本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及圖像采集。具體的實(shí)施例涉及用于乳腺造影的x射線成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通常，x射線成像系統(tǒng)將x射線檢測器例如γ光子閃爍體或膜經(jīng)由待成像的目標(biāo)對象而暴露于x射線源。目標(biāo)對象內(nèi)的從x射線源發(fā)射的光子的衰減或色散在x射線檢測器處產(chǎn)生雜色的圖像。然后，能夠?qū)υ搱D像進(jìn)行處理，以確定目標(biāo)對象的各種區(qū)域處的射線不透性。例如，在其中對胸部組織進(jìn)行成像的乳腺造影中，高于平均射線不透性的區(qū)域被理解成指示潛在癌癥前期的的或癌癥的病變的存在。

在醫(yī)學(xué)成像中，通常希望地是，尤其是在對諸如胸部組織的對輻射敏感的組織進(jìn)行成像時，使x射線源的尺寸和強(qiáng)度最小化。具體地，希望地是，使在三維中對能夠指示癌癥前期的細(xì)胞的高的射線不透性的區(qū)域進(jìn)行識別和定位所需要的輻射暴露最小化。為了實(shí)現(xiàn)這個，在同樣地獲得供在高的射線不透性的區(qū)域的定位中使用的體積檢測器數(shù)據(jù)的同時，可以使用移動式x射線源來將低的x射線劑量提供給目標(biāo)組織。然而，移動式x射線源提出沿著運(yùn)動的x射線源方向的圖像變形的潛在問題。

如所提到的，同樣地希望地是，在三維中識別不透射線區(qū)。根據(jù)從不同的視角（perspective）獲得的平面圖像的序列而描述或顯示三維結(jié)構(gòu)被稱為“層析X射線照相組合”。層析X射線照相組合解決方案的質(zhì)量取決于平面圖像的數(shù)量和質(zhì)量，并且，取決于由平面圖像陣列所覆蓋的總角度。

層析X射線照相組合解決方案通常能夠被分類為“清晰”（提供三維內(nèi)的位置的相對高的分辨率和保真度）或“快速”（提供實(shí)時或近實(shí)時成像）。對于一些類型的醫(yī)學(xué)成像，例如乳腺造影，清晰或快速解決方案是排他式選擇?？焖賹游鯴射線照相組合涉及暴露期間的連續(xù)的源運(yùn)動，因此減少以更高的頻率下的信號傳遞和信息丟失，這排除獲得最佳清晰的圖像。能夠由移動式x射線檢測器在某種程度上減輕快速層析X射線照相組合的模糊性，然而，由于患者/器官相對于x射線檢測器的定位約束，針對檢測器所要求的最終行進(jìn)距離最終影響可能的成像區(qū)。此外，移動式檢測器通常要求更復(fù)雜的機(jī)械組合件和機(jī)械部件的精確同步，這總體上增加系統(tǒng)成本。

鑒于上文，希望地是，提供用于減輕圖像變形并且為迅速圖像采集作準(zhǔn)備的移動式源乳腺造影的設(shè)備及方法。這類設(shè)備以及方法通常還可以對體積x射線成像有幫助。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在實(shí)施例中，用于圖像采集的方法包括：當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將x射線源對于目標(biāo)對象隱藏和暴露；當(dāng)將x射線源暴露于目標(biāo)對象時，將x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動；以及當(dāng)x射線源對目標(biāo)對象隱藏時，將x射線檢測器在與第一方向通常相反的第二方向上沿著第二路徑虛擬地移動。

在另一實(shí)施例中，提供用于圖像采集的設(shè)備。該設(shè)備包括：x射線源，可參考目標(biāo)對象而圍繞第一路徑移動；靜態(tài)x射線檢測器；以及控制處理器，其配置成：當(dāng)x射線源圍繞第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將x射線源暴露于目標(biāo)對象并且對目標(biāo)對象隱藏x射線源；以及當(dāng)將x射線源暴露時，將x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動，以及在將x射線源隱藏時，將x射線檢測器在與第一通常相反的第二方向上沿著第二路徑虛擬地移動。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，用于圖像采集的方法包括：當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，將x射線源暴露于目標(biāo)對象；通過將對于目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位，取決于x射線源沿著第一路徑的移動而將x射線檢測器沿著第二路徑虛擬地移動；以及在將投影幀數(shù)字地移位之后，將投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

