專利名稱：減少射線散射的多檢測(cè)器ct成像方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像方法和裝置，且更具體地涉及具有多個(gè)檢測(cè)器陣列的CT成像方法和裝置。
背景技術(shù)：
至少一種已知的CT成像系統(tǒng)采用包括閃爍體和光電二極管陣列的多切片(slice)檢測(cè)器陣列。每個(gè)檢測(cè)器含有多個(gè)檢測(cè)器單元，這些檢測(cè)器單元用于測(cè)量通過(guò)患者的單個(gè)或多個(gè)切片平面的圖像背投的對(duì)象衰減信息。在此所采用的“檢測(cè)器單元”為由其可獲得衰減數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列的最小部分。
至少一種已知的CT成像系統(tǒng)采用多能量掃描以區(qū)分具有不同密度的組織或材料。例如，CT成像系統(tǒng)已在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中用于識(shí)別鈣和碘。一種已知的方法采用由具有單個(gè)檢測(cè)器系統(tǒng)的CT成像系統(tǒng)獲得的單切片圖像。對(duì)于在空間精確疊加的X射線束，采用兩個(gè)不同的X射線束濾波器或采用兩個(gè)不同的X射線管峰值電壓。兩個(gè)不同的濾波器或管電壓在不同時(shí)刻施加以獲得同一體積的兩幅圖像。對(duì)這兩幅圖像進(jìn)行處理以分開不同密度的材料。例如，在至少一種已知的方法中，處理涉及圖像相減。在一個(gè)X射線管峰值電壓下或利用第一濾波器獲取切片數(shù)據(jù)。接下來(lái)，改變X射線管峰值電壓或改變X射線管處的濾波器，或者兩者均改變，從而在成像對(duì)象的同一位置處獲取第二切片數(shù)據(jù)。通常再采用圖像相減對(duì)兩個(gè)切片數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以分開同一層面內(nèi)不同密度的材料。但是，該處理是復(fù)雜且耗時(shí)的，從而在CT用戶中未獲得廣泛接受。
在另一種已知的CT裝置中，采用更簡(jiǎn)單的雙能量或多能量檢測(cè)處理。但是，當(dāng)專用于CT成像裝置時(shí)，直接變換CT檢測(cè)器對(duì)X射線的計(jì)數(shù)速度不足以支持CT通量速度和掃描時(shí)間。這類用于當(dāng)前模式的檢測(cè)器具有較高的非線性，從而難于達(dá)到無(wú)偽影掃描。

發(fā)明內(nèi)容
因而，在本發(fā)明的一些方面，提供一種掃描對(duì)象以減少圖像變差的方法。該方法包括采用多切片CT成像系統(tǒng)以螺旋模式掃描對(duì)象，該多切片CT成像系統(tǒng)具有多個(gè)沿z軸方向排列的檢測(cè)器陣列和一個(gè)具有束焦點(diǎn)(beam focalspot)的射線源(radiation source)。該方法還包括在掃描期間在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)檢測(cè)器陣列。只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射(illuminate)時(shí)，才為每個(gè)視圖(view)從檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一方面，提供一種CT成像裝置。該CT成像裝置包括位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架(gantry)上的具有束焦點(diǎn)的射線源和多個(gè)沿z軸排列并構(gòu)型成用于檢測(cè)從射線源發(fā)射穿過(guò)待成像對(duì)象的射線的檢測(cè)器陣列。該CT成像裝置構(gòu)型成用于以螺旋掃描模式掃描對(duì)象，在掃描期間沿z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)檢測(cè)器陣。只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從檢測(cè)器陣列收集的數(shù)據(jù)。


圖1是表示本發(fā)明的CT成像裝置有些結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是表示圖1中的CT成像裝置的功能性框圖。
圖3是表示圖1和2中的及本發(fā)明各種雙檢測(cè)器結(jié)構(gòu)的CT成像裝置的一部分的簡(jiǎn)化剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
