固定式计算机断层摄影系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了固定式成像系统的结构。该结构可包括对分布式Ｘ射线放射源的各种类型的组合，其通常包括可寻址发射器元件，该发射器元件可被触发，以采用理想的序列和组合进行发射。源（３０）可以是环形（５４）、部分环形（５８），或线形（典型地沿Ｚ轴）（５６）等。这些组合是可以设想的。对应的检测器（４６）也可以是与源相关的完整的环形检测器（５２）或部分环形检测器（６０），以提供对成像体积充分的覆盖，并提供所采集数据的理想的数学完整性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及计算机断层成像领域，更具体地，涉及用于固定式计算机断层摄影系统的几何形状和构造，其中检测器和分布式源元件固定地设置在成像系统扫描器内。
技术介绍
计算机断层成像系统有许多应用。经过最近几十年的开发，这种成像系统典型地以切片和体积形式提供了对感兴趣对象内部特征成像的有力工具。通常，系统包括源，其引导放射线穿过感兴趣对象照射到检测器上。虽然，所述源可以是能够穿透感兴趣对象的任何类型的放射线，但在这里的描述中重点指X射线源。在传统的系统中，X射线源和检测器安装在旋转台架上，并以相对高的旋转速度旋转，例如每秒旋转两次的量级，虽然也可以用更快些或慢些的速度。在旋转期间，在检测器的许多位置上获取入射X射线强度的测量值，并且这些测量值可以被存储用于以后的分析和处理。然后，系统通过处理获得的强度测量值计算有用的重建图像，允许确定特征在对象内的位置。虽然对这种基本设计的各种改变已经提出并且目前也在使用中，但当前的技术利用源和检测器的旋转，并带有采集窗口的选择和数据的专门处理，用于提高重建图像清晰度。虽然这种结构被证明对识别对象内感兴趣的特征非常有用，但它们受到需要旋转源和检测器的限制。X射线源典型地包括传统X射线管，所述X射线管有些重并且在旋转期间必须需要供电和冷却。同样，检测器体积变得越来越庞大，在较高分辨率时横跨了成像系统的视野，并在一次检查中采用多行的结构以获得相当多的数据。与检测器相关的电路必须也被旋转，以执行数据采集和初始处理过程。生产带有电源和数据传输互连的精细平衡系统以及需要除去操作中产生的热量的机构需要工程熟练性。目前，在计算机断层摄影中需要改进的系统设计，尤其是，迫切需要一种能够减轻旋转负荷，或者甚至不需要使系统元件一起旋转的设计。尤其需要这样一种系统该系统能够产生高质量图像，同时减小与源和检测器的旋转相关的机械的、电子的、热量的和其他方面的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够符合这种需要的用于计算机断层摄影(CT)系统的新颖的几何形状和结构。该技术可应用于广泛的领域，包括医学诊断环境、零件检查，包裹和行李处理应用等。本技术允许在系统中包括分布式X射线源和检测器，而不需要旋转所述源或检测器。提供了分布式源和检测器的各种有用的结构，出于图像重建的目的，其中的一些可与另一些结合使用提高图像数据质量，提高获取数据的完整性，提供得到最佳重建图像的覆盖范围等。不过，该技术可以使用一列发射器或源，所述发射器或源按照各种技术进行操作，所述技术能够特定地、唯一地寻址，以产生进行成像检查的一束放射线。同样地，该技术可以用于大范围检测器结构，许多几何形状是基于传统结构的检测器阵列。虽然该系统的某些元件可以被旋转，例如准直器或其他元件，但是本技术允许主要元件，即源和检测器在检查阶段基本上保持固定。附图说明图1是根据本技术的示范性固定式CT系统的图示。图2是与图1所示类型的系统一起使用的示范性分布式源的图示。图3是与图1中的系统一起使用的部分检测器的图示。图4是固定式CT结构的第一实施例的图示，其包括环形源和环形检测器。图5是使用环形源、环形检测器和线形源的进一步结构。图6是在两个环形检测器之间使用环形源的可替换结构。图7是使用在两个带有线形源的环形检测器之间的环形源的可替换结构的图示。图8是使用一对带有环形检测器的环形源的可替换结构的图示。图9是使用一对带有环形检测器的环形源和线形源的可替换结构的图示； 图10是使用一对带有环形检测器的部分环形源的可替换结构的图示。图11是使用带有环形检测器和线形源的部分环形源的可替换结构的图示。图12是使用一系列环形源和环形检测器的可替换结构的图示。图13是使用一系列带有环形检测器的环形源和线形源的可替换结构的图示。图14是使用带有一系列环形检测器的一系列环形源的可替换结构的图示。图15是使用带有一系列环形检测器的一系列环形源和线形源的可替换结构的图示。图16是使用一个或多个带有线形源的环形源，和部分环形检测器的可替换结构的图示。图17是使用一系列线形/弧形源和环形检测器的可替换结构的图示图18是使用在有凹槽的结构中的部分环形源和部分环形检测的可替换结构的图示图19是使用部分环形源和线形/弧形源的可替换结构的图示，其中一部分源部分地覆盖了部分环形检测器。图20是使用环形源和环形检测器的可替换结构的图示。图21是使用螺旋单圈环形源和环形检测器的可替换结构的图示；图22是使用螺旋多圈环形源和环形检测器的可替换结构的图示；图23是使用设置为引导放射线通过环形检测器上开孔的环形源的可替换结构的图示；图24是使用设置为引导放射线通过环形检测器上缝隙的环形源的可替换结构的图示；图25是使用倾斜的环形源和环形检测器的可替换结构的图示；图26是使用用于倾斜的环形源和环形检测器的进一步结构的可替换结构的图示；图27是使用两个倾斜的环形源和环形检测器的可替换结构的图示；图28是使用两个倾斜的环形源和环形检测器的可替换结构的图示；图29是在互补的带有缺口的结构中使用部分环形源和环形检测器的结合的可替换结构的图示；图30是使用环形源和环形检测器结构，用于伸缩式或组合式相互作用的可替换结构的图示；和图31是使用环形、部分环形源与环形检测器的组合的可替换结构的图示；具体实施方式现在回到附图，首先参考图1，图1中描述了固定式计算机断层摄影(CT)系统，其通常用参考数字10表示。CT系统10包括由支撑结构形成的扫描器12，并且内部包含一个或多个固定和分布式X射线源(图1中未示出)和一个或多个固定式数字检测器(图1中未示出)，下面将会进行详细说明。扫描器设置为接收平台14或其他用于支撑病人，或在更通常情况下用于支撑扫描对象的支撑结构。平台能够移动通过扫描器中的开孔，以在成像阶段将对象适当地定位在扫描的成像体积或平面内。系统进一步包括放射源控制器16，平台控制器18和数据采集控制器20，它们都在系统控制器22的控制下起作用。放射源控制器16调节释放X射线的定时，所述射线从围绕着扫描器12的点指向在相对一侧的检测器部分，这在下面会进行说明。在本专利技术的固定式CT结构中，放射源控制器16可以在各个时刻触发一个或多个在分布式X射线源内的发射器，产生对发射的X射线强度数据的多个采集。例如，在某种设置中，X射线放射源控制器16可以顺次触发射线的发射，以便收集在扫描器周围发射的X射线强度邻近或非邻近的采集。许多这种测量值可以在一次检查序列中收集，并且，如下面所述连接到检测器元件上的数据采集控制器20接收来自检测器元件的信号，并处理信号用于存储或后面的图像重建。然后，平台控制器18用于将平台和病人适当定位在射线发射的平面，或在本专利技术的情况下，通常在成像的体积内。平台可以在成像序列之间或在某个成像序列期间移动位置，这取决于所使用的成像协议。系统控制器22通常调节放射源控制器16、平台控制器18和数据采集控制器20的操作。从而，系统控制器22可以使放射源控制器16触发X射线的发射，以及在系统控制器定义的成像序列期间调整这种发射。系统控制器也可以调节平台的移动，使之和这种发射相协调，以便采集特定感兴趣体积的发射的X射线强度测量数据，或采用各种成像模式，例如螺旋模式。系统控制器22也接收由数据采集控制器20获取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体积式固定计算机断层摄影系统（１０），包括：至少一个固定式检测器（４６），其通常绕着成像体积的至少一部分延伸；和至少一个固定分布式Ｘ射线源（３０），其设置在至少一个固定式检测器（４６）的近端；其中所述至少一个固定 式检测器（４６）和所述至少一个固定分布式Ｘ射线源（３０）设置为相互配合，以有利于图像重建所采集的数据的完整性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BKB德曼，SK巴苏，PM埃迪克，RF森兹，WR罗斯，吴小页，CR威尔逊，ME弗米利耶，EL萨拉内斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[]