本發(fā)明提供一組技術(shù)方案如下：

1．一種用于圖像采集的方法，包含如下的步驟：

當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將所述x射線源對于目標(biāo)對象隱藏和暴露；

當(dāng)將所述x射線源暴露于所述目標(biāo)對象時，將x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動；以及

當(dāng)所述x射線源對所述目標(biāo)對象隱藏時，將所述x射線檢測器在與所述第一方向通常相反的第二方向上沿著所述第二路徑虛擬地移動。

2．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

將所述x射線檢測器虛擬地移動包括將在對于所述目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。

3．如技術(shù)方案2所述的方法，進(jìn)一步包含如下的步驟：

在將所述投影幀數(shù)字地移位之后，將所述投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

4．如技術(shù)方案2所述的方法，其中：

所述第一路徑圍繞設(shè)置在所述x射線源與所述x射線檢測器之間的軸線通常是弓形的。

5．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

所述第二路徑包括至少一個側(cè)步移動。

6．如技術(shù)方案5所述的方法，其中：

所述側(cè)步移動與將所述x射線源對所述目標(biāo)對象隱藏的時間相對應(yīng)。

7．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

當(dāng)x射線源沿著所述第一路徑行進(jìn)時，對于目標(biāo)對象的選擇性隱藏和暴露所述x射線源發(fā)生于多個相應(yīng)的第一以及第二間隔。

8．如技術(shù)方案1所述的方法，進(jìn)一步包含如下的步驟：

取決于所述目標(biāo)對象的厚度而調(diào)整所述x射線檢測器的虛擬運(yùn)動的距離。

9．一種用于圖像采集的設(shè)備，包含：

x射線源，可參考目標(biāo)對象而圍繞第一路徑移動；

靜態(tài)x射線檢測器；以及

控制處理器，配置成：當(dāng)所述x射線源圍繞所述第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將所述x射線源暴露于所述目標(biāo)對象并且將所述x射線源對所述目標(biāo)對象隱藏；并且當(dāng)將所述x射線源暴露時，將所述x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動，并且在將所述x射線源隱藏時，將所述x射線檢測器在與所述第一通常相反的第二方向上沿著所述第二路徑虛擬地移動。

10．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述第一路徑圍繞設(shè)置在所述x射線源與所述x射線檢測器之間的軸線通常是弓形的。

11．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述第二路徑通常是直線的，并且當(dāng)所述第二方向與所述x射線源的移動通常對準(zhǔn)時，所述第一方向與所述x射線源的所述移動通常相反。

12．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

將所述x射線檢測器虛擬地移動包括將在對于所述目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。

13．如技術(shù)方案12所述的設(shè)備，其中：

控制過程配置成在將所述投影幀數(shù)字地移位之后將所述投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

14．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述第二路徑包括一個或多個側(cè)步移動。

15．如技術(shù)方案14所述的設(shè)備，其中：

所述側(cè)步移動與將所述x射線源隱藏的時間相對應(yīng)。

16．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述控制處理器容納于支承所述x射線源、所述目標(biāo)容器以及所述x射線檢測器的機(jī)架內(nèi)。

17．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述控制處理器合并用于將所述x射線檢測器沿著所述第二路徑的虛擬移動與所述x射線源的沿著所述第一路徑的移動協(xié)調(diào)的機(jī)構(gòu)。

18．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述控制處理器包括現(xiàn)場可編程門陣列或圖形處理單元中的至少一個。

19．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備，其中：

所述x射線檢測器是CMOS x射線檢測器。

20．一種用于圖像采集的方法，包含如下的步驟：

當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，將所述x射線源暴露于目標(biāo)對象；

通過將在對于所述目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位，取決于所述x射線源沿著所述第一路徑的移動而將x射線檢測器沿著第二路徑虛擬地移動；以及

