[發(fā)明專(zhuān)利]錐形射束Z軸覆蓋

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980144121.0
• 申請(qǐng)日: 2009-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102202578A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·M·布朗;D·J·霍伊施爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B6/03
• 分類(lèi)號(hào): A61B6/03
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

下文總體涉及錐形射束計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)。然而，它還適于其他醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用和非醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用。

錐形射束計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器一般包括x射線管和二維探測(cè)器陣列，它們?cè)跈z查區(qū)域的對(duì)側(cè)固定于轉(zhuǎn)子上。轉(zhuǎn)子由靜止框架可旋轉(zhuǎn)地支撐并關(guān)于縱軸或z軸繞檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)，由此關(guān)于縱軸并繞檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)x射線管和探測(cè)器陣列。x射線管從管的陽(yáng)極上的焦斑發(fā)射輻射，輻射貫穿檢查區(qū)域并照射探測(cè)器陣列。源準(zhǔn)直器準(zhǔn)直所發(fā)射的輻射，使得大致為錐形的輻射束貫穿檢查區(qū)域。患者支撐物支撐檢查區(qū)域內(nèi)的對(duì)象或受檢者。

錐形射束沿縱軸的角度限定了z軸寬度或掃描覆蓋范圍，并被稱(chēng)為錐角(cone?angle)。通常，錐角的范圍受到足跟效應(yīng)(heel?effect)的限制，足跟效應(yīng)是陽(yáng)極角(例如，通常為八度(8°))的函數(shù)。相對(duì)于射束的中心射線而言，從更靠近陽(yáng)極的射束一側(cè)發(fā)射的射線相對(duì)于從更靠近陰極的射束一側(cè)發(fā)射的射線被衰減和硬化。因此，陽(yáng)極一側(cè)上的射線的強(qiáng)度小于陰極一側(cè)上的射線強(qiáng)度，隨著沿陽(yáng)極方向的角度增大，硬化和強(qiáng)度下降以及平均能量的增加越來(lái)越大。結(jié)果，陽(yáng)極角一般限定有效最大錐角，因?yàn)閷?duì)于更大角度的射線的強(qiáng)度和能量一般不適于CT應(yīng)用。

這樣一來(lái)，陽(yáng)極角限定了可以在任意時(shí)刻掃描的有效最大體積或z軸覆蓋范圍。遺憾的是，這一體積對(duì)于某些掃描而言可能不夠，例如，無(wú)需沿z軸方向平移輻射束或患者而覆蓋整個(gè)器官(諸如整個(gè)心臟)的掃描。因此，掃描時(shí)間可能增加，并且針對(duì)整個(gè)器官得到的數(shù)據(jù)可能包括運(yùn)動(dòng)偽影。對(duì)于一個(gè)CT掃描器而言，使用具有更大陽(yáng)極角(例如，十二度(12°))的x射線管來(lái)增大有效最大體積或z軸覆蓋范圍。然而，增大陽(yáng)極角還可能減小陽(yáng)極上的焦斑尺寸、x射線管的額定功率和成像分辨率并增加錐形射束偽影。此外，z軸掃描覆蓋范圍可能仍然不夠在無(wú)需沿z軸方向平移輻射束或患者的情況下覆蓋整個(gè)器官。

本申請(qǐng)的各個(gè)方面解決了上述問(wèn)題和其他問(wèn)題。

根據(jù)一方面，一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括具有陽(yáng)極的輻射源。所述輻射源關(guān)于縱軸繞檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)并從陽(yáng)極上的焦斑發(fā)射輻射。源準(zhǔn)直器準(zhǔn)直所發(fā)射的輻射以產(chǎn)生貫穿檢查區(qū)域的大致為錐形的輻射束。大致為錐形的輻射束具有沿縱軸擴(kuò)展的錐角，所述錐角大于陽(yáng)極的陽(yáng)極角所確定的有效最大錐角。探測(cè)器陣列探測(cè)貫穿檢查區(qū)域的輻射并生成指示所述輻射的信號(hào)。重建器重建所述信號(hào)以生成指示檢查區(qū)域的體積圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)另一方面，一種方法，包括準(zhǔn)直從成像系統(tǒng)的輻射源陽(yáng)極上的焦斑發(fā)射的輻射束以產(chǎn)生大致為錐形的輻射束，所述輻射束具有沿縱軸擴(kuò)展的錐角，所述錐角大于陽(yáng)極的陽(yáng)極角所確定的有效最大錐角；以及采集指示貫穿檢查區(qū)域并照射探測(cè)器陣列的所述輻射的投射數(shù)據(jù)。

根據(jù)另一方面，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，利用指令對(duì)其進(jìn)行編碼，當(dāng)計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)，令計(jì)算機(jī)處理器提供控制信號(hào)以定位準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器葉片，以準(zhǔn)直從成像系統(tǒng)的輻射源陽(yáng)極上的焦斑發(fā)射的輻射束，從而有選擇地產(chǎn)生大致為錐形的輻射束，所述輻射束備選地具有沿縱軸對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)擴(kuò)展的錐角，所述錐角大于陽(yáng)極的陽(yáng)極角所確定的有效最大錐角。

可以通過(guò)各種部件和部件布置，以及通過(guò)各種步驟和步驟安排實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。附圖僅用于圖示說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)認(rèn)為其對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。

圖1圖示了一種范例成像系統(tǒng)。

圖2圖示了具有基于陽(yáng)極角的有效最大錐角的對(duì)稱(chēng)錐形射束。

圖3圖示了錐角大于有效最大角度但同時(shí)保持相同管功率的擴(kuò)展的對(duì)稱(chēng)錐形射束。

圖4圖示了錐角大于有效最大角度但同時(shí)保持相同管功率的擴(kuò)展的不對(duì)稱(chēng)錐形射束。

圖5圖示了用于范例螺旋掃描的相對(duì)錐形射束之間的角度。

圖6圖示了一種范例方法。

圖1圖示了成像系統(tǒng)100，諸如計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器。成像系統(tǒng)100包括靜止機(jī)架102，盡管可以將靜止機(jī)架102配置成傾斜的和/或以其他方式移動(dòng)，但在掃描期間靜止機(jī)架102通常保持靜止不動(dòng)。系統(tǒng)100還包括旋轉(zhuǎn)機(jī)架104，由靜止機(jī)架102經(jīng)由軸承等可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)架104。旋轉(zhuǎn)機(jī)架104被配置成關(guān)于縱軸或z軸108繞檢查區(qū)域106旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)機(jī)架104支撐輻射源110，諸如x射線管。在圖示的實(shí)施例中，輻射源110包括八度(8°)的陽(yáng)極(不可見(jiàn))并從陽(yáng)極上的焦斑(不可見(jiàn))發(fā)射輻射。發(fā)射的輻射貫穿檢查區(qū)域106以及置于其中的任意對(duì)象或受檢者。在旋轉(zhuǎn)機(jī)架104，以及因此輻射源110和焦斑在螺旋或軸向掃描期間繞z軸108旋轉(zhuǎn)時(shí)，或處在引導(dǎo)或偵察掃描時(shí)處于靜止位置時(shí)，焦斑發(fā)射輻射。