本發(fā)明涉及一種斷層掃描設(shè)施，所述斷層掃描設(shè)施被準備用于執(zhí)行沿著第一螺旋弧形軌跡段（helixsegmentfoermigerbahnkurvenabschnitt）的第一掃描和沿著第二螺旋弧形軌跡段的第二掃描。在第一掃描中獲得第一數(shù)據(jù)集而在第二掃描中獲得第二數(shù)據(jù)集。
此外，本發(fā)明還涉及一種相對應(yīng)的用于運行斷層掃描設(shè)施的方法。
背景技術(shù)：
這里，數(shù)據(jù)集優(yōu)選地被理解為容積掃描的數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述數(shù)據(jù)集可以重建完整的三維或者四維容積圖像（volumenbild）。容積掃描的數(shù)據(jù)集對于每個被使用的投影角度來說包括所屬的投影圖像的所檢測到的圖像數(shù)據(jù)。四維容積圖像通常被理解為在時間上連續(xù)的至少兩個三維容積圖像的序列。在這種情況下，所述至少兩個三維容積圖像中的第一容積圖像例如示出了流向階段（anflutungsphase），而所述至少兩個三維容積圖像中的第二容積圖像例如示出了排出階段（ausflussphase）。斷層掃描設(shè)施例如可以是x射線斷層掃描設(shè)施或者熒光斷層掃描設(shè)施。
尤其是在診斷和治療中，總是對醫(yī)療設(shè)備的工作能力提出更高的要求。借此，尤其是遵循如下目標：避免由于有錯誤的診斷或者處理引起的健康危險和人員傷害。
de102006040934a1描述了一種用于借助于包括兩個c形臂的c形臂雙翼系統(tǒng)來顯示血管系統(tǒng)的動脈和/或靜脈的方法。在填充進程（fuellungslauf）期間，每個c形臂從不同的投影角度記錄（aufnehmen）x射線圖像的序列。第一和第二c形臂來自動脈階段的填充進程的x射線圖像被組合成第一數(shù)據(jù)集。對三維圖像數(shù)據(jù)集的重建可以在將兩個c形臂的x射線圖像的數(shù)據(jù)或者在所提取的動脈的血管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集上的數(shù)據(jù)組合之前進行。
利用已知的c形臂血管造影系統(tǒng)，不可能的是：借助于唯一的掃描軌跡來檢測正常大小的成人的整個軀干或者軀干的寬的部分。因為在已知的c形臂斷層掃描設(shè)施的情況下，用于c形臂的電纜引線將相應(yīng)的c形臂的輻射源-探測器對的（繞著軌道軸的）旋轉(zhuǎn)角度跨距（rotationswinkelspanne）限制到大約400°上。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種斷層掃描設(shè)施和一種用于運行斷層掃描設(shè)施的方法，所述斷層掃描設(shè)施或者所述方法克服了傳統(tǒng)的斷層掃描設(shè)施的所述結(jié)構(gòu)性問題。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過斷層掃描設(shè)施來解決，所述斷層掃描設(shè)施被準備用于執(zhí)行沿著第一螺旋弧形軌跡段的第一掃描和沿著第二螺旋弧形軌跡段的第二掃描。該斷層掃描設(shè)施被準備用于在第一掃描中獲得第一數(shù)據(jù)集而在第二掃描中獲得第二數(shù)據(jù)集，并且從所述兩個數(shù)據(jù)集產(chǎn)生被合并的數(shù)據(jù)集，所述被合并的數(shù)據(jù)集對于三維或者四維容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素（teilumlaufartefakt）的情況下的重建來說是足夠完整的。分別本身單獨地來說，不僅第一數(shù)據(jù)集而且第二數(shù)據(jù)集對于容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說都是太不完整的。
根據(jù)本發(fā)明的用于運行斷層掃描設(shè)施的方法包括如下處理過程。執(zhí)行沿著第一螺旋弧形軌跡段的第一掃描和沿著第二螺旋弧形軌跡段的第二掃描。在第一掃描中獲得第一數(shù)據(jù)集而在第二掃描中獲得第二數(shù)據(jù)集，其中分別本身單獨地來說，不僅第一數(shù)據(jù)集而且第二數(shù)據(jù)集對于容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說都是太不完整的。由兩個數(shù)據(jù)集產(chǎn)生被合并的數(shù)據(jù)集，所述被合并的數(shù)據(jù)集對于三維或者四維容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說是足夠完整的。
本發(fā)明的方案可以在如下方面看出：斷層掃描設(shè)施被準備用于由兩個數(shù)據(jù)集產(chǎn)生被合并的數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集對于三維或者四維容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說是足夠完整的，其中分別本身單獨地來說，不僅第一數(shù)據(jù)集而且第二數(shù)據(jù)集對于容積圖像在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說都是太不完整的。這樣，對于單個的掃描來說，每個旋轉(zhuǎn)角度跨距都例如可以被限制到180°上或者被限制到100°上，而因此不必忍受部分運轉(zhuǎn)人工因素。借此，得出（尤其是關(guān)于每個單個的c形臂的電纜引線的）顯著的結(jié)構(gòu)性的優(yōu)點。根據(jù)所述被合并的數(shù)據(jù)集，可以借助于已知的重建方法（例如借助于根據(jù)feldkamp、davis、kress的被過濾的反投影方法）來重建三維或者四維圖像。被重建的圖像可以是二維的、三維的或者四維的，其中所述被重建的圖像的維度最高與被合并的數(shù)據(jù)集的維度一樣高。通常，兩個軌跡具有相同的形狀（然而通常具有旋轉(zhuǎn)角度差和/或在軌道軸方向上的偏移）。通常，第二螺旋弧形的軌跡與第一螺旋弧形的軌跡同心地來布置。與此無關(guān)地，如果第一螺旋弧形的軌跡的半徑與第二螺旋弧形的軌跡的半徑一樣大，那么也是優(yōu)選的。也可以想象如下應(yīng)用情況，在所述應(yīng)用情況下，如果螺旋弧形的軌跡的斜度為零，那么是有利的。在變性的（entartet）情況下，螺旋弧形的軌跡因此可以是圓弧形的。
一實施方式規(guī)定：第一螺旋弧形軌跡段持續(xù)第一旋轉(zhuǎn)角度跨距而第二螺旋弧形軌跡段持續(xù)第二旋轉(zhuǎn)角度跨距，其中第一和第二旋轉(zhuǎn)角度跨距的總和為360°。在這種情況下，相對于第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置，第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置在旋轉(zhuǎn)方向上偏移第一旋轉(zhuǎn)角度跨距地來布置。可替換地，相對于第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置，第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置可以在旋轉(zhuǎn)方向上偏移第二旋轉(zhuǎn)角度跨距地來布置。根據(jù)已經(jīng)通過彼此互補的為180°的旋轉(zhuǎn)角度跨距來執(zhí)行的兩個掃描的數(shù)據(jù)集，可以產(chǎn)生一個被合并的數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述被合并的數(shù)據(jù)集可以在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下重建完整的容積圖像。
尤其是，即使兩個掃描被實施為大容積掃描（largevolumescan），這也適用。在大容積掃描的情況下，探測器的傳感器面的中點相對于輻射源的射線束的中心射線在旋轉(zhuǎn)方向上或者與旋轉(zhuǎn)方向相反地被移位（verschieben）了半個探測器寬度。由此，可分析的記錄區(qū)域的直徑在旋轉(zhuǎn)方向上大約被增大到兩倍。
另一實施方式規(guī)定：第一螺旋弧形軌跡段持續(xù)第一旋轉(zhuǎn)角度跨距而第二螺旋弧形軌跡段持續(xù)第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2，其中第一旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1如下地來計算：
第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2至少與輻射角在旋轉(zhuǎn)方向上的寬度sw的一半一樣大。第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置相對于第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置在旋轉(zhuǎn)方向上偏移第一旋轉(zhuǎn)角度跨距地來布置?？商鎿Q地，第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置相對于第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置在旋轉(zhuǎn)方向上偏移第二旋轉(zhuǎn)角度跨距地來布置。根據(jù)通過彼此相鄰的旋轉(zhuǎn)角度跨距來執(zhí)行的兩個掃描的數(shù)據(jù)集，可以產(chǎn)生被合并的數(shù)據(jù)集，根據(jù)所述被合并的數(shù)據(jù)集，可以如在短掃描（shortscan）的情況下那樣在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下重建完整的容積圖像。對于短掃描來說假設(shè)：探測器的傳感器面的中點被布置在輻射源的射線束的中心射線中。
