用于减少螺旋过扫描的方法和系统技术方案

提供了在使用计算机断层扫描系统（１０）进行扫描期间用于控制ｘ射线照射的方法、装置和系统。该系统包括：ｘ射线源（１４）、准直器（５２）、和检测阵列（１８）。该准直器包括：在第一方向上关断由ｘ射线源产生的ｘ射线扇束（１６）的第一凸轮（８１）；位于ｘ射线源焦点（５０）的与第一凸轮相对的一侧的第二凸轮（８２），第二凸轮在第二方向上关闭ｘ射线扇束，第二方向与第一方向相反；和在扫描过程中定位第一凸轮和第二凸轮中至少一个的凸轮驱动器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及计算机断层扫描(CT computed tomography)成像，更具体地 涉及减少多切片CT成像系统中的χ射线照射量(exposure)。
技术介绍
至少在一种已知的CT成像系统的结构中，χ射线源把准直(collimate)的扇形射 束投射到笛卡儿坐标系的X-Y平面内，该平面通常称为“成象平面”。X射线束通过被成象 的对象，例如患者。射束被该对象衰减后照射到辐射检测器阵列上。检测器阵列上接收的 衰减射束辐射的强度取决于该对象对χ射线束的衰减。每一个阵列检测器元件产生该检测 器位置上射束衰减的测量值的独立电信号。分别获得来自所有检测器的衰减测量值以产生 透射轮廓(profile)。在已知的第三代CT系统中，χ射线源和检测器阵列随着门架(gantry)在成象平 面内围绕被成象的对象转动，以便X射线束与对象相交的角度不断变化。在一个门架角度 上、来自检测器阵列的一组X射线衰减测量值即投影数据称为一个“视图”。对象的“扫描” 包括X射线源和检测器旋转一周过程中不同门架角度或视图角度处产生的视图集。在轴向扫描中，对投影数据进行处理，构建对应于从对象上获得的二维切片图像。 一种从投影数据集重建图像的方法在本领域称为滤波背投影技术。这一处理方法把来自扫 描的衰减测量值变换为称为“CT数值”或“Hoimsfield单元”的整数，这些整数被用于控制 显示器上相应像素的亮度。为了减小多个切片所需的总扫描时间，可以进行“螺旋”扫描。为了进行“螺旋”扫 描，患者在Z轴方向上的移动与门架的旋转同步进行，同时采集规定数目切片的数据。这样 的系统从一束扇形射束的螺旋扫描中产生单个螺旋线。由扇形射束绘出的螺旋线产生投影 数据，通过所述投影数据可以重建每个规定切片中的图像。除了减少扫描时间外，螺旋扫描 还提供其他的优点，例如注射对比物的更好利用，在任意位置处改善的图像重建，和更好的 三维图像。为进一步减少整个采集时间，引入了多切片CT。在多切片CT中，在任意时间同时 采集多行投影数据。当与螺旋扫描方式结合时，该系统产生锥形射束的单个螺旋线投影数 据。类似于单切片螺旋加权方案，可以在滤波背投影之前对投影数据“加权”。这样，一个技 术效果是生成了被扫描对象的体积CT三维(3D)图像。多切片CT系统用于在一次扫描过程中获取更多切片的数据。已知的多切片系统 典型地包括通常称为3-D检测器的检测器。关于这样的3-D检测器，多个检测器元件形成 按行和列排列的单独的通道。每行检测器形成一个单独的切片。例如，一个两切片检测器 具有两行检测器元件，一个四切片检测器具有四行检测器元件。在多切片扫描过程中，多行 检测器单元同时被χ射线束照射，从而得到多个切片的数据。在已知的CT系统中，来自χ射线源的χ射线束投射通过患者前面的准直装置，或 准直器，该准直装置或准直器在患者轴或Z-轴上定义X射线束的轮廓。准直器包括X射线4吸收材料，该材料其内具有用于限制X射线束的孔径。将X射线束限制为期望的扇形轮廓 的处理过程称为“准直”。关于限制χ射线束，已知的准直器典型地包括可以打开和关闭来改变孔径宽度的 两个相对的金属叶片或偏心凸轮。可以通过调整叶片或凸轮的方位选择扇形射束沿ζ-轴 测量的“厚度”。叶片或凸轮还可以在同一方向上移动来转移孔径的中心线。改变孔径中心 线就改变了扇形射束相对ζ-轴的角度。当用多切片CT扫描器进行螺旋扫描时，检测器行顺序地螺旋进入成像区，并且照 射到成像区之外的检测器行上的X射线是没有用的。也就是说，射束的Z-轴长度超过了所 产生图像的ζ-轴长度。这种无用的照射或剂量在螺旋扫描的开始和结束时都发生，并且螺 旋过扫描的量随着多切片检测器的宽度的增加而增加。