在將所述投影幀數(shù)字地移位之后，將所述投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

本發(fā)明提供另一組技術(shù)方案如下：

1．一種用于圖像采集的方法，包含如下的步驟：

當(dāng)x射線源（18）沿著第一路徑（P）行進(jìn)時，選擇性地將所述x射線源（18）對于目標(biāo)對象（56）隱藏和暴露；

當(dāng)將所述x射線源（18）暴露于所述目標(biāo)對象（56）時，將x射線檢測器（20）在第一方向上沿著第二路徑（P’）虛擬地移動；以及

當(dāng)所述x射線源（18）對所述目標(biāo)對象（56）隱藏時，將所述x射線檢測器（20）在與所述第一方向通常相反的第二方向上沿著所述第二路徑（P’）虛擬地移動。

2．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

將所述x射線檢測器（20）虛擬地移動包括將在對于所述目標(biāo)對象（56）的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。

3．如技術(shù)方案2所述的方法，進(jìn)一步包含如下的步驟：

在將所述投影幀數(shù)字地移位之后，將所述投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

4．如技術(shù)方案2所述的方法，其中：

所述第一路徑（P）圍繞設(shè)置在所述x射線源（18）與所述x射線檢測器（20）之間的軸線通常是弓形的。

5．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

所述第二路徑（P’）包括至少一個側(cè)步移動。

6．如技術(shù)方案5所述的方法，其中：

所述側(cè)步移動與將所述x射線源（18）對所述目標(biāo)對象（56）隱藏的時間相對應(yīng)。

7．如技術(shù)方案1所述的方法，其中：

當(dāng)x射線源（18）沿著所述第一路徑（P）行進(jìn)時，對于目標(biāo)對象（56）的選擇性隱藏和暴露所述x射線源（18）發(fā)生于多個相應(yīng)的第一以及第二間隔（204，206）。

8．如技術(shù)方案1所述的方法，進(jìn)一步包含如下的步驟：

取決于所述目標(biāo)對象（56）的厚度而調(diào)整所述x射線檢測器（20）的虛擬運(yùn)動的距離。

9．一種用于圖像采集的設(shè)備（10），包含：

x射線源（18），可參考目標(biāo)對象（56）而圍繞第一路徑（P）移動；

靜態(tài)x射線檢測器（20）；以及

控制處理器（54），配置成：當(dāng)所述x射線源（18）圍繞所述第一路徑（P）行進(jìn)時，選擇性地將所述x射線源（18）暴露于所述目標(biāo)對象（56）并且將所述x射線源（18）對所述目標(biāo)對象（56）隱藏；并且當(dāng)將所述x射線源（18）暴露時，將所述x射線檢測器（20）在第一方向上沿著第二路徑（P’）虛擬地移動，并且在將所述x射線源（18）隱藏時，將所述x射線檢測器（20）在與所述第一通常相反的第二方向上沿著所述第二路徑（P’）虛擬地移動。

10．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備（10），其中：

所述第一路徑（P）圍繞設(shè)置在所述x射線源（18）與所述x射線檢測器（20）之間的軸線通常是弓形的。

11．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備（10），其中：

所述第二路徑（P’）通常是直線的，并且當(dāng)所述第二方向與所述x射線源（18）的移動通常對準(zhǔn)時，所述第一方向與所述x射線源（18）的所述移動通常相反。

12．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備（10），其中：

將所述x射線檢測器（20）虛擬地移動包括將在對于所述目標(biāo)對象（56）的x射線源（18）暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。

13．如技術(shù)方案12所述的設(shè)備（10），其中：

控制處理器（54）配置成在將所述投影幀數(shù)字地移位之后將所述投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

14．如技術(shù)方案9所述的設(shè)備（10），其中：

所述第二路徑（P’）包括一個或多個側(cè)步移動。

15．如技術(shù)方案14所述的設(shè)備（10），其中：

所述側(cè)步移動與將所述x射線源（18）隱藏的時間相對應(yīng)。

附圖說明

從參考附圖而閱讀下面的非限制的實(shí)施例的描述，本發(fā)明將更好理解，在下文其中：

圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射線照相投影層析成像設(shè)備；

圖2A-2B示意地示出操作圖1中示出的設(shè)備的方法；

圖3圖示利用圖1的層析成像設(shè)備的乳腺造影序列的快照（snapshot）；

圖4是圖3的區(qū)C的放大圖。

具體實(shí)施方式

將在下文中詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性的實(shí)施例，在附圖中圖示本發(fā)明的示例。在任何可能的情況下，在遍及附圖中使用的相同的參考字符指的是相同的或相似的部件，無需重復(fù)的描述。雖然關(guān)于乳腺造影而描述本發(fā)明的示范性的實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施例通常還可應(yīng)用于在體積成像中使用。如將領(lǐng)會，本發(fā)明的實(shí)施例通?？梢杂脕矸治鰟游锝M織，并且不限于人體組織。

