專利名稱:用于減小輻射劑量的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及成像系統(tǒng)，并且更加具體地講，涉及用于減小入射到對象上的
輻射劑量的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)背景
第三代計算機斷層造影(CT)掃描儀包括x射線源和檢測器，它們一起圍繞著病人 轉(zhuǎn)動。X射線束穿過病人并且在檢測器上測量x射線束的強度。在某些CT成像系統(tǒng)中，使 用x射線管來產(chǎn)生x射線。當(dāng)電子在x射線管的陽極和陰極之間高壓差的作用下，加速撞 擊在焦斑或陽極上時，就會產(chǎn)生x射線。這些x射線一般來說是成圓錐狀從焦斑發(fā)散出來 的，并且這些發(fā)散的x射線一般會穿過一個病人之前的準(zhǔn)直器，以限定在檢測器上的x射線 輪廓。某些CT成像系統(tǒng)包括檢測器單元，這些檢測器單元排列在距離輻射源恒定半徑的圓 弧上。如果準(zhǔn)直器是線形或者矩形的，檢測上的x射線輪廓將沿著檢測器的扇面彎曲，因為 準(zhǔn)直器的孔徑是沿著z軸張開的。這一彎曲將造成x射線劑量未完全使用和由彎曲的x射 線束輪廓形成的CT圖像的質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
按照一個方面，給出了一種成像系統(tǒng)。所述成像系統(tǒng)包括輻射源，構(gòu)成為用于產(chǎn) 生射束；準(zhǔn)直器，構(gòu)成為用于對所述射束進行準(zhǔn)直，以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直的射束；和檢測器，構(gòu)成 為用于檢測所述經(jīng)準(zhǔn)直的射束。所述準(zhǔn)直器是下述之一 第一準(zhǔn)直器，具有與檢測器的輪廓 成比例的彎曲輪廓；第二準(zhǔn)直器，帶有閘刀片，其中所述閘刀片中的至少一個的兩個相面對 的表面的斜度彼此不同；和第三準(zhǔn)直器，具有至少兩組板，一組中的所述板彼此相對樞轉(zhuǎn)。 按照另一個方面，給出了一種計算機斷層造影成像系統(tǒng)。該計算機斷層造影成像 系統(tǒng)包括x射線源，構(gòu)成為用于產(chǎn)生射束；準(zhǔn)直器，構(gòu)成為用于對所述x射線束進行準(zhǔn)直， 以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直的X射線束；和檢測器，構(gòu)成為用于檢測所述經(jīng)準(zhǔn)直的X射線束。所述準(zhǔn)直器 是下述之一 第一準(zhǔn)直器，具有與檢測器的輪廓成比例的彎曲輪廓；第二準(zhǔn)直器，帶有閘刀 片，其中所述閘刀片中的至少一個的兩個相對面對的表面的斜度彼此不同；和第三準(zhǔn)直器， 具有至少兩組板，一組中的所述板彼此相對樞轉(zhuǎn)。
按照再一個方面，給出了一種減小入射在對象上的輻射劑量的方法。該方法包括 朝向所述對象發(fā)送輻射束，在所述射束到達所述對象之前對所述輻射束進行準(zhǔn)直，然后檢 測所述經(jīng)準(zhǔn)直的輻射束。所述準(zhǔn)直是由下述準(zhǔn)直器之一進行的第一準(zhǔn)直器，具有與檢測器 的輪廓成比例的彎曲輪廓；第二準(zhǔn)直器，帶有閘刀片，其中所述閘刀片中的至少一個的兩個 相面對的表面的斜度彼此不同；和第三準(zhǔn)直器，具有至少兩組板，一組中的所述板彼此相對 樞轉(zhuǎn)。


附圖1是實施了用于減少輻射劑量的系統(tǒng)和方法的計算機斷層造影(CT)成像系
3統(tǒng)的實施方式的立體圖。
附圖2是附圖1中的CT成像系統(tǒng)的框圖。
附圖3是準(zhǔn)直器和CT成像系統(tǒng)的局部的實施方式的示意圖。
附圖4是表示可應(yīng)用于CT成像系統(tǒng)中的各種不同類型的準(zhǔn)直器的實施方式和各 種不同類型的準(zhǔn)直器的應(yīng)用效果的示意圖。
附圖5是表示用于減少輻射劑量的系統(tǒng)的實施方式并且表示該系統(tǒng)的效果的示 意圖。
