专利名称：一种多层x－射线计算机体层摄影装置的制作方法 人们公知X-射线计算机体层摄影装置(以下称为CT装置)可提供一医学检测对象例如患者(下文称为标本)的图像，其基于透过所述标本的X-射线的强度。由CT装置提供的图像在包括疾病诊断、治疗和医学手术安排的各种医学实践中发挥着重要的作用。目前CT装置的成像是使用一最新技术，例如实时图像重建和多层扫描来实现的。实时图像重建是利用对于在前的图像所获得的部分投影数据作为本图像的部分投影数据来重建本图像的一种技术，此处，所述投影数据是通过扫描标本的预定部位所获得的数据。扫描是通过环绕标本旋转发射X-射线的X-射线管和X-射线检测器以及通过获得透过标本的X-射线的数据来实现的。实时图像重建的优点是尽管显示处理存在延时，但仍可认为可以与图像数据扫描几乎同时地显示一幅基于所重建图像的图像。所述实时图像重建技术在例如日本专利No.3090400中作了详细描述。目前，可通过在标本内注射造影剂，使用造影剂进行检查来增强标本的预定部位。这样，由于使用了对比增强图像，辨别标本体内的特定器官或预定部位以及确定例如是否有肿瘤就变得比较容易。这种对比增强图像是通过例如CT装置中的扫描来获得的。然而，由于造影剂在注射后到达标本的预定(或设想)部位要花费一点时间，故在CT装置中获得更好的对比增强图像还不是那么容易。有时所述图像是造影剂合适地到达预定部位之前的图像。或者有时所述图像是造影剂已经通过了预定部位后的图像。因此，解决上述定时问题的方法之一是对这种带有造影剂的检查采用实时图像重建技术。所述检查可以按下述方法进行。首先，在接近身体预定部位的位置执行一监测扫描(下文一般称为预扫描)。另外，所述预扫描对于监测图像对比增强的外观是有帮助的。在予扫描中已出现图像对比增强之后，执行一图像扫描以获得该预定部位的对比增强图像。由于使用实时图像重建技术，图像可以基本上实时地显示在预扫描的监控器中，因此图像对比增强可以实时出现。因此有可能掌握执行图像扫描的恰当时刻。上述这种对比增强检查在传统CT装置中的每个预扫描和图像扫描中按单层扫描(a single-slice scan)进行时，似乎没有问题。然而从另一观点看，单层扫描不是那么好。这是因为完成人体标本预定范围内的图像扫描通常要花费相当长的时间，这使得标本不必要地暴露于大剂量的辐射下。作为解决这个问题的示例，另一项公知的最新技术是多层扫描(a multi-slice scan)技术。多层扫描技术是一种可在单个旋转扫描中获得大量标本投影数据的技术。将多层扫描技术应用到上述图像扫描中，可以大大缩短扫描时间且可减少标本在X-射线下的暴露。然而另一方面，上述预扫描却不需要这种多层扫描。如上所述，预扫描只是用于监测图像对比增强的外观。因此，这种多层扫描对于标本而言还存在相当的问题，因为与单层扫描相比，标本很可能暴露于更多的辐射下。发明简述按照本发明的第一方面，提供一种X-射线计算机体层摄影装置，其包括一被构造为可产生预扫描模式下的第一X-射线和图像扫描模式下的第二X-射线的X-射线发生器。另外，一X-射线检测器被利用且被构造为检测透过标本后暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第一曝光宽度(exposure width)的第一透过X-射线，其由预扫描模式下在第一扫描位置处的第一X-射线所产生；以及用于检测透过所述标本暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第二曝光宽度的第二透过X-射线，其由图像扫描模式下在第二扫描位置的第二X-射线所产生。所述第一曝光宽度比所述第二曝光宽度窄。进一步，所述装置包括一被构造为控制所述第一扫描位置和所述第二扫描位置的控制器，以及一被构造为显示基于所述X-射线检测器所检测的第一透过X-射线而形成的第一图像和基于所述X-射线检测器所检测的第二透过X-射线而形成的第二图像的显示器。按照本发明的第二方面，提供一种X-射线计算机体层摄影装置，其包括一被构造为向一个标本发射X-射线的X-射线源；一被构造为沿所述标本的身体轴线改变准直宽度的准直器，其用于决定暴露于所述标本的X-射线宽度；以及一包括沿着所述标本身体轴线的多个检测元件的检测器，其被构造为检测所述标本所透射的透过X-射线。所述装置进一步包括一数据获取单元，其包括沿着所述身体轴线的多个数据获取元件，被构造为获取所述检测器的输出数据；以及一被构造为利用所述X-射线源和所述X-射线检测器执行一围绕所述标本扫描的执行单元。一控制器被利用且被构造为控制从监测扫描切换到图像扫描的扫描模式，以及控制所述准直器以使所述图像扫描中的准直宽度宽于监测扫描中的准直宽度，所述监测扫描用于监测所述标本预定关注区域中的CT数。所述图像扫描用于扫描所述标本的检查区域。另外，所述装置还包括一重建单元，被构造为根据监测扫描中获取的投影数据重建所述标本的体层摄影，并且还根据所述图像扫描中获取的投影数据重建所述标本的图像。