如本文中所使用的，術(shù)語“基本上”、“通常”以及“大約”指示相對于適合于實(shí)現(xiàn)組件或組合件的功能目的的理想期望的條件而可合理地實(shí)現(xiàn)的制造以及組裝公差內(nèi)的條件。

參考圖1，圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射線照相投影層析成像設(shè)備10。層析成像設(shè)備10包括支架12，支架12能夠支承要經(jīng)受層析成像的對象。在實(shí)施例中，層析成像設(shè)備10能夠配置為乳腺造影設(shè)備，其中支架12是支承患者的胸部的胸部保持器支架。盡管如此，能夠設(shè)想任何其他類型的層析成像設(shè)備。通常，患者的胸部放置于支架上，并且被槳（paddle）14壓制，操作人員能夠使用例如手柄16來操縱槳14。此外，層析成像設(shè)備10包含輻射源，例如x射線發(fā)射管18和檢測器20。在射線已跨過（cross）患者的胸部之后，檢測器20能夠檢測射線。檢測器20放置于支架12下方。實(shí)際上，槳14由x射線透明材料（例如，塑料）制成。

根據(jù)一個實(shí)現(xiàn)，槳14、患者的胸部、支架12以及檢測器20位于固定的位置，而x射線管18可以在空間中相對于該組合件占據(jù)若干位置。在其他實(shí)現(xiàn)中，檢測器能夠相對于x射線管而行進(jìn)。在還有其他實(shí)現(xiàn)中，x射線管和檢測器兩者都能夠相對于患者的胸部而以協(xié)調(diào)的模式移動。層析成像裝置10包括控制處理器54，控制處理器54運(yùn)行計算機(jī)可讀指令，以控制裝置10的操作。

具體地，圖1示出在重新取向中分布于第一極限位置22與第二極限位置24之間，例如，這兩個極限位置相對于平分的方向26而相對于彼此是對稱的。位置大體上分布于圓弧上。在所描繪的實(shí)現(xiàn)中，臂28運(yùn)載（carry）管18。存在使管和/或檢測器能夠在平面或球體部分上移位的其他可能的布置。

管18提供有焦斑30，焦斑30是x射線發(fā)射焦斑。對于在本文中由編號為32至50的十個位置表示的大量的暴露位置，這些位置的大于或等于3的數(shù)量與布置乳腺造影裝置有關(guān)，乳腺造影裝置的管停止于入射角（位置）22，并且在常規(guī)探查之后，也停止于入射角（位置）24。

這些位置優(yōu)選均勻地分布于路徑上，即使，采用圖像重建處理校正，將會有可能設(shè)想其中位置32至50未均勻地分布的情況。根據(jù)一個實(shí)施例，能夠沿著運(yùn)動的弧，即在位置32至50中以及其周圍以規(guī)則間隔而對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

如能夠在圖1中看到的，尤其是在焦斑運(yùn)動是擺線時，精確的焦斑路徑不一定是圓弧或球體部分的路徑，而是內(nèi)切于圓形或球形環(huán)部分。然而，能夠在平面中或在球體部分上進(jìn)行擺線運(yùn)動。在這種情況下，相對運(yùn)動將會與該平面或該球體的表面相切。

參考圖2A和圖2B，在乳腺造影序列200期間，根據(jù)本發(fā)明的方面，控制處理器54實(shí)現(xiàn)x射線源18沿著第一路徑P例如從第一位置A向第二位置B的移動202?？傮w移動202可能是連續(xù)的（掃描）或間歇的（快照）。其中總體移動202是掃描移動的實(shí)施例有利地減少對于其必須設(shè)計x射線源驅(qū)動器（未示出）的加速載荷及周期。雖然示出為弓形，但路徑P和移動202可能是直線或平面的方式，例如跨過平面的鋸齒形或曲線平移移動。

在移動202期間，x射線源18間歇地相對于對象56和x射線檢測器20而暴露和隱藏。具體地，移動202包含將x射線源18暴露時的多個第一間隔204以及將x射線源隱藏時的多個第二間隔206。為了提高操作速度以及不透射線區(qū)域的定位，至少暴露間隔204以無需中斷或暫停的“掃描”的方式提供連續(xù)的移動。

根據(jù)某些實(shí)施例，隱藏間隔206也提供連續(xù)的移動，以便于實(shí)現(xiàn)如上文所討論的x射線源18的總體掃描移動202的優(yōu)點(diǎn)。雖然暴露間隔204和隱藏間隔206示出具有通常相等的長度，但這兩個間隔不需要在長度上相等，并且實(shí)際上，能夠采用具有任意的非零的長度的任一類型的間隔來完成掃描移動。

結(jié)合上文，美國專利申請序號14/520929公開了用于層析X射線照相組合圖像采集的系統(tǒng)以及方法，該系統(tǒng)及方法通過以使總體x射線檢測器行進(jìn)最小化的方式將x射線源運(yùn)動與檢測器的運(yùn)動同步而減少源模糊，該申請因此通過引用全部合并于本文中。具體地，在暴露間隔期間，控制處理器對x射線檢測器的移動進(jìn)行協(xié)調(diào)，以便匹配x射線源的掃描移動（例如，移動204），由此將x射線源對x射線檢測器的表觀尺寸在整個暴露間隔的變化最小化。另一方面，在隱藏間隔期間，控制處理器對x射線檢測器的移動進(jìn)行協(xié)調(diào)，以便將x射線檢測器相對于來自x射線源的光子束重新定位。更具體地，如上文所討論的，在圖像采集期間，當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將x射線源相對于目標(biāo)對象隱藏和暴露。當(dāng)將x射線源暴露于目標(biāo)對象時，x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑移動。當(dāng)將x射線源對目標(biāo)對象隱藏時，x射線檢測器在與第一方向通常相反的第二方向上沿著第二路徑移動。然而，移動x射線檢測器以匹配x射線源的掃描移動要求更復(fù)雜的機(jī)械組合件和機(jī)械部件的精確同步，這總體上增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度。

為了實(shí)現(xiàn)起因于x射線檢測器移動的益處，即，減少源模糊并且將x射線源對x射線檢測器的表觀尺寸最小化，而不增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度，本發(fā)明提出了替代地采用x射線檢測器20的虛擬移動，以便匹配x射線源18的掃描移動。具體地，進(jìn)一步參考圖2A和圖2B，除了x射線源18的移動之外，如上所述，控制處理器54還實(shí)現(xiàn)x射線檢測器20沿著第二路徑P’從第三位置C向第四位置D并且返回的虛擬移動208。如本文中所使用的，“虛擬移動”或“虛擬地移動”意指將控制處理器54處的投影幀數(shù)字地移位，以對檢測器運(yùn)動進(jìn)行仿真。

在實(shí)施例中，控制處理器54將x射線檢測器20的這種虛擬移動與x射線源18的掃描移動202協(xié)調(diào)。在暴露間隔204期間，將x射線檢測器20通常在第一方向212，即從第三位置C向第四位置D上沿著第二路徑虛擬地移動（即，將投影幀數(shù)字地移位，以便于對實(shí)際的檢測器運(yùn)動進(jìn)行仿真）。在隱藏間隔206期間，將x射線檢測器20在與第一方向通常相反的第二方向210，即從第四位置D朝向第三位置C返回上沿著第二路徑P’虛擬地移動。通過這個過程，控制處理器54可以實(shí)現(xiàn)x射線檢測器20的通常振蕩的運(yùn)動。雖然移動210、212示出為直線，但如在下文中所討論的，可以將x射線檢測器20以弓形的方式圍繞與x射線源18共同的中心虛擬地移動。圍繞共同中心的弓形運(yùn)動有利地將x射線源18對x射線檢測器20的表觀尺寸優(yōu)化。

在使用中，在暴露間隔204期間，控制處理器54協(xié)調(diào)x射線檢測器20的虛擬移動212（即，數(shù)字移位），以便匹配x射線源18的多個掃描移動204，由此將x射線源18對x射線檢測器20的表觀尺寸（apparent size）在整個暴露間隔204的變化最小化。在實(shí)施例中，在隱藏間隔206期間，控制處理器54協(xié)調(diào)x射線檢測器20的虛擬移動210（即，數(shù)字移位），以便虛擬地將x射線檢測器相對于來自x射線源18的光子束220重新定位。虛擬或數(shù)字重新定位移動210能夠直接地振蕩，直接朝向第三位置C返回；備選地，能夠?qū)⒅匦露ㄎ灰苿悠?，使得多個姿勢并排，而不是沿著線對準(zhǔn)。在其他實(shí)施例中，重新定位移動210能夠更復(fù)雜，例如，曲線或橢圓形。

在圖2A中，在序列200的開始時，在示意圖中呈現(xiàn)發(fā)明的設(shè)備10的實(shí)施例。在圖2B中，在序列200的結(jié)尾，在示意圖中呈現(xiàn)發(fā)明的設(shè)備100。總體上，僅將x射線檢測器20稍稍虛擬地移動，所述虛擬運(yùn)動與暴露的x射線源18的移動協(xié)調(diào)，使得在暴露間隔204期間，保存如通過目標(biāo)對象的固定區(qū)域而從x射線檢測器20看到的x射線源18的表觀尺寸。在實(shí)施例中，能夠根據(jù)對象厚度而調(diào)整檢測器20的虛擬運(yùn)動的距離，以將聚焦效應(yīng)最大化。

換言之，在每個暴露間隔204期間，x射線源18和x射線檢測器20可以一起‘移動’。具體地，在x射線源從A向B移動時，將所采集的投影幀以對從C向D的對應(yīng)的檢測器運(yùn)動進(jìn)行仿真的方式數(shù)字地移位。與‘929申請中所公開的那個類似，可以通過由控制處理器54所利用的控制算法而規(guī)定投影幀數(shù)字移位到的具體的范圍。

在操作中，在x射線源的掃描移動204期間，設(shè)備10采集一系列的x射線圖像（投影）。如上文所討論的，在實(shí)施例中，在暴露間隔204期間，可以采集投影。在其他實(shí)施例中，如在美國專利申請序號14/278353中所公開的，可以連續(xù)地采集投影，該申請通過引用全部合并于本文中。

一旦采集投影幀，控制處理器54就對投影幀數(shù)字地進(jìn)行處理（移位），以在幀的子集上如上所述地那樣對x射線檢測器運(yùn)動進(jìn)行仿真。然后，將幀的每個子集組合以形成單個超級投影。用來生成超級投影的處理步驟可以與諸如‘353申請中所公開的方法的現(xiàn)有的方法類似。還能夠利用其他常規(guī)的重建體系結(jié)構(gòu)。值得注意地，然而，與現(xiàn)有的方法相比，將由控制處理器54所利用的處理步驟簡化，因為，僅存儲并且處理超級投影。這與具有待重建的大量的圖像的現(xiàn)有的方法形成對照。因此，本發(fā)明通過將迅速地采集的多個幀虛擬地（數(shù)字地）移位，然后將這些幀合計成單個超級投影來減少源模糊。與現(xiàn)有的方法形成對照，由控制處理器54所利用的重建體系結(jié)構(gòu)僅需要處理少量的投影，而不是數(shù)百，由此將重建步驟簡化。

參考圖3和圖4，圖示利用本發(fā)明的設(shè)備10的乳腺造影序列300的快照。如在其中所示的，302表示相對于包含目標(biāo)對象的對象區(qū)304的從A至A_e的x射線源軌跡（trajectory）。如上文所討論的，將x射線檢測器306與投影幀一起在箭頭A和B的方向上虛擬地（數(shù)字地）移動，以便減小表觀源尺寸。每次檢測器306虛擬地前進(jìn)回（strike back）到其開始位置時，從臨時幀生成超級投影。在實(shí)施例中，處理器配置成取決于x射線源沿著軌跡302的移動而賦予x射線檢測器306圍繞點(diǎn)O的虛擬旋轉(zhuǎn)，該虛擬旋轉(zhuǎn)本質(zhì)上轉(zhuǎn)化成x射線檢測器在箭頭A和B的方向上的虛擬振蕩。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，圖3的區(qū)C的放大圖圖示虛擬檢測器運(yùn)動的聚焦效應(yīng)。點(diǎn)P表示典型的投影點(diǎn)。P1是在投影幀集的開始時的P的實(shí)際位置，而P2是投影幀集的結(jié)尾的P的實(shí)際位置。線310（P1A1之間）和線312（P2A2之間）示出對虛擬移動檢測器306的目標(biāo)體積304內(nèi)側(cè)的表觀源尺寸，而線310（P1A1之間）和線314（P1A2之間）示出對常規(guī)的靜態(tài)檢測器的目標(biāo)體積304內(nèi)側(cè)的表觀源尺寸。如將容易地領(lǐng)會，因此，并且如圖4中所示的，通過如由本發(fā)明所教導(dǎo)地那樣將檢測器虛擬地移動（即，將投影幀子集數(shù)字地移位），可以將x射線源對x射線檢測器的表觀尺寸最小化。如圖3和圖4中所圖示的，以多個幀采集A1A2弧，這些幀中的每個都具有可以忽略的對象模糊。迅速地將所有的幀重新組合成單個投影，從而通過將幀相互移位而對檢測器移位進(jìn)行補(bǔ)償。

因此，本發(fā)明以合理的成本采用目前可獲得的技術(shù)來解決快速層析X射線照相組合采集的問題。此外，與現(xiàn)有的系統(tǒng)以及方法形成對照，本發(fā)明不要求復(fù)雜并且穩(wěn)健的重建體系結(jié)構(gòu)，因為通過系統(tǒng)生成少量的投影。另外，不要求新的機(jī)械組件或組合件。結(jié)合上文，可容易地采用CMOS檢測器來獲得生成高速采集的技術(shù)。能夠在現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）或圖形處理單元（GPU）上對上述的幀的子集的實(shí)時移位和重新組合進(jìn)行編程。結(jié)合這個，不需要任何專用的檢測器組合件。

本發(fā)明以合理的成本取得利用可容易地獲得的組件以及體系結(jié)構(gòu)的快速層析X射線照相組合解決方案。層析X射線照相組合中的暴露時間可以從10秒降低至大約2秒。在實(shí)施例中，本發(fā)明與可變劑量/可變速度序列兼容用于更有效的劑量分布方案。

因而，本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用于圖像采集的方法，該方法包括：當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將x射線源對于目標(biāo)對象隱藏和暴露；當(dāng)將x射線源暴露于目標(biāo)對象時，將x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動；以及當(dāng)x射線源對目標(biāo)對象隱藏時，將x射線檢測器在與第一方向通常相反的第二方向上沿著第二路徑虛擬地移動。在實(shí)施例中，將x射線檢測器虛擬地移動包括將在對于目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。該方法還可以包括在將投影幀數(shù)字地移位之后將投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影的步驟。在實(shí)施例中，第一路徑圍繞設(shè)置在x射線源與x射線檢測器之間的軸線通常是弓形的。在實(shí)施例中，第二路徑包括至少一個側(cè)步移動。側(cè)步移動可以與將x射線源對目標(biāo)對象隱藏的時間相對應(yīng)。在實(shí)施例中，當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，對于目標(biāo)對象的選擇性隱藏和暴露x射線源發(fā)生于多個相應(yīng)的第一及第二間隔。在實(shí)施例中，該方法還可以包括取決于目標(biāo)對象的厚度而調(diào)整x射線檢測器的虛擬運(yùn)動的距離的步驟。

在另一實(shí)施例中，提供用于圖像采集的設(shè)備。該設(shè)備包括：x射線源，可參考目標(biāo)對象而圍繞第一路徑移動；靜態(tài)x射線檢測器；以及控制處理器，配置成：當(dāng)x射線源圍繞第一路徑行進(jìn)時，選擇性地將x射線源暴露于目標(biāo)對象并且將x射線源對目標(biāo)對象隱藏；并且，當(dāng)將x射線源暴露時，將x射線檢測器在第一方向上沿著第二路徑虛擬地移動，并且，在將x射線源隱藏時，將x射線檢測器在與第一通常相反的第二方向上沿著第二路徑虛擬地移動。在實(shí)施例中，第一路徑圍繞設(shè)置在x射線源與x射線檢測器之間的軸線通常是弓形的。在實(shí)施例中，第二路徑通常是直線的，并且，當(dāng)?shù)诙较蚺cx射線源的移動通常對準(zhǔn)時，第一方向與x射線源的移動通常相反。在實(shí)施例中，將x射線檢測器虛擬地移動包括將在對于目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位。在實(shí)施例中，控制處理器配置成在將投影幀數(shù)字地移位之后將投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。在實(shí)施例中，第二路徑可以包括一個或多個側(cè)步移動。側(cè)步移動可以與將x射線源隱藏的時間相對應(yīng)。在實(shí)施例中，控制處理器容納于支承x射線源、目標(biāo)容器以及x射線檢測器的機(jī)架內(nèi)。在某些實(shí)施例中，控制處理器合并用于將x射線檢測器沿著第二路徑的虛擬移動與x射線源沿著第一路徑的移動協(xié)調(diào)的機(jī)構(gòu)。在實(shí)施例中，控制處理器包括現(xiàn)場可編程門陣列或圖形處理單元中的至少一個。在實(shí)施例中，x射線檢測器是CMOS x射線檢測器。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，用于圖像采集的方法包括：當(dāng)x射線源沿著第一路徑行進(jìn)時，將x射線源暴露于目標(biāo)對象；通過將在對于目標(biāo)對象的x射線源暴露期間所采集的多個投影幀數(shù)字地移位，取決于x射線源沿著第一路徑的移動而將x射線檢測器沿著第二路徑虛擬地移動；以及在將投影幀數(shù)字地移位之后將投影幀的多個子集組合以形成單個超級投影。

要理解，上文的描述意圖為說明性的，而不是限制性的。例如，可以將上述的實(shí)施例（和/或其方面）彼此組合使用。另外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以作出許多修改以使具體的情形或材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)。雖然本文中所描述的材料的尺寸和類型意圖定義本發(fā)明的參數(shù)，但它們決不是限制性的，而是示范性的實(shí)施例。在審查上文描述時，許多其他實(shí)施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，應(yīng)參考所附權(quán)利要求書連同這類權(quán)利要求書所被賦予的等同物的全部范圍來確定各種實(shí)施例的范圍。在所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“其中”的易懂英語等同物。此外，在下面權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“頂部”等只用作標(biāo)記，而不是意圖對其對象強(qiáng)加數(shù)字或位置要求。此外，下面的權(quán)利要求書的限制沒有以方法加功能形式來書寫并且不意圖基于35 U.S.C.§ 112第六段來解釋，除非并且直到這類權(quán)利要求限制確切地使用后面是缺乏進(jìn)一步結(jié)構(gòu)的功能陳述的短語“用于…的部件”。

本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明的若干實(shí)施例，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實(shí)施例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其他示例。如果這類其他示例具有沒有不同于權(quán)利要求書的文字語言的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求書的文字語言的無實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖處于權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。

如本文使用的，以單數(shù)陳述的并且以單詞“一”或“一個”進(jìn)行的元件或步驟應(yīng)該理解為不排除復(fù)數(shù)個所述元件或步驟，除非這種排除明確地規(guī)定。此外，對本發(fā)明的“一個實(shí)施例”的提及不意圖解釋為排除也包含所陳述的特征的附加的實(shí)施例的存在。此外，除非相反地明確規(guī)定，“包含”、“包括”或“具有”具有特定性質(zhì)的一個元件或多個元件的實(shí)施例可包括不具有那個性質(zhì)的附加的元件。

由于可以在上述的方法及設(shè)備中作出某些改變，在不背離本文中所涉及的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，意圖上文的描述或在附圖中示出的所有的主題都應(yīng)當(dāng)只被解釋為圖示本文中的本發(fā)明的概念的示例，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限制本發(fā)明。