CN1159574C

CN1159574C - Ct装置

Info

Publication number: CN1159574C
Application number: CNB011418117A
Authority: CN
Inventors: 及川四郎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: CN1346980A; US6430253B1; JP2002095655A; US20020037068A1

Abstract

在本发明的一种CT仪中，例如X射线CT仪，一个多扫描执行单元连续执行第一次和第二次螺旋扫描，X射线管和X射线探测器都沿着螺旋路线前进，路线间的相位差为180度(对分相位差)。因此，从相反的方向取得了感兴趣区域内的每一点的CT图像组成数据。即所取得的CT图像组成数据，总体上覆盖了对应于360度的扫描范围。接着，一个图像重建单元根据所有螺旋扫描所收集的覆盖了360度的数据进行图像重建过程。因此，能抑制在最终得到的CT图像中出现人工品。

Description

CT装置

技术领域

本发明涉及到一种CT装置，它有一个以圆锥形式发射电磁波的电磁发射器和一个平面探测器，发射器和和探测器可围绕一个被检查的物体做螺旋转动以扫描该物体。更特殊的是，本发明涉及到一种抑制出现在CT图像(计算机扫描断层图像)中的人工品的技术。

背景技术

一台X射线CT装置可以被引用为以圆锥形式发射电磁波并以一个平面探测器探测转送来的电磁波的CT装置的例子。下面将参考图1和2描述这样一种X射线CT装置。

如图1所示，一台常规X射线CT装置包括：一个用于以圆锥形式发射X射线束CB的X射线管51和一个有用来探测转送来的X射线的二维探测表面的平面型X射线探测器52，射线管隔着一个被检测的物体，处于与探测器相对的位置。如图2所示，X射线管51和平面型X射线探测器52能相对于物体M旋转。即通过沿着一条螺旋状的路线SP并沿着身体的轴线Z前进，完成螺旋扫描。当X射线管51在X射线管51和平面型X射线探测器52实施螺旋扫描期间，以圆锥形式发射X射线束CB时，X射线探测器52收集CT图像构成数据。在本装置器中，平面型X射线探测器52有许多X射线探测元素以矩阵形式分布，沿着物体的身体轴线的一个接一个的许多探测线探测到转送来的X射线束。结果，一次可从一个感兴趣区域Ma得到多个切片图像，因此减少了摄影所消耗的时间。

另外，已经推荐了一台这种类型的X射线装置，它从X射线探测器52收集了感兴趣区域Ma中的每一点的覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据(M.Defrise等人的“一种解决螺旋锥形断层X光摄影中的长物体的问题的方法”Phys.Med.Biol.45(2000)623-643)。具有以上结构的装置也被称为PI-线探测区域型。如图3所示，当一个包含X射线管51的螺旋路线SP的圆柱表面SQ被视为一个探测区，如果从X射线管51看，一个投影数据收集区就位于螺旋曲线间(弧uu’和dd’)小于螺旋路线SP的一个斜角。在这种场合下，在反面投影时的地点依赖分量函数被简化，加速了图像重建过程。

作为对上面的补充，当使用圆锥形式的X射线束CB时，装置变为三维CT类型，不象通常的两维CT类型，它使感兴趣区域内的每一点和X射线探测元素间的关系变复杂了，它使反面投影时的地点依赖分量函数变复杂了。然而，如图3所示，当从扫描位置xo到扫描位置xe，从平面型X射线探测器52收集感兴趣区域Ma中的每一点P的覆盖180度的扫描范围的CT图像组成数据，有一个优点，即感兴趣区域Ma中的每一点和X光探测元素间的关系相对简单，简化了反面投影时的地点依赖分量函数。

为了便于描述，在图3中，点P被显示为位于身体轴线Z上。然而，上述的PI-线探测区型的常规X射线CT仪有一个缺点，就是人工品会出现在最后得到的CT图像中。

如图4所示的PI-线探测区型，人工品会出现在伸展在扫描位置xs和xe间的段的方向上，在物体M的感兴趣区域Ma中的每一点的180度的扫描范围的对面端。大体上，应通过从反方向上向感兴趣区域中的点P发射圆锥形式的X射线束CB，以取得同样的数据。然而，由于X射线束CB的光束元素的非平行性和X射线的多向色性，所以这些数据实际上并不相同。结果，在重建CT图像时，产生了人工品。

