專利名稱:用于改進(jìn)3d x射線成像的圖像質(zhì)量的可移動(dòng)楔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)?zhí)貏e應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像和處置系統(tǒng)，特別是涉及錐束計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)和/或圖像引導(dǎo)的輻射治療。然而，將意識(shí)到，所描述的技術(shù)還可以應(yīng)用于其他成像系統(tǒng)、其他醫(yī)學(xué)場(chǎng)景或其他醫(yī)學(xué)技術(shù)。
背景技術(shù)：
在單層或多層CT掃描期間，許多CT系統(tǒng)采用補(bǔ)償器(蝴蝶結(jié)濾波器)來降低X射線散射和患者劑量。然而，補(bǔ)償器并不總是適合被成像對(duì)象的尺寸和形狀，并且不可調(diào)整。在常規(guī)CT中，蝴蝶結(jié)形元件定位在X射線源和被檢查的受試者之間。在輻射治療成像中，類似地定位楔形元件。在偏置所述探測(cè)器以擴(kuò)大視場(chǎng)的錐束CT中，不使用補(bǔ)償元件。在診斷CT中，由于補(bǔ)償器對(duì)圖像質(zhì)量的好處，補(bǔ)償器的使用是一種標(biāo)準(zhǔn)。在錐束CT的近期公開(S.A.Graham 等人，Med.Phys.34，2691，2007)中描述了類似的好處。
已證實(shí)使補(bǔ)償 器適合被成像對(duì)象的尺寸和形狀實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)。補(bǔ)償器通常是加工的鋁塊。可以選擇該塊的厚度，從而穿過該塊和水體模(例如圓柱或橢圓柱)的衰減的線積分是恒定的。當(dāng)患者的尺寸或形狀與體模的尺寸或形狀不同時(shí)，補(bǔ)償不太理想。
本申請(qǐng)?zhí)峁└倪M(jìn)圖像質(zhì)量的新型改進(jìn)的補(bǔ)償器系統(tǒng)及方法，該補(bǔ)償器系統(tǒng)及方法具有可調(diào)整的X射線濾波的優(yōu)點(diǎn)，并且克服上面提到的問題及其他。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，成像系統(tǒng)包括:旋轉(zhuǎn)掃描架，具有檢查區(qū)域，感興趣體積(VOI)定位在該檢查區(qū)域中；以及透射X射線源，安裝為與掃描架一起旋轉(zhuǎn)，發(fā)射X射線束穿過檢查區(qū)域到達(dá)X射線探測(cè)器。該系統(tǒng)還包括可移動(dòng)的楔形衰減濾波器，定位在X射線源和檢查區(qū)域之間，從而楔形衰減濾波器相對(duì)于X射線束可移動(dòng)，以調(diào)整X射線束的衰減。該系統(tǒng)還包括楔形位置計(jì)算器和補(bǔ)償器調(diào)整控制器，楔形位置計(jì)算器對(duì)所述感興趣體積進(jìn)行監(jiān)測(cè)以確定感興趣體積的形狀、尺寸、位置和密度，補(bǔ)償器調(diào)整控制器根據(jù)感興趣體積的形狀、尺寸、位置和密度調(diào)整所述楔形衰減濾波器。
根據(jù)另一方面，一種生成受試者的3D圖像的方法，包括:評(píng)價(jià)X射線成像設(shè)備的檢查區(qū)域中的V0I，以確定關(guān)于檢查區(qū)域中的一部分VOI的尺寸、形狀和密度信息；以及將可調(diào)整的楔形衰減濾波器定位在錐形X射線束中的位置處并且根據(jù)所述VOI的尺寸、形狀和密度信息而調(diào)整可調(diào)整的楔形衰減濾波器，楔形衰減濾波器可在X射線源的前面移動(dòng)。一旦定位楔形衰減濾波器，就啟動(dòng)CT數(shù)據(jù)采集和掃描架旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)又一方面，一種用于生成3D患者圖像的裝置，包括:用于生成橫穿VOI的一半的錐形X射線束從而束在旋轉(zhuǎn)180°時(shí)橫穿VOI的另一半的器件；以及用于探測(cè)X射線束的器件。該裝置還包括:用于可調(diào)整地使X射線束衰減的器件；以及用于在X射線生成器件和圍繞VOI的器件旋轉(zhuǎn)360°期間監(jiān)測(cè)VOI向X射線束呈現(xiàn)的尺寸、形狀和密度的器件。該裝置還包括用于隨著X射線生成器件和探測(cè)器件圍繞VOI旋轉(zhuǎn)而選擇性地調(diào)整衰減器件所進(jìn)行的X射線衰減的器件。