按照本发明的第三方面，提供一种在X-射线计算机体层摄影装置中执行扫描的方法。所述方法包括以下步骤产生预扫描模式下的第一X-射线；并且用一X-射线检测器检测透过一标本后暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第一曝光宽度的第一透过X-射线，其由预扫描模式下在第一扫描位置处的第一X-射线所产生。该步骤还包括产生图像扫描模式下的第二X-射线；显示基于所述第一透过X-射线而形成的第一图像；用该X-射线检测器检测透过一标本后暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第二曝光宽度的第二透过X-射线，其由图像扫描模式下在第二扫描位置处的第二X-射线所产生。所述第二曝光宽度宽于所述第一曝光宽度。还包括显示基于所述第二透过X-射线而形成的第二图像；以及对所述第一扫描位置和所述第二扫描位置实施控制。
按照本发明的第四方面，提供一种计算机程序产品，所述产品中存储有在X-射线计算机体层摄影装置中执行扫描的计算机程序。所述计算机程序包含有指令，当执行该指令时执行的步骤包括产生预扫描模式下的第一X-射线；以及用一X-射线检测器检测透过一标本后暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第一曝光宽度的第一透过X-射线，其由预扫描模式下在第一扫描位置处的第一X-射线所形成。该步骤还包括产生图像扫描模式下的第二X-射线；显示基于所述第一透过X-射线而形成的第一图像；以及用该X-射线检测器检测透过一标本后暴露于沿着所述标本身体轴线的X线检测器的第二曝光宽度的第二透过X-射线，其由图像扫描模式下在第二扫描位置处的第二X-射线所产生。所述第二曝光宽度宽于所述第一曝光宽度。还包括显示基于所述第二透过X-射线而形成的第二图像；以及对所述第一扫描位置和所述第二扫描位置实施控制。
附图的简要说明通过参考结合附图考虑的以下详细说明，将能够很容易地获得对本发明实施例的更完全的理解及其许多伴随的优点，其中，

图1是表示按照本发明一实施例的CT装置的示例性结构方框图；图2是表示按照本发明一实施例的系统控制单元的示例性结构的原理图；图3是表示按照本发明一实施例的预扫描和图像扫描的示例性位置示意图；图4是表示按照本发明一实施例的数据获取方式例子的示意图；图5是表示按照本发明一实施例的预扫描中关于X-射线探测和数据获取结构的方框图；图6是表示按照本发明一实施例所显示体层摄影的示例性示意图；图7是表示按照本发明一实施例在预扫描位置造影剂第一示例性转变方面的示意图；图8是表示按照本发明一实施例在预扫描位置造影剂第二示例性转变方面的示意图；图9是表示按照本发明一实施例在预扫描位置造影剂第三示例性转变方面的示意图；图10是表示按照本发明一实施例的X-射线检测器的X-射线曝光宽度变化的实例的示意图；图11是表示按照本发明一实施例的图像扫描中关于X-射线检测和数据获取的结构方框图；图12是表示按照本发明一实施例的X-射线检测器的X-射线曝光宽度变化的另一实例的示意图；图13是表示按照本发明一实施例的预扫描中关于X-射线探测和数据获取的另一种结构的方框图；
图14是表示按照本发明一实施例的CT装置中一示例性检查程序的流程图。
优选实施例的详细描述本发明的实施例将参照附图加以描述。图1是表示按照本发明一实施例的CT装置的示例性结构方框图。
该CT装置可以包括一龙门架(a gantry)部分100，一控制部分101，一操作部分102，和一数据处理部分103。该龙门架部分100用于对例如患者等一标本P实施放射线照相。该控制部分101用于控制例如龙门架部分100和数据处理部分103。该操作部分102用于由医生和/或放射技术人员(以下称操作员)输入各种信息和/或操作指令。该数据处理部分103用于进行包括图像重建处理的数据处理。
该龙门架部分100可包括X-射线管1，X-射线检测器2，旋转机构3和床4。X-射线管1用于向躺在床4上的标本P发射(产生)X-射线。X-射线检测器2可包括多个二维排列的探测元件。更详细地说，在X-射线检测器2中包括有沿标本P的身体轴线设置的多个探测元件。另外沿着垂直于身体轴线的轴线方向(下称通道方向)上还设有多个探测元件。这些沿身体轴线和通道方向排列的探测元件构成了二维方式。在下面的描述中，除非另外提及，将只对沿身体轴线的探测元件作出说明。因此在下面的说明中被省略对另一维(即通道方向)探测元件的描述。作为X-射线管1对标本P曝光X-射线的结果，X-射线检测器2检测透过标本P的X-射线。X-射线检测器2输出检测到的X-射线数据。旋转机构3保持X-射线管1和X-射线检测器2彼此面对并且彼此位于标本P的相对侧。旋转机构3使X-射线管1和X-射线检测器2围绕标本P旋转。旋转机构3通常可固定在一预定位置，但如果需要，也可以沿身体轴线和/或通道方向移动。床4是供标本P躺在其上以进行检查的。床4可沿身体轴线和通道方向移动，以使标本P的预定部位可被恰当地定位以实施检查。有的CT装置还可使床4相对于地板上下移动。
该控制部分101可包括旋转控制单元5，X-射线控制单元6，床控制单元7，检测器控制单元8，扫描控制单元9和系统控制单元10。旋转控制单元5用于控制旋转机构3进行旋转和停止旋转。X-射线控制单元6控制X-射线管1的动力供给并在预定条件下发射X-射线。X-射线控制单元6也可以控制准直器(以后描述)来准直从X-射线管1发射的X-射线以便改变X-射线辐射角度或使X-射线(穿透标本P的)暴露于一预定的范围中，尤其是在X-射线检测器2沿身体轴线的预定曝光宽度内。前述的旋转控制单元5或X-射线控制单元6可进一步控制X-射线管1的位置朝着垂直于身体轴线方向的X-射线检测器2移动。由于所述移动可改变X-射线暴光范围或宽度，因此其具有与控制准直器相近似的效果。
该床控制单元7控制床4沿三维方向的移动。该检测器控制单元8用于控制X-射线检测器2改变例如检测定时等参数。该扫描控制单元9用于控制旋转控制单元5、X-射线控制单元6、床控制单元7和检测器控制单元8，以使前述这些控制单元的控制可以实现。该扫描控制单元9还进一步控制一DSA单元13。这一控制将在以后进行描述。系统控制单元10用于控制CT装置的所有部分。系统控制单元10特别用于控制扫描控制单元9。系统控制单元10的其它控制操作将在以后描述。
操作部分102可包括一按钮开关11和一操作面板12。按钮开关11与系统控制单元10相连接并且可通过操作输入一预扫描应当终止的标识。所述预扫描将在以后描述。操作面板12也与系统控制单元10相连接。可通过操作操作面板12来输入例如关于预扫描的位置、预扫描的条件、图像扫描的位置、图像扫描的条件，和从所述预扫描结束到所述图像扫描开始的延迟时间等信息。换句话说，该延迟时间被定义为从所述预扫描结束到所述图像扫描开始之间的时间差。所述图像扫描将在以后说明。
数据处理部分103可包括DAS单元13、存储器14、重建单元15、图像存储器16、ROI设置单元17、CT数计算单元18、图形准备单元19、图像存储器20、加法器21和图像显示器22。这里，DAS代表数据获取系统。DAS单元13包括多个数据获取系统元件(下文称为DAS元件)。DAS单元13根据检测元件和DAS元件之间的连接方式得到X-射线检测器2所检测和输出的数据。获取结果取决于检测元件与DAS如何连接。所述连接方式可通过一模拟开关来控制或切换。所述模拟开关将在以后说明。DAS单元13输出所采集的数据作为投影数据。存储器14存储DAS单元13所输出的投影数据。重建单元15由系统控制单元10控制并根据存储器14中存储的投影数据执行重建处理，以便产生重建图像(下文称为体层摄影)。
由重建单元15进行的重建处理基本上是实时进行的。实时重建可定义为一体层摄影T或更一般地说一个图像是基于从环绕该标本P的多个方向(重建所必需的或足够的数量)所获得的投影数据而重建的，例如在小于为从重建体层摄影T所必需或足够数量的方向获得投影数据所需时间的时间段内，环绕所述标本P覆盖360°。在实践中，例子之一是利用在第一预定角度所获取的投影数据和对于前一图像已获取的投影数据来进行重建处理。在这种情况下，用于前一图像的从对应第一预定角度的方向来的投影数据不能用于进行重建处理。
图像存储器16将所重建数据存储为体层摄影。ROI设置单元17为存储在图像存储器16中的体层摄影设定一感兴趣区域(ROI)。ROI是一被确定为在诊断中要关注的区域。CT数计算单元18计算图像存储器16中存储的每个体层摄影的ROI中的平均CT数。图形准备单元19产生和制备一表示按时间顺序绘出的CT数的图形，该图形随计算出的每个体层摄影的相应CT数而更新。图像存储器20存储所述图形。加法器21将图像存储器20中存储的图形与图像存储器16中存储的体层摄影叠加起来。图像显示器22在其监视器中显示带有所述图形的体层摄影。事实上，对应于每个扫描层的每个体层摄影与所述图形一起实时显示。所述图形表示出与带有例如图7所示的过往CT数的每个体层摄影相对应的CT数。
接下来，结合图2更详细地描述系统控制单元10。图2是表示按照本发明一实施例的系统控制单元10的示例性结构原理图。系统控制单元10可包括预扫描控制单元31、图像扫描控制单元32和通用控制单元33。预扫描控制单元31与按钮开关11和操作面板12相连接。预扫描控制单元31也可以与CT数计算单元18相连接。图像扫描控制单元32则与操作面板12相连接。
