專利名稱：在成象系統(tǒng)中間接檢定高壓的方法和裝置的制作方法
一般來說，本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)層析X-射線攝影(CT)成象，更具體地說，本發(fā)明涉及在成象系統(tǒng)中X-射線源電壓的測(cè)量。
在至少一種已知CT系統(tǒng)構(gòu)造中，一個(gè)X-射線源投射一扇形束，該扇形束經(jīng)過校準(zhǔn)位于卡笛爾坐標(biāo)系的X-Y平面內(nèi)，這個(gè)平面通常被稱為“成象平面”。X-射線束穿過被成象的物體，例如一個(gè)病人。射線束在被物體衰減之后，照射到一個(gè)輻射探測(cè)器陣列上。在探測(cè)器陣列接收到的經(jīng)過衰減射線束輻射強(qiáng)度與X-射線束被物體衰減的程度有關(guān)。探測(cè)器陣列中的每一個(gè)探測(cè)器單元產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立的電信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是射線束在該探測(cè)器位置衰減程度的一個(gè)量度。從所有探測(cè)器獨(dú)立地獲取衰減測(cè)量結(jié)果以產(chǎn)生一個(gè)傳輸分布。
在已知的第三代CT系統(tǒng)中，X-射線源和探測(cè)器陣列與位于成象平面內(nèi)的一個(gè)機(jī)架一起圍繞著被成象物體旋轉(zhuǎn)，使得X-射線束與物體之間的夾角始終在變化。在一個(gè)機(jī)架角度由探測(cè)器陣列獲取的一組X-射線衰減測(cè)量結(jié)果，即投射數(shù)據(jù)，被稱為一個(gè)“視圖”。對(duì)于物體的一次“掃描”包括在X-射線源和探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過程中在不同機(jī)架角度獲得的一組視圖。
按照軸向掃描，對(duì)投射數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以構(gòu)成對(duì)應(yīng)于通過物體所取的一個(gè)兩維切片的一個(gè)圖象。在本領(lǐng)域中有一種從一組投射數(shù)據(jù)重構(gòu)一幅圖象的方法被稱為過濾反向投影技術(shù)。這種方法將從一次掃描獲得的衰減測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成被稱為“CT數(shù)”或“Hounsfield單位”的整數(shù)，這些整數(shù)用于控制對(duì)應(yīng)于一個(gè)陰極射線管顯示器象素的亮度。
為了減少總掃描時(shí)間，可以進(jìn)行“螺旋”掃描。為了實(shí)施“螺旋”掃描，在獲取預(yù)定數(shù)目切片的數(shù)據(jù)的同時(shí)移動(dòng)病人。這種系統(tǒng)在一次扇形束螺旋掃描中產(chǎn)生一條單螺旋線。由所說扇形束繪出的螺旋線產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)可以重構(gòu)每個(gè)預(yù)定切片的圖象。
通常要求在輸送之前，輸送之后和在更換某些部件時(shí)進(jìn)行某些安全測(cè)試。其中一種測(cè)試就是驗(yàn)證施加到X-射線源上的電壓。這個(gè)電壓通常被稱為峰值千伏(KVp)，并且所說KVp一般與成象系統(tǒng)和所使用的X-射線源有關(guān)。一般的X-射線成象系統(tǒng)都會(huì)由于在X-射線源上施加不正確的電壓而產(chǎn)生誤差和圖象虛影。CT系統(tǒng)特別容易受到射線源KVp變化的破壞，因?yàn)镃T系統(tǒng)依賴于已知的KVp對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以消除例如射線束硬化之類的效應(yīng)。一個(gè)成象系統(tǒng)的KVp穩(wěn)定性可能會(huì)由于諸如長(zhǎng)期部件漂移或部件應(yīng)力等事件而下降。結(jié)果，維護(hù)人員要定期地進(jìn)行KVp重復(fù)標(biāo)定，而這種重新標(biāo)定是非常耗時(shí)的。在至少一種已知的CT系統(tǒng)中，使用獨(dú)立的市售儀器測(cè)量所說的KVp。這些獨(dú)立的儀器通常需要在成象系統(tǒng)中添加輔助部件。這些輔助部件難以獲得可重復(fù)結(jié)果，并且增加了成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性。此外，所說輔助部件可能需要進(jìn)行單獨(dú)的標(biāo)定和校準(zhǔn)過程。
因此，為了獲得測(cè)量KVp的可重復(fù)結(jié)果，需要提供一種成象系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用一個(gè)病人之前(pre-patient)的濾光器和探測(cè)器陣列的信號(hào)強(qiáng)度間接地測(cè)定所說X-射線源電壓。還需要提供在不增加成本和系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下提供這樣一種系統(tǒng)。