在一些已知的CT成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，X射線源投射扇形束，使該扇形束準(zhǔn)直以使其位于笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的X-Y平面內(nèi)，該平面通常稱為“成像平面”。X射線束穿過(guò)待成像對(duì)象-如患者。當(dāng)被對(duì)象衰減后，X射線束撞擊到射線檢測(cè)器陣列上。檢測(cè)器陣列接收的衰減的射線束強(qiáng)度取決于對(duì)象對(duì)X射線束的衰減。陣列的每個(gè)檢測(cè)器元件產(chǎn)生單獨(dú)的電信號(hào)，該電信號(hào)表示束強(qiáng)度在該檢測(cè)器位置的測(cè)量值。相互獨(dú)立地獲取來(lái)自所有檢測(cè)器的強(qiáng)度測(cè)量值以產(chǎn)生透射分布圖(transmission profile)。
在第三代CT系統(tǒng)中，X射線源和檢測(cè)器陣列與臺(tái)架一起在成像平面內(nèi)繞待成像對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使得X射線束與對(duì)象相交的角度恒定改變。由位于一個(gè)臺(tái)架角度的檢測(cè)器產(chǎn)生的一組X射線衰減測(cè)量值，即投影數(shù)據(jù)，被稱作“視圖”。對(duì)象的“掃描”包括在X射線源和檢測(cè)器的一次旋轉(zhuǎn)期間，以不同臺(tái)架角度或視圖角度所得到的一組視圖。
在軸向掃描中，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以建立對(duì)應(yīng)于穿過(guò)對(duì)象所呈現(xiàn)的二維切片的圖像。從一組投影數(shù)據(jù)重建圖像的方法在現(xiàn)有技術(shù)中稱為濾波背投技術(shù)。該處理將掃描得到的衰減測(cè)量值轉(zhuǎn)換為稱作“CT數(shù)”或“Hounsfield單位”(HU)的整數(shù)，其用于控制陰極射線管顯示器上相應(yīng)象素的亮度。
為減少總掃描時(shí)間，可進(jìn)行“螺旋”掃描。為進(jìn)行“螺旋”掃描，在獲取規(guī)定數(shù)目的切片的數(shù)據(jù)之時(shí)，移動(dòng)患者。這種系統(tǒng)從扇形束螺旋掃描生成單個(gè)螺旋。按照扇形束畫出的螺旋產(chǎn)生可用于重建每個(gè)規(guī)定切片中的圖像的投影數(shù)據(jù)。
螺旋掃描的重建算法典型地采用螺旋加權(quán)算法，其對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，作為視圖角度和檢測(cè)器通道索引的函數(shù)。具體地，在濾波背投處理之前，按照螺旋加權(quán)系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，其為臺(tái)架角度和檢測(cè)器角度的函數(shù)。而后對(duì)該加權(quán)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以生成CT數(shù)并建立對(duì)應(yīng)于穿過(guò)對(duì)象所呈現(xiàn)的二維切片的圖像。
為進(jìn)一步減少總獲取時(shí)間，已引入了多切片CT。在多切片CT中，在任何時(shí)刻同時(shí)獲取多行投影數(shù)據(jù)。當(dāng)結(jié)合螺旋掃描模式時(shí)，該系統(tǒng)生成錐形束投影數(shù)據(jù)的單個(gè)螺旋。類似于單切片螺旋掃描-加權(quán)方案，可得出一種方法以在濾波背投之前用權(quán)重乘以投影數(shù)據(jù)。
如在此所采用的，以單數(shù)表述和帶有單詞“一個(gè)”的元件或步驟應(yīng)當(dāng)理解為不排除復(fù)數(shù)個(gè)所述元件或步驟，除非明確表明該排除的情況。此外，參考本發(fā)明“一個(gè)實(shí)施例”不意味解釋為排除也包含所述特征的其它實(shí)施列的存在。
還如在此所采用的，短語(yǔ)“重建圖像”不意味排除生成代表圖像的數(shù)據(jù)而不生成可視圖像的本發(fā)明的實(shí)施例。但是，許多實(shí)施例生成(或構(gòu)型為生成)至少一幅可視圖像。