预扫描控制单元31接收来自按钮开关11的表示预扫描结束的标识信号。所述标识信号可通过响应于操作员对按钮开关11的按压而产生。预扫描控制单元31还接收从操作面板12输入的信息。如果需要，由预扫描控制单元31接收的信息还包括预扫描位置和预扫描条件，例如，X-射线管电流、切层厚度和扫描周期。由预扫描控制单元31接收的所述位置和条件参数被提供给通用控制单元33并进一步送到龙门架部分100。因此，将按照所述位置和条件来执行预扫描。
在预扫描期间，操作员观察图形中的CT数和/或图像显示器22中显示的体层摄影的ROT中的变化。当操作员确定CT数已达到一预定参考值或造影剂足以到达例如图6所示的预扫描的切层位置时，操作员可压下按钮开关11。按钮开关11就会产生一标识信号。响应于所述标识信号，预扫描控制单元31通知通用控制单元33预扫描应该停止。由此，X-射线管中用于预扫描的X-射线被终止。而且，预扫描控制单元31向图像扫描控制单元32提供一预扫描终止通知。
代替来自手动控制按钮开关11的标识信号，一替换标识信号可由CT数计算单元18提供。如果CT数计算单元18具有确定所计算CT数是否已达到参考值且可通知其到达预扫描控制单元31的性能，则预扫描控制单元31接收所述通知作为替换标识信号并以类似于上述的方式工作。在这种自动操作中，即使操作员在定时的时候偶然没有按下按钮开关11，也可能避免失去用于终止预扫描和转到继续图像扫描的恰当时机。在实践中，最好装备按钮开关11和自动通知两个功能，以使操作员可按喜好选择其中之一或两者一起使用。
与预扫描控制单元31类似，图像扫描控制单元32接收从操作面板12输入的信息。图像扫描控制单元32要接收的信息包括图像扫描位置和图像扫描条件。所述位置信息可包括图像扫描的起始位置和图像扫描的结束位置。条件信息可包括图像扫描用的X-射线管电流、图像扫描用的切层厚度和延迟时间。由图像扫描控制单元32接收的位置和条件信息被提供给通用控制单元33并进一步到达龙门架部分100。由此将按照所述位置和条件信息准备好执行图像扫描。
如前所述，该延迟时间是预扫描结束和图像扫描开始之间的时间差。这就是说，该延迟时间表明在预扫描结束后的多长时间时应该开始图像扫描。适当的或理想的延迟时间可根据操作员的经验来决定。该延迟时间的周期取决于标本P、身体的检测部位、预扫描和图像扫描位置之间的距离，或类似因素。在从预扫描控制单元31给出通知时刻起经过所述延迟时间后，图像扫描控制单元32通知通用控制单元33应该开始执行图像扫描。由此，在龙门架部分100中启动图像扫描。
通用控制单元33与扫描控制单元9和重建单元15相连接。
图3是表示按照本发明一实施例的预扫描和图像扫描示例性位置的示意图。在图3中，一示例性预扫描位置PP被确定在标本P的颈部。进一步，一示例性图像扫描位置IP被确定在标本P的头部。如图3所看到的，由于预扫描的目的是监测所注射的造影剂是否已到达预扫描位置，其用于指示造影剂也许马上到达图像扫描位置，于是可将预扫描位置PP固定在一个位置。在图3所示的这个例子中，预扫描位置PP和图像扫描起始位置IIP之间有一距离d。当预扫描位置PP处的预扫描已终止时，通常可沿身体轴线将床4向标本P的足部移动以距离d。
图4是表示按照本发明一实施例的数据获取方式例子的示意图。X-射线检测器2包括如前所述沿二维方向排列的多个检测元件。检测元件的数目可取决于X-射线检测器的种类。在图4中表示出X-射线检测器2的8个检测元件a-h。这意味着X-射线检测器2沿身体轴线包括至少8个检测元件a-h。当这8个检测元件a-h准备用于检测时，这被定义为具有8个检测元件的切层宽度。可在DAS单元13中获得这8个检测元件a-h中所检测的数据。通过设在X-射线检测器2和DAS单元13之间的模拟开关的切换，数据获取结果可如前所述发生改变。
在图4中，当每两个相邻检测元件，例如检测元件a和检测元件b，检测元件c和检测元件d，检测元件e和检测元件f，以及检测元件g和检测元件h，通过所述切换被叠加(层叠)时，所得结果包括四段A，B，C和D(方式(i))。每段采用从每两个检测单元检测的数据并具有比一个检测元件的宽度宽两倍的切层厚度。一段对应于多层扫描中的一片。因此，在方式(i)中，X-射线获取是用8个检测元件的切层宽度完成的。在所述切层宽度中包括4个切层，每片具有相当于两个检测元件的切层厚度。