附圖6是用在附圖1的CT成像系統(tǒng)中的準(zhǔn)直器的實施方式的示意圖。 附圖7是用在附圖1的CT成像系統(tǒng)中的準(zhǔn)直器的實施方式的示意圖。 組件列表
10 :計算機體層造影(CT)成像系統(tǒng);12 :門架;14 :X射線源;16 :X射線束;18 : 檢測器陣列；20 :檢測器元件或單元；22 :對象；24 :旋轉(zhuǎn)中心；26 :控制機構(gòu)；28 :X射線控 制器；30 :門架電機控制器；32 :數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS) ;34 :圖像重構(gòu)器；36 :計算機；38 :大 容量存儲器；40 :控制臺；42 :陰極射線管顯示器；44 :平臺電機控制器；46 :電動平臺；48 : 門架開口 ；50 :裝置；52 :計算機可讀介質(zhì)；60 :焦點；62 :患者前準(zhǔn)直器；64 :經(jīng)校準(zhǔn)的扇形 射束；66 :對象；70 :矩形孔徑；72 :X射線束輪廓；74 :X射線束輪廓；76 :陰影部分；78 :陰 影部分；80 :距離；82 :點；84 :距離；86 :點；88 :X射線束輪廓；90 :陰影部分；92 :陰影部 分；94 :錐形或斜面形孔徑；96 :X射線束輪廓；98 :X射線束輪廓；100 :陰影部分；102 :陰 影部分；104 :陰影部分；106 :陰影部分；108 :X射線束輪廓；110 :陰影部分；112 :陰影部 分120 :用于減少輻射劑量的系統(tǒng)；122 :準(zhǔn)直器；124 :孔徑；126 :經(jīng)校準(zhǔn)的射束；128 :X射 線束輪廓;130 :點;132 :距離;134 :點;136 :距離;150 :準(zhǔn)直器;152 :閘刀片或板;154 :閘 刀片或板；156 :外表面；158 :外表面；160 :內(nèi)表面；162 :內(nèi)表面；163 :樞軸臂；164 :立體 圖；165 :樞軸臂；166 :縫；168 :軸；170 :軸；172 :電機；174 :電機；180 :準(zhǔn)直器；182 :第一 組；184 :板或閘刀片；186 :板或閘刀片；188 :第二組；190 :板或閘刀片；192 :板或閘刀片； 194 :鉸鏈;196 :箭頭;198 :箭頭;200 :方塊;202 :方塊;204 :箭頭;206 :箭頭;208 :箭頭; 210 :箭頭；212 :方塊；214 :方塊；216 :方塊；218 :方塊
具體實施方式
按照某些公知的CT成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，x射線源投射扇形射束，這一扇形射束得到 準(zhǔn)直，以致平展在笛卡兒坐標(biāo)系的X-Y平面內(nèi)，該平面一般稱為"成像面"。X射線束穿過一 個要進行成像的對象，比如病人。射束由對象進行了衰減之后，照射在輻射檢測器陣列上。 在檢測器陣列上接收到的經(jīng)過衰減之后的輻射束的強度取決于對象對x射線束造成的衰 減量。所述陣列的每個檢測器單元產(chǎn)生產(chǎn)生一個獨立的電信號，該信號為在該檢測器位置 上的射束衰減的測量結(jié)果。來自所有檢測器的衰減測量結(jié)果是獨立地獲取的，以產(chǎn)生一個 傳輸輪廓。
在第三代CT成像系統(tǒng)中，x射線源和檢測器陣列與成像面內(nèi)的門架一起并且圍繞 著所要成像的對象轉(zhuǎn)動，從而x射線與對象相交的角度不斷地改變。從檢測器陣列得到的 一個門架角度下的一組x射線衰減測量結(jié)果，S卩，投影數(shù)據(jù)稱為一個"視圖"。對象的一次 "掃描"包括在x射線源和檢測器的一次旋轉(zhuǎn)期間，不同門架角度或視角下得出的一組視圖。[0017] 在軸向掃描中，對投影數(shù)據(jù)加以處理，以構(gòu)成一個與貫穿對象截取的二維切片相 應(yīng)的圖像?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過一組投影數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像的一種方法稱為濾光背面投影技術(shù)。這 一處理方法將由一次掃描得到的衰減測量值轉(zhuǎn)換為整數(shù)，稱為"CT數(shù)"或"豪恩斯弗爾德單 位"，這些整數(shù)用于控制陰極射線管顯示器上的相應(yīng)像素的亮度。