在一個(gè)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)這些和其它目的，所說系統(tǒng)，在一個(gè)實(shí)施例中，利用一個(gè)病人之前的濾光器和探測(cè)器陣列的強(qiáng)度信號(hào)間接地測(cè)定施加在X-射線源上的電壓(KVp)。更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，所說病人之前的濾光器是一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，并且包括多個(gè)衰減部分。
在操作中，通過用X-射線束通過所說濾光器的不同衰減部分進(jìn)行輻照，在所說探測(cè)器陣列測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生不同的衰減。在一個(gè)實(shí)施例中，完成一次掃描，并測(cè)量所說探測(cè)器陣列中每個(gè)單元的強(qiáng)度信號(hào)，從而對(duì)濾光器的不同衰減部分生成一個(gè)強(qiáng)度信號(hào)。利用對(duì)于所說濾光器的不同衰減部分的衰減標(biāo)定基準(zhǔn)和所測(cè)得的衰減信號(hào)強(qiáng)度的比值，可以間接地確定施加到X-射線源上的電壓。本發(fā)明可以應(yīng)用于單片層和多片層計(jì)算機(jī)X-射線層析攝影系統(tǒng)，包括兩片層和四片層系統(tǒng)。
利用所說病人之前的濾光器的不同衰減部分和探測(cè)器陣列信號(hào)強(qiáng)度，間接地確定X-射線源電壓。此外，在不明顯地增加系統(tǒng)的成本或復(fù)雜性的前提下確定X-射線源電壓。


圖1為一個(gè)CT成象系統(tǒng)的示意圖。
圖2為圖1所示系統(tǒng)的方框示意3為CT系統(tǒng)探測(cè)器陣列的透視圖。
圖4為探測(cè)器模塊的透視圖。
圖5為圖1所示CT成象系統(tǒng)沿X-軸向的示意圖。
圖6為圖5所示CT成象系統(tǒng)沿Z-軸向的示意圖。
圖7為表示濾光器衰減相對(duì)于扇形角度的曲線圖。
圖8為表示濾光器中心-邊緣衰減比值相對(duì)于Kvp的曲線圖。
參見圖1和圖2，如圖所示，計(jì)算機(jī)X-射線層析攝影(CT)成象系統(tǒng)10包括一個(gè)機(jī)架12，該機(jī)架代表一臺(tái)“第三代”CT掃描機(jī)。機(jī)架12包括一個(gè)X-射線源14，該射線源向位于機(jī)架12相反一側(cè)的一個(gè)探測(cè)器陣列18投射X-射線束16。探測(cè)器陣列18是由探測(cè)器元件，或單元20構(gòu)成的，這些探測(cè)器單元共同探測(cè)穿過一個(gè)病人22的投射X-射線。每個(gè)探測(cè)器單元20產(chǎn)生表示入射X-射線束強(qiáng)度，進(jìn)而表示當(dāng)所說射線束穿過病人22時(shí)的衰減程度的一個(gè)電信號(hào)。在獲取X-射線投射數(shù)據(jù)的一次掃描過程中，機(jī)架12和安裝在其上的各種部件圍繞一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心24旋轉(zhuǎn)。
機(jī)架12的旋轉(zhuǎn)和X-射線源14的操作由CT系統(tǒng)10的一個(gè)控制機(jī)構(gòu)26操縱?？刂茩C(jī)構(gòu)26包括一個(gè)X-射線控制器28，該控制器向X-射線源14和用于控制機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度和位置的一個(gè)機(jī)架馬達(dá)控制器30提供電力和時(shí)序信號(hào)。設(shè)置在控制機(jī)構(gòu)26中的一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)32從探測(cè)器單元20中采樣模擬數(shù)據(jù)，并將所說模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以備進(jìn)行后續(xù)處理。一個(gè)圖象重構(gòu)裝置34從DAS32接收經(jīng)過采樣和數(shù)字化的X-射線數(shù)據(jù)，并進(jìn)行高速圖象重構(gòu)。重構(gòu)的圖象作為輸入傳送到計(jì)算機(jī)36中，所說計(jì)算機(jī)將所說圖象存儲(chǔ)在一個(gè)大容量存儲(chǔ)裝置38中。
計(jì)算機(jī)36還借助于一個(gè)用戶接口裝置，或者一個(gè)圖象用戶界面(GUI)接收和傳輸信號(hào)。具體地說，計(jì)算機(jī)從一個(gè)操作者通過一個(gè)包括鍵盤和鼠標(biāo)(未示出)的控制臺(tái)40接收命令和掃描參數(shù)。一個(gè)相連的陰極射線管顯示器42使操作者可以觀看重構(gòu)的圖象和來自計(jì)算機(jī)36的其它數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)36利用操作者發(fā)出的命令和參數(shù)向X-射線控制器28、機(jī)架馬達(dá)控制器30、DAS32、和工作臺(tái)馬達(dá)控制器44提供控制信號(hào)和信息。
如圖3和圖4所示，探測(cè)器陣列18包括多個(gè)探測(cè)器模塊58。每個(gè)探測(cè)器模塊58固定到一個(gè)探測(cè)器機(jī)體60上。每個(gè)模塊58包括一個(gè)多維閃爍體陣列62和一個(gè)高密度半導(dǎo)體陣列(沒有露出)。在閃爍體陣列62之上和附近設(shè)置有一個(gè)在病人之后的平行光管(未示出)以在這些X-射線束照射到閃爍體陣列62上之前對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直。閃爍體陣列62包括排列成一個(gè)陣列的多個(gè)閃爍體單元，所說半導(dǎo)體陣列包括排列成一個(gè)相同陣列的多個(gè)光電二極管(沒有露出)。所說光電二極管沉積，或形成在基體64上，閃爍體陣列62設(shè)置并固定在基體64之上。
探測(cè)器模塊58還包括與一個(gè)探測(cè)器68電連接的一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置66。轉(zhuǎn)換裝置66是與光電二極管陣列大小相同的一個(gè)多維半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換裝置66包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管陣列(未示出)，每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)具有一個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端和一條控制線(未示出)。轉(zhuǎn)換裝置66連接在所說光電二極管陣列與DAS32之間。具體地說，每個(gè)轉(zhuǎn)換裝置的FET輸入端與一個(gè)光電二極管陣列輸出端電連接，每個(gè)轉(zhuǎn)換裝置的FET輸出端與DAS 32電連接，例如，利用柔性電纜70。
解碼器68根據(jù)所需的片層數(shù)量和每個(gè)片層的片層分辨率控制轉(zhuǎn)換裝置66的操作以啟用、禁用、或組合光電二極管陣列的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器68是如本領(lǐng)域所知的一個(gè)解碼器芯片或一個(gè)FET控制器。解碼器68包括與轉(zhuǎn)換裝置66和計(jì)算機(jī)36相連的多條輸出和控制線。具體地說，所說的解碼器輸出端與所說轉(zhuǎn)換裝置控制線電連接以使轉(zhuǎn)換裝置66能夠?qū)⑦m合的數(shù)據(jù)從所說轉(zhuǎn)換裝置輸入端傳送到所說轉(zhuǎn)換裝置輸出端。所說解碼器控制線與所說轉(zhuǎn)換裝置控制線電連接，并確定啟用哪一個(gè)解碼器輸出端。利用解碼器68，確定啟用、禁用、或組合轉(zhuǎn)換裝置66中特定的FET，使得光電二極管陣列的特定輸出端與CT系統(tǒng)DAS32電連接。在限定為16片層模式的一個(gè)實(shí)施例中，解碼器68啟用轉(zhuǎn)換裝置66，使得所說光電二極管陣列的所有行都與DAS 32電連接，從而將16個(gè)片層的數(shù)據(jù)獨(dú)立地、同時(shí)傳送到DAS 32。當(dāng)然，許多其它片層組合方式也是可以的。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，探測(cè)器18包括57個(gè)探測(cè)器模塊58。所說半導(dǎo)體陣列和閃爍體陣列62的陣列大小分別為16×16。結(jié)果，探測(cè)器18具有16行和912列(16×57個(gè)模塊)，它使得機(jī)架12每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈能夠同時(shí)采集16個(gè)片層的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于任何特定的陣列尺寸，根據(jù)具體操作者的需要，所說陣列可以較大或較小。此外，探測(cè)器18可以以多種不同的片層厚度和數(shù)量模式，例如一個(gè)、兩個(gè)、和四個(gè)片層模式操作。舉例來說，這些FET可以按照四片層模式構(gòu)成，從而利用一行或多行光電二極管陣列采集四個(gè)片層的數(shù)據(jù)。根據(jù)由解碼器控制線限定的FET的具體構(gòu)造，可以啟用、禁用、或組合光電二極管陣列的各種輸出組合，從而片層厚度可以是例如1.25mm、2.5mm、3.75mm、或5mm。其它的示例包括單片層模式，該模式包括片層厚度為1.25mm至20mm的一個(gè)片層，和兩片層模式，該模式包括片層厚度為1.25mm至10mm的兩個(gè)片層。上述以外的其它模式也是可以的。
圖5和圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。X-射線束16從X-射線源14的一個(gè)焦點(diǎn)90發(fā)射出來。利用濾光器組件92可以改變X-射線束16的強(qiáng)度和質(zhì)量，經(jīng)過濾光的射線束16投射到探測(cè)器陣列18。更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，濾光器組件92包括一個(gè)固定濾光器部分94，一個(gè)Z-軸可移動(dòng)濾光器98，其包括一個(gè)第一濾光器100和一個(gè)第二濾光器102。濾光器100和102分別用于改變X-射線束16的強(qiáng)度和質(zhì)量。更具體地說，濾光器100和102各自的形狀和材料成分使得利用濾光器組件92根據(jù)可移動(dòng)濾光器98的位置可以生成唯一的、或不同的質(zhì)量和強(qiáng)度的射線束。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)濾光器組件92在Z-軸上的位置，利用第一濾光器100或第二濾光器102對(duì)射線束16進(jìn)行濾光。