在预扫描中，可使用下列方式(ii)。在方式(ii)中，只有四个检测元件c-f被用于检测。当每两个相邻检测元件，例如检测元件c和检测元件d，以及检测元件e和检测元件f通过切换被叠加(层叠)时，所述获取结果包括两段B和C。每段(片)具有比一个检测元件的宽度宽两倍的切层厚度。因此，在方式(ii)中，X-射线获取是用4个检测元件的切层宽度完成的。在所述切层宽度中包括2个切层，每片具有相当于两个检测元件的切层厚度。这是因为预扫描只是用于监测造影剂的到达，并不需要扫描宽度范围。而且更重要的是可以避免标本P接受不必要的X-射线辐射。由于预扫描通常是用比图像扫描低的X-射线强度来进行，故为了提高图像显示器22中显示的X-射线体层摄影的质量，在预扫描中两个检测元件的叠加(层叠)可以是有用的。通常在ROI中被监测的造影剂随血液流动的血管非常薄，因此如果图像质量低，就不容易识别出造影剂的外观。
当进行图像扫描时可利用下列方式(iii)，在方式(iii)中，由于未叠加(层叠)检测元件，所以获取结果包括8段a-h。每段(片)的切层厚度与一个检测单元的宽度相同。这使其有可能在单个旋转扫描中扫描一宽的范围，这使得时间上比以方式(ii)的条件进行扫描所用的时间要短。进行较短时间的扫描有助于减少对标本P的X-射线辐射。因此，在方式(iii)中，X-射线获取是用8个检测元件的切层宽度完成的。在所述切层宽度中包括8个切层，每片具有相当于一个检测元件的切层厚度。
下面将结合图5对以上述方式(ii)进行的预扫描作更详细的描述。图5所示是按照本发明一实施例的预扫描中关于X-射线探测和数据获取的结构方框图。为了得到等于两个检测元件层叠所形成的宽度的切层厚度的清晰的图像，可见X-射线检测器2包括四个检测段DE12，DE34，DE56，和DE78。例如，检测段DE34意指检测元件DE3和DE4的层叠。如图4所述，与X-射线管1发射X-射线的同时，用两层扫描来完成预扫描，以使来自X-射线管1的X-射线在透过标本P后得到的透过X-射线由两个检测段DE34和DE56进行检测。因此，例如，检测段DE34可对应于第一片，检测段DE56可对应于第二片。换言之，对于预扫描中的第一片，从标本P第一部分透过的第一透过X-射线可在检测段DE34中被检测到。类似地，对于预扫描中的第二片，从标本P第二部分透过的第二透过X-射线可在检测段DE56中被检测到。
由检测段DE34和DE56检测到的X-射线数据通过模拟开关50提供给DAS单元13。所述模拟开关50设置在X-射线检测器2和DAS单元13之间，并且可对检测元件DE1到DE8和DAS元件DAS1到DAS8之间的连接方式进行切换。在图5中，例如，检测段DE34中所包括的检测元件DE3和DE4可通过模拟开关50连接到DAS元件DAS4上。类似地，例如，检测段DE56中所包括的检测元件DE5和DE6可通过模拟开关50连接到DAS元件DAS5上。DAS元件DAS4获得由检测元件DE3和DE4检测到的数据并将所获得数据经存储器14提供给重建单元15以用于图像重建处理。类似地，DAS元件DAS5获得由检测元件DE5和DE6检测到的数据并将所获得的数据经存储器14而提供给重建单元15以用于图像重建处理。可以或不可以向其它DAS元件DAS1，DAS2，DAS3，DAS6，DAS7，和DAS8提供不是基于X-射线管1所发射X-射线的数据。所提供的这种数据不能被提供给重建单元15。
一旦在上述条件下用X-射线检测器2、模拟开关50和DAS单元13启动预扫描，操作者就开始观察图像显示器22中所显示的体层摄影。在观察中，操作者先集中在ROI设置上。图6是表示按照本发明一实施例所显示的体层摄影实例的示意图。在预扫描开始后，图像显示器22马上显示一体层摄影60。在体层摄影60中，如图6左侧所示，设置一包含有颈动脉63的ROI62。由于是开始阶段，所以注射到标本P的造影剂还未到达预扫描切层位置的颈动脉63上。因此，造影剂还没有出现在所显示的体层摄影60中的颈动脉63中。与开始阶段相反，在开始阶段后的预定时间，体层摄影61可被显示在图像显示器22中。由于已经过了该预定时间，所以注射给标本P的造影剂已到达预扫描切层位置的颈动脉63上。由此，造影剂可在体层摄影61中的颈动脉63中观察到。在图像显示器22中预扫描期间的每个体层摄影以近似于电影模式显示的方式被连续地显示，就象一幅动画面。
当如图6所示的体层摄影被显示时，表示CT数的图形也可与与体层摄影一起被显示出来。体层摄影和CT数图形可互相交替切换和独立显示。
图7-9是表示按照本发明一实施例在预扫描位置造影剂示例性转变方面的图形。如上所述，在最初阶段，造影剂还未出现在预扫描层位置的颈动脉63中。后来，随着时间的推移，造影剂开始一点点到达预扫描切层位置。在如图7所示的预扫描切层位置，表示体层摄影ROI的CT数转变的图形中可看出这一阶段的一个方面。由于预扫描是在造影剂注射后过一会开始，所以基于预扫描中的体层摄影所得到的CT数已经开始缓慢地增加。再后来，CT数增加的更多，并达到图8所示的预定参考值，同时在所述阶段图像显示器22中所显示的体层摄影看起来已象图6所示的体层摄影61。在预扫描被设置为可自动终止的这种情形下，设置这样一个CT数预定参考值是有用的。即使不是这种情形，设置这样一个CT数预定参考值仍是有帮助的，因为它可帮助操作者判定终止所述预扫描的时刻。如果在预扫描切层位置连续进行预扫描，则CT数的转变会具有如图9所示的轨迹。在CT数达到一峰值后，由于造影剂经过且离开预扫描切层位置，其就下降到与初始阶段相同的水平。
