[發明專利]具有分布式X射線源陣列的固定臺架計算機斷層掃描系統和方法

在審

• 申請號: 201380044000.5
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN104768467A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 李岳;單晶;周子剛;盧健平
• 申請（專利權）人: 北卡羅來納大學教堂山分校
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;董領遜

相關申請的交叉引用

本申請要求提交于2012年8月17日、序列號為61/684,575的美國臨時專利申請的權益和優先權，其全部公開內容通過引用合并于此。

政府利益

本發明是在政府支持下依據由美國國立衛生研究院給予的編號為R01CA134598和U54CA119343的授予進行的。政府對本發明擁有一定權利。

技術領域

本文中所公開的主題通常與用于X射線成像的系統和方法有關。更具體地，本文中所公開的主題涉及用于對受驗者成像，且具體地用于對受驗者的頭部、脊柱和頸部成像的非旋轉的、固定臺架和可移動的X射線計算機斷層掃描系統和方法。

背景技術

X射線成像被廣泛應用于包括醫學診斷和治療、工業檢驗和測試、安全篩查和檢測在內的許多領域。X射線成像的一種形式，非造影計算機斷層掃描(CT)在包括例如診斷缺血性中風的許多醫療應用中都是有用的。每40秒，在美國就有一人中風。一年發生超過795,000起中風，導致每年超過410億美元的直接和間接的衛生保健費用。

目前的CT掃描儀是無法便攜或輕松移動的大型的復雜設備。這樣，需要CT掃描的患者就必須被運送至最近的CT掃描儀，有時在很遠的距離處。對于諸如缺血性中風的一些醫學病癥，早期診斷和治療對降低發病率和死亡率是極其重要的。遺憾的是，用于最佳治療的時間窗會由于運送至配備有CT掃描儀的場所、醫院或醫療機構的轉移時間而被顯著地縮小。

因此，將成像系統運送至患者處是有利的，由此能夠縮短治療時間并改善患者的治療效果。因而，理想的是擁有便攜的且可移動的CT系統和方法，使得能夠輕松地運送它們至需要CT掃描的患者處。

目前的CT掃描儀包括旋轉的臺架設計，其中，X射線管和檢測器對圍繞著患者在圓周運動中旋轉以產生用于CT重構所需要的投影視圖。非旋轉固定臺架CT系統將降低機械復雜性從而使設備或系統更易便攜。還可以減少對這樣系統的保養和維護。先前在設計諸如動態空間重構器(DSR)和電子束CT(EBCT)的非旋轉臺架CT方面的嘗試已取得有限的成功。DSR和EBCT系統的與成本、尺寸、復雜性和維護有關的問題通常都是難以解決的。

因此，仍然存在對于用于對受驗者成像，且特別地，用于對受驗者的頭部、脊柱和頸部成像的可移動的X射線CT系統和方法的未滿足的需要。

發明內容

根據本公開，提供了用于對受驗者成像，且具體地用于對受驗者的頭部、脊柱和頸部成像的非旋轉固定臺架和可移動的X射線計算機斷層掃描系統和方法。

在一個方案中，提供了一種非旋轉固定臺架和可移動的X射線計算機斷層掃描成像系統。所述成像系統可以包括用于發射X射線輻射的一個或多個空間分布X射線源陣列、用于檢測來自一個或多個X射線源陣列的X射線輻射的一個或多個X射線檢測器陣列，以及用于控制來自具有可編程光子通量和脈沖序列的一個或多個空間分布X射線源陣列的各個X射線焦斑的X射線以使X射線曝光與一個或多個X射線檢測器陣列的數據收集同步的電子控制單元。

盡管在上文已經陳述了本文中所公開的主題的一些方案，且其全部或部分通過本公開的主題來實現，但當在下文最好結合附圖進行描述時隨著描述繼續進行其他方案將是顯而易見的。

附圖說明

從以下應當結合附圖來充分了解的詳細的說明書中將更加容易理解本主題的特征和優點，所述附圖僅僅通過解釋性和非限制性的示例來給出，且在附圖中：

圖1是根據本文中所述主題的一個方案用于獲得對象的多射束圖像的示例性系統的結構圖；

圖2是根據本文中所述主題的另一個方案用于獲得對象的多投影圖像的示例性系統的結構圖；

圖3是根據本文中所述主題的方案的多像素場發射X射線源的示意性的、橫截面側視圖；

圖4A是根據本文中所述主題的實施例的包括用來將二進制多路復用X射線照相術應用于對象的X射線發生器設備的X射線成像系統的立體圖；

圖4B和圖4C是在用于產生脈沖的X射線輻射的時間段內施加給X射線像素的脈沖電流和所產生的X射線強度的示例的曲線圖；

圖5A至圖5C是從不同的投影角度順序地對對象成像的常規的掃描順序成像系統的示意圖；

圖6A至圖6C是根據本文中所述主題的對對象成像的示例性BMXR系統的示意圖；

圖7是根據本文中所述主題的實施例的二進制多路復用X射線照相術的示例性過程的流程圖；