被配置为在不同的能级下且在不同的焦点位置处成像的计算机断层摄影系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“被配置为在不同的能级下且在不同的焦点位置处成像的计算机断层摄影系统和方法”。本发明专利技术提供了一种计算机断层摄影(CT)成像系统(100)和方法，其中所述系统包括x射线源(114)，所述x射线源用于从焦点发射x射线(116)的光束(215)并移动所述焦点的焦点位置。所述系统还包括检测器组件，所述检测器组件被配置为检测被对象衰减的所述x射线(116)。至少一个处理单元(136)被配置为执行存储在存储器中的编程指令。所述至少一个处理单元(136)被配置为引导所述x射线源(114)在不同的能级下发射所述x射线(116)的不同的光束(215)并且从所述检测器组件接收表示对在所述不同的能级下发射的所述x射线(116)的检测的数据。所述至少一个处理单元(136)还被配置为引导所述x射线源(114)移动所述焦点，使得所述焦点处于不同的焦点位置，同时发射所述不同的光束(215)。

【技术实现步骤摘要】
被配置为在不同的能级下且在不同的焦点位置处成像的计算机断层摄影系统和方法
本文所公开的主题整体涉及计算机断层摄影医疗成像系统。
技术介绍
计算机断层摄影(CT)成像系统(在下文中称为CT系统)通常包括x射线源，该x射线源朝向对象诸如人或无生命对象(例如，行李)发射扇形或锥形光束。光束被对象衰减并撞击在检测器单元阵列上。在检测器阵列处接收的光束的强度通常取决于对象对x射线束的衰减。检测器阵列的每个检测器单元产生单独的模拟信号，该模拟信号指示由每个检测器单元接收的衰减光束。模拟信号被转换为数字信号并传输到图像处理系统进行分析。x射线源和检测器阵列在成像平面内围绕机架并围绕受试者旋转。X射线源通常包括x射线管，该射线管从焦点发射x射线光束。X射线检测器通常包括用于在检测器处抑制散射的x射线的防散射栅格或准直器、用于将x射线转换为与准直器相邻的光能的闪烁器，以及用于接收来自相邻闪烁器的光能并由其产生电信号的光电二极管。x射线源通过电力系统供电。任选地，发生器的一部分随着x射线源和检测器阵列一起围绕对象旋转。CT系统可被配置为在不同的扫描模式下操作。例如，在多能量采集模式下，向x射线源提供不同的工作电压(或能级)。各种CT系统配置使用x射线源的可变工作电压，包括：(1)使用x射线管的不同的工作电压从对象的两次连续扫描中采集低能和高能投射数据，(2)利用x射线管的工作电压的快速切换采集投射数据，以采集投射视图的交替子集的低能和高能信息，或者(3)使用具有不同的x射线管工作电压的多个成像系统同时采集能量敏感信息。尽管这种多能量采集模式可以提供能够实现材料密度区分的图像，但是通常需要具有一种更多改进特性(例如，图像质量、分辨率或采样)的其他采集模式。
技术实现思路
根据本文的实施方案，提供了一种计算机断层摄影(CT)成像系统。该系统包括x射线源，该x射线源被配置为在不同的工作电压下由电力系统供电。x射线源用于从焦点朝向对象发射x射线光束。x射线源用于移动焦点的焦点位置。检测器被配置为检测被对象衰减的x射线。至少一个处理单元被配置为执行存储在存储器中的编程指令。在执行编程指令时，至少一个处理单元被配置为引导x射线源在不同的能级下发射x射线的不同的光束并且从检测器接收表示对在不同的能级下发射的x射线的检测的数据。至少一个处理单元还被配置为引导x射线源在不同的焦点位置之间移动焦点，使得焦点处于不同的焦点位置，同时在不同的能级下发射光束。至少一个处理单元可被配置为引导x射线源重复地从第一焦点位置在较高能级下发射第一光束，在从第一焦点位置发射第一光束之后将焦点朝向第二焦点位置移动，从第二焦点位置在较低能级下发射第二光束，并且在从第二焦点位置发射第二光束之后将焦点朝向第一焦点位置移动。光束可沿着可垂直于Z轴的XY平面发射。x射线源可相对于Z轴并相对于XY平面移动焦点。x射线源可包括电极，这些电极可间隔开并且被定位成使得x射线的光束可在电极之间通过。电极可用于调节电场的强度以移动焦点的焦点位置。任选地，电极可被配置为在第一焦点位置和第二焦点位置之间移动焦点位置。电场可用于使不同的光束偏转不同的量。x射线源可包括被配置为生成磁场的电磁体。电磁体可用于调节磁场的强度以移动焦点的焦点位置。在一些方面，至少一个处理单元可被配置为在焦点处于第一位置时从检测器接收较高能量数据，并且可被配置为在焦点处于第二位置时接收较低能量数据。至少一个处理单元可被配置为在第二位置处插入较高能量数据并且在第一位置处插入较低能量数据。任选地，至少一个处理单元被配置为使用(a)材料分解过程以及(b)焦点的第一位置的较低能量数据和焦点的第一位置的较高能量数据，针对焦点的第一位置生成用于两种不同的材料的材料密度投射。至少一个处理单元可被配置为使用(a)材料分解过程以及(b)第二位置的较低能量数据和第二位置的较高能量数据，针对焦点的第二位置生成用于两种不同的材料的材料密度投射。在生成来自第一位置和第二位置的用于两种不同的材料的材料密度投射之后，至少一个处理单元可被配置为使用来自第一位置和第二位置的用于两种不同的材料的材料密度投射来重建高分辨率材料密度图像。任选地，至少一个处理单元可被配置为使用第一焦点位置的较高能量数据和第二焦点位置的较高能量数据来生成较高能量的高分辨率图像。至少一个处理单元可被配置为使用第一焦点位置的较低能量数据和第二焦点位置的较低能量数据来生成较低能量的高分辨率图像。至少一个处理单元可被配置为然后使用较高能量的高分辨率图像和较低能量的高分辨率图像来重建高分辨率材料密度图像。根据本文的实施方案，提供了一种方法。该方法引导x射线源在不同的能级下发射x射线的不同的光束，并引导x射线源在不同的焦点位置之间移动x射线源的焦点，使得焦点处于不同的焦点位置，同时在不同的能级下发射光束。该方法接收表示对在不同的能级下发射的x射线的检测的数据。任选地，该方法可引导x射线源发射不同的光束，并且移动焦点包括引导x射线源在焦点处于第一焦点位置时在第一能级下重复发射第一光束，朝向不同的第二焦点位置移动焦点，在焦点处于第二焦点位置时发射具有不同的第二能级的第二光束，并且朝向第一焦点位置移动焦点。光束可沿着可垂直于Z轴的XY平面发射。x射线源可相对于Z轴并相对于XY平面移动焦点，同时在不同的焦点位置之间移动焦点。任选地，x射线源可包括电极，这些电极可间隔开并且被定位成使得x射线的光束在电极之间通过。移动焦点可包括调节电极之间的电场的强度。调节电场的强度可导致不同的光束偏转不同的量。x射线源可包括可被配置为生成磁场的电磁体。移动焦点可包括调节电磁体的磁场的强度。检测x射线可包括检测较高能量数据和检测较低能量数据。该方法还可包括内插较高能量数据和内插较低能量数据。根据本文的实施方案，提供了一种计算机断层摄影(CT)成像系统。x射线源被配置为在不同的工作电压下由电力系统供电。x射线源用于从焦点朝向对象发射x射线光束。x射线源用于移动焦点的焦点位置。检测器被配置为检测被对象衰减的x射线。至少一个处理单元被配置为执行存储在存储器中的编程指令。至少一个处理单元在执行编程指令时可被配置为引导x射线源重复地从第一焦点位置在较高能级下发射第一光束，在从第一焦点位置发射第一光束之后将焦点朝向第二焦点位置移动，从第二焦点位置在较低能级下发射第二光束，并且在从第二焦点位置发射第二光束之后将焦点朝向第一焦点位置移动。任选地，光束可沿着可垂直于Z轴的XY平面发射。x射线源可相对于Z轴并相对于XY平面移动焦点。x射线源可包括电极，这些电极可间隔开且可被定位成使得x射线的光束在电极之间通过。电极可用于调节电场的强度以移动焦点的焦点位置。检测器可包括多个检测器像素元件，其中所述多个检测器像素元件中的每一个可检测在较高能级下发射的x射线和在较低能级下发射的x射线。附图说明通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述，将更好地理解本文所述的本专利技术主题，其中：图1示出了根据一个实施方案的计算机断层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机断层摄影(CT)成像系统(100)，包括：/nx射线源(114)，所述x射线源被配置为在不同的操作电压下由电力系统供电，所述x射线源(114)用于从焦点朝向对象发射x射线(116)的光束(215)，所述x射线源(114)用于移动所述焦点(FS)的焦点位置(SP)；/n检测器组件(118)，所述检测器组件被配置为检测被所述对象衰减的x射线(116)；以及/n至少一个处理单元(136)，所述至少一个处理单元被配置为执行存储在存储器(138)中的编程指令，其中所述至少一个处理单元(136)在执行所述编程指令时，被配置为引导所述x射线源(114)在不同的能级下发射所述x射线(116)的不同的光束(215)并且从所述检测器组件接收表示对在所述不同的能级下发射的所述x射线(116)的检测的数据；/n其中所述至少一个处理单元(136)还被配置为引导所述x射线源(114)在不同的焦点位置(SP)之间移动所述焦点(FS)，使得所述焦点处于不同的焦点位置，同时在所述不同的能级下发射所述光束(215)。/n

【技术特征摘要】
20180606 US 16/001,2891.一种计算机断层摄影(CT)成像系统(100)，包括：
x射线源(114)，所述x射线源被配置为在不同的操作电压下由电力系统供电，所述x射线源(114)用于从焦点朝向对象发射x射线(116)的光束(215)，所述x射线源(114)用于移动所述焦点(FS)的焦点位置(SP)；
检测器组件(118)，所述检测器组件被配置为检测被所述对象衰减的x射线(116)；以及
至少一个处理单元(136)，所述至少一个处理单元被配置为执行存储在存储器(138)中的编程指令，其中所述至少一个处理单元(136)在执行所述编程指令时，被配置为引导所述x射线源(114)在不同的能级下发射所述x射线(116)的不同的光束(215)并且从所述检测器组件接收表示对在所述不同的能级下发射的所述x射线(116)的检测的数据；
其中所述至少一个处理单元(136)还被配置为引导所述x射线源(114)在不同的焦点位置(SP)之间移动所述焦点(FS)，使得所述焦点处于不同的焦点位置，同时在所述不同的能级下发射所述光束(215)。


2.根据权利要求1所述的CT成像系统(100)，其中所述至少一个处理单元(136)被配置为引导所述x射线源(114)重复地：
从第一焦点位置(234)在较高能级下发射第一光束(215)；
在从所述第一焦点位置发射所述第一光束(215)之后将所述焦点朝向第二焦点位置(236)移动；
从所述第二焦点位置在较低能级下发射第二光束(215)；以及
在从所述第二焦点位置发射所述第二光束(215)之后将所述焦点朝向所述第一焦点位置移动。


3.根据权利要求1所述的CT成像系统(100)，其中所述光束(215)沿着垂直于Z轴的XY平面发射，所述x射线源(114)相对于所述Z轴并且相对于所述XY平面移动所述焦点。


4.根据权利要求1所述的CT成像系统(100)，其中所述x射线源(114)包括电极(228,229)，所述电极间隔开并且被定位成使得所述x射线(116)的所述光束(215)在所述电极(228,229)之间通过，所述电极(228,229)用于调节在所述电极(228,229)之间电场的强度以移动所述焦点的所述焦点位置。


5.根据权利要求4所述的CT成像系统(100)，其中所述电极(228,229)被配置为将所述焦点位置在第一焦点位置和第二焦点位置之间移动，所述电场用于将所述不同的光束(215)偏转不同的量。


6.根据权利要求1所述的CT成像系统(100)，其中所述x射线源(114)包括被配置为生成磁场的电磁体(326)，所述电磁体(326)用于调节所述磁场的强度以移动所述焦点的所述焦点位置。


7.根据权利要求1所述的CT成像系统(100)，其中所述至少一个处理单元(136)被配置为在所述焦点处于第一焦点位置时从所述检测器组件接收较高能量数据，并且所述至少一个处理单元(136)被配置为在所述焦点处于第二焦点位置时接收较低能量数据，所述至少一个处理单元(136)被配置为在所述第二焦点位置内插所述较高能量数据以及在所述第一焦点位置处内插所述较低能量数据。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范家华，金燕南，闫铭，乌韦·维德曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US