專利名稱：計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像獲取的制作方法
iWWM^圖像獲取
本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)。其特別應(yīng)用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的x射線 CT。其還應(yīng)用于物品和安全檢查、無(wú)損測(cè)試、臨床前成像以及其中CT數(shù) 據(jù)可以提供關(guān)于對(duì)象結(jié)構(gòu)或功能的有用信息的其他情況。
其中CT成像系統(tǒng)已經(jīng)獲得普遍接受度的一個(gè)領(lǐng)域是在醫(yī)學(xué)，在醫(yī)學(xué) 領(lǐng)域中CT掃描器被放射學(xué)家和其他醫(yī)學(xué)專家廣泛用于診斷和治療疾病。 近期采用多切片系統(tǒng)進(jìn)一步拓寬了 CT系統(tǒng)的臨床應(yīng)用范圍。


圖1A中示出了常規(guī)具有平板探測(cè)器的第三代x射線CT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲 取幾何結(jié)構(gòu)。圖1A描繪出系統(tǒng)的橫軸(transaxial)平面，例如，錐束系統(tǒng) 的中心平面。將x射線源102和x射線敏感探測(cè)器104設(shè)置在檢查區(qū)域106 的相對(duì)兩側(cè)上，并且與旋轉(zhuǎn)中心114有徑向位移。由合適的支架110將待 檢查的人類患者或其他對(duì)象108支撐在檢查區(qū)域106中。當(dāng)源102和探測(cè) 器104圍繞旋轉(zhuǎn)中心114旋轉(zhuǎn)時(shí)，源102發(fā)射輻射112，所述輻射112穿過(guò) 檢査區(qū)域106并由探測(cè)器104探測(cè)。
在所示的全束獲取幾何結(jié)構(gòu)中，x射線束112的中心射線或投影116 與旋轉(zhuǎn)中心106相交，并且垂直于探測(cè)器橫向中心119。探測(cè)器橫向尺寸 120使得探測(cè)器104在每個(gè)投影角度處探測(cè)己經(jīng)穿過(guò)整個(gè)橫向FOV 118的 輻射112。因而，橫向FOV的完全角度采樣要求在近似180。加上x(chóng)射線束 114橫向扇角上收集數(shù)據(jù)。雖然是參考平板探測(cè)器進(jìn)行的描述，但是還應(yīng)領(lǐng) 會(huì)到，全束獲取幾何結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于其中探測(cè)器104通常是弓形的系統(tǒng)。
然而，通常希望減小實(shí)現(xiàn)給定橫向FOV所要求的探測(cè)器的物理大小。 例如，較大的探測(cè)器趨向于更復(fù)雜且制造更昂貴。而且，可獲得探測(cè)器陣 列的大小可能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的限制因素。隨著多層系統(tǒng)日益流行，特別是 隨著較大的多層探測(cè)器成為總系統(tǒng)成本的更大部分，這些考慮變得日益尖銳。
參照?qǐng)D1B，同樣已經(jīng)推薦了一種半束獲取幾何結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)Gregor等人
8)上的"C"o"e6e"m Jf-6ea/w Cb附/ wfed 7bwogr<a/7/z_y w油朋6 ^^Defector"; Wang等人于2002年7月發(fā)表在Med.Phys.29 (7) 上的"JT畫(huà)ray M/cra-Cr w/A " Z^/ /a"dZ)efector爿rra/，； Lin等人在2000年 10月26日的題為"/ZaZ/F!'eWo/H，^血c^/-S/ze Cri)efe"w"的PCT公 開(kāi)WO 00/62647。
相對(duì)于全束幾何結(jié)構(gòu)，將探測(cè)器104在橫向方向上移動(dòng)近似其橫向尺 寸120的一半。與旋轉(zhuǎn)中心114相交的射線或投影122垂直于探測(cè)器104 的平面。在給定的投影角度處，探測(cè)器104探測(cè)已經(jīng)穿過(guò)近似橫向FOV 118 的一半的輻射(應(yīng)當(dāng)注意，重疊或過(guò)渡區(qū)域124確保在橫向FOV118的中 心區(qū)域獲取投影數(shù)據(jù))。雖然相對(duì)于全束幾何結(jié)構(gòu)(其出于比較目的在圖1B 中以虛線示出)半束獲取幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了較大橫向FOV，但是橫向FOV 的完全角度采樣要求在近似360。的角度范圍上收集數(shù)據(jù)。而且，這種系統(tǒng) 要求防散射濾線柵的隔板(lamallae)或隔片在橫向上延伸，或者使用特殊 的非對(duì)稱防散射濾線柵。
因此，存在改進(jìn)的空間。例如，人們希望進(jìn)一步改進(jìn)探測(cè)器利用，同 時(shí)維持合適的圖像質(zhì)量。人們還希望簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的各方面處理了這些和其他問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面， 一種儀器在相對(duì)于設(shè)置在檢査區(qū)域中的對(duì)象 的多個(gè)角度位置處獲取斷層攝影投影數(shù)據(jù)。該儀器包括輻射源和探測(cè)由源 發(fā)射且已經(jīng)穿過(guò)檢查區(qū)域的輻射的輻射敏感探測(cè)器。在獲取投影數(shù)據(jù)期間， 源和探測(cè)器的橫向中心與橫向視野的中心有橫向位移。
根據(jù)另一方面，計(jì)算機(jī)斷層攝影方法包括從與橫向視野的中心有橫向 位移的位置發(fā)射輻射。輻射穿過(guò)橫向視野的一部分。該方法還包括使用輻 射探測(cè)器以獲取指示該輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù)據(jù)。探測(cè)器與橫向視 野的中心有橫向位移。該方法還包括在多個(gè)投影角度的每一個(gè)處重復(fù)發(fā)射 輻射和使用輻射探測(cè)器獲取指示該輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù)據(jù)的所述 步驟，以獲取CT數(shù)據(jù)集，并且重建CT數(shù)據(jù)集以生成體積數(shù)據(jù)。
根據(jù)另一方面，計(jì)算機(jī)斷層攝影儀器包括x射線源、x射線探測(cè)器和重 建器。x射線源與旋轉(zhuǎn)中心有橫向位移并且圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。X射線探測(cè)器探測(cè)由X射線源發(fā)射的輻射，并且與旋轉(zhuǎn)中心有橫向位移。X射線探測(cè) 器以與X射線源的固定機(jī)械關(guān)系圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，以在多個(gè)投影角度處 獲取投影數(shù)據(jù)。X射線源發(fā)射具有橫向扇角的輻射，并且橫向視野的完全角
度采樣要求在大于180。加上扇角的角度范圍上獲取投影數(shù)據(jù)。重建器重建 投影數(shù)據(jù)以生成指示橫向視野的體積數(shù)據(jù)。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在閱讀并理解說(shuō)明書(shū)之后將領(lǐng)會(huì)到本 發(fā)明的其他方面。
本發(fā)明可以具體化為各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟安排。 附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。 圖1A是現(xiàn)有技術(shù)全束CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖； 圖1B是現(xiàn)有技術(shù)半束CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖； 圖2是有位移的CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖3是CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖，其示出了源和探測(cè)器相對(duì)于成 像區(qū)域有位移；
圖4是CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖，其示出了源和探測(cè)器相對(duì)于成 像區(qū)域有位移；
圖5是CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖，其示出了源和探測(cè)器相對(duì)于成 像區(qū)域有位移；
圖6是CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖； 圖7是CT獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫軸視圖； 圖8描繪出成像系統(tǒng)； 圖9描繪出成像方法。
圖2中示出了一種改進(jìn)的其中源和探測(cè)器都與成像等中心有位移的雙 泣移CT獲取幾何結(jié)構(gòu)。如圖所示，掃描床或其他合適的對(duì)象支架210將 受檢對(duì)象208支撐在檢查區(qū)域206中。諸如x射線管的x射線源202和諸 如在橫向方向和軸向方向上延伸的平板區(qū)域探測(cè)器陣列的x射線敏感探測(cè) 器204，圍繞旋轉(zhuǎn)中心214旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)中心214還作為橫向FOV 218 的中心。X射線束212的中心射線或投影216垂直于探測(cè)器橫向中心219，
10但是與旋轉(zhuǎn)中心214有位移。
防散射濾線柵290被設(shè)置在探測(cè)器204和檢查區(qū)域206之間，以減少 探測(cè)器204接收到的散射輻射。濾線柵290包括聚焦在源202上的多個(gè)隔 板，從而使得濾線柵關(guān)于橫向探測(cè)器中心219橫向?qū)ΨQ。如將領(lǐng)會(huì)到的， 這種對(duì)稱性簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)造。還可以實(shí)現(xiàn)為二維(2D)防散射濾線柵，例 如具有在橫向方向和軸向方向上延伸的隔板的濾線柵。
