用于时间相干的大覆盖范围的计算机断层扫描器制造技术

在旋转ＣＴ扫描器中在Ｚ方向上彼此移位地在扫描架上安装多个Ｘ－射线源－检测器单元，并将该检测器单元设置成在单次旋转中从对象的大体积中采集数据以便扫描器能够提供大的器官的时间相干的图像。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及计算机断层(CT)系统，更具体地说，涉及配备有多个辐射源的这种系统，该多个辐射源被安装成沿着患者或对象的纵轴在不同的位置上绕患者旋转，并且在该系统中来自每个辐射源的X-射线束包围着多行检测器。最先的CT扫描器使用发射具有锐方向性射束的X-射线的辐射源并相对地设置单一的检测器，该检测器横向地运动，然后相对于对象旋转。CT扫描器逐步发展成为应用发射可旋转的扇形束的X-射线源同时相对地设置可旋转的检测器阵列。在这些最先的旋转-旋转CT扫描器中，在检测器阵列中使用单行检测器。扇形束角度足够大以便扇形束包围单行检测器。检测器沿着患者或对象的轴线(Z轴)的长度确定了可以覆盖在“单发射”中并且在扫描的过程中不移动被扫描的对象或扫描画面(frame)(下文中称为“扫描单元”)的最大片层宽度。在90年代初期，引进了双片层设备，在这种设备中相对地设置的检测器阵列至少包括两行检测器。这就增加了在Z方向上的覆盖范围。例如，参见美国专利US5,228,069，在此将该专利的内容以引用的方式结合在本申请中并且作为它的一部分。对这种扫描器的另一改进是应用在X-射线中的多焦点，这实质上增加了所采集的图像的分辨率。例如，参见美国专利US4,637,040，在此将该专利的内容以引用的方式结合在本申请中并且作为它的一部分。随后，在相同的Z位置上多重X-射线源与能够检测来自多于一个片层的X-射线的检测器阵列一同使用。因此，检测器为多行检测器阵列，以便在单次旋转中可以采集多片层的数据。例如，参见美国专利US5,966,422，在此将该专利的内容以引用的方式结合在本申请中并且作为它的一部分。进一步的改进是提供螺旋扫描。例如，参见美国专利申请No.08/556,824和法国专利FR9209141，在此将两者的内容都以引用的方式结合在本申请中。然而，在本专利技术之前，还没有人知道将多X-射线源和相关的检测器阵列单元相结合的CT扫描器，其中这些单元沿着Z轴彼此相对移位并且每一种结构设置都能够采集多片层数据。除了上述优点以外，使用沿着Z轴移位的多源检测器阵列结构并结合包括多行检测器或大面积检测器的检测器阵列的某些实施例可以提供一种或多个如下的优点大的面积覆盖范围，高质量的时间相关的CT扫描，可能的锥形束伪影最小，降低了在快速数据抽取过程中的技术复杂度，在扫描的对象中对高分辨率的感兴趣的体积(VOI)进行同时成像需要这些优点。为了扫描所感兴趣的体积的不同的区域，这种X-射线源和检测器阵列组合的组合可以在时间相干的“单发射”图像中提供完整的大器官(比如心脏)的高分辨率图像而不需要移动患者或扫描画面。这就使得能够同时扫描，或者说通过“连续-动态的”或“选通的”轴线扫描实现电影式扫描。在需要大于基本的单发射的覆盖范围的情况下，可以进行一系列轴线或连续的螺旋扫描，并且还能够提高速度并改善具有相同或更小的覆盖范围的带有单一检测器阵列的单一源系统的质量。根据在此所公开的某些实施例的一方面，提供多个辐射源，每个辐射源与一个检测器阵列一起运行以形成扫描单元，其中该扫描单元沿着对象的纵轴彼此相对移位。可选择地，设计在阵列或共同运转的档板之间的距离以使每个扇形束覆盖不同的对象平面或体积。对象平面或体积可以是连续的。根据本专利技术的某些实施例，提供一种独特的CT扫描系统。该系统包括在不同的Z(轴线的)位置上安装在患者的周围的多个X-射线源，同时检测器阵列与在不同的Z位置上的每个辐射源相对地移位。每个X-射线源包围着多行或大面积检测器阵列以形成扫描单元，以使绕所扫描的对象(患者或任何其它的对象)的旋转可以同时提供多片层图像数据。在这种方式中，扫描单元(即多个X-射线源和相对设置的大的面积检测器或多行检测器)能够实现对象的大的体积的时间相干的覆盖范围。在此以前从没有实现过这种覆盖范围。