X射线CT成像器的运动层分解校准制造技术

一种X射线计算机断层摄影系统，包括机架(15)、多个元件(18)和一个或多个处理器(28)。所述机架(15)运动到不同取向并且生成包括为多个所述取向的图像投影数据的X射线数据。所述多个元件(18)连接到所述机架并且引起所生成的投影数据的X射线衰减。所述一个或多个处理器(28)被编程为接收(60)所生成的X射线数据并且将接收到的图像投影数据分解(62)为对处于所述机架的不同位置的所述多个元件的相对位置的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线CT成像器的运动层分解校准
下文总体上涉及X射线计算机断层摄影。其特别应用于与扫描器校准及图像伪影补偿相结合，并且特别参考扫描器校准及图像伪影补偿来进行描述。然而，应当理解，本专利技术也应用于其他使用情形，而不必限于上述应用。
技术介绍
诸如锥形束计算机断层摄影(CBCT)、3D旋转血管造影、X射线CT(XCT)、介入X射线、C型臂之类的X射线计算机断层摄影系统发射X射线并且探测穿过对象之后的所发射的X射线，以重建图像。空气校准或旋转增益校准投影图像通常在没有对象时在多个机架位置中的每个处被收集并且被存储以进行针对对应位置的均匀性校正。存储的针对每个机架位置的均匀性校正数据被用在图像重建中。空气校准确定不是由对象引起、而是由其他源和扫描器的元件引起的X射线衰减及强度改变。理论、理想成像系统在每个机架角度处的空气投影图像是均匀空白图像。在实践中，空气投影图像包括：来自于射束路径中的衰减结构的非均匀性、X射线源的非均匀照射、不均匀的探测器敏感性等。当对患者成像时，这些非均匀性重叠在所述患者的吸收外观上。通过利用每个机架角度处的空气投影图像来规一化在相同机架角度处的患者投影图像来补偿非均匀性，以产生校正的患者投影图像。来自围绕患者的多个机架角度的经校正的投影图像能够被重建为3D图像。由于CT系统发展出诸如C型臂系统及更简单、更为灵活(lessrigid)的机架的更开放的系统，可以发现一个采集之内以及在不同采集之间的非均匀性(以及相应的空气投影图像)的改变。改变不必是可重现的。开放系统中的空气投影图像的一些改变是由相对彼此运动的元件引起的。例如，定位于一个臂的元件可以与在另一个臂上的元件不同地运动。在一端处的源可以与在另一端的探测器不同地运动。在系统磨损臂运动、意外冲击、热膨胀/收缩及其他环境因素的情况下，即使处于相同的臂上的个体元件也能相对于彼此运动。例如，尽管防散射光栅固定于探测器，探测器的倾斜引起由光栅的薄板引起的阴影的改变。针对每次运动能够发生位置的不同改变，当对对象成像时，这能够导致未补偿的图像伪影机不精确地重建吸收系数。从生成空气校准的时间到对对象成像的时间，校正由于扫描器元件而产生的衰减和强度改变的空气校准可能并不仍然有效。
技术实现思路
下文公开了新的并且改进的断层摄影图像校准的系统和方法，其解决了上述及其他问题。根据一个方面，一种X射线计算机断层摄影系统包括机架、多个元件和一个或多个处理器。所述机架运动到不同取向并且生成包括为多个所述取向的图像投影数据的X射线数据。所述多个元件连接到所述机架并且引起所生成的投影数据的X射线衰减。所述一个或多个处理器被编程为接收所生成的X射线数据，并且将接收到的图像投影数据分解为对处于所述机架的不同位置的所述多个元件的相对位置的指示。根据另一个方面，一种X射线计算机断层摄影校准的方法包括接收X射线数据，所述X射线数据包括为绕成像区域的多个机架取向中的每个的图像投影数据。对接收到的图像投影数据进行分解，以导出处于一个或多个机架取向的多个元件的相对位置，所述元件中的每个引起接收到的图像投影数据中可归因于所述元件的X射线衰减。基于所述多个元件的所述相对位置来生成对测量到的衰减的校正。根据另一个方面，一种X射线计算机断层摄影系统包括可旋转机架、存储器、分解单元以及校正单元。所述可旋转机架承载元件，所述元件包括X射线源、X射线滤波器、快门/准直器、X射线探测器以及防散射光栅，并且所述机架运动到不同取向。所述存储器存储可归因于所述元件中的每个的衰减。所述分解单元将为所述不同取向的空气扫描投影图像分解为所述元件中的每个的相对位置。所述校正单元基于所述元件中的每个的所述相对位置，来针对投影图像数据调整对衰减的校正。一个优点是伪影降低。另一个优点在于在成像会话期间动态调整的动态伪影补偿。另一个优点在于用于校正由于扫描器元件运动而产生的伪影的后处理技术。另一个优点在于更精确地重建吸收系数。另一个优点在于并入已存在的系统和程序。另一个优点在于灵活地适应于已存在的和新的更开放CT机架设计。本领域的普通技术人员在阅读并理解了下面的具体实施方式后将意识到进一步的优点。附图说明本专利技术可以采取各种部件和各部件的布置的形式，并且可以采取各种步骤和各步骤安排形式。附图仅是为了图示优选实施例而不应被解释为对本专利技术的限制。图1示意性图示了示范性现有技术X射线成像系统的元件。图2示出了图1的系统的一个机架位置处的示范性空气校准投影图像。图3描绘了C型臂成像系统的实施例。图4示意性图示了在一个实施例中在分解之后在多层中包含衰减以及由个体系统部件引起的非均匀性的成像数据。图5示意性图示了系统及分解的系统元件运动的实施例。图6以流程图示出使用系统的实施例的一种方法。具体实施方式参考图1，典型的平板X射线计算机断层摄影系统包括源2、滤波器4、快门/准直器6、探测器8及防散射光栅10。源2例如是X射线管阳极发射X射线。X射线滤波器4包括对X射线进行过滤的波束整形器或过滤单元。快门/准直器6限定穿过所述对象并且冲击所述探测器的X射线波束的范围。源2、滤波器4、快门/准直器6通常定位于系统的一个臂上或在系统的臂的末端处。然而，也预期诸如环等的其他几何结构。在穿过对象12之后，所述X射线穿过防散射光栅10并且被X射线探测器8所探测。探测器8和防散射光栅10通常定位于源2、滤波器4、快门/准直器6的对侧，例如，在所述系统的所述臂的另一端或另一个臂上。所述准直器通常将X射线束的横断面限制于探测器的横断面或限制于感兴趣解剖区域，以限制患者对于X射线的暴露。X射线探测器8探测穿过在视场中的患者的X射线。探测器8通常包括探测器单元的阵列，所述探测器单元探测在均对应于像素的区中的X射线。诸如薄板组件或盘组件的、通常垂直于探测器表面的防散射光栅10而限制在成像中的散射的冲击。参考图2，示出了在典型空气校准扫描的一个机架位置处的投影图像。空气校准扫描在每个探测器元件或每个像素测量从源2接收的X射线的强度。生成针对多个机架取向的空气校准投影图像。图2的投影图像在右侧上示出了暗区，其中，滤波器4是最薄的并且X射线是最强的。左侧的亮区指示滤波器4最厚的部分，其中，X射线是最不强的。尽管难以辨别，但是空气校准图像在防散射光栅的薄板阻挡X射线并且将阴影投射在探测器处具有一系列均匀分隔的细白线。空气投影图像表示诸如图1的偏离中心的探测器。来自于具有对称探测器的系统的空气校准投影图像将在两端示出亮区，而强区居中。参考图3，示出了系统14的C型臂实施例。所示系统包括机架15，机架15在这一范例中包括“C”型臂16。系统元件18包括设置于一端的源2、滤波器4、快门/准直器6，以及设置于相对端的探测器8及防散射光栅10。所述C型臂附着于具有枢轴22的水平臂20。驱动器(不可见)沿围绕所述枢轴的轴线的轨迹24旋转C型臂16，以使源和探测器组件围绕所述C型臂的相对端之间的成像区运动(通常为360°)。患者的要成像的区域被支撑在成像区中的患者桌或患者支撑体上。C型臂16安装在水平臂中的滑块25中，所述水平臂承载驱动器(不可见)，所述驱动器(不可见)用于沿轨迹26运动所述C型臂，以选择性地在大约180°的投影方向上对所述对象成像。通过处理一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线计算机断层摄影系统(14)，包括：机架(15)，其运动到不同取向并且生成包括为多个所述取向的图像投影数据的X射线数据；连接到所述机架的多个元件(18)，所述多个元件引起所生成的投影数据的X射线衰减；一个或多个处理器(28)，其被编程为：接收(60)所生成的X射线数据；将接收到的图像投影数据分解(62)为对处于所述机架的不同位置的所述多个元件的相对位置的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.05 US 61/655,6021.一种X射线计算机断层摄影系统(14)，包括：机架(15)，其运动到不同取向并且生成包括处于多个所述取向的图像投影数据的X射线数据；连接到所述机架的多个元件(18)，所述多个元件引起所生成的投影数据的X射线衰减，并且所述多个元件包括X射线源(2)、X射线滤波器(4)、快门/准直器(6)、X射线探测器(8)、以及防散射光栅(10)；一个或多个处理器(28)，其被编程为：接收(60)所生成的X射线数据；将接收到的图像投影数据分解(62)为对处于所述机架的不同取向的所述多个元件中的至少两个相对于理想中心的位置的指示。2.根据权利要求1所述的系统(14)，其中，所述一个或多个处理器还被编程为：接收(60)X射线数据，所述X射线数据包括对象图像投影数据并且对应于所述多个取向；基于处于每个取向的所述元件中的至少两个相对于理想中心的所述位置，利用测量到的衰减的对应的校正，来校正(64)来自每个取向的所述对象图像投影数据；将经校正的对象图像投影数据重建(66)为3D图像表示。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的系统(14)，其中，所生成的X射线数据包括可归因于所成像的对象的衰减的测量结果和可归因于所述元件的衰减的测量结果，并且可归因于所述元件的衰减的所述测量结果随所述机架的所述取向而改变。4.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统(14)，还包括：至少一个传感器(36)，其测量所述元件中的任一个的运动，并且所生成的X射线数据包括测量到的运动。5.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统(14)，其中，所述处理器还被编程为：生成对应于所述元件中的至少两个相对于理想中心的位置的一系列校正叠加，并且所述叠加的对准随所述元件中的至少两个相对于理想中心的所述位置的改变而移位。6.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统(14)，还包括：测量单元(37)，其接收来自多个传感器的测量结果，并且基于接收到的测量结果来计算处于不同机架取向的所述元件中的至少两个相对于理想中心的所述位置。7.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统(14)，还包括：参考单元(39)，其按机架取向针对每个元件保存以下中的至少一个：针对每个元件的空气投影图像；针对每个元件的几何校准信息；以及由所述元件的设计信息、温度、系统磨损指标及时间造成的每个元件的相对位移。8.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统(14)，还包括：校正单元(38)，其根据处于每个机架取向的所述元件的所分解的位置来执行对测量到的衰减的校正。9.一种X射线计算机断层摄影校准的方法，包括：接...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布雷多诺，E·S·汉西斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL