断层合成应用中用于扫描对象的系统和方法技术方案

一种用于扫描对象（１８）中的区域（５４）的断层合成系统（５０）包括辐射源（１２），其被配置成横穿多个位置（７０）以得到多个扫描方向（７２）。所述多个位置的每个对应于相应的扫描方向。此外，所述多个扫描方向包括至少沿第一轴（６０）的扫描方向和沿第二轴（６２）的方向，所述第二轴横向于所述第一轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及成像领域，更具体而言涉及断层合成(tomosynthesis)领域。具体而言，本专利技术涉及断层合成系统和方法，其采用用于X射线源的新扫描轨迹和用于检测器的图像采集点以得到对象的经改进的图像。
技术介绍
断层照相对于工业和医学应用两者均是众所周知的。常规断层照相基于X射线源、检测器和对象的相对运动。典型地，X射线源和检测器在圆圈上同步移动或者简单地在相对方向上平移。由于这个相关运动，对象内的点的投影图像的位置也移动。仅来自特定片层的点，典型地被称为焦点片层，将总是在相同的位置处被投影到检测器上并因此被清晰地成像。焦点片层以上和以下的对象结构将被永久地投影在不同位置处。因此，它们不被锐利地成像并将作为背景强度而被叠加给焦点片层。使用离散数量的投影来产生具有焦点对准的一个片层(焦点片层)的3D图像的该原理被称为断层合成。用于医学应用的断层合成系统典型地使用这样的X射线源，其用于产生扇形或锥形X射线束，该束被准直并经过病人然后由一组检测器元件来检测。检测器元件基于X射线束的衰减而产生信号。该信号可被处理以产生射线照相投影。所述源、病人或检测器然后典型地通过移动X射线源而相对于彼此移动以便于接下来的曝光，从而使每个投影在不同角度处被采集。通过使用重构技术，如经滤波的反投影，所采集的投影组然后可被重构以产生诊断上有用的三维图像。由于三维信息在断层合成期间从数字上被获得，图像可被重构于操作者选择的任何观察平面中。典型地，表示待成像的对象的某个兴趣体积的片层组被重构，其中每个片层都是表示与检测器平面平行的平面中的结构的经重构的图像，并且每个片层都对应于所述平面与检测器平面的不同距离。另外，由于断层合成从投影来重构三维数据，与使用单个X射线射线照相相比，它提供了一种快速且成本有效的技术用于去除所叠加的解剖结构并用于增强焦点对准的平面中的对比度。此外，由于断层合成数据由通常在病人上的X射线源的单个扫动(sweep)中迅速采集的相对少的投影射线照相组成，由病人接收的总X射线剂量与单个常规X射线曝光的剂量是相当的，并且典型地明显小于从计算断层照相(CT)检查而接收的剂量。另外，断层合成中采用的检测器的分辨率典型地大于在CT检查中使用的检测器的分辨率。这些品质使断层合成对于诸如检测肺结节的放射学任务或成像病理学的其它难题是有用的。尽管断层合成提供了这些显著的益处，与断层合成关联的技术亦具有缺点。断层合成中经重构的数据集常常显示出在被用于采集断层合成数据的投影的方向上的结构的模糊。这是以3D重构的差的深度分辨率或深度模糊来表示的。与成像结构关联的这些假象将根据相对于采集几何结构的结构取向而变化。例如，与线性X射线断层合成系统的线性运动对准的线性结构将在兴趣体积的整个深度上看起来模糊。而这种结构将通过圆形X射线断层合成系统的圆形运动而模糊得少的多。在重构成像体积的过程中，结构的模糊可产生不理想的图像假象并抑制位于不同高度处的结构的分离。因此，需要改变当前的断层合成系统以提供新的扫描轨迹和图像采集点以解决成像对象的深度模糊。
技术实现思路
用于扫描对象中的区域的断层合成系统包括辐射源，其被配置成穿过(traverse)多个位置以得到多个扫描方向。所述多个位置的每个对应于相应的扫描方向。此外，所述多个扫描方向包括至少沿第一轴的扫描方向和沿第二轴的方向，所述第二轴横向于所述第一轴。用于使用断层合成系统来扫描对象中的区域的方法包括沿第一轴并沿第二轴扫描对象中的区域，所述第二轴横向于所述第一轴。此外，所述扫描包括将辐射源横穿多个位置，所述多个位置的每个对应于相应的扫描方向。所述方法亦包括通过使用被放置在与对象的预定距离处的检测器来采集对象中的区域的多个投影图像。附图说明基于阅读以下详述并参照附图，本专利技术的以上和其它优点以及特点将变得显而易见，在附图中图1是依照本技术的方面用于扫描对象的断层合成系统形式的示例成像系统的示意图；图2是图1的断层合成系统的物理实施的示意图；图3是常规断层合成系统和其中的关联问题的顶视图；图4是解决图3中说明的问题的本技术的实施例的顶视图；图5是本技术的另一个实施例的顶视图，其说明了沿病人的长轴并横向于长轴的X射线源的移动；图6是依照本技术的方面的X射线源的多个扫描方向的顶视图的集合；并且图7是依照本技术的方面的借助检测器的采集点的顶视图的集合。具体实施例方式图1示意性地说明了可被用于采集并处理图像数据的成像系统10。在所说明的实施例中，系统10是断层合成系统，其被设计成采集原始图像数据并处理图像数据以便于依照本技术来显示和分析。在图1中说明的实施例中，成像系统10包括辐射源12，所述辐射典型地是断层合成中的X射线辐射，源12通常在平面内可自由移动。在该示例实施例中，X射线辐射源12典型地包括X射线管和关联的支持和过滤部件。辐射流16由源12发射并照射对象18，例如医学应用中的病人。辐射的一部分20经过或绕过对象并冲击由参考数字22概括表示的检测器阵列。阵列的检测器元件产生表示入射X射线束的强度的电信号。这些信号被采集并处理以重构对象内的特征的图像。准直器14可限定从X射线源12出现的X射线束16的尺寸和形状。源12由系统控制器24来控制，该控制器提供功率和控制信号两者，用于断层合成检查序列，包括相对于对象18和检测器22来定位源12。而且，检测器22被耦合于系统控制器24，其命令采集在检测器22中产生的信号。系统控制器24亦可执行各种信号处理和滤波功能，如用于动态范围的初始调节，数字图像数据的交错等等。一般而言，系统控制器24命令成像系统的工作以执行检查协议并处理所采集的数据。在此情况下，系统控制器24亦包括信号处理电路，其典型地基于通用或特定用途数字计算机；关联的存储器电路，用于存储由所述计算机执行的程序和例行程序以及配置参数和图像数据；接口电路等等。在图1中说明的实施例中，系统控制器24被耦合于位置子系统26，其相对于对象18和检测器22而定位X射线源12。在可替换的实施例中，位置子系统26可移动检测器22或甚至对象18而不是源12或者与源12一起移动。在又一个实施例中，通过位置子系统26的控制，多于一个的部件是可移动的。这样，依照以下详细说明的各个实施例，通过借助位置子系统26改变源12、对象18和检测器22的相对位置，射线照相投影通过对象18在各个角度可被获得。另外，如本领域的技术人员将理解的，辐射源可由放置在系统控制器24内的X射线控制器30来控制。具体而言，X射线控制器30被配置成提供功率和时序信号给X射线源12。马达控制器32被用于控制位置子系统26的移动。此外，系统控制器24亦被示出包括数据采集系统34。检测器22典型地被耦合于系统控制器24，更具体而言是数据采集系统34。数据采集系统34接收由检测器22的该出电子器件收集的数据。数据采集系统34典型地接收来自检测器22的经采样的模拟信号并将该数据转换成数字信号以便于随后由计算机36来处理。计算机36典型地被耦合于系统控制器24。由数据采集系统34收集的数据可被发送给计算机36而且发送给存储器38。应理解，适合于存储大量数据的任何类型的存储器可被这样的示例系统10利用。计算机36亦被配置成通过典型地被配备有键盘和其它输入设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于扫描对象（１８）中的区域（５４）的断层合成系统（５０），该系统包括：辐射源（１２），其被配置成横穿多个位置（７０）以得到多个扫描方向（７２），其中所述多个位置的每个对应于相应的扫描方向，并且其中所述多个扫描方向包括至少沿第一 轴（６０）的扫描方向和沿第二轴（６２）的方向，所述第二轴横向于所述第一轴。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J埃伯哈德，A阿尔哈利迪，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]