一种手术用双模态实时成像装置或系统，包括由三个及以上X射线源组成的阵列，该X射线源阵列沿着固定圆弧扫描架间隔分布，固定扫描架横跨大于要待成像体截面的最大横截面跨度，以预定的频率电切换X射线源阵列以可编程的序列发射X射线，以便扫描待成像体(如：患者手术部位)的截面。X射线源阵列在180°圆弧内从不同的角度来成像患者手术部位，在X射线探测器处接收横过患者的X射线，而不移动患者，实时获取患者手术部位正位和侧位图像，同时通过所有角度场致发射X射线源来重建轴位断层图像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种X射线成像系统，尤其涉及一种双模态实时成像系统，以及采用若干X射线发射源发出的信号，对患者手术部位实时术中成像的架构、检查装置和检测方法等。
技术介绍
当前的手术中X射线成像系统多为二维成像系统，存在组织混叠及误判率高等问题，分辨率更高的三维术中成像系统已成为迫切需求。三维成像设备临床应用的典型例子是传统CT仪借助C型臂在X射线透视导引下的经皮椎体成形术(PercutaneousVertebroPlasty, PVP)。属微创介入手术性质的PVP近年来被广泛应用于骨质疏松性压缩骨折、椎体转移瘤和椎体血管瘤等疾病引起的疼痛治疗。传统的PVP技术是在C型臂透视下，经皮穿刺椎弓根向椎体注射骨水泥。由于脊柱结构复杂多变，毗邻重要神经，经皮椎弓根穿刺手术对患者具有很大风险。即使在C型臂参与下，可由透视方式实时监控手术过程，但操作的精准度仍较大程度地依赖操作者个人的经验。穿破椎弓根进入椎管所引起的脊髓或神经根损伤，以及肋骨骨折时穿破胸膜等并发症都时有发生。若结合CT仪导引，即可对重度压缩椎体进行三维重建，帮助医师于手术前准确设计穿刺点、进针方向、角度和深度等手术方案，避免了人为差错和手术中因C型臂连续透视而致X射线辐射引起伤害，穿刺后尚可通过三维重建验证穿刺针在病椎中位置，手术结束后还可通过三维图准确评价治疗效果。可见，研制具有C型臂结构特点，能安全、快速、灵活和可靠地实现三维成像，具有较大技术创新的手术中影像设备是介入医学(也包括部分放射治疗)临床的迫切要求。但基于传统热电子X光源与机架固定圆弧扫描技术的三维术中成像系统，存在成像时间长、时间分辨率低、致有运动伪影和辐射量大等诸多缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种手术用双模态实时成像装置，对现有CT仪进行改进，采用若干场发射X摄像光源构建双模成像系统态，实现双模态快速投影数据采集并进行重构获取三维断层图像，从而大大提高时间分辨率和手术中成像的有效性。本专利技术的另一个目的在于提供一种手术用双模态实时成像系统，采用场发射X摄像光源构建双模成像系统态，实现双模态快速投影数据采集并进行重构获取三维断层图像，从而大大提高时间分辨率和手术中成像的有效性。本专利技术的又一个目的在于提供一种手术用双模态实时成像方法，实现手术用双模态实时成像系统的数据采集、处理和图像重建。本专利技术
技术介绍
中描述的内容，可能参考了现有设备所用的结构和方法。然而，这样的参考没有必要解释为承认这些结构和方法在可应用的法律规定下有资格作为现有技术。申请人保留权力来证明，任何参考的主题相对于本专利技术不够成现有技术。本专利技术特别应用于手术中实时诊断成像系统，如计算机断层摄影(Computed Tomography，CT)，特别是涉及锥形束计算机断层摄影(Cone Beam Computed Tomography, CT)。然而，还将意识到，所描述的技术还可以应用于混合或其他医学方案或其他医学技术当中。本专利技术提供的一种手术用双模态实时成像装置，包括扫描架，固定于CT仪；若干X射线源，沿180°半圆弧间隔设置于扫描架内侧面；控制器，与X射线源耦合，并对X射线源进行控制；X射线探测器，设置于扫描架，用于接收X射线；CT图像重建器，用于接收来自X射线探测器的CT扫描数据，并重建CT图像。本专利技术手术用双模态实时成像装置，X射线源和X射线探测器面对面设置于扫描架，即X射线探测器与X射线源发出的X射线方向正对。