响应于预扫描的终止，将床2或X-射线管和X-射线检测器2移动到图像扫描开始的位置。当扫描位置改变时，X-射线检测器2的切层宽度也如图10所示变得更宽。
图10是表示按照本发明一实施例的X-射线检测器2的X-射线曝光宽度变化实例的示意图。如图4和5说明的，预扫描是用比图像扫描窄的第一切层宽度来完成，例如可以用等于四个检测元件宽度的第一切层宽度来完成。准直器70校准从X-射线管1发射的X-射线以使准直后的X-射线曝光于与X-射线检测器2的第一切层宽度相对应的宽度。而且，所述切层厚度可以等于两个检测元件的宽度。这在图10中的左侧图可看出。另一方面，图像扫描可从图10的右侧图看出。与预扫描相比，在图像扫描中第二切层宽度可设为等于图4中方式(iii)所述8个检测单元的宽度。准直器70用比预扫描中宽些的孔径准直从X-射线管1发射的X-射线，以使准直后的X-射线曝光于与X-射线检测器2的第二切层宽度相对应的宽度。而且，所述切层厚度可等于一个检测元件的宽度。
对于预扫描，X-射线检测器2和DAS单元13之间的示例性连接结合图5来描述。以类似方式，对于图像扫描，X-射线检测器2和DAS单元13之间的示例性连接将结合图11进行描述。图11是表示按照本发明一实施例的图像扫描中关于X-射线检测和数据获取的结构方框图。
X-射线检测器2可包括类似于图5的检测元件DE1到DE8。然而在此每个检测元件可作为一个检测段被用于每个切层。与X-射线管1发射X-射线的同时，图像扫描以8-切层扫描完成，以使由X-射线管1辐射出的X-射线在透过标本P后的透过X-射线暴露于8个检测元件(段)DE1到DE8。因此，例如，检测元件DE1到DE8可分别对应于第一层到第八层。换言之，对于图像扫描中的第一层，透过标本P第一部分的第一透过X-射线可在检测元件DE1中被检测到。类似地，对于图像扫描中的第二层，透过标本P第二部分的第二透过X-射线可在检元件DE2中被检测到。进一步，类似方式可应用于检测元件DE3到DE8上。
由检测元件DE1到DE8检测的X-射线数据，通过模拟开关50提供给DAS单元13。所述模拟开关50设置在X-射线检测器2和DAS单元13之间并且可对检测元件DE1到DE8和DAS元件DAS1到DAS8之间的连接方式进行切换。作为从预扫描切换到图像扫描的准备，模拟开关50需要将为预扫描所预定的连接方式切换到图像扫描的连接方式。这是因为，例如，检测元件DE3和DE4是被层叠的，而且它们的输出数据在预扫描中被送到DAS元件DAS4。在图10中，作为替代，检测元件DE1到DE8可通过模拟开关50分别地连接到DAS元件DAS1到DAS8上。DAS元件DAS1获得由检测元件DE1检测到的数据，并将所获数据经存储器14提供给重建单元15以用于图像重建处理。类似地，DAS元件DAS2到DAS8分别获得由检测元件DE2到DE8检测到的数据，并将所获数据经存储器14提供给重建单元15以用于图像重建处理。
使用上面条件，图像扫描将在预扫描终止后在预定延迟时间被启动。然而当改变模拟开关50时，相应地检测元件DE1到DE8和DAS元件DAS1到DAS8之间的连接状态也就被改变，可能需要一偏置校正来避免由于连接方式变化导致的体层摄影中不期望的噪声的出现。对于所述偏置校正而言，X-射线检测器2不检测X-射线管1发射的X-射线数据是必要的。X-射线检测器2检测的数据被DAS单元13得到，且偏置校正是根据DAS单元13所获取的数据进行的。如果检测元件之间的层叠(检测元件和DAS元件之间的连接)是以类似方式进行，则由于偏差往往是按时间波动，因此在预扫描前执行偏置校正不是很有效，而最好在立即进行图像扫描之前进行。因此，在实际中，最好在偏置校正后启动图像扫描。
按照本发明的一实施例，甚至使用偏置校正也有可能减少标本P所接受的X-射线辐射，因为预扫描是以比图像扫描窄一些的切层宽度执行的。
在带有偏置校正的上述情况中，校正所需的时间不能太长。事实上，建议只用一点时间(如0.5秒)来作偏置校正。理论上说，不希望图像扫描伴有预扫描，这需要除图像扫描时间之外的额外的时间，并且除图像扫描所必须的暴露外，也造成标本P暴露于额外的X-射线之中。从这一观点看，偏置校正即使这一点时间也是不利的。下面将结合图12和13来对本发明实施例中所述预扫描和图像扫描之间的时间减少情况加以描述。