如圖所示，中心射線216和等中心214之間的最小位移是距離d。選擇 探測(cè)器204的橫向位移以最小化由探測(cè)器204所接收的輻射的最大接受角。 當(dāng)探測(cè)器204是平板探測(cè)器時(shí)，x射線束212的最外側(cè)射線250、 252與探 測(cè)器204相交的入射角240、 242相等。如圖所示，還提供過(guò)渡區(qū)域224。
橫向FOV218大于可比較的半束獲取幾何結(jié)構(gòu)的橫向FOV，出于圖示 目的在圖2中用虛線描繪出所述半束獲取幾何結(jié)構(gòu)。對(duì)于給定探測(cè)器橫向 尺寸220以及源202和旋轉(zhuǎn)中心214之間的徑向距離，可以通過(guò)改變中心 射線216和旋轉(zhuǎn)中心214之間的距離d而改變橫向FOV 218的大小。中心 射線216與旋轉(zhuǎn)中心214相交的情況(即，在d-0時(shí))對(duì)應(yīng)于圖1A的全 束幾何結(jié)構(gòu)。在最大FOV的配置中，要求近似360。的旋轉(zhuǎn)以獲得完全角采 樣，然而180。加上扇角或錐角的旋轉(zhuǎn)提供了配置成全束幾何結(jié)構(gòu)時(shí)的全角 采樣。中間配置所要求的角度范圍在180。加上扇角和360。之間變化，并且 可以易于計(jì)算。
所述的獲取幾何結(jié)構(gòu)可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D3，源202和探測(cè)器 204都在平行于探測(cè)器204平面的方向244上移動(dòng)，同時(shí)保持成像中心和旋 轉(zhuǎn)中心214未與可比較的全束或半束獲取幾何結(jié)構(gòu)的情況有變化。為了簡(jiǎn) 化圖示，圖3中省略了受檢對(duì)象208、對(duì)象支架210和防散射濾線柵290。
如圖所示，位移方向244與橫向FOV相切。圖3示出了移動(dòng)至示例性 的第一位置302、第二位置304和第三位置306的源202和探測(cè)器204。第 一位置302對(duì)應(yīng)于圖1A的全束獲取幾何結(jié)構(gòu)。其提供了最小的橫向FOV 308，并且在180。加上扇角或錐角的角度范圍上獲取完全數(shù)據(jù)集。第三位置 306提供最大的橫向FOV310;在近似360。的角度范圍上獲取完全數(shù)據(jù)集。 第二位置304描繪出任意的中間位置，其提供了中間的橫向FOV 312;同 樣在中間角度范圍上獲取數(shù)據(jù)。雖然在多個(gè)位置示出了源202和探測(cè)器304，以圖示出源202和探測(cè)器的相對(duì)位移，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，源202和 探測(cè)器204有利地維持在給定位置，同時(shí)在所需的角度范圍上進(jìn)行采樣。
圖4中示出了用于提供有位移的獲取幾何結(jié)構(gòu)的另一技術(shù)。如圖所示， 源202和探測(cè)器204在其中探測(cè)器204和橫向FOV的邊緣之間的最小距離 D保持恒定的方向302上移動(dòng)。同樣，源202和探測(cè)器204示出在第一位 置401、第二位置402和第三位置406,所述這些位置提供了越來(lái)越大的橫 向FOV。還應(yīng)當(dāng)注意到的是，如圖所示，源202與旋轉(zhuǎn)中心214的徑向位 移R相對(duì)大于圖2中所示的那種情況。這種布置還增加橫向FOV。
圖5示出了用于提供有位移的獲取幾何結(jié)構(gòu)的又一技術(shù)。如圖所示， 源202和探測(cè)器204在與橫向FOV相切的方向550上移動(dòng)，同時(shí)成像中心 在垂直于橫向FOV或者垂直于探測(cè)器204的主平面的方向552上位移。同 樣，源202和探測(cè)器204示出在第一位置502、第二位置504和第三位置 506上。同樣還示出了相應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)中心214i、第二旋轉(zhuǎn)中心2142和第 三旋轉(zhuǎn)中心2143。如應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)到的那樣，所示的布置提供了與圖4等同的 獲取幾何結(jié)構(gòu)。
圖6中示出了用于提供有位移的獲取幾何結(jié)構(gòu)的再一技術(shù)。如圖所示， 探測(cè)器204圍繞樞軸602樞轉(zhuǎn)角度604，從而使得與探測(cè)器204的橫向中心 219相交的x射線束212的射線214垂直于探測(cè)器204的平面。根據(jù)需要， 通過(guò)改變角度604，可以調(diào)整橫向FOV的大小。角度604為零(0)的情況 對(duì)應(yīng)于圖1B的半束幾何結(jié)構(gòu)，出于圖示目的在圖6中用虛線示出了所述半 束幾何結(jié)構(gòu)。
雖然前述討論集中在平板探測(cè)器，但是還可以使用弓形探測(cè)器。圖7 中示出了用于具有探測(cè)器704的系統(tǒng)的獲取幾何結(jié)構(gòu)，所述探測(cè)器對(duì)著中 心位于x射線源202的橫向位置處的圓弧的一部分。x射線束212的中心射 線或投影216垂直于探測(cè)器中心719處探測(cè)器704弧的切線，但是與旋轉(zhuǎn) 中心206有距離d的位移。如圖所示，還提供了過(guò)渡區(qū)域224。如本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)到的那樣，上面關(guān)于圖2-6進(jìn)行的討論還可應(yīng)用于弓形探 測(cè)器配置。
