射線；高速旋轉軸77，用於以高速圍繞其中心旋轉陽極76；以及軸承(未示出)，用於可旋轉地支撐高速旋轉軸77。旋轉陽極X射線管71對應於本發明的輻射源。
旋轉陽極X射線管71具有設置在與第一實施例中的旋轉陽極X射線管5不同的相對位置處的陰極75和陽極76。X射線管71的高速旋轉軸77與截面軸垂直地B延伸。
轉盤37具有處於偏離其中心的位置處的操縱杆37a。夾持框架84具有四個邊，並且操縱杆37a延伸通過在夾持框架84中形成的開口。由操縱杆37a通過夾持框架84夾持FPD支撐構件85。
夾持框架84具有延伸通過其兩個相對邊的兩個框架操縱杆84a。兩個框架操縱杆84a與身體軸A平行，且固定在掃描框架7上。夾持框架84具有擁有可旋轉內表面且位於分別由框架操縱杆84a穿過的其兩個邊位置處的軸承。因此，夾持框架84可沿框架操縱杆84a(即沿身體軸A)移動。此外，夾持框架84具有在所述兩個邊的內壁中形成的、沿圍繞身體軸A的同心圓延伸(如在截面中所示)的導槽84b。
如圖15所示，FPD支撐構件85在其實質中心部分具有可沿兩個方向旋轉的旋轉式線性軸承86。旋轉式線性軸承86包括具有可旋轉內部外表面86a的孔，孔本身可圍繞軸g旋轉。FPD支撐構件85由轉盤37夾持，其中旋轉式線性軸承86與操縱杆37a接合。
FPD支撐構件85具有從其背部凸出的支承板85a。支承板85a彎曲，沿圍繞身體軸A的同心圓延伸。由於旋轉式線性軸承86與操縱杆37a接合，支承板85a可滑動地與在夾持框架84的內壁中形成的導槽84b接觸。
FPD支撐構件85支撐FPD 73，使之橫跨患者M，與旋轉陽極X射線管71相對。
X射線管旋轉電動機80X、FPD旋轉電動機80F、X射線管齒輪33、X射線管轉盤81、X射線管支撐構件83、FPD齒輪36、轉盤37、夾持框架84以及FPD支撐構件85組成本發明的主掃描裝置。
如圖14所示，FPD 73的檢測面是沿u軸方向均勻的彎曲面。檢測單元d以矩陣形式排列在彎曲檢測表面上。檢測單元d的每一行與u軸平行，儘管不能如第一實施例的檢測面一樣將該檢測面看作二維坐標。FPD 73由FPD支撐構件85支撐，使得檢測單元d的行(u軸)與身體軸A平行。FPD 73對應於本發明的檢測裝置。
編織層87位於FPD 73的檢測面上，用於去除散射的X射線。編織層87包括與檢測單元d的行(u軸)平行地延伸的多個屏蔽體。每一個屏蔽體向旋轉陽極X射線管71的輻射源位置Q傾斜。屏蔽體可以由例如鉬或鎢組成。
FPD 73的其它方面與第一實施例相同。FPD 73對應於本發明的檢測裝置。
下面僅涉及編織層圖樣去除器14來描述圖像處理系統2。
編織層去除器14從存儲在主要存儲器13中的檢測信號中去除編織層87的屏蔽體的反射(下面稱為「編織層圖樣分量」)。
編織層圖樣去除器14還包括中央處理單元(CPU)，用於讀取且執行預定程序；RAM(隨機存取存儲器)，用於存儲各種信息；以及例如硬碟的存儲介質。
接下來，按照劃分為圖像拾取系統1以及圖像處理系統2和顯示器3來描述第二實施例中射線照相設備的操作。
圖像拾取系統1
圖像拾取系統1執行與第一實施例相同的次掃描。下面描述主掃描。
在掃描框架7中，在控制器(未示出)的同步控制下驅動X射線管和FPD旋轉電動機80X和80F。X射線管旋轉電動機80X通過X射線管齒輪33旋轉X射線管轉盤81。FPD旋轉電動機80F通過FPD齒輪36旋轉轉盤37。
隨著X射線管轉盤81的旋轉，X射線管支撐構件83在具有與操縱杆81a偏離截面軸B的距離相對應的半徑的圓形軌跡上運動。此時，X射線管支撐構件83的支承板83b接觸X射線管夾持框架82，因此，X射線管支撐構件83恆定地朝向固定方向。因此，X射線管支撐構件83沿圓形軌跡做平行運動。