為了執(zhí)行大容積掃描，也可能的是：旋轉(zhuǎn)角度跨距對于第一和第二掃描來說是相同的，而且分別包括90°加上輻射角的一半，其中傳感器面在所述兩個掃描之間在相反的方向上被移位，使得探測器的傳感器面的中點相對于輻射源的射線束的中心射線在相反的方向上被移位了一半的探測器寬度。
如果斷層掃描設(shè)施被準備來利用第二輻射譜（strahlungsspektrum）獲得第二數(shù)據(jù)集的第一部分，那么形成特殊的優(yōu)點，所述第二輻射譜不同于用來獲得第一數(shù)據(jù)集的第一部分的第一輻射譜。一改進方案規(guī)定：第一數(shù)據(jù)集的第一部分包括整個第一數(shù)據(jù)集，而第二數(shù)據(jù)集的第一部分包括整個第二數(shù)據(jù)集。一可替換的改進方案規(guī)定：斷層掃描設(shè)施被準備來利用第二輻射譜獲得第一數(shù)據(jù)集的剩余部分并且利用第一輻射譜獲得第二數(shù)據(jù)集的剩余部分。如果為了產(chǎn)生第二輻射譜而使用與用于產(chǎn)生第一輻射譜的陽極電壓和/或陽極材料不同的陽極電壓和/或陽極材料，那么例如可以實施密度測量。在該實施方式中，第一數(shù)據(jù)集通常包括兩個螺旋弧形軌跡段的投影圖像數(shù)據(jù)，所述兩個螺旋弧形軌跡段中，第一軌跡段以第一輻射譜來經(jīng)過而第二軌跡段以第二輻射譜來經(jīng)過，其中第二數(shù)據(jù)集同樣包括兩個螺旋弧形軌跡段的投影圖像數(shù)據(jù)，所述兩個螺旋弧形軌跡段中，第一軌跡段以第二輻射譜來經(jīng)過而第二軌跡段以第一輻射譜來經(jīng)過。通過在所述兩個數(shù)據(jù)集之間交換第二螺旋弧形軌跡段的數(shù)據(jù)，可以獲得針對第一輻射譜的完整的第一數(shù)據(jù)集和針對第二輻射譜的完整的第二數(shù)據(jù)集。
如果第一數(shù)據(jù)集只在第一螺旋弧形軌跡段上被記錄，那么也是有利的，所述第一螺旋弧形軌跡段在第一旋轉(zhuǎn)方向上走向。這尤其具有如下優(yōu)點：第一探測器的（矩形的）第一傳感器面的小的或者大的中垂線可以與第一螺旋弧形軌跡段平行地來取向，而該取向在逐步地經(jīng)過螺旋彎曲（helixwindung）期間無需被改變。在逐步地經(jīng)過螺旋彎曲期間，該傳感器面無需繞著輻射源的射線束的中心射線旋轉(zhuǎn)，以便在記錄第一數(shù)據(jù)集時，在第一傳感器面的小的或者大的中垂線與第一螺旋弧形軌跡段之間的偏轉(zhuǎn)角（gierwinkel）為零。
可替換地或者附加地，第二數(shù)據(jù)集只在第二螺旋弧形軌跡段上被記錄，所述第二螺旋弧形軌跡段在旋轉(zhuǎn)方向上走向，所述旋轉(zhuǎn)方向與第一旋轉(zhuǎn)方向相反或者同向。如果第一數(shù)據(jù)集只在第一旋轉(zhuǎn)方向上走向的第一螺旋弧形軌跡段上被獲得，而第二數(shù)據(jù)集只在與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向上走向的第二螺旋弧形軌跡段上被獲得，那么這可以有助于避免通過被規(guī)定用于獲得第二數(shù)據(jù)集的輻射源對第一數(shù)據(jù)集的影響，和/或有助于避免通過被規(guī)定用于獲得第一數(shù)據(jù)集的輻射源對第二數(shù)據(jù)集的影響。
如果第一掃描在第一探測器的第一傳感器面的中垂線與第一螺旋弧形軌跡段平行地來取向時被記錄，那么是特別有利的?？商鎿Q地或者附加地，第二掃描可以在第二探測器的第二傳感器面的中垂線與第二螺旋弧形軌跡段平行地來取向時被記錄。經(jīng)此，所述傳感器面被取向為使得所述傳感器面的使用對于根據(jù)本發(fā)明的掃描來說是最優(yōu)的。如果相應(yīng)的探測器的傳感器面具有平行四邊形的形狀，所述平行四邊形的內(nèi)角與螺旋弧形軌跡段的斜度適配，所屬的輻射源在所述螺旋弧形軌跡段上是活躍的，那么可以實現(xiàn)對相應(yīng)的傳感器面的還更好的使用。
與此無關(guān)地，如果第一探測器的傳感器面的中點相對于第一輻射源的射線束的中心射線在旋轉(zhuǎn)方向上被移位了一半的探測器寬度或者與旋轉(zhuǎn)方向相反地被移位了一半的探測器寬度，那么斷層掃描設(shè)施可以被準備來執(zhí)行第一掃描?？商鎿Q地，如果第一探測器的傳感器面的中點相對于第一輻射源的射線束的中心射線在第一螺旋弧形軌跡段的方向上被移位了一半的探測器寬度，那么斷層掃描設(shè)施可以被準備來執(zhí)行第一掃描。這些措施中的每個措施都適合于在旋轉(zhuǎn)方向上增大可分析的記錄區(qū)域的直徑。
可替換地或者附加地，視野在旋轉(zhuǎn)方向上的伸展也可以借助于減小源到傳感器間距sid（sourcetoimagedistance（源到圖像間距））來實現(xiàn)。
根據(jù)所使用的斷層掃描設(shè)施，如果第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置相對于第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置在軌道軸方向上被間隔開，那么可以是適宜的。該措施可以有助于：對于第一掃描來說必要的設(shè)備不干擾（在空間上妨礙）對于第二掃描來說必要的設(shè)備，和/或有助于：對于第二掃描來說必要的設(shè)備不干擾對于第一掃描來說必要的設(shè)備。尤其是當所述兩個掃描在雙翼斷層掃描設(shè)施中（例如借助于每一個c形臂）同步地來執(zhí)行時，這可能是關(guān)系重大的。
如果斷層掃描設(shè)施對于第一掃描來說具有第一輻射源和被分配給所述第一輻射源的第一探測器，而且對于第二掃描來說具有第二輻射源和被分配給所述第二輻射源的第二探測器，那么是特別優(yōu)選的。通常，第一輻射源到第一探測器的間距保持恒定，而第一探測器沿著螺旋弧形的第一軌跡圍繞軌道軸地被引導。這也適用于在第二輻射源與第二探測器之間的間距。
如果斷層掃描設(shè)施是單翼斷層掃描設(shè)施，那么第二掃描利用與第一掃描相同的探測器被實施、而且在時間上在第一掃描之前或者在第一掃描之后被實施。
第一輻射源和第一探測器可以被固定在共同的可移動的載體（例如同一c形臂）上，或者被固定在不同的可移動的載體上、例如被固定在每一個機器人臂上。相對應(yīng)的情況也適用于第二輻射源和第二探測器。甚至兩個輻射源-探測器對都可以被固定在共同的可移動的載體（例如同一c形臂）上?？蛇x地，可以將圖像放大器連接在第一探測器上。這也適用于第二輻射源和第二探測器。一與此無關(guān)的選項規(guī)定：第一探測器包括圖像放大器和/或第二探測器包括圖像放大器。根據(jù)本發(fā)明的思路也可被轉(zhuǎn)移到具有多于兩個輻射源的斷層掃描設(shè)施上、例如被轉(zhuǎn)移到三翼斷層掃描設(shè)施或者四翼斷層掃描設(shè)施上。
附圖說明
依據(jù)隨附的附圖來進一步解釋本發(fā)明，在所述附圖中：
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的雙翼斷層掃描設(shè)施，
圖2示意性地示出了雙翼斷層掃描設(shè)施的第一實施方式的掃描，
圖3示意性地示出了關(guān)于可完整地重建的容積可選地示意性地示出了兩個輻射源-探測器對或者同一輻射源-探測器對的兩個位置在兩個不同的時間點的布局，
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的斷層掃描設(shè)施的數(shù)據(jù)流，
圖5示意性地示出了雙翼斷層掃描設(shè)施的第二實施方式的掃描，
圖6示意性地示出了雙翼斷層掃描設(shè)施的第三實施方式的掃描，
圖7示意性地示出了雙翼斷層掃描設(shè)施的第四實施方式的掃描，和
圖8示意性地示出了用于運行斷層掃描設(shè)施的方法的流程。
具體實施方式
隨后進一步被描繪的實施例是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。
在圖1中所示出的雙翼斷層掃描設(shè)施r具有第一c形臂c1和第二c形臂c2以及患者支架pa。在第一c形臂c1上固定有第一輻射源q1和第一探測器rd1。在第二c形臂c2上固定有第二輻射源q2和第二探測器rd2。為了在要檢查的對象zo上執(zhí)行全面的掃描，第一c形臂c1執(zhí)行繞著軌道軸oa的軌道旋轉(zhuǎn)ro，而第二c形臂c2同樣同步地實施繞著相同的軌道軸oa的軌道旋轉(zhuǎn)ro。同時，患者支架pa沿著軌道軸oa行進（verfahren）。這通常以恒定的速度在軌道軸方向z上發(fā)生。在第一c形臂c1的軌道旋轉(zhuǎn)ro的情況下，第一c形臂c1處在其中的（被設(shè)想的）平面通常保持不變。相對應(yīng)的情況也適用于第二c形臂c2。但是，原則上也可想象的是：可替換地或者附加地，在掃描期間，兩個c形臂沿著軌道周oa行進。如果斷層掃描設(shè)施r是單翼斷層掃描設(shè)施、即只有c形臂c1存在，那么第二掃描利用與第一掃描相同的探測器rd1被實施、而且在時間上在第一掃描之前或者在第一掃描之后被實施。除此之外，與對于雙翼斷層掃描設(shè)施來說是已知的和/或被描述的思路和考慮相同的思路和考慮是可應(yīng)用的。
圖2示出了：第一旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1，在所述旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1中可定位第一探測器rd1；和第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2，在所述第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2中可定位第二探測器rd2。第一探測器rd1執(zhí)行橫跨整個的180°的第一旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1的鋸齒形運動（zickzackbewegung）。每當?shù)谝惶綔y器rd1到達第一旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1的一端或另一端時，所述第一探測器rd1連同被分配給所述第一探測器rd1的輻射源q1更換旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2。在此，第一探測器rd1相對要檢查的對象zo以交替的旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2經(jīng)過螺旋弧形軌跡段ba1。相對應(yīng)的情況也適用于第二探測器rd2。每當?shù)诙綔y器rd2到達第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2的一端或另一端時，所述第二探測器rd2連同被分配給所述第二探測器rd2的輻射源q2更換旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2。在此，第二探測器rd2因此相對要檢查的對象zo也以交替的旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2經(jīng)過螺旋弧形軌跡段ba2。
由于螺旋弧形軌跡段的周期性的相互連接（aneinanderreihung），任意長度的掃描都是可能的。在這種情況下，所述兩個輻射源-探測器對q1/rd1、q2/rd2中的每個分別實施橫跨旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1或rsc2的鋸齒形運動。第二輻射源-探測器對q2/rd2的往返運動的周期t的開始可以與第一輻射源-探測器對q1/rd1的往返運動的周期的開始一致，或者可以（如以圖6為例所示出的那樣）相對于第一輻射源-探測器對q1/rd1的往返運動的周期的開始在時間上偏移周期t的一小部分（例如偏移一半）。這適用于所有這里所描述的實施方式。
在圖2的實施方式中，第一輻射源q1在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上產(chǎn)生第一輻射譜而在第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上產(chǎn)生第二輻射譜。第二輻射源q2在第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上產(chǎn)生第一輻射譜而在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上產(chǎn)生第二輻射譜。在該圖中，第一輻射譜在其中使用第一輻射譜的掃描段（scan-abschnitt）用實線來包圍，而在其中使用第二輻射譜的掃描段用虛線來包圍。這也適用于以下附圖。圖2闡明了：橫跨在軌道軸方向z上被掃描的整個區(qū)域地，橫跨360°地，每個角都以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率來掃描。這不僅適用于第一輻射譜而且適用于第二輻射譜。
可替換地，在圖2至7中未明確地被示出的星座（konstellation）也是可能的，在所述星座中，第二輻射源q2分別在與第一輻射源q1相同的旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2上產(chǎn)生第一和第二輻射譜，即在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上產(chǎn)生第一輻射譜并且在第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上產(chǎn)生第二輻射譜。由此，對于所述兩個輻射譜中的每個來說，每個角也都以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率橫跨360°地來掃描。這適用于在軌道軸方向z上被掃描的整個區(qū)域。
圖3示出了可完整地重建的容積的極限（grenzen）和雙翼斷層掃描設(shè)施r的兩個輻射源-探測器對q1/rd1、q2/rd2的布局和它們的棱錐形的輻射錐體（strahlkegel）sk1、sk2。可選地，該布局也可以被看作單個的輻射源-探測器對q1/rd1在兩個不同的時間點的位置。第一輻射錐體sk1不僅在入射側(cè)而且在出射側(cè)與可完整地重建的容積rv的外側(cè)面（mantelflaeche）mf相交。
如附加圖所闡明的那樣，根據(jù)同位角定理和圓心角定理得出：出射面af在旋轉(zhuǎn)方向rr1上是入射面ef的三倍寬。出射面af在軌道軸方向oar上的延長被計算為4·zr·sin(sw/2)，其中zr標明可完整地重建的容積rv的圓柱半徑。在圖3中所示出的實施例中，等中心（isozentrum）在等軸（isoachse）ia上，所述等軸ia與斷層掃描設(shè)施r的軌道軸一致并且與圓柱形的、可完整地重建的容積rv的對稱軸一致。根據(jù)具體地來選擇的實施方式，在設(shè)計掃描方案時要考慮入射面ef和出射面af的尺寸的不同。為了避免部分運轉(zhuǎn)人工因素，必須以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率橫跨至少180°的旋轉(zhuǎn)角度范圍地來透射（durchstrahlen）所述兩個輻射源-探測器對q1、q2中的至少一個輻射源-探測器對在所述輻射源-探測器對q1/rd1、q2/rd2的至少一個位置中的射線錐體sk1、sk2的外側(cè)面mf的每個部位。旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域也可以不是連在一起的，其中徑向?qū)χ玫男D(zhuǎn)角度位置不是加倍，而是只應(yīng)被計數(shù)一次。
圖4示出了用于從第一數(shù)據(jù)集ds1和第二數(shù)據(jù)集ds2產(chǎn)生被合并的數(shù)據(jù)集ds12的合并器fu和用于產(chǎn)生三維或者四維容積圖像vb的重建器re。在最簡單的情況下，合并器fu用于（例如借助于聯(lián)合查詢）對第一數(shù)據(jù)集ds1和第二數(shù)據(jù)集ds2的純聚集的（aggregativ）聯(lián)合。借助于已知的重建方法（例如借助于根據(jù)feldkamp、davis、kress的經(jīng)過濾的反投影方法），重建器re從所述被合并的數(shù)據(jù)集ds12產(chǎn)生所述三維或者四維容積圖像vb。
在圖5的實施方式中，兩個輻射源-探測器對也都同步地執(zhí)行橫跨各180°的旋轉(zhuǎn)角度跨距的鋸齒形運動。然而，第一輻射源q1這里只在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上是活躍的，而第二輻射源q2只在與第一旋轉(zhuǎn)方向rr1相反的第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上是活躍的。
一在附圖中未被示出的實施方式規(guī)定：兩個輻射源-探測器對都同步地執(zhí)行橫跨各180°的旋轉(zhuǎn)角度跨距的鋸齒形運動，其中兩個輻射源q1、q2在同一旋轉(zhuǎn)方向rr1或者rr2上是活躍的。
圖5示出了：橫跨在軌道軸方向z上被掃描的整個區(qū)域地，橫跨360°地，每個角都以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率來掃描。在這種情況下，通常總是使用相同的輻射譜。
在這種情況下，相應(yīng)的探測器總是可以被保持在如下位置中，在所述位置中，相應(yīng)的探測器的（矩形的）傳感器面sf1、sf2的小的msk或者大的msg中垂線在如下這種時間間隔期間對準（fluchten）螺旋弧形軌跡段ba1（的斜度），在所述時間間隔中，被分配給所述探測器的輻射源q1、q2是活躍的（即沿著“向前的”軌跡段）。這也適用于在下文所描述的實施方式。通過將傳感器面sf1、sf2的中垂線msk、msg對準螺旋弧形軌跡段ba1（的斜度），可以避免相鄰的掃描段的不必要的重疊并且因此改善了劑量利用效率（dosiseffizienz）并且優(yōu)化了采集速度。如果輻射源q1、q2是不活躍的（即沿著“向后”的軌跡段），那么不需要相應(yīng)的探測器rd1、rd2來進行數(shù)據(jù)檢測，所述相應(yīng)的探測器rd1、rd2因此可以保持繞著中心射線zs旋轉(zhuǎn)，如對于隨后的沿著“向前”的軌跡段的數(shù)據(jù)檢測來說是適宜的那樣。
在圖6的實施方式中，所述兩個輻射源-探測器對都同步地執(zhí)行橫跨各180°的旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1、rsc2的鋸齒形運動。這里，兩個輻射源q1、q2在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上是活躍的，而兩個輻射源q1、q2在與第一旋轉(zhuǎn)方向rr1相反的第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上是不活躍的。該圖示出了：橫跨在軌道軸方向z上被掃描的整個區(qū)域地，橫跨360°地，每個角都以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率來掃描。在這種情況下，通?？偸鞘褂孟嗤妮椛渥V。對于圖6的實施方式來說，可選的是第二輻射源-探測器對q2/rd2的往返運動的周期t的開始相對于第一輻射源-探測器對q1/rd1的往返運動的周期的開始的偏移。
圖7示出了具有被合并的螺旋短掃描（helix-short-scan）的實施例。在這種情況下，所述兩個輻射源-探測器對中的每個都執(zhí)行橫跨1/2·(180°+sw)的旋轉(zhuǎn)角度跨距的鋸齒形運動，其中sw標明了輻射源q1、q2的輻射角。如果在短掃描中，對于在軌跡（bahnkurve）的凸的外罩（huelle）之內(nèi)的所有部位（像素、體素）來說都應(yīng)當避免部分運轉(zhuǎn)人工因素，那么所述兩個輻射源q1、q2的中心射線zs的整個旋轉(zhuǎn)角度對于這些部位中的每個來說必須總計為至少180°加上（在輻射平面中的、即垂直于軌道軸的）輻射角。該輻射角也可以被稱作扇角。如果輻射角例如為20°，那么所述兩個旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1、rsc2中的每個都具有為100°的寬度|rsc1|、|rsc2|。兩個輻射源q1、q2在第一旋轉(zhuǎn)方向rr1上是活躍的，然而在與第一旋轉(zhuǎn)方向rr1相反的第二旋轉(zhuǎn)方向rr2上是不活躍的。對于圖7的實施方式來說，探測器rd1、rd2繞著中心射線zs的所示出的旋轉(zhuǎn)是可選的。