本领域技术人员可以理解，术语“正对”应当理解为部分或全部的X射线源发出的全部或部分X射线能为X射线探测器所探测到。如扫描架包括上架体和下架体，当X射线源设置在上架体架顶时，X射线探测器设置在下架体架底，以使所发出的X射线均能为X射线探测器所接收；当X射线源设置在下架体架底时，X射线探测器设置在上架体架顶。再如当X射线源设置在上架体时，X射线探测器设置在下架体两侧的内侧面；当X射线源设置在下架体时，X射线探测器设置在上架体两侧的内侧面。又如当X射线源设置在上架体时，X射线探测器设置在下架体架底和两侧的内侧面；当X射线源设置在下架体时，X射线探测器设置在上架体架顶和两侧的内侧面。又如当X射线源设置在上架体架顶(中心源)和两侧(侧部源)的内侧面时，X射线探测器设置在下架体，以获取患者手术部位正位和两侧侧位图像。X射线探测器，优先选择平板X射线探测器，具有相当于待成像体(如患者手术部位)最大横截面跨度百分之六十的宽度。X射线探测器为电荷耦合装置，如但不仅限于CMOS或CCD装置。成像时，在控制器控制下，X射线源按顺序以脉冲方式发出X射线，X射线探测器接收透过待成像体(以手术中的患者为例)的X射线，生成横过患者手术部位横截面的连续的X射线扫描带而不移动患者。X射线探测器将获取的CT扫描数据传送至CT图像重建器，以重建CT图像，并对下一步手术提供参考。本领域技术人员可以理解，为提高扫描的分辨率，所采用的各个X射线源的间隔越小，分辨率越高，即单位面积上X射线源数量越多，分辨率越高。本专利技术手术用双模态实时成像装置，X射线源数量至少为3个，而形成一个阵列，以大于患者手术部位最大横截面的跨度横跨。为获取有效的图像，X射线源数量优选选择大于20个。本专利技术优先选择的一种X射线源，发出锥形X射线束，并定向到X射线探测器。本专利技术优先选择的另一种X射线源，为场致发射X射线管。场致发射X射线管的阴极材料为一维纳米材料，如但不仅限于碳纳米管、碳纳米纤维、金属、金属氧化物、硅、碳化硅、二氧化硅、碳氮化物、氮化硼、碳化硼或者硫族化物中的至少一种的纳米棒/纳米线的组。本专利技术优先选择的另一种X射线源，其脉冲发生频率范围为0. ΙΚΗζ-ΙΟΟΚΗζ。控制器控制X射线源顺序地发脉冲。其采用根据从传感器信息、手动输入或初始待成像体扫描数据中的至少一个生成的劲椎体积剖面图的脉冲序列。本专利技术提供的一种手术用双模态实时成像系统，包括若干X射线源，沿180°半圆弧间隔设置于扫描架的内侧面；X射线探测器，设置于扫描架，用于接收若干X射线源发出的X射线；若干X射线源按顺序以脉冲方式发出X射线，并被X射线探测器所接收，在CT采集期间，生成穿过待成像体界面的连续的X射线扫描带。本专利技术提供一种手术用双模态实时成像方法，使若干沿180°半圆弧间隔设置的X射线源(或由若干X射线源组成的阵列)顺序的发生脉冲，以生成穿过待成像体(以手术中的患者为例)的连续的X射线扫描带；X射线探测器接收X射线，以采集CT扫描数据；将CT扫描数据重建成CT图像数据。本专利技术提供的另一种手术用双模态实时成像方法，使耦合至固定180°圆弧内扫描架的若干个均勻间隔分布的X射线源顺序地发生脉冲，以生成穿过待成像体(如患者手术部位)的横向截面的连续的X射线扫描带；在耦合至扫描架并由与X射线源呈扇形相对的X射线探测器处接收X射线，以采集CT扫描数据；实时获取患者手术部位正位和两侧侧位图像，同时通过所有X射线源来重建轴位断层图像。X射线源的脉冲序列是根据待成像体(如患者手术部位)剖面图确定的，或通过期望的图像分辨率确定的。待成像体剖面图由一个或多个传感器、手动输入或待成像体的扫描的初始部分确定。本专利技术还提供一种计算机可读介质或处理器，载有软件以实施用于执行本专利技术提供的手术用双模态实时成像方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓敏，杨浩，刘瑞，李丁，
申请(专利权)人：邓敏，杨浩，刘瑞，李丁，
类型：发明
国别省市：
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