參見圖1和2，其示出了一個(gè)代表“第三代”CT成像系統(tǒng)的多切片掃描成像系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像系統(tǒng)10，其包括臺(tái)架12。臺(tái)架12具有射線源14，例如X射線管(在此也稱為X射線源)，該射線源向在臺(tái)架12對(duì)側(cè)的檢測(cè)器陣列18投射射線束16，如X射線。檢測(cè)器陣列18由多個(gè)檢測(cè)器行(未示出)形成，檢測(cè)器行包括多個(gè)檢測(cè)器元件或“單元”20，它們一起檢測(cè)穿過(guò)對(duì)象-如在陣列18和源14之間的患者的所投射的射線。每個(gè)檢測(cè)器元件20產(chǎn)生表示撞擊的射線束強(qiáng)度的電信號(hào)，從而可用于估計(jì)當(dāng)X射線束穿過(guò)對(duì)象或患者22時(shí)的衰減。在獲取射線投射數(shù)據(jù)的掃描期間，臺(tái)架12和安裝在其中的部件繞旋轉(zhuǎn)中心24旋轉(zhuǎn)，且該旋轉(zhuǎn)定義了成像系統(tǒng)10的z軸。圖2僅示出單行檢測(cè)器元件20(即一個(gè)檢測(cè)器行)。但是，多切片檢測(cè)器陣18包括多個(gè)平行的檢測(cè)器元件20的檢測(cè)器行，使得在掃描期間可同時(shí)獲得對(duì)應(yīng)于多個(gè)準(zhǔn)平行或平行切片的投影數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)檢測(cè)器陣列，如下面所詳細(xì)描述的。
臺(tái)架12上部件的旋轉(zhuǎn)和射線源14的運(yùn)行由CT系統(tǒng)10的控制機(jī)構(gòu)26控制。控制機(jī)構(gòu)26包括射線控制器28，如向射線源14提供電源和定時(shí)信號(hào)的X射線控制器，以及控制臺(tái)架12上部件的旋轉(zhuǎn)速度和位置的臺(tái)架電機(jī)控制器30。控制機(jī)構(gòu)26中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)32從檢測(cè)器元件20采樣模擬數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于后續(xù)處理的數(shù)字信號(hào)。圖像重建器34從DAS 32接收所采樣的和數(shù)字化的X射線數(shù)據(jù)并進(jìn)行高速圖像重建。該重建的圖像作為輸入施加到計(jì)算機(jī)36，計(jì)算機(jī)36將該圖像存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置38中。圖像重建器34可以是專用硬件或在計(jì)算機(jī)36上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。
計(jì)算機(jī)36還通過(guò)具有鍵盤的控制臺(tái)40接收來(lái)自操作者的命令和掃描參數(shù)。一個(gè)相關(guān)聯(lián)的陰極射線管顯示器42使操作者能夠觀察重建的圖像以及其它來(lái)自計(jì)算機(jī)36的數(shù)據(jù)。操作者提供的命令和參數(shù)被計(jì)算機(jī)36使用來(lái)向DAS32、射線控制器28和臺(tái)架電機(jī)控制器30提供控制信號(hào)和信息。此外，計(jì)算機(jī)36操作臺(tái)床電機(jī)控制器44，該臺(tái)床電機(jī)控制器44控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)床46以將患者定位在臺(tái)架12內(nèi)。特別地，臺(tái)床46使患者22的一部分移動(dòng)穿過(guò)臺(tái)架開口48。移動(dòng)的方向?yàn)閦軸方向。
在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)36包括裝置50，例如，軟盤驅(qū)動(dòng)器，CD-ROM驅(qū)動(dòng)器，DVD驅(qū)動(dòng)器，磁光盤(MOD)裝置，或任何其它包括網(wǎng)絡(luò)連接裝置在內(nèi)的數(shù)字裝置，如用于從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)52讀取指令和/或數(shù)據(jù)的以太裝置，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)52如軟盤、CD-ROM、DVD、或其它諸如網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)一類的數(shù)字源，以及尚待研制的數(shù)字裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)36執(zhí)行存儲(chǔ)在固件(未示出)中的指令。計(jì)算機(jī)36被編程來(lái)完成在此描述的功能，且如在此使用的，術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)不限于現(xiàn)有技術(shù)中稱為計(jì)算機(jī)的那些集成電路，還廣義地指計(jì)算機(jī)、處理器、微控制器、微機(jī)、可編程邏輯控制器、專用集成電路，以及其它可編程電路，且這些術(shù)語(yǔ)在此可以互換使用。