—個(gè)優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償或?yàn)V波是可調(diào)整的。
另一優(yōu)點(diǎn)在于X射線劑量?jī)?yōu)化。
另一優(yōu)點(diǎn)是在掃描期間可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整濾波。
另一優(yōu)點(diǎn)在于相對(duì)于探測(cè)器尺寸的增加的視場(chǎng)。
在閱讀并理解下列詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到主題創(chuàng)新的更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。


本創(chuàng)新可以具體化為各種部件和部件的布置，以及各種步驟和步驟的布置。附圖僅用于圖示說明各種方面的目的，并不應(yīng)當(dāng)解釋為限制本發(fā)明。
圖1圖示說明了成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括諸如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像儀等的成像設(shè)備，該成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)掃描架，孔穿過旋轉(zhuǎn)掃描架，受試者支撐插入孔中，以便對(duì)感興趣體積(VOI)進(jìn)行成像；
圖2是該系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)的雙X射線源和偏置探測(cè)器部分(或同時(shí)在180°的相對(duì)的位置圖示說明的單個(gè)源和探測(cè)器系統(tǒng))的示意性的圖示說明；
圖3圖示說明了雙CBCT掃描系統(tǒng)的另一配置，其中，轉(zhuǎn)移了一個(gè)楔，以根據(jù)VOI的不對(duì)稱的較薄部分而增加X射線源發(fā)射的束所穿過的楔材料的寬度或厚度；
圖4圖示說明了楔的一個(gè)實(shí)施例，其中，楔具有典型的楔形，包括大致矩形的基底以及向與基底相對(duì)的邊緣逐漸變細(xì)的四個(gè)側(cè)面；
圖5圖示說明了楔的另一實(shí)施例，其中，基底是三角形，并且四個(gè)側(cè)面向兩個(gè)邊緣逐漸變細(xì)；
圖6圖示說明了楔的另一實(shí)施例，其中，基底具有像蝴蝶結(jié)的形狀，并且楔的側(cè)面向邊緣逐漸變細(xì)；
圖7圖示說明了另一個(gè)楔的實(shí)施例；
圖8圖 示說明了雙楔的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
參考圖1，成像系統(tǒng)10包括諸如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像儀等的成像設(shè)備12，該成像設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)掃描架14，該可旋轉(zhuǎn)掃描架定義在旋轉(zhuǎn)掃描架中延伸的孔15，受試者支撐16插入該孔中，以便對(duì)受試者的感興趣體積(VOI) 18進(jìn)行成像。X射線源20a安裝到掃描架14。X射線源發(fā)射穿過檢查區(qū)域的X射線錐束，VOI定位在該檢查區(qū)域中。由諸如平板X射線探測(cè)器的X射線探測(cè)器22a接收錐束。探測(cè)器相對(duì)于輻射的投影中心而偏置或未對(duì)準(zhǔn)。具體地，錐束和探測(cè)器是偏置，從而在X射線源和探測(cè)器處于第一位置20a、22a時(shí)，對(duì)檢查區(qū)域的一半進(jìn)行檢查，并且，在X射線源和探測(cè)器處于第二位置20b、22b時(shí)，對(duì)另一半進(jìn)行檢查?？商娲?，可以提供兩個(gè)X射線源20a、20b和兩個(gè)探測(cè)器22a、22b。還預(yù)期具有三個(gè)或更多源-探測(cè)器對(duì)的系統(tǒng)。
楔形或半蝴蝶結(jié)形的衰減濾波器24a、24b與(多個(gè))錐束X射線源20a、20b以及(多個(gè))偏置探測(cè)器22a、22b聯(lián)合使用。此外，楔位置可根據(jù)患者幾何形狀而調(diào)整。通過轉(zhuǎn)移楔位置，對(duì)X射線的每條射線所穿過的楔的厚度進(jìn)行調(diào)整?？梢砸愿鞣N方式選擇楔位置。例如，在生成偵察圖像之后，選擇將穿過患者的X射線的線積分保持大致恒定的楔位置?？商娲?，可以根據(jù)諸如頭部位置對(duì)軀干位置的協(xié)議而估計(jì)位置。另外，在掃描期間，可以動(dòng)態(tài)地移動(dòng)楔，以針對(duì)穿過橢圓的身體部分或VOI的不同的投影而進(jìn)行調(diào)整。使掃描架旋轉(zhuǎn)360°以生成VOI的多個(gè)視圖，從而確?？傻玫酵暾腦射線數(shù)據(jù)集，以用于重建成可視圖像。(多個(gè))楔24a、24b可以由鋁(Al)、鑰(Mo)、聚四氟乙烯或某些其他合適的材料形成。
系統(tǒng)10還包括從成像設(shè)備12接收所探測(cè)的X射線數(shù)據(jù)的CT采集模塊40以及存儲(chǔ)和/或緩沖原始的X射線數(shù)據(jù)的CT數(shù)據(jù)存儲(chǔ)42。如果錐束稍微重疊，則重疊分析器44對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以確保存在VOI的完整的數(shù)據(jù)集。例如，可以對(duì)冗余射線進(jìn)行加權(quán)和組合。重建處理器46例如使用濾波反投影重建技術(shù)來重建VOI的圖像，以便由工作站48的操作者察看。
在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)試行掃描(pilot scan)確定受試者周長(zhǎng)的輪廓和密度圖。楔位置計(jì)算器50對(duì)VOI進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定VOI的形狀、尺寸、位置和密度。補(bǔ)償器調(diào)整控制器52從楔位置計(jì)算器接收信息并相應(yīng)地調(diào)整(多個(gè))楔24a、24b，以補(bǔ)償受試者的被成像部分的尺寸、形狀和密度。例如，X射線探測(cè)器具有一系列X射線強(qiáng)度，X射線探測(cè)器設(shè)計(jì)為在該強(qiáng)度上操作，并且可以調(diào)整(多個(gè))楔以操縱衰減或增益，從而在探測(cè)器的范圍內(nèi)的強(qiáng)度水平下在探測(cè)器處接收X射線?？刂破?2可以調(diào)整(多個(gè))楔，從而穿過楔和受試者的受輻照部分的X射線衰減的線積分相對(duì)恒定并且導(dǎo)致在探測(cè)器的操作范圍中的選擇的點(diǎn)處或選擇的區(qū)域(例如中點(diǎn))中的輻射強(qiáng)度。在動(dòng)態(tài)地調(diào)整的實(shí)施例中，隨著掃描架在CT采集期間旋轉(zhuǎn)，如從(多個(gè))X射線源所看到的，穿過VOI的路徑長(zhǎng)度和密度將變化。由楔位置計(jì)算器50確定這些路徑長(zhǎng)度和密度的變化，并且控制器52相應(yīng)地調(diào)整(多個(gè))楔?？梢栽诠潭〝?shù)量的楔位置處對(duì)楔位置進(jìn)行校準(zhǔn)，并且可以從固定數(shù)量的楔位置對(duì)中間楔位置進(jìn)行插值。例如，重建處理器可以將試行掃描信息發(fā)送至計(jì)算器和控制器，計(jì)算器和控制器用于根據(jù)路徑長(zhǎng)度和密度變化重新定位楔。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)10與具有偏置探測(cè)器的C臂X射線系統(tǒng)(未示出)(例如X射線源、圖像增強(qiáng)器和視頻讀出`系統(tǒng))和/或具有機(jī)載成像儀的輻射治療設(shè)備聯(lián)合采用。為了在C臂系統(tǒng)上使用，如果楔對(duì)于某些檢查部分而言并非必需，則可以將楔轉(zhuǎn)移至束的外面。在另一實(shí)施例中，通過定位可移動(dòng)的楔(或半蝴蝶結(jié))并且根據(jù)患者的衰減剖面圖而調(diào)整楔的橫向位置來實(shí)現(xiàn)患者特有的優(yōu)選的束成形。如圖2中的箭頭所指示的，如本文所使用的“橫向”描述穿過X射線錐束的移動(dòng)。