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了在使用计算机断层扫描系统进行扫描过程中用于控制X 射线照射的位于患者前面的(pre-patient)准直器。所述系统包括χ射线源和检测器阵列。 所述准直器包括在第一方向上关断由χ射线源产生的χ射线扇束的第一凸轮，位于χ射线 源焦点的与第一凸轮相对的一侧的第二凸轮，第二凸轮在第二方向上关闭χ射线扇束，第 二方向与第一方向相反，和配置成在扫描过程中定位第一凸轮和第二凸轮中的至少一个的 凸轮驱动器。在另一个实施例中，提供了用于在计算机断层扫描系统中减少χ射线照射或剂量 的系统。所述系统包括X射线源、包括沿Z-延伸的多个检测器单元的检测器阵列、和具有 用X射线吸收材料制成的光闸凸轮和跟踪凸轮的位于患者前面的准直器，其中所述系统配 置成确定患者平台沿ζ-轴的速度，并在扫描过程中利用所确定的平台速度定位所述光闸 凸轮和跟踪凸轮中的至少一个来限定导向被成像对象的扇形射束的厚度。在另一个实施例中，提供了在计算机断层扫描系统中控制χ射线剂量的方法。所 述系统包括可沿ζ-轴转移的患者平台和具有用于限定孔径的第一和第二凸轮的准直器。 所述方法包括以与所述平台的转移速度成比例的速度打开所述第一凸轮，和以与所述平台 的转移速度成比例的速度关闭所述第二凸轮。附图说明图1是多切片体积CT成像系统的形象化视图；图2是图1所示的多切片体积CT成像系统的方框示意图；图3是图1所示的CT成像系统的典型实施例的轴向视图；图4是检测器阵列的典型实施例，如图2所示的检测器阵列，的透视图；图5是可用于图4所示的检测器阵列的典型检测器模块的放大透视图；图6是图1所示CT成像系统的典型实施例的示意侧视图；图7是图1所示CT成像系统的典型实施例的侧面示意图；图8是表示典型的光闸操作模式的时间推移时序图；图9是表示图8所示典型的光闸操作模式的后续时间推移时序图。具体实施方式除非明确说明，在此以单数形式表达并用单词“a”或“an”来描述的元件或步骤应 当理解为不排除多个所述元件或步骤。另外，提及本专利技术的“一个实施例”不意味者排除结 合了所描述特征的其它实施例。在此使用的短语“重建图像”也不意味着排除本专利技术中已生成了代表图像的数据 但没有生成可视图像的实施例。因此，在此使用的术语“图像”泛指可视图像和代表可视 图像的数据。然而，许多实施例生成(或配置成用于生成)至少一个可视图像。图1是多切片体积CT成像系统10的形象化视图。图2是图1所示的CT成像系 统10的方框示意图。在典型的实施例中，CT成像系统10表示为包括代表“第三代”CT成 像系统的门架12。门架12有一个辐射源14，它向位于门架12相对一侧上的检测器阵列18 投射锥形χ射线束16。检测器阵列18由多个包括多个检测器模块20的检测器行(未示出)形成，该多 个检测器模块20—起感测穿过如医疗患者22的对象投射的X射线束。每个检测器模块20 包括检测器元件(不可见)，这些检测器元件产生表示入射辐射束强度的电信号，由此表示 射束穿过对象或患者22时的衰减。具有多切片检测器阵列18的CT成像系统10能够提供 多个表示患者22的图像。该多个图像中的每一个对应于一个单独的体积“切片”。切片的 “厚度”或孔径取决于检测器行的厚度。在进行扫描以采集辐射投影数据的过程中，门架12和安装在其上的部件围绕旋 转中心24旋转。图2仅示意了单行检测器元件(即一个检测器行)。但是，多切片检测器 阵列18包括检测器元件的多个并排的的检测器行以使与多个准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在用计算机断层扫描系统（１０）进行扫描期间用于控制ｘ射线照射的位于患者前面的准直器（５２），所述计算机断层扫描系统包括ｘ射线源（１４）和检测器阵列（１８），所述准直器包括：配置成在第一方向上关断由所述ｘ射线源产生的ｘ射线扇束（１６）的第一凸轮（８１）；位于所述ｘ射线源的焦点（５０）的与第一凸轮相反的一侧的第二凸轮（８２），所述第二凸轮配置成在第二方向上关断ｘ射线扇束，所述第二方向与所述第一方向相反；和配置成在扫描过程中定位所述第一凸轮和第二凸轮中的至少一个的凸轮驱动器（１０４，１０５）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TL托特，BJ盖雷科维茨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]