圖8描繪出適用于雙位移獲取幾何結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)S02。系統(tǒng)802包括 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)804、重建器806、圖像處理器808、用戶界面810和控制器812。
數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)804包括CT數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)814，在所述CT數(shù)據(jù)獲取系 統(tǒng)中源202和探測(cè)器204安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架816上以進(jìn)行圍繞檢查區(qū)域的旋 轉(zhuǎn)?？梢詫?shí)現(xiàn)為環(huán)形、360。或其他角度采樣范圍的軸向掃描軌跡、螺旋掃 描軌跡、圓形掃描軌跡或直線掃描軌跡、鞍狀掃描軌跡或其他期望的掃描 軌跡，例如通過(guò)與旋轉(zhuǎn)機(jī)架816的旋轉(zhuǎn)相配合地縱向移動(dòng)對(duì)象支架210。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)架816固定地安裝源202和探測(cè)器206， 從而使得獲取幾何結(jié)構(gòu)是固定的。在另一個(gè)中，源202和探測(cè)器可移動(dòng)地 安裝至旋轉(zhuǎn)機(jī)架816，從而使得獲取幾何結(jié)構(gòu)是變化的，例如以允許在如上 圖3-7中所示的相對(duì)移動(dòng)。在這種實(shí)現(xiàn)中， 一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器818可以提 供所需的動(dòng)力。
或者，可以由人類用戶手動(dòng)移動(dòng)源202和探測(cè)器204。在任一情況下， 源202和探測(cè)器204有利地安裝在共用框架上或者其他方式進(jìn)行安裝，從 而使得源202和探測(cè)器204之間的物理關(guān)系從一個(gè)FOV配置至另一 FOV 配置不變化，因?yàn)檫@樣做減少了對(duì)單獨(dú)空白掃描或校準(zhǔn)掃描的需要。
重建器806使用已知的重建技術(shù)重建由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)804所生成的數(shù) 據(jù)，以生成指示受檢對(duì)象的體積數(shù)據(jù)。合適的重建技術(shù)包括諸如濾波反投 影的分析技術(shù)以及迭代技術(shù)。 一種非常適于重建錐束數(shù)據(jù)的技術(shù)是已知的 Feldkamp算法。當(dāng)獲取幾何結(jié)構(gòu)提供過(guò)渡區(qū)域224時(shí)，可以采用平滑函數(shù) 以減少過(guò)渡區(qū)域224中冗余數(shù)據(jù)的效應(yīng)。
圖像處理器808根據(jù)需要處理體積數(shù)據(jù)，例如用于以期望方式在用戶 界面810上顯示，所述用戶界面810可以包括諸如監(jiān)視器和打印機(jī)的一個(gè) 或多個(gè)輸出設(shè)備以及諸如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備。
有利地使用由通用或其他計(jì)算機(jī)執(zhí)行的軟件指令以提供圖像用戶界面 (GUI)而實(shí)現(xiàn)用戶界面810，其允許用戶控制或以其他方式與成像系統(tǒng) 802相互作用，例如通過(guò)選擇期望的FOV配置或尺寸、啟動(dòng)和/或終止掃描、 選擇期望的掃描或重建協(xié)議、操縱體積數(shù)據(jù)等。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，基于用戶 所選的掃描協(xié)議通過(guò)成像系統(tǒng)自動(dòng)建立FOV配置和重建協(xié)議中的一個(gè)或兩 者。作為又一實(shí)例，用戶界面810可以提示或者以其他方式允許用戶輸入 期望的橫向半徑、直徑或其他FOV尺寸。在這種實(shí)現(xiàn)中，使用來(lái)自用戶的信息而自動(dòng)計(jì)算源102和/或探測(cè)器104的所需位置。
可操作地連接至用戶界面810的控制器812控制數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)704的 操作，例如以執(zhí)行期望的掃描協(xié)議、使得驅(qū)動(dòng)器818定位源102和/或探測(cè) 器104以提供期望的FOV等。
￡ 現(xiàn)在將參照?qǐng)D9描述成像系統(tǒng)802的操作。在提供可調(diào)整FOV配置的 獲取系統(tǒng)802的情況下，在步驟902調(diào)整源202和探測(cè)器204的位置以提 供期望的FOV配置。作為一個(gè)實(shí)例，可能必須調(diào)整幾何結(jié)構(gòu)以提供最大的 橫向FOV，以掃描大體形人類患者的胸部，而調(diào)整幾何結(jié)構(gòu)成全束配置足 以進(jìn)行腦部掃描。