楔位置在整個(gè)掃描期間可以是固定的(例如，優(yōu)化位置可以由掃描協(xié)議預(yù)先指定或者根據(jù)成像掃描之前的試行掃描中的衰減分布而使用圖像處理算法來確定)，或者，在掃描期間可以相對(duì)于源而移動(dòng)楔?？商娲?，在具有正電子發(fā)射斷層攝影(PET)或單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)的混合錐束CT (CBCT)系統(tǒng)中，可以從PET或SPECT圖像中導(dǎo)出最優(yōu)楔位置。例如，可以將諸如PET或SPECT探測(cè)器頭的核探測(cè)器頭(未示出)可移動(dòng)地耦合至掃描架14。可以將由探測(cè)器頭捕獲的PET或SPECT數(shù)據(jù)重建成對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，然后將對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)用于識(shí)別CT數(shù)據(jù)采集的最優(yōu)楔位置。
在SPECT成像中，投影圖像表示由在探測(cè)器頭上的每個(gè)坐標(biāo)處接收的輻射數(shù)據(jù)定義。在SPECT成像中，準(zhǔn)直器定義射線，沿著該射線接收輻射。在PET成像中，針對(duì)在兩個(gè)頭上同時(shí)發(fā)生的輻射事件而監(jiān)測(cè)探測(cè)器頭輸出。根據(jù)頭的定位和取向以及接收同時(shí)發(fā)生的輻射的面上的位置，計(jì)算同時(shí)發(fā)生的事件探測(cè)點(diǎn)之間的射線。該射線定義線，沿著該線發(fā)生輻射事件。在PET和SPECT這兩者中，來自頭的多個(gè)角取向的輻射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，然后由重建處理器重建成感興趣區(qū)域的橫向的體積圖像表示，將該體積圖像表示存儲(chǔ)在體積圖像存儲(chǔ)器中。
對(duì)于適當(dāng)?shù)脑鲆嫘Ｕ?，可以針?duì)楔的不同的可再現(xiàn)位置而采集空氣掃描、水掃描以及骨等效掃描，以校準(zhǔn)多個(gè)楔位置，并且，可以對(duì)中間楔位置的圖像增益校正進(jìn)行插值。
楔的橫向位置是楔的束成形函數(shù)的一個(gè)參數(shù)，并且可以在CBCT掃描之前或CBCT掃描期間根據(jù)所探測(cè)的患者的衰減分布而調(diào)整(例如，患者越大或患者部分越大，定位在X射線束中的楔部分就越薄)。以這種方式，可以實(shí)現(xiàn)“一個(gè)楔適合所有患者”的方案。
在另一實(shí)施例中，單個(gè)錐束X射線源定位在掃描架上，與偏置平板X射線探測(cè)器相對(duì)，楔定位在X射線源和檢查區(qū)域之間，VOI定位在該檢查區(qū)域中。由X射線源發(fā)射的束可以穿過VOI的大約一半或更多，并且，當(dāng)掃描架在360°旋轉(zhuǎn)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以收集完整的X射線數(shù)據(jù)集。可以隨著掃描架旋轉(zhuǎn)而調(diào)整楔，以維持相對(duì)恒定的穿過VOI的X射線路徑的衰減線積分，從而保持圖像增益大致恒定，這進(jìn)而有助于重建具有良好的對(duì)比度的圖像。
圖2是同時(shí)在180°的相對(duì)的位置(a)和(b)處圖示說明的系統(tǒng)10的X射線源和偏置探測(cè)器部分的圖示說明。兩個(gè)X射線源位置20a、20b在相對(duì)的取向生成錐形X射線束，以生成包圍VOI 18(例如，在本示例中為人體胸部)的視場(chǎng)(F0V)。每個(gè)X射線錐束在平板探測(cè)器22a、22b處被接收，并且使用濾波器和/或準(zhǔn)直器(未示出)來生成，以創(chuàng)建期望的錐形。為了以可再現(xiàn)的方式改變楔24a、24b相對(duì)于源和探測(cè)器的橫向位置，可以采用各種機(jī)械器件。在一個(gè)實(shí)施例中，將用于自動(dòng)平移楔的器件集成到所采用的特定的X射線系統(tǒng)的準(zhǔn)直器中。
另外，可以采用不同的器件來針對(duì)給定形狀和尺寸的VOI而確定楔的最優(yōu)橫向位置。在一個(gè)實(shí)施例中，楔位置在CBCT采集期間是固定的，并且在掃描之前取決于所選擇的掃描協(xié)議(例如針對(duì)頭部、軀·干、外圍的掃描的不同的預(yù)定位置和/或兒科協(xié)議等)或取決于從偵察投影或低劑量掃描中提取的信息而確定。在后者的情況下，使用圖像處理技術(shù)從衰減剖面圖提取相關(guān)參數(shù)，特別是對(duì)象的空間維度(寬度和深度)以及對(duì)象的投影邊界的位置，并且根據(jù)這些參數(shù)而最優(yōu)地放置楔。