发明内容

考虑到如上所述的现在的技术状态，产生了本发明，它的首要目的是提供一种PI-线探测区型的X射线CT仪，该装置能抑制最终得到的CT图像中所出现的人工品。

本发明通过以下的CT仪满足了上述目的，用它围绕放在支撑台上的被检查的物体做多次螺旋扫描，通过每个扫描，收集感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据。

该CT仪包括：

一个电磁波发射装置，用来以圆锥形式向物体发射电磁波；

一个隔着物体与电磁波发射装置相对的平面型X射线探测装置，用来探测从电磁波发射装置发射并分散为二维的电磁波；

一个驱动装置，用来使电磁波发射装置和平面探测装置相对于物体运动，使电磁波围绕物体做螺旋扫描，物体的感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度扫描范围的CT图像组成数据被平面探测器收集；

一个多扫描控制装置，用来控制驱动装置，这样由电磁波发射装置对物体做的多次螺旋扫描有螺旋路线，路线间的相位差为360度被等分后得到的度数；

一个图像重建装置，用来根据多次螺旋扫描所收集的数据进行图像重建过程。

在上述的CT仪所进行的断层X光摄影过程中，多扫描控制装置对被检查的物体进行连续多次螺旋扫描。这时，每一次螺旋扫描中当电磁波(例如X射线)以圆锥形式发射时，感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度扫描范围的CT图像组成数据被收集。该CT仪是PI-线探测区型，对于这种类型，感兴趣区域中的每一点和平面探测装置中的X光探测元素间的关系相对简单，简化了反面投影时的地点依赖分量函数。

另外，因为螺旋扫描是沿着彼此间有相同段的相位差的螺旋路线进行的，所以通过多次螺旋扫描，对感兴趣区域中的每一点都从多个方向收集了CT图像组成数据。最后得到了覆盖了360度的扫描范围的CT图像组成数据。取得的CT图像组成数据被传输到图像重建装置，在那里根据从所有螺旋扫描收集到的且覆盖了360度的扫描范围的CT图像组成数据进行图像重建过程。通过对感兴趣区域中的每一点使用从多个方向收集的CT图像组成数据，由于光束元素的非平行性和光束的多向色性所产生的相差被消除了，这样图像被正确地重建。这就抑制了最终得到的X射线CT图像中出现的人工品。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备通过为每次扫描倒转扫描方向和旋转方向，控制驱动设备去往复执行螺旋扫描。用这种结构，多扫描控制设备通过为每次扫描倒转扫描方向和旋转方向，控制驱动设备去往复执行螺旋扫描。即、从感兴趣区域的开始端到结束端进行了一次螺旋扫描后，开始从结束端到开始端进行下一次罗显扫描，旋转方向也改变了。由于在两次扫描间没必要进行回程扫描，所以能在短时间内获得图像。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备被用来控制驱动设备去往复执行螺旋扫描并总保持同一旋转方向。用这样的结构，多扫描控制设备控制一个连续的照相过程，其中的每次螺旋扫描的旋转方向是相同的；或控制一个照相过程，其中的螺旋扫描的旋转方向是相同的且在两次扫描间包含一个回程扫描。因此，没有必要为每一次螺旋扫描切换旋转方向。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备被用来控制驱动设备在每一次螺旋扫描的每一个对面端，在π至2π范围内执行非螺旋的、简单的旋转扫描。用这样的结构，非螺旋的、简单的旋转扫描在每一次螺旋扫描的每一个对面端，在π至2π范围内发生。因此，甚至在对面端处也能收集到足够的CT图像组成数据，而一般在对面端处的数据是不够的。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备被用来控制驱动设备进行螺旋扫描，每次扫描间有相位差，相位差为360度被一个偶数或一个奇数除。用这样的结构，根据取得CT图像组成数据，图像重建过程被正确进行。这就抑制了最终得到的X射线CT图像中出现的人工品。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备被用来控制驱动设备在π乘以2的倍数的范围内执行螺旋扫描。用这样的结构，能从一个增加的感兴趣区域获得图像数据。

在本发明的CT仪中，多扫描控制设备被用来控制驱动设备在开始前进行预扫描，并在完成后进行后扫描，每次螺旋扫描都对收集CT图像组成数据有效，预扫描和后扫描对收集CT图像组成数据无效。用这样的结构，当开始每次收集CT图像组成数据的扫描时，X射线发射装置和平面探测装置可以有一个平稳的扫描速度。每次扫描后进行的后扫描可有效地使X射线发射装置和平面探测装置逐渐减速，因此能减少加在装置上的负载。

在本发明的另一方面，一台CT仪被用来围绕放在支撑台上的被检查的物体做多次螺旋扫描，通过每个扫描，收集感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据。

CT仪包括：

一个电磁波发射装置，用来以圆锥形式向物体发射电磁波；

一个隔着物体与电磁波发射装置相对的平面型X射线探测装置，用来探测从电磁波发射装置发射的电磁波并分散为二维；

一个驱动装置，在旋转支撑台时，用来使电磁波发射装置和平面探测装置相对于物体运动，从而使电磁波围绕物体做螺旋扫描，这样，物体的感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度扫描范围的CT图像组成数据被平面探测器收集；

在上述的CT仪所进行的断层X光摄影过程中，多扫描控制装置沿着螺旋路径进行连续多次螺旋扫描，每次扫描间有一个等段的相差。因此，对感兴趣区域中的每一点，它的CT图像组成数据都是从多个方向收集的。就取得了覆盖了360度的扫描范围的CT图像组成数据。图像重建装置根据从所有螺旋扫描收集到的且覆盖了360度的扫描范围的CT图像组成数据正确地进行图像重建过程。这就抑制了最终得到的X射线CT图像中出现的人工品。

附图说明

为了描述本发明，在附图中显示了一些现在首选的形式，但是我们应该知道发明并不局限于这些精确的安排和手段。

图1是一个示意图，表示了一个常规的X射线CT仪中的图像取得系统的主要部分。

图2是一个正视图，表示常规的X射线CT仪进行螺旋扫描时的螺旋路线。

图3是常规的X射线CT仪进行的X射线探测的解释图。

图4是常规的X射线CT仪所产生的人工品的解释图。

图5是实施例1中一台完整的X射线CT仪的块图表。

图6是一个透视图，表示了实施例1中的X射线CT仪的图像获得系统的轮廓。

图7是一个正视图，表示了实施例1中的装置所进行的一次螺旋扫描时的螺旋路线。

图8A是实施例1中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第一次螺旋扫描的路线。

图8B是实施例1中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第二次螺旋扫描的路线。

图9是关于实施例1中的X射线CT仪所进行的第一次螺旋扫描和第二次螺旋扫描中的CT图像组成数据收集的示意图。

图10是实施例1中的装置从两个相反的方向进行的照相的解释图。

图11是一个示意图，表示了在二维模式下进行的X光探测。

图12是实施例1中的X射线CT仪进行断层X光摄影的步骤的流程图。

图13A是实施例2中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第一次螺旋扫描的路线。

图13B是实施例2中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了回程扫描的路线。

图13C是实施例2中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第二次螺旋扫描的路线。

图14A是实施例3中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第一次螺旋扫描的路线。

图14B是实施例3中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第二次螺旋扫描的路线和回程扫描的路线。

图14C是实施例3中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第三次螺旋扫描的路线和回程扫描的路线。

图14D是实施例3中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第四次螺旋扫描的路线和回程扫描的路线。

图15A图是实施例4中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第一次螺旋扫描的路线。

图15B是实施例2中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了回程扫描的路线。

图15C是实施例2中的X射线CT仪的扫描模式的解释图，它表示了第二次扫描的路线。

图16是一个示意透视图，表示了一台改造过的装置的主要部分。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的首选实施例。

实施例1

将参考附图说明本发明的一个实施例。

图5是一个块图表，表示了实施例1中的一台完整的圆锥束发射型的X射线CT仪(以下将简称为“X射线CT仪”)。

图5中的实施例1的X射线CT仪，也如图6所示，包括：一个X射线管1，用来以圆锥形式向顶板(支撑台)上的患者(被检查的物体)发射X射线束CB；平面型X射线探测器2(以下将简称为“X射线探测器”)，它与X射线管1相对，它有一个用于探测转送来的X射线的二维探测平面2a。如图7所示，X射线管1和X射线探测器2可围绕患者M旋转，通过沿着一条螺旋路线并沿着身体的轴线前进，进行螺旋扫描。当X射线管1和X射线探测器2隔着患者M一起运动，X射线管1向患者M发射圆锥形X射线束，从X射线探测器2收集CT图像组成数据。本实施例中的X射线管1对应于本发明的电磁波发射装置。平面型X射线探测器2对应于平面探测装置。

下面将描述实施例1中的装置的各种组件。

实施例1中的X射线CT仪包括：一个图像获得系统旋转机构4，用来使X射线管1和X射线探测器2隔着患者M一起旋转；一个顶板驱动器5，用来使躺着患者的顶板3沿着患者M的身体轴线往复运动。通过操作旋转机构4使X射线管1和X射线探测器2围绕着患者M的身体轴线旋转，操作顶板驱动器5使顶板3沿着患者M的身体轴线运动，从而进行螺旋扫描。

图像获得系统旋转机构4有一个旋转环9，它可被通过滑轮7和皮带8传送来的电机6的扭矩转动。X射线管1和X射线探测器2被固定安装在旋转环9上。即、当旋转环9随着电机6的正转或反转而旋转时，X射线管1和X射线探测器2相对着按箭头RA或RB所指示的方向围绕着患者M一起旋转。

可以不必象上述那样既移动顶板3又旋转X射线管1和X射线探测器2，也能进行螺旋扫描。可以在旋转X射线管1和X射线探测器2的同时，使X射线管1和X射线探测器2沿着患者M的身体的轴线Z移动，而顶板3固定不动以使患者保持静止。

实施例1中的X射线CT仪进一步包括一个带高压发电机的发射控制器10。在该控制器10的控制下，X射线管1根据设置的放射条件，例如管电压和管电流，发射圆锥形X射线束CB。

X射线探测器2有多个X射线探测元素2A，它们排列为矩阵形式，用沿着患者M的身体轴线Z的一个接一个的许多探测线探测转送来的X射线束。结果，一次可从一个感兴趣区域Ma得到多个切片图像。在本实施例中，如图6所示，X射线探测器2被造形为一个对应于圆柱表面的一部分的曲面。X射线探测器可被造形为完全的平面。

实施例1中的X射线CT仪是PI-线探测区型，其中，在一次螺旋扫描中当圆锥形式的X射线束被发射时，一个数据获得系统(DAS)11从X射线探测器2收集的感兴趣区域Ma中的每一点的覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据。

实施例1中的PI-线探测区型的装置中，如图3所示，当一个包含X射线管的螺旋路线SP的圆柱表面SQ被视为一个探测区时，如果从X射线管看，一个投影数据收集区就位于螺旋曲线间(弧uu’和dd’)小于螺旋路线SP的一个斜角。即、感兴趣区域Ma中的每一点与X射线探测元素的关系相对简单，简化了反面投影时的地点依赖分量函数，因此实现了高速的图像重建过程。

在适当的时间，图像获得控制器13输出命令信号来控制获得系统旋转机构4、顶板驱动区5、发射控制器10和数据获得系统(DAS)11，命令信号的输出是根据从控制台12根据照相条件而输入的设置条件。把高压源X送到射线管1和从X射线探测器2取数据都是通过安装在未显示的一个架台上的电缆实现的。从X射线探测器2取数据并不定要使用电缆，可通过一个集电环或一个光学绝缘体。

