带有至少两组辐射源-检测器组件的成像断层造影设备制造技术

本发明专利技术公开了一种成像断层造影设备（１），尤其是一种Ｘ射线计算机断层造影设备，其具有两台可绕一个共同的旋转轴（９）转动的拍摄系统。每台拍摄系统包括一个辐射源（１１或１５）和一个检测器（１３或１７）。由这两台拍摄系统在围绕旋转轴（９）转动时扫描的最大测量场（３１，３５）具有不同的尺寸或可调节到不同的尺寸。尤其是两检测器（１３，１７）沿方位角方向测量的长度（Ｌ１，Ｌ２）具有不同的尺寸。此断层造影设备（１）可以布置成以通常的时间分辨率扫描一个诊断对象或一名患者（５）的整个身体横断面和以一个相对于仅带有一台拍摄系统的设备提高的分辨率和加快的数据获取速率来扫描具体区域或一个心脏区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种成像断层造影设备，尤其是一种X射线计算机断层造影设备，其带有至少一台第一拍摄系统和一台第二拍摄系统，第一拍摄系统包括一个第一辐射源和一个用于检测由该第一辐射源发出的射线的第一检测器，第二拍摄系统包括一个第二辐射源和一个用于检测由该第二辐射源发出的射线的第二检测器，其中，这两台拍摄系统可绕一个共同的旋转轴转动。
技术介绍
这种断层造影设备例如由美国专利说明书US 4 991 190、US 4 384 359、US 4 196 352、US 5 966 422和US 6 421 412 B1公开。这种具有多台拍摄系统的断层造影设备相对于一种带有一台拍摄系统的设备的优点在于增大了数据接收速率，这会导致较短的拍摄时间；和/或提高了时间分辨率。缩短拍摄时间是有利的，因为这样一来由于患者的自愿或非自愿的运动和或由于心律失常而在重建图像上产生的运动伪影减少了。如果例如借助螺旋扫描来对一个如心脏这样较大的体积进行扫描时，这是特别有意义的。提高时间分辨率例如对于描述运动过程是必要的，因为必须在尽可能短的时间内接收那些为重建图像所利用的数据。迄今为止，这一点试图通过提高拍摄系统的转动速度来达到，然而随着转动速度加快该加速力及由此而引起的机械问题大大增加了。这类问题可以通过采用本说明书开始部分所提到的、具有多个沿方位角方向彼此间隔设置的(即彼此可旋转的)断层造影设备(也就是辐射源-检测器组件)来解决。对于将这样的螺旋重建算法用于从检测器获取的原始数据来重建图像的情况，这只需要角度间隔为180°的投影数据，则尤其优选本说明书开始部分所描述的断层造影设备，因为在例如存在两台拍摄系统时拍摄时间会减少到对整圈旋转所需要的测量时间的四分之一。这样一种运行方式对本专利技术是十分有利的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是扩大本说明书开始分所提到的那一类断层造影设备的功能。按照本专利技术，上述技术问题是在本说明书开始部分所提到的那类断层设备的基础上通过下述方式来解决的这两台拍摄系统在围绕旋转轴转动时扫描的最大测量场具有不同的尺寸，和/或这两台拍摄系统的测量场可调节到不同的尺寸。优选这两台拍摄系统以一个沿方位角方向为不变的角间隔围绕一个共同的旋转轴旋转。例如，较小的(最大)测量场与较大的(最大)测量场相比具有60％或更小的横截面，尤其是45％或更小，或者25％或更小。此时，本专利技术基于下述考虑通常为重建一幅CT图像要利用该X射线源的一个整圈(360°)的投影数据。在利用尤其是位于一个平面中的n个辐射源-检测器组时，为获取一个360°的数据组的时间将减小到1/n的因子。然而由于实际实现时所需要的检测器支架或检测器弧形架以及可能需要的辐射源聚焦装置不得从对侧加以遮挡，因而为了对所有各个辐射源-检测器组件或所有拍摄系统的最大可能扇面开口角不产生强限制、从而对其测量场不产生强限制，则n不可选择成任意大。一个带有多个相同拍摄系统的断层造影设备的测量场相对于一个仅带有一台拍摄系统的断层造影设备来说对于n＝3时已很强地受到限制，同样在n＝2时带有较小焦点-旋转轴间隔的断层造影设备对可能的测量场尺寸产生了限制。一个过于限制的测量场例如就意味着虽然可以高质量地对一个身体段的局部区域、即例如对人体心脏的局部区域进行扫描，而与此相反不再可能对整个身体横截面进行扫描，从而不再能拍摄一幅整个身体的图像。本专利技术还基于下述考虑很短的拍摄时间多半仅对描述人的心脏或人的其它运动器官才是必要的，且为了描述运动的心脏仅需要一个较小的测量场。因此，过于限制的测量场问题可以通过将一个覆盖全部测量场的辐射源-检测器组件与一个或多个仅覆盖受限制的测量场的辐射源-检测器组件进行组合而加以解决。由此，例如得到了一种正常时间分辨率的整个身体横截面的图像和一种高时间分辨率的心脏区域的图像。可能的拍摄系统或辐射源-检测器组件的数量取决于专用的设备几何尺寸和实际所希望的测量场。断层造影设备用于检查无生命的材料(如行李)也是有利的，此时不仅可以扫描一个较大的区域，也可以较高质量地扫描一个较小的区域。测量场是指为诊断对象尤其是为患者所设定的、可由一台拍摄系统扫描的区域，在半个或整个运行过程中由该区域产生对重建图像足够的投影数据。两台拍摄系统的测量场通常是圆形的，或者在同时有沿z向步进或连续地移动时为圆柱体形的，且通常彼此处于上下或内外同轴。优选两台拍摄系统用于拍摄来自多个不同投影方向的投影数据。尤其是两台拍摄系统构造成对诊断对象完成层析拍摄或三维扫描。按照一种优选的设计，两台拍摄系统的最大扇面开口角具有不同的尺寸，和/或这两台拍摄系统的扇面开口角可调节到不同的尺寸。由一台通用的X射线管作为X射线辐射源所发射的X射线束通常在一个360°角范围进行辐射。这一种投射到相应X射线检测器上的射线束可以用来生成图像。由此所确定的对图像十分重要的X射线束在一个垂直于旋转轴的平面(即层析平面)内被扇面开口角限定而成。此扇面开口角不会与所谓的描述该X射线束沿z向张开程度的锥角相混淆，该张开程度尤其在此处考虑的优选检测器结构为多行检测器或所谓的表面检测器时绝对可以认为是这样一种较明显的值，以致在图像重建中不再可以忽略。由所述可知，一台拍摄系统的最大扇面开口角通常主要由相应的、优选为环绕X射线辐射源焦点弯曲的X射线检测器沿方位角方向测量的长度来确定。因而，优选两检测器沿方位角方向测量的长度具有不同的尺寸。在两检测器采用同样尺寸的检测元时，这就意味着，在两检测器中存在着不同数量的检测元，例如672个检测元和336个检测元。例如，较小的最大扇面开口角或较小的检测器长度与较大拍摄系统的相应值相比为75％或更小，或者为50％或更小，或者为25％或更小。特别有利的是，将第一测量场布置成扫描患者的整个身体横截面，第二测量场布置成扫描患者身体横截面的一部分，尤其是心脏区域。按照另一种优选结构，两台拍摄系统的检测器分别具有多个沿方位角方向排列的检测元，其中第一检测器的检测元彼此之间具有与第二检测器的检测元彼此之间一样的检测元间隔。此外，特别在这种结构中，两检测器尤其优选这样安装在各自的拍摄系统中，从而在两台拍摄系统作了一个将“第一辐射源的焦点-旋转中心”的想像连接线移送到“第二辐射源的焦点-旋转中心”想像连接线先前位置的共同转动之后，至少该第一检测器的一些检测元就其相对于第二检测器的检测元的先前位置而言有一个错位角，例如等于半个检测元间隔。其优点是可以对诊断对象或患者完成一个作用相当于所谓弹性焦点的精细扫描。这样减少了扫描缺陷。这种提到的优选结构在一个包括两台或多台有相同扇面角或测量场的拍摄系统情况也有利。在所提到的“弹性焦点-替换”情况，尤其要按照两个角位置之差是半个检测元间隔的奇数整数倍这个原则来进行，其中角位置以下述方式定义a)在该“第一焦点-旋转中心”想像连接线和一条“第一焦点-检测元”想像连接线之间环绕第一焦点测量的第一检测器一个任意检测元的角位置，b)在该“第二焦点-旋转中心”想像连接线和一条“第二焦点-检测元”想像连接线之间环绕第二焦点测量的第二检测器一个任意检测元的角位置。按照本专利技术在断层造影设备中优选将两台拍摄系统设置在一个共同的平面中。尤其是由此得到的优点为在描述运动过程时相对于现有技术提高了时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像断层造影设备（１），尤其是一种Ｘ射线计算机断层造影设备，其带有至少一台第一拍摄系统和一台第二拍摄系统，第一拍摄系统包括一个第一辐射源（１１）和一个用于检测由该第一辐射源（１１）发出的射线的第一检测器（１３），第二拍摄系统包括一个第二辐射源（１５）和一个用于检测由该第二辐射源（１５）发出的射线的第二检测器（１７），其中这两台拍摄系统可绕一个共同的旋转轴（９）转动，其特征在于：由所述两台拍摄系统在围绕旋转轴（９）转动时扫描的最大测量场（３１，３５）具有不同的尺寸，和／或这两台拍摄系统的测量场可调节到不同的尺寸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特布鲁德，托马斯弗洛尔，卡尔海因茨保利，于尔根西蒙，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]