在其他實(shí)施例中，在掃描期間取決于從所采集的投影中實(shí)時(shí)地提取的信息而自動(dòng)地調(diào)整楔位置。另外或可替代地，在具有SPECT或PET的混合CBCT系統(tǒng)中，可以從PET或SPECT圖像導(dǎo)出最優(yōu)楔位置。對(duì)于適當(dāng)?shù)脑鲆嫘Ｕ约靶ǖ氖不蜕⑸湫?yīng)的校正而言，可以預(yù)先針對(duì)不同的楔位置而進(jìn)行校準(zhǔn)。在期望連續(xù)轉(zhuǎn)移楔的方案中，可以借助于在許多固定位置處采集的校準(zhǔn)圖像之間的插值來獲得適當(dāng)?shù)男?zhǔn)圖像。
圖3圖示說明了同時(shí)在180°的相對(duì)的位置(a)和(b)處圖示說明的CBCT掃描系統(tǒng)10的另一結(jié)構(gòu)，其中，轉(zhuǎn)移楔，以根據(jù)在不同的旋轉(zhuǎn)位置處穿過VOI的路徑長(zhǎng)度而調(diào)整束所穿過的楔材料的寬度/厚度。例如，VOI的中間厚度部分定位在X射線源位置20a的視場(chǎng)中，并且，楔24a與該束中的中央部分一起定位，以根據(jù)VOI的相對(duì)厚度而使錐束衰減。VOI的較薄的部分定位在20b處的X射線源的視場(chǎng)中，并且楔24b與X射線束中的較厚的部分一起定位，以增加第二 X射線源所發(fā)射的束的衰減，從而穿過VOI的較薄的部分的X射線的線積分大致等于穿過VOI的較厚的部分的X射線的線積分。類似地，當(dāng)20c處的X射線源將X射線束投影在穿過VOI的最長(zhǎng)路徑中，則轉(zhuǎn)移楔24c，從而使其最薄的部分在束中。以這種方式，可以在單個(gè)掃描架的旋轉(zhuǎn)期間收集完整的一組具有相對(duì)恒定的強(qiáng)度的精確的X射線數(shù)據(jù)，并且VOI受到比用其他方法呈現(xiàn)的輻射(例如，在多旋轉(zhuǎn)CT掃描中)更少的輻射。
圖4圖示說明了楔24的一個(gè)實(shí)施例，其中，楔具有典型的楔形，包括大致矩形的基底60以及向與基底相對(duì)的邊緣62逐漸變細(xì)的頂側(cè)和底側(cè)。由于在X射線源的前面調(diào)整楔位置，因而楔材料的厚度變化，從而改變X射線錐束的束硬度或能量含量。將意識(shí)到，楔24不限于具有所圖示說明的幾何形狀，而是可以將任何合適的幾何形狀與本文所描述的系統(tǒng)和/或方法聯(lián)合使用。
圖5圖示說明了楔24的另一實(shí)施例，其中，基底60是三角形，并且兩個(gè)頂面向邊緣62和64逐漸變細(xì)。由于在X射線源的前面調(diào)整楔24的位置，因而該配置許可兩個(gè)平面中的錐束調(diào)整。
圖6圖示說明了楔24的另一實(shí)施例，其中，基底60具有像蝴蝶結(jié)的形狀，并且楔的側(cè)面向邊緣62逐漸變細(xì)。在該實(shí)施例中，頂面66具有大約沿著基底和邊緣62之間的表面的中心向下延伸的折痕。 這使得楔沿著從基底60至邊緣62的縱向軸而在中心比在側(cè)面更薄，這許可隨著操縱楔位置而進(jìn)一步操縱X射線束。
圖7圖示說明了頂面和底面并非平面的楔24的實(shí)施例。
圖8圖示說明了兩個(gè)楔25a、25b定位成平坦的底面或其他表面彼此鄰接的實(shí)施例?？梢元?dú)立地移動(dòng)兩個(gè)楔，從而在衰減特性的調(diào)整中獲得更大的自由度。在另一實(shí)施例中，可機(jī)械調(diào)整的楔具有可調(diào)整的斜坡，可以操縱該斜坡以調(diào)整X射線束的衰減。
已參考若干個(gè)實(shí)施例來描述創(chuàng)新。在閱讀并理解先前的詳細(xì)的說明書的基礎(chǔ)上，可以修改和變更為其他。其意在將創(chuàng)新解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們落在所附權(quán)利要求