因此，在这种独特的CT扫描单元，即多个射线源结合在Z方向上能够彼此移位的单独相对设置的唯一的检测器阵列结构的单次旋转中可以实现由检测器阵列覆盖的时间相干的多片层或大的体积。因此根据本专利技术的实施例提供一种CT系统，该CT系统包括安装在扫描架上以便绕对象旋转的多个X-射线源和安装在所说的扫描架上的X-射线检测器阵列，所说的X-射线源位于不同的轴线位置上，安装在扫描架上的X-射线检测器阵列分别关联于在不同的轴线位置上的所说的X-射线源中的每个X-射线源并与其相对地设置，以及每个所说的检测器阵列在轴向上具有多行检测器，在单次旋转的过程中所说的多行检测器穿过在所说的不同的轴线位置上的对象的多个片层。在本专利技术的某些实施例中，所说的多个片层包围在所说的对象中的器官的基本长度。此外，根据上述的方面，所说的多个片层可以至少包围在所说的对象中的器官的整个长度。该器官例如可以是人的心脏。根据本专利技术的另一方面，检测器阵列包括多行单独的检测器。根据本专利技术的某些实施例，所说的检测器阵列包括面积检测器。该检测器足够大以至少包围在所说的对象中的器官的整个长度，或者面积检测器足够大以包围在对象中的器官的基本长度。可任选的是，至少一个所说的X-射线源利用多焦点。在某些实施例中，所说的X-射线源与相关的所说的检测器阵列一起和所说的对象在Z方向上彼此相对移动以提供螺旋扫描。可替换的是，所说的X-射线源与所说的相关的检测器阵列一起和所说的对象在Z方向上彼此相对移动以提供一组n个轴线扫描，这里n≥1。根据本专利技术的某些实施例的一方面，多个源可旋转地彼此移开角度θ，这里0°≤θ≤180°。在本专利技术的实施例中，X-射线源发射扇形束的X-射线辐射；至少两个X-射线源的扇形束穿过在轴线方向上对象的重叠部分。可替换的是，至少两个源的扇形束在轴线方向上彼此邻接。在再一可替换的实施例中，至少两个照射对象的X射线源的扇形束在轴线方向上在空间上分离。可替换的是，X-射线束为锥形束。根据本专利技术的某些实施例，X-射线检测器设置成提供对象的时间相干的多片层。可替换的是，X-射线检测器阵列被设置成提供患者的时间相干的大面积的视图。根据本专利技术的实施例进一步提供一种CT系统，该CT系统包括安装在扫描架上以便绕对象旋转的多个X-射线源，安装在所说的扫描架上的多个X-射线检测器阵列，每个所说的检测器阵列单独地相关于每个X-射线源并与其相对地设置以形成多个射线源-检测器单元，以及在单次旋转过程中在相同的轴线位置上或在不同的轴线位置上有选择性地定位所说的单元的辐射源-检测器单元定位系统。根据本专利技术的实施例进一步提供一种成像方法，该成像方法包括在扫描架上安装多个X-射线源，绕患者旋转所说的扫描架，在所说的不同的Z位置上设置所说的X-射线源，在所说的扫描架上与在不同的Z位置上的每个X-射线源单独相关地安装多个检测器阵列并与其相对地移位，以及应用所说的检测器阵列在单次旋转的过程中同时检测在所说的不同的Z位置上已经穿过了患者的多个部分的X-射线。根据本专利技术实施例，所说的患者的多个部分包围着人类的器官的基本长度，或者所说的患者的多个部分至少包围着人体器官的整个部分，而所说的人体类器官是成人的心脏。根据本专利技术的实施例，检测器阵列包括多行检测器，其中检测器都是单个的检测器。可替换的是，检测器阵列包括宽面积检测器。根据本专利技术的实施例，至少一个所说的X-射线源利用多焦点。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＴ系统，该ＣＴ系统包括：安装在扫描架上以便绕对象旋转的多个Ｘ－射线源，所说的Ｘ－射线源位于不同的轴向位置上；安装在所说的扫描架上的Ｘ－射线检测器阵列，该Ｘ－射线检测器阵列与在不同的轴线位置上的所说的Ｘ－射线源中的每个Ｘ－射线源 单独地关联并与其相对地设置；以及所说的每个检测器阵列在轴向上具有多行检测器，在单次旋转的过程中所说的多行检测器穿过在所说的不同的轴线位置上的对象的多个片层。

【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：G马拉穆德，
申请(专利权)人：菲利浦医疗系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]