在步驟904獲取掃描數(shù)據(jù)，以在圍繞檢査區(qū)域206的多個(gè)角度位置的 每一個(gè)處獲取投影數(shù)據(jù)。采樣橫向FOV 206所需的角度范圍同樣是所選 FOV配置的函數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意到的是，在所需角度采樣期間，源202和探測(cè) 器的位置可以保持不變。
在步驟906重建掃描數(shù)據(jù)，并且在步驟908以期望格式進(jìn)行顯示。 在步驟910，根據(jù)需要重復(fù)所述過(guò)程，例如以掃描一系列患者。應(yīng)當(dāng)注 意到的是，可以在重建和/或顯示給定掃描中獲取的數(shù)據(jù)之前獲得附加掃 描。
雖然前述集中在x射線CT系統(tǒng)上，其中源202是x射線管的焦點(diǎn)因 而基本上是點(diǎn)源，但是可以預(yù)見(jiàn)到有其他變更。例如，源202可以實(shí)現(xiàn)為 線源。還可以預(yù)見(jiàn)到有楔形和其他束幾何結(jié)構(gòu)。還可以使用伽馬和其他輻 射源。除了圍繞檢查區(qū)域206旋轉(zhuǎn)源202和探測(cè)器204，源202和探測(cè)器 204可以維持在恒定的角度位置，同時(shí)將對(duì)象208移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生所 需角度采樣。還可以提供多個(gè)源202和探測(cè)器204，在這種情況下對(duì)應(yīng)的各 組源和探測(cè)器可以彼此角度地和/或縱向地偏置。應(yīng)當(dāng)注意到的是，在具有 多個(gè)角度偏置的源和探測(cè)器的系統(tǒng)中，與具有單個(gè)源/探測(cè)器對(duì)的系統(tǒng)相 比，通常減少了提供完全角度采樣范圍所需的旋轉(zhuǎn)，并且相應(yīng)地調(diào)整軌跡。
已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。他人在閱讀并理解說(shuō)明書(shū)之后， 可以想到有修改和變更。將預(yù)期的是，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)理解為包括落入權(quán)利要 求書(shū)及其等價(jià)內(nèi)容的范圍中的所有這種修改和變更。
1權(quán)利要求
1、一種用于在相對(duì)于設(shè)置在檢查區(qū)域(206)中的對(duì)象(208)的多個(gè)角度位置處獲取斷層攝影投影數(shù)據(jù)的儀器，所述儀器包括輻射源(202)；輻射敏感探測(cè)器(204、704)，其探測(cè)由所述源發(fā)射的輻射(212)，該輻射已經(jīng)穿過(guò)所述檢查區(qū)域；其中，在獲取所述投影數(shù)據(jù)期間，所述源和所述探測(cè)器的橫向中心(219、719)兩者都與橫向視野(218)的中心(214)有橫向位移。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括重建器(806)，其重建所述投影 數(shù)據(jù)以生成指示所述對(duì)象的體積數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述源和所述探測(cè)器圍繞旋轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)，并且其中，所述旋轉(zhuǎn)軸是所述橫向視野的中心。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述投影數(shù)據(jù)是x射線計(jì)算機(jī) 所層攝影數(shù)據(jù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述源發(fā)射具有大體為扇形的 橫截面的輻射束(212)，其中，所述橫截面包括垂直于所述探測(cè)器的射線(216)，并且其中，所述射線與所述橫向視野的所述中心有橫向位移。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的儀器，其中，所述探測(cè)器包括橫向中心(219、 719)，并且所述射線與所述橫向中心相交。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的儀器，其中，所述射線是所述輻射束的中心i寸線。