雖然上述特定實(shí)施例指的是第三代CT系統(tǒng)，但是在此描述的方法同樣可應(yīng)用于第四代CT系統(tǒng)(靜態(tài)檢測(cè)器—旋轉(zhuǎn)射線源)和第五代CT系統(tǒng)(靜態(tài)檢測(cè)器和射線源)。此外，CT以外的其它成像模式也可受益于本發(fā)明。另外，雖然在此描述的方法和裝置描述為用于醫(yī)學(xué)環(huán)境，但是非醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)也可受益于本發(fā)明，如那些通常在工業(yè)環(huán)境或運(yùn)輸環(huán)境-但不限于用于機(jī)場(chǎng)或其它運(yùn)輸中心的行李掃描系統(tǒng)中采用的系統(tǒng)。
當(dāng)多切片CT成像系統(tǒng)，如成像系統(tǒng)10，以螺旋模式使用時(shí)，如果旋轉(zhuǎn)間距寬度適當(dāng)(例如，至少一個(gè)檢測(cè)器單元寬)，則通過(guò)對(duì)象22相鄰切片平面由多檢測(cè)器單元20在z軸方向在時(shí)間上以連續(xù)點(diǎn)探查。在本發(fā)明的有些結(jié)構(gòu)中，參見圖3，至少兩個(gè)可以是不同類型的分離的檢測(cè)器陣列18和19沿z軸方向排列，例如，沿z軸方向彼此相鄰。在這種方式中，穿過(guò)對(duì)象22的相鄰切片平面可以由每個(gè)檢測(cè)器陣列18、19在略微不同的時(shí)間探查，這取決于掃描間距。在有些結(jié)構(gòu)中提供有具有常規(guī)閃爍體/光電感應(yīng)器元件或單元20的第一檢測(cè)器陣列18。第一檢測(cè)器18收集經(jīng)處理以建立CT切片的解剖學(xué)細(xì)節(jié)的衰減數(shù)據(jù)。在有些結(jié)構(gòu)中，還提供有具有與檢測(cè)器陣列18的檢測(cè)器元件不同的檢測(cè)器元件20的第二檢測(cè)器陣19。例如，提供構(gòu)型為用于獲取X射線計(jì)數(shù)和能量數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19。這種類型的檢測(cè)器目前用于CT-骨質(zhì)量檢測(cè)(CT-BMD)系統(tǒng)和伽馬照相系統(tǒng)。由第二檢測(cè)器19獲得的信息對(duì)于組織區(qū)分特別有用，并且能夠用于在醫(yī)學(xué)CT中導(dǎo)出關(guān)于各種組織材料的成分和密度的信息，或者更常用于分辨掃描對(duì)象22內(nèi)的不同成分。該信息可允許區(qū)分碘、鈣，以及其它材料。例如，在醫(yī)療應(yīng)用中，來(lái)自檢測(cè)器陣列18和19的信息可被疊加，以建立具有同一位置和帶有解剖學(xué)細(xì)節(jié)和組織區(qū)分(材料類型和密度)的疊加信息的單幅圖像。
在有些結(jié)構(gòu)中，直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19設(shè)置在單切片結(jié)構(gòu)中，而在其它結(jié)構(gòu)中，直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列設(shè)置在多切片結(jié)構(gòu)中。多切片結(jié)構(gòu)可用于提供關(guān)于各種組織材料的信息或來(lái)自多切片的數(shù)據(jù)。直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19還可在多切片上進(jìn)行積分以改善各材料的統(tǒng)計(jì)。在有些結(jié)構(gòu)中，在用于X射線計(jì)數(shù)和能量區(qū)分模式(見照片)的直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19相鄰處設(shè)置一個(gè)閃爍體/二極管檢測(cè)器陣列18。該操作模式對(duì)患者22的CT檢查增加小量的額外劑量，因?yàn)榕c常規(guī)CT掃描相比其只需要一部分X射線射線來(lái)進(jìn)行能量區(qū)分。
