[發明專利]一種提供多能量和更大覆蓋范圍X射線球管系統

在審

• 申請號: 201510323563.9
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104882350A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 王元吉;謝時埸
• 申請（專利權）人: 杭州與盟醫療技術有限公司
• 主分類號: H01J35/24
• 分類號: H01J35/24;A61B6/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及醫學工程技術領域，具體涉及一種提供多能量和更大縱向覆蓋范圍X射線球管系統。

背景技術

目前CT成像技術中，多能掃描和增加縱向掃描范圍從而實現單次掃描覆蓋更大范圍是兩個主要的講技術發展方向。現有的可提供雙kV能量掃描的方式中：例如，1)在相同的位置使用不同的kV能量掃描兩次。但是由于時間間隔長，兩幅圖像由于器官蠕動和身體運動會有差異；2)雙源技術，雙源旋轉一次能實現兩個雙kV能量掃描，但是這方式成本極高；3)用電壓高頻切換變球管放線能量，這對電壓控制有著極高的要求，實現復雜，并且有很高的成本壓力。

傳統CT在旋轉過程中，為了在Z軸方向覆蓋更多的范圍，通常在Z軸方向我們需要一個大的X射線錐角。當這個錐角在某種程度上太大的話，用傳統FBP算法難以重建出完美的圖像。因為由外部行所重建的圖像更容易受錐束偽影的影響。錐角(Z軸方向的層厚)越大，錐束偽影越嚴重。通常，來自外部行的錐束偽影在圖像中更明顯。

例如，在常規的64層或者更高排數的CT系統中，X射線在Z軸方向的覆蓋范圍是40mmISO或者更大，包括64排或更多排的探測器。但是在軸掃模式下，旋轉一次不能產生64層圖像，根本原因是X射線錐角太大。為了解決這個問題，研究者設計了3D錐束重建算法，但是它也存在一些問題：1)重建時間比FBP長很多倍；2)從大的錐角采集到的數據不完美，很難重建出像FBP那樣高質量的圖像。

發明內容

要解決的技術問題

針對現有技術缺點，本發明提供了一種提供多能量和更大覆蓋范圍的先進X射線球管系統，可以在較小的錐角及足夠的Z軸覆蓋范圍下采集數據。不同于傳統的單陽極管，它包括兩個或多個陽極管交替地產生X射線。

技術方案

為了實現上述目的，本發明提供了一種提供多能量和更大覆蓋范圍的先進X射線球管系統，系統具體包括管芯包含多組陽極靶，車輪狀陽極靶面，每個靶面產生不同的電壓，管套包含多組X線出射窗口，可控制電子束方向的電磁線圈等構成。其中，

所述的系統的結構示意圖如圖1，2所示，能夠在陽極靶不同的部分產生雙kV能量的X射線，通過雙陽極也可以產生交替的X射線，并且探測器被分成兩個相關的集合以各自采集數據。

1)上述技術方案中，雙kV能量掃描參考圖2。本發明的球管在一個陽極靶不同的部分設置不同的電壓，可以產生雙kV能量的X射線，如圖2所示的“第一電壓靶面部分和第二電壓靶面部分”。通過下面有關公式的描述，可以保證每部分與一個視角有關；

2)上述技術方案中，對傳統單靶球管掃描方式，也可以實現，如圖3所示；

3)上述技術方案中，為了確保每部分和一個視角有關，并產生交替的X射線。掃描速度(機架旋轉速度)和陽極旋轉速度需要滿足下面的關系式：

NreconVs=Vr×Ns]]>

其中N_recon是采樣視角數目，N_s是有關的陽極靶部分數目，V_s是掃描速度(機架旋轉速度)，V_r是陽極轉子速度。

舉例來說，通常的CT系統，N_recon是984，當V_s是2s(秒)每轉，N_s是2(如本發明技術實例圖1和2)，由此我們得到V_r是15760rpm。

這個系統的球管可接受的最小速度V_r是8400rpm。從上面的結果可以看出，我們得到的V_r比最小值大。并且隨著V_s的增加，V_r也逐漸增加；

4)上述技術方案中，由于這個球管在不同的時間交替地產生X射線，兩個探測器各自地采集數據，沒有這個半影區效應；

5)上述技術方案中，本發明使用了雙陽極靶，所以需要兩個示蹤集合來各自匹配它們。這兩個示蹤集合應該獨立地跟蹤有關的X射線光源；