实施例1中的X射线CT仪的特征在于，包括：一个多扫描控制器14，用于连续执行多次螺旋扫描，使X射线管1和X射线探测器2沿着螺旋路线运动，每次螺旋扫描路线间的相位差是等段的；一个图像重建单元15，用于根据多次螺旋扫描所收集的CT图像组成数据进行图像重建过程。本实施例中的多扫描控制器14对应于本发明的多扫描控制装置。图像重建单元15对应于图像重建装置。

下面将着重描述上面的特有结构的运转。

多扫描控制器14所执行的多次扫描包括：图8A所示的第一次螺旋扫描，其中X射线管1沿着螺旋路线SP1移动；和图8B所示的第二次螺旋扫描，其中X射线管1沿着螺旋路线SP2移动，两次扫描是连续进行的。这时，螺旋路线SP1和螺旋路线SP2有180度的相位差(对分相位差)。即、螺旋路线SP1和螺旋路线SP2在形状上是一样的，在感兴趣区域的开始端，在SP1a和SP2a之间有180度的变化；在感兴趣区域的结束端，在SP1b和SP2b之间也有180度的变化。第一次螺旋扫描和第二次螺旋扫描覆盖了相当于2π的扫描范围。自然，多扫描控制器14控制图像获得系统旋转机构4和顶板驱动器5进行第一次螺旋扫描和第二次螺旋扫描。

为了便于描述，在上面的图8A和8B，以及下面的图14A至14D、15A至15C、16A至16C中只都表示了X射线管1的螺旋路线。X射线探测器2应是与X射线管1相对，能与之沿着同样的扫描、旋转方向一起移动。另外，图中所示的患者的身体轴线是向上的。

如图8A和图8B所示，多扫描控制器14，在每一次螺旋扫描的开始端和结束端，执行非螺旋、简单的2π(360度)的旋转扫描SC1和SC2。在简单的旋转扫描SC1和SC2前，分别执行用来保证扫描稳定性的不照相的预扫描，并在照相后，执行后扫描以减少由于扫描的突然停止而施加到装置上的负载。特别是，如图8A和图8B所示，预扫描是以角度β，从点A到第一次螺旋扫描的起点SP1a进行的，接着，进行简单旋转扫描SC1和第一次螺旋扫描。

当到达第一次螺旋扫描结束端时，X射线管1移向第二次螺旋扫描的起点SP2b。这时，X射线管1移到点B，点B与第二次螺旋扫描的起点SP2b相差的角度为β，这一角度使开始简单扫描SC2前，能进行所需的预扫描。即角度β也对应于后扫描。是根据照相和其它条件决定角度β的。

接着，在开始第二次螺旋扫描时，如图8B所示，以与在开始端执行的简单旋转扫描SC1相反的扫描方向进行预扫描和简单旋转扫描SC2。之后，立刻执行第二次螺旋扫描。已回到开始端的X射线管1执行与在结束端同样的操作。

即在本实施例中，在完成第一次螺旋扫描后，不进行回程扫描，而是通过反转扫描方向和旋转方向而进行第二次螺旋扫描。

因此，如图9所示实施例1中的装置，在第一次螺旋扫描中，为感兴趣区域Ma中的每一点P(为了便于表示，在图8A和8B中，它位于身体的轴线Z上)收集覆盖了180度的扫描范围Sa的CT图像组成数据；在接着的第二次螺旋扫描中，收集覆盖了剩下的180度的扫描范围Sb的CT图像组成数据；结果，如图10所示，从相反的方向为感兴趣区域中的每一点收集了CT图像组数据，最终得到的CT图像组数据覆盖了360度的扫描范围。另外，通过在每次螺旋扫描的对面端进行的简单旋转扫描SC1和SC2，甚至在每次螺旋扫描的对面端处也能收集到足够的CT图像组成数据，而一般如果不进行简单旋转扫描，在对面端处的数据是不够的。

另外，图像重建单元15根据第一次螺旋扫描、第二次螺旋扫描中所收集的360度CT图像组成数据和在简单旋转扫描SC1和SC2所收集的CT图像组成数据，进行图像重建过程。在该图像重建过程中，通过对感兴趣区域中的每一点使用从两个相反的方向收集的CT图像组成数据，由于光束元素的非平行性和光束的多向色性所产生的相差被消除了，这样图像被正确地重建。这就抑制了最终得到的X射线CT图像中出现的人工品。

本实施例中的多扫描控制器可被改造后，在每次螺旋扫描的每个对面端，代替简单旋转扫描(360度)SC1或SC2而执行非螺旋、简单的旋转扫描π(180度)，收集每次螺旋扫描的对面端处的额外的CT图像组成数据，在对面端处的数据是一般不够的。在该简单π(180度)的扫描中，如图11所示，一条X射线束被发射，它的中心点总是穿过点P。因此，CT图像组成数据从对应于180度+α的角度的区域内收集的，该角度为圆锥形X射线CB的开放角加上π。

下面参考附图说明具有上述结构的实施例1中的X射线CT仪的X射线的断层X光摄影过程。图12是一个流程图，它表示实施例1中的装置进行断层X光摄影时的处理步骤。

下面从准备已就绪的阶段开始描述，准备就绪是指把移动躺着患者M的顶板3，把患者M放到照相的起始位置。

步骤S1：操作员从控制台输入照相条件，开始断层X光摄影过程。

步骤S2：首先，在螺旋扫描的开始端进行不照相的预扫描。接着，进行一次非螺旋、简单的2π旋转扫描SC1，即从X射线管1向患者M发射圆锥形X射线束CB，并从X射线探测器2收集CT图像组成数据。

步骤S3：X射线管1和X射线探测器被驱动，在第一次螺旋扫描中，沿着螺旋路线SP1前进，发射X射线束CB和收集CT图像组成数据。在完成了第一次螺旋扫描时，X射线管1和X射线探测器进行一次后扫描，并移动到下一次即第二次螺旋扫描的开始位置。

步骤S4：在螺旋扫描的结束端，以与开始端所执行的扫描相反的方向，执行一次预扫描和一次非螺旋的2π简单旋转扫描SC2，收集同样的CT图像组成数据。

步骤5：X射线管1和X射线探测器被驱动，在第二次螺旋扫描中，沿着螺旋路线SP2前进，收集CT图像组成数据。接着，执行一次后扫描。第二次螺旋扫描中，扫描方向和旋转方向与上一次即第一次螺旋扫描相反。

步骤6：图像重建单元15根据第一次螺旋扫描、第二次螺旋扫描中所收集的360度CT图像组成数据和在简单旋转扫描SC1和SC2所收集的CT图像组成数据，进行图像重建过程。

步骤7：根据图像重建过程的结果，由操作员所指定的部分的X射线CT图像就形成了并被显示在显示器16的屏幕上。

由于上述的实施例中的X射线CT仪是PI-线探测区型的，所以从X射线探测器2收集的数据中，感兴趣区域中的相应点和X光探测元素间的关系相对简单，且反面投影时的地点依赖分量函数也被简化了。另外，通过执行从两个方向上，彼此间的相位差是等段(对分)的螺旋扫描，分别覆盖180度的扫描范围，就收集了360度范围的CT图像组成数据。即，通过基于从相等的方向上收集的数据进行图像重建过程，就以这样一种方法实现了修正，即光束元素的非平行性和X射线的多向色性所导致的人工品相互抵销。因此，显示器16上显示的是抑制了人工品的清楚的部分图像。

实施例2

下面参考附图说明实施例2中的一台X射线CT仪。

这里只描述实施例2中的装置不同于上一个即实施例1中的装置的方面。将不再描述与实施例1中相同的方面。

在实施例2中的装置中，X射线管1和X射线探测器2，总是按固定方向旋转，从感兴趣区域的开始端到结束端进行螺旋扫描，接着从结束端到开始端。即在执行了图13A所示的第一次螺旋扫描后，执行一次不照相的回程扫描SB1，如图13B所示，它的旋转方向与前次即第一次螺旋扫描一样，它使X射线管1返回到在感兴趣区域Ma的开始端的端点SP2a，以便进行第二次螺旋扫描。接着，如图13所示，以与第一次螺旋扫描相同的扫描方向和旋转方向进行第二次螺旋扫描。