多個(gè)檢測(cè)器陣列(例如檢測(cè)器陣列18和19)的使用允許解剖學(xué)細(xì)節(jié)和組織特性信息在圖像上的疊加，以及對(duì)散射的測(cè)量和校正。直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19可用于預(yù)先測(cè)量患者22并用于調(diào)整切片內(nèi)及切片間的X射線管14的電流。成像系統(tǒng)10可利用來(lái)自檢測(cè)器陣列18和19的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)CT校正，如束硬化(hardening)和檢測(cè)器校正。此外，在有些結(jié)構(gòu)中，X射線束kVp在z軸方向改變，或者在X射線管或檢測(cè)器陣列18和19處設(shè)置具有在z軸方向可變化衰減的X射線衰減材料。這種變化可用于增強(qiáng)直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19的區(qū)域內(nèi)多能量X射線信息的采集。直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列19數(shù)據(jù)而后可經(jīng)處理從而以簡(jiǎn)單的操作模式分開患者切片平面內(nèi)材料的不同密度。多重多能量CT切片可在收集標(biāo)準(zhǔn)CT切片的同時(shí)進(jìn)行收集，不過(guò)是在不同的解剖學(xué)區(qū)域中進(jìn)行的。該多能量CT切片可被在以后的時(shí)間疊加以分開多類型材料。
在本發(fā)明的有些結(jié)構(gòu)中，當(dāng)檢測(cè)器陣列18和19同時(shí)工作時(shí)，落在一個(gè)檢測(cè)器陣列18或19上的來(lái)自射線束16的散射線發(fā)生散射。在z軸方向散射的射線可交叉并減弱分別由另一檢測(cè)器陣列19或18收集的數(shù)據(jù)。明顯的減弱產(chǎn)生于，例如，X射線束16撞擊到閃爍體/光電檢測(cè)器陣列18上而散射到直接轉(zhuǎn)換能量區(qū)分檢測(cè)器陣列19上。該散射的射線可反過(guò)來(lái)影響檢測(cè)器陣列19對(duì)每個(gè)x射線計(jì)數(shù)和測(cè)量其最有效使用的能量的能力。在成像系統(tǒng)10的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，例如，這種影響對(duì)于組織特性可能是有害的。
本發(fā)明的有些結(jié)構(gòu)通過(guò)在z軸方向擺動(dòng)和/或動(dòng)力控制束16的焦點(diǎn)來(lái)避免散射射線在檢測(cè)器之間的相互交叉影響。隨著焦點(diǎn)在z軸方向移動(dòng)，本發(fā)明的有些而非全部結(jié)構(gòu)還采用射線控制器28來(lái)選通或使射線源14脈動(dòng)。隨著使用多切片CT成像系統(tǒng)10采用螺旋方式掃描對(duì)象22，焦點(diǎn)在z軸方向擺動(dòng)以有選擇地優(yōu)先為每個(gè)視圖照射穿過(guò)對(duì)象22的多個(gè)檢測(cè)器陣列中的一個(gè)。例如，在一種如圖3表示的結(jié)構(gòu)中，檢測(cè)器陣列18由于焦點(diǎn)的擺動(dòng)被在第一時(shí)間間隔優(yōu)先照射。(在此所采用的“有選擇地優(yōu)先照射”指的是射線源14向一個(gè)檢測(cè)器陣列發(fā)射比其它檢測(cè)器陣列大得多的射線)。只有當(dāng)該選擇的檢測(cè)器陣列被優(yōu)先照射時(shí)，才從該檢測(cè)器陣列(在該情況下為檢測(cè)器陣列20)收集(即獲取)數(shù)據(jù)。射線焦點(diǎn)而后在z軸向移動(dòng)以使得另一檢測(cè)器(例如檢測(cè)器陣列19)被有選擇地優(yōu)先照射長(zhǎng)達(dá)一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)之久。只有當(dāng)該檢測(cè)器被有選擇地優(yōu)先照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從每檢測(cè)器陣列18或19收集數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的有些結(jié)構(gòu)中，射線控制器28還選通射線源14，從而當(dāng)焦點(diǎn)在各檢測(cè)器陣列有選擇地優(yōu)先照射的位置之間擺動(dòng)時(shí)關(guān)閉射線源14。當(dāng)焦點(diǎn)處于這些位置時(shí)射線源14打開，這些位置使得可從受照射的檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。通過(guò)以這種方式使射線源14脈動(dòng)，就減少或最小化了患者或?qū)ο?2接收的射線劑量。在掃描旋轉(zhuǎn)期間，焦點(diǎn)對(duì)每個(gè)檢測(cè)器為每個(gè)視圖移動(dòng)和脈動(dòng)。在使射線源14脈動(dòng)的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)檢測(cè)器陣列中的每個(gè)檢測(cè)器陣列18、19僅在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間期間才收集數(shù)據(jù)。
