计算机断层摄影和断层合成系统技术方案

一种适用于断层合成的计算机断层摄影系统提供了与常规系统可比较的断层图像和平面图像。该计算机断层摄影系统包括在壳体组件内的内环门架和外门架。多个间隔开的放射板沿着内环门架的表面定位。X射线源固定至外门架且适用于在间隔开的磷光体表面之间发射X射线并发射到患者上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】计算机断层摄影和断层合成系统相关申请交叉引用本申请要求2011年11月25日递交的序列号为13/304,617的名称为“ComputedTomographyandTomosynthesisSystem”的美国专利申请的优先权和权益，且该美国专利申请要求2010年11月27日递交的第61/417,421号的名称为“SpiralTomosynthesisAndComputedTomographySystemUsingPhotostimulableStoragePhosphor”的美国临时申请的优先权和权益。
本专利技术涉及计算机断层摄影成像的系统和技术，尤其涉及新颖的计算机断层摄影和断层合成的系统和方法。
技术介绍
投影X射线成像是广泛执行的生成二维图像的诊断成像过程。通常使用计算机X射线照相（“CR”）系统或直接数字化X射线照相（“DR”）系统获取这样的图像。然而，投影X射线成像的基本限制是三维解剖结构被叠加在二维投影图像中，使得叠加结构往往遮蔽所关注的底层结构的可见性。X射线计算机断层摄影（“CT”）的发展至少部分地实现了患者的以横截面切片形式的相邻解剖结构的可视化。在传统几何CT中，X射线管和成像检测器在患者的相对侧间隔开。在X射线照射期间，X射线管和检测器完全（或接近完全）同步地围绕患者运动，使得该检测器（胶片、底片或其它检测器）跟随并拍摄所述照射。传统CT产生聚焦于运动焦平面的图像的平面，图像中的高于和低于焦平面的所有其他位置通常失焦，因而在产生的图像中模糊和较不可见。了解到X射线CT技术对于患者来说高剂量、照射和图像获取时间长、高治疗成本。断层合成是对传统投影X射线成像的较新的改进，尤其对于某些应用而言。与传统CT类似，断层合成将通常用于较新的传统CT的X射线照射和拍摄与利用X射线/检测器技术处理组合在一起。因此，X射线源和X射线检测器同样地位于患者的相对侧，并且X射线管和检测器也绕着位于所关注的平面中的支点同时且连续地移动。然而，与传统CT对比，利用断层合成时围绕患者的运动通常更受限制。断层合成通常利用X射线头的较小转动角度和较少数量的X射线照射来获得一组有限的数据。然后，对该有限数据进行数字处理来获得所需图像。断层合成优于CT的优点包括成像与获取时间缩短且辐射照射降低。断层合成允许从所获取的有限数量的投影X射线图像对通常任意数量的穿过对象的横断面断层切片进行数字重构来生成三维透视图。为了获得叠置的解剖机构的更好的可视性或控制诊断的其它方面，断层切片的位置和厚度可变。然而，当前的CT系统和断层合成系统在应用中仍然受限制。例如，传统断层合成设备和技术要求患者在照射过程中保持静止。对许多患者来说，在照射和检测期间保持静止会具有挑战性。在乳房摄影技术中，使用定位机构来保持在照射过程中胸部静止。虽然该技术可获得详细的成像，但患者经常抱怨定位机构造成的疼痛和不适。需要能够快速进行所需X射线照射从而缩短患者保持静止或被定位机构固定所需的时间的断层摄影和断层合成设备。当前可用的CT系统和计算机断层合成系统的另一缺点是其可用性有限，原因之一为初始投资和运作成本较高以及需要训练有素的操作者。CT和断层合成系统在缺乏投资这样的系统的资源的地区中可能不容易得到。因该，还需要更简单、不复杂且制造和操作低廉的CT和断层合成系统。以这种方式，先进的成像可以以更合理的定价提供，从而可以为不太富裕的医疗中心所使用，并减低操作和维护成本。
技术实现思路
本专利技术针对用于扫描三维对象（如，患者或非生命对象）的计算机断层摄影成像系统。计算机断层摄影系统仅需要有限数量的投影X射线图像并重构那些穿过所关注的期望区域的所选的横截面断层摄影切片。通过仅需要有限区域的X射线照射位置和角度，本专利技术还提供新颖的计算机断层合成系统，包括螺旋断层合成系统。计算机断层摄影系统包括X射线辐射源，例如锥形束X射线源，该X射线辐射源被配置成围绕对象绕着弧渐进性移动。多个间隔开的存储磷光板被固定在旋转的内环组件的外表面上。该内环组件被支撑在门架组件或外壳内，并限定用于容纳待诊断的患者或对象的管状内腔。磷光体表面充当X射线检测器以获取并存储来自X射线源的投影X射线能。在一个实施方式中，磷光体表面沿内环组件的外表面呈螺旋布置，使得可以实时连续获取多个X射线图像。能够获取存储在存储磷光体表面12上的图像数据的X射线照相设备被固定在门架壳体内，且适于扫描每个光激励磷光体表面并从每个光激励磷光体表面获取图像。如前所述，X射线源也能够绕着获取弧移动，并在每个X射线位置，通过激发X射线源并将磷光体表面放置成与X射线源相对来获得投影X射线图像，以获取穿过对象的能量。当X射线源沿获取弧转动至下一位置时，内环组件和存储磷光体表面前进并转动，以使下一投影X射线图像照射在磷光体表面的另一部分上或甚至另一个存储磷光体表面上。对于X射线行进较长的弧，存储磷光体表面包括隔离区域以允许X射线通过。在足够的磷光体表面照射X射线后，或优选地，当正照射其它表面时，内环组件转动，以使已受照射的磷光体表面相邻于X射线照相设备转动，并且获得投影X射线图像。以此方式，可以无延时地连续照射大量投影，并随后在很短的时间内获得图像。在可替选实施方式中，X射线照相成像设备扫描并读取之前激发的光激励磷光体表面并获得图像，同时内环组件针对另一X射线照射转动。以此方式来实时处理获取的图像。已知，各种重构算法可用于从所获取的投影图像重构断层摄影截面。本系统通过移除重叠解剖提供了相邻结构的可见性增大的断层合成图像，与传统CT相比，更便宜，更可靠，更易于安装和使用。当前，较长X射线照射时间不利于图像获取过程。较长的时间增大患者在研究过程中移动的可能性。在照射期间移动或改变位置造成最终图像的失真。本专利技术的断层合成系统快速连续地获取图像而不需在照下一个图像前等待处理。这降低了患者在照射和获取过程中移动的可能性。因此，本专利技术的系统较当前可用系统能够从更多解剖位获取图像，包括胸部、臀部、腰部、上下肢的图像。在本专利技术的具体实施方式中，计算机断层摄影系统包括具有内环组件的管状成像组件，内环组件被置于较大外环组件内。一对相对的侧板将两个环组件连接在一起，并用于使内环组件相对于外环组件和侧板转动。安装至侧壁的多个滑动面和轮可用于支撑内环组件并提供旋转运动。联接至内环组件的驱动组件提供旋转运动。内环组件、外环组件和侧壁总体形成门架壳体或支撑门架壳体并形成管状腔。成像组件或门架壳体被应用于在内环组件内的管状腔内接收并传送对象，内环组件可相对于外环组件和门架壳体旋转。X射线源联接至成像组件，并适用于发射通过患者的X射线能。X射线源可移动通过弧，使患者被照射的X射线经过零度到六十度的弧。X射线源可为发射扇形束或锥形束的传统X射线管。多个间隔开的存储磷光体表面（尽管可以使用连续表面）覆盖在内环组件或环组件的大体平坦的外表面上，其中照射表面在管状腔中朝向内侧。磷光体表面用于接收通过对象的X射线。图像获取设备或X射线照相设备例如可以为数字X射线照相设备或计算机X射线照相设备。图像获取设备用于当内环组件转动时扫描存储磷光体表面，以获得所存储的图像。优选地，在获得存储图像后，获取设备擦除存储磷光体，使其准备接收下一X射线。可替选地，可将较新的可用的板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.27 US 61/417,421;2011.11.25 US 13/304,6171.一种计算机断层摄影系统，包括：(a)壳体组件，所述壳体组件限定围绕垂直轴线的管状腔；(b)管状外环组件，所述管状外环组件围绕所述垂直轴线安装在所述壳体内；(c)管状内环组件，所述管状内环组件支撑多个间隔开的接收X射线的存储磷光体表面，所述内环组件以能够绕着所述垂直轴线旋转的方式联接到所述壳体，且位于所述外环组件内；(d)X射线源，所述X射线源适于利用X射线能照射所述管状腔内的对象，所述X射线源以能够移动的方式联接到所述外环组件且适于绕着与所述外环组件共同的弧移动且照射位于所述管状腔内的对象；(e)计算机X射线照相装置，所述计算机X射线照相装置在所述内环组件和所述外环组件之间安装在所述壳体内，并适于扫描所述接收X射线的存储磷光体表面中的至少一个，并且用于从所述存储磷光体表面获取X射线能，其中，所述计算机X射线照相装置使用扫描头进行这种扫描；(f)第一驱动装置，所述第一驱动装置适于使所述接收X射线的存储磷光体表面相对于所述X射线照相装置绕着所述管状腔旋转；(g)第二驱动装置，所述第二驱动装置适于使所述X射线源沿着共用弧围绕所述管状腔移动；(h)其中，所述内环组件和所述X射线源能够围绕着所述管状腔独立地旋转，以利用X射线从多个角度照射所述对象；以及(i)其中，当所述内环组件相对于所述壳体旋转时，所述接收X射线的存储磷光体表面相对于且邻近于所述X射线照相装置旋转，使得所述X射线照相装置从邻近的存储磷光体表面获取任何保持的X射线照射能。2.根据权利要求1所述的计算机断层摄影系统，其中，所述接收X射线的存储磷光体表面是多个固定到所述内环组件的外表面的磷光体板。3.根据权利要求2所述的计算机断层摄影系统，其中，所述计算机X射线照相装置适于擦除存储在至少一个所述存储磷光体表面中的X射线能。4.根据权利要求2所述的计算机断层摄影系统，其中，所述计算机X射线照相装置适于用作直接X射线照相系统。5.根据权利要求1所述的计算机断层摄影系统，其中，所述接收X射线的存储磷光体表面是多个安装于盒内的磷光体板，所述盒可拆卸地固定到所述内环组件。6.根据权利要求1所述的计算机断层摄影系统，其中，所述内环组件以与所述X射线源绕所述管状腔旋转的速度不同的速度绕所述管状腔旋转。7.根据权利要求2所述的计算机断层摄影系统，其中，所述计算机X射线照相装置固定至所述壳体并且所述内环组件使邻近扫描头组件的至少一个存储磷光体表面旋转。8.根据权利要求7所述的计算机断层摄影系统，其中，基本与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·诺伊苏尔，马修·尚加拉，丹尼尔·瓦伦蒂诺，
申请(专利权)人：艾赛克有限公司，
类型：
国别省市：