書及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)(10)，包括: 旋轉(zhuǎn)掃描架(14)，其具有檢查區(qū)域，感興趣體積(VOI) (18)定位在該檢查區(qū)域中；透射X射線源(20a、20b)，安裝為與所述掃描架(14)一起旋轉(zhuǎn)，其發(fā)射的X射線束穿過所述檢查區(qū)域到達(dá)X射線探測(cè)器(22a、22b);以及 可移動(dòng)的楔形衰減濾波器(24a、24b )，定位在所述X射線源(20a、20b )和所述檢查區(qū)域之間，從而所述楔形衰減濾波器相對(duì)于所述X射線束可移動(dòng)，以調(diào)整所述X射線束的衰減；楔位置計(jì)算器(50)，其對(duì)所述感興趣體積進(jìn)行監(jiān)測(cè)以確定所述感興趣體積的形狀、尺寸、位置和密度；以及 補(bǔ)償器調(diào)整控制器(52)，其根據(jù)所述感興趣體積的形狀、尺寸、位置和密度調(diào)整所述楔形衰減濾波器(24a，24b )。
2.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源(20a、20b)生成穿過所述感興趣體積(18)的半視場(chǎng)，并且在使所述掃描架旋轉(zhuǎn)180°時(shí)生成互補(bǔ)的半視場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述楔形衰減濾波器(24a、24b)進(jìn)行以下中的至少一個(gè): 可橫向地移動(dòng)穿過所述X射線束；以及 可移動(dòng)地更靠近或更 遠(yuǎn)離所述X射線源(20a、20b)。
4.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線探測(cè)器(22a、22b)是平板X射線探測(cè)器，并且其中，在計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)采集期間使所述掃描架(14)旋轉(zhuǎn)360°以生成所述感興趣體積(18)的完整的一組X射線數(shù)據(jù)，并且所述系統(tǒng)還包括: 重疊分析器(44)，所述重疊分析器對(duì)在所述掃描架(14)的360°旋轉(zhuǎn)期間沿著冗余射線收集的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以提煉所述X射線數(shù)據(jù)；以及 重建處理器(46 )，所述重建處理器從所提煉的X射線數(shù)據(jù)重建所述感興趣體積(18 )的CT圖像。
5.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中: 所述楔位置計(jì)算器(50)確定所述X射線束在所述X射線源的每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置處遇到的路徑長(zhǎng)度和密度信息；以及 所述補(bǔ)償器調(diào)整控制器(52)實(shí)時(shí)地接收路徑長(zhǎng)度和密度信息，并且在旋轉(zhuǎn)期間調(diào)整所述楔形衰減濾波器(24a、24b)的位置； 其中，所述楔位置計(jì)算器(50)根據(jù)在所述X射線探測(cè)器處探測(cè)的X射線增益以及路徑長(zhǎng)度和密度信息而計(jì)算楔位置。
6.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述楔形衰減濾波器(24a、24b)具有矩形的基底、連接至所述基底并且向與所述基底相對(duì)的邊緣逐漸變細(xì)的兩個(gè)相對(duì)的三角形側(cè)面以及連接至所述基底和與所述基底相對(duì)的所述邊緣的兩個(gè)矩形側(cè)面。
7.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，還包括可移動(dòng)地安裝到所述掃描架(14)的至少兩個(gè)核探測(cè)器頭，其中，所述核探測(cè)器頭是正電子發(fā)射斷層攝影(PET)探測(cè)器頭或單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)探測(cè)器頭中的至少一個(gè)。
8.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述X射線源(24a、24b)是錐束X射線源。