旋轉陽極X射線管71與該X射線管支撐構件83一起圍繞截面軸B移動。因此，X射線管71還不改變其姿態地沿圓形軌跡做平行運動。此外，隨著高速旋轉軸77本身的旋轉，X射線管71的陽極76圍繞其中心旋轉。
另一方面，隨著轉盤81的旋轉，FPD支撐構件85在具有與操縱杆37a偏離截面軸B的距離相對應的半徑的圓形軌跡上運動。此時，FPD支撐構件85的支承板85a與夾持框架84的內壁接觸。從而夾持框架84限制FPD支撐構件85本身圍繞旋轉式線性軸承86(即圍繞操縱杆37a的軸)旋轉。此外，隨著操縱杆37a的旋轉，支承板85a沿夾持框架84的導槽84b滑動。結果，FPD支撐構件85沿圍繞身體軸A的圓的弧線向前和向後移動。FPD 73與FPD支撐構件85一起移動。
更具體地，當沿垂直於身體軸A和截面軸B延伸的軸(下面稱為「第三軸」)D的方向運動時，FPD 73沿圍繞身體軸A的弧線(圓周)做旋轉運動。即，FPD 73的運動是沿身體軸A的直線運動分量m1和沿圍繞身體軸A的弧線的旋轉運動分量m3的組合。
可以從如下的不同觀點來看FPD 73。圖16是示出了第二實施例中在主掃描時旋轉陽極X射線管和FPD之間的位置關係的示意圖。如圖16所示，FPD 73可沿連結圍繞身體軸A的虛擬圓柱Ac和圍繞截面軸B的虛擬圓柱Bc的交點的曲線TF2(也稱為鞍形)移動。FPD 73的檢測面傾斜，以與圓柱Ac接觸。
隨著以上旋轉陽極X射線管71和FPD 73的運動，在X射線管71的輻射源位置Q和FPD 73之間延伸的輻射軸C在患者M的感興趣點P處以預定角度θ橫跨截面軸B的同時，圍繞截面軸B旋轉。即，X射線管71和FPD 73的這種運動是主掃描。
儘管在主掃描時改變FPD 73的檢測面的傾斜姿態，這僅基於沿圍繞身體軸A的圓的旋轉運動分量m3。因此，檢測單元d的行(u軸)恆定地保持與身體軸A平行。
編織層87可隨FPD 73移動。編織層87的運動同樣是沿身體軸A的直線運動分量m1和沿圍繞身體軸A的弧線的旋轉運動分量m3的組合。因為沿身體軸A的直線運動分量m1是沿屏蔽體的設置方向的運動，屏蔽體保持朝向旋轉陽極X射線管71。隨著沿圍繞身體軸A的弧線的旋轉運動分量m3，編織層87傾斜以與圓柱Ac接觸。因此，編織層87的每一個屏蔽體一直轉向旋轉陽極X射線管71的輻射源位置Q。因此，在主掃描時，編織層87的每一個屏蔽體總是轉向旋轉陽極X射線管71的輻射源位置Q。
在進行次掃描時，FPD 73圍繞身體軸A旋轉。因此，同樣在次掃描中，檢測單元d的行(u軸)恆定地與身體軸A平行。同樣在次掃描時，編織層87的每一個屏蔽體恆定地朝向旋轉陽極X射線管71。
在圖像拾取系統1的主掃描和次掃描的每一個時間點處，旋轉陽極X射線管71向患者M發射X射線，並且FPD 73檢測通過患者M的X射線。從FPD 73獲得的檢測信號被提供給圖像處理系統2。
圖像處理系統2和顯示器3
重構處理器15及其它的操作與第一實施例1相同。下面描述編織層圖樣去除器14的操作。
例如，通過FIR(有限脈衝響應)濾波，從一幀的檢測信號中提取編織層87的圖樣分量。利用周圍的檢測信號來校正提取的編織層87的圖樣分量。二維傅立葉變換是用於提取編織層87的圖樣分量的特定示例。
因此，利用第二實施例中的射線照相設備，在進行主掃描和次掃描時，檢測單元d的設置方向(u軸)恆定地與身體軸A平行。重構處理器15可以以提高的速度(即以減少的時間)產生截面圖像。
旋轉陽極X射線管71的高速旋轉軸77在進行主掃描時處於相同的方向。這減少了作用在軸承(未示出)上的力，避免損壞軸承。與X射線管固定在X射線管轉盤87上的情況相比，由於高速旋轉軸77可隨轉盤81旋轉，第二實施例具有減少作用在軸承上的力的優點。
如上所述，FPD 73的運動是沿身體軸A的直線運動分量m1和沿圍繞身體軸A的弧線的旋轉運動分量m3的組合。因此，在恆定地保持檢測單元d的設置方向(u軸)與身體軸A平行的同時，傾斜檢測面，以朝向旋轉陽極X射線管71。
優選地，位於檢測面上的編織層87可以去除散射的X射線。因為在主掃描期間每一個屏蔽體一直轉向旋轉陽極X射線管71，X射線沒有不必要地被屏蔽體阻擋。
因為編織層87的屏蔽體沿與身體軸A平行的檢測單元d的設置方向(u軸)排列，沿行方向(u軸)入射的X射線稍有阻擋。在主掃描期間在FPD 73的每一個位置處由編織層87阻擋的量是不變的。這利於編織層87的圖樣分量的去除，並使得有利地執行隨後的重構處理。
通過向X射線管和FPD提供獨立的旋轉電動機80X和80F，可以省略旋轉軸32。這增加了掃描框架7的形狀的自由度。
本發明不局限於上述實施例，而可以如下修改(1)在上述第一實施例中，在進行主掃描和次掃描時，檢測單元d的行(u軸)恆定地保持與身體軸A平行。此處，只要沿身體軸A排列的網格點的每一個投影點處於兩行檢測單元d之間，行就是足夠「平行」的。在「平行」的含義中同樣包含這種情況。
(2)在上述第一實施例中，在進行主掃描和次掃描時，檢測單元d的行(u軸)恆定地保持與身體軸A平行。這不是限制性的。例如，檢測單元d的列(v軸)可以恆定地保持與身體軸A平行。
(3)在上述第二實施例中，FPD 73可沿連結圍繞身體軸A的虛擬圓柱Ac和圍繞截面軸B的虛擬圓柱Bc的交點的曲線TF2移動。這不是限制性的。例如，如圖17所示，FPD 73可沿連結圍繞身體軸A的虛擬圓柱Ac和以預定角度θ圍繞截面軸B形成並且由身體軸A和截面軸B的交點(患者M的感興趣點P)提供其頂點的虛擬圓錐Cc的交點的曲線TF3移動。
此外，FPD 73可沿任意曲線移動，只要在進行主掃描和次掃描時檢測單元d的行(u軸)恆定地與身體軸A平行。
例如，在第一實施例中，可以在FPD支撐構件39的前面設置具有與身體軸A平行的旋轉軸的步進電動機，其中FPD 6(73)可旋轉地由步進電動機支撐。利用這種組成，在與截面軸B垂直的一個面上在圓形軌跡上移動FPD 6(73)的同時，可以傾斜檢測面。
在這種情況下，優選地，FPD 73的傾斜使FPD 73的檢測面垂直於與從其可以減去沿身體軸A的分量的輻射軸C相對應的方向。參考圖18來具體說明。首先，在圖18中由軸C』表示與從其可以減去沿身體軸A的分量的輻射軸C相對應的方向。然後，假設具有與軸C』垂直的檢測面的FPD 73b。接下來，以與假設的FPD 73b的傾斜角α相等的角α傾斜FPD 73a。從而在保持檢測單元d的行(u軸)與身體軸A平行的同時傾斜了FPD 73。這可以方便地在檢測面上形成編織層等。
(4)在上述每一個實施例中，FPD 6(73)形狀為平坦或彎曲的。這種形狀不是限制性的。
例如，如圖19所示，具有平坦檢測面的FPD 91可以包括屏蔽體與身體軸A平行地排列的編織層92。
如圖20所示，FPD可以包括三個分離的FPD 93a、93b和93c。在這種情況下，分離的FPD 93a、93b和93c可以分別具有分離的編織層95a、95b和95c。
(5)在上述每一個實施例中，在進行主掃描時，FPD 6(73)圍繞截面軸B運動。這不是限制性的。如圖21所示，靜止的FPD 97可以具有大到足以覆蓋對於主掃描可圍繞截面軸B旋轉的旋轉陽極X射線管5(71)的不同位置的檢測面。在這種情況下，安裝FPD 97，使得檢測單元d的行或列與身體軸A平行。因此，在主掃描和次掃描時，檢測單元d的行或列恆定地與身體軸A平行。
