專利名稱：一種計算機斷層成像的掃描方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種掃描方法方法，特別是涉及一種計算機斷層成像(Computed Tomography; 簡稱為"CT")的掃描方法。
背景技術：
計算機斷層成像CT掃描分為序列掃描(Sequence Scan)和螺旋掃描(Spiral Scan)。序 列掃描也稱單次掃描，是一種基于進步-采集(step-and-shoot)模式的掃描方式。序列掃描方 式包括數(shù)據(jù)獲取周期和非數(shù)據(jù)獲取周期。在數(shù)據(jù)獲取周期，病人靜止不動，而X光管和探測 器以一定速度繞病人旋轉；當該切片的一次完全的數(shù)據(jù)集獲取之后，非數(shù)據(jù)獲取周期開始。 X光管關閉，病人則移動至下一個掃描的位置。
對于典型的CT設備，由于機械系統(tǒng)和病人的限制，最小的非數(shù)據(jù)獲取周期在幾秒的量 級上。機械系統(tǒng)的限制主要是由于一般病人體重引起的限制，檢査床需要一定時間把具有一 定體重的病人從一個位置移到下一個位置。病人的限制是由于將靜止的病人移動一段距離， 首先需要把病人加速到一定速度，然后在接近目標位置時將其減速。由于相鄰的掃描切片間 隔一般在幾毫米，病人所需要的加速度和減速度都相當大，而人體并非剛性(內(nèi)部器官能移 動或變形)，任何加速度或減速度都會引起病人體內(nèi)的移動。因此，必須消耗一定的時間使運 動偽像達到最小。
正常的序列掃描使用X光管的一次完整的旋轉(即360度)作為數(shù)據(jù)獲取周期。此外， 序列掃描中還有一種部分掃描(Partial Scan)。部分掃描中數(shù)據(jù)獲取周期中X光管的旋轉角度 小于360度。
序列掃描中的任務周期(數(shù)據(jù)獲取周期與整個掃描時間的比值)大約為50%甚至低于 50%。為提高任務周期，螺旋掃描模式被提出。螺旋CT在病人以恒定速度平移的同時，連續(xù) 不斷的獲取投影數(shù)據(jù)。盡管理論上病人可以以變化的速度移動，但為了簡化，幾乎所有的商用CT廠商都采用了恒定速度移動的方式。由于掃描過程中病人沒有加、減速度，非數(shù)據(jù)獲 取周期就被完全去除。這樣就獲得了幾乎100%的任務周期。機架上一點相對于病人身上固定 點的路徑是蠊旋線，因此該掃描方式被稱為螺旋CT。
目前的CT機中都同時具備序列掃描和螺旋掃描的能力。盡管序列掃描的任務周期不足 100%，但對于某些特定類型的疾病，應用序列掃描進行診斷是必不可少的。而應用序列掃描 對病人進行檢查的時間則有進一步縮短的可能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種計算機斷層成像的掃描方法，使得應用該方法能 夠進一步縮短病人在檢查床上的檢査時間，從而加快了醫(yī)院的診斷效率。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種計算機斷層成像的掃描方法，包括一數(shù)據(jù)獲取周期 和一非數(shù)據(jù)獲取周期，在所述數(shù)據(jù)獲取周期一X光管圍繞病人旋轉并獲取所述病人數(shù)據(jù)，在 所述非數(shù)據(jù)獲取周期一檢査床從一掃描位置移動到下一掃描位置，其中，在所述數(shù)據(jù)獲取周 期內(nèi)所述X光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度小于360度，并且在所述非數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)所 述X光管關閉后所述檢查床立刻從所述掃描位置進行移動。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,所述X光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度小于360度且大于180度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，根據(jù)所述X光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度進行所述計算 機斷層成像的圖像重建。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，所述檢査床的移動時間等于所述X光管旋轉360度所需時間 減去所述X光管旋轉獲取所述病人數(shù)據(jù)的角度所需時間。
本發(fā)明所提供的計算機斷層成像的掃描方法，在其掃描時間t3內(nèi)X光管的旋轉小于360 度，并且在掃描時間t3結束后立即開始檢査床移動階段t2，因此和現(xiàn)有技術中的完全掃描方 式、部分掃描方式相比，本發(fā)明方法縮短了病人在檢査床上的檢査時間，從而加快了醫(yī)院的診斷效率。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的描述，其中
圖1是現(xiàn)有技術中序列掃描的完整掃描方式示意圖。 圖2是現(xiàn)有技術中序列掃描的部分掃描方式示意圖。 圖3是本發(fā)明中的序列掃描的快速掃描方式示意圖。
具體實施例方式
為便于說明本發(fā)明中序列掃描的快速掃描方式，下面對比現(xiàn)有技術中序列掃描的完全掃 描方式以及部分掃描方式對本發(fā)明予以說明。
圖1是現(xiàn)有技術中序列掃描的完整掃描方式示意圖。圖1中序列掃描的完整掃描方式分
為三個階段，分別是掃描準備階段t0、序列掃描階段tl、檢査床移動階段t2。
在掃描準備階段t0,操作人員首先要對CT檢査床上的病人進行定位，做一次定位掃描。 定位掃描的目的是確定病人的解剖學標記，以決定CT序列掃描或者螺旋掃描的精確位置和 范圍。在定位像掃描模式下，X光管和病人都保持靜止，檢査床勻速移動。當定位像掃描啟 動以后，運行控制計算機立刻發(fā)出指令，使機架旋轉到操作人員規(guī)定的指定位置。然后計算 機發(fā)指令給檢査床、X射線發(fā)生系統(tǒng)、X射線探測系統(tǒng)和圖像生成系統(tǒng)，執(zhí)行一次掃描。檢 査床到達掃描起始位置后，在整個掃描過程中保持恒定的速度。高壓發(fā)生器迅速達到要求的 電壓并在掃描期間使X光管的電壓和電流保持在預先規(guī)定的水平。X光管產(chǎn)生X射線束流， X光被X射線探測器測到，生成電信號。同時數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)以均勻的采樣速率采集探測器的 輸出，把模擬信號轉換為數(shù)字信號。然后采集的數(shù)據(jù)被送到圖像生成系統(tǒng)(例如包括高速計 算機和數(shù)字信號處理芯片的系統(tǒng))處理。獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理和增強以后，被傳送到顯示 設備供操作人員觀看和數(shù)據(jù)存儲設備存檔。
精確定位和掃描范圍(基于定位掃描圖像)確定以后，操作人員基于以往制定的方案或新制定的方案預定CT掃描指令。掃描方案將確定準直器孔徑、探測器孔徑、X光管電壓和 電流、掃描模式、檢查床位置、機架運動速度、重建視野(FOV)、巻積核及其他許多參數(shù)。 根據(jù)所選用的掃描方案，運行控制計算機將按照類似做定位掃描所描述的方式，發(fā)出一系列 命令給機架、檢查床、X射線發(fā)生系統(tǒng)、X射線探測系統(tǒng)和圖像生成系統(tǒng)。此時開始進入序 列掃描階段tl。
在序列掃描階段tl中，X光管的一次完整的旋轉(即360度)為數(shù)據(jù)獲取周期。在該數(shù) 據(jù)獲取周期內(nèi)，病人靜止不動，而位于機架上的X光管、高壓發(fā)生器、探測器以一定速度繞 病人旋轉。當X光管完成一次360度的完整掃描后，對該病人就進行了一次完全的數(shù)據(jù)集獲 取。隨后非數(shù)據(jù)獲取周期開始，即進入檢査床移動階段t2。在t2階段，X光管關閉，檢査床 被移動至下一個掃描位置。
隨后，重新開始序列掃描階段tl， X光管再次進行360度的掃描以獲取數(shù)據(jù)。在tl掃， 階段對病人進行了第二次完全的數(shù)據(jù)集獲取。tl階段結束后，X光管關閉，開始進入非數(shù)一 獲取周期，檢査床移動時間為t2。然后再開始數(shù)據(jù)獲取階段。上述過程一直循環(huán)到對病人的 掃描結束。
圖2是現(xiàn)有技術中序列掃描的部分掃描方式示意圖。圖2中的部分掃描方式包括四個階 段，分別是掃描準備階段tO、序列掃描階段t3、機架旋轉至360度階段t4、檢査床移動階辨 t2。 1
在掃描準備階段tO進行的操作與圖1所示的完整掃描方式中的操作基本相同，此處不再 贅述。tO階段精確定位和掃描范圍(基于定位掃描圖像)確定以后，操作人員基于以往制定 的方案或新制定的方案預定CT掃描指令，然后開始進入序列掃描階段t3。
根據(jù)圖像重建理論，進行圖像重建時僅需X光管旋轉角度不小于180度即可重建出最i 的圖像。因此在序列掃描階段t3中，X光管的旋轉角度通常大于180度而小于360度，這樣 與圖1中的掃描時間tl相比，部分掃描將掃描時間縮短為t3。也就是說，t3為部分掃描中的 數(shù)據(jù)獲取周期。在該數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)，病人靜止不動，而位于機架上的X光管、高壓發(fā)生器、 探測器以一定速度繞病人旋轉。當X光管完成一次部分掃描后，對該病人就進行了一次數(shù)據(jù)集獲取。隨后非數(shù)據(jù)獲取周 期開始，此階段X光管關閉。非數(shù)據(jù)獲取周期包括機架旋轉至360度階段t4和檢查床移動階 段t2。由于部分掃描階段t3中X光管的旋轉角度不到360度，因此在t4階段機架帶動X光 管等設備繼續(xù)旋轉到從本次X光管掃描開始的360度。隨后，進入檢査床移動階段t2。在t2 階段，X光管仍然關閉，檢査床被移動至下一個掃描位置。從序列掃描階段t3開始，經(jīng)過機 架旋轉至360度階段t4、檢査床移動階段t2階段的過程一直循環(huán)到對病人的掃描結束。
圖3是本發(fā)明中的序列掃描的快速掃描方式示意圖。本發(fā)明的快速掃描方式包括三個階 段，分別是掃描準備階段tO、序列掃描階段t3、檢査床移動階段t2。
在掃描準備階段tO進行的操作與圖l所示的完整掃描方式中的操作基本相同，此處不再 贅述。tO階段精確定位和掃描范圍(基于定位掃描圖像)確定以后，操作人員基于以往制定 的方案或新制定的方案預定CT掃描指令，然后開始進入序列掃描階段t3。
本發(fā)明的快速掃描方式中的掃描階段t3與圖2所示的部分掃描方式中的掃描階段t3相' 同。也就是說，在本發(fā)明的序列掃描階段t3中，X光管的旋轉角度通常大于180度而小于360 度，即相比圖l所示的完全掃描方式縮短了掃描時間。t3為本發(fā)明的快速掃描中的數(shù)據(jù)獲取 周期。在該數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)，病人靜止不動，而位于機架上的X光管、高壓發(fā)生器、探測器 以一定速度繞病人旋轉。
當X光管完成小于360度的掃描后，對該病人就完成了一次數(shù)據(jù)集獲取。隨后非數(shù)據(jù)獲 取周期開始，在非數(shù)據(jù)獲取周期X光管關閉，檢查床被移動至下一個掃描位置，移動時間為 t2。上述從掃描階段t3開始，經(jīng)過檢査床移動階段t2階段的過程一直循環(huán)到對病人的掃描結 束。
由于X光管的旋轉角度大于180度而小于360度，根據(jù)圖像重建理論可以重建出所需圖 像。但在圖像重建過程中，還需要根據(jù)X光管的旋轉角度設置圖像重建過程中所需的角度參 數(shù)。
另外，如果為了便于圖像重建而希望每個周期內(nèi)x光管都從病人的同一方位進行掃描，
則檢査床的移動時間等于X光管旋轉360度所需時間減去X光管旋轉獲取所述病人數(shù)據(jù)的角度所需時間。
由上述三種掃描方式的對比可見，在本發(fā)明的掃描方法中，在其掃描時間t3內(nèi)X光管的 旋轉小于360度，并且在掃描時間t3結束后立即開始檢查床移動階段t2，因此和現(xiàn)有技術中 的完全掃描方式、部分掃描方式相比，本發(fā)明方法縮短了病人在檢查床上的檢查時間，從而 加快了醫(yī)院的診斷效率。
權利要求
1. 一種計算機斷層成像的掃描方法，包括一數(shù)據(jù)獲取周期和一非數(shù)據(jù)獲取周期，在所述數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)一X光管圍繞病人旋轉并獲取所述病人數(shù)據(jù)，在所述非數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)一檢查床從一掃描位置移動到下一掃描位置，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)所述X光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度小于360度，并且在所述非數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)所述X光管關閉后所述檢查床立刻從所述掃描位置進行移動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種計算機斷層成像的掃描方法，其特征在于所述X光管獲取 所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度小于360度且大于180度。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種計算機斷層成像的掃描方法，其特征在于根據(jù)所述^ 光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度進行所述計算機斷層成像的圖像重建。 -
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種計算機斷層成像的掃描方法，其特征在于所述檢査床 的移動時間等于所述X光管旋轉360度所需時間減去所述X光管旋轉獲取所述病人數(shù)據(jù) 的角度所需時間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種計算機斷層成像的掃描方法，包括一數(shù)據(jù)獲取周期和一非數(shù)據(jù)獲取周期，在所述數(shù)據(jù)獲取周期一X光管圍繞病人旋轉并獲取所述病人數(shù)據(jù)，在所述非數(shù)據(jù)獲取周期一檢查床從一掃描位置移動到下一掃描位置，其中，在所述數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)所述X光管獲取所述病人數(shù)據(jù)的旋轉角度小于360度，并且在所述非數(shù)據(jù)獲取周期內(nèi)所述X光管關閉后所述檢查床立刻從所述掃描位置進行移動。與現(xiàn)有技術中的完全掃描方式、部分掃描方式相比，本發(fā)明方法縮短了病人在檢查床上的檢查時間，從而加快了醫(yī)院的診斷效率。
文檔編號G01T1/00GK101234024SQ200710063170
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權日2007年1月30日
發(fā)明者徐曉東, 陳馬昊 申請人:上海西門子醫(yī)療器械有限公司