該圖示出了：橫跨在軌道軸方向z上被掃描的整個區(qū)域地，橫跨180°加上例如為20°的輻射角地，每個角都以所規(guī)定的（例如1°的）角度分辨率來掃描。在這種情況下，通?？偸鞘褂孟嗤妮椛渥V。
在所有的實施方式中，可選地，該掃描可以利用單翼設(shè)施或者利用雙翼設(shè)施r來執(zhí)行。如果該掃描利用單翼設(shè)施來執(zhí)行，那么特別有效的是：第一旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1的螺旋弧形軌跡段ba1在第一工作流程中被掃描，而第二旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc2的螺旋弧形軌跡段ba2在第二工作流程中（例如在患者支架pa駛回期間）被掃描。
在圖8中所示出的用于運行斷層掃描設(shè)施r的方法包括以下處理過程。執(zhí)行沿著第一螺旋弧形軌跡段ba1的第一掃描和沿著第二螺旋弧形軌跡段ba2的第二掃描。在第一掃描中獲得第一數(shù)據(jù)集ds1而在第二掃描中獲得第二數(shù)據(jù)集ds2，其中分別本身單獨地來說，不僅第一數(shù)據(jù)集ds1而且第二數(shù)據(jù)集ds2對于容積圖像vb在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說都是太不完整的。從兩個數(shù)據(jù)集ds1、ds2獲得被合并的數(shù)據(jù)集ds12，所述被合并的數(shù)據(jù)集ds12對于三維或者四維容積圖像vb在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說是足夠完整的。
利用本發(fā)明提出新的軌跡，所述新的軌跡能夠借助于雙翼系統(tǒng)r實現(xiàn)螺旋采集。通過螺旋弧形軌跡段的相互連接（圖2和圖5至7闡明了所述相互連接的實施例），任意長度的掃描變得可能。所述采集可以與一個或多個探測器rd1、rd2的一次或多次移偉相結(jié)合，使得可重建的區(qū)域的直徑被加倍到雙倍。借此，以結(jié)構(gòu)上有利的方式，可以借助于單翼或者雙翼c形臂斷層掃描設(shè)施r來產(chǎn)生任意長的容積的容積圖像vb。
根據(jù)本發(fā)明的方法100的一優(yōu)選的實施方式規(guī)定：雙翼斷層掃描設(shè)施r的兩個平面同步地被旋轉(zhuǎn)，以便一起（zusammengenommen）實現(xiàn)連續(xù)的螺旋采集。在此，所述兩個平面又總是同步地向前和向后旋轉(zhuǎn)。由此，每個單個的平面掃描反向螺旋（reversehelix），所述反向螺旋的旋轉(zhuǎn)角度跨距rsc1、rsc2被限制。借此形成雙掃描，所述雙掃描包括具有彼此相反的纏繞方向（彼此相反的旋轉(zhuǎn)方向）的兩個螺旋ha、hb。利用借助于雙掃描來采集的數(shù)據(jù)，容積圖像vb借助于已知的重建算法的快速的并且劑量有效的采集和產(chǎn)生是可能的。
借此，雙能量掃描（dual-energy-scan）也可以被實現(xiàn)，其方式是：針對于兩個平面設(shè)定不同的陽極電壓，并且在相應(yīng)的軌跡的拐點上，輻射源q1、q2的陽極電壓（至少按照值地）在所述平面之間被交換。由此，針對每一個陽極電壓形成兩個完整的螺旋h1、h2。對于陽極電壓的按照值的交換來說，原則上存在以下替換方案：改變電壓源的電壓，所述電壓源（固定地）被分配給相應(yīng)的輻射源q1、q2；借助于交叉開關(guān)（kreuzschalter）來交換兩個電壓源到兩個輻射源q1、q2的分配；交換兩個輻射源（c形臂）到兩個平面的分配。
為了避免自身碰撞，所述兩個平面可以在旋轉(zhuǎn)方向rr1、rr2上和/或沿著軌道軸方向z偏移地來布置?？商鎿Q地，軌跡也可以在單翼系統(tǒng)上被實現(xiàn)，其方式是，兩個部分軌跡相繼被記錄。
在根據(jù)本發(fā)明的斷層掃描設(shè)施r的多個實施方式中，通過加倍的掃描來多次記錄要檢查的對象zo的部分。為此可以使用該冗余，以便例如實現(xiàn)以下目標之一或以下目標的組合：降低噪聲、補償移動、通過轉(zhuǎn)接（例如用于產(chǎn)生完整的雙源斷層圖（dual-source-tomogramm）的）一個或多個輻射參數(shù)來確定密度信息、增大螺旋彎曲的間距（pitch）（例如從22.5cm增大到45cm）。在相同的輻射強度的情況下，（在其它方面相同的條件下）利用最后提到的措施，更快的前移是可能的，由此可以降低記錄時間并且改善劑量利用效率。
對于所有實施方式適用：所述前移可選地可以通過（例如借助于患者支架pa）移動要檢查的對象zo和/或通過在軌道軸方向oar上（或在相反的方向上）移動輻射源-探測器對q1/rd1、q2/rd2來引起。
借助于仿真對軌跡的完整性的檢查已經(jīng)得出：借助于根據(jù)本發(fā)明的方法100可產(chǎn)生容積圖像vb，所述容積圖像vb沿著整個容積地并且與等中心相距5cm地具有100%的數(shù)據(jù)覆蓋，并且因此與傳統(tǒng)的螺旋記錄是類似的。與傳統(tǒng)的螺旋記錄不同，直至螺旋彎曲的為45cm的間距的所述數(shù)據(jù)覆蓋存在，由此，更短的記錄持續(xù)時間和因此更小的劑量是可能的。在傳統(tǒng)的螺旋記錄的情況下，所述螺旋彎曲的間距為22.5cm。
在這種情況下，已假定：為30cm的探測器高度dl、為1200mm的源到探測器間距sid和600mm的源到對象間距sod（sourcetoobjectdistance），其中所述探測器高度dl是傳感器面sf1、sf2在軌道軸oa的方向上的寬度。該方向oa通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱作v方向（只要探測器處在縱向模式或者處在橫向模式下、即沒有繞著輻射軸旋轉(zhuǎn)）。
根據(jù)射線集來如下地計算錐體射線在等軸ia上的寬度
相對應(yīng)地，對于錐體射線垂直于等軸ia的寬度
對于在仿真中所使用的參數(shù)來說，針對在sod/sid=0.5的情況下的最大螺旋前移得出：
利用所選擇的尺寸，最大前移
利用本發(fā)明申請，首次可以借助于c形臂血管造影系統(tǒng)來產(chǎn)生任意長的容積的三維或者四維容積圖像。在此，所述采集在鋸齒形軌跡上實現(xiàn)，所述鋸齒形軌跡由螺旋弧形軌跡段（ba1或ba2）組成，而且所述鋸齒形軌跡可以在軌道軸方向z上是任意長的。這樣，正常大小的成人（在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下）的三維容積圖像vb可以在一工作流程中產(chǎn)生。這利用已知的c形臂系統(tǒng)是不可能的。因為所述對至少一個非反向的完整的螺旋ha、hb的采集可以被分類（umsortieren），所以可以應(yīng)用所有的重建方法（尤其所有已知的和/或準確的重建方法），所述重建方法適合于計算機斷層掃描。這尤其是適用于螺旋ct方法（spiral-ct-verfahren）和螺旋式ct方法（helikal-ct-verfahren）。此外，可選地，可以縮短記錄時間、改善劑量利用效率和/或應(yīng)用雙能量方法。
本發(fā)明涉及一種斷層掃描設(shè)施r，所述斷層掃描設(shè)施r被準備用于如下方面：執(zhí)行沿著第一螺旋弧形軌跡段ba1的第一掃描和沿著第二螺旋弧形軌跡段ba2的第二掃描。在第一掃描中獲得第一數(shù)據(jù)集ds1而在第二掃描中獲得第二數(shù)據(jù)集ds2，而且從所述兩個數(shù)據(jù)集ds1、ds2產(chǎn)生被合并的三維或者四維數(shù)據(jù)集ds12，所述被合并的三維或者四維數(shù)據(jù)集ds12對于容積圖像vb在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說是足夠完整的，而分別本身單獨地來說，不僅第一數(shù)據(jù)集ds1而且第二數(shù)據(jù)集ds2對于容積圖像vb在沒有部分運轉(zhuǎn)人工因素的情況下的重建來說都是太不完整的。
附圖標記列表
af出射面
ap1第一螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置
ap2第二螺旋弧形軌跡段的最小旋轉(zhuǎn)角度位置
ba1第一螺旋弧形軌跡段
ba2第二螺旋弧形軌跡段
c1第一c形臂
c2第二c形臂
dh在旋轉(zhuǎn)方向上的一半的探測器寬度
dl在軌道軸方向上的探測器寬度
dr在旋轉(zhuǎn)軸方向上的探測器高度
ds1第一數(shù)據(jù)集
ds2第二數(shù)據(jù)集
ds12被合并的三維或者四維數(shù)據(jù)集
ef入射面
ha第一螺旋
hb第二螺旋
ia等軸
mf外側(cè)面
mp1第一探測器的中點
mp2第二探測器的中點
msk傳感器面的短邊的中垂線
msg傳感器面的長邊的中垂線
mp2第二探測器的中點
oa軌道軸
oar軌道軸方向
pa患者支架
q1第一輻射源
q2第二輻射源
r斷層掃描設(shè)施
rd1第一探測器
rd2第二探測器
ro旋轉(zhuǎn)
rr1第一旋轉(zhuǎn)方向
rr2第二旋轉(zhuǎn)方向
rsc1第一旋轉(zhuǎn)角度跨距
rsc2第二旋轉(zhuǎn)角度跨距
rv可完整重建的容積
rwd旋轉(zhuǎn)角度差
sb射線束
sf1第一探測器的傳感器面
sf2第二探測器的傳感器面
sid在輻射源與傳感器面之間的間距
sk1第一輻射源的輻射錐體
sk2第二輻射源的輻射錐體
sod在輻射源與對象之間的間隔
sw輻射角
t周期
u在旋轉(zhuǎn)方向上的探測器坐標
v在軌道軸方向上的探測器坐標
vb容積圖像
z軌道軸方向
zr圓柱半徑
zs射線束的中心射線
100方法
110執(zhí)行第一掃描和第二掃描
120獲得第一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集
130產(chǎn)生被合并的三維或者四維數(shù)據(jù)集