9.如權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其中，所述楔形衰減濾波器(24a、24b)具有下列配置中的至少一個(gè):具有偽蝴蝶結(jié)形狀的基底(60)，其耦合至頂面(66)，所述頂面具有沿著其長(zhǎng)度延伸至與底面共有的邊緣(62)的大致中心的折痕； 矩形基底(60 )，其耦合至在共同的邊緣(62 )處相遇的彎曲的頂面和底面；或者 雙楔布置，其中，第一楔(25a)和第二楔(25b)可滑動(dòng)且可調(diào)整地彼此耦合。
10.一種使用如權(quán)利要求
1所述的成像系統(tǒng)(10)來執(zhí)行CT掃描的方法，包括: 確定所述檢查區(qū)域中的所述感興趣體積(18)的形狀、尺寸和密度信息； 根據(jù)所述X射線探測(cè)器的增益和所述形狀、尺寸和密度信息將所述楔形衰減濾波器(24a、24b)定位在所述X射線源(20a、20b)的前面的位置處； 啟動(dòng)CT數(shù)據(jù)采集和掃描架旋轉(zhuǎn)；以及 隨著所述掃描架(14)圍繞所述感興趣體積(18)旋轉(zhuǎn)而調(diào)整所述楔形衰減濾波器(24a、24b)相對(duì)于所述X射線源(20a、20b)的位置，以維持相對(duì)均勻的X射線衰減。
11.一種生成受試者的3D圖像的方法，包括: 評(píng)價(jià)X射線成像設(shè)備的檢查區(qū)域中的VOI (18)，以確定關(guān)于所述檢查區(qū)域中的一部分所述VOI (18)的尺寸、形狀和密度信息； 將可調(diào)整的楔形衰減濾波器(24a、24b )定位在錐形X射線束中的位置處并且根據(jù)所述VOI (18 )的尺寸、形狀和密度信息而調(diào)整所述可調(diào)整的楔形衰減濾波器(24a、24b )，所述可調(diào)整的楔形衰減濾波器(2 4a、24b)可在X射線源(20a、20b)的前面移動(dòng)；以及啟動(dòng)CT數(shù)據(jù)采集和掃描架旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求
11所述的方法，還包括隨著所述掃描架(14)圍繞所述VOI(18)旋轉(zhuǎn)而調(diào)整所述楔形衰減濾波器(24a、24b)相對(duì)于所述X射線源(20a、20b)的位置，以維持穿過所述VOI (18)的X射線路徑的相對(duì)均勻的線積分，其中，所述X射線源(20a、20b)安裝為與所述掃描架(14) 一起旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射X射線錐束穿過所述檢查區(qū)域到達(dá)X射線探測(cè)器(22a、22b)，從而生成穿過所述VOI (18)的半視場(chǎng)，并且在使所述掃描架旋轉(zhuǎn)180°時(shí)生成互補(bǔ)的半視場(chǎng)。
13.如權(quán)利要求
11所述的方法，還包括以下至少一個(gè): 沿相對(duì)于所述X射線束的橫向方向調(diào)整所述楔形衰減濾波器(24a、24b)，以調(diào)整所述X射線所穿過的楔材料的厚度；以及 將所述楔形衰減濾波器(24a、24b)的位置調(diào)整為更靠近或更遠(yuǎn)離所述X射線源(20a、20b)。
14.如權(quán)利要求
11所述的方法，還包括: 將已橫穿所述VOI (18)的X射線轉(zhuǎn)換為成像數(shù)據(jù)；以及 從所述成像數(shù)據(jù)重建所述VOI (18)的3D圖像。
專利摘要
在生成受試者或患者的3D圖像時(shí)，錐形束X射線源(20a、20b)安裝到可旋轉(zhuǎn)掃描架(14)，與偏置平板X射線探測(cè)器(22a、22b)相對(duì)。合適的材料(例如鋁等)的楔形衰減濾波器(24a、24b)可調(diào)整地定位在錐形束中，以根據(jù)感興趣體積(18)的形狀、尺寸和密度而選擇性地使該束衰減，X射線穿過該感興趣體積，以便將X射線強(qiáng)度或增益維持在可接受水平的范圍內(nèi)的相對(duì)恒定的水平。
文檔編號(hào)A61B6/03GKCN101854863 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200880115907
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2008年11月4日
發(fā)明者M·貝爾特拉姆, J·維格特, J·F·韋塞爾, D·索厄德斯-埃梅德, M·J·彼得里洛 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan