CN1305442C - 数据管理系统、x射线计算断层摄影设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据管理系统，利用网络，该数据管理系统集中管理在任何一个X射线CT设备获得的原始数据。任何一个X射线CT设备传来的原始数据均存储到数据管理系统内，并备份到各种存储装置内。此外，根据请求，随时将数据管理系统管理的原始数据传送到任意一个X射线CT设备，以便在其内进行重构。

Description

数据管理系统、 X射线计算断层摄影设备及系统

技术领域

本发明涉及对诸如以模态方式产生的原始数据的投影数据进行管理，更具体地说，本发明涉及一种对在X射线计算断层摄影设备(以下简称为X射线CT设备)中产生的原始数据进行管理的数据管理系统、X射线CT设备以及X射线CT系统。

背景技术

在医学成像领域，存在各种模态，包括：X射线、超声波、CT、磁共振成像(MRI)以及核医疗学，而且每种模态分别提供有用图像作为临床信息。最近，图像处理技术的改进、计算机运算速度的提高以及分辨力的提高和各种模态的进步使得可以以各种方式更精确产生人体内部结构的图像。同时，增大了要处理的数据的大小，图像处理等占据了CPU运算的主要部分，这样产生的问题是，在完成图像重构之前，不能开始后面的摄影工作。此外，存在的另一个问题是，在将通过摄影获得的大量数据(原始数据、投影数据等)记录到事先对各种模态设置的硬盘(以下缩写为HD)上时，记录工作花费的时间非常长，以致降低了诊断工作的效率。此外，因为原始数据的数据大小通常大于重构的断层摄影图像的数据大小，而所装备的HD还用于存储各种数据，例如病人信息以及过去的诊断图像，所以产生的另一个问题是，HD不够大，不能记录大量原始数据。

为了更明确地解释这些问题，以下将利用例子说明X射线CT设备。通过辐照X射线扫描受治疗者，X射线CT设备产生原始数据。这样产生的原始数据被顺序记录并存储到X射线CT设备的内部HD或特定存储媒体上。通过读出原始数据进行重构，然后进行特定图像处理，可以获得X射线CT图像。然而，因为除了原始数据之外，HD还存储许多项目的检查数据，例如CT图像数据以及病人信息，所以HD不能保存非常大量的原始数据。此外，在原始数据生成之后进行图像重构时，图像重构处理占据了CPU运算的主要部分，因此不能开始后面的摄影工作。

此外，最近几年，多切片X射线CT设备越来越普遍，利用它，通过对受治疗者辐照锥形X射线束，并通过在多阵列检测器检测通过受治疗者的X射线，可以很快在宽范围内获得高精度图像。与单切片X射线CT设备相比，利用多切片X射线CT设备进行摄影产生的原始数据量多得多，因此以上说明的问题更加明显。

例如，对于具有16阵列检测器的多切片X射线CT设备产生的原始数据，具有4.8GB容量的典型磁盘的满存储容量对应在MO的一侧在0.5秒的扫描速度下转70圈。然而，因为具有16阵列检测器的多切片X射线CT设备产生的最大原始数据是6.4GB，该设备的内部HD的容量绝对不够。此外，不仅记录要花费30分钟或者更长时间，而且图像重构也需要相当长时间，这样有可能降低诊断工作的效率。

发明内容

鉴于上述问题，设想出本发明，因此，本发明的目的是提供一种通过有效管理通过摄影获得的大量数据，可以提高诊断工作的效率的数据管理系统、X射线CT设备以及X射线CT系统。

为了实现上述以及其他目的，本发明提供了以下各方面。

本发明可以提供一种医学图像摄影系统，该医学图像摄影系统包括：第一医学图像摄影设备；第二医学图像摄影设备；以及数据管理系统，通过网络，连接到第一和第二医学图像摄影设备。第一医学图像摄影设备包括：摄影系统，通过在至少一个摄影条件下，拍摄受治疗者，获得与受治疗者有关的摄影数据；以及发送器，用于通过网络，将摄影数据和附加信息传送到数据管理系统，该附加信息是包括在至少一个摄影条件内的信息，而且需要该信息产生与受治疗者有关的生物信息。数据管理系统包括：第一接收机，用于接收摄影数据和附加信息；存储器，用于存储接收的摄影数据和附加信息；以及第二发送器，用于将摄影数据和附加信息传送到第二医学图像摄影设备。第二医学图像摄影设备包括：第二接收机，用于接收摄影数据和附加信息；以及生物信息生成单元，用于根据摄影数据和附加信息，产生与受治疗者有关的生物信息。

本发明还可以提供一种X射线计算断层摄影系统，该X射线计算断层摄影系统包括：第一X射线计算断层摄影设备；第二X射线计算断层摄影设备；以及数据管理系统，通过网络连接到第一和第二X射线计算断层摄影设备。第一X射线计算断层摄影设备包括：X射线辐照单元，用于在围绕受治疗者旋转时，对受治疗者辐照X射线；X射线检测单元，具有多个以切片方向排列的检测元件阵列，在每个检测元件阵列中，在通道方向排列多个检测元件，每个检测元件根据入射的X射线产生电荷；数据采集单元，具有多个数据采集元件阵列，用于利用多个数据采集元件阵列中的特定数量的数据采集元件阵列从多个检测元件读出电荷，并根据该电荷，产生摄影数据；以及第一传输单元，用于通过网络，将摄影数据和附加信息传送到数据管理系统，该附加信息包括在读出电荷时使用的数据采集元件阵列的数量。数据管理系统包括：第一接收单元，用于接收摄影数据和附加信息；存储单元，用于存储接收的摄影数据和附加信息；第二传输单元，用于将摄影数据和附加信息传送到第二X射线计算断层摄影设备。第二X射线计算断层摄影设备包括：第二接收单元，用于接收摄影数据和附加信息；以及重构单元，用于根据接收的摄影数据和附加信息，进行图像重构。

本发明还可以提供一种通过网络连接到第一X射线计算断层摄影设备和第二X射线计算断层摄影设备的数据管理系统。该数据管理系统包括：接收单元，用于从第一X射线计算断层摄影设备接收第一X射线计算断层摄影设备获得的原始数据和投影数据之一以及附加信息，该附加信息包括在获得原始数据和投影数据之一时使用的数据采集元件阵列的数量；存储单元，用于存储接收的原始数据和投影数据之一以及附加信息；以及传输单元，用于将原始数据和投影数据之一以及附加信息传送到第二X射线计算断层摄影设备。

本发明还可以提供一种通过网络连接到用于管理投影数据的数据管理系统的X射线计算断层摄影设备。该设备包括：X射线辐照单元，用于在围绕受治疗者旋转时，对受治疗者辐照X射线；X射线检测单元，具有多个以切片方向排列的检测元件阵列，在每个检测元件阵列中，在通道方向排列多个检测元件，每个检测元件根据入射的X射线产生电荷；数据采集单元，具有多个数据采集元件阵列，用于利用多个数据采集元件阵列中的特定数量的数据采集元件阵列从多个检测元件读出电荷，并根据该电荷，产生摄影数据；以及传输单元，用于通过网络，将原始数据和投影数据之一以及附加信息传送到数据管理系统，该附加信息包括在读出电荷时使用的数据采集元件阵列的数量。

本发明还可以提供一种通过网络连接到用于管理投影数据的数据管理系统的X射线计算断层摄影设备。该设备包括：接收单元，用于从数据管理系统接收在X射线计算断层摄影设备获得的原始数据和投影数据之一以及附加信息，该附加信息包括在获得原始数据和投影数据之一时使用的数据采集元件阵列的数量；以及重构单元，用于根据接收的原始数据和投影数据之一以及附加信息，进行图像重构。

附图的简要说明

图1是示出根据本发明一个实施例的X射线CT系统的配置的示意图；

图2是示出X射线CT设备的典型配置的示意图；

图3A和图3B是示出包括在X射线CT设备内的2-D检测器系统的部分检测面的示意图；

图4是示出数据管理系统的配置的方框图；

图5是示出存储在数据库(DB)内的管理表例子的示意图；

图6是详细示出根据第一实施例的原始数据管理操作中的处理过程的流程图；

图7是详细示出根据第二实施例的原始数据管理操作中的处理过程的流程图；

图8是示出存储在DB内的、与X射线CT设备有关的重构表例子的示意图；

图9是示出根据第三实施例的数据管理系统配置的方框图；

图10是详细示出根据第三实施例由X射线CT系统进行的原始数据管理操作中的处理过程的流程图；以及

图11是示出第一和第二实施例的修改例的示意图。

具体实施方式

现在，将参考附图说明本发明的第一至第三实施例。以下将利用相同的参考编号标记基本上具有同样功能和配置的部件，而且除非另有说明，不重复说明。

下面的每个实施例均包括通过网络在医疗机构内共享摄影数据的技术，该摄影数据包括生物信息(特别是，中间成像设备获得的原始数据)、后续产生和再现生物信息所需的摄影信息(例如，图像重构、后续产生时间强度曲线等)。可以对任何一种模态(例如，对X射线诊断设备、X射线CT设备、MRI设备、核医疗学诊断设备、超声波诊断设备等)采用该技术。在下面的每个实施例中，为了进行确切说明，将对其中选择X射线CT设备作为模态，而且集中管理并共享所获得的原始数据(或投影数据)以及后续进行图像重构所需的摄影信息(DAS阵列信息)。

(第一实施例)

图1是示出根据该实施例的X射线CT系统10的配置的示意图。如图1所示，X射线CT系统10包括X射线CT设备A、X射线CT设备B、数据管理系统15、各种媒体17、HD 19、NAS(网络附属存储器)21、SAN(存储区域网络)23。现在，将逐个说明这些部件。

(X射线CT设备)

X射线CT设备A和X射线CT设备B分别是用于通过利用计算机对受治疗者辐照X射线并检测通过受治疗者的X射线，然后进行图像重构，获得断层摄影图像(X射线CT图像)的设备。在以下的每个实施例中，为了提供确切说明，假定X射线CT设备1是可以同时检测4阵列断层摄影层类型的设备，而X射线CT设备B是可以同时检测16阵列断层摄影层类型的设备。

顺便提一句，X射线CT扫描仪设备包括各种类型，它们包括：ROTATE/ROTATE型，X射线管和检测器系统围绕受治疗者整体旋转；STATIONARY/ROTATE型，许多检测元件的阵列排列成环形，而且仅X射线管围绕受治疗者旋转；其中利用电子方法，通过极化电子束，使X射线源的位置在目标之上移动类型的X射线CT扫描仪，等等，而且本发明可以采用这些类型中的任何一种类型。在此，将对ROTATE/ROTATE类型的X射线CT设备进行说明，它现在是主流产品。

此外，为了重构一个切片的断层摄影数据，需要受治疗者一圈的投影数据，即约360度的投影数据，而且即使在半扫描方法中，也需要180度加一个视角的投影数据。本发明的该技术思想可以应用于两种方法中的任何一种方法，在此，将对根据约360度投影数据重构一个体积的体素数据(一幅断层摄影图像)的、典型前者方法进行说明。

图2是示出X射线CT设备A和B的典型配置的原理图。如图2所示，X射线CT设备A和B分别包括X射线管101、转动环102、2-D(二维)检测器系统103、数据采集电路(DAS)104、非接触式数据传输装置105、预处理装置106、台架驱动部分107、滑环108、高压变压器组件109、主机控制器110、存储装置111、辅助存储装置112、重构装置114、输入装置115、图像处理部分118、显示装置116以及数据/控制总线300。

X射线管101是用于产生X射线的真空管，而且设置在转动环102上。通过滑环108，高压变压器组件109将辐照X射线所需的功率(真空管电流和真空管电压)送到X射线管101。通过利用提供的高压加速电子来轰击目标，X射线管101对躺在视区FOV内的受治疗者辐照X射线。

在X射线管101与受治疗者之间设置准直管(未示出)，它将X射线管101辐照的X射线束成型为锥形(柱状锥形)或扇形射线束。

对转动环102设置X射线管101和检测器系统103。连同X射线管101和检测器系统103一起，台架驱动部分107驱动转动环102围绕受治疗者以每转一秒或更短时间的速度旋转。

2-D检测器系统103是用于检测通过受治疗者的X射线的检测器系统，而且对着X射线管101，安装在转动环102上。在2-D检测器系统103中，排列多个检测元件，每个检测元件包括以对受治疗者的体轴方向(切片方向)和与切片方向垂直交叉的通道方向(channel direction)的矩阵方式组合的闪烁体和光电二极管。在此，例如，对通道方向排列约1000个(1000个通道)检测元件(以下将排列了1000个检测元件的一个阵列称为“检测元件阵列”)。此外，为了在体轴方向加大视区FOV，对体轴方向排列约40个检测元件阵列。这种配置使得既可以在通道方向，又可以在体轴方向实现高空间分辨力。

图3A和图3B是分别示出包括在X射线CT设备A和B内的2-D检测器系统103的部分检测面的示意图。在这两个图中，体轴方向上的检测面的宽度相等。如图3A所示，X射线CT设备A可以同时拍摄4阵列断层摄影层，对它设置4个其最小切片宽度为0.5mm的检测元件阵列。另一方面，如图3B所示，X射线CT设备B可以同时拍摄16阵列断层摄影层，对它设置16个其最小切片宽度为0.5mm的检测元件阵列。

作为在检测元件内将入射的X射线变换为电荷的方法，可以采用直接变换方法和间接变换方法。直接变换方法采用利用X射线在半导体内产生电子空穴对并使电子空穴对移动到电极，即所谓光电现象。另一方面，间接变换方法是一种利用诸如闪烁体的荧光物质将X射线变换为光，然后利用诸如光电二极管的光电变换单元将光变换为电荷的方法。在此使用的X射线检测元件可以采用这两种方法中的任何一种方法。

数据采集电路(DAS)104包括多个其中排列了DAS芯片的数据采集元件阵列。将2-D检测器系统103检测的所有MN个通道的大量数据(以下将每视野的MN通道数据称为原始数据)输入到DAS104，然后，进行放大处理、模数变换等，此后，通过光通信，利用非接触数据传输装置105，将该数据集中传送到固定端的数据处理单元。

在DAS 104与2-D检测器系统103之间设置用于接通或断开各检测元件与数据采集元件阵列之间的连接状态的开关组。根据扫描条件，主机控制器110对开关组执行相应的开关控制操作。换句话说，通过控制开关组，主机控制器110接通或者断开对2-D检测器系统103设置的各检测元件阵列与数据采集元件之间的连接状态，然后，将在各检测元件检测的X射线传输数据一起送到特定单元。然后，将与扫描条件匹配的多个切片的X射线传输数据从各检测元件读出到后一级中的DAS 104，对它进行特定处理。以下将用于从各检测元件读出数据的数据采集元件阵列的数目称为“DAS阵列数”。DAS阵列数的最大值取决于在每个X射线CT设备可以同时拍摄的断层摄影层的数量。更具体地说，因为X射线CT设备A至多可以同时摄影4阵列断层摄影层，所以4就是最大DAS阵列数。另一方面，因为X射线CT设备B至多可以同时拍摄16阵列摄影层，所以16就是最大DAS阵列数。此外，通过充分控制开关组，X射线CT设备B的DAS阵列数可以变更为4或8。

非接触数据传输装置105利用光方法将获取的X射线传输数据传送到下一级中的装置。对非接触数据传输装置105、DAS 104等提供超高速处理能力，以便可以传送2-D检测器系统103高速产生的大量2-D投影数据，而不产生时延。

通过非接触数据传输装置105，预处理装置106从DAS 104接收原始数据，然后进行灵敏度校正和X射线强度校正。将进行了各种校正的360度原始数据临时存储到存储装置111。将在预处理装置106预处理后的数据称为“投影数据”。

台架驱动部分107进行驱动控制，例如使X射线管101和2-D检测器系统103整体绕中心轴转动，该中心轴与进入诊断舱内的受治疗者的体轴方向平行。

高压变压器组件109是通过滑环108将辐照X射线所需的功率送到X射线管101的装置，它包括高压变压器、灯丝加热变换器、整流器、高压开关器件等。利用滑环108，将高压变压器组件109输出的高压送到X射线管101。

主机控制器110对诸如摄影处理、数据处理以及图像处理的各种处理进行系统性控制。例如，在摄影处理过程中，主机控制器110将预输入的扫描条件，例如切片宽度存储到内存中，并在根据病人ID等自动选择的扫描条件(或以人工方式，利用输入装置115直接设置的扫描条件)下，它控制高压变压器组件109、未示出的诊断台驱动部分、台架驱动部分107、诊断台在体轴方向的进给量和进给速度、X射线管101和2-D检测器系统103的转速和旋转间距、X射线的辐照时间等，然后，通过从许多方向，对受治疗者的要求摄影区辐照锥形X射线束或扇形X射线束，对X射线CT图像进行摄影处理。

通过网络通信装置119，主机控制器110还在特定时间将DAS104产生的原始数据传送到数据管理系统15。此外，通过网络通信装置119，主机控制器110还在特定时间从数据管理系统15接收原始数据，并控制重构装置114进行扇形射线束重构或锥形射线束重构。

存储装置114存储包括原始数据、投影数据和断层摄影数据的图像数据以及用于制定检查程序的程序等。

辅助存储装置112是其存储区的存储容量非常大，足以存储重构装置114产生的重构图像数据的装置。

通过根据特定重构参数(重构区大小、重构矩阵大小、对感兴趣区域提取的阈值等)对投影数据进行重构处理，重构装置114产生特定数量切片的重构图像数据。重构处理过程通常包括锥形射线束重构过程和扇形射线束重构过程。

锥形射线束重构过程是利用信息对准直管成型的X射线锥形射线束的锥角进行重构，典型例子包括Feldkamp方法、ASSR方法等。

Feldkamp重构方法是一种为了通过在切片方向A对作为多个体素的集的、要处理的区域进行充分处理，产生X射线吸收系数的3-D分布数据(以下称为体数据(多个体素数据项目的立体(3-D)集))，根据扇形射线束卷积反投影方法的改进型近似重构方法。换句话说，在Feldkamp重构方法中，对被看作扇形投影数据的数据进行卷积，沿对应于与旋转中心轴所成的实际锥角的斜射线，进行反投影。

ASSR方法是一种通过提取并使用X射线路径上的近似投影数据，重构图像的方法，该X射线路径接近2-D投影数据确定的虚平面(实际上，是对螺旋扫描的中心轴倾斜的斜面)的位置。

在下面的每个实施例中，为了通过确切说明，Feldkamp重构方法用作锥形射线束重构处理方法，通过应用以下两种校正处理过程至少之一，可以减小重构处理过程的误差。

第一种校正处理过程是在X射线束倾斜射在重构平面(切片平面)上时，为了提高X射线束沿着其通过受治疗者的长度进行的校正处理。换句话说，根据在数据采集装置获得的投影数据(可以被预处理，但是不必被预处理)，对在体轴方向，随锥形X射线束的位置变化的射线束路径长度进行校正。

第二种校正处理过程是校正误差，该误差是实际测量的X射线路径与计算的X射线路径之间的偏差，X射线路径连接X射线的焦点和为了便于进行重构处理确定的体素的中心。换句话说，根据第二种校正处理过程，对沿多个实际处于计算的X射线路径附近的X射线路径(例如，4条X射线路径)实际测量的投影数据(检测元件的)进行特定计算处理，可以将这样获得的计算数据看作沿计算的X射线路径表示的直线的反投影数据，对该计算数据分配特定权重并进行反投影。对于螺旋扫描，特别是，要求的重构平面与X射线的焦点之间的位置关系根据切片方向发生变化，因此，最好改变将在计算处理过程中使用的检测元件阵列(的数据)，或者改变X射线的每个焦点位置(或每个视野)。

另一方面，扇形射线束重构处理过程采用例如扇形射线束卷积反投影方法。换句话说，根据在假定在反投影过程中，射线垂直交叉旋转中心轴的情况下的投影数据，重构图像(在假定根据垂直于体轴方向的方向上的X射线获得投影数据的情况下)。

在每种X射线CT设备中，哪种重构方法切实可行取决于X射线CT设备的最大DAS阵列数。此外，当在X射线CT设备中这两种重构方法均可行时，执行哪种重构方法取决于与获得的原始数据有关的DAS阵列数。

更具体地说，4是最大DAS阵列数的X射线CT设备A可以同时扫描4个平面。因此，最大DAS阵列数为4的X射线CT设备A中的重构装置114可以仅进行扇形射线束重构。另一方面，因为X射线CT设备B具有16个检测元件阵列，而且其最大DAS阵列数为16，因此它可以同时扫描4个、8个或16个平面。因此，在同时扫描4个平面的情况下，包括在X射线CT设备B内的重构装置114可以进行扇形射线束重构，而在同时扫描8个或16个平面的情况下，可以进行锥形射线束重构。

输入装置115是包括键盘、各种开关、鼠标等的装置，利用该装置，操作员可以输入各种扫描条件，例如，切片厚度或切片数量。

为了进行显示，图像处理部分118对重构装置114产生的重构图像数据进行图像处理，例如窗口变换和RGB处理，然后，将结果数据输出到显示装置116。此外，根据操作员输入的命令，图像处理部分118可以在任意平面上产生断层摄影图像，产生自任意方向的投影图像以及所谓3-D图像，例如3-D表面润色图像，然后，将这样产生的图像输出到显示装置116。这样获得的图像数据显示在显示装置116上作为X射线CT图像。

网络通信装置119通过网络对数据管理系统15传送/接收原始数据。

通常在X射线CT设备10内进行诸如重构和多平面重构的数据处理以及显示操作。然而，除了X射线CT设备10外，还可以设置另一种图像处理设备，而且可以在该图像处理设备内执行上述处理和操作。在如上所述，采用另一种图像处理设备时，在任何情况下，即，重构之前、重构之后，或者在数据处理之后刚要显示之前，X射线CT设备10传送的数据均不损害该实施例的优点。

(数据管理系统)

现在，将说明数据管理系统15的配置。通过网络，数据管理系统15从X射线CT设备A和B顺序接收原始数据，并将该原始数据存储到它自己的DB(数据库)内。此外，自动备份这样接收的原始数据，根据在数据管理系统15创建的管理表集中管理该原始数据，然后，在需要时，将它传送到X射线CT设备。

如图4所示，数据管理系统15包括操作部分150、CPU 151、接收部分152、DB 153、传输部分154、临时存储部分155。

操作部分150包括诸如键盘、各种开关以及鼠标的装置，操作员利用它输入命令。

CPU 151对原始数据管理进行系统控制。例如，CPU 151将接收装置152接收的原始数据存储到DB 153内，然后，通过传输部分154，将备份数据传送到特定存储装置。此外，CPU 151根据从各X射线CT设备接收的原始数据和附加信息建立如下所述的管理表，并根据该管理表管理原始数据。在此所称的附加信息指至少包括数据号、病人姓名、摄影日期、DAS阵列数、摄影切片宽度等的信息。

通过网络，接收部分152接收安装在每个X射线CT设备10内的网络通信装置119传送的原始数据和附加信息。

DB 153存储接收部分153接收的原始数据和附加信息、CPU151建立的管理表等。

图5是示出存储在DB 153内的管理表的一个例子。如图所示，根据附加信息管理接收部分152接收的原始数据。

在CPU 151的控制下，通过网络，传输部分154将用于进行数据备份的原始数据传送到各存储装置。

在收到并传送原始数据时，临时存储部分155临时存储原始数据。

(存储装置)

现在，将说明包括在该系统内的各存储装置。每个存储装置分别存储在X射线CT系统的任何一个X射线CT设备获得的原始数据和附加信息，用于进行数据备份。数据管理系统15管理应该将哪个原始数据备份到哪个存储装置上。

各种媒体17将原始数据记录到诸如4-mm DAT磁带、DLT磁带、AIT磁带以及DVD的可装卸记录媒体上。

HD 18将原始数据等记录到所装备的HD上。

NAS 21包括位于存储器主体内的文件系统，而且直接利用现存网络，可以建立它。NAS 21通过网络传送进行处理所需的所有数据。

SAN 23是高速存储装置网络系统，它包括不同类型的存储装置管理软件、应用服务器以及网络硬件。与NAS 21相比，SAN 23的不同之处在于，不容许共享与管理数据有关的信息，利用光纤通路等与数据管理系统15建立连接。

(摄影、原始数据管理以及重构)

通过利用例子对其中X射线CT设备A进行螺旋扫描，然后数据管理系统15管理获得的原始数据以及X射线CT设备B重构原始数据的情况进行说明，描述X射线CT系统的一系列操作。这是假定利用X射线CT设备A由X射线摄影机对病人A摄影，数据管理系统15管理原始数据，而位于另一个房间内的医生B从系统15读出原始数据并利用X射线CT设备B重构图像以对病人A进行图像诊断的情况。

图6是详细示出在X射线CT系统的原始数据管理操作中的处理过程的流程图。如图所示，在X射线CT设备A内设置摄影条件(步骤S1)。更具体地说，通过对躺在诊断台的台面上的受治疗者(病人A)进行扫描摄影，产生扫描记录，以确定CT扫描的开始位置和摄影条件。根据该扫描记录，操作员设置扫描条件(要检查的区域、扫描方式(选择常规扫描或螺旋扫描)、范围、扫描的开始位置和结束位置、视区FOV的大小、摄影切片宽度(切片厚度、切片数量)、体积大小、台架的倾角、射线管电压、射线管电流、扫描速度(X射线管和检测器的转速)、X射线管每次转动时诊断台的移动量、诊断台的移动量等)。这样设置的扫描条件被自动装载到主机控制器110内。在此，假定例如将切片宽度为1.0mm的4切片设置为摄影切片宽度(摄影切片宽度：1.0mm×4个切片)。

为了选择这些条件的最佳组合，不仅需要相当丰富的专家知识和经验，而且还涉及复杂的工作。因此，通常根据对X射线CT设备设置的操作员支持功能块(检查程序建立功能块)，设置各条件。

因此，在这样设置的摄影条件下，X射线CT设备A进行摄影，并产生原始数据(步骤S2)。更具体地说，在收到操作员发出的检查开始命令后，在转动环102开始转动时，台面立即移动到扫描开始位置之前的位置(螺旋扫描的起动位置)。转动环102达到特定速度时，高压变压器组件109将作为扫描条件设置的射线管电压和射线管电流施加到X射线管101，在辐照X射线时，台面开始在体轴方向滑动。应该注意，在该点改变准直管的开口宽度以以设置的切片宽度获取数据。在X射线管101保持辐照X射线同时绕受治疗者旋转时，随着躺在台面上的受治疗者在体轴方向移动，进行螺旋扫描。

2-D检测器系统103检测通过受治疗者的X射线，根据检测结果，在DAS 104产生原始数据。通过非接触数据传输装置105，将这样产生的原始数据传送到网络通信装置119(步骤S3)。然后，通过网络，网络通信装置119将该原始数据传送到数据管理系统15。

接着，数据管理系统15对从X射线CT设备A接收的原始数据和附加信息进行管理(步骤4)。更具体地说，数据管理系统15将接收的原始数据存储到DB 153，然后，根据附加信息建立管理表。数据管理系统15还将接收的原始数据传送到特定存储装置(各种媒体17、HD 19、NAS 21以及SAN 23中之任一)以备份该数据，并登记将其数据备份到DB 153的管理表内的装置。应该选择各种媒体17、HD 19、NAS 21以及SAN 23中的哪个用作存储装置取决于该设置，然而，在需要时，可以利用操作部分150的输入改变该配置。

然后，通过网络，X射线CT设备B将关于病人A的数据(在图4中被分配管理号012345的数据)的请求传送到数据管理系统15(步骤S5)。收到该请求后，数据管理系统15从DB 153读出与病人A有关的原始数据和附加信息，然后，将它们从传送部分154传送到X射线CT设备B(步骤S6)。

然后，X射线CT设备B对这样接收的、与病人A有关的原始数据进行预处理，从而产生2-D投影数据。随后，X射线CT设备B对该2-D投影数据进行螺旋内插，然后进行图像重构(步骤S7)。如下所述，根据作为附加信息的DAS阵列数，进行图像重构。即，对于接收的与病人A有关的原始数据，4为DAS阵列数，根据特定重构参数，通过进行扇形射线束重构，X射线CT设备B中的重构装置114产生X射线CT图像。

这样产生的X射线CT图像以特定方式显示在显示装置116上(步骤S8)。此外，通过在图像处理部分118对重构图像进行特定图像处理，可以显示任意平面上的断层摄影图像，可以显示自任意方向的投影图像，而且可以显示诸如通过进行润色处理获得的特定器官的3-D表面润色图像的所谓伪3-D图像。

上述说明描述了其中X射线CT设备A以1.0mm×4切片的摄影切片宽度进行摄影，然后数据管理系统15管理获得的原始数据，而X射线CT设备B接收该原始数据并进行扇形射线束重构的情况。与此相反，在X射线CT设备B从数据管理系统15读出例如可以同时检测8阵列断层摄影层(例如摄影切片宽度：0.5mm×8切片，DAS阵列数：8)的X射线CT设备C(未示出)获得的原始数据并在其内进行重构的情况下，X射线CT设备B进行锥形射线束重构。通过将从数据管理系统15接收的原始数据送到两个阵列的单元，从而产生其摄影切片宽度为1.0mm×4切片的原始数据，利用扇形射线束重构处理过程，X射线CT设备B还可以产生图像。

可以以这样的方式进行配置，以致当在步骤S5将原始数据请求传送到数据管理系统15时，请求发送者X射线CT设备仅请求被判定可以在其内重构的原始数据。例如，未示出的、可以同时检测8阵列断层摄影层的X射线CT设备C不能对被分配图5所示管理号012787、其DAS阵列数为16的原始数据进行重构。在这种情况下，在请求发送者X射线CT设备C判定该原始数据没有用时，X射线CT设备C可以不从数据管理系统15接收被分配管理号012787的原始数据。

根据以上描述的配置，可以实现以下优点。

在该实施例中，X射线CT设备A获得的原始数据高速传送到数据管理系统15，而不被存储到安装在X射线CT设备A的存储装置111内。这样可以省略将原始数据存储到X射线CT设备A中的存储装置111内所需的时间，这样就可以提高诊断工作的效率。此外，因为数据管理系统15内的DB 153集中管理这样传送的原始数据，所以可以有效进行搜索等。

此外，在该实施例中，传送到数据管理系统15的原始数据被自动存储到其存储容量比存储装置111大的DB 153内，而且还被自动存储到另一个存储装置内用于数据备份。因此，即使在多切片方法等情况下，存储了大量数据，仍可以像素存储全部原始数据。

此外，数据管理系统15对哪个原始数据备份到哪个存储装置内进行管理。因此，即使原始数据的一个项目被分配并存储到各种备份存储装置内，仍可以迅速检索要求的原始数据。此外，与传统情况不同，不再需要利用人工操作管理所获取的位于DVD、DAT磁带、DLT磁带或AIT磁带上的原始数据，这样就可以显著提高管理效率。过去将摄影获得的原始数据作为诊断信息管理，而在未来的诊断过程中使用该原始数据。在以上描述的情况下，在管理大量原始数据时，在此描述的管理功能尤其具有优点。

在请求时，将数据管理系统15集中管理的原始数据传送到X射线CT设备B。根据DAS阵列数，X射线CT设备B进行扇形射线束重构或锥形射线束重构。这样可以使X射线CT设备A继续进行摄影工作而不必提供进行重构处理的时间。此外，任意一个X射线CT设备均可以在任意时间从数据管理系统15获得原始数据，并通过进行图像重构可以检查X射线CT图像。因此，可以将从摄影到图像重构到根据X射线CT图像进行诊断的一系列工作分配到多个X射线CT设备，这样可以提高效率，可以提高诊断工作的自由度。

(第二实施例)

现在，将说明第二实施例。第二实施例是假定利用X射线CT设备B由X射线摄影机对病人B进行摄影，数据管理系统15管理所获得的原始数据，而原始数据自动从数据管理系统15传送到安装在另一个房间内X射线CT设备A，用于对病人B进行图像诊断的情况。

在这种情况下，已经在数据管理系统15内设置了各X射线CT设备的DAS阵列信息，然后，根据该信息，数据管理系统15仅将可重构的原始数据传送到各X射线CT设备。

图7是示出X射线CT系统的原始数据管理操作中的处理过程的流程图。如图所示，X射线CT设备B的摄影过程(步骤S1’和S2’)、传送到数据管理系统(步骤S3’)以及系统15内的原始数据管理操作(步骤S4’)与上述第一实施例对应步骤相同，因此不重复进行说明。

根据存储在DB 153的管理表和指出对每个X射线CT设备装备的重构装置(重构引擎)的数据处理能力的重构表，数据管理系统15判定在X射线CT设备A内是否可以对从X射线CT设备B接收的原始数据进行重构(步骤S5’)。

图8是示出与X射线CT设备A有关、存储在DB 153内的重构表的例子的示意图。在该图中，空心圆圈“○”表示可以充分重构，而叉“×”表示不能充分重构。例如，如果摄影切片宽度为0.5mm×4切片，而且在X射线CT设备B获得的原始数据的DAS阵列数为4，则在这种情况下，对该原始数据进行扇形射线束重构。根据图8所示的重构表，X射线CT设备A可以进行扇形射线束重构。根据以上说明，数据管理系统15内的CPU 151判定可以在X射线CT设备A内对所述的原始数据进行重构。

另一方面，如果摄影切片宽度为0.5mm×16切片，而且在X射线CT设备B获得的原始数据的DAS阵列数为16，则对该原始数据进行锥形射线束重构。然而，根据图8所示的重构表，X射线CT设备A仅适于进行扇形射线束重构，而不能进行锥形射线束重构。根据以上说明，数据管理系统15内的CPU 151判定不能在X射线CT设备A内对所述的数据进行重构。这样，在判定不能对原始数据进行重构时，数据管理系统15内的传输部分154最好不将该原始数据传送到X射线CT设备A。

如果在步骤S5’判定可以对该原始数据进行重构，则在特定时间，数据管理系统15利用传输部分154将该原始数据传送到X射线CT设备A(步骤S6’)。然后，X射线CT设备A对这样接收的与病人A有关的原始数据进行预处理，从而产生2-D投影数据。随后，X射线CT设备A对该2-D投影数据进行螺旋内插，然后进行扇形射线束图像重构(步骤S7’)。

以特定形式将这样产生的X射线CT图像显示在显示装置116上(步骤S8’)。此外，通过在图像处理部分118对重构图像进行特定图像处理，可以显示任意平面上的断层摄影图像、伪3-D图像等。

在步骤S5’，数据管理系统15根据存储在DB 153内的管理表和重构表进行判定。与此相反，可以以这样的方式进行配置，以致数据管理系统15将查询传送到位于接收端的X射线CT设备，以查询是否可以在其内对要传送的原始数据进行重构，并使位于接收端的X射线CT设备判定是否可以在其内对该原始数据进行重构。

如上所述，利用该实施例的配置可以实现与第一实施例实现的优点相同的优点。此外，因为数据管理系统15选择性地传送可重构原始数据，所以可以减少人工工作，这样又可以提高诊断工作的效率。

(第三实施例)

现在，将说明第三实施例。在第三实施例中，除了在第二实施例中描述的判定功能外，还对数据管理系统15设置处理原始数据的功能，以满足接收端的重构引擎的性能要求。更具体地说，数据管理系统15将与要传送的原始数据有关的DAS阵列数与装备在接收端的X射线CT设备上的重构引擎的性能进行比较。在根据比较判定不能直接重构该原始数据时，数据管理系统15进行重构处理并将这样获得的重构图像数据传送到X射线CT设备，或者将该原始数据处理到达到或者高于可以在接收端的X射线CT设备内被重构的程度。

图9是根据该实施例的数据管理系统15的方框图。通过与图4进行比较可以明白，它们之间的差别在于，数据管理系统15进一步包括原始数据处理部分157。对该原始数据处理部分157设置其规格与对链接到网络的各X射线CT设备装备的重构引擎的规格同样高或者更高的重构引擎功能。因为重构引擎向上兼容，所以通过网络，在收到原始数据等时，可以在任意一个X射线CT设备内对原始数据进行如下所述的处理。

图10是详细示出X射线CT系统进行的原始数据管理操作中的处理过程的流程图。与图7相比，该实施例的流程图与图7所示流程图的差别在于，当在步骤S5’判定不能重构原始数据之后，进行处理。因此，以下将参考图10逐个步骤说明当在步骤S5’判定不能重构原始数据之后进行的处理。

参考图10，根据存储在DB 153内的管理表和重构表，数据管理系统15判定是否可以在X射线CT设备A内对从X射线CT设备B接收的原始数据进行重构(步骤S5’)。例如，假定被分配图5所示管理号012566的数据(摄影切片宽度：0.5mm×8切片，DAS阵列数：8)作为在X射线CT设备B获得在原始数据。这样，如图8所示，因为X射线CT设备A仅适于进行扇形射线束重构，所以对X射线CT设备A装备的重构引擎不能充分重构其摄影切片宽度为0.5mm×8切片而DAS阵列数为8的数据。因此，CPU 151判定在X射线CT设备A内不能对被分配管理号012566的原始数据进行重构。

当在步骤S5’CPU 151判定该原始数据不能被重构时，根据图8所示的重构表，原始数据处理部分157开始将被分配管理号012787的原始数据处理成可以在X射线CT设备A内被再现为X射线CT图像A的形式(步骤S9)。在此，“可以在X射线CT设备A内被再现为X射线CT图像A的形式”意味着，可以将被分配管理号012787的原始数据重构为在X射线CT设备A内可以再现为X射线CT图像的重构图像数据，或者将其摄影切片宽度为0.5mm×8切片而DAS阵列数为8的原始数据一起送到两个阵列的单元，以产生其摄影切片宽度为1.0mm×4切片的原始数据，因此X射线CT设备A可以充分进行图像重构等。

在特定时间，利用传输部分154将在原始数据处理部分157处理的原始数据(或重构图像数据)传送到X射线CT设备A(步骤S6’)。在收到该原始数据时，X射线CT设备A在需要时进行预处理，从而产生2-D投影数据。随后，X射线CT设备A对该2-D投影数据进行螺旋内插，并进行扇形射线束图像重构(步骤S7’)。在收到该重构图像数据时，X射线CT设备A跳过步骤S7’的处理过程，而进入步骤S8’。

以特定形式将通过上述各步骤获得的X射线CT图像显示在显示装置116上(步骤S8’)。此外，在图像处理部分118对重构图像进行特定图像处理，可以显示任意平面上的断层摄影图像、伪3-D图像等。

还是在该实施例中，正如在第二实施例中描述的那样，可以以这样的方式进行配置，以致在步骤S5’，数据管理系统15将查询传送到位于接收端的X射线CT设备A，以查询是否可以在其内对要传送的原始数据进行重构，并使位于接收端的X射线CT设备A判定是否可以在其内对该原始数据进行重构。在这种情况下，可以以这样的方式进一步进行配置，以致在判定不能对该数据进行重构时，位于接收端的X射线CT设备A请求数据管理系统15处理该原始数据。

尽管结合各实施例对本发明进行了说明，但是在本发明的发明原理范围内，本技术领域内的熟练技术人员可以对其进行各种修改和变更，而且，显然，这些修改和变更均属于本发明范围。例如，在不改变本发明内容的情况下，可以进行下面的(1)和(2)所述的修改。

(1)在上面的每个实施例中，数据管理系统15均被配置为管理原始数据和与该原始数据有关的附加信息。与此不同，即使在数据管理系统15被配置为管理投影数据和与该投影数据有关的附加信息时，仍可以获得同样的优点。

(2)在上面的每个实施例中，均对假定X射线CT系统10引入类似于医院内的LAN的封闭设施内的情况进行了说明。然而，本发明并不局限于这种情况，例如，如图11所示，本发明可以应用于其中利用因特网等将X射线CT设备A安装在医院外的环境。在这种情况下，最好设置防火墙(FW)等，以允许特定用户单独进行访问。

(3)在上面的每个实施例中，可以配置数据管理系统15以随时确认接收端的X射线CT设备的状态，因此仅在X射线CT设备处于允许接收状态时(例如，在摄影等不占用主机控制器的操作时)，它才传送原始数据和附加信息。例如，这可以通过使X射线CT设备将与当前状态有关的信息周期性地传送到数据管理系统15，或者通过使数据管理系统15周期性地确认各X射线CT设备的当前状态来实现。这种配置可以提高数据通信的效率。

在可能时，根据需要将各实施例组合在一起，而且在这种情况下，可以实现组合优势。此外，以上描述的各实施例包括包括各阶段的发明，而且通过充分组合在此公开的多个部件，可以提出多种发明。例如，在上述实施例说明的所有部件中，即使在省略某些部件时，仍可以在实现“本发明要解决的问题”一段所说明的目的的同时，至少实现“本发明的优点”一段说明的一个优点，该配置省略了某些部件，因此可以取出该配置作为一项发明。

根据上述实施例，可以实现一种通过有效管理通过摄影获得的大量数据，可以提高诊断工作的效率的数据管理系统、X射线CT设备以及X射线CT系统。

本技术领域内的熟练技术人员容易想到其他优点和修改。因此，从更广泛的方面说，本发明并不局限于在此描述和说明的特定细节、代表性装置以及所示的例子。因此，在所附权利要求及其等效物所述的本发明一般原理的实质范围内，可以进行各种修改。

Claims (19)

1、一种医学图像摄影系统，该医学图像摄影系统包括：

第一医学图像摄影设备；

与第一医学图像摄影设备同类型的第二医学图像摄影设备；以及

数据管理系统，通过网络连接到所述第一和第二医学图像摄影设备，

其中，所述第一医学图像摄影设备包括：

摄影系统，通过在至少一个摄影条件下，拍摄受治疗者，获得与受治疗者有关的摄影数据；以及

发送器，用于通过所述网络，将所述摄影数据和附加信息传送到所述数据管理系统，该附加信息是包括在所述至少一个摄影条件内的信息，而且需要该附加信息产生与受治疗者有关的生物信息，以及

其中所述数据管理系统包括：

第一接收机，用于接收所述摄影数据和所述附加信息；

存储器，用于存储接收的所述摄影数据和所述附加信息；以及

第二发送器，用于将所述摄影数据和所述附加信息传送到所述第二医学图像摄影设备，以及

其中所述第二医学图像摄影设备包括：

第二接收机，用于接收所述摄影数据和所述附加信息；以及

生物信息生成单元，用于根据接收的所述摄影数据和所述附加信息，产生与受治疗者有关的生物信息。

2、根据权利要求1所述的医学图像摄影系统，其中：

所述第一和第二医学图像摄影设备都是X射线计算断层摄影设备、X射线诊断设备、磁共振成像设备、超声波诊断设备以及核医疗学诊断设备之一；而且

所述生物信息是时间强度曲线。

3、根据权利要求1所述的医学图像摄影系统，其中：

所述第一和第二医学图像摄影设备都是具有多个数据采集元件阵列的X射线计算断层摄影设备；

所述摄影数据是原始数据和投影数据之一；

所述生物信息是重构图像；以及

所述附加信息包括与所述多个数据采集元件阵列中用于读出数据的元件阵列的数量有关的信息。

4、根据权利要求1所述的医学图像摄影系统，其中：

所述第一和第二医学图像摄影设备都是磁共振成像设备；

所述摄影数据是原始数据和投影数据之一；

所述生物信息是重构图像。

5、根据权利要求1所述的医学图像摄影系统，其中：

所述第一和第二医学图像摄影设备分别是第一和第二X射线计算断层摄影设备；

所述第一X射线计算断层摄影设备包括：

X射线辐照单元，用于在围绕受治疗者旋转时，对受治疗者辐照X射线；

X射线检测单元，具有多个沿切片方向排列的检测元件阵列，在每个检测元件阵列中，在通道方向排列多个检测元件，每个检测元件根据入射的X射线产生电荷；

数据采集单元，具有多个数据采集元件阵列，用于利用所述多个数据采集元件阵列中的特定数量的数据采集元件阵列从所述多个检测元件读出电荷，并根据该电荷，产生摄影数据；以及

第一传输单元，用于通过所述网络将所述摄影数据和附加信息传送到所述数据管理系统，所述附加信息包括在读出电荷时使用的数据采集元件阵列的数量，以及

所述第二X射线计算断层摄影设备包括：

第二接收单元，用于接收所述摄影数据和所述附加信息；以及

重构单元，用于根据接收的所述摄影数据和所述附加信息，进行图像重构。

6、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中所述摄影数据是原始数据和投影数据之一。

7、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中通过所述网络，所述第一传输单元将所述摄影数据和所述附加信息传送到所述数据管理系统，所述附加信息包括与切片方向上的数据采集元件的数量有关的信息。

8、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中根据所利用的数据采集元件阵列的所述特定数量，所述重构单元选择第一重构方法和第二重构方法之一，并利用选择的重构方法进行图像重构，其中第一重构方法不涉及所述X射线辐照单元辐照的X射线的锥角的影响，而第二重构方法涉及该X射线的锥角的影响。

9、根据权利要求8所述的医学图像摄影系统，其中在所述特定数量为4时，所述重构单元选择所述第一重构方法，而在所述特定数量为8和16之一时，选择所述第二重构方法。

10、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中

所述数据管理系统进一步包括判定单元，以根据所述附加信息，判定是否可以在所述第二X射线计算断层摄影设备内基于所述摄影数据进行图像重构；以及

仅在所述判定单元判定可以进行重构时，所述第二传输单元才将所述摄影数据和所述附加信息传送到所述第二X射线计算断层摄影设备。

11、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中所述数据管理系统进一步包括备份数据生成单元，以根据所述摄影数据和所述附加信息，在特定存储单元内产生备份数据。

12、根据权利要求11所述的医学图像摄影系统，其中：

所述数据管理系统进一步包括表建立单元，以建立使所述摄影数据和所述附加信息与在其内产生了所述备份数据的存储单元相关的表；以及

所述存储单元存储所述表。

13、根据权利要求5所述的医学图像摄影系统，其中所述第一X射线计算断层摄影设备和所述第二X射线计算断层摄影设备被集成为单个设备。

14、一种通过网络连接到第一X射线计算断层摄影设备和第二X射线计算断层摄影设备的数据管理系统，所述数据管理系统包括：

接收单元，用于从所述第一X射线计算断层摄影设备接收所述第一X射线计算断层摄影设备获得的原始数据和投影数据之一以及附加信息，该附加信息包括在获得所述原始数据和所述投影数据之一时使用的数据采集元件阵列的数量；

存储单元，用于存储接收的所述原始数据和所述投影数据之一以及所述附加信息；以及

传输单元，用于将所述原始数据和所述投影数据之一以及所述附加信息传送到所述第二X射线计算断层摄影设备。

15、根据权利要求14所述的数据管理系统，该数据管理系统进一步包括备份数据生成单元，以根据所述投影数据和所述附加信息，在特定存储单元内产生备份数据。

16、根据权利要求14所述的数据管理系统，该数据管理系统进一步包括：

判定单元，用于根据所述附加信息，判定是否可以在所述第二X射线计算断层摄影设备内进行基于所述原始数据和所述投影数据之一的图像重构；

在所述判定单元判定可以进行重构时，所述传输单元将所述原始数据和所述投影数据之一以及所述附加信息传送到所述第二X射线计算断层摄影设备。

17、根据权利要求16所述的数据管理系统，该数据管理系统进一步包括：

数据处理单元，用于在所述判定单元判定不能进行重构时，处理所述原始数据和所述投影数据之一，以在所述第二X射线计算断层摄影设备中，根据所述原始数据和所述投影数据之一，允许产生重构图像和显示重构图像之一，

其中在所述判定单元判定不能进行重构时，所述传输单元将所述附加信息以及被所述处理单元处理的所述原始数据和所述投影数据之一传送到所述第二X射线计算断层摄影设备。

18、根据权利要求17所述的数据管理系统，其中：

根据所述原始数据和所述投影数据之一以及所述附加信息，所述数据处理单元进行图像重构；以及

所述传输单元将重构图像数据传送到所述第二X射线计算断层摄影设备。

19、根据权利要求15所述的数据管理系统，该数据管理系统进一步包括：

表建立单元，用于建立使所述原始数据和所述投影数据之一以及所述附加信息与在其内产生了所述备份数据的存储单元相关的表；以及

其中所述存储单元存储所述表。

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