特別是，如圖6所示，第一濾光器100包括一種第一濾光器材料110，一種第二濾光器材料112和位于，或插入材料110和112之間的一種第三濾光器材料114。在一個(gè)實(shí)施例中，第一濾光器100構(gòu)成一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，各種材料110、112和114分別為石墨、鋁和銅。例如，材料110可以為2.0毫米厚，材料112可以為0.25厚，材料114大約為75微米厚，從而第一濾光器100用于生成較硬的X-射線束質(zhì)量，例如用于進(jìn)行身體掃描。在另一個(gè)實(shí)施例中，材料110、112和114的數(shù)量、厚度和形狀可以選擇以產(chǎn)生所需的、選定的衰減特性。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二濾光器102包括一種第一濾光器材料120和一種第二濾光器材料122。第一和第二濾光器材料120和122的物理結(jié)構(gòu)和選擇可以分別選定，使得從第二濾先器102出射的X-射線束具有與從第一濾光器100出射的X-射線束相同的強(qiáng)度和質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施例中，第二濾光器102用于產(chǎn)生較軟的X-射線束質(zhì)量，從與材料110和112相同的材料中選擇其材料，但是第二濾光器第一和第二材料120和122的物理形狀改變了。例如，第二濾光器102制成一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，用于產(chǎn)生較窄的X-射線束，并且第二部分第一濾光器材料120為石墨，第二濾光器材料122為鋁。利用所述的第二濾光器102，可以進(jìn)行頭部掃描。在替換實(shí)施例中，可以從除材料110和112以外的其它形狀和材料中選擇各種形狀和濾光器材料120和122。此外，與濾光器100類似，第二濾光器102可以包括任何數(shù)量的材料。
更具體地說，第一濾光器100包括一個(gè)第一衰減部分140和一個(gè)第二衰減部分142。由于使用蝴蝶結(jié)形濾光器100，第一衰減部分140可以設(shè)置在第一濾光器100的大約中心位置，第二衰減部分142可以設(shè)置在濾光器100的邊緣處。各個(gè)部分140和142的衰減量由各種材料110、112和114的厚度和衰減特性決定。例如，在第一濾光器100的中心，部分140的衰減為例如一個(gè)最小衰減值。相反，由于材料110、112和114的物理特性，部分142的衰減量為例如一個(gè)最大衰減值。
在操作過程中，濾光器組件92設(shè)置的位置使得X-射線束16朝向探測(cè)器陣列18輻射。更具體地說，可移動(dòng)的濾光器98設(shè)置的位置使得能夠使用可移動(dòng)濾光器92的適合濾光器、例如第一濾光器100對(duì)X-射線束16進(jìn)行濾光。然后使用經(jīng)過例如第一濾光器100濾光的X-射線束16進(jìn)行一次掃描，如身體掃描。在掃描過程中，從探測(cè)器陣列18采集、或測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度。特別是，測(cè)量探測(cè)器陣列18的每個(gè)單元的信號(hào)強(qiáng)度，所測(cè)得的強(qiáng)度信號(hào)表示照射到探測(cè)器陣列的X-射線束16的強(qiáng)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，在采集一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)度信號(hào)之處，探測(cè)器陣列18中每一個(gè)單元的強(qiáng)度信號(hào)表示射線束16的一個(gè)對(duì)應(yīng)扇形角度的強(qiáng)度和該特定角度下濾光器92的衰減部分。更具體地說，對(duì)于位于探測(cè)器陣列18的等角點(diǎn)的一個(gè)探測(cè)器單元，強(qiáng)度信號(hào)表示一個(gè)0度的扇形角度。對(duì)于離開探測(cè)器陣列18的等角點(diǎn)的一個(gè)探測(cè)器單元，例如在探測(cè)器陣列18的一個(gè)端部150，強(qiáng)度信號(hào)表示一個(gè)第二扇形角度，例如25度。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，表示0度扇形角度的探測(cè)器單元的強(qiáng)度信號(hào)是由濾光器100的第一衰減部分140衰減的。從表示25度扇形角度的探測(cè)器單元同時(shí)測(cè)量、或采集的強(qiáng)度信號(hào)是由濾光器100的第二衰減部分142衰減的。結(jié)果，從位于探測(cè)器陣列18的邊緣150附近的一個(gè)單元獲得的強(qiáng)度信號(hào)的衰減程度大于從位于探測(cè)器陣列18的等角點(diǎn)的一個(gè)單元獲得的強(qiáng)度信號(hào)。例如，如圖7所示，濾光器100的衰減是扇形角度和Kvp的函數(shù)。