為了減少整個掃描時間，可以進行"螺旋"掃描。為了進行"螺旋"掃描，要在獲取 與指定數(shù)量的切片相對應(yīng)的數(shù)據(jù)的同時，使對象移動。這種系統(tǒng)通過一次扇形射束螺旋掃 描產(chǎn)生了一個單螺旋線。由扇形射束繪制出的螺旋線產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，通過這些投影數(shù)據(jù)，可 以重構(gòu)每個指定切片中的圖像。
用于螺旋掃描的重構(gòu)算法一般使用螺旋加權(quán)算法，這種算法將所采集到的數(shù)據(jù)加 權(quán)為視角和檢測器通道指數(shù)的函數(shù)。具體來說，在進行濾光背面投影處理之前，依據(jù)螺旋加 權(quán)系數(shù)對數(shù)據(jù)進行加權(quán)，該螺旋加權(quán)系數(shù)是門架角度和檢測器角度的函數(shù)。螺旋加權(quán)算法 還依照縮放系數(shù)對數(shù)據(jù)進行縮放，該縮放系數(shù)是x射線源與對象之間距離的函數(shù)。然后對 經(jīng)過加權(quán)和縮放的數(shù)據(jù)進行處理，以產(chǎn)生CT數(shù)，并構(gòu)造與貫穿對象采集的二維切片相對應(yīng) 的圖像。
如本文所使用的那樣，以單數(shù)形式列舉并且前面帶有詞"一"或"一個"的元件或 步驟，應(yīng)理解為不排除多個所述元件或步驟，除非精確表明了這種排除。而且，參照本發(fā)明 的"一種實施方式"的意思不要解釋為排除了同樣含有所列舉的特征的其它的實施方式的 存在。
而且如本文鐘所使用的那樣，詞組"重構(gòu)圖像"的意思并不排除本發(fā)明的產(chǎn)生了代 表圖像的數(shù)據(jù)而沒有產(chǎn)生可視的圖像的實施方式。不過，很多實施方式都產(chǎn)生(或構(gòu)成得 能夠產(chǎn)生)至少一個可視的圖像。
參照附圖l和2，給出了一個多切片掃描成像系統(tǒng)，例如，一個計算機斷層造影 (CT)成像系統(tǒng)10，由于包括一個門架12，因此表示"第三代"CT成像系統(tǒng)。門架12具有一 個x射線源14，該x射線源14朝向位于門架12的相對一側(cè)上的檢測器陣列18投射x射線 束16。檢測器陣列18是由多個檢測器行(未示出)構(gòu)成的，這些檢測器行包括多個檢測器 元件或單元20，這些檢測器元件20共同檢測穿過對象22(比如內(nèi)科病人)的投射x射線。 作為例子，每個檢測器元件20沿z軸的寬度大于40毫米(mm)，這是根據(jù)x射線束16的等 角點估算的。每個檢測器元件20產(chǎn)生一個電信號，這個電信號代表照射x射線的強度，并 且因此代表x射線在穿過對象22時的衰減。在獲取x射線投影數(shù)據(jù)的掃描期間，門架12 以及安裝在其上的元件圍繞旋轉(zhuǎn)中心24轉(zhuǎn)動。附圖2僅表示單行檢測器元件20 (即， 一個 檢測器行)。不過，多切片檢測器陣列18包括檢測器元件20的多個平行的檢測器行，從而 在一次掃描期間能夠同時獲得與多個準(zhǔn)平行或平行的切片相應(yīng)的投影數(shù)據(jù)。 門架12的轉(zhuǎn)動和x射線源14的工作是由CT成像系統(tǒng)10的一個控制機構(gòu)26管 理的。控制機構(gòu)26包括一個x射線控制器28和一個門架電機控制器30，其中x射線控制 器28向x射線源24提供電源和定時信號，門架電機控制器30控制門架12的轉(zhuǎn)速和位置。 控制機構(gòu)26中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)32對來自檢測器元件20的模擬數(shù)據(jù)進行采樣，并且 將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于后續(xù)處理的數(shù)字信號。