還可以在FPD 97的檢測面上形成編織層99。此外，編織層99可以以沿身體軸A的直線運動分量和圍繞身體軸A的弧形運動分量的組合運動。在這種情況下，用於移動編織層99的編織層移動裝置可以適當地使用在第二實施例中公開的、用於移動FPD 73的結構。例如旋轉電動機31和旋轉軸32的主掃描裝置的一部分可以用作編織層移動裝置。
(6)在上述實施例中，在主掃描中旋轉陽極X射線管5(71)可圍繞截面軸B運動。X射線管適用於按照與在第二實施例中公開的FPD 3類似的方式運動。
具體地，旋轉陽極X射線管可以以沿身體軸A的直線運動分量和圍繞身體軸A的弧形運動分量的組合運動。例如，X射線管可以沿連結圍繞身體軸A的虛擬圓柱Ac和圍繞截面軸B的虛擬圓柱Bc的交點的曲線運動。
(7)以FPD 6(73)為例，描述了每一個上述實施例。本發明適用於具有排列在檢測面上的多個檢測單元的任意X射線檢測器。
在上述每一個實施例中，FPD 6(73)使直接轉換型檢測器。這不是限制性的。例如，本發明也適用於間接轉換型，間接轉換型具有閃爍體，用於將入射的X射線轉換為光；半導體層，由光敏材料組成，用於將光轉換為電荷信息。
(8)在上述每一個實施例中，FPD 6(73)是用於檢測入射X射線的檢測器。被檢測的東西不局限於X射線。除了X射線外，本發明也適用於入射輻射、電磁波或光的檢測。
(9)在上述每一個實施例中，射線照相設備被設計用於醫療用途。這不是限制性的。本發明也適用於在例如非破壞性試驗、RI(放射性同位素)檢查和光檢查的工業領域或核能領域使用的射線照相設備。在每一個實施例中，處於檢查的對象被描述為患者M。處於檢查的對象當然不局限於人體。
(10)使用患者M的身體軸A描述了每一個實施例。本發明不受特定術語「身體軸」的限制。身體軸可適當地變為與截面軸垂直地延伸且通過處於檢查的對象的感興趣點的任意一個軸。
在不脫離本發明的精神或本質屬性的情況下，可以以其他具體形式實現本發明，因此，參考所附權利要求，而不是參考上述說明書，來揭示本發明的範圍。
權利要求
1.一種用於獲得三維截面圖像的射線照相設備，包括輻射源，用於向處於檢查的對象發射電磁波；檢測裝置，橫跨對象與輻射源相對，用於從透過對象的電磁波中獲得對象的投影數據；主掃描裝置，用於在使所述輻射軸關於所述截面軸以預定角度傾斜的同時，通過至少移動所述輻射源，圍繞通過對象感興趣點的所述截面軸來旋轉用於連結所述輻射源和所述檢測裝置的所述輻射軸，從而執行主掃描；以及圖像處理裝置，用於根據在主掃描中的每一個時間點處從所述檢測裝置獲得的投影數據組，執行重構處理，以獲取三維截面圖；其中，所述檢測裝置具有平坦或彎曲的檢測面，所述檢測面具有排列在沿兩個相交軸方向延伸的行和列中的多個檢測單元，用於檢測電磁波，在主掃描時，所述檢測單元的行或列恆定地平行於與所述截面軸垂直地延伸且通過所述對象的感興趣點的一個軸。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，設置所述主掃描裝置，以圍繞截面軸移動所述輻射源，並且圍繞截面軸移動所述檢測裝置。
3.根據權利要求1所述的設備，其中，還設置所述主掃描裝置，以根據所述檢測裝置的位置來傾斜所述檢測裝置，以使所述檢測面垂直於與從其中減去沿所述一個軸的分量的所述輻射軸相對應的方向。
4.根據權利要求1所述的設備，其中，設置所述主掃描裝置，以便沿連結圍繞所述截面軸的虛擬圓柱和圍繞所述一個軸的虛擬圓柱的交點的曲線移動所述檢測裝置。
5.根據權利要求4所述的設備，其中，設置所述主掃描裝置，以便沿連結圍繞所述截面軸的虛擬圓柱和圍繞所述一個軸的虛擬圓柱的交點的曲線移動所述輻射源。
6.根據權利要求1所述的設備，其中，按照沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合，來實現所述主裝置對所述檢測裝置的移動。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，按照沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合，來實現所述主掃描裝置對所述輻射源的移動。
8.根據權利要求1所述的設備，其中，設置所述主掃描裝置，以便沿連結圍繞截面軸以所述預定角度形成並且由所述一個軸和所述截面軸的交點提供頂點的虛擬圓錐和圍繞所述一個軸的虛擬圓柱的交點的曲線，移動所述檢測裝置。
9.根據權利要求1所述的設備，其中，所述檢測面具有位於其上的編織層，用於去除電磁波的散射部分，所述主掃描裝置移動編織層和檢測裝置。
10.根據權利要求1所述的設備，其中，設置所述主掃描裝置，以便圍繞截面軸僅旋轉所述輻射源，並且確定所述檢測裝置的大小，以便覆蓋所述主掃描裝置所旋轉的所述輻射源的不同位置，當所述主掃描裝置旋轉所述輻射源時所述檢測裝置靜止不動。
11.根據權利要求10所述的設備，還包括位於所述檢測面上的編織層，用於去除電磁波的散射部分；以及編織層移動裝置，用於以沿所述一個軸的直線運動分量和圍繞所述一個軸的弧線上的旋轉運動分量的組合來移動所述編織層，所述編織層移動裝置保持所述編織層與所述輻射源相對。
12.根據權利要求1所述的設備，還包括次掃描裝置，用於通過移動所述輻射源和所述檢測裝置，以便圍繞所述一個軸旋轉所述輻射軸來執行次掃描，所述圖像處理裝置還根據在次掃描的每一個時間點處從所述檢測裝置獲得的投影數據組，進一步執行重構處理。
13.根據權利要求1所述的設備，其中，所述主掃描裝置包括轉盤，用於沿圍繞截面軸的圓形軌跡旋轉操縱杆；支撐構件，通過軸承與所述操縱杆接合，用於支撐所述檢測裝置；以及約束裝置，用於約束所述支撐構件圍繞所述軸承的轉動。
14.根據權利要求13所述的設備，其中，所述轉盤可圍繞截面軸旋轉，並且偏離所述轉盤的中心地設置所述操縱杆。
15.根據權利要求1所述的設備，其中，所述輻射源發射X射線，並且所述檢測裝置檢測X射線。
16.根據權利要求15所述的設備，其中，所述輻射源是旋轉陽極X射線管，並且所述檢測裝置是平板X射線檢測器。
17.根據權利要求9所述的設備，其中，所述編織層包括與所述檢測單元的行或列平行的多個屏蔽體。
18.根據權利要求9所述的設備，其中，還設置所述圖像處理設備，以便從所述檢測裝置所獲得的投影數據中去除所述編織層的圖樣分量。
19.根據權利要求11所述的設備，其中，所述編織層包括與所述檢測單元的行或列平行的多個屏蔽體。
20.根據權利要求11所述的設備，其中，還設置所述圖像處理設備，以從所述檢測裝置所獲得的投影數據中去除所述編織層的圖樣分量。
全文摘要
一種FPD具有檢測面，所述檢測面具有排列在沿兩個相交軸方向延伸的行(u軸)和列(v軸)中的檢測單元。在進行主掃描時，FPD圍繞截面軸運動，以便恆定地保持u軸與身體軸平行。因此，在重構處理中，在沿假想三維網格的身體軸A的一行中，通過網格點的X射線的檢測面上的投影點組與u軸平行。因此，僅從其之間具有投影點組的兩線檢測單元所獲取的檢測信號中，可以推導應當投影回一行網格點的所有投影數據。因此，減少了獲得投影數據所需的檢測信號量，以便高速執行重構處理。
文檔編號G01N23/04GK1875885SQ20061008876
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月5日 優先權日2005年6月7日
發明者及川四郎, 森田尚孝 申請人:株式會社島津製作所