计算机断层摄影成像系统技术方案

在心脏ＣＴ领域中，目标是尽可能快地采集全扫描数据。由于这个原因，机架的旋转不断增加，使得机架上的装置的射线管的重力变成了限制因素。或者，通过在机架上安装两个完整的射线管－探测器组件可以使扫描的时间分辨率加倍。然而，这种解决方案使射线管－探测器组件的成本加倍。根据本发明专利技术，提出了改变射线管－探测器组件之一，使得一个探测器的尺寸减小。然后，使用另一探测器的信息补充尺寸减小的探测器的扫描结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请一般涉及计算机断层摄影(CT)成像，尤其涉及产生心脏的图像。特别是，本专利技术涉及用于产生感兴趣对象的图像的计算机断层摄影成像系统，产生感兴趣对象的图像的方法以及可以在计算机断层摄影成像系统上执行的计算机产品。在已知的CT系统中，x射线源发射扇形射线束，该扇形射线束被校准成位于笛卡尔坐标系的X-Y平面内。该平面通常被称为“成像平面”。x射线束穿过诸如患者的感兴趣对象。在被所述的感兴趣对象衰减后，射线束的辐射照射辐射探测器。由探测器检测的经衰减的射线束辐射的强度依赖于感兴趣对象对x射线束的衰减。该探测器包括多个探测器元件。每个探测器元件产生单独的电信号，所述电信号是经衰减的射线束在该探测器位置的强度的测量结果。所有探测器的衰减测量结果分别被采集以产生透射分布图。将x射线源和探测器安装到机架上，该机架围绕感兴趣对象旋转，使得x射线束与感兴趣对象相交的角度不断地变化。在一个机架角度从探测器得到的一组x射线衰减测量结果(投影数据)被称为“视图”。该测量结果也可以称作“分布图”。对象的“扫描”包括在x射线源和探测器一次旋转(至少180度加扇角)期间在不同机架角度产生的一组视图。进一步处理由多个视图组成的扫描数据以重建图像，该图像对应从对象截取的二维切片。最近，使用具有多个平行的探测器阵列的扫描器已经变得很平常，使得扇形射线束在垂直于各自的x-y平面的方向变宽，从而允许同时获得二维视图(分布图)。用于从扫描数据重建图像的一般方法是滤波反投影。在包括适当校准的这种重建步骤后，将扫描的图像数据与整数建立关系，该整数称作“Hounsfield单位”，它可以作为亮点在显示器上显示。为了减少扫描时间，即获得扫描数据所需的时间，将患者沿着与机架中心相交的水平轴放置，同时机架围绕感兴趣对象旋转。代替移动感兴趣对象通过机架，也可以使对象保持静止而移动机架。这些运动产生了螺旋状扫描路径，在扫描期间辐射源和探测器围绕感兴趣对象沿着该扫描路径旋转和移动。通过一个扇形射线束螺旋扫描该系统产生一个螺旋线。由扇形射线束绘制的螺旋线生成投影数据，通过该投影数据可以重建各预定切片中的图像。螺旋重建算法是已知的，例如在C.Crawford和K.King在Med.Phys.17(6)，November/December，1999上发表的题目为“Computed TomographyScanning with Simultaneous Patient Translation(患者同时平移的计算机断层摄影扫描)”的文章中作了描述。为了产生快速移动的对象(例如心脏)的图像，已知系统在机架速度提高的条件下工作。换句话说，在心脏CT中，为了尽可能快地获得全扫描数据以观察/分辨例如冠状动脉的运动随时间的变化，当前扫描器的机架旋转不断增加。然而，现在机架速度增加到了机架上的射线管和其它装置的重力变为限制因素的程度。或者，可以通过在机架上安装两个完整的射线管-探测器组件使扫描的时间分辨率加倍。然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，这种方案使射线管-探测器组件的成本加倍，并且存在占用机架的圆周上的机械空间的缺点。参考文献US6,421,412B1公开了一种双心脏CT扫描器，其中使用两个辐射源-探测器对产生整个心脏的图像而没有明显的运动伪影。通过采集仅包含心脏的视图的有限区域的投影数据，减小了探测器阵列的尺寸，并通过采集π加扇角的保护数据产生运动伪影最小化的图像，所述的扇角是从x射线源发射的射线束的角度。在已知的CT系统中，两个辐射源-探测器对的探测器阵列具有相同的尺寸。因此，由每个辐射源发射的扇形射线束或锥形射线束的尺寸相同，并且从辐射源发射的能量也相同。因此，由该组件扫描的患者暴露于各辐射源产生的相同的辐射能量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于最小化感兴趣对象受到的辐射，同时最小化辐射源-探测器组件的成本和所占据的空间。根据本专利技术的示例性实施例，通过用于产生感兴趣对象的图像的计算机断层摄影成像系统实现上述目的，该计算机断层摄影成像系统包括第一辐射源-探测器对。第一辐射源-探测器对包括第一辐射源和具有第一数量的探测器元件的第一辐射探测器。第一辐射源向第一辐射探测器发射第一辐射束，使得第一辐射束穿过感兴趣对象并照射到第一辐射探测器上。此外，还设有第二辐射源-探测器对。第二辐射源-探测器对包括第二辐射源和具有第二数量的探测器元件的第二辐射探测器，其中第二辐射源向第二辐射探测器发射第二辐射束，使得第二辐射束穿过感兴趣对象并照射到第二辐射探测器上。所述第二数量小于第一数量。有利地，根据本专利技术，第二辐射探测器的探测器元件比第一辐射探测器的数量少。这样，辐射源-探测器组件的成本可以显著减少，并且在机架上的圆周方向占据更小的空间。除此之外，由于由第二辐射源发射的辐射能量可以适于第二探测器的较小尺寸并可以因此减小，所以可以减少感兴趣对象受到的辐射。因此，根据本专利技术，减少了辐射源-探测器组件的成本，并且可以显著减少患者剂量或感兴趣对象受到的辐射剂量。根据权利要求2所述的本专利技术的示例性实施例，给第二辐射探测器的第二读出数据补充由第一辐射探测器的第一读出数据的测量结果获得的数据。从根据第一辐射源-探测器组件的投影数据获得的重建图像产生这些数据。由于对于这个组件，可以容易地重建图像，因此通过沿着与‘缺少的’探测器元件对应的投影方计算对象中衰减的线积分，可以计算第二辐射源-探测器装置的测量缺失。这种计算可能对应于射线管数据，这是因为各射线穿过的身体部分并未快速运动，同时由第二探测器直接测量沿着通过运动的心脏的射线的衰减。这样，可以产生模拟具有相同尺寸的两个探测器的具有相同大小的第一和第二读出数据。根据例如C.Crawford和K.King在Med.Phys.17(6)，November/December1990上发表的题目为“Computed Tomography Scanning with Simultaneous PatientTranslation(患者同时平移的计算机断层摄影扫描)”的文章，可以将所述的读出数据提供给传统的CT系统用于重建图像。根据权利要求3所述的本专利技术的另一示例性实施例，选择用于补充第二读出数据的第一辐射探测器的探测器单元的读出数据，使得这些探测器单元在第一探测器超出第二辐射探测器的第一辐射探测器的区域中。这样，有利地，可以提供两个完整数据集，即两个完整的第一和第二读出数据，这些读出数据可用于进一步的处理。这样，在最小化最后图像中的运动伪影的同时，可以保证高图像质量，并且根据本专利技术的系统容易地适应和实现在已知的CT扫描器图像重建系统中。根据权利要求4所述的本专利技术的另一示例性实施例，计算机断层摄影成像系统是双射线管心脏CT系统。根据权利要求5所述的本专利技术的另一示例性实施例，提供了产生感兴趣对象的图像的方法，其中通过第一辐射源-探测器对扫描感兴趣对象。第一辐射源-探测器对包括第一辐射源和第一辐射探测器。第一辐射源向第一辐射探测器发射第一辐射束，使得第一辐射束穿过感兴趣对象并照射到第一辐射探测器上。此外，感兴趣对象被第二辐射源-探测器对扫描，其中第二辐射源-探测器对包括第二辐射源和第二辐射探测器。第二辐射源向第二辐射探测器发射第二辐射束，使得第二辐射束穿过感本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生感兴趣对象的图像的计算机断层摄影成像系统，该系统包括：第一辐射源－探测器对，其中该第一辐射源－探测器对包括第一辐射源和具有第一数量的第一探测器元件的第一辐射探测器，其中第一辐射源向第一辐射探测器发射第一辐射束，使得第一辐射束 穿过感兴趣对象并照射到第一辐射探测器上；以及第二辐射源－探测器对，其中第二辐射源－探测器对包括第二辐射源和具有第二数量的第二探测器元件的第二辐射探测器，其中第二辐射源向第二辐射探测器发射第二辐射束，使得第二辐射束穿过感兴趣对象并照射 到第二辐射探测器上；其中第二数量小于第一数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MH库恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]