然后使用從探測(cè)器陣列18的等角點(diǎn)獲得的強(qiáng)度信號(hào)和從探測(cè)器陣列18的邊緣150獲得的強(qiáng)度信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)中心相對(duì)于邊緣的蝴蝶結(jié)形衰減比測(cè)量值。利用衰減比測(cè)量值，確定X-射線源電壓。更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用一個(gè)標(biāo)定函數(shù)將衰減比測(cè)量值轉(zhuǎn)換為KVp值確定X-射線源電壓KVp。特別是，標(biāo)定函數(shù)是在系統(tǒng)10的制造過程中通過利用濾光器98，例如濾光器100進(jìn)行一次掃描而確定的。然后處理利用探測(cè)器陣列18采集的掃描數(shù)據(jù)，以確定在不同的扇形角度以及在至少一個(gè)X-射線源基準(zhǔn)電壓，例如100Kv下濾光器98，例如第一部分140和第二部分142的衰減部分的平均衰減比。在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)繪出這些結(jié)果，并且將所得曲線與一個(gè)三階多項(xiàng)式進(jìn)行擬合，例如，如圖8所示，圖中表示了濾光器中心與邊緣的衰減比相對(duì)于KVp的特性。然后將多項(xiàng)式系數(shù)和衰減比保存在例如計(jì)算機(jī)36的一個(gè)存儲(chǔ)器(未示出)中。存儲(chǔ)器的內(nèi)容表示經(jīng)過標(biāo)定的X-射線源(Kv)相對(duì)于衰減基準(zhǔn)。
如果需要在系統(tǒng)10的操作過程中間接測(cè)量X-射線源電壓，則使用由探測(cè)器陣列18獲得的強(qiáng)度信號(hào)以產(chǎn)生衰減比測(cè)量值。然后利用存儲(chǔ)的標(biāo)定多項(xiàng)式將衰減比測(cè)量值轉(zhuǎn)換成X-射線源電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，X-射線束電壓為KVp＝k0+R*k1+R2*k2+R3*k3其中R＝衰減比測(cè)量值，k0、k1、k2、和k3為標(biāo)定多項(xiàng)式的系數(shù)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，衰減比測(cè)量值是根據(jù)一個(gè)平均等角點(diǎn)衰減值和一個(gè)平均邊緣衰減值確定的。所說平均等角點(diǎn)衰減值是通過從一第一組探測(cè)器單元，例如從在陣列18等角點(diǎn)周圍的90個(gè)信道采集強(qiáng)度信號(hào)而確定的。然后將從所說第一組探測(cè)器單元獲得的強(qiáng)度信號(hào)組合、相加，確定一個(gè)等角點(diǎn)衰減平均值。所說平均邊緣衰減值是通過從一第二組探測(cè)器陣列單元，例如單元1-90和822-912采集強(qiáng)度信號(hào)而確定的。然后將從所說第二組探測(cè)器單元獲得的強(qiáng)度信號(hào)組合、或相加，確定一個(gè)邊緣衰減平均值。然后，如上所述，使用所說平均等角點(diǎn)衰減值與所說平均邊緣衰減值的比值確定KVp。
上述系統(tǒng)利用放置在病人之前的濾光器的不同衰減部分和所說探測(cè)器陣列信號(hào)強(qiáng)度間接地確定所說X-射線源電壓。此外，所述系統(tǒng)還能夠在不明顯增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性的前提下產(chǎn)生可重復(fù)的結(jié)果。
從以上對(duì)于本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的描述可知，顯然能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。盡管已經(jīng)詳細(xì)介紹和說明的本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚地理解，以上內(nèi)容只是以說明和舉例的方式給出的，而不是以限定方式給出的。例如，在本申請(qǐng)中所述的CT系統(tǒng)是一個(gè)“第三代”系統(tǒng)，其中X-射線源和探測(cè)器都與機(jī)架一起旋轉(zhuǎn)。還可以使用許多其它CT系統(tǒng)，包括“第四代”系統(tǒng)，其中探測(cè)器是一個(gè)全環(huán)形靜止探測(cè)器，只有X-射線源隨機(jī)架一起旋轉(zhuǎn)。類似地，所述系統(tǒng)可以用于任何多片層系統(tǒng)。此外，上述電壓確定方法可以用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)36中的一種算法實(shí)施。因此，本發(fā)明的構(gòu)思和范圍僅由所附各項(xiàng)權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)成象系統(tǒng)中檢定X-射線源電壓的一種方法，所說成象系統(tǒng)包括一個(gè)探測(cè)器陣列、用于朝向所說探測(cè)器陣列發(fā)射X-射線束的一個(gè)X-射線源和具有至少一個(gè)第一衰減部分和一個(gè)第二衰減部分的一個(gè)放置在病人之前的濾光器，所說方法包括以下步驟在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第二衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于所說濾光器是一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，所說蝴蝶結(jié)形濾光器第一衰減部分位于所說濾光器的中心，而所說第二衰減部分位于所說濾光器的一個(gè)邊緣，其中在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度的步驟包括使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的一種方法，其特征在于使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射的步驟包括使X-射線束以大約0度的扇形角度出射的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的一種方法，其特征在于所說探測(cè)器陣列包括沿X-軸排列具有一個(gè)等角點(diǎn)的多個(gè)探測(cè)器單元，其中在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度的步驟包括從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的一種方法，其特征在于從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)的步驟包括以下步驟從位于所說等角點(diǎn)附近的多個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)；和根據(jù)多個(gè)探測(cè)器單元強(qiáng)度信號(hào)確定一個(gè)平均強(qiáng)度信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種方法，其特征在于在探測(cè)器陣列確定從所說濾光器第二衰減部分出射的X-射線束信號(hào)強(qiáng)度的步驟包括使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射的步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的一種方法，其特征在于使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射的步驟包括使X-射線束以非零度的扇形角度出射的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓的步驟包括以下步驟根據(jù)所說濾光器第一衰減部分和所說濾光器第二衰減部分確定衰減比；和根據(jù)所說衰減比生成一個(gè)濾光器衰減函數(shù)。
9.用于在一個(gè)成象系統(tǒng)確定X-射線源電壓的一種系統(tǒng)，該成象系統(tǒng)包括一個(gè)探測(cè)器陣列、用于朝向所說探測(cè)器陣列發(fā)射X-射線束的一個(gè)X-射線源和具有至少一個(gè)第一衰減部分和一個(gè)第二衰減部分的一個(gè)放置在病人之前的濾光器，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第二衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的一種系統(tǒng)，其特征在于所說濾光器是一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，所說蝴蝶結(jié)形濾光器第一衰減部分位于所說濾光器的中心，而所說第二衰減部分位于所說濾光器的一個(gè)邊緣，其中為了在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射。
11.如權(quán)利要求10所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以使X-射線束以大約0度的扇形角度出射。
12.如權(quán)利要求10所述的一種系統(tǒng)，其特征在于所說探測(cè)器陣列包括沿X-軸排列具有一個(gè)等角點(diǎn)的多個(gè)探測(cè)器單元，其中為了在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以從位于所說等角點(diǎn)附近的多個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)；和根據(jù)多個(gè)探測(cè)器單元強(qiáng)度信號(hào)確定一個(gè)平均強(qiáng)度信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了在探測(cè)器陣列確定從所說濾光器第二衰減部分出射的X-射線束信號(hào)強(qiáng)度，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射。
15.如權(quán)利要求13所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以使X-射線束以非零度的扇形角度出射。
16.如權(quán)利要求9所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓，所說系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使之可以根據(jù)所說濾光器第一衰減部分和所說濾光器第二衰減部分確定衰減比；和根據(jù)所說衰減比生成一個(gè)濾光器衰減函數(shù)。
17.一種成象系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)多片層探測(cè)器陣列、用于朝向所說探測(cè)器陣列發(fā)射X-射線束的一個(gè)X-射線源、具有至少一個(gè)第一衰減部分和一個(gè)第二衰減部分的一個(gè)放置在病人之前的濾光器和一個(gè)計(jì)算機(jī)，所說計(jì)算機(jī)與所說探測(cè)器陣列和所說X-射線源相連，并通過編程以在所說探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的所說X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；在所說探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第二衰減部分出射的所說X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度；根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的一種系統(tǒng)，其特征在于所說濾光器是一個(gè)蝴蝶結(jié)形濾光器，所說蝴蝶結(jié)形濾光器第一衰減部分位于所說濾光器的中心，而所說第二衰減部分位于所說濾光器的一個(gè)邊緣，其中為了在所說探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的所說X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射。
19.如權(quán)利要求18所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了使X-射線束透過所說濾光器的一個(gè)中心部分出射，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以使X-射線束以大約0度的扇形角度出射。
20.如權(quán)利要求18所述的一種系統(tǒng)，其特征在于所說探測(cè)器陣列包括沿X-軸排列具有一個(gè)等角點(diǎn)的多個(gè)探測(cè)器單元，其中為了在探測(cè)器陣列處確定從所說濾光器第一衰減部分出射的X-射線束的信號(hào)強(qiáng)度，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了從位于所說等角點(diǎn)附近的至少一個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以從位于所說等角點(diǎn)附近的多個(gè)探測(cè)器單元采集強(qiáng)度信號(hào)；和根據(jù)多個(gè)探測(cè)器單元強(qiáng)度信號(hào)確定一個(gè)平均強(qiáng)度信號(hào)。
22.如權(quán)利要求20所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了在探測(cè)器陣列確定從所說濾光器第二衰減部分出射的X-射線束信號(hào)強(qiáng)度，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射。
23.如權(quán)利要求21所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了使X-射線束透過所說濾光器邊緣出射，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以使X-射線束以非零度的扇形角度出射。
24.如權(quán)利要求17所述的一種系統(tǒng)，其特征在于為了根據(jù)所說第一衰減部分信號(hào)強(qiáng)度和所說第二衰減部分信號(hào)強(qiáng)度確定X-射線源電壓，所說計(jì)算機(jī)經(jīng)過編程以根據(jù)所說濾光器第一衰減部分和所說濾光器第二衰減部分確定衰減比；和根據(jù)所說衰減比生成一個(gè)濾光器衰減函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的一種形式涉及一種系統(tǒng),在一個(gè)實(shí)施例中,該系統(tǒng)利用放置在病人之前的一個(gè)濾光器衰減探測(cè)器陣列信號(hào)以間接地確定施加在X－射線源上的電壓。特別是,在一個(gè)實(shí)施例中,所說放置在病人之前的濾光器包括多個(gè)衰減部分。通過使從所說X－射線源發(fā)射的X－射線束透過所說濾光器的不同衰減部分,使在探測(cè)器陣列測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度具有不同的衰減。利用所說濾光器的衰減基準(zhǔn)值和測(cè)得的衰減信號(hào)強(qiáng)度比值,可以間接地確定施加到所說X－射線源的電壓。
文檔編號(hào)A61B6/03GK1246030SQ9911814
公開日2000年3月1日 申請(qǐng)日期1999年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月25日
發(fā)明者T·L·托斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司