圖像重構(gòu)器34從DAS 32接收采樣得到的并 且經(jīng)過數(shù)字化的x射線數(shù)據(jù)，并且進行高速圖像重構(gòu)。重構(gòu)得到的圖像作為輸入信號供應(yīng) 給計算機36，該計算機36將該圖像存儲在一個大容量存儲裝置38中。[0024] 計算機36還接收由操作者經(jīng)帶有鍵盤的控制臺40發(fā)出的命令和掃描參數(shù)。 一個 相連的陰極射線管顯示器42使得操作者能夠觀察重構(gòu)得到的圖像和來自計算機36的其它 數(shù)據(jù)。操作者給出的命令和參數(shù)由計算機36使用，以向DAS 32、x射線控制器28和門架電 機控制器30提供控制信號和信息。此外，計算機36操縱一個平臺電機控制器44，該平臺電 機控制器44對一個電動平臺46進行控制，以定位對象22在門架12中的位置。特別是，平 臺46移動著對象22的一些部分穿過門架開口 48。
按照一種實施方式，計算機36包括一個用于從計算機可讀介質(zhì)52 (比如軟盤、 CD-R0M、 DVD或諸如網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)之類的其它數(shù)字源)讀取指令和/或數(shù)據(jù)的裝置50，例 如，軟盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器、DVD驅(qū)動器、磁光盤(MOD)驅(qū)動器或任何其它包括網(wǎng)絡(luò)連接 裝置的數(shù)字裝置(比如以太網(wǎng)裝置)，以及待開發(fā)的數(shù)字裝置。按照另一種實施方式，計算 機36執(zhí)行保存在固件(未示出)中的指令。對計算機36進行程控，以執(zhí)行本文所介紹的 和本文所用到的功能，術(shù)語"計算機"并不僅限于本領(lǐng)域中稱為計算機的集成電路，而是廣 義地指計算機、處理器、微控制器、微型計算機、可程控邏輯控制器、專用集成電路和其它的 可程控電路，并且這些術(shù)語在本文中可互換使用。
附圖3是患者前準(zhǔn)直器62和CT成像系統(tǒng)10的門架12局部的實施方式的示意 圖。X射線束16從焦點60發(fā)出，x射線源14位于該焦點60上。X射線束16由準(zhǔn)直器62 準(zhǔn)直，并且經(jīng)準(zhǔn)直的扇形射束64沿著中心位于該經(jīng)準(zhǔn)直射束64中的扇形射束軸經(jīng)過對象 66朝向檢測器陣列18投射。檢測器陣列18是以距離焦點60的固定半徑彎曲的。 附圖4是表示可應(yīng)用于CT成像系統(tǒng)10中的各種不同類型的準(zhǔn)直器的實施方式并 且表示不同類型的準(zhǔn)直器的應(yīng)用效果的示意圖。如果準(zhǔn)直器62給出小尺寸(比如沿著z 軸的寬度)的線形或矩形孔徑70，那么經(jīng)準(zhǔn)直的射束64的投影將會在檢測器陣列18上形 成x射線束輪廓72。如果準(zhǔn)直器62的孔徑寬度沿z軸增大，那么x射線束輪廓72將會沿 著x軸擴展為中凸的曲線，以致產(chǎn)生了 x射線束輪廓74。經(jīng)準(zhǔn)直射束64中的每條x射線照 射在z軸位置上的檢測器陣列18中的檢測器元件20上。不過，由于檢測器元件20 —般是 矩形的，因此x射線束輪廓74的陰影部分76和78不會照射在檢測器元件20上。因此，對 象66不必要地受到了造成無用部分76和78的x射線束16的照射。
而且，部分76和78還可能會在由x射線束輪廓74重構(gòu)的圖像上產(chǎn)生假象。焦點 60與準(zhǔn)直器62之間的距離80與x射線束輪廓74上的點82相對應(yīng)，而焦點60與準(zhǔn)直器 62之間的距離84與x射線束輪廓74上的點86相對應(yīng)。距離80短于距離84，其結(jié)果造成 了假象的產(chǎn)生。而且，隨著準(zhǔn)直器62的孔徑70的寬度進一步沿著z軸增大，形成了具有陰 影部分90和92的x射線束輪廓88，與x射線束輪廓74相比，這些陰影部分引入了更高數(shù) 量的假象。
當(dāng)準(zhǔn)直器62包括一個具有例如沿著x軸的斜面的錐形或斜面孔徑94時，經(jīng)準(zhǔn)直 射束64的投影在檢測器陣列18上形成了一個x射線束輪廓96。對孔徑94的錐度進行設(shè) 置，使得x射線束輪廓96對應(yīng)于孔徑94的預(yù)定尺寸(比如沿著z軸的寬度)是矩形的。而 且，可以針對孔徑94的各種不同的尺寸，改變孔徑94的錐度，以使該錐度最佳。不過，制造 具有可變錐度的孔徑94是很困難的，因為孔徑94表面的光滑程度不是很容易就能達到的。 如果x射線束輪廓98是由借助不具有所述光滑程度的準(zhǔn)直器62加以準(zhǔn)直的x射線束16 產(chǎn)生的，那么x射線束輪廓98將會包括陰影部分100、 102、 104和106。部分100、 102、 104
6和106會在由x射線束輪廓98產(chǎn)生的圖像中引入假象。
而且，隨著準(zhǔn)直器62的孔徑94尺寸的增加，將會產(chǎn)生具有陰影部分110和112的 x射線束輪廓108。部分IIO和112具有比部分100、102、104和106大的面積。與由x射 線束輪廓98產(chǎn)生的圖像相比，部分110和112會在由x射線束輪廓108產(chǎn)生的圖像中引入 更多的假象。隨著準(zhǔn)直器的孔徑尺寸增大而造成的假象的引入，致使很難提供準(zhǔn)直器62的 孔徑94尺寸的適當(dāng)范圍。而且，隨著孔徑70和94尺寸的增大，用于吸引x射線束16的準(zhǔn) 直器62的質(zhì)量將會變得過大。
附圖5表示用于減小輻射劑量的系統(tǒng)120的實施方式。系統(tǒng)120包括位于焦點60 上的x射線源14、準(zhǔn)直器122和檢測器陣列18。準(zhǔn)直器122在沿著y軸的方向上等高。準(zhǔn) 直器122包括沿著z軸受到線性驅(qū)動的凸輪，用于產(chǎn)生不同尺寸的孔徑，比如不同寬度的孔 徑?？讖?24是由準(zhǔn)直器122的凸輪形成的孔徑的一個例子。在進行掃描之前，由一個線 性驅(qū)動機構(gòu)(比如螺桿)將凸輪驅(qū)動到一個預(yù)設(shè)位置上，以形成凸輪之間的預(yù)設(shè)孔徑。為 了在掃描期間改變預(yù)設(shè)孔徑的尺寸，使用了一個壓電驅(qū)動機構(gòu)來定位所述凸輪。 X射線源14朝向準(zhǔn)直器122發(fā)射x射線束16。準(zhǔn)直器122對x射線束16進行準(zhǔn) 直或約束，以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直的射束126。經(jīng)準(zhǔn)直的射束126落在檢測器元件20上并且形成一 個x射線束輪廓128。 X射線束輪廓128是經(jīng)準(zhǔn)直的射束126的投影。對于所有的尺寸，比 如寬度，由準(zhǔn)直器122的凸輪形成的孔徑的x射線束輪廓128的曲率都是最小的。 準(zhǔn)直器122的曲率半徑與檢測器陣列18的曲率半徑成比例。作為例子，檢測器 陣列18在點130上的曲率半徑是x+y厘米(cm)，其中x是準(zhǔn)直器122在距離焦點60為距 離132處的曲率半徑，并且其中x和y是大于零的實數(shù)。在這個例子中，檢測器陣列18在 點134處的曲率半徑是m+y cm，其中m是準(zhǔn)直器122在距離焦點60為距離136處的曲率半 徑，并且其中m是大于零的實數(shù)。準(zhǔn)直器122和檢測器陣列18的曲率半徑是從焦點60測 得的。與距離80和84不同，距離132近似等于距離136，因為準(zhǔn)直器122的輪廓與檢測器 陣列18的輪廓相匹配。
附圖6表示在用于輻射劑量的系統(tǒng)和方法中使用的準(zhǔn)直器150的實施方式。準(zhǔn)直 器150包括閘刀片或板152和154。閘刀片152和154可以具有諸如正方形、矩形、多邊形、 圓形和橢圓形之類的形狀。每個閘刀片152和154具有各自的外表面156和158以及各自 的內(nèi)表面160和162。閘刀片152的內(nèi)表面160具有與外表面156不同的錐度或斜度，并 且閘刀片154的內(nèi)表面具有與外表面158不同的錐度。按照另外一種實施方式，表面156、 158、160和162中的任何一個都具有與其余的表面不同的錐度。閘刀片152和154可以具 有相同或不同的尺寸。樞軸臂163支撐著閘刀片152，而樞軸臂165支撐著閘刀片154。 閘刀片152和514局部閉合，但是彼此之間并不重疊，如立體圖164所示，以在閘 刀片152和154的內(nèi)表面160和162之間形成具有大寬度的孔徑。具有大寬度的孔徑的一 個例子是這樣一個孔徑其x射線束輪廓在檢測器陣列18上具有大于30mm的寬度。當(dāng)閘 刀片152和154局部閉合以獲得具有大寬度的孔徑時，外表面156和158之間的距離大于 內(nèi)表面160和162之間的距離?？梢葬槍哂写髮挾鹊目讖綄?nèi)表面160和162的錐度進 行優(yōu)化。
另一種方案是，閘刀片152和154局部閉合而不彼此重疊，以在閘刀片的外表面 156和158之間形成具有中等寬度的孔徑。如果閘刀片152和154處于立體圖164中所示的位置上，這些閘刀片是彼此重疊的，并且彼此跨接，從而在這些閘刀片的外表面156和158 之間形成了具有中等寬度的孔徑。具有中等寬度的孔徑的一個例子是這樣一個孔徑其x 射線束輪廓在檢測器陣列18上具有l(wèi)mm到30mm的寬度。當(dāng)閘刀片152和154局部閉合以 獲得具有中等寬度的孔徑時，內(nèi)表面160和162之間的距離大于外表面156和158之間的 距離。可以針對中等寬度的孔徑對外表面156和158的外表面的錐度進行優(yōu)化。 按照再有的另外一種實施方式，閘刀片154包括一個縫166，或者一個具有小寬度 的孔徑，x射線束16穿過該孔徑或縫，以在檢測器陣列18上形成x射線束輪廓。具有小寬 度的孔徑的一個例子是這樣一個孔徑其x射線束輪廓在檢測器陣列18上具有大約lmm的 寬度。另外一種可選方案是，凸輪162具有縫166。
每個閘刀片152和154與各自的軸168和170相連接，這兩個軸168和170與各 自的電機172和174相連。電機172和174為閘刀片152和154提供旋轉(zhuǎn)運動，從而使得 這些閘刀片能夠彼此重疊和跨接。另外一種可選方案是，使用線性驅(qū)動機構(gòu)來操縱閘刀片 152和154。不過，電機172和174與線性驅(qū)動機構(gòu)相比，不易發(fā)生磨損和損傷。 附圖7表示在用于減小輻射劑量的系統(tǒng)和方法中使用的準(zhǔn)直器180的另一種可選 實施方案。準(zhǔn)直器180包括板或閘刀片184和186的第一組182和板或閘刀片190和192 的第二組188。板184和186可以具有諸如正方形、矩形、多邊形、圓形和橢圓形之類的形 狀。板184與186借助一個鉸鏈194彼此相連，從而使得板184和186彼此相對運動。板 190和192按照與板184和186相同的方式相連。內(nèi)部驅(qū)動器(由箭頭196和198以及方 塊200和202表示)控制組182和組188之間形成的孔徑的額定寬度，例如，末端的寬度。 外部驅(qū)動器(由箭頭204、206、208和210以及方塊212、214、216和218表示)，例如沿著z 軸，調(diào)整組182和組188之間形成的孔徑的錐度或斜度。對于在組182和188之間形成的 所有額定孔徑，可以在檢測器陣列18上產(chǎn)生最佳的x射線束輪廓。
本文介紹的系統(tǒng)和方法的技術(shù)效果包括，在支持大范圍孔徑的同時，減小形成在 檢測器陣列18上的x射線束輪廓的彎曲度。例如，準(zhǔn)直器150在減小x射線束輪廓的彎曲 度的同時，提供了大、中、小三種寬度的孔徑。要注意，雖然本文所介紹的CT成像系統(tǒng)10是 x射線源14和檢測器陣列18都隨門架12 —起旋轉(zhuǎn)的"第三代"系統(tǒng)，但是也可以使用很多 其它的CT成像系統(tǒng)(包括檢測器是完整環(huán)形靜態(tài)檢測器并且x射線源與門架一起旋轉(zhuǎn)的 "第四代"系統(tǒng))。還要注意，雖然在附圖1、2、3、4和5中給出了成彎曲狀的檢測器陣列，但 是也可以取而代之，使用線性或直線形的檢測器陣列。例如，準(zhǔn)直器150將x射線束16準(zhǔn) 直成在線性檢測器陣列上投影出x射線束輪廓。按照另一種情況，準(zhǔn)直器180將x射線束 16準(zhǔn)直成在線性檢測器陣列上投影出x射線束輪廓。
雖然本發(fā)明是依據(jù)各種不同的具體實施方式