在其它結(jié)構(gòu)中，且特別是在束運(yùn)動(dòng)很快的結(jié)構(gòu)中，從束運(yùn)動(dòng)中提供了足夠的束分離?？刹捎镁哂惺軇?dòng)力(即電力)控制的焦點(diǎn)的、諸如X射線管14之類的射線源結(jié)合固定的對(duì)象前或患者前準(zhǔn)直器來(lái)提供焦點(diǎn)擺動(dòng)。在這種結(jié)構(gòu)中，射線控制器28，連同計(jì)算機(jī)36，可用于向X射線管14提供擺動(dòng)信號(hào)。在有些結(jié)構(gòu)中，移動(dòng)對(duì)象前或患者前準(zhǔn)直器以提供射線源14的焦點(diǎn)在z軸方向的有效擺動(dòng)。雖然在圖中未示出，對(duì)象前或患者前準(zhǔn)直器可設(shè)置在鄰近于X射線源14或作為X射線源14的一部分，作為不透過(guò)從源14發(fā)出的射線的可移動(dòng)葉片。移動(dòng)這些葉片以確保從源14發(fā)出的射線指向所希望的方向。在又一些結(jié)構(gòu)中，焦點(diǎn)的擺動(dòng)由對(duì)象前或患者前準(zhǔn)直器的移動(dòng)和焦點(diǎn)的動(dòng)力控制聯(lián)合完成?？刹捎弥辽賰煞N技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)X射線源14的焦點(diǎn)擺動(dòng)。在一種技術(shù)中，采用可操縱的電子束結(jié)合單個(gè)X射線管陰極結(jié)合來(lái)擺動(dòng)焦點(diǎn)。在另一種技術(shù)中，X射線管具有兩個(gè)交替選通以照射兩個(gè)不同焦點(diǎn)的陰極。每種技術(shù)均可結(jié)合如上所述移動(dòng)的對(duì)象前或患者前準(zhǔn)直器來(lái)使用。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)可用于獲得解剖學(xué)細(xì)節(jié)和組織特性信息的疊加。而且，可以測(cè)量射線的散射并補(bǔ)償其影響。在有些結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有直接轉(zhuǎn)換檢測(cè)器陣列，該檢測(cè)器陣列可用于預(yù)先測(cè)量患者并調(diào)整切片內(nèi)或切片間的系統(tǒng)ma?？刹捎檬不蛑悄軝z測(cè)器校正技術(shù)來(lái)提供智能CT校正。從多檢測(cè)器陣列結(jié)構(gòu)獲得的組織區(qū)別數(shù)據(jù)可用于提供指示疾病推移的診斷信息。該區(qū)別數(shù)據(jù)可包括檢測(cè)斑塊中的鈣，其可作為不穩(wěn)定性或者穩(wěn)定性的指示，和碘的存在和含量，其可用于顯示通過(guò)脈管的流量等。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，通過(guò)減少和避免射線散射的有害影響，增強(qiáng)了成像系統(tǒng)10檢測(cè)不同材料以及表征不同組織特性的能力。還改進(jìn)了每個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。
雖然本發(fā)明就各種特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以采用在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的修改方案來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于掃描對(duì)象(22)以減少圖像變差的方法，所述方法包括采用多切片CT成像系統(tǒng)(10)以螺旋模式掃描對(duì)象，該多切片CT成像系統(tǒng)(10)具有多個(gè)沿z軸方向排列的檢測(cè)器陣列(18，19)和一個(gè)具有束焦點(diǎn)的射線源(14)；在所述掃描期間，在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)所述檢測(cè)器陣列；只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從每個(gè)所述檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擺動(dòng)包括移動(dòng)對(duì)象前準(zhǔn)直器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述擺動(dòng)包括動(dòng)力地控制射線管焦點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對(duì)象(22)為醫(yī)學(xué)患者。
5.一種用于掃描對(duì)象(22)以減少圖像變差的方法，所述方法包括采用多切片CT成像系統(tǒng)(10)以螺旋模式掃描對(duì)象，該多切片CT成像系統(tǒng)(10)具有多個(gè)沿z軸方向排列的檢測(cè)器陣列(18，19)和一個(gè)具有束焦點(diǎn)的射線源(14)；在所述掃描期間，在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)所述檢測(cè)器陣列；使射線源脈動(dòng)，從而當(dāng)焦點(diǎn)在各所述檢測(cè)器陣列被有選擇地優(yōu)先照射的位置之間擺動(dòng)時(shí)關(guān)閉射線源；以及只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從每個(gè)所述檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
6.一種CT成像裝置，包括位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架(12)上的、具有束焦點(diǎn)的射線源(14)，以及多個(gè)沿z軸排列并構(gòu)型成用于檢測(cè)來(lái)自所述射線源穿過(guò)待成像對(duì)象(22)的射線的檢測(cè)器陣列(18，19)；所述CT成像裝置構(gòu)型成用于以螺旋模式掃描對(duì)象；在所述掃描期間，在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)所述檢測(cè)器陣列；和只有當(dāng)從其采用數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從每個(gè)所述檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括可移動(dòng)的對(duì)象前準(zhǔn)直器，且為了擺動(dòng)射線源(14)的焦點(diǎn)，所述裝置構(gòu)型成用于移動(dòng)所述對(duì)象前準(zhǔn)直器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中為了擺動(dòng)射線源(14)的焦點(diǎn)，所述裝置還構(gòu)型成用于動(dòng)力地控制射線源焦點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括一個(gè)構(gòu)型成用于支撐在所述射線源(14)和所述檢測(cè)器陣列(18，19)之間的患者(22)的可移動(dòng)臺(tái)床(46)。
10.一種CT裝置，包括位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架(12)上的具有束焦點(diǎn)的射線源(14)，以及多個(gè)沿z軸排列并構(gòu)型成用于檢測(cè)來(lái)自所述射線源穿過(guò)待成像對(duì)象(22)的射線的檢測(cè)器陣列(18，19)；所述CT成像裝置構(gòu)型成用于以螺旋模式掃描對(duì)象；在所述掃描期間，在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)所述檢測(cè)器陣列；使射線源脈動(dòng)，從而當(dāng)焦點(diǎn)在各所述檢測(cè)器陣列被有選擇地優(yōu)先照射的位置之間擺動(dòng)時(shí)關(guān)閉射線源；和只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從每個(gè)所述檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種掃描對(duì)象(22)以減少圖像變差的方法，包括采用多切片CT成像系統(tǒng)(10)以螺旋模式掃描對(duì)象，該多切片CT成像系統(tǒng)(10)具有多個(gè)沿z軸方向排列的檢測(cè)器陣列(18，19)和一個(gè)具有束焦點(diǎn)的射線源(14)。該方法還包括在掃描期間，在z軸方向擺動(dòng)射線源焦點(diǎn)以為每個(gè)視圖有選擇地優(yōu)先照射通過(guò)被掃描對(duì)象的各個(gè)檢測(cè)器陣列。只有當(dāng)從其收集數(shù)據(jù)的檢測(cè)器陣列被有選擇地照射時(shí)，才為每個(gè)視圖從所述每個(gè)檢測(cè)器陣列收集數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1636514SQ20041009540
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者D·M·霍夫曼 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司