在实施例2中的装置中，在第一次螺旋扫描和第二次螺旋扫描间不必切换扫描方向或旋转方向。结果，在多切片CT的场合，X射线管1和高压发电机间的连接可通过集电技术取得。

实施例3

下面参考附图说明实施例3中的一台X射线CT仪。

这里只描述实施例3中的装置不同于上一个即实施例2中的装置的方面。将不再描述与实施例2中相同的方面。

如图14A至14D所示，实施例3中的装置连续进行4次即第一次到第四次螺旋扫描。第一次到第四次螺旋扫描分别沿着螺旋路线SPA至SPD，彼此间的相位差为90度(四分相位差)。如图14A至14D中虚线所示的第一次到第四次螺旋扫描中间被插入不照相的回程扫描SBA至SBC。回程扫描SBA至SBC与第一次到第四次螺旋扫描有相同的旋转方向，它使X射线管1返回到感兴趣区域的开始端的端点，以便进行下一次螺旋扫描。回到端点的X射线管1以与前一次螺旋扫描相同的扫描方向和旋转方向进行螺旋扫描。

在实施例3中的X射线CT仪中，由于第一次到第四次螺旋扫描具有相同的扫描方向和旋转方向，所以不需要换。另外，通过进行四次螺旋扫描，能在360度的范围内，取得比前两个实施例中的任何一个都多一倍的CT图像组成数据。结果，最终得到的X射线图像有提高的图像质量。在多切片CT的场合，X射线管1和高压发电机间的连接可通过集电技术取得。

实施例4

下面参考附图说明实施例4中的一台X射线CT仪。

这里只描述实施例4中的装置不同于前述的即实施例2中的装置的方面。将不再描述与实施例2中相同的方面。

在实施例4中的装置中，如图15A所示，X射线管1通过沿着螺旋路线Spa围绕患者M转两圈，进行第一次覆盖了4π扫描范围的螺旋扫描，接着进行回程扫描Sba返回到感兴趣区域的开始端的端点，以便进行如图15B所示的第二次螺旋扫描。接着，如图15C，以与前一次螺旋扫描相同的扫描方向和旋转方向，沿着螺旋路线SPb围绕患者M转两圈，进行第二次螺旋扫描。

自然，第一次螺旋扫描螺旋路线Spa和第二次螺旋扫描的螺旋路线SPb能有180度的相位差(对分相位差)。

在实施例4中的装置中，在第一次螺旋扫描和第二次螺旋扫描间也不必切换扫描方向或旋转方向。另外，每一次扫描的范围是4π，是实施例2中的二倍，它能拍摄一个大的感兴趣区域。

本发明本不局限于前述的实施例，可修改为如下：

(1)可通过旋转被检查的物体M并使M沿着身体轴线Z移动，而X射线管1和X射线探测器2完全不动，进行基于本发明的装置的螺旋扫描。如图16所示，例如，物体M可被放在可旋转板PA上，可旋转板PA被放在一个提升台PB上，提升台PB能使物体M和可旋转板PA垂直移动(沿着物体M的身体轴线)。多扫描控制器控制着可旋转板PA的旋转速度和提升台PB的垂直移动速度。

(2)在前述的实施例中，X射线探测器是平面型X射线探测器。基于本发明的装置中的X射线探测器并不局限于平面型X射线探测器，例如它可以是一个图像增强器。

(3)在前述的实施例中，在执行的多次螺旋扫描间，设置了一个等段的相位差。基于本发明的装置中，可通过设置一个等段相位差，以便执行奇数次的螺旋扫描。例如，可通过设置一个120度的相位差，以便执行3次螺旋扫描。

(4)前述的实施例使用的是以圆锥形式发射X射线束的X射线管。能用放射性同位素，线性加速器，或一个能发射可见光到γ射线的电磁波源代替X射线管。可用圆锥形可见光束或圆锥形γ射线束取代圆锥形X射线束。

(5)在前述的实施例中，在每次螺旋扫描的对面端，π到2π的简单旋转扫描被执行。可只进行螺旋扫描，而不进行简单的旋转扫描。

(6)在前述的实施例中，为了稳定性和保护装置，在每次有效扫描前，进行一次预扫描；在每次有效扫描后，进行一次后扫描。可省略这样的预扫描和后扫描。

(7)本发明可应用于工业用途上的非破坏性测试装置和医用诊断装置。

也许会在不从本发明的精神和本质属性偏离的前提下，本发明体现为其它特别形式。因此，在指出发明的范围时，应参考附加的权利要求书，而不是上述的说明。

Claims

1.一种CT仪，用来围绕放在支撑台上的被检查物体进行多次螺旋扫描，通过每次扫描，为感兴趣区域内的每一点收集覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据，所述CT仪包括：

电磁波发射装置，用来向所述物体以圆锥形式发射电磁波；

平面探测装置，它隔着所述物体与所述电磁波发射装置相对，用来探测从所述电磁波发射装置发射并分散为二维的电磁波；

驱动装置，用来使所述电磁波发射装置和所述平面探测装置相对于所述物体运动，使电磁波围绕所述物体进行螺旋扫描，从而使所述物体的感兴趣区域中的每一点的覆盖了180度的扫描范围的CT图像组成数据被从所述平面探测装置收集；

多扫描控制装置，用来控制所述驱动装置，这样由所述电磁波发射装置对所述物体做的多次螺旋扫描具有螺旋路线，路线间的相位差为360度被等分后得到的度数；

图像重建装置，用来根据所述的多次螺旋扫描所收集的CT图像组成数据进行图像重建过程。

2.根据权利要求1所述的一种CT仪，其特征在于布置所述驱动装置使所述电磁波发射装置和所述平面探测装置围绕所述物体转动，使所述电磁波发射装置和所述平面探测装置相对于所述物体移动。

3.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置通过为每次扫描倒转扫描方向和旋转方向，从而控制所述驱动装置进行往复的所述螺旋扫描。

4.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置总是以同样的旋转方向进行往复的所述螺旋扫描。

5.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置，在每次螺旋扫描的每个对面端进行范围为π到2π的非螺旋、简单的旋转扫描。

6.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置进行所述的螺旋扫描，扫描间的相位差为360度被偶数等分后得到的度数。

7.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置进行所述的螺旋扫描，扫描间的相位差为360度被奇数等分后得到的度数。

8.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置在π乘以2的倍数得到的范围内进行所述螺旋扫描。

9.根据权利要求2所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置在开始前，进行预扫描；在完成后，进行后扫描，每次螺旋扫描都对收集CT图像组成数据有效，所述的预扫描和后扫描对收集CT图像组成数据无效。

10.根据权利要求1所述的一种CT仪，其特征在于布置所述驱动装置使所述支撑台旋转，使所述电磁波发射装置和所述平面探测装置相对于所述物体移动。

11.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置通过为每次扫描倒转扫描方向和旋转方向，从而控制所述驱动装置进行往复的所述螺旋扫描。

12.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置总是以同样的旋转方向进行往复的所述螺旋扫描。

13.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置，在每次螺旋扫描的每个对面端进行范围为π到2π的非螺旋、简单的旋转扫描。

14.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置进行所述的螺旋扫描，扫描间的相位差为360度被偶数等分后得到的度数。

15.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置进行所述的螺旋扫描，扫描间的相位差为360度被奇数等分后得到的度数。

16.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置在π乘以2的倍数得到的范围内进行所述螺旋扫描。

17.根据权利要求10所述的一种CT仪，其特征在于所述的多扫描控制装置被用来控制所述驱动装置在开始前，进行预扫描；在完成后，进行后扫描，每次螺旋扫描都对收集CT图像组成数据都有效，所述的预扫描和后扫描对收集CT图像组成数据无效。