加以介紹的，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將會發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明可以按照處于權(quán)利要求
書的思想和范圍之內(nèi)的修改方案來具體實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種成像系統(tǒng)，包括門架；輻射源，構(gòu)成為用于產(chǎn)生射束；準(zhǔn)直器，構(gòu)成為用于對所述射束進行準(zhǔn)直，以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直的射束；和檢測器陣列，構(gòu)成為用于檢測所述經(jīng)準(zhǔn)直的射束，其中所述輻射源、準(zhǔn)直器和檢測器陣列安裝在所述門架上；其中所述準(zhǔn)直器與所述檢測器陣列分隔開并且包括凸輪，并且所述準(zhǔn)直器被成形為具有與所述檢測器陣列的曲率半徑成比例的曲率半徑；檢測器陣列在該檢測器陣列上的一點(130)上的曲率半徑是x+y厘米，其中x是準(zhǔn)直器在距離成像系統(tǒng)的焦點(60)為一距離(132)處的曲率半徑，并且其中x和y是大于零的實數(shù)，檢測器陣列在該檢測器陣列上的另一點(134)處的曲率半徑是m+y厘米，其中m是準(zhǔn)直器在距離焦點(60)為另一距離(136)處的曲率半徑，并且其中m是大于零的實數(shù)，其中所述準(zhǔn)直器的曲率半徑和所述檢測器陣列的曲率半徑是從焦點(60)測得的，其中所述一距離(132)等于所述另一距離(136)，因為準(zhǔn)直器的輪廓與檢測器陣列的輪廓相匹配。
2. 按照權(quán)利要求
l所述的成像系統(tǒng)，其中，所述準(zhǔn)直器(122)的彎曲輪廓和所述檢測器 陣列(18)的彎曲輪廓是同心的。
3. 按照權(quán)利要求
l所述的成像系統(tǒng)，還包括線性驅(qū)動機構(gòu)，構(gòu)成為用于在進行掃描之前驅(qū)動所述凸輪以形成所述凸輪之間的預(yù)設(shè) 孔徑(124)，其中所述預(yù)設(shè)孔徑(124)具有一個尺寸；禾口壓電驅(qū)動機構(gòu)，構(gòu)成為用于在掃描期間改變所述凸輪之間的預(yù)設(shè)孔徑(124)的尺寸。
4. 按照權(quán)利要求
1所述的成像系統(tǒng)，其中，所述準(zhǔn)直器位于對象與所述輻射源之間。
5. 按照權(quán)利要求
1所述的成像系統(tǒng)，其中，所述準(zhǔn)直器構(gòu)成為在垂直于由所述輻射源 的射束形成的平面的方向上移動。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括輻射源，構(gòu)成為用于產(chǎn)生射束；準(zhǔn)直器，構(gòu)成為用于對所述射束進行準(zhǔn)直，以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直的射束；和檢測器(18)，構(gòu)成為用于檢測所述經(jīng)準(zhǔn)直的射束。所述準(zhǔn)直器是下述之一第一準(zhǔn)直器(122)，具有與檢測器(18)的輪廓成比例的彎曲輪廓；第二準(zhǔn)直器(150)，帶有閘刀片(152，154)，其中所述閘刀片(152，154)中的至少一個的兩個相面對的表面(160，162，156，158)的斜度彼此不同；和第三準(zhǔn)直器(180)，具有至少兩組板(184，186，190，192)，一組中的所述板(184，186，190，192)彼此相對樞轉(zhuǎn)。
文檔編號A61B6/03GKCN1618402 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200410089991
公開日2010年5月26日 申請日期2004年10月28日
發(fā)明者史蒂文·G·羅斯, 威利·W·漢普爾, 布魯斯·M·鄧納姆, 托馬斯·L·托特 申請人:Ge醫(yī)藥系統(tǒng)環(huán)球科技公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2),