8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的儀器，其中，所述探測(cè)器是平板探測(cè)器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述源發(fā)射具有大體為扇形的 橫截面的輻射束(212)，所述截面包括第一最外側(cè)射線(250)和第二最外 側(cè)射線(252)，并且所述最外側(cè)射線以相等的入射角(240、 242)與所述 探測(cè)器相交。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述探測(cè)器包括過(guò)渡區(qū)域(224)， 在所述過(guò)渡區(qū)域中所述探測(cè)器生成冗余投影數(shù)據(jù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括用于改變所述源和探測(cè)器相對(duì) 于所述橫向視野的所述中心的位置以提供全束獲取幾何結(jié)構(gòu)的裝置。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括用于在平行于所述探測(cè)器的主 平面的橫向方向(244)上移動(dòng)所述源和探測(cè)器的裝置。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，包括用于在垂直于所述橫向視野的 方向(502)上使成像中心有位移的裝置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括用于在其中所述探測(cè)器和所述 橫向視野的邊緣之間的最小距離保持恒定的橫向方向(402)上移動(dòng)所述源 和探測(cè)器的裝置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括用于圍繞樞軸樞轉(zhuǎn)所述源和探 測(cè)器以改變所述橫向視野的大小的裝置。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，包括用戶界面(810)，其接收識(shí)別 所述橫向視野的期望尺寸的用戶輸入，并且其中，所述儀器使用所述期望 尺寸以確定所述探測(cè)器的期望位置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述儀器根據(jù)螺旋掃描軌跡獲取斷層攝影投影數(shù)據(jù)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中，所述儀器根據(jù)近似360。軸向掃描軌跡獲取斷層攝影投影數(shù)據(jù)。
19、 一種計(jì)算機(jī)斷層攝影方法，包括從與橫向視野(218)的中心(214)有橫向位移的位置發(fā)射第一輻射 (212)，其中，所述第一輻射穿過(guò)所述橫向視野的一部分；使用輻射探測(cè)器(204、 704)以獲取指示所述第一輻射的計(jì)算機(jī)斷層 攝影投影數(shù)據(jù)，其中，所述探測(cè)器與所述橫向視野的所述中心有橫向位移；在多個(gè)投影角度中的每一個(gè)處重復(fù)發(fā)射第一輻射和使用輻射探測(cè)器以 獲取指示所述第一輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù)據(jù)的所述步驟，以獲取第 一CT數(shù)據(jù)集；重建所述第一 CT數(shù)據(jù)集以生成第一體積數(shù)據(jù)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括在使用輻射探測(cè)器以獲取指示所述第一輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù) 據(jù)的所述步驟之后，改變所述位置的所述橫向位移和所述探測(cè)器的所述橫 向位移，以改變所述橫向視野的大?。话l(fā)射第二輻射，其中，所述第二輻射穿過(guò)所述橫向視野的至少一部分; j 使用所述輻射探測(cè)器以獲取指示所述第二輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影 ^據(jù)；在多個(gè)投影角度中的每一個(gè)處重復(fù)發(fā)射第二輻射和使用輻射探測(cè)器以 獲取指示所述第二輻射的計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù)據(jù)的所述步驟，以獲取第 二CT數(shù)據(jù)集；重建所述第二投影數(shù)據(jù)集以生成第二體積數(shù)據(jù)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第二投影數(shù)據(jù)穿過(guò)整個(gè) 橫向視野。
22、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，改變所述橫向位移包括在與 所述橫向視野相切的橫向方向(550)上移動(dòng)所述源和所述探測(cè)器。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，改變所述橫向位移包括在垂 直于所述橫向視野的方向(502)上移動(dòng)成像中心。
24、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，改變所述橫向位移包括在其 中所述探測(cè)器和所述橫向視野的邊緣之間的最小距離保持恒定的方向(402)上移動(dòng)所述源和所述探測(cè)器。
25、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括 接收識(shí)別所述橫向視野的期望尺寸的用戶輸入； 使用所述期望尺寸以確定所述探測(cè)器的期望位置。
26、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述輻射探測(cè)器是平板探測(cè) 器，發(fā)射第一輻射包括發(fā)射具有大體為扇形的橫截面的輻射束(212)，其 中，所述橫截面包括第一最外側(cè)射線(250)和第二最外側(cè)射線(252)，并 且其中，所述最外側(cè)射線以相等的入射角(240、 242)與所述探測(cè)器相交。
27、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，發(fā)射第一輻射包括發(fā)射具有 大體為扇形的橫截面的輻射束，其中，所述截面包括中心射線(216)，所 述中心射線與所述橫向視野的中心有橫向位移，并且所述中心射線以垂直 于所述探測(cè)器的角度與所述探測(cè)器相交。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述中心射線與所述探測(cè)器 的橫向中心相交。
29、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)所述位置和所 述輻射探測(cè)器，其中，所述旋轉(zhuǎn)軸是所述橫向視野的中心。
30、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括使用二維防散射濾線柵以減少所述探測(cè)器所接收的散射輻射。
31、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括根據(jù)螺旋掃描軌跡或軸向掃描 軌跡獲取計(jì)算機(jī)斷層攝影投影數(shù)據(jù)。
32、 一種計(jì)算機(jī)斷層攝影儀器，包括x射線源(202)，其中，所述x射線源與旋轉(zhuǎn)中心(214)有橫向位移， 并且圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)；x射線探測(cè)器(204、 704)，其中，所述x射線探測(cè)器探測(cè)由所述x射 線源發(fā)射的輻射，其中，所述x射線探測(cè)器與所述旋轉(zhuǎn)中心有橫向位移， 并且以與所述x射線源的固定機(jī)械關(guān)系圍繞所述旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，以便在多 個(gè)投影角度處獲取投影數(shù)據(jù)，其中，所述x射線源發(fā)射具有橫向扇角的輻 射(212)，并且其中，橫向視野(218)的完全角度采樣要求在大于180° 加上所述扇角的角度范圍上獲取投影數(shù)據(jù)；重建器(806)，其重建所述投影數(shù)據(jù)以生成指示所述橫向視野的體積 數(shù)據(jù)。
33、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，其中，所述儀器包括旋轉(zhuǎn)機(jī)架(816)， 并且其中，所述x射線源和所述x射線探測(cè)器相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)架進(jìn)行可 移動(dòng)地安裝。
34、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，其中，所述橫向視野的完全角度采 樣要求在約360。的角度范圍上獲取投影數(shù)據(jù)。
35、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，其中，由所述x射線源發(fā)射的所述 輻射的中心射線(216)與所述旋轉(zhuǎn)中心有位移，并且與所述x射線探測(cè)器 的橫向中心(219、 719)相交。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的儀器，其中，所述輻射探測(cè)器是平面的，并且其中，所述中心射線垂直于所述輻射探測(cè)器的平面。
37、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，包括設(shè)置在所述探測(cè)器和所述檢査 區(qū)域之間的防散射濾線柵(290)，并且其中，所述防散射濾線柵關(guān)于所述 探測(cè)器的橫向中心是對(duì)稱的。
38、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，包括用于改變所述x射線探測(cè)器的 所述橫向位移以改變所述橫向視野的大小的裝置。
39、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的儀器，包括用于根據(jù)環(huán)形軌跡、圓形軌跡 和直線軌跡、螺旋軌跡或鞍狀軌跡中之一而獲取數(shù)據(jù)的裝置。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)斷層攝影獲取幾何結(jié)構(gòu)提供了擴(kuò)大的視野(218)。諸如x射線源的輻射源(202、702)和輻射探測(cè)器(204、704)與成像中心(214)有位移。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，輻射束(212)的中心射線(216)平行于探測(cè)器中點(diǎn)(219、719)處的探測(cè)器(204、704)的平面，但是與成像中心有位移。
文檔編號(hào)A61B6/03GK101505658SQ200780030428
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者J·F·韋塞爾, J·耶, M·J·彼得里洛 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司