图12是表示按照本发明一实施例的X-射线检测器2的X-射线曝光宽度变化的另一实例的示意图。如图12所示，预扫描是用第一曝光宽度来完成的，其包括四个检测段。所述第一曝光宽度与图10所示的预扫描中的第一切层宽度相同。每个检测段具有等于一个检测元件宽度的切层厚度。从X-射线管1发射的X-射线由准直器70准直，以使校准后的X-射线暴露于X-射线检测器2的第一曝光宽度。这从图12的左侧图可看出。另一方面，在图像扫描中，曝光宽度(第二曝光宽度)和切层厚度与图10所述的图像扫描中第二切层宽度和切层厚度相同。这可从图12的右侧图看出图13是表示按照本发明一实施例的预扫描中关于X-射线探测和数据获取的另一种结构的方框图。
与图5和11类似，X-射线检测器2可包括检测元件DE1到DE8。在此，每个检测元件可用作一个检测段用于每个切层，这不象用于预扫描的图5，但类似于用于图像扫描的图11。当X-射线管1发射由准直器70通过类似于图5的孔径校正的X-射线时，预扫描以8层扫描进行，这样会使得X-射线管1所发射的X-射线在透过标本P后的透过X-射线只暴露于四个检测元件(段)，例如，只暴露于检测元件DE3到DE6。因此，检测元件DE1到DE8可对应于第一切层到第8切层。然而，大体上，检测元件DE1，DE2，DE7和DE8是不重要的，因为这些检测元件实际上不暴露于X-射线中，而且在预扫描中，透过标本P第一部分的第一透过X-射线可在检测元件DE3中被检测到。类似地，预扫描中透过标本P第二部分的第二透过X-射线，可在检测元件DE4中被检测到。而且以类似的方式应用于检测元件DE5和DE6。
由检测元件DE1到DE8检测的X-射线通过模拟开关50提供给DAS单元13。设置在X-射线检测器2和DAS单元13之间的模拟开关50可对检测元件DE1到DE8和DAS元件DAS1到DAS8之间的连接方式进行切换。在此，检测元件DE1到DE8可通过模拟开关50分别地连接到DAS元件DAS1到DAS8上。DAS元件DAS1从检测元件DE1获取数据，并将所获数据经存储器14提供给重建单元15。类似地，DAS元件DAS2到DAS8分别从检测元件2到8获取数据，并将所获数据经存储器14提供给重建单元15。在重建单元中，从DAS元件DAS1，DAS2，DAS7和DAS8提供的数据，未被用于重建处理。这是由于在X-射线未被有意暴露时，DAS元件DAS1，DAS2，DAS7和DAS8就已从检测元件DE1，DE2，DE7和DE8获取了数据。重建单元15只利用从DAS元件DAS3到DAS6提供的数据来进行体层摄影重建。
可替换地是，DAS元件DAS1从检测元件DE1获取数据，但最后所获取的这种数据不能提供给重建单元15。类似地，DAS元件DAS2，DAS7和DAS8分别从检测元件2，7和8获取数据，但这些所获取的数据最后不能提供给重建单元15。因而重建单元15也只是根据从DAS单元13(DAS元件DAS3到DAS6)提供的数据重建所述体层摄影。
这种情况表明X-射线是以第一曝光宽度暴露于X-射线检测器2的，但这种预扫描中的切层宽度却可以等于8个检测元件的宽度。
在重建处理后，图像层叠可在图像显示器22中按显示时间执行。在图像层叠中，根据从DAS元件DAS3提供的数据重建的第一图像数据和根据从DAS元件DAS4提供的数据重建的第二图像数据被层叠，作为第一体层摄影数据。类似地，根据从DAS元件DAS5提供的数据重建的第3图像数据和根据从DAS元件DAS6提供的数据重建的第4图像数据被层叠，作为第二体层摄影数据。随后，基于第一和第二断层数据的体层摄影被显示在图像显示器22中。所显示的体层摄影可具有与图5中根据数据检测和获取所显示的体层摄影相同的图像质量。
按照本发明的一实施例，数据层叠不限于采用上面所述方式。作为一种替换的例子，可应用原始数据进行层叠，这样就可不考虑DAS元件DAS1，DAS2，DAS7和DAS8中所获取的数据是被提供给重建单元15而未用于重建处理还是根本就没有被提供给重建单元15。按照所述替换方式，在重建单元15进行重建处理之前，在DAS元件DAS3和DAS4中获取的数据被层叠作为一个数据(第一原始数据)。类似地，在重建单元15进行重建处理之前，在DAS元件DAS5和DAS6中获取的数据被层叠作为一个数据(第二原始数据)。因此，重建单元15分别根据第一原始数据和第二原始数据来重建体层摄影。所重建的体层摄影被显示为图像显示器22中的体层摄影。按照所述原始数据层叠，是在重建处理之前利用原始数据来实现所述数据层叠的。因此，所显示的体层摄影可具有等同于或更好于前面所述的根据图像数据层叠所显示的体层摄影的图像质量。
在以上述条件进行预扫描之后，接着进行图像扫描。如图13所示，预扫描中的切层宽度和切层厚度与图11中所示的相同。这表示没有必要通过模拟开关50改变检测元件DE1到DE8和DAS元件DAS1到DAS8之间的连接方式。因此，不用进行偏置校正，图像扫描将在预扫描终止后的预定延迟时间内被启动。这会使检测时间减少。
接下去，当CT装置按如上所述内容进行构造时，将参照图14所示流程来解释所述CT装置的操作。图14是按照本发明的一实施例的所述CT装置中一示例性检查操作程序的流程图。
在图14中，以带有造影剂的检查作为例子来描述检查程序。首先，将造影剂注射到标本P以便增强由CT装置得到的体层摄影中他或她身体的特定部分(步骤S1)。在步骤S1进行注射之后，立即利用沿身体轴线暴露于X-射线检测器2的第一宽度(例如四个检测元件)的X-射线开始预扫描(步骤S2)。可在标本P的第一位置用低于后面图像扫描的X-射线强度来进行预扫描。第一位置可靠近图像扫描被启动的第二位置。在预扫描期间，所获得的体层摄影可在图像显示器22中按顺序和基本上实时地被显示出来。另外，表示CT数的图形也会在图像显示器22中显示出来。CT数与一起显示的图像相对应。操作员可观察图像和CT数。在观察期间，确定是否至少一个CT数已达到或超过一预定参考值(步骤S3)。直到至少一个CT数已达到或超过一预定参考值，预扫描才终止。当在一时间内对应于一图像的一个CT数达到或超过一预定参考值时，预扫描将被终止(步骤S4)。所述终止可通过系统控制单元10自动实施控制。可替换地是，操作者也可以通过操纵按钮开关11来终止预扫描。
响应于预扫描的终止，扫描位置改变到第二位置(步骤S5)。为启动图像扫描，要决定是否必需利用模拟开关50来改变其切换(步骤S6)。如果实施图像扫描时的检测元件和DAS元件之间的连接方式与实施预扫描时的连接方式相同，(换言之，如果一预定切层宽度和一预定切层厚度被以相同方式用于预扫描和图像扫描)，则模拟开关不需要进行切换和改变二者之间的连接方式。然而，如果在预扫描和图像扫描之间至少切层宽度和切层厚度中的一项不相同，则模拟开关就要切换检测元件和DAS元件之间的连接方式(步骤7)。在由模拟开关50切换连接后，可在没有X-射线管1辐射的情况下执行偏置校正(步骤S8)。
完成偏置校正后，CT装置就开始执行图像扫描(步骤S9)。在第二位置用成像所需的X-射线强度来启动图像扫描。所需强度可高于预扫描的强度。所述图像扫描可以以螺旋(或螺线)方式执行。一套X-射线管1和X-射线检测器可从预扫描开始连续绕标本P旋转直到图像扫描终止当在标本P的预定扫描范围内完成图像扫描时，就会终止图像扫描。
虽然上面对图14所示的流程图进行了说明，但按照本发明实施例的CT装置的操作流程并不限于图14所示方式。上述实施例中所作的任何说明可被适当地应用到任何操作过程。
进一步，预扫描并不限于上面所述的两层扫描或四层扫描。按照本发明的实施例，包括单层扫描在内的任何切层数扫描均可根据检查情况适当地用于预扫描中。
更进一步，在本发明的实施例中，CT装置可包括一个随机存取存储器(RAM)，其在暂时和/或非易失状态下可接收和存储计算机程序和计算机可读指令。所述CT装置可进一步包括一硬盘驱动器，其作为控制器一部分用于读和写硬盘；一用于磁盘读和写的磁盘驱动器，和/或一用于读和写光盘的光盘驱动器(例如CD，CDR，CD-RW，DVD或其它光学设备)。本领域技术人员将理解一或多个这种存储器、驱动器，和它们各自的媒体为用于存储计算机可读指令的计算机程序产品的实例，当执行时，其可实现本发明的实施例。
因此，不具有本发明实施例性能的CT装置只要装备了多切层扫描和实时扫描以及读出和执行计算机可读程序的部件就可获得这些性能。
上面所述的本发明实施例只是为了使本发明更易理解所说明的实例，而并不用以限制本发明。因此，本发明实施例中所公开的每个部件和元件在本发明范围内可被再设计和改进成同类部件。而且，只要获得与根据本发明实施例上述公开内容所获得的优点相同的优点，则这类部件和元件的任何可能的结合均包含在本发明的范围内。


一种X－射线计算机体层摄影装置，包括一X－射线发生器、一X－射线检测器、一控制器和一显示器。所述X－射线发生器被构造为可产生用于预扫描模式的第一X－射线和用于图像扫描模式的第二X－射线。所述X－射线检测器被构造为检测透过一个标本后暴露于沿标本身体轴线的X线检测器的第一曝光宽度内的第一透过X－射线，其由预扫描模式下在第一扫描位置处的第一X－射线得到。所述X－射线检测器进一步被构造为检测透过所述标本后暴露于沿标本身体轴线的X线检测器的第二曝光宽度内的第二透过X－射线，其由图像扫描模式下在第二扫描位置处的第二X－射线得到。所述第一曝光宽度比所述第二曝光宽度窄。所述控制器被构造为控制所述第一扫描位置和第二扫描位置。所述显示器被构造为显示基于所述X－射线检测器所检测的第一透过X－射线而形成的第一图像和基于所述X－射线检测器